CN109838381A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋压缩机，其抑制装置整体的复杂化并提高压缩率。本发明的涡旋压缩机具备：固定于压缩机主体侧的固定涡旋件(21)；以相对于固定涡旋件(21)能够旋转的方式配置的可动涡旋件(20)；作为固定涡旋件(21)与可动涡旋件(20)之间的间隙而形成的压缩空间(43)；向可动涡旋件(20)施加驱动力的轴(18)；安装于轴(18)的风扇(17)；壳体(31)。另外，在本发明中，风扇(17)通过与轴(18)一起旋转，将导入到壳体(31)的内部的流体导入到压缩空间。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机，特别是涉及一种能够提高流体的压缩率的涡旋压缩机。

背景技术

通常的涡旋压缩机在涡旋主体固定有固定涡旋件，将可动涡旋件以能够旋转的方式组合于该固定涡旋件。涡旋压缩机运转时，由于可动涡旋件以旋转中心为旋转轴进行旋转，所以从涡旋压缩机的周边部导入到固定涡旋件与可动涡旋件之间的流体一边在两者之间被压缩，一边朝向中心部移动。到达中心部的流体在压缩的状态下供给到系统外。这样结构的涡旋压缩机例如记载于专利文献1中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4635660号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述具有通常的结构的涡旋压缩机中，因为将没有那么被加压的状态下的流体导入到可动涡旋件与固定涡旋件之间的空间，所以存在无法简单地获得高压缩率的课题。

另外，为了提高该压缩率，如果在涡旋压缩机的前段部分安装有压缩流体的压缩机，则因为能够将被压缩机加压的流体供给到涡旋压缩机，所以能够获得高压缩率。但是，由于需要新的另外设置的压缩机，所以存在导致装置整体的复杂化及高成本化的课题。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种抑制装置整体的复杂化且提高压缩率的涡旋压缩机。

用于解决课题的手段

本发明的涡旋压缩机的特征在于，具备：固定涡旋件，其固定于压缩机主体侧；可动涡旋件，其以相对于所述固定涡旋件能够旋转的方式配置；压缩空间，其作为所述固定涡旋件与所述可动涡旋件之间的间隙而形成；轴，其向所述可动涡旋件施加驱动力；风扇，其安装于所述轴；壳体。所述风扇通过与所述轴一起旋转，将导入到所述壳体的内部的流体导入到所述压缩空间。

另外，涡旋压缩机的特征在于，在所述固定涡旋件及所述可动涡旋件与所述风扇之间，配设有划分所述壳体的内部空间的内部壳体，将供所述流体流通的流通口形成于所述内部壳体。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述流通口呈对称的形状。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述流通口沿呈圆形的所述内部壳体的圆周方向细长地形成。

另外，涡旋压缩机的特征在于，在所述壳体中内置有使所述轴旋转的马达。

另外，涡旋压缩机的特征在于，将所述流体导入到所述壳体的内部的取入口的一部分配置在所述马达的半径方向侧方，另一部分配置在形成于所述马达的轴向侧方的导入空间的半径方向侧方，基板与所述导入空间邻接，所述基板组装有对供给到所述马达的电力进行转换的电力转换电路。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述壳体具有使其内侧侧面局部地向半径方向内侧突出而成的抵接部，所述抵接部与所述马达的外侧侧面抵接，在未形成所述抵接部的所述壳体的所述内侧侧面与所述马达的所述外侧侧面之间，形成供所述流体流通的间隙。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述抵接部具有第一抵接部、突出高度比所述第一抵接部低的第二抵接部，通过使形成于所述第一抵接部和所述第二抵接部之间的阶梯部与所述马达的定子的端面接触，对所述定子的轴向上的位置进行固定，通过使所述第二抵接部与所述定子的所述外侧侧面接触，对所述定子的半径方向上的位置进行固定。

