CN103109091A - 螺杆式压缩机 - Google Patents

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Abstract

在螺杆式压缩机(1)中设置有用来改变压缩比的滑阀(60)。在滑阀(60)的阀体部(65)上沿着阀体部(65)的后端面(74)形成有密封用凸部(66)。在机壳(10)的滑阀收纳部(31)中滑阀(60)的密封用凸部(66)与机壳(10)的滑动接触用曲面(32)滑动接触,从而将低压空间(S1)和高压空间(S2)分隔开。在阀体部(65),低压空间(S1)内的制冷剂压力总是作用于整个非滑动接触面(77)上。为此,不论滑阀(60)的位置如何变化,将阀体部(65)推向螺杆转子(40)一侧的力都是一定的,因而阀体部(65)的前表面(71)和螺杆转子(40)之间的间隙的变化幅度减小。

Description

螺杆式压缩机
技术领域
本发明涉及一种构成为能够利用滑阀改变压缩比的螺杆式压缩机。
背景技术
迄今为止,螺杆式压缩机被广泛用于对制冷剂和空气进行压缩。像例如专利文献1中所公开的那样,构成为能够利用滑阀改变压缩比的螺杆式压缩机也已为人所知。
具体而言,在专利文献1中公开了一种具有一个螺杆转子的单螺杆式压缩机。该单螺杆式压缩机具有能够沿螺杆转子的轴向移动的滑阀。在该滑阀上形成有喷出口。在该单螺杆式压缩机中,若螺杆转子旋转,则流体被吸入到由螺杆转子的螺旋槽形成的压缩室中进行压缩。若压缩室与滑阀的喷出口相通,则已被压缩的流体就从压缩室经喷出口喷出。
在专利文献1的单螺杆式压缩机中,若滑阀移动,则形成在该滑阀上的喷出口也会移动。若喷出口的位置发生变化,则在开始与喷出口连通时的压缩室的容积就会发生变化。因此,若让滑阀移动,则压缩比就会随之发生变化。
参照图23~图25对现有单螺杆式压缩机的结构进行说明。
如图23所示,在单螺杆式压缩机中,螺杆转子520插入到机壳510内的气缸部511中。螺杆转子520经驱动轴525与未图示出来的电动机连结。螺杆转子520的螺旋槽521形成压缩室。闸转子的闸与该螺旋槽521啮合。若螺杆转子520旋转,则流体从低压空间515被吸入到压缩室中进行压缩。
在螺杆转子520的侧方设置有滑阀530。如图25所示,滑阀530具有阀体部531、导向部534和连结部535。阀体部531形成为柱状。阀体部531的前表面532成为与螺杆转子520的外周相对的曲面。阀体部531的背面533成为曲率半径小于前表面532的圆筒面。导向部534的前表面与固定在机壳510上的轴承座512的外周面滑动接触。连结部535形成为棒状并将阀体部531和导向部534连结起来。在滑阀530上,阀体部531与导向部534之间成为喷出口536。已在压缩室内被压缩了的流体经喷出口536喷向高压空间516。
在机壳510的与阀体部531的背面533相对的部分形成有密封用凸部513。密封用凸部513的突端面514成为曲率半径实际上与阀体部的背面533相等的曲面,并与阀体部531的背面533滑动接触。并且,通过使密封用凸部513的突端面514与阀体部531的背面533滑动接触,从而将低压空间515和高压空间516分隔开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报特开2004-137934号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
在此,机壳510内的流体压力作用于滑阀530的阀体部531的背面533。具体而言,在图23所示的状态(即在压缩比为最高的状态)下,高压空间516内的流体压力作用于阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠高压空间516一侧的区域(在图23中由AH所示的区域),低压空间515内的流体压力作用于该阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠低压空间515一侧的区域(在图23中由AL所示的区域)。另一方面,在图24所示的状态(即在压缩比为最低的状态)下,阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠高压空间516一侧的区域消失,而低压空间515内的流体压力作用于该阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠低压空间515一侧的区域(在图24中由AL所示的区域)。
这样一来,在现有螺杆式压缩机中,阀体部531的背面533中的低压空间515内的流体压力所作用的区域的面积及阀体部531的背面533中的高压空间516内的流体压力所作用的区域的面积会由于滑阀530的位置变化而发生变化。为此,在现有螺杆式压缩机中,将滑阀530推向螺杆转子520一侧的力的大小就会由于滑阀530的位置变化而发生变化,因而阀体部531的前表面532与螺杆转子520之间的间隙便会由于滑阀530的位置变化而发生变化。另一方面,即使在滑阀530最靠近螺杆转子520的状态下,也需要防止两者彼此接触。为此,就有可能出现下述问题,即:滑阀530与螺杆转子520之间的间隙由于滑阀530的位置变化而过大,使得从压缩室漏出的流体量增加而导致螺杆式压缩机的运转效率下降。
本发明正是鉴于所述问题而发明出来的,其目的在于:削减从压缩室中经滑阀与螺杆转子之间的间隙漏出的制冷剂量,使螺杆式压缩机的运转效率提高。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面的发明以下述螺杆式压缩机为对象。该螺杆式压缩机包括机壳10、螺杆转子40以及滑阀60;在该机壳10中形成有低压空间S1和高压空间S2;该螺杆转子40形成有多个形成压缩室23的螺旋槽41并插入所述机壳10的气缸部30中;该滑阀60能够沿所述螺杆转子40的轴向移动地设置在所述气缸部30中,与该螺杆转子40的外周相对并形成有用来使所述压缩室23与所述高压空间S2连通的喷出口25;若所述螺杆转子40旋转,则所述低压空间S1内的流体被吸入到所述压缩室23中进行压缩后被喷向所述高压空间S2。并且,在所述滑阀60上形成有密封用凸部66,该密封用凸部66朝着与所述螺杆转子40相反的背面侧突出,与所述机壳10滑动接触,从而将所述低压空间S1和所述高压空间S2分隔开。
在第一方面的发明的螺杆式压缩机1中,螺杆转子40插入机壳10的气缸部30中,由螺杆转子40的螺旋槽41形成压缩室23。若螺杆转子40旋转,则低压空间S1内的流体被吸入到压缩室23中。若压缩室23与低压空间S1被隔开,则之后压缩室23的容积逐渐缩小,压缩室23内的流体得到压缩。若压缩室23与喷出口25连通,则在压缩室23中被压缩了的流体经喷出口25喷向高压空间S2。
在第一方面的发明中,在机壳10的气缸部30中设置有滑阀60。滑阀60能够沿螺杆转子40的轴向移动。若滑阀60移动,则由滑阀60形成的喷出口25也会产生移动。若喷出口25移动,则即将与喷出口25连通之前的压缩室23的容积就会发生变化。为此,若让滑阀60移动,压缩比就会产生变化。此外,压缩比R是用吸气过程刚结束后的压缩室23的容积V1除以喷气过程即将开始前的压缩室23的容积V2所得到的值(即,R=V1/V2)。也就是说,压缩比R的定义与内部容积比相同。
