CN102549264A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

在可动涡旋件(26)的端板(26a)的形成有涡卷(26b)的一侧的相反侧形成有背压室(63)。在固定涡旋件(24)的端板(24a)的形成有涡卷(26b)的一侧的面形成有能够与压缩室(40)连通的至少一个中间压力槽(61)。在可动涡旋件(26)的端板(26a)，沿着可动涡旋件(26)的端板(26a)的厚度方向贯通形成有能够断续地连通中间压力槽(61)与背压室(63)之间的至少一个贯通孔(62)。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及将中间压力断续地导入至可动涡旋件的背压室的涡旋压缩机。

背景技术

以往，提出有这样的涡旋压缩机：为了得到将可动涡旋件按压于固定涡旋件的推压力而将中间压力断续地导入至可动涡旋件的背压室。

例如，在专利文献1(特许第2707517号公报)所述的涡旋压缩机中，利用通过可动涡旋件的回转运动而断续地导入中间压力的结构，经由可动涡旋件的连络通道向固定涡旋件的导入通道提供中间压力。

在该结构中，从中央朝周缘沿半径方向贯通端板的内部而形成可动涡旋件的连络通道。连络通道的端板中央侧的端部与涡旋件的中央附近的压缩室连通。另一方面，连络通道的周缘侧的端部仅在与形成于固定涡旋件的端板的凹陷部的位置互相重叠时断续地与凹陷部连通。并且，该凹陷部与背压室连通，该背压室位于可动涡旋件的与涡卷相反的一侧。

由此，在连络通道的周缘侧的端部与固定涡旋件的凹陷部互相重叠时，压缩室与背压室经连络通道和凹陷部断续地连通，其结果是，能够将中间压力导入背压室。

发明内容

但是，在上述的专利文献1所述的涡旋压缩机的结构中，中间压力的连络通道的长度需要为可动涡旋件的端板的大约半径的长度，相当长。因此，成为死体积大的结构。

其结果是，在该涡旋压缩机中，很难得到最佳的推压力，无法高效地得到所希望的中间压力，因此，很难抑制脉动并改善中间压力的跟随性。

本发明的课题在于，提供这样的涡旋压缩机：能够抑制脉动并改善中间压力的跟随性，而且，能够缩小死体积。

本发明第一方面的涡旋压缩机具备固定涡旋件和可动涡旋件，在所述固定涡旋件和可动涡旋件各自端板的一个面设有螺旋状的涡卷。通过固定涡旋件的涡卷与可动涡旋件的涡卷相互组合，从而在相邻的固定涡旋件的涡卷与可动涡旋件的涡卷之间形成有压缩室。在可动涡旋件的端板的形成有涡卷的一侧的相反侧形成有背压室。在固定涡旋件的端板的形成有涡卷的一侧的面形成有能够与压缩室连通的至少一个凹部。在可动涡旋件的端板，沿着可动涡旋件的端板的厚度方向贯通形成有能够断续地连通凹部与背压室之间的至少一个贯通孔。

在此，在固定涡旋件的端板的形成有涡卷的一侧的面形成有能够与压缩室连通的至少一个凹部，在可动涡旋件的端板，沿着可动涡旋件的端板的厚度方向贯通形成有能够断续地连通凹部与背压室之间的至少一个贯通孔，因此，与以往的导入中间压力的连络通道相比，能够缩小凹部和贯通孔。其结果是，能够向背压室高效地导入所希望的中间压力，并能够抑制脉动，改善中间压力的跟随性。

本发明第二方面的涡旋压缩机形成为，在第一方面的涡旋压缩机中，凹部是向如下方向延伸的槽：该方向为与贯通孔随着可动涡旋件的公转而移动的轨迹交叉的方向。

在此，作为凹部，采用向如下方向延伸的槽：该方向为与贯通孔随着可动涡旋件的公转而移动的轨迹交叉的方向，从而能够利用点状孔隙(pinpoint)使槽与贯通孔可靠地连通。