发明效果

本发明的涡旋压缩机的特征在于，具备：固定涡旋件，其固定于压缩机主体侧；可动涡旋件，其以相对于所述固定涡旋件能够旋转的方式配置；压缩空间，其作为所述固定涡旋件与所述可动涡旋件之间的间隙而形成；轴，其向所述可动涡旋件施加驱动力；风扇，其安装于所述轴；壳体，所述风扇通过与所述轴一起旋转，将导入到所述壳体的内部的流体导入到所述压缩空间。因此，如果为了压缩流体而使涡旋压缩机运转，则将在壳体的内部被风扇输送的制冷剂导入到压缩空间，因此能够提高压缩空间中的流体的压缩率。另外，因为将流体导入压缩室的风扇利用向可动涡旋件施加驱动力的轴而旋转，所以抑制因具备风扇而导致的部件数量的增加。

另外，涡旋压缩机的特征在于，在所述固定涡旋件及所述可动涡旋件与所述风扇之间，配设有划分所述壳体的内部空间的内部壳体，将供所述流体流通的流通口形成在所述内部壳体。因此，能够经由形成于壳体的流通口将流体导入压缩空间。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述流通口呈对称的形状。因此，由于流通口呈对称的形状，所以能够将利用风扇输送的流体平衡性良好地导入到压缩空间。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述流通口沿呈圆形的所述内部壳体的圆周方向细长地形成。因此，通过设为该形状，能够在半径方向外侧形成大面积的流通口。

另外，涡旋压缩机的特征在于，在所述壳体中内置有使所述轴旋转的马达。因此，通过将还包含马达在内的各部件内置于壳体，能够简化涡旋压缩机的整体的结构。

另外，涡旋压缩机的特征在于，将所述流体导入到所述壳体的内部的取入口的一部分配置在所述马达的半径方向侧方，另一部配置在形成于所述马达的轴向侧方的导入空间的半径方向侧方，基板与所述导入空间邻接，所述基板组装有对供给到所述马达的电力进行转换的电力转换电路。因此，能够利用从取入口的一部分流入的制冷剂来冷却马达。另外，能够利用从取入口的另一部导入到导入空间的制冷剂，对邻接于导入空间的电力转换电路进行冷却。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述壳体具有使其内侧侧面局部地向半径方向内侧突出的抵接部，所述抵接部与所述马达的外侧侧面抵接，在未形成所述抵接部的所述壳体的所述内侧侧面与所述马达的所述外侧侧面之间，形成有供所述流体流通的间隙。因此，通过使制冷剂在马达的外侧侧面与壳体的内侧侧面之间流通，从而在涡旋压缩机运转时，能够有效地冷却马达。

另外，涡旋压缩机的特征在于，所述抵接部具有第一抵接部、突出高度比所述第一抵接部低的第二抵接部，通过使形成于所述第一抵接部和所述第二抵接部之间的阶梯部与所述马达的定子的端面接触，对所述定子的轴向上的位置进行固定，通过使所述第二抵接部与所述定子的所述外侧侧面接触，对所述定子的半径方向上的位置进行固定。因此，在壳体的内部，能够将定子固定于准确的位置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的图，图1(A)是立体图，图1(B)是从前方观察涡旋压缩机的图，图1(C)是图1(B)的C-C线的剖视图。

图2是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的分解立体图。

图3是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的内部壳体的图。

图4是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的图，是表示前方壳部与马达之间的关联结构的剖视图。

图5是表示本发明的实施方式的涡旋压缩机的图，图5(A)是表示前方壳部和定子的立体图，图5(B)是局部表示前方壳部的立体图。

附图标记说明

10 涡旋压缩机

11 前方壳部

12 前壳

13 取入口

14 排气口

15 逆变器基板

16 马达

17 风扇

18 轴

19 内部壳体

20 可动涡旋件

21 固定涡旋件

22 后盖

23 旋转机构

24 排出口

25 阀体

26 后方壳部

27 中心线

28 连通口

29 后方壳部

30 导入空间

31 壳体

32 划分壁

33 收纳空间

34 排出空间

35 流通空间

36 转子

37 定子

38 抵接部

40 收纳部

41 中心点

42 间隙

43 压缩空间

44 第一抵接部

45 第二抵接部

46 凹状部

47 阶梯部

具体实施方式

以下，参照附图对本方式的涡旋压缩机10及其制造方法进行说明。在以下说明中，对同一部位标注同一附图标记，省略重复的说明。在以下说明中，适当地使用上下前后左右的各方向，但是前方表示涡旋压缩机10的内部中的流体的流动的上游侧，后方是指前方的相反侧，左右表示从前方观察涡旋压缩机10的情况的左右。