在第一方面的发明的滑阀60上形成有密封用凸部66。该密封用凸部66朝滑阀60的背面侧突出,并与机壳10滑动接触。在机壳10内,滑阀60的密封用凸部66与机壳10滑动接触,从而能够抑制流体从高压空间S2向低压空间S1泄漏。也就是说,通过使密封用凸部66与机壳10滑动接触,从而将低压空间S1与高压空间S2分隔开。
在第一方面的发明的滑阀60的背面,低压空间S1内的流体压力作用于该背面的比密封用凸部66更靠低压空间S1一侧的区域,而高压空间S2内的流体压力作用于该背面的比密封用凸部66更靠高压空间S2一侧的区域。另一方面,因为密封用凸部66形成在滑阀60上,所以若滑阀60移动,则密封用凸部66的位置也会随之变化。为此,即使滑阀60移动,滑阀60的背面中的“低压空间S1内的流体压力所作用的区域的面积”和“高压空间S2内的流体压力所作用的区域的面积”也会保持一定。因此,只要低压空间S1内的流体压力和高压空间S2内的流体压力一定,则不论滑阀60的位置如何变化,滑阀60所受到的来自低压空间S1内的流体及高压空间S2内的流体的力的大小都是一定的。
第二方面的发明是这样的,在所述第一方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述滑阀60的比所述喷出口25更靠所述低压空间S1一侧的部分成为阀主体部65,所述阀主体部65的所述低压空间S1一侧成为前端,该阀主体部65的所述喷出口25一侧成为后端,所述密封用凸部66沿着所述阀主体部65的后端形成。
在第二方面的发明的滑阀60中,在阀主体部65上形成有密封用凸部66。该密封用凸部66朝着阀主体部65的背面侧突出,并沿着阀主体部65的后端(即,喷出口25侧的一端)形成。因此,在该发明的阀主体部65中,该阀主体部65的背面的比密封用凸部66更靠近喷出口25的区域是不存在的。
在第二方面的发明的机壳10内,阀主体部65的密封用凸部66与机壳10滑动接触,从而将低压空间S1和高压空间S2分隔开。为此,作用于阀主体部65的背面的位于比密封用凸部66更靠低压空间S1一侧的区域的流体压力比高压空间S2内的流体压力低。另一方面,如上所述,在该发明的阀主体部65中,该阀主体部65的背面的比密封用凸部66更靠近喷出口25的区域(即更靠近高压空间S2的区域)是不存在的。因此,在该发明的阀主体部65的背面实际上不存在高压空间S2内的流体压力所作用的区域。
第三方面的发明是这样的,在所述第二方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述阀主体部65的厚度从该阀主体部65的前端朝着所述密封用凸部66逐渐增厚。
在第三方面的发明中,阀主体部65的厚度形成为:越是靠阀主体部65的后端的部分,厚度就越厚。为此,阀主体部65的刚性是:越是靠阀主体部65的后端的部分,刚性就越高。
第四方面的发明是这样的,在所述第二或第三方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,在所述阀主体部65的比所述密封用凸部66更靠前端一侧的部分,形成有朝着该阀主体部65的背面侧突出并与所述机壳10滑动接触的支承用凸部67。
在第四方面的发明的阀主体部65上形成有密封用凸部66和支承用凸部67。支承用凸部67朝着阀主体部65的背面侧突出并与机壳10滑动接触。由于阀主体部65与螺杆转子40相对,因而正在压缩室23内被压缩的流体的压力作用于阀主体部65的前表面。为此,使阀主体部65远离螺杆转子40的方向(即,推向阀主体部65的背面侧的方向)上的力作用于阀主体部65。受到该方向上的力的作用的阀主体部65借助密封用凸部66和支承用凸部67实际上与机壳10之间的接触而受到支承。
第五方面的发明是这样的,在所述第四方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述支承用凸部67沿着所述阀主体部65的前端形成。
在第五方面的发明的阀主体部65上,沿着与形成有密封用凸部66的后端相反一侧的前端形成有支承用凸部67。并且,沿着阀主体部65的后端形成的密封用凸部66和沿着阀主体部65的前端形成的支承用凸部67与机壳10接触,从而受到压缩室23内的流体压力作用的阀主体部65得到支承。
第六方面的发明是这样的,在所述第五方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,在所述阀主体部65,形成有使夹在所述密封用凸部66和所述支承用凸部67之间的空间与所述低压空间S1连通的连通路68、69。
在第六方面的发明中,在阀主体部65上形成有连通路68、69,夹在密封用凸部66和所述支承用凸部67之间的空间经连通路68、69与低压空间S1连通。为此,夹在密封用凸部66和支承用凸部67之间的空间的内压实际上与低压空间S1内的流体压力相等。
第七方面的发明是这样的,在所述第四方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述支承用凸部67从所述密封用凸部66一直形成到所述阀主体部65的前端。
在阀主体部65的比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的全长上都形成有第七方面的发明所涉及的支承用凸部67。并且,沿着阀主体部65的后端形成的密封用凸部66和在阀主体部65的比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的全长上形成的支承用凸部67与机壳10接触,从而受到压缩室23内的流体压力作用的阀主体部65得到支承。
第八方面的发明是这样的,在所述第七方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述支承用凸部67的宽度从所述阀主体部65的前端朝着所述密封用凸部66逐渐增大。
在第八方面的发明中,从阀主体部65的前端一直形成到密封用凸部66的支承用凸部67的宽度从阀主体部65的前端朝着密封用凸部66逐渐增大。支承用凸部67是朝着阀主体部65的背面侧突出的部分。为此,支承用凸部67的宽度越宽,阀主体部65的刚性就越高。因此,该发明的阀主体部65的刚性是:越是靠阀主体部65的后端的部分,刚性就越高。
第九方面的发明是这样的,在所述第八方面的发明所涉及的螺杆式压缩机中,所述支承用凸部67的突端面的仅该突端面宽度方向上的一部分成为与所述机壳10滑动接触的支承用滑动接触面78。
在第九方面的发明中,并不是支承用凸部67的整个突端面而仅是该突端面的宽度方向上的一部分成为支承用滑动接触面78。在支承用凸部67的突端面中,仅构成支承用滑动接触面78的那一部分与机壳10滑动接触,支承用滑动接触面78以外的部分不与机壳10滑动接触。
-发明的效果-
在本发明中,形成在滑阀60上的密封用凸部66与机壳10滑动接触,从而将机壳10内的低压空间S1和高压空间S2分隔开。为此,即使滑阀60移动,滑阀60的背面中的“低压空间S1内的流体压力所作用的区域的面积”和“高压空间S2内的流体压力所作用的区域的面积”也会保持一定。其结果是,在本发明中,不论滑阀60的位置如何变化,滑阀60所受到的来自低压空间S1内的流体及高压空间S2内的流体的力的大小都是一定的。
