CN101660528A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋式压缩机，其能够可靠地向回转涡旋件的外线侧以及内线侧双方的压缩室供给油，使压缩室的密封性提高。本发明的涡旋式压缩机具备：回转涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；固定涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；压缩室，其由回转涡旋件以及固定涡旋件形成，具有位于回转涡旋件的内线侧的内线侧压缩室以及位于回转涡旋件的外线侧的外线侧压缩室；背压室，其设置在回转涡旋件的背部；连通路，其连通背压室和压缩室，且形成为压缩室侧的开口部向内线侧压缩室以及外线侧压缩室双方开口。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及在热泵式供热水器或空气调节器等中用于压缩制冷剂气体的涡旋式压缩机。

背景技术

涡旋式压缩机通过固定涡旋件和回转涡旋件的压缩作用，产生将两涡旋件相互分离的力。此时，为使回转涡旋件不从固定涡旋件分离，在回转涡旋件的与固定涡旋件相反的一侧设置构成喷出压力和吸入压力的中间的压力的背压室，在该背压的作用下将回转涡旋件按压到固定涡旋件上。背压通过在连通背压室和吸入室的连通路上设置的止回阀进行调整(例如参考专利文献1)。

在专利文献1中，在连通背压室和吸入室的连通路上具备由阀体和按压该阀体的压差阀弹簧构成的压力差控制阀，将背压控制为吸入压力+一定值。若压力差控制阀打开则将背压室的油向吸入室供给，该油润滑压缩室内部。专利文献1存在以下问题：将油向在回转涡旋件的外线侧形成的压缩室供给时容易，但是将油向在内线侧形成的压缩室供给时困难。

[专利文献1]日本特开平10-110688号公报

发明内容

本发明所要解决的问题在于，提供一种可靠地向回转涡旋件的外线侧和内线侧双方的压缩室供给油，且使压缩室的密封性提高的涡旋式压缩机。

为了解决所述问题，本发明的涡旋式压缩机具备：回转涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；固定涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；压缩室，其由回转涡旋件以及固定涡旋件形成，具有位于回转涡旋件的内线侧的内线侧压缩室以及位于回转涡旋件的外线侧的外线侧压缩室；背压室，其设置在回转涡旋件的背部；连通路，其连通背压室和压缩室，且形成为压缩室侧的开口部向内线侧压缩室以及外线侧压缩室双方开口。

根据本发明的涡旋式压缩机，能够提供一种可靠地向回转涡旋件的外线侧和内线侧双方的压缩室供给油，使压缩室的密封性提高的涡旋式压缩机。

附图说明

图1是第1实施例的涡旋式压缩机的纵剖面图。

图2是现有技术的图1的A-A剖面图。

图3是图2的B-B剖面图。

图4是回转外线室吸入完成时的说明图。

图5是回转内线室吸入完成时的说明图。

图6是第1实施例的图1的A-A剖面图。

图7是图6的C-C剖面图。

图8是第1实施例的背压控制阀的回油方式的说明图。

图9是第2实施例的图6的C-C剖面图。

图10是使用了二氧化碳的热泵式供热水器的循环。

符号说明：1-涡旋式压缩机，1a-压缩机温度传感器，2-密封容器，2a-箱体，2b-盖腔，2c-底腔，2d-吸入管，2e-喷出管，2f-喷出压室，3-压缩机构部，4-电动机，4a-定子，4b-转子，5-固定涡旋件，5a-吸入口，5b-外周槽，5c、6a-涡卷，5d、6b-底板，5e-喷出口，5f-弹簧收纳孔，5g-贯通孔，5h-R槽，5i-导通路，5j-齿根面，6-回转涡旋件，7-曲轴，7a-主轴，7b-偏心部，7c-供油通路，7d-供油管，8-螺栓，9-架，9a-主轴承，10-吸入室，11-压缩室，11a-回转外线室，11b-回转内线室，12-欧氏环，13-润滑油，14-背压室，15-安全阀装置，16-背压控制阀，16a-零件，16b-连通孔，16c-阀体，16d-弹簧，16e-密封部件，17-下轴承，19-气体冷却器，19a-水配管，19b-出口侧温度传感器，19c-入口侧温度传感器，20-膨胀阀，21-蒸发器，21a-风扇，22-控制回路，23-水流量计。

具体实施方式

本发明的涡旋式压缩机具备：回转涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；固定涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；压缩室，其由回转涡旋件以及固定涡旋件形成，具有位于回转涡旋件的内线侧的内线侧压缩室以及位于回转涡旋件的外线侧的外线侧压缩室；背压室，其设置在回转涡旋件的背部；连通路，其连通背压室和压缩室，且形成为压缩室侧的开口部向内线侧压缩室以及外线侧压缩室双方开口。由此，能够提供一种可靠地向回转涡旋件的外线侧和内线侧的双方的压缩室供给油，使压缩室的密封性提高的涡旋式压缩机。以下，参照附图对本发明的涡旋式压缩机进行说明。