参照图1，对本实施方式的涡旋压缩机10的结构进行说明。图1(A)是表示涡旋压缩机10的全貌的立体图，图1(B)是从前方观察涡旋压缩机10的侧视图，图1(C)是图1(B)的C-C线处的剖视图。

参照图1(A)及图1(B)，在涡旋压缩机10中，在壳体31的内部收纳有作为涡旋压缩机10而起作用的各部件。另外，如图1(C)所示，壳体31从前方由前壳12、前方壳部11、后方壳部29及后盖22构成，收纳各部件。前方壳部11及后方壳部29形成有大致圆筒状的主体部。前壳12封闭前方壳部11的前方开口。前壳12通过小螺钉等紧固构件，紧固在前方壳部11的前方部分。另外，后盖22封闭后方壳部29的后方开口。后盖22通过小螺钉等紧固构件，紧固在后方壳部29的后方部分。构成涡旋压缩机10的各部件由不锈钢或铝等金属材料构成。

参照图1(C)，在壳体31的内部，从前方侧配置有逆变器基板15、马达16、内部壳体19、风扇17、可动涡旋件20及固定涡旋件21。应予说明，通过贯通固定涡旋件21的大致中心部，从而形成排出口24，利用阀体25从后方覆盖排出口24。如果在内部壳体19与可动涡旋件20之间压缩制冷剂，则利用其压力使阀体25处于打开状态。

对于涡旋压缩机10的功能而言，利用内置的马达16的驱动力使可动涡旋件20旋转，对从取入口13导入的制冷剂(流体)进行压缩，将压缩后的制冷剂从排气口14排出到外部。从取入口13导入经由此处未图示的蒸发器的制冷剂。涡旋压缩机10经由制冷剂配管与此处未图示的冷凝器、膨胀构件及蒸发器连接，构成蒸汽压缩制冷循环。该蒸汽压缩制冷循环用作例如进行车辆室内的制冷或制热的制冷制热装置。

参照图2，对本实施方式的涡旋压缩机10的结构进行详细说明。在图2中，沿前后方向分解表示构成涡旋压缩机10的各部件。另外，以单点划线来表示涡旋压缩机10的中心线27。

在形成于前方壳部11的前端部分的收纳空间33形成有逆变器基板15。逆变器基板15在形成为圆形的基板的表面组装有由导电电路及电路元件构成的逆变器。该逆变器例如由将输入的商用交流电转换为直流电的转换器电路、将该直流电转换为规定频率的交流电的逆变器电路构成。逆变器基板15向上述马达16供给交流电。在涡旋压缩机10运转时，虽然逆变器基板15发热，但是如后所述，通过使导入到壳体31的制冷剂的一部分在逆变器基板15的附近流通，从而对逆变器基板15进行冷却。由此，抑制逆变器基板15的过热，能够使逆变器电路稳定的动作。

在前方壳部11的前方端部侧，一体地形成有划分壁32，前方壳部11的内部空间被划分壁32划分为前方侧和后方侧。划分壁32的前方侧被设为收纳空间33，在该收纳空间33收纳有上述逆变器基板15。

