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Dokumentenidentifikation DE29924857U1 13.04.2006
Titel Kältemittelsaugstrukturen für Verdichter
Anmelder Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya, Aichi, JP
Vertreter HOEGER, STELLRECHT & PARTNER Patentanwälte, 70182 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 29924857
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 13.04.2006
Registration date 09.03.2006
Application date from patent application 16.03.1999
File number of patent application claimed EP 99 10 5330.7
IPC-Hauptklasse F25B 31/02(2006.01)A, F, I, 20051230, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04B 39/12(2006.01)A, L, I, 20051230, B, H, DE   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Schutzanspruch 1. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Kältemittelsaugstruktur für einen Verdichter, wobei eine Mehrzahl von Saugöffnungen in einer Trennplatte gebildet sind, welche eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen, die in Umfangsrichtung um eine Rotationsachse einer Drehantriebswelle angeordnet sind, von einer Saugkammer für ein Kältemittel vor der Verdichtung trennt. In den Zylinderbohrungen eingesetzte Verdichtungselemente werden durch rotatorische Bewegung der Drehantriebswelle bewegt, und ein gasförmiges Kältemittel wird von der Saugkammer durch die Saugöffnungen in die entsprechenden Zylinderbohrungen eingeführt, um durch die Verdichtungselemente verdichtet zu werden. Das verdichtete Kältemittel wird durch die Verdichtungselemente aus den Zylinderbohrungen in eine um die äußere Peripherie der Saugkammer gebildete Ausstoßkammer ausgetrieben, um in der Ausstoßkammer gehalten zu werden.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bei einem Verdichter, welcher in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 56-69476 offenbart ist, bildet ein Kurvenscheibenraum oder eine Kurbelkammer, worin eine Kurvenscheibe aufgenommen ist, Teil eines Saugkanals, und ein in den Kurvenscheibenraum eingeführtes Kältemittel fließt in eine Saugkammer, welche in einem Gehäuse gebildet ist, das sich von dem vorderen zu dem hinteren Teil eines Zylinderblocks erstreckt. Das Kältemittel in der Saugkammer wird durch Saugöffnungen, welche in einer Seitenplatte gebildet sind, durch die Saugbewegung von Kolben in Zylinderbohrungen gesaugt, und das Kältemittel in den Zylinderbohrungen wird aus denselben durch Ausstoßöffnungen, welche in der Seitenplatte gebildet sind, durch die Ausstoßbewegung der Kolben in eine Ausstoßkammer in dem Gehäuse ausgestoßen.

Bei dem beschriebenen Beispiel nach dem Stand der Technik ist die Ausstoßkammer so angeordnet, dass sie die äußere Peripherie der Saugkammer umgibt, und das Kältemittel in dem Kurvenscheibenraum wird durch die Eintrittslöcher in der Seitenplatte in die Saugkammer eingeführt. Der Saugkanal, der sich von der Außenseite des Verdichters zu den Zylinderbohrungen erstreckt, ist gebogen oder gekrümmt, und ein derartiger mäandernder Bereich des Saugkanals verursacht einen Druckverlust. Der Druckverlust in dem Saugkanal verhindert, dass das Kältemittel glatt in die Zylinderbohrungen gesaugt wird, woraus eine Erniedrigung des volumetrischen Wirkungsgrades während der Kompression des Kältemittels resultiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt also in der Bereitstellung eines Kältemittelverdichters, mit dem die bei dem Verdichter nach dem Stand der Technik anzutreffenden Probleme gelöst werden können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Kältemittelsaugstruktur für einen Kältemittelverdichter, mit der der Druckverlust in einem Saugkanal, welcher von der Außenseite zu den Zylinderbohrungen des Verdichters verläuft, vermindert werden kann.

Eine Kältemittelsaugstruktur eines Verdichters gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einem Verdichter eingebunden, wobei eine Mehrzahl von Saugöffnungen in einer Trennplatte gebildet sind, welche eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen, die in Umfangsrichtung um eine Längsachse einer Drehwelle angeordnet sind, von einer Saugkammer trennt. In die Zylinderbohrungen eingesetzte Verdichtungselemente, z.B. Kolben, werden durch die Rotationsbewegung der Drehantriebswelle bewegt, und ein Kältemittel in gasförmiger Phase wird von der Saugkammer durch die Saugöffnungen in die entsprechenden Zylinderbohrungen eingeführt, um durch die Verdichtungselemente verdichtet zu werden. Das verdichtete Kältemittel wird aus den Zylinderbohrungen in eine um einen äußeren Peripheriebereich der Saugkammer gebildete Ausstoßkammer ausgetrieben als eine Folge der Bewegung der Verdichtungselemente, um das Kältemittel aus den jeweiligen Zylinderbohrungen auszustoßen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kältemittelzuführkanal zum Speisen einer Saugkammer mit einem zu verdichtenden gasförmigen Kältemittel so ausgebildet, dass er sich über die Ausstoßkammer erstreckt und von einer äußeren Peripherie der Saugkammer in die Saugkammer mündet.