本发明第三方面的涡旋压缩机形成为，在第二方面的涡旋压缩机中，槽向如下方向延伸：该方向为与贯通孔随着可动涡旋件的公转而移动的轨迹正交的方向。

在此，槽向如下方向延伸：该方向为与贯通孔随着可动涡旋件的公转而移动的轨迹正交的方向，因此能够使槽与贯通孔在最短的时间内可靠地连通。由此，能够向背压室导入所希望的中间压力，并能够抑制脉动而导入稳定的中间压力。

本发明第四方面的涡旋压缩机形成为，在第一方面至第三方面中的任一方面的涡旋压缩机中，贯通孔具有长孔状的截面。

在此，贯通孔具有长孔状的截面，因此能够抑制脉动而改善中间压力的跟随性。而且，能够进一步改善中间压力的跟随性，不会增加连通时间。

本发明第五方面的涡旋压缩机形成为，在第一方面至第四方面中的任一方面的涡旋压缩机中，贯通孔形成有多个，两个以上的贯通孔能够同时与凹部连通。

在此，贯通孔形成有多个，并且，两个以上的贯通孔能够同时与凹部连通，因此能够抑制脉动而改善中间压力的跟随性。并且，能够进一步改善中间压力的跟随性，不会增加连通时间。

本发明第六方面的的涡旋压缩机形成为，在第一方面至第五方面中的任一方面的涡旋压缩机中，凹部形成在自固定涡旋件的涡卷的最外侧起向内侧旋转一周之间的位置。

在此，凹部形成在自固定涡旋件的涡卷的最外侧起向内侧旋转一周之间的位置，因此推力损失少，能够可靠地得到使可动涡旋件不翻倒的中间压力，此外，能够将凹部可靠地形成在与其它部分不发生干涉的位置。

附图说明

图1是本发明实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图。

图2是从下方仰视图1中的固定涡旋件的状态的图。

图3是示意性地示出形成于图1中的固定涡旋件的中间压力槽的配置的图。

图4是图1中的固定涡旋件的纵剖视图。

图5是示出曲轴角度与排出压力之间的关系的图。

图6是示意性地示出本发明变形例的形成于固定涡旋件的中间压力槽的配置的图。

图7是示意性地示出本发明另一变形例的形成于固定涡旋件的中间压力槽的配置的图。

具体实施方式

[实施方式]

下面，参照附图对本发明的涡旋压缩机的实施方式进行说明。

图1所示的涡旋压缩机1是高低压圆顶型的涡旋压缩机，该涡旋压缩机1与蒸发器、冷凝器以及膨胀机构等一同构成制冷剂回路，并起到压缩该制冷剂回路中的气体制冷剂的作用，该涡旋压缩机1主要由纵长圆筒状的密闭圆顶型的外壳10、涡旋压缩机构15、十字环(Oldham ring)39、驱动马达16、下部主轴承60、吸入管19以及排出管20构成。下面，对该涡旋压缩机1的构成部件分别详细地进行说明。

[涡旋压缩机1的构成部件的详细情况]

(1)外壳

外壳10具有：大致圆筒状的主体部外壳部11；碗状的上壁部12，其呈气密状地焊接于主体部外壳部11的上端部；以及碗状的底壁部13，其呈气密状地焊接于主体部外壳部11的下端部。并且，在该外壳10中主要收纳有：涡旋压缩机构15，其对气体制冷剂进行压缩；以及驱动马达16，其配置在涡旋压缩机构15的下方。利用驱动轴17将该涡旋压缩机构15与驱动马达16连结起来，该驱动轴17配置成在外壳10内沿上下方向延伸。并且，其结果是，在涡旋压缩机构15与驱动马达16之间产生间隙空间18。

(2)涡旋压缩机构

如图1所示，涡旋压缩机构15主要由壳体23、以紧密接触的方式配置于壳体23的上方的固定涡旋件24以及与固定涡旋件24啮合的可动涡旋件26构成。

下面，对该涡旋压缩机构15的构成部件分别详细地进行说明。

a)固定涡旋件

如图1所示，固定涡旋件24主要由平板状的端板24a、和形成于端板24a的下表面的涡卷状(渐开线状)的涡卷24b构成。

在端板24a中，以贯通端板24a的大致中心的方式形成有与后述的压缩室40连通的排出口41。排出口41形成为在端板24a的中央部分沿上下方向延伸。排出口41的开口面的形状为非圆形的形状，以便加大开口面积而减少排出压损。此外，在端板24a的上表面形成有与排出口41连通的锪孔空间141(参照图4)。再者，图4中的标号80表示用来开闭锪孔空间141的止回阀即排出阀。