使前方壳部11的侧方部局部开口，并且使该开口部向侧方呈筒状突出，从而形成取入口13。

在前方壳部11的内部收纳有具有大致圆柱状的外形的马达16。如后所述，在前方壳部11的内侧侧面与马达16的外侧侧面之间，形成有允许制冷剂流通的间隙。

轴18是大致圆柱状的钢棒，其前方部分插入到马达16的内部。利用马达16的驱动力使轴18旋转。

轴18插入风扇17。风扇17与轴18一起旋转。风扇17可以是通过旋转朝向半径方向外侧送风的离心风扇，也可以是通过旋转朝向后方送风的轴流风扇。

内部壳体19是前后隔开壳体31的内部空间的壁状部件。轴18贯通到形成于内部壳体19的中央部的孔部。在内部壳体19的中央部附近朝向前方呈大致圆柱状地突出的收纳部40，收纳有利用轴18的旋转运动而使可动涡旋件20旋转的旋转机构23。内部壳体19固定在后方壳部26的前端部分。另外，通过使内部壳体19局部开口，从而使内部壳体19的前方侧空间与后方侧空间连通，形成使制冷剂流通的连通口28。在后面对连通口28的具体形状进行详细说明。

可动涡旋件20是配置在内部壳体19的后方侧，并且利用上述旋转机构23而旋转的涡旋件。

固定涡旋件21经由螺钉等紧固构件紧固于后方壳部29。由于可动涡旋件20相对于固定涡旋件21旋转，所以利用形成于可动涡旋件20与固定涡旋件21之间的压缩空间43(图1(C))对制冷剂进行压缩。压缩后的制冷剂从形成于固定涡旋件21的中央部的未图示的孔部向后方排出。

后盖22从后方覆盖固定涡旋件21。后盖22经由螺栓等紧固构件，与插通的固定涡旋件21一起紧固于后方壳部29。在后盖22的侧方形成有将壳体31的内部空间与外部连通的排气口14。排气口14向侧方呈大致圆筒状地突出。因可动涡旋件20相对于固定涡旋件21旋转而压缩的压缩制冷剂经由排气口14向外部释放。从排气口14排出的制冷剂被输送到此处未图示的冷凝器。

在此，再次参照图1(C)，对具有上述结构的涡旋压缩机10的动作进行说明。首先，组装到逆变器基板15的逆变器电路将从外部电源供给来的电力转换为规定的频率的交流电。由于马达16被供给该交流电，所以以规定速度向规定方向旋转。马达16使轴18旋转。伴随着轴18的旋转，风扇17也旋转而送风。

如果风扇17旋转，则从取入口13被取入的制冷剂的一部分导入到导入空间30。在此，在从左方观察取入口13的情况下，取入口13的后方部分配设在与马达16重叠的位置，取入口13的前方部分配设在比马达16的前端更靠前方的位置。即，取入口13的前方部分形成在导入空间30的左方，导入空间30形成于马达16的前方。

从取入口13的后方部分导入到壳体31的内部的制冷剂未导入到导入空间30，而朝向后方行进，经由马达16的外侧侧面与前方壳部11的内侧侧面之间的间隙，到达形成于马达16的后方的流通空间35。由于制冷剂在马达16的外侧侧面与前方壳部11的内侧侧面之间的间隙流通，所以利用制冷剂对马达16进行冷却。由此，防止高速旋转的马达16处于过热状态。

另一方面，从取入口13前方部分导入到壳体31的内部的制冷剂导入到形成于马达16的前方的导入空间30。在导入空间30的前方形成有划分壁32，在划分壁32的前方形成有收纳逆变器基板15的收纳空间33。由此，如果向导入空间30导入制冷剂，则利用制冷剂经由划分壁32冷却收纳空间33，其结果是，将内置于收纳空间33的逆变器基板15冷却。由此，虽然因转换大电流而从逆变器基板15产生大量的热能，但是通过经由划分壁32及导入空间30利用制冷剂冷却逆变器基板15，从而防止逆变器基板15过热，能够利用组装到逆变器基板15的逆变器电路有效地转换电力。在导入空间30中冷却逆变器基板15的制冷剂通过马达16的下方部分与前方壳部11的内侧侧面的下方部分之间的间隙，与上述相同地，流入流通空间35。在此，在图1(C)中，虽然逆变器基板15在收纳空间33的内部配置在前方侧，但是也可以将逆变器基板15配置在收纳空间33的后方侧，使其与整个划分壁32抵接。