Im Besonderen wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verdichter bereitgestellt, welcher umfasst:

ein Gehäuse mit einer äußeren zylindrischen Wand;

eine von dem Gehäuse gehaltene Drehwelle, welche eine Längsachse aufweist;

eine Saugkammer, welche in dem Gehäuse, in der Nähe der Längsachse gebildet ist;

eine Ausstoßkammer, welche in dem Gehäuse um die äußere Peripherie der Saugkammer gebildet ist;

einen Kältemittelzuführkanal mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende;

eine Saugausflussöffnung, welche an dem zweiten Ende des Kältemittelzuführkanals gebildet ist; und

eine Mehrzahl von Saugöffnungen, welche eine kreisförmige Anordnung bilden;

wobei das erste Ende des Kältemittelzuführkanals von der äußeren zylindrischen Wand gebildet ist, wobei sich der Kältemittelzuführkanal über die Ausstoßkammer zu dem zweiten Ende erstreckt und wobei das zweite Ende in die Saugkammer mündet,

wobei der Kältemittelzuführkanal von einer Seitenwand der Saugkammer nach innen vorspringt in Richtung auf die Längsachse,

und wobei das Zentrum der am zweiten Ende gebildeten Saugausflussöffnung auf oder nahe der Achse angeordnet ist, auf welcher das Zentrum des Kreises liegt, der die kreisförmige Anordnung der Mehrzahl von Saugöffnungen definiert.

Die oben erwähnte Konstruktion des Verdichters macht es möglich, den Kältemittelzuführkanal so auszubilden, dass er von der Außenseite des Verdichters zu der Saugkammer in einer geraden oder im Wesentlichen geraden Linie verläuft. Diese Struktur des Kältemittelzuführkanals ist wirksam, um einen Druckverlust in einem Saugkanal innerhalb des Verdichters zu vermindern, der einen externen Kältemittelkreislauf mit der Saugkammer verbindet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kältemittelzuführkanal mit einer Saugausflussöffnung versehen, welche von einer Seitenwand der Saugkammer, die die äußere Peripherie der Saugkammer bildet, in die Saugkammer vorspringt, derart, dass die Saugöffnung in Richtung auf das Zentrum eines Kreises gerichtet ist, entlang dem die Saugöffnungen kreisförmig angeordnet sind.

Die beschriebene Struktur, welche den von der Seitenwand der Saugkammer vorspringenden Kältemittelzuführkanal verwendet, kann eine Differenz in den jeweiligen Abständen von den jeweiligen Saugöffnungen zu der Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals vermindern und vermindert gleichmäßig den Druckverlust, wenn das Kältemittel von der Saugkammer in die einzelnen Zylinderbohrungen fließt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals in einer Position bereitgestellt, die zu dem Zentrum des Kreises korrespondiert, entlang dem die Saugöffnungen kreisförmig angeordnet sind.

Bei dieser Struktur werden die Abstände von den jeweiligen Saugöffnungen zu der Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals im Wesentlichen gleich und Druckvariationen an der Saugausflussöffnung werden minimiert. Damit kann das durch Saugdruckpulsationen verursachte akustische Geräusch, welches durch den Kältemittelzuführkanal auf den externen Kältemittelkreislauf übertragen werden würde, vermindert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals eine Schrägkante auf, derart, dass diese in Richtung auf die Trennplatte mündet.

Die Schrägkante der Saugausflussöffnung dient dazu, den Druckverlust zu vermindern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kältemittelzuführkanal entlang einer Innenfläche einer Rückwand der Saugkammer gebildet.

Diese Konstruktion des Kältemittelzuführkanals ist wirksam, um den Druckverlust zu minimieren.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine strukturelle Wand des Kältemittelzuführkanals als ein integraler Teil der Rückwand der Saugkammer gebildet.

Diese Art von einstückiger Konstruktion ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der leichten Herstellung und der Produktionskosten.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Haltevorsprüngen an der Innenfläche der Rückwand der Saugkammer gebildet. Diese Haltevorsprünge sind in einer kreisförmigen Konfiguration angeordnet und drücken die Trennplatte in Richtung auf die Zylinderbohrungen. Die Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals ist innerhalb eines Kreises bereitgestellt, entlang dem die Haltevorsprünge angeordnet sind, so dass keine Haltevorsprünge zwischen der Saugausflussöffnung und den einzelnen Saugöffnungen liegen.