在此,滑阀60所受到的来自低压空间S1内的流体及高压空间S2内的流体的力作用在将滑阀60推向螺杆转子40的方向上。并且,若该力的大小发生变化,则滑阀60朝着螺杆转子40一侧移动的移动量就会发生变化,因而滑阀60与螺杆转子40之间的间隙就有可能发生变化。
另一方面,在本发明中,不论滑阀60的位置如何变化,滑阀60所受到的来自低压空间S1内的流体及高压空间S2内的流体的力都是一定的。为此,即使为了改变压缩比而让滑阀60移动,滑阀60也不会朝着接近螺杆转子40的方向移动。
因此,根据本发明,能够避免滑阀60与螺杆转子40接触,同时还能够使滑阀60与螺杆转子40之间的间隙小于现有间隙。其结果是,能够削减从压缩室23中漏出的流体量,从而能够提高螺杆式压缩机1的效率。
在所述第二方面的发明中,沿着阀主体部65的后端(即,喷出口25侧的一端)形成有密封用凸部66,该密封用凸部66与机壳10滑动接触,从而将低压空间S1和高压空间S2分隔开。为此,作用于阀主体部65的背面的位于比密封用凸部66更靠低压空间S1一侧的区域的流体压力比高压空间S2内的流体压力低。还有,在该阀主体部65的背面实际上不存在高压空间S2内的流体压力所作用的区域。
因此,根据第二方面的发明,能够减小将滑阀60推向螺杆转子40一侧的力。其结果是,能够可靠地避免滑阀60与螺杆转子40接触,同时还能够缩小滑阀60与螺杆转子40之间的间隙,从而削减从压缩室23中漏出的制冷剂量。
在此,滑阀60与螺杆转子40的外周相对。因此,由螺杆转子40的螺旋槽41形成的压缩室23内的流体压力作用于阀主体部65上。另一方面,压缩室23内的流体压力随着压缩室23接近喷出口25而逐渐升高。为此,在阀主体部65上,越是接近喷出口25的靠后端的部分,作用于该部分的压缩室23内的流体压力就越高。
另一方面,在所述第三方面的发明中,阀主体部65的刚性是:越是靠阀主体部65的后端的部分,刚性就越高。也就是说,在该发明的阀主体部65上,越是所作用的压缩室23内的流体压力较高的靠后端的部分,刚性就越高,因而能够抑制靠后端的部分的变形量。为此,由于压缩室23内的流体压力引起阀主体部65产生变形的变形量在整个阀主体部65上都能够实现均匀化。因此,根据该发明,能够使阀主体部65的前表面与螺杆转子40之间的间隙在整个阀主体部65上实现均匀化。其结果是,能够进一步削减从压缩室23中漏出的流体量,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的效率。
在所述第四方面的发明中,在滑阀60的阀主体部65上形成有密封用凸部66和支承用凸部67。在此,因为正在压缩室23内被压缩的流体的压力作用于阀主体部65的前表面,所以阀主体部65被推向背面侧。与此相对,在所述各个发明中,密封用凸部66和支承用凸部67都与机壳10滑动接触,从而已被压缩室23内的流体推向背面侧的阀主体部65受到支承。
因此,根据第四方面的发明,能够抑制由于压缩室23内的流体压力引起的阀主体部65的变形。其结果是,能够抑制由于阀主体部65的变形所引起的阀主体部65与螺杆转子40之间的间隙扩大,从而能够使螺杆式压缩机1保持较高的运转效率。
在所述第五和第六方面中任一方面的发明的阀主体部65上,沿着离密封用凸部66最远的阀主体部65的前端形成有支承用凸部67。并且,密封用凸部66和支承用凸部67都与机壳10接触,从而受到压缩室23内的流体压力作用的阀主体部65得到支承。因此,根据所述各个方面的发明,能够抑制阀主体部65的变形量,还能够使阀主体部65的前表面与螺杆转子40之间的间隙在整个阀主体部65上实现均匀化。
特别是在所述第六方面的发明中,夹在密封用凸部66与支承用凸部67之间的空间经连通路68、69与低压空间S1连通。为此,夹在密封用凸部66和支承用凸部67之间的空间的内压实际上与低压空间S1内的流体压力相等。也就是说,作用于阀主体部65的背面的位于密封用凸部66和支承用凸部67之间的区域的流体压力实际上与低压空间S1内的流体压力相等。因此,根据该发明,能够使将阀主体部65推向螺杆转子40一侧的力减小。其结果是,能够可靠地避免滑阀60与螺杆转子40接触,同时还能够缩小滑阀60与螺杆转子40之间的间隙,从而进一步削减从压缩室23中漏出的制冷剂量。
在所述第七方面的发明的阀主体部65中,在比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的全长上都形成有支承用凸部67。并且,密封用凸部66和支承用凸部67都与机壳10接触,从而受到压缩室23内的流体压力作用的阀主体部65得到支承。因此,根据该发明,能够抑制阀主体部65的变形量,还能够使阀主体部65的前表面与螺杆转子40之间的间隙在整个阀主体部65上都实现均匀化。
在所述第八方面的发明的阀主体部65上,朝着阀主体部65的背面侧突出的支承用凸部67的宽度从阀主体部65的前端朝着后端逐渐增宽。为此,阀主体部65的刚性是:越是靠阀主体部65的后端的部分,刚性就越高。另一方面,如上所述在阀主体部65中,越是接近喷出口25的靠后端的部分,作用于该部分的压缩室23内的流体压力就越高。因此,在该发明中,所作用的压缩室23内的流体压力较高的靠阀主体部65的后端的部分的刚性提高,因而由于压缩室23内的流体压力引起阀主体部65产生变形的变形量在整个阀主体部65上都能够实现均匀化。
为此,根据第八方面的发明,能够使阀主体部65的前表面与螺杆转子40之间的间隙在整个阀主体部65上实现均匀化。其结果是,能够进一步削减从压缩室23中漏出的制冷剂量,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的效率。
在所述第九方面的发明中,支承用凸部67的突端面中的支承用滑动接触面78以外的部分不与机壳10滑动接触。作用于支承用凸部67的突端面中的不与机壳10滑动接触的部分的流体压力实际上与低压空间S1内的流体压力相等。为此,即使在为了抑制阀主体部65的变形量而增大了支承用凸部67的宽度的情况下,也能够确保滑阀60的背面中的低压空间S1内的流体压力所作用的区域的面积。因此,根据该发明,能够通过增加支承用凸部67的宽度来抑制阀主体部65的变形量,同时还能够将在把滑阀60推向螺杆转子40的方向上的力抑制到很小。
附图说明
图1是第一实施方式的单螺杆式压缩机的结构略图。
图2是表示第一实施方式的单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图,示出压缩比被设为最高的状态。
图3是表示第一实施方式的单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图,示出压缩比被设为最低的状态。
图4是表示图2中的A-A剖面的剖视图。
图5是仅示出单螺杆式压缩机的主要部分的立体图。
图6是第一实施方式的滑阀的立体图。
图7是表示第一实施方式的单螺杆式压缩机的机壳的纵向剖面的立体图。
图8是表示单螺杆式压缩机的压缩机构的工作情况的俯视图,其中,(A)表示吸气过程,(B)表示压缩过程,(C)表示喷气过程。