并且，在端板24a的上表面形成有与排出口41和锪孔空间141连通的扩大凹部42(参照图1)。扩大凹部42由凹陷地设置在端板24a的上表面的、向水平方向扩展的凹部构成。并且，在固定涡旋件24的上表面，以堵塞该扩大凹部42的方式利用螺栓44a紧固固定有盖体44。并且，通过将盖体44覆盖在扩大凹部42上，形成由膨胀室构成的消声空间45，该消声空间45消除涡旋压缩机构15的运转音。固定涡旋件24与盖体44隔着未图示的衬垫紧密接触从而进行密封。

b)可动涡旋件

如图1所示，可动涡旋件26主要由端板26a、形成于端板26a的上表面的涡卷状(渐开线状)的涡卷26b、形成于端板26a的下表面的轴承部26c、和形成于端板26a的两端部的槽部26d构成。

可动涡旋件26是外驱动的可动涡旋件。即，可动涡旋件26具有与驱动轴17的外侧嵌合的轴承部26c。

通过将十字环39嵌入槽部26d中，从而将可动涡旋件26支承于壳体23。此外，驱动轴17的上端嵌入于轴承部26c。通过这样将可动涡旋件26组装到涡旋压缩机构15中，从而可动涡旋件26在壳体23内公转，并且不会由于驱动轴17的旋转而自转。并且，可动涡旋件26的涡卷26b与固定涡旋件24的涡卷24b啮合，在两涡卷24b、26b的接触部之间形成有压缩室40。并且，在该压缩室40中，两涡卷24b、26b之间的容积随着可动涡旋件26的公转而朝中心收缩。在本实施方式的涡旋压缩机1中，以这样的方式来压缩气体制冷剂。

<对中间压力槽的说明>

如图1～图3所示，在可动涡旋件26的端板26a的形成有涡卷26b的一侧的相反侧形成有背压室63。背压室63是由凹陷地设置在壳体23上表面中央的壳体凹部31、可动涡旋件26的端板26a以及十字环39包围而成的空间。

在固定涡旋件24的端板24a的形成有涡卷26b的一侧的面形成有能够与压缩室40连通的中间压力槽61。

此外，在可动涡旋件26的端板26a，沿可动涡旋件26的端板26a的厚度方向贯通形成有贯通孔62，该贯通孔62能够断续地连通中间压力槽61与背压室63之间。图3中的贯通孔62是圆孔。

如图3所示，通过可动涡旋件26的回转运动，可动涡旋件26侧的贯通孔62相对于固定涡旋件24侧的中间压力槽61沿着圆形的旋转轨迹R移动。因此，在贯通孔62与中间压力槽61重叠时，能够向背压室63导入中间压力。

这样，在固定涡旋件24的端板24a形成有与压缩室40连通的中间压力槽61，另一方面，在可动涡旋件26的端板26a形成有贯通孔62，该贯通孔62用来连通中间压力槽61与背压室63之间，因此，与以往的导入中间压力的连络通道相比，能够缩小中间压力槽61和贯通孔62。其结果是，能够向背压室63高效地导入所希望的中间压力，能够抑制脉动并改善中间压力的跟随性。