Eine durch die mehrfachen Haltevorsprünge ausgeübte Schubkraft verhindert eine Leckage des Kältemittels aus den Zylinderbohrungen entlang der Trennplatte. Diese Struktur, bei der die Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals innerhalb des Kreises liegt, entlang dem die Haltevorsprünge angeordnet sind, vermindert den Einfluss der Haltevorsprünge auf den Fluss des Kältemittels von der Saugausflussöffnung zu den Saugöffnungen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein bauchiger Teil, der in die Saugkammer ausbaucht, an der Rückwand derselben gebildet, derart, dass ein Bereich der Innenfläche der Rückwand der Saugkammer, der sich von dem Kältemittelzuführkanal erstreckt, den bauchigen Teil schneidet.

Der bauchige Teil dient dazu, Kältemittelströme zu glätten, welche von der Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals zu den Saugöffnungen fließen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verdichter ein Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen, wobei das Kältemittel von einem Ausstoßdruckbereich zu einer Steuerdruckkammer zugeführt und aus der Steuerdruckkammer in einen Saugdruckbereich abgezogen wird, und wobei die Verdrängungsleistung des Verdichters gemäß der Differenz zwischen dem Steuerdruck in der Steuerdruckkammer und dem Saugdruck in dem Saugdruckbereich variiert wird, wobei ein Leistungssteuerventil verwendet wird zum Steuern der Operation zum Zuführen des Kältemittels von dem Ausstoßdruckbereich zu der Steuerdruckkammer oder zum Abziehen des Kältemittels aus der Steuerdruckkammer in den Saugdruckbereich.

Die vorliegende Erfindung ist bevorzugt in dieser Art von Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen verwirklicht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Leistungssteuerventil in einem Raum untergebracht, der in der Rückwand der Saugkammer gebildet ist, und eine strukturelle Wand des Raums bildet den im Vorstehenden erwähnten bauchigen Teil, wobei der Bereich der Innenfläche der Rückwand, der sich von dem Kältemittelzuführkanal erstreckt, die strukturelle Wand des Raums schneidet.

Die strukturelle Wand des Raums dient dazu, die Kältemittelströme zu glätten, welche von der Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals zu den Saugöffnungen fließen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Verdichter mit einem Befestigungsteil versehen, welches zum Montieren des Verdichters an einer externen Struktur verwendet wird, wobei ein Bereich des Befestigungsteils einen bauchigen Teil an der Rückwand der Saugkammer bildet, wobei ein Bereich der Innenfläche der Rückwand, der sich von dem Kältemittelzuführkanal erstreckt, den Befestigungsteil schneidet. Gemäß dieser Struktur dient der im Vorstehenden erwähnte Bereich des Befestigungsteils dazu, die Kältemittelströme zu glätten, welche von der Saugausflussöffnung des Kältemittelzuführkanals zu den Saugöffnungen fließen.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der zeichnerischen Darstellung wird noch besser erkennbar sein, dass die vorliegende Erfindung Kältemittelsaugstrukturen bereitstellt, welche einen Druckverlust in dem Saugkanal, der von der Außenseite des Verdichters zu den Zylinderbohrungen desselben verläuft, vermindert kann, weil ein Kältemittelzuführkanal gebildet wird, der sich über die Ausstoßkammer erstreckt und von der äußeren Peripherie der Saugkammer in die Saugkammer mündet.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorstehende Zusammenfassung sowie die folgende Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen werden in Verbindung mit der beigefügten zeichnerischen Darstellung noch näher verdeutlicht. Um die Erfindung beispielhaft zu verdeutlichen, zeigt die Zeichnung eine beispielhafte Ausführungsform, die derzeit bevorzugt wird. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten spezifischen Verfahren und Mittel begrenzt ist. In der Zeichnung zeigen:

1 eine querschnittliche Seitenansicht eines Verdichters gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;

2 eine querschnittliche Darstellung entlang der Linie A-A von 1;

3 eine querschnittliche Darstellung entlang der Linie B-B von 1;

4 eine vergrößerte querschnittliche Darstellung entlang der Linie C-C von 2;

5(a) einen Vertikalschnitt, der eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt;

5(b) eine querschnittliche Darstellung entlang der Linie D-D von 5(a);

6 einen Vertikalschnitt, der eine alternative beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt; und

7 eine abgebrochen dargestellte querschnittliche Seitenansicht, welche eine weitere alternative beispielhafte Ausführungsform der Erfindung darstellt.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, bevorzugt an einem Kraftfahrzeug installiert, wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben.