图9是第二实施方式的滑阀的立体图。
图10是表示第二实施方式的单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图。
图11是第二实施方式的变形例的滑阀的立体图。
图12是第三实施方式的滑阀的立体图。
图13是表示第三实施方式的单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图。
图14是第三实施方式的变形例1的滑阀的立体图。
图15是表示第三实施方式的变形例1的滑阀的主要部分的俯视图。
图16是第三实施方式的变形例2的滑阀的立体图。
图17是表示第三实施方式的变形例2的滑阀的主要部分的俯视图。
图18是表示图17中的B-B剖面的阀体部的剖视图。
图19是表示应用了其它实施方式的第一变形例的第一实施方式的滑阀的立体图。
图20是表示应用了其它实施方式的第一变形例的第二实施方式的滑阀的立体图。
图21是表示应用了其它实施方式的第一变形例的第三实施方式的滑阀的立体图。
图22是表示应用了其它实施方式的第一变形例的第三实施方式的滑阀的侧视图。
图23是表示现有单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图,示出压缩比被设为最高的状态。
图24是表示现有单螺杆式压缩机的主要部分的剖视图,示出压缩比被设为最低的状态。
图25是现有滑阀的立体图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。此外,以下所说明的实施方式及变形例是本质上优选的示例,但并没有意图对本发明、本发明的应用对象或它的用途的范围加以限制。
(发明的第一实施方式)
本实施方式的单螺杆式压缩机1(以下简称为螺杆式压缩机)设置在进行制冷循环的制冷剂回路中用于压缩制冷剂。
〈螺杆式压缩机的简要结构〉
如图1所示,在螺杆式压缩机1中,压缩机构20和驱动该压缩机构的电动机15被收纳在一个机壳10中。该螺杆式压缩机1构成半密闭型。
机壳10形成为横向长度较长的圆筒状。在机壳10内,形成有位于机壳10的一端侧的低压空间S1和位于机壳10的另一端侧的高压空间S2。在机壳10中,设置有与低压空间S1连通的吸入管连接部11以及与高压空间S2连通的喷出管连接部12。从制冷剂回路中的蒸发器流出来的低压气态制冷剂(即低压流体)经吸入管连接部11流入低压空间S1。还有,从压缩机构20喷向高压空间S2的已压缩后的高压气态制冷剂经喷出管连接部12被供向制冷剂回路中的冷凝器。
在机壳10内,在低压空间S1中设置有电动机15,在低压空间S1与高压空间S2之间设置有压缩机构20。压缩机构20的驱动轴21与电动机15连结。还有,在机壳10内,在高压空间S2中设置有油气分离器16。油气分离器16将冷冻机油从自压缩机构20喷出的制冷剂中分离出来。在高压空间S2中的油气分离器16的下方,形成有用来贮存润滑油即冷冻机油的贮油室17。在油气分离器16中与制冷剂分离开的冷冻机油朝下方落下储存在贮油室17中。
在本实施方式的螺杆式压缩机1中设置有变频器100。变频器100的输入侧与商用电源101连接,该变频器100的输出侧与电动机15连接。变频器100对自商用电源101输入的交流电的频率进行调节,将已转换为规定频率的交流电供向电动机15。
若改变变频器100的输出频率,电动机15的转速就会发生变化,由电动机15驱动的螺杆转子40的转速也会发生变化。并且,若螺杆转子40的转速发生变化,则被吸入螺杆式压缩机1中进行压缩后喷出的制冷剂的质量流量就会发生变化。也就是说,若螺杆转子40的转速发生变化,螺杆式压缩机1的运转容量就会发生变化。
〈螺杆式压缩机的具体结构〉
如图2、图4所示,压缩机构20包括:形成在机壳10中的圆筒状气缸部30、设置在气缸部30中的一根螺杆转子40以及与螺杆转子40啮合的两个闸转子50。在螺杆式压缩机1中设置有用来改变压缩比的滑阀60。
驱动轴21插入螺杆转子40中。螺杆转子40和驱动轴21由键22连结。驱动轴21与螺杆转子40布置在同一根轴上。
轴承座35插入气缸部30的高压空间S2一侧的端部。轴承座35形成为略厚的近似圆筒状。轴承座35的外径实际上与气缸部30的内周面(即,与螺杆转子40的外周面滑动接触的面)的直径相等。在轴承座35的内侧设置有滚珠轴承36。驱动轴21的前端部插入滚珠轴承36,该滚珠轴承36支承驱动轴21自由旋转。
如图5所示,螺杆转子40是形成为近似圆柱状的金属制部件。螺杆转子40可转动地嵌合在气缸部30中,该螺杆转子40的外周面与气缸部30的内周面滑动接触。在螺杆转子40的外周部,形成有多个(在本实施方式中为六个)从螺杆转子40的一端朝着另一端呈螺旋状延伸的螺旋槽41。
螺杆转子40的各个螺旋槽41以图5中的跟前侧端部为始端,以图5中的靠里侧端部为末端。而且,螺杆转子40的在图5中的跟前侧端部(吸入侧端部)形成为锥状。在图5所示的螺杆转子40中,螺旋槽41的始端朝着形成为锥面状的跟前侧的端面敞开,而螺旋槽41的末端并未朝靠里侧的端面敞开。
各个闸转子50是树脂制部件。在各个闸转子50上呈放射状地设置有多个(在本实施方式中为十一个)形成为长方形板状的闸(gate)51。各个闸转子50相对于螺杆转子40的旋转轴呈轴对称地设置在气缸部30的外侧。各个闸转子50的轴心与螺杆转子40的轴心正交。各个闸转子50设置为:闸51贯穿气缸部30的一部分并与螺杆转子40的螺旋槽41啮合。
闸转子50安装在金属制转子支承部件55上(参照图5)。转子支承部件55包括基部56、臂部57和轴部58。基部56形成为厚度稍厚的圆板状。臂部57设置成数量与闸转子50的闸51相同,并且臂部57从基部56的外周面朝着外侧呈放射状延伸。轴部58形成为棒状,并立着设置在基部56上。轴部58的中心轴与基部56的中心轴一致。闸转子50安装在基部56和臂部57的与轴部58相反一侧的面上。各个臂部57与闸51的背面抵接。
安装有闸转子50的转子支承部件55收纳在与气缸部30相邻且在机壳10内分隔形成的闸转子室90中(参照图4)。各个转子支承部件55的轴部58可自由转动地经滚珠轴承92、93被闸转子室90内的轴承体(bearing housing)91支承。此外,各个闸转子室90与低压空间S1连通。
在压缩机构20中,由气缸部30的内周面、螺杆转子40的螺旋槽41和闸转子50的闸51所围成的空间成为压缩室23。螺杆转子40的螺旋槽41在吸入侧端部朝低压空间S1开放。
亦如图7所示,在机壳10的气缸部30中形成有用来设置滑阀60的滑阀收纳部31。在气缸部30的周向上的两个部位设置有滑阀收纳部31。滑阀收纳部31朝着气缸部30的内周面敞开,并形成为沿着气缸部30的轴向延伸的凹槽状。滑阀收纳部31的内表面形成为圆筒面状,成为与滑阀60滑动接触的滑动接触用曲面32。还有,滑阀收纳部31的低压空间S1侧的一端与低压空间S1连通,该滑阀收纳部31的高压空间S2侧的另一端与高压空间S2连通。
如图6所示,滑阀60由阀主体部即阀体部65、导向部61和连结部64构成。该滑阀60以阀体部65的前端面向低压空间S1一侧的形态插入滑阀收纳部31中,并能沿着气缸部30的轴心方向滑动(参照图2和图3)。