[实施例1]

使用图1-图8对本发明的涡旋式压缩机的第1实施例进行说明。图1是第1实施例的涡旋式压缩机的纵剖面图，图2是现有技术的图1的A-A剖面图，图3是图2的B-B剖面图，图4是回转外线室吸入完成时的说明图，图5是回转内线室吸入完成时的说明图，图6是第1实施例的图1的A-A剖面图，图7是图6的C-C剖面图，图8是第1实施例的背压控制阀的回油方式的说明图。

涡旋式压缩机1具备：压缩机构部3，其由竖立设置有涡流状的涡卷6a和5c的回转涡旋件6以及固定涡旋件5构成；电动机4，其驱动该压缩机构部3；密封容器2，其收纳该压缩机构部3和电动机4。在密封容器2内的上部配置压缩机构部3，在下部配置电动机4。而且，在密封容器2的底部储存润滑油13。

密封容器2通过在圆筒状的箱体2a上下焊接盖腔2b和底腔2c而构成。在盖腔2b上设置吸入管2d，在箱体2a侧面设置喷出管2e。密封容器2的内部构成喷出压室2f。在喷出压室2f中收纳压缩机构部3和电动机4。

压缩机构部3具备：固定涡旋件5，其在底板5d上具有涡流状的涡卷5c；回转涡旋件6，其在底板6b上具有涡流状的涡卷6a；架9，其通过螺栓8与固定涡旋件5一体化而支承回转涡旋件6。

回转涡旋件6与固定涡旋件5相对置而回转自如地配置。如图2所示，在回转涡旋件6的上面设有与固定涡旋件5的涡卷5c相互啮合的涡流状的涡卷6a，在涡卷5c和涡卷6a之间形成有吸入室10和压缩室11。

架9的外周侧通过焊接固定在密封容器2的内壁面。在固定涡旋件5上设有安全阀装置15。架9具备将曲轴7旋转自如地支承的主轴承9a。在回转涡旋件6的下面侧连接曲轴7的偏心部7b。

在回转涡旋件6的下面侧和架9之间配置有欧氏环12，欧氏环12安装于在回转涡旋件6的下面侧形成的槽以及在架9上形成的槽。该欧氏环12的作用是不使回转涡旋件6自转，而使回转涡旋件6受到曲轴7的偏心部7b的偏心回转而进行公转运动。

电动机4具备定子4a以及转子4b。定子4a通过压入以及焊接等联结于密封容器2。转子4b可旋转地配置在定子4a内。在转子4b上固定有曲轴7，转子4b发生旋转，由此使回转涡旋件6进行回转运动。

曲轴7具备主轴7a和偏心部7b，由设置在架9上的主轴承9a以及下轴承17支承。偏心部7b相对于曲轴7的主轴7a偏心而形成为一体，与设置在回转涡旋件6的背面的回转轴承嵌合。曲轴7由电动机4驱动，偏心部7b相对于主轴7a做偏心旋转运动，驱动回转涡旋件6。另外，曲轴7设置将润滑油13向主轴承9a、下轴承17以及回转轴承引导的供油通路7c，在电动机侧轴端安装将润滑油13吸上而向供油通路7c引导的供油管7d。

在回转涡旋件6的背面侧和架9之间形成背压室14，其构成吸入管2d的压力和喷出压室2f的压力的中间压力。在背压室14和喷出压室2f的压力差的作用下，经由在曲轴7的中心部形成的供油通路7c，将封入密封容器2底部的润滑油13向主轴承9a等供给。该背压室14形成于将密封容器2内的润滑油13向压缩机构部3的滑动部供给的路径中。

将制冷剂气体从吸入管2d导入由回转涡旋件6以及固定涡旋件5形成的压缩室11。其后，制冷剂气体在压缩室11内随着沿涡旋件的中心方向移动而缩小容积并被压缩。被压缩的制冷剂气体从设置在固定涡旋件5的底板5d的大致中央的喷出口5e向密封容器2内的喷出压室2f喷出，从喷出管2e向外部流出。