Gemäß 1 empfängt eine Drehwelle 13, welche von einem Zylinderblock 11 und einem vorderen Gehäuse 12, das eine Steuerdruckkammer 121 bildet, gehalten wird, eine rotatorische Antriebskraft von einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt). Eine Kurvenscheibe 14 ist von der Drehwelle 13 derart gehalten, dass die Kurvenscheibe 14 als eine Einheit mit der Drehwelle 13 rotieren und relativ zu derselben schräggestellt werden kann. Eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen 111 sind in dem Zylinderblock 11 um eine Längsachse 131 der Drehwelle 13 gebildet. Kolben 15, die als Verdichtungselemente dienen, sind in die um die Drehwelle 13 angeordneten Zylinderbohrungen 111 eingesetzt. Die rotatorische Bewegung der Kurvenscheibe 14 wird via Schuhe 16 in eine Hin- und Herbewegung der Kolben 15 umgewandelt.

Ein hinteres Gehäuse 17 ist mit dem Zylinderblock 11 verbunden, wobei eine Trennplatte 18, ventilbildende Platten 19, 20 und eine halterbildende Platte 21 dazwischen angeordnet sind. Eine Saugkammer 22 und eine Ausstoßkammer 23, die voneinander getrennt sind, sind in dem hinteren Gehäuse 17 gebildet. Wie in den 2 und 4 gezeigt sind die Saugkammer 22 und die Ausstoßkammer 23 durch eine zylindrische Trennwand 171, welche sich von einer Rückwand 172 des hinteren Gehäuses 17 erstreckt, voneinander getrennt, wobei die Ausstoßkammer 23 die äußere Peripherie der Saugkammer 22 umgibt.

Wie in den 3 und 4 gezeigt sind eine Mehrzahl von Saugöffnungen 181 korrespondierend zu den einzelnen Zylinderbohrungen 111 in der Trennplatte 18 innerhalb der zylindrischen Trennwand 171 gebildet, die als eine Seitenwand der Saugkammer 22 dient. Diese Saugöffnungen 181 sind entlang einem Kreis C1 gebildet, dessen Zentrum auf der Achse 131 der Drehwelle 13 liegt, wie in 3 gezeigt. Ferner sind eine Mehrzahl von Ausstoßöffnungen 182 in der Trennplatte 18 außerhalb der zylindrischen Trennwand 171 korrespondierend zu den einzelnen Zylinderbohrungen 111 gebildet. Saugventile 191 und Ausstoßventile 201 sind in der ventilbildenden Platte 19 bzw. in der ventilbildenden Platte 20 gebildet. Jedes Saugventil 191 öffnet und schließt seine korrespondierende Saugöffnung 181, während jedes Ausstoßventil 201 seine korrespondierende Ausstoßöffnung 182 öffnet und schließt.

Ein elektromagnetisches Auf/Zu-Ventil 25 ist in einem Druckzuführungskanal 24 bereitgestellt, der die Ausstoßkammer 23 und die Steuerdruckkammer 121 miteinander verbindet. Der Druckzuführungskanal 24 führt ein Kältemittel von der Ausstoßkammer 23 zu der Steuerdruckkammer 121. Das elektromagnetische Auf/Zu-Ventil 25, welches als Leistungssteuerventil wirkt, wird durch eine Steuereinheit (nicht gezeigt) erregt und entregt. Im Besonderen steuert die Steuereinheit die Erregung und Entregung des elektromagnetischen Auf/Zu-Ventils 25 auf Basis einer Innentemperatur des Fahrzeugs, welche von einem (nicht gezeigten) Innentemperatursensor detektiert wird, und einer Zielinnentemperatur, die von einer (nicht gezeigten) Innentemperatursetzvorrichtung gesetzt ist. Das elektromagnetische Auf/Zu-Ventil 25 ist in einem Raum 173 untergebracht, der in der Rückwand 172 gebildet ist. Eine strukturelle Wand 176 des Raums 173 baucht sowohl in die Saugkammer 22 als auch in die Ausstoßkammer 23 aus und bildet einen vorspringenden oder bauchigen Teil.

Das Kältemittel in der Steuerdruckkammer 121 fließt durch einen Druckfreigabekanal 26 in die Saugkammer 22. Das Kältemittel in der Ausstoßkammer 23 wird nicht zu der Steuerdruckkammer 121 geschickt, wenn das elektromagnetische Auf/Zu-Ventil 25 in seinem nichterregten Zustand ist. Also wird die Differenz zwischen dem Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 121 und dem Saugdruck, die auf die einzelnen Kolben 15 wirkt, kleiner, so dass die Kurvenscheibe 14 in die Position ihres maximalen Neigungswinkels gesetzt wird. Wenn sich das elektromagnetische Auf/Zu-Ventil 25 in seinem erregten Zustand befindet, wird das Kältemittel in der Ausstoßkammer 23 durch den Druckzuführungskanal 24 zu der Steuerdruckkammer 121 zugeführt. In diesem Fall wird die Differenz zwischen dem Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 121 und dem Saugdruck, die auf die einzelnen Kolben 15 wirkt, größer, so dass die Kurvenscheibe 14 in die Position ihres minimalen Neigungswinkels gebracht wird.