阀体部65形成为近似厚板状。该阀体部65的与螺杆转子40相对的前表面71成为曲率半径实际上与气缸部30的内周面相等的圆筒面(参照图4)。另一方面,位于螺杆转子40的相反侧的阀体部65的背面72的一部分为圆筒面,该背面72的剩余部分为平坦面。在下文中就这一点进行了说明。该阀体部65的前端面73成为实际上与阀体部65的轴向正交的平坦面,该阀体部65的后端面74成为相对阀体部65的轴向倾斜的平坦面。阀体部65的后端面74沿着螺杆转子40的螺旋槽41倾斜。进而,阀体部65的两侧的侧面75成为曲率半径实际上与滑阀收纳部31的内周面相等的圆筒面(参照图4)。
在阀体部65上形成有密封用凸部66。密封用凸部66是朝着阀体部65的背面侧呈圆弧状鼓起的部分,并沿着阀体部65的后端形成。也就是说,密封用凸部66朝着阀体部65的背面侧突出。密封用凸部66的凸面为曲率半径实际上与滑阀收纳部31的滑动接触用曲面32相等的圆筒面,构成与滑动接触用曲面32滑动接触的密封用滑动接触面76。阀体部65的背面的比密封用凸部66更靠前端一侧的区域为平坦面,成为不与滑动接触用曲面32滑动接触的非滑动接触面77。也就是说,阀体部65的背面中的密封用凸部66的凸面即密封用滑动接触面76为圆筒面,该背面中的构成非滑动接触面77的剩余区域为平坦面。
阀体部65的比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的厚度在阀体部65的轴向上是一定的。如上所述,阀体部65的前表面71为圆筒面,该阀体部65的非滑动接触面77为平坦面。因此,阀体部65的比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的厚度虽然在阀体部65的宽度方向上发生变化,但在阀体部65的轴向上是没有变化的。
导向部61形成为近似厚板状。该导向部61的与轴承座35相对的前表面62成为曲率半径实际上与轴承座35的外周面相等的圆筒面,与轴承座35的外周面滑动接触(参照图2)。导向部61是以该导向部61的前表面62朝向与阀体部65的前表面71相同的方向且该导向部61的前端面63与阀体部65的后端面74相向的形态设置的。在导向部61的背面,形成有从该导向部61的前端一直到后端鼓起呈凸条状的部分。
连结部64形成为较短的棒状,将阀体部65和导向部61连结起来。该连结部64的一端与阀体部65的后端面74相连,该连结部64的另一端与导向部61的前端面63相连。在滑阀60上,阀体部65的后端面74与导向部61的前端面73之间成为喷出口25。
如上所述,滑阀60插入滑阀收纳部31中(参照图2)。还有,滑阀收纳部31的低压空间S1侧的一端与低压空间S1连通,该滑阀收纳部31的高压空间S2侧的另一端与高压空间S2连通。在滑阀60插入到滑阀收纳部31的状态下,形成在阀体部65上的密封用凸部66的凸面即密封用滑动接触面76与由滑阀收纳部31的内周面构成的滑动接触用曲面32滑动接触。通过使滑阀60的密封用凸部66与滑阀收纳部31的滑动接触用曲面32滑动接触,从而将低压空间S1和高压空间S2分隔开。
此外,滑阀60的密封用滑动接触面76没有必要与机壳10的滑动接触用曲面32物理接触。在本实施方式的压缩机构20中,通常在密封用滑动接触面76和滑动接触用曲面32之间形成有油膜,密封用滑动接触面76和滑动接触用曲面32之间的间隙被该油膜密封住。
还有,在滑阀60插入到滑阀收纳部31的状态下,形成在阀体部65和导向部61之间的喷出口25就会面向螺杆转子40的外周。并且,由螺杆转子40的螺旋槽41形成的压缩室23经喷出口25与高压空间S2连通。
如图2所示,在螺杆式压缩机1中设置有用来使滑阀60移动的滑阀驱动机构80。该滑阀驱动机构80包括:固定在轴承座35上的气缸81、装在气缸81内的活塞82、连结在活塞82的活塞杆83上的臂84以及将臂84和滑阀60连结起来的连结杆85。
在图2所示的滑阀驱动机构80中,活塞82的左侧空间的内压比活塞82的右侧空间的内压高。并且,滑阀驱动机构80构成为:通过调节活塞82的右侧空间的内压(即右侧空间内的气体压力)来调整滑阀60的位置。
在螺杆式压缩机1的运转过程中,低压空间S1内的制冷剂压力作用于滑阀60的阀体部65的前端面73,高压空间S2内的制冷剂压力作用于滑阀60的阀体部65的后端面74。为此,在螺杆式压缩机1的运转过程中,将滑阀60推向低压空间S1一侧的方向上的力总作用在滑阀60上。因此,若改变滑阀驱动机构80中的活塞82的左侧空间和右侧空间的内压,则将滑阀60拉回高压空间S2一侧的方向上的力的大小就会发生变化,其结果是滑阀60的位置发生变化。
-螺杆式压缩机压缩制冷剂的工作情况-
参照图8对螺杆式压缩机1压缩制冷剂的工作情况进行说明。
在螺杆式压缩机1中若启动电动机15,连结在驱动轴21上的螺杆转子40就进行旋转。若螺杆转子40旋转,则闸转子50也进行旋转,压缩机构20重复进行吸气过程、压缩过程和喷气过程。在此,重点放在图8中用小黑点表示的压缩室23上加以说明。
在图8(A)中,用小黑点表示的压缩室23与低压空间S1连通。形成该压缩室23的螺旋槽41与位于图8(A)的上侧的闸转子50b的闸51b啮合。若螺杆转子40旋转,则该闸51b就朝着螺旋槽41的末端相对移动,压缩室23的容积随之增大。其结果是,低压空间S1内的低压气态制冷剂被吸入压缩室23中。
若螺杆转子40进一步旋转,就成为图8(B)的状态。在图8(B)中,用小黑点表示的压缩室23处于全封闭状态。也就是说,形成该压缩室23的螺旋槽41与位于图8(B)的下侧的闸转子50a的闸51a啮合,由该闸51a将螺旋槽41与低压空间S1隔开。并且,当闸51a随着螺杆转子40的旋转而朝着螺旋槽41的末端移动时,压缩室23的容积就逐渐缩小。其结果是,压缩室23内的气态制冷剂被压缩。
若螺杆转子40进一步旋转,就成为图8(C)的状态。在图8(C)中,用小黑点表示的压缩室23成为经喷出口25与高压空间S2连通的状态。并且,当闸51a随着螺杆转子40的旋转而朝着螺旋槽41的末端移动时,已被压缩的制冷剂气体就会从压缩室23喷向高压空间S2。
-改变压缩比的工作情况-
对利用滑阀60改变压缩机构20的压缩比的工作情况进行说明。此外,压缩机构20的压缩比R是用吸气过程刚结束后的压缩室23的容积V1除以喷气过程即将开始前的压缩室23的容积V2所得到的值(即,R=V1/V2)。也就是说,压缩机构20的压缩比R的定义与压缩机构20的内部容积比相同。
如图2和图3所示,若滑阀60移动,喷出口25的位置就会随之变化。另一方面,如图8(A)~图8(C)所示,若螺杆转子40旋转,闸转子50a的闸51a就从螺旋槽41的始端朝着末端相对移动,由螺旋槽41形成的压缩室23的容积逐渐减小。其结果是,压缩室23内的制冷剂被压缩,压缩室23内的制冷剂压力逐渐上升。
并且,如图2所示在滑阀60位于最靠高压空间S2一侧(即图2中的右侧)的状态下,即将开始与喷出口25连通之前(即喷气过程即将开始前)的压缩室23的容积最小,压缩机构20的压缩比最大。另一方面,如图3所示在滑阀60位于最靠低压空间S1一侧(即图3中的左侧)的状态下,即将开始与喷出口25连通之前(即喷气过程即将开始前)的压缩室23的容积最大,压缩机构20的压缩比最小。
-作用于滑阀上的制冷剂的压力情况-
参照图2和图3对作用于滑阀60上的制冷剂的压力情况进行说明。