朝向后方通过马达16与前方壳部11之间的间隙的制冷剂在移动到流通空间35后，利用与轴18一起旋转的风扇17朝向后方送风。之后，制冷剂经由形成于内部壳体19的连通口28，导入到形成于可动涡旋件20与固定涡旋件21之间的压缩空间43。在本方式中，这样利用高速旋转的风扇17朝向后方对制冷剂进行送风，将该制冷剂导入到压缩空间43，因此能够创造出所谓的增压状态。由此，在压缩空间43中，将在压缩的状态下导入的制冷剂进一步压缩，能够提高涡旋压缩机10整体的压缩率。另外，因为用于增压的风扇17利用既有的轴18旋转，所以不需要使风扇17旋转的专用部件，抑制部件数量的增加和/或结构的复杂化。

之后，由于旋转机构23将轴18的转动运动转换为旋转运动，所以可动涡旋件20旋转，其结果是，制冷剂一边被压缩一边移动到中央部。之后，充分压缩的制冷剂从阀体25释放了的排出口24移动到排出空间34，并且经由排气口14排出到外部。

参照图3，内部壳体19在从前面观察时呈大致圆形，通过使内部壳体19局部开口，形成连通口28。在此，在内部壳体19的外周部附近形成有两个连通口28。在此，在连通口28标记阴影。

连通口28形成在内部壳体19的半径方向外侧。由此，在图1所示的可动涡旋件20的半径方向外侧部分，能够经由连通口28供给制冷剂。

而且，连通口28呈对称的位置及形状。具体而言，连通口28相对于内部壳体19的中心点41，配置在点对称的位置。在此，虽然连通口28配置在上端及下端，但是也可以配置在其他点对称的位置。由此，在制冷剂从导入空间30流通到流通空间35时，能够使制冷剂遍及马达16的大致整周而流通，能够有效地冷却马达16。

而且，连通口28相对于内部壳体19的中心点41，呈点对称的形状。另外，连通口28沿圆周方向细长地形成。由此，能够向可动涡旋件20的周边部均匀地供给制冷剂。在此，连通口28的个数可以是2个以外的个数，例如也能够对称地形成3个以上的连通口28。

参照图4，对前方壳部11与马达16的关联结构进行说明。该图局部地表示前方壳部11和马达16的截面。

马达16由与轴18一起旋转的转子36、在转子36的周围配置成圆周状的定子37构成。例如，在转子36的边缘部附近配置有永磁铁，在定子37配置有电磁铁，通过从逆变器基板15向定子37的电磁铁供给电流，从而转子36与轴18一起旋转。

另外，马达16内置于前方壳部11。通过使前方壳部11的内壁朝向半径方向内侧局部突出，从而形成抵接部38。抵接部38的截面形状是圆周方向的长度比半径方向的长度长的大致矩形形状。抵接部38沿前方壳部11的圆周方向大致等间隔地形成多个。另外，抵接部38从马达16的前端形成至后端。

抵接部38的半径方向内侧端面呈平坦面或者朝向外侧凹陷的弯曲面。通过使抵接部38的半径方向内侧端面与马达16的定子37的半径方向外侧侧面抵接，从而固定前方壳部11的内部中的马达16的位置。

如上所述，通过利用形成于前方壳部11的内侧侧面的抵接部38来固定马达16，能够在前方壳部11的内侧侧面与马达16的外侧侧面之间形成间隙42。间隙42从马达16的前端形成至后端。在涡旋压缩机10运转的状况下，制冷剂在间隙42中流通。由此，利用在间隙42中流通的制冷剂来冷却马达16，能够防止马达16过热。

参照图5，对前方壳部11与定子37之间的关联结构进行说明。图5(A)是表示前方壳部11及定子37的立体图，图5(B)是表示形成于前方壳部11的内侧侧面的抵接部38的放大立体图。

参照图5(A)，构成上述马达16的定子37与使前方壳部11的内表面朝向半径方向内侧鼓起而得的抵接部38的内表面接触。在此，形成有抵接部38(后述的第二抵接部45)的部分的前方壳部11的内径形成得比定子37的该部分的外径小。这是因为，为了牢固地固定定子37，确保大的过盈量。由此，在将定子37插入到前方壳部11的