Eine Mehrzahl von Haltevorsprüngen 175 sind an der Innenseite der Rückwand 172 des hinteren Gehäuses 17 gebildet. Diese Haltevorsprünge 175 sind in einer kreisförmigen Konfiguration um die Achse 131 der Drehwelle 13 angeordnet. Da das ferne Ende jedes Haltevorsprungs 175 in direktem Kontakt mit der halterbildenden Platte 21 steht, werden die Trennplatte 18, die ventilbildenden Platten 19, 20 und die halterbildende Platte 21 durch die Haltevorsprünge 175 gegen eine Endfläche des Zylinderblocks 11 gezwungen. Die Haltevorsprünge 175 sind entlang einem Kreis C2 angeordnet, dessen Zentrum auf der Achse 131 der Drehwelle 13 liegt, wie in 3 gezeigt. Eine Saugausflussöffnung 272 eines Kältemittelzuführkanals 27 ist innerhalb des Kreises C2 bereitgestellt, so dass keiner der Haltevorsprünge 175 zwischen der Saugausflussöffnung 272 und den Saugöffnungen 181 positioniert ist.

Der Kältemittelzuführkanal 27 ist an der Innenseite der Rückwand 172 des hinteren Gehäuses 17 bereitgestellt. Eine strukturelle Wand 271 des Kältemittelzuführkanals 27 ist bevorzugt als ein integraler Teil des hinteren Gehäuses 17 ausgebildet. Von einer äußeren zylindrischen Wand 174 des hinteren Gehäuses 17 gebildet erstreckt sich der Kältemittelzuführkanal 27 über die Ausstoßkammer 23 und mündet in die Saugkammer 22. Die Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 weist bevorzugt eine Schrägkante auf, so dass sie in Richtung auf die Trennplatte 18 mündet. Der Abschrägungswinkel &THgr;1 der Saugausflussöffnung 272 ist bevorzugt auf ca. 45° gesetzt. Die Saugausflussöffnung 272 ist bevorzugt so angeordnet, dass ihr Zentrum 273 auf der Achse 131 der Drehwelle 13 liegt. Ein Innenoberflächenbereich der Rückwand 172 des hinteren Gehäuses 17, der in einem verlängerten Bereich des Kältemittelzuführkanals 27 existiert, schneidet die strukturelle Wand 176 des Raums 173.

Bei der Hin- und Herbewegung der einzelnen Kolben 15 drückt das Kältemittel in der Saugkammer 22, die einen Saugdruckbereich bildet, die Saugventile 191 auf, und das Kältemittel fließt durch die entsprechenden Saugöffnungen 181 in die Zylinderbohrungen 111. Das so in die Zylinderbohrungen 111 eingeführte Kältemittel drückt die Ausstoßventile 201 auf und wird durch die Ausstoßöffnungen 182 in die Ausstoßkammer 23, welche einen Ausstoßdruckbereich bildet, als eine Folge der hin- und hergehenden Bewegung der Kolben 15 ausgestoßen. Die Öffnung der Ausstoßventile 201 wird durch Haltevorrichtungen 211, welche an der halterbildenden Platte 21 gebildet sind, begrenzt. Das Kältemittel in der Ausstoßkammer 23 wird durch einen Kondensator 29, ein Expansionsventil 30 und einen Verdampfer 31, welche in einem externen Kältemittelkreislauf 28 bereitgestellt sind, und den Kältemittelzuführkanal 27 in die Saugkammer 22 zurückgeführt.

Eine erste beispielhafte Ausführungsform, wie sie im Vorstehenden beschrieben worden ist, stellt die folgenden vorteilhaften Effekte bereit:

  • (1-1) Der Kältemittelzuführkanal 27 führt das Kältemittel in einer im Wesentlichen geraden Linie von dem externen Kältemittelkreislauf 28, der außerhalb des Verdichters bereitgestellt ist, in die innerhalb desselben liegende Saugkammer 22 ein. Diese Konstruktion vermindert einen Druckverlust in einem Saugkanal innerhalb des Verdichters, der den externen Kältemittelkreislauf 28 mit der Saugkammer 22 verbindet. Eine derartige Verminderung eines Druckverlustes in dem Saugkanal zwischen dem Äußeren des Verdichters und der Saugkammer 22 dient dazu, das Kältemittel glatt in die einzelnen Zylinderbohrungen 111 einzuführen und den volumetrischen Wirkungsgrad in Bezug auf das Kältemittel zu verbessern.
  • (1-2) Das Zentrum 273 der Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 ist in der Nähe, bevorzugt auf der Achse 131 angeordnet, auf welcher das Zentrum des Kreises C1 liegt, der die kreisförmige Anordnung der Mehrzahl von Saugöffnungen 181 definiert. Mit dieser Positionierung der Saugausflussöffnung 272 in der Saugkammer 22, die als ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum angesehen werden kann, werden die Abstände von den einzelnen Saugöffnungen 181 zu der Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 im Wesentlichen gleich und Druckvariationen an der Saugausflussöffnung 272 werden minimiert. Während die Offenlegungsschrift der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai) Nr. 64-56583 das Positionieren in einer Ausstoßkammer diskutiert, das Druckvariationen infolge Ausstoßdruckpulsationen minimiert, gilt dasselbe Argument für Druckvariationen infolge Saugdruckpulsationen. Variationen in dem Saugdruck an der Saugausflussöffnung 272 werden als Saugdruckpulsationen durch den Kältemittelzuführkanal 27 auf den externen Kältemittelkreislauf 28 übertragen, wodurch der Verdampfer 31, der innerhalb des Fahrzeugs installiert ist, veranlasst wird, in Resonanz mit Frequenzkomponenten, welche in der Saugdruckpulsation enthalten sind, zu schwingen. Das durch die Schwingung des Verdampfers 31 verursachte akustische Geräusch wird bei dieser Ausführungsform beträchtlich vermindert, weil die Saugdruckpulsation minimiert wird. Es ist festgestellt worden, dass eine Geräuschkomponente von ca. 1400 Hz, welche üblicherweise von dem Verdampfer 31 ausgesendet wird und ein wesentliches Problem darstellt, bei dieser Ausführungsform vermindert werden konnte.
  • (1-3) Die Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 weist eine Schrägkante auf, so dass sie in Richtung auf die Trennplatte 18 mündet. Dank dieser Konstruktion kann das Kältemittel in dem Kältemittelzuführkanal 27 leicht nach den Saugöffnungen 181 hin fließen, was vorteilhaft ist, um einen Druckverlust zu minimieren.
  • (1-4) Wenn sich die Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 zu nahe an der Trennplatte 18 befindet, werden Kältemittelströme, welche von der Saugausflussöffnung 272 nach einigen der Saugöffnungen 181 hin strömen, übermäßig mäandern, was zu einem Anstieg des Druckverlustes führt. Der Kältemittelzuführkanal 27 ist direkt an der Rückwand 172 der Saugkammer 22 gebildet, um Saugdruckpulsationen zu vermindern, und die Saugausflussöffnung 272 ist dort angeordnet, wo sie von den einzelnen Saugöffnungen 181 gleichmäßig durch einen maximalen Abstand getrennt ist. Als eine Folge davon wird der Grad, in dem die Kältemittelströme von der Saugausflussöffnung 272 nach den Saugöffnungen 181 hin mäandern, vermindert und der Druckverlust verringert.
  • (1-5) Die voranstehend beschriebene Struktur des Kältemittelzuführkanals 27, wobei dessen strukturelle Wand 271 bevorzugt als ein integraler Teil der Rückwand 172 der Saugkammer 22 ausgebildet ist, ist vorteilhaft unter dem Gesichtspunkt der leichten Herstellung und der Produktionskosten, verglichen mit einer Struktur, die durch Zusammenbau separater Komponenten komplettiert wird.
  • (1-6) Das Kältemittel in den Zylinderbohrungen 111, welches während eines Ausstoßhubs unter Druck gesetzt wird, neigt dazu, nach einer Niederdruckseite hin durch einen Spalt zwischen der ventilbildenden Platte 19 und der Endfläche des Zylinderblocks 11, durch einen Spalt zwischen der ventilbildenden Platte 19 und der Trennplatte 18 und entlang der Trennplatte 18 auszutreten. Eine durch die mehrfachen Haltevorsprünge 175 ausgeübte Schubkraft drückt die Trennplatte 18, die ventilbildenden Platten 19, 20 und die halterbildende Platte 21 nach den Zylinderbohrungen 111 hin, wodurch die Leckage des Kältemittels aus den Zylinderbohrungen 111 entlang der Trennplatte 18 vermindert wird. Die voranstehend beschriebene Struktur, wobei die Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 innerhalb des Kreises C2 bereitgestellt ist, so dass keine Haltevorsprünge 175 zwischen der Saugausflussöffnung 272 und den einzelnen Saugöffnungen 181 positioniert sind, verhindert, dass die Haltevorsprünge 175 die von der Saugausflussöffnung 272 nach den Saugöffnungen 181 hin fließenden Kältemittelströme störend beeinflussen. Es ist deshalb weniger wahrscheinlich, dass die von der Saugausflussöffnung 272 zu den Saugöffnungen 181 fließenden Kältemittelströme durch die Haltevorsprünge 175 behindert werden.
  • (1-7) Die strukturelle Wand 176 des Raums 173, welche in die Saugkammer 22 hinein vorspringt, schneidet den verlängerten Bereich des Kältemittelzuführkanals 27, so dass das aus dem Kältemittelzuführkanal 27 aus- und in die Saugkammer 22 einströmende Kältemittel durch die strukturelle Wand 176 in Richtung auf die Trennplatte 18 umgelenkt wird. Dieser Umlenkungseffekt der strukturellen Wand 176, der auf das Kältemittel ausgeübt wird, dient dazu, dessen Fluss von der Saugausflussöffnung 272 zu den Saugöffnungen 181 zu glätten.