如上所述,滑阀收纳部31的一端与低压空间S1连通,该滑阀收纳部31的另一端与高压空间S2连通。在滑阀收纳部31内,设置在滑阀60上的密封用凸部66与滑阀收纳部31的内周面接触,从而将低压空间S1和高压空间S2分隔开。
若滑阀60的位置变化,密封用凸部66的位置也会随之变化。因此,在滑阀收纳部31中,不论滑阀60的位置如何变化,比密封用凸部66更靠低压空间S1一侧(图2和图3中的左侧)的压力总是与低压空间S1内的制冷剂压力相等,而比密封用凸部66更靠高压空间S2一侧(图2和图3中的右侧)的压力总是与高压空间S2内的制冷剂压力相等。
为此,高压空间S2内的制冷剂压力作用于导向部61和连结部64的表面以及阀体部65的后端面74。低压空间S1内的制冷剂压力作用于阀体部65的非滑动接触面77和前端面73。进而,作用于密封用凸部66的凸面即密封用滑动接触面76上的制冷剂压力在靠后端面74的一端与高压空间S2内的制冷剂压力大致相等,而在靠非滑动接触面77的另一端与低压空间S1内的制冷剂压力大致相等,并且从密封用滑动接触面76的一端朝着另一端逐渐降低。另一方面,阀体部65的前表面71与螺杆转子40的外周相对。因此,压缩室23内的制冷剂压力作用于阀体部65的前表面71。
这样一来,无论滑阀60位于哪个位置,低压空间S1内的制冷剂压力总作用于滑阀60的阀体部65的占据其背面72的大部分的非滑动接触面77上。另一方面,压缩室23内的制冷剂压力作用于阀体部65的前表面71。压缩过程中的压缩室23内的制冷剂压力比低压空间S1内的制冷剂压力(即压缩前的低压制冷剂的压力)高。为此,无论滑阀60的位置如何变化,欲使阀体部65远离螺杆转子40的方向上的力总会作用于阀体部65。因此,在螺杆式压缩机1的运转过程中不会产生阀体部65被推向螺杆转子40一侧而与螺杆转子40接触的现象。
-第一实施方式的效果-
在本实施方式的螺杆式压缩机1中,在滑阀60的阀体部65上形成有密封用凸部66,该密封用凸部66与机壳10的滑动接触用曲面32滑动接触,从而将低压空间S1和高压空间S2分隔开。还有,在本实施方式的阀体部65上,沿着该阀体部65的后端面74形成有密封用凸部66。
因此,在本实施方式中,不论滑阀60位于哪个位置,低压空间S1内的制冷剂压力都会作用于占据阀体部65的背面72的大部分的非滑动接触面77上。其结果是,只要低压空间S1内的制冷剂压力不产生变化,不论滑阀60的位置如何变化,由于作用于阀体部65的背面72的制冷剂压力而产生的力(即,将阀体部65推向螺杆转子40一侧的力)的大小总是一定的。为此,即使为了改变压缩比而让滑阀60移动,滑阀60也不会朝着接近螺杆转子40的方向移动。
因此,根据本实施方式,能够避免滑阀60与螺杆转子40接触,同时还能够使滑阀60与螺杆转子40之间的间隙小于现有间隙。其结果是,能够削减从压缩室23经滑阀60与螺杆转子40之间的间隙漏出的制冷剂量,从而能够提高螺杆式压缩机1的运转效率。
还有,低压空间S1内的制冷剂压力作用于占据阀体部65的背面72的大部分的非滑动接触面77上。另一方面,正在压缩室23内被压缩的制冷剂(即,压缩过程中的制冷剂)的压力作用于阀体部65的前表面71。为此,在螺杆式压缩机1的运转过程中,滑阀60的阀体部65总会被推向该阀体部65的背面侧(即,远离螺杆转子40的方向)。因此,根据本实施方式,能够可靠地避免阀体部65与螺杆转子40接触,同时还能够尽可能地缩小阀体部65的前表面71和螺杆转子40之间的间隙。其结果是,能够将从压缩室23经滑阀60与螺杆转子40之间的间隙漏出的制冷剂量抑制到最小限度,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的运转效率。
如上所述,在图23所示的现有螺杆式压缩机中,高压空间516内的流体压力作用于阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠高压空间516一侧的区域(在图23中由AH所示的区域),低压空间515内的流体压力作用于该阀体部531的背面533的比密封用凸部513的突端面514更靠低压空间515一侧的区域(在图23中由AL所示的区域)。为此,欲使阀体部531相对阀体部531的移动方向(图23中的左右方向)倾斜的力矩作用于阀体部531上。若阀体部531相对其移动方向倾斜,当阀体部531移动时所产生的摩擦力就会增大。为此,很难让阀体部531在所希望的位置停下来,从而有可能无法将压缩比设定为适当的值。
进而,如图23和图24所示,在现有螺杆式压缩机中,阀体部531的背面533中的低压空间515内的流体压力所作用的区域(在图23和图24中用AL表示的区域)的面积、以及阀体部531的背面533中的高压空间516内的流体压力所作用的区域(在图23中用AH表示的区域)的面积会由于滑阀530的位置变化而发生变化。因此,在现有螺杆式压缩机中,由于作用于阀体部531的背面533的流体压力而产生的力矩的大小就会由于滑阀530的位置变化而产生变动,因而避免阀体部531产生倾斜就变得更加困难。
与此相对,在本实施方式的螺杆式压缩机1中,如图2和图3所示,不论滑阀60的位置如何变化,低压空间S1内的制冷剂压力总作用于占据阀体部65的背面72的大部分的非滑动接触面77上,而且高压空间S2内的制冷剂压力未作用于阀体部65的背面72。为此,在本实施方式的螺杆式压缩机1中,不论滑阀60的位置如何变化,由于作用于阀体部65的背面72的制冷剂压力而产生的力矩都会变得非常小。
因此,根据本实施方式,不论滑阀60的位置如何变化,都能使当滑阀60移动时产生的摩擦力保持为非常小且实质上一定的值。其结果是,能够可靠地让滑阀60在所希望的位置停下来,从而能够可靠地将压缩机构20的压缩比设定为所希望的值。
(发明的第二实施方式)
对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的螺杆式压缩机1在所述第一实施方式的螺杆式压缩机1的基础上改变了滑阀60的结构。在此,对本实施方式的螺杆式压缩机1不同于所述第一实施方式的地方加以说明。
如图9所示,在本实施方式的滑阀60中,在阀体部65上还设置有支承用凸部67。支承用凸部67是朝着阀体部65的背面侧呈圆弧状鼓起的部分,沿着阀体部65的前端形成。也就是说,支承用凸部67形成为朝着阀体部65的背面侧突出。支承用凸部67的凸面是曲率半径实际上与滑阀收纳部31的滑动接触用曲面32相等的圆筒面,构成与滑动接触用曲面32滑动接触的支承用滑动接触面78。在本实施方式的阀体部65的背面72上,密封用凸部66与支承用凸部67之间的区域为平坦的非滑动接触面77。
在支承用凸部67上形成有压力导入孔68。压力导入孔68是朝着滑阀60的移动方向贯穿支承用凸部67的通孔,该压力导入孔68的一端朝着阀体部65的前端面73敞开,该压力导入孔68的另一端朝着支承用凸部67的非滑动接触面77一侧的端面敞开。该压力导入孔68构成用来使夹在支承用凸部67和密封用凸部66之间的空间与低压空间S1连通的连通路。
如图10所示,形成在阀体部65上的支承用凸部67的支承用滑动接触面78与由滑阀收纳部31的内周面构成的滑动接触用曲面32滑动接触。不过,滑阀60的支承用滑动接触面78没有必要与机壳10的滑动接触用曲面32物理接触。在本实施方式的压缩机构20中,一般在支承用滑动接触面78与滑动接触用曲面32之间形成有油膜。