在此，关于脉动，如图5所示，从曲轴角度θ(度)与排出压力P(kgf/mm²)的关系来看，在某预定的曲轴角度θ的范围中，出现排出压力P局部上升的现象。

此外，如图2～图3所示，中间压力槽61形成如下形状：末端部61a以向与贯通孔62随着可动涡旋件26的公转而移动的旋转轨迹R交叉的方向延伸的方式弯折。

特别是，中间压力槽61的末端部61a向如下方向延伸：该方向为与贯通孔62随着可动涡旋件26的公转而移动的旋转轨迹R正交的方向。

在此，中间压力槽61为这样的形状：末端部61a以与旋转轨迹R正交的方式弯折，但也可以呈直线状地形成中间压力槽61，但中间压力槽61的长度变长。

此外，如图2所示，中间压力槽61形成在自固定涡旋件24的涡卷24b的最外侧起向内侧旋转一周之间的位置。

c)壳体

在壳体23的外周面的周向的整个范围，壳体23压入固定于主体部外壳部11。即，主体部外壳部11与壳体23在整周范围呈气密状地紧密接触。因此，外壳10的内部被划分成壳体23下方的高压空间28和壳体23上方的低压空间29。此外，利用螺栓等将固定涡旋件24固定于该壳体23，使得该壳体23的上端面与固定涡旋件24的下端面紧密接触。此外，在该壳体23形成有壳体凹部31和轴承部32，所述壳体凹部31凹陷地设置在所述壳体23的上表面中央，所述轴承部32自所述壳体23的下表面中央向下方延伸设置。并且，在该轴承部32形成有沿上下方向贯通的轴承孔33，驱动轴17经由轴承34旋转自如地嵌入该轴承孔33中。

d)其它

此外，在该涡旋压缩机构15中，在固定涡旋件24和壳体23的范围形成有连络通道46。该连络通道46形成为，使得固定涡旋件24与在壳体23切口形成的壳体侧通道48连通。并且，连络通道46的上端在扩大凹部42开口，连络通道46的下端、即壳体侧通道48的下端在壳体23的下端面开口。即，通过该壳体侧通道48的下端开口构成使连络通道46的制冷剂向间隙空间18流出的排出口49。

(3)十字环

如上所述，十字环39是用来防止可动涡旋件26进行自转运动的部件，十字环39嵌入于在壳体23形成的十字环槽(未图示)中。再者，该十字环槽是长圆形状的槽，在壳体23中，该十字环槽配设在互相对置的位置。

(4)驱动马达

在本实施方式中，驱动马达16是直流马达，其主要由环状的定子51和转子52构成，所述定子51固定于外壳10的内壁面，所述转子52能够以与定子51具有微小间隙(气隙通道)的方式旋转自如地收纳在定子51的内侧。并且，该驱动马达16配置成：形成于定子51的上侧的线圈末端53的上端与壳体23的轴承部32的下端大致在相同的高度位置。

在定子51中，在齿部卷绕有铜线，在上方和下方形成有线圈末端53。此外，在定子51的外周面设有铁心切割部，该铁心切割部在自定子51的上端面到下端面的范围、且在周向上隔开预定间隔地在多个部位切口形成。并且，通过该铁心切割部，在主体部外壳部11与定子51之间形成有沿上下方向延伸的马达冷却通道55。

转子52经由驱动轴17而与涡旋压缩机构15的可动涡旋件26驱动连结，所述驱动轴17以沿上下方向延伸的方式配置在主体部外壳部11的轴心。此外，引导板58配设在间隙空间18中，该引导板58用来将流出连络通道46的排出口49的制冷剂引导至马达冷却通道55。

(5)下部主轴承

下部主轴承60配设在驱动马达16的下方的下部空间。该下部主轴承60固定于主体部外壳部11并构成驱动轴17的下端侧轴承，对驱动轴17进行支承。

(6)吸入管

吸入管19用来将制冷剂回路的制冷剂引导至涡旋压缩机构15，吸入管19呈气密状地嵌入外壳10的上壁部12。吸入管19沿上下方向贯通低压空间29，并且吸入管19的内端部嵌入于固定涡旋件24。

(7)排出管

排出管20用来使外壳10内的制冷剂向外壳10外排出，排出管20呈气密状地嵌入外壳10的主体部外壳部11。并且，该排出管20自主体内表面向中心在朝下方突出的位置开口，并与作为高压空间28的间隙空间18连通。

[涡旋压缩机1的运转动作]

下面，参照图1对涡旋压缩机1的运转动作简单地进行说明。首先，当驱动驱动马达16时，驱动轴17旋转，可动涡旋件26不进行自转而进行公转运转。这样，低压的气体制冷剂通过吸入管19而从压缩室40的周缘侧被抽吸到压缩室40，并随着压缩室40的容积变化而被压缩，从而成为高压的气体制冷剂。并且，该高压的气体制冷剂从压缩室40的中央部通过排出口41和锪孔空间141而向消声空间45排出。