Es wird nun eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, welche in den 5(a) und 5(b) dargestellt ist, wobei Bestandteile, die mit denjenigen identisch sind, welche in der ersten Ausführungsform enthalten sind, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Bei dieser Ausführungsform ist der Abschrägungswinkel 82 einer Saugausflussöffnung 272 eines Kältemittelzuführkanals 27 kleiner gemacht als der Abschrägungswinkel 81 der ersten Ausführungsform, und die Saugausflussöffnung 272 ist so angeordnet, dass ihr Zentrum 275 von einer Längsachse 131 einer Drehwelle 13 versetzt ist. Die Saugausflussöffnung 272 ist innerhalb eines Kreises C2 angeordnet, entlang dem eine Mehrzahl von Haltevorsprüngen 175 in kreisförmiger Konfiguration angeordnet sind.

Verglichen mit der ersten Ausführungsform wird bei dieser Ausführungsform der Fluss des Kältemittels in Richtung auf Saugöffnungen 181, die näher an dem Kältemittelzuführkanal 27 liegen (oder die Saugöffnungen 181, welche oberhalb der Achse 131 liegen, wie in 5(a) gezeigt), glatter gemacht.

Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 6 gezeigt, wobei die früher beschriebenen Haltevorsprünge 175 eliminiert sind und eine Trennwand 177 in der Gestalt eines regelmäßigen Vielecks (eines gleichseitigen Fünfecks in dem gezeigten Beispiel) verwendet wird. Eine Saugausflussöffnung 272 eines Kältemittelzuführkanals 27 ist von einer Längsachse 131 einer Drehwelle 13 versetzt.

Einzelne Seiten der gleichseitigen Fünfeck-Gestalt der Trennwand 177 dienen derselben Funktion wie die Haltevorsprünge 175. Die interne Struktur einer Saugkammer 22 ohne die Bereitstellung der Haltevorsprünge 175 ist vorteilhaft, um einen glatten Kältemittelfluss zu erzeugen. Die Konfiguration, bei der die Saugausflussöffnung 272 des Kältemittelzuführkanals 27 von der Achse 131 der Drehwelle 13 versetzt ist, ist nicht so wirksam wie die erste Ausführungsform, was die Verminderung von Saugdruckpulsationen anbelangt, erzeugt aber den gleichen Effekt, was die Verminderung von Druckverlusten angeht. Innerhalb der Saugkammer 22, die als ein im Wesentlichen zylindrischer Hohlraum angesehen werden kann, werden Druckvariationen im Zentrum des gleichseitigen Fünfecks oder an der Achse 131 der Drehwelle 13 vermindert. Es ist also möglich, den Effekt der Minimierung der Saugdruckpulsationen zu erhalten, wenn die Saugausflussöffnung 272 auf der Achse 131 der Drehwelle 13 positioniert ist.

Eine weitere mögliche alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 7 gezeigt, wobei ein Befestigungsteil 177 an einer Rückwand 172 eines hinteren Gehäuses 17 gebildet ist. Ein Bolzenloch 178 ist in dem Befestigungsteil 177 gebildet. Ein Verdichter gemäß dieser Ausführungsform ist mittels eines (nicht gezeigten) Bolzens an einer externen Struktur montiert (z.B. an einem Fahrzeugmotor). Ein Teil des Befestigungsteils 177 baucht in eine Saugkammer 22 aus und bildet einen bauchigen Teil. Ein verlängerter Bereich eines Kältemittelzuführkanals 27 schneidet eine strukturelle Wand 179 des Befestigungsteils 177. Diese Ausführungsform erzeugt denselben Effekt wie die erste Ausführungsform.