在滑阀收纳部31中,形成有由密封用凸部66、支承用凸部67、非滑动接触面77及滑动接触用曲面32围成的空间。该空间是夹在密封用凸部66和支承用凸部67之间的空间,经压力导入孔68与低压空间S1连通。为此,作用于非滑动接触面77和支承用滑动接触面78上的压力实际上与低压空间S1内的制冷剂压力相等。
-第二实施方式的效果-
如所述第一实施方式的说明中所述的那样,压缩室23内的制冷剂压力作用于滑阀60的阀体部65的前表面71。为此,将阀体部65推向滑动接触用曲面32的方向上的力作用于阀体部65。
另一方面,在本实施方式中,沿着阀体部65的前端面73形成的支承用凸部67和沿着阀体部65的后端面74形成的密封用凸部66都与滑阀收纳部31的内周面即滑动接触用曲面32滑动接触。因此,由于密封用凸部66和支承用凸部67都与机壳10滑动接触,因而已被压缩室23内的制冷剂推向背面侧的阀体部65受到支承。为此,根据本实施方式,能够抑制由于压缩室23内的制冷剂压力引起的阀体部65的变形。其结果是,能够抑制由于阀体部65变形引起的阀体部65与螺杆转子40之间的间隙扩大,从而能够使螺杆式压缩机1保持较高的运转效率。
-第二实施方式的变形例-
在本实施方式中,也可以在支承用凸部67上形成压力导入槽69以取代压力导入孔68。也就是说,在本变形例的阀体部65上设置有作为连通路的压力导入槽69。
如图11所示,压力导入槽69是朝着支承用滑动接触面78敞开的凹槽,从阀体部65的前端面73一直形成到支承用凸部67的非滑动接触面77一侧的端面。在本变形例中,也在滑阀收纳部31中形成有由密封用凸部66、支承用凸部67、非滑动接触面77及滑动接触用曲面32围成的空间。并且,该空间经压力导入槽69与低压空间S1连通。为此,在本变形例中,作用于非滑动接触面77和支承用滑动接触面78上的压力也实际上与低压空间S1内的制冷剂压力相等。
(发明的第三实施方式)
对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式的螺杆式压缩机1在所述第二实施方式的螺杆式压缩机1的基础上改变了滑阀60的结构。在此,对本实施方式的螺杆式压缩机1不同于所述第二实施方式的地方进行说明。
如图12所示,在本实施方式的滑阀60中,支承用凸部67的形状与所述第二实施方式不同。本实施方式的支承用凸部67是沿着阀体部65的轴向(即滑阀60的移动方向)延伸的细长突起,从密封用凸部66一直形成到阀体部65的前端面73。还有,本实施方式的支承用凸部67设置在阀体部65的宽度方向(即,与阀体部65的轴向正交的方向)的中央部。支承用凸部67的宽度在其全长上实际上都是一定的。支承用凸部67的突端面是曲率半径实际上与滑阀收纳部31的滑动接触用曲面32相等的圆筒面,整个该突端面构成与滑动接触用曲面32滑动接触的支承用滑动接触面78。在本实施方式的阀体部65的背面72上,支承用凸部67的侧方区域为平坦的非滑动接触面77。
如图13所示,在滑阀60插入到滑阀收纳部31的状态下,密封用凸部66的密封用滑动接触面76和支承用凸部67的支承用滑动接触面78都与由滑阀收纳部31的内周面构成的滑动接触用曲面32滑动接触。因此,已被压缩室23内的制冷剂推向背面72一侧的阀体部65在从该阀体部65的前端面73到后端面74为止的整个长度上都被机壳10支承住。为此,根据本实施方式,能够抑制由于压缩室23内的制冷剂压力引起的阀体部65的变形。其结果是,能够抑制由于阀体部65变形引起的阀体部65与螺杆转子40之间的间隙扩大,从而能够使螺杆式压缩机1保持较高的运转效率。
滑阀60的阀体部65与螺杆转子40的外周相对。因此,由螺杆转子40的螺旋槽41形成的压缩室23内的制冷剂压力作用于阀体部65的前表面71上。另一方面,压缩室23内的制冷剂压力随着压缩室23接近喷出口25而逐渐上升。为此,在阀体部65的前表面71上,越是接近喷出口25的靠后端的部分,作用于该部分的压缩室23内的制冷剂压力就越高。
与此相对,在本实施方式的滑阀60的阀体部65上,朝着阀体部65的背面侧突出的支承用凸部67从阀体部65的前端一直形成到密封用凸部66。因此,与所述第一实施方式和第二实施方式的阀体部65相比,本实施方式的阀体部65的靠后端面74的部分的刚性提高。也就是说,在本实施方式的阀体部65上,作用于前表面71的制冷剂压力较高的靠后端面74的部分的刚性提高,从而能够抑制该靠后端面74的部分产生变形的变形量。
为此,在本实施方式中,与所述第一实施方式和第二实施方式相比,阀体部65的靠前端面73的部分的变形量和靠后端面74的部分的变形量之差缩小,因而由于压缩室23内的制冷剂压力引起阀体部65产生变形的变形量在整个阀体部65上都能够实现均匀化。因此,根据本实施方式,能够使阀体部65的前表面71和螺杆转子40之间的间隙在整个阀体部65上实现均匀化。其结果是,能够进一步削减从压缩室23中漏出的制冷剂量,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的效率。
-第三实施方式的变形例1-
如图14和图15所示,在本实施方式的滑阀60的阀体部65上,支承用凸部67的宽度W1也可以是从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增大。也就是说,越是在阀体部65的靠前端面73的部分,本变形例1的支承用凸部67的宽度W1就越窄,而越是在阀体部65的靠密封用凸部66的部分,该支承用凸部67的宽度W1就越宽。本变形例1的支承用凸部67的整个突端面成为与滑动接触用曲面32滑动接触的支承用滑动接触面78。
支承用凸部67是朝着阀体部65的背面侧突出的部分。为此,若支承用凸部67的宽度增大,则阀体部65的厚度较厚的部分就会增大,该部分的刚性得以提高。因此,本变形例的阀体部65的刚性是:越是在支承用凸部67的宽度较宽的靠后端面74的部分,刚性就越高。
也就是说,在本变形例的阀体部65上,作用于前表面71的制冷剂压力较高的靠后端面74的部分的刚性与支承用凸部67的宽度为一定的情况(参照图12)相比进一步提高。因此,根据本变形例,能够进一步使阀体部65的前表面71和螺杆转子40之间的间隙在整个阀体部65上实现均匀化。其结果是,能够进一步削减从压缩室23中漏出的制冷剂量,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的效率。
-第三实施方式的变形例2-
也可以是在图14和图15所示的变形例1的阀体部65上,仅支承用凸部67的突端面的一部分成为与滑动接触用曲面32滑动接触的支承用滑动接触面78。
如图16~图18所示,在本变形例的支承用凸部67上,仅该支承用凸部67的突端面的宽度方向上的中央部成为支承用滑动接触面78。支承用滑动接触面78的宽度W2在支承用凸部67的整个长度上实际上都是一定的。与所述变形例1相同,支承用凸部67的宽度W1是从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增大。在支承用凸部67上,位于支承用滑动接触面78的两侧的部分的高度比形成支承用滑动接触面78的部分低。支承用凸部67的位于支承用滑动接触面78的两侧的部分的突端面成为不与滑动接触用曲面32滑动接触的非滑动接触突出面79。也就是说,在本变形例的阀体部65上,在支承用凸部67的突端面中的支承用滑动接触面78的两侧形成有非滑动接触突出面79。