安全阀装置15是为了防止过压缩等，在压缩室11的压力变为喷出压力以上时，将压缩室11和喷出压室2f连通的机构。

接下来，对作为背压室14的压力调整机构的背压控制阀16进行说明。首先，使用图2以及图3对现有技术的背压控制阀16进行说明。固定涡旋件5具备弹簧收纳孔5f。在弹簧收纳孔5f的背压室14侧形成贯通孔5g，在贯通孔5g压入零件16a。在零件16a形成连通弹簧收纳孔5f和背压室14的连通孔16b。在弹簧收纳孔5f通过弹簧16d压紧阀体16c而将连通孔16b堵塞。弹簧16d安装在密封部件16e上，将密封部件16e压入固定涡旋件5而划分弹簧收纳孔5f和喷出压室2f。在弹簧收纳孔5f的侧面形成与在固定涡旋件5端面部形成的R槽5h连通的导通路5i。

对背压控制阀16的动作进行说明。在密封容器2下部储存的润滑油13在密封容器2和背压室14的压力差的作用下通过供油管和供油通路向各轴承部供给。向轴承部供给的润滑油13进入背压室14，这里溶入润滑油13内的制冷剂发泡使背压室14的压力上升。若背压室14和弹簧收纳孔5f的压力差超过弹簧16d的按压力，则阀体16c打开，背压室14内的润滑油13通过导通路5i以及R槽5h向吸入室10供给。即，背压室14的压力成为吸入压力+一定值(该一定值由弹簧力确定)。

向吸入室10供给的润滑油13用于压缩室11的内部润滑并进行间隙的密封。这里，压缩室11存在形成于回转涡旋件6的外线侧的回转外线室11a和形成于内线侧的回转内线室11b两个压缩室。图4表示回转外线室11a吸入完成的曲轴7的转角120°前的情况。在回转外线室11中沿与从R槽5h供给的润滑油13的流动相同的方向回转涡旋件6的涡卷6a接近固定涡旋件5的涡卷5c壁面，回转涡旋件6带入润滑油13同时吸入完成。即，可知向回转外线室11a供给润滑油13容易。相对于此，如图5所示在回转内线室11b中沿与从R槽5h供给的润滑油13的流动相反的方向，回转涡旋件6的涡卷6a接近固定涡旋件5的涡卷5c壁面。即，可知向回转内线室11b供给润滑油13困难。在如上所述的现有技术中，存在向回转内线室供给润滑油困难，回转内线室的密封性下降这一问题。

图6以及图7表示本发明的第1实施例的背压控制阀的构造。在固定涡旋件5上形成弹簧收纳孔5f。在弹簧收纳孔5f的背压室14侧形成贯通孔5g，在贯通孔5g压入零件16a。在零件16a形成连通弹簧收纳孔5f和背压室14的连通孔16b。另外，连通孔16b与固定涡旋件5的外周槽5b连通。在弹簧收纳孔5f通过弹簧16d压紧阀体16c而将连通孔16b堵塞。弹簧16d安装在密封部件16e上，将密封部件16e压入固定涡旋件5而划分弹簧收纳孔5f和喷出压室2f。在弹簧收纳孔5f的侧面形成向固定涡旋件5的齿根面5j开口的导通路5i。导通路5i向齿根面5j的宽度中央部开口。

接下来，使用图8对润滑油13从背压控制阀16向压缩室11的供给方法进行说明。这里，图8表示将回转外线室11a的吸入完成设为0°，曲轴7的一个旋转中的情况。在从0°到120°的区间上导通路5i向回转涡旋件6的内线侧开口，向回转内线室11b供给润滑油13。在从180°到300°的区间上导通路5i向回转涡旋件6的外线侧开口，向回转外线室11a供给润滑油13。导通路5i的固定涡旋件5的齿根面5j的开口部小于回转涡旋件6的涡卷6a的厚度，回转外线室11a和回转内线室11b不会通过导通路5i连通。另外，由于导通路5i的压缩室侧开口部向吸入完成前的压缩室(回转外线室11a、回转内线室11b)开口(即，由于导通路5i的压缩室侧开口部不向完全闭合后的压缩室开口)，因此弹簧收纳孔5f保持大致吸入压力，弹簧收纳孔5f不会形成死容积且不产生再膨胀损失。就该再膨胀损失来说，间隙容积比(死容积(死容積)/压缩机的压除容积(押除容積))越大损失越大。特别地，由于将二氧化碳作为制冷剂的压缩机压除容积变小，间隙容积变大，因此优选导通路5i的压缩室侧开口部向在导通路5i中吸收完成前的压缩室开口的构造。

以上，本实施例的涡旋式压缩机具备连通路，该连通路将背压室和压缩室连通且形成为压缩室侧的开口部向内线侧压缩室以及外线侧压缩室双方开口，因此能够可靠地向回转涡旋件的外线侧和内线侧双方的压缩室供给油，能够使压缩室的密封性提高。另外，由于连通路的压缩室侧的开口部，在内线侧压缩室关闭之前向内线侧压缩室开口，在外线侧压缩室关闭之前向外线侧压缩室开口(仅在内线侧压缩室关闭之前向内线侧压缩室开口，仅在外线侧压缩室关闭之前向外线侧压缩室开口/在内线侧压缩室关闭之后不向内线侧压缩室开口，在外线侧压缩室关闭之后不向外线侧压缩室开口)，因此弹簧收纳孔5f保持大致吸入压力，弹簧收纳孔5f不会形成死容积，能够抑制再膨胀损失。