Die vorliegende Erfindung kann auf einen Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen Anwendung finden, der ein Leistungssteuerventil umfasst, welches in einem Kanal bereitgestellt ist, durch den ein Kältemittel von einer Steuerdruckkammer in eine Saugkammer gesaugt wird.


Anspruch[de]
  1. Verdichter, umfassend:

    ein Gehäuse mit einer äußeren zylindrischen Wand (174);

    eine von dem Gehäuse gehaltene Drehwelle (13), wobei die Drehwelle (13) eine Längsachse (131) aufweist;

    eine Saugkammer (22), welche in dem Gehäuse, in der Nähe der Längsachse (131) gebildet ist;

    eine Ausstoßkammer (23), welche in dem Gehäuse um die äußere Peripherie der Saugkammer (22) herum gebildet ist; und

    einen Kältemittelzuführkanal (27) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende;

    eine Saugausflussöffnung (272), welche an dem zweiten Ende des Kältemittelzuführkanals (27) gebildet ist; und

    eine Mehrzahl von Saugöffnungen (181), welche eine kreisförmige Anordnung (c1) bilden;

    wobei das erste Ende des Kältemittelzuführkanals (27) von der äußeren zylindrischen Wand (174) gebildet ist, wobei der Kältemittelzuführkanal (27) sich über die Ausstoßkammer (23) zu dem zweiten Ende erstreckt und wobei das zweite Ende in die Saugkammer (22) mündet,

    dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelzuführkanal (27) von einer Seitenwand der Saugkammer (22) nach innen vorspringt in Richtung auf die Längsachse (131), und dass das Zentrum der am zweiten Ende gebildeten Saugausflussöffnung (272) auf oder nahe der Achse (131) angeordnet ist, auf welcher das Zentrum des Kreises (c1) liegt, der die kreisförmige Anordnung der Mehrzahl von Saugöffnungen (181) definiert.
  2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kältemittelzuführkanal (27) von der äußeren zylindrischen Wand (174) zu der Saugkammer (22) in im Wesentlichen gerader Linie erstreckt.
  3. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugausflussöffnung (272) eine Schrägkante aufweist und dass die Schrägkante in Richtung der Saugöffnungen (181) mündet.
  4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrägkante einen Abschrägungswinkel (&thgr;1) von ca. 45 Grad aufweist.
  5. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschrägungswinkel (&thgr;2) kleiner ist als 45 Grad und dass die Saugausflussöffnung (272) in der Saugkammer (22) so angeordnet ist, dass ihr Zentrum (274) von der Längsachse (131) versetzt ist.
  6. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen der Saugausflussöffnung (272) und jeder der Mehrzahl von Saugöffnungen (181) jeweils im Wesentlichen gleich sind.
  7. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkammer (22) ferner eine Rückwand (172) umfasst und dass der Kältemittelzuführkanal (27) entlang einer Innenfläche der Rückwand (172) gebildet ist.
  8. Verdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelzuführkanal (27) integral geformt mit der Rückwand (172) ausgebildet ist.
  9. Verdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter einen bauchigen Teil (179) aufweist, welcher an einer Innenfläche der Rückwand (172) der Saugkammer (22) gebildet ist, wobei der bauchige Teil (179) in die Saugkammer (22) ausbaucht, derart, dass ein Bereich der Innenfläche der Rückwand (172) der Saugkammer (22), der sich von dem Kältemittelzuführkanal (27) erstreckt, den bauchigen Teil (179) schneidet.
  10. Verdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter eine halterbildende Platte (21) und eine Mehrzahl von Haltevorsprüngen (175) umfasst, wobei die Mehrzahl von Haltevorsprüngen (175) eine zweite kreisförmige Anordnung (c2) bilden und sich von der Rückwand (172) der Saugkammer (22) zu der halterbildenden Platte (21) erstrecken und wobei die Mehrzahl von Haltevorsprüngen (175) so positioniert sind, dass sie jeweils zwischen einer Mehrzahl von Linien liegen, welche sich von der Saugausflussöffnung (272) zu jeder der Saugöffnungen (181) erstrecken.
  11. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter eine Trennwand (177) in Gestalt eines regelmäßigen Vielecks aufweist, wobei die Trennwand (177) zwischen der Saugkammer (22) und der Ausstoßkammer (23) gebildet ist und diese trennt.
  12. Verdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugausflussöffnung (272) von der Längsachse (131) versetzt ist.
  13. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter ein Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen ist.
  14. Verdichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter mit veränderlichem Verdrängungsvolumen ein Taumelscheibenverdichter ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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