在本变形例的阀体部65上,作用于支承用凸部67的非滑动接触突出面79上的制冷剂压力实际上与低压空间S1内的制冷剂压力相等。也就是说,在本变形例的阀体部65上,低压空间S1内的制冷剂压力既作用于非滑动接触面77,也作用于非滑动接触突出面79。为此,即使在为了抑制阀体部65的变形量而增大了支承用凸部67的宽度W1的情况下,也能够使阀体部65的表面中的低压空间S1内的制冷剂压力所作用的部分的面积与支承用凸部67的宽度为一定时(参照图12)大致相同。因此,根据本变形例,通过增大支承用凸部67的宽度W1,能够抑制阀体部65的变形量,同时还能够将在把滑阀60推向螺杆转子40的方向上的力抑制到很小。
(其它实施方式)
对所述各个实施方式的变形例进行说明。
-第一变形例-
在所述各个实施方式的滑阀60中,阀体部65的厚度也可以是从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增厚。在此,参照图19~图22对本变形例的阀体部65进行说明。
图19是表示将本变形例应用于图6所示的第一实施方式的滑阀60的图。在图19所示的滑阀60的阀体部65上,比密封用凸部66更靠前端一侧的部分的厚度t从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增厚。
图20是表示将本变形例应用于图9所示的第二实施方式的滑阀60的图。在图20所示的滑阀60的阀体部65上,支承用凸部67和密封用凸部66之间的那一部分的厚度t从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增厚。
图21是表示将本变形例应用于图12所示的第三实施方式的滑阀60的图。在图21所示的滑阀60的阀体部65上,位于支承用凸部67的两侧的部分的厚度t从阀体部65的前端面73朝着密封用凸部66逐渐增厚。此外,本变形例也能应用于第三实施方式的变形例1和变形例2。
这样一来,在第一变形例的阀体部65上,构成非滑动接触面77的那一部分的厚度t从阀体部65的前端面73朝着后端面74逐渐增厚。也就是说,阀体部65的构成非滑动接触面77的那一部分的厚度t是:越靠阀体部65的前端面73就越薄,而越靠阀体部65的后端面74就越厚。
如第三实施方式的说明中所述的那样,在阀体部65的前表面71上,越是接近喷出口25的靠后端的部分,作用于该部分的压缩室23内的制冷剂压力就越高。另一方面,在该第一变形例的阀体部65上,构成非滑动接触面77的那一部分的厚度t随着接近阀体部65的后端面74而逐渐增厚。阀体部65的刚性是:在阀体部65的厚度越厚的部分,刚性就越高。因此,在该第一变形例的阀体部65上,作用于前表面71的制冷剂压力较高的靠后端面74的部分的刚性提高,从而能够抑制该靠后端面74的部分产生变形的变形量。
因此,根据该第一变形例,能够使阀体部65的前表面71和螺杆转子40之间的间隙在整个阀体部65上实现均匀化。其结果是,能够进一步削减从压缩室23中漏出的制冷剂量,从而能够进一步提高螺杆式压缩机1的效率。
-第二变形例-
虽然在所述各个实施方式中将本发明应用于单螺杆式压缩机,不过也能够将本发明应用于双螺杆式压缩机。
-产业实用性-
综上所述,本发明对于螺杆式压缩机是很有用的。
-符号说明-
1-单螺杆式压缩机;10-机壳;23-压缩室;25-喷出口;30-气缸部;40-螺杆转子;41-螺旋槽;60-滑阀;65-阀体部(阀主体部);66-密封用凸部;67-支承用凸部;68-压力导入孔(连通路);69-压力导入槽(连通路);S1-低压空间;S2-高压空间。

Claims (9)

1.一种螺杆式压缩机,其包括机壳(10)、螺杆转子(40)以及滑阀(60);在该机壳(10)中形成有低压空间(S1)和高压空间(S2);该螺杆转子(40)形成有多个形成压缩室(23)的螺旋槽(41)并插入所述机壳(10)的气缸部(30)中;该滑阀(60)能够沿所述螺杆转子(40)的轴向移动地设置在所述气缸部(30)中,与该螺杆转子(40)的外周相对并形成有用来使所述压缩室(23)与所述高压空间(S2)连通的喷出口(25);若所述螺杆转子(40)旋转,则所述低压空间(S1)内的流体被吸入到所述压缩室(23)中进行压缩后被喷向所述高压空间(S2),其特征在于:
在所述滑阀(60)上形成有密封用凸部(66),该密封用凸部(66)朝与所述螺杆转子(40)相反的背面侧突出,与所述机壳(10)滑动接触,从而将所述低压空间(S1)和所述高压空间(S2)分隔开。
2.根据权利要求1所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述滑阀(60)的比所述喷出口(25)更靠所述低压空间(S1)一侧的部分成为阀主体部(65),
所述阀主体部(65)的所述低压空间(S1)一侧成为前端,该阀主体部(65)的所述喷出口(25)一侧成为后端,
所述密封用凸部(66)沿着所述阀主体部(65)的后端形成。
3.根据权利要求2所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述阀主体部(65)的厚度从该阀主体部(65)的前端朝着所述密封用凸部(66)逐渐增厚。
4.根据权利要求2或3所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
在所述阀主体部(65)的比所述密封用凸部(66)更靠前端一侧的部分,形成有朝该阀主体部(65)的背面侧突出并与所述机壳(10)滑动接触的支承用凸部(67)。
5.根据权利要求4所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述支承用凸部(67)沿着所述阀主体部(65)的前端形成。
6.根据权利要求5所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
在所述阀主体部(65),形成有使夹在所述密封用凸部(66)和所述支承用凸部(67)之间的空间与所述低压空间(S1)连通的连通路(68、69)。
7.根据权利要求4所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述支承用凸部(67)从所述密封用凸部(66)一直形成到所述阀主体部(65)的前端。
8.根据权利要求7所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述支承用凸部(67)的宽度从所述阀主体部(65)的前端朝着所述密封用凸部(66)逐渐增大。
9.根据权利要求8所述的螺杆式压缩机,其特征在于:
所述支承用凸部(67)的突端面的仅该突端面宽度方向上的一部分成为与所述机壳(10)滑动接触的支承用滑动接触面(78)。
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