[实施例2]

使用图9对本发明的第2实施例进行说明。图9是第2实施例的图6的C-C剖面图。这里，由于基本构造和实施例1相同，因此省略详细的说明。

与实施例1不同的点是连通弹簧收纳孔5f和齿根面5j的导通路5i相对于齿根面5j倾斜构成。通过使导通路5i相对于齿根面5j倾斜，能够容易地组装压缩机。即，在压入密封部件16e前，从压入密封部件16e的孔插入钻头对导通路5i进行加工，其后，只要压入密封部件16e，就不需要另行将导通路5i加工时形成的孔堵塞的劳力和时间，组装变得容易。

使用图10对本发明的第3实施例进行说明。在本实施例中，本发明的涡旋式压缩机适用于使用二氧化碳作为工作制冷剂的热泵式供热水器的制冷循环。使用了二氧化碳的热泵式供热水器成为高压侧超过临界点的超临界循环。通过起动本发明的涡旋式压缩机1，被压缩的高温高压的工作流体如实线箭头所示从喷出管2e向气体冷却器19流入。在气体冷却器19中，工作流体通过与水配管19a逆流而进行热交换，冷却工作流体，加热水。该被冷却的工作流体由膨胀阀20节流，绝热膨胀成为低温低压。成为低温低压的工作流体在蒸发器21中从风扇21a供给的空气吸热而被气化，其后经由吸入管2d吸入到涡旋式压缩机1中。由气体冷却器19生成的热水储存在300～500L的箱(未图示)中。

控制回路22从水配管19a的出口侧温度传感器19b、入口侧温度传感器19c以及水流量计23检测温度和流量，根据这些温度和流量计算出加热能力，控制涡旋式压缩机1的旋转速度以达到目标的加热能力。另外，检测涡旋式压缩机1的压缩机温度传感器1a，控制膨胀阀20的开度以达到目标的压缩机温度。在进行这些控制的同时，设定为目标的储存热水温度、加热能力，而进行运转。

由于本实施例的热泵式供热水器搭载本发明的涡旋式压缩机，因此能够起到与第1实施例相同的效果。即，根据本实施例，由于搭载使压缩室的密封性提高的涡旋式压缩机，因此能够提供能量转换效率优越的热泵式供热水器。另外，在本实施例中，将本发明的涡旋式压缩机适用于热泵式供热水器，但也可以适用于空气调节器等。这种情况也能够提供能量转换效率优越的空气调节器等。

Claims (12)

1.一种涡旋式压缩机，具备：

回转涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；

固定涡旋件，其在底板上具有竖立设置的涡流状的涡卷；

压缩室，其由所述回转涡旋件以及固定涡旋件形成，具有位于所述回转涡旋件的内线侧的内线侧压缩室以及位于所述回转涡旋件的外线侧的外线侧压缩室；

背压室，其设置在所述回转涡旋件的背部；

连通路，其连通所述背压室和所述压缩室，且形成为所述压缩室侧的开口部向所述内线侧压缩室以及所述外线侧压缩室双方开口。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部在所述内线侧压缩室关闭之前向所述内线侧压缩室开口，在所述外线侧压缩室关闭之前向所述外线侧压缩室开口。

3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部仅在所述内线侧压缩室关闭之前向所述内线侧压缩室开口，仅在所述外线侧压缩室关闭之前向所述外线侧压缩室开口。

4.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部在所述内线侧压缩室关闭之后不向所述内线侧压缩室开口，在所述外线侧压缩室关闭之后不向所述外线侧压缩室开口。

5.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部位于所述固定涡旋件的齿根面。

6.根据权利要求5所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部位于所述固定涡旋件的齿根面的宽度方向中央部。

7.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部的直径比所述回转涡旋件的所述涡卷的宽度小。

8.根据权利要求7所述的涡旋式压缩机，其中，

所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部形成为所述内线侧压缩室和所述外线侧压缩室不通过所述连通路的所述压缩室侧的所述开口部连通。

9.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中

在所述连通路上具备控制所述背压室的压力的压差控制阀。

10.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中

工作制冷剂使用二氧化碳。

11.一种制冷循环，其中

使用权利要求1所述的涡旋式压缩机。

12.一种热泵式供热水器，其中

使用权利要求1所述的涡旋式压缩机。

Images