另外，与此同时，在可动涡旋件26进行回转运动期间，当沿可动涡旋件26的端板26a的厚度方向贯通的贯通孔62与形成于固定涡旋件24的端板24a的中间压力槽61连通时，压缩室40经中间压力槽61和贯通孔62而与可动涡旋件26的下侧的背压室63连通。由此，能够高效率地将所希望的中间压力导入背压室63，并能够抑制脉动、改善中间压力的跟随性。

然后，气体制冷剂通过连络通道46、壳体侧通道48以及排出口49向间隙空间18流出，并在引导板58与主体部外壳部11的内表面之间朝向下侧流动。并且，当该气体制冷剂在引导板58与主体部外壳部11的内表面之间朝向下侧流动时，一部分分流而沿着圆周方向在引导板58与驱动马达16之间流动，混入气体制冷剂的润滑油得以分离。另一方面，分流的气体制冷剂的另一部分在马达冷却通道55朝下侧流动，并在流到马达下部空间后反转而在定子51与转子52之间的气隙通道、或者与连络通道46对置的一侧(图1中的左侧)的马达冷却通道55中朝向上方流动。然后，通过引导板58后的气体制冷剂与流过气隙通道或马达冷却通道55的气体制冷剂在间隙空间18汇合而从排出管20向外壳10外排出。并且，向外壳10外排出的气体制冷剂在制冷剂回路进行循环后，再次通过吸入管19而被抽吸至涡旋压缩机构15而被压缩。

<实施方式的特征>

(1)

如图3所示，在实施方式的涡旋压缩机1中，可动涡旋件26侧的贯通孔62通过可动涡旋件26的回转运动而相对于固定涡旋件24侧的中间压力槽61沿着圆形的旋转轨迹R移动。因此，当贯通孔62与中间压力槽61重叠时，能够导入中间压力，在不重叠时无法导入中间压力。

这样，在固定涡旋件24的端板24a形成有与压缩室40连通的中间压力槽61，另一方面，在可动涡旋件26的端板26a形成有连通中间压力槽61与背压室63之间的贯通孔62，因此，与以往的导入中间压力的连络通道相比，能够缩小中间压力槽61和贯通孔62。其结果是，能够将所希望的中间压力高效率地导入背压室63，能够抑制脉动、改善中间压力的跟随性。

(2)

并且，能够将固定涡旋件24的中间压力槽61和可动涡旋件26的贯通孔62的宽度形成得较小，由此，能够缩小可动涡旋件26回转中的每旋转一周的脉动。

此外，通过在可动涡旋件26每旋转一周时适当地改变中间压力槽61与贯通孔62连通的路径的形状和面积，从而能够将积存在背压室63及其它中间压力空间(中间压力室)中的油(成为搅拌损失的原因的油)高效率地运送到压缩室40，能够确保压缩室40内密封的油。

如上所述，由于具备形成于固定涡旋件24的端板24a的、与压缩室40连通的中间压力槽61、以及形成于可动涡旋件26的端板26a的、连通中间压力槽61与背压室63之间的贯通孔62，因此能够利用点状孔隙将在压缩室40内部在压缩中途得到的中间压力导入背压室63。其结果是，能够抑制脉动而导入稳定的中间压力。

并且，由于每旋转一周的导入体积小，因此能够减少死体积。

另外，由于与压缩室40连通的中间压力槽61形成于固定涡旋件24的端板24a的表面，因此容易对中间压力槽61进行加工。此外，由于连通中间压力槽61与背压室63之间的贯通孔62也在厚度方向贯通可动涡旋件26的端板26a，因此能够容易形成。

(3)

此外，如图2～图3所示，在实施方式的涡旋压缩机1中，中间压力槽61向如下方向延伸：该方向为与贯通孔62随着可动涡旋件26的公转而移动的旋转轨迹R交叉的方向，因此能够利用点状孔隙使中间压力槽61与贯通孔62可靠地连通。由此，能够将所希望的中间压力导入背压室63，能够抑制脉动而导入稳定的中间压力。

(4)

此外，在实施方式的涡旋压缩机1中，中间压力槽61的末端部61a向如下的方向延伸：该方向为与贯通孔62随着可动涡旋件26的公转而移动的旋转轨迹R正交的方向，因此，能够在最短的时间内使中间压力槽61与贯通孔62可靠地连通。由此，能够将所希望的中间压力导入背压室63，能够抑制脉动而导入稳定的中间压力。并且，由于能够使每旋转一周的导入体积最小，因此能够使死体积最少。

(5)

另外，如图2所示，在实施方式的涡旋压缩机1中，中间压力槽61形成在自固定涡旋件24的涡卷24b的最外侧起向内侧旋转一周之间的位置，因此推力损失少，能够可靠地得到使可动涡旋件26不翻倒的中间压力，此外，能够将中间压力槽61可靠地形成在与其它部分不发生干涉的位置。

<实施方式的变形例>

(A)

在上述实施方式的涡旋压缩机1中，列举了在可动涡旋件26的端板26a形成有圆形截面的贯通孔62(参照图3)的示例，但本发明不限于此，可以采用各种形状的贯通孔，例如，如图6所示，也可以采用长圆形截面的贯通孔62。在该情况下，能够抑制脉动而改善中间压力的跟随性。

特别是，通过使用来导入中间压力的贯通孔62的形状为长孔，能够不增加连通时间而进一步改善中间压力的跟随性。

(B)

并且，作为另一个变形例，如图7所示，也可以使贯通孔62的个数为多个。将两个以上的贯通孔62配置成能够同时与中间压力槽61连通。在该情况下也能够抑制脉动而改善中间压力的跟随性。

并且，通过使贯通孔62为多个，能够不增加连通时间而进一步改善中间压力的跟随性。

再者，也可以形成多个如上述变形例(A)那样的长孔。

(C)

此外，也可以通过使固定涡旋件24和可动涡旋件26的涡旋形状平坦、扁平来加大直径，从而提高贯通孔62的形成位置的自由度，使中间压力的导入位置的限制变少。

产业上的可利用性

本发明能够以各种方式应用于断续地将中间压力导入可动涡旋件的背压室的涡旋压缩机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2707517号公报

Claims (6)

1.一种涡旋压缩机(1)，其中，

该涡旋压缩机(1)具备固定涡旋件(24)和可动涡旋件(26)，在所述固定涡旋件(24)和可动涡旋件(26)各自端板(24a、26a)的一个面设有螺旋状的涡卷(24b、26b)，

通过所述固定涡旋件(24)的涡卷(24b)与所述可动涡旋件(26)的涡卷(26b)相互组合，从而在相邻的所述固定涡旋件(24)的涡卷(24b)与所述可动涡旋件(26)的涡卷(26b)之间形成有压缩室(40)，

在所述可动涡旋件(26)的端板(26a)的形成有所述涡卷(26b)的一侧的相反侧形成有背压室(63)，

在所述固定涡旋件(24)的端板(24a)的形成有所述涡卷(26b)的一侧的面形成有能够与所述压缩室(40)连通的至少一个凹部(61)，

在所述可动涡旋件(26)的端板(26a)，沿着所述可动涡旋件(26)的端板(26a)的厚度方向贯通形成有能够断续地连通所述凹部(61)与所述背压室(63)之间的至少一个贯通孔(62)。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机(1)，其中，

所述凹部(61)是向如下方向延伸的槽：该方向为与所述贯通孔(62)随着所述可动涡旋件(26)的公转而移动的轨迹交叉的方向。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机(1)，其中，

所述槽向如下方向延伸：该方向为与所述贯通孔(62)随着所述可动涡旋件(26)的公转而移动的轨迹正交的方向。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的涡旋压缩机(1)，其中，

所述贯通孔(62)具有长孔状的截面。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的涡旋压缩机(1)，其中，

所述贯通孔(62)形成有多个，

两个以上的所述贯通孔(62)能够同时与所述凹部(61)连通。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的涡旋压缩机(1)，其中，

所述凹部(61)形成在自所述固定涡旋件(24)的涡卷(24a)的最外侧起向内侧旋转一周之间的位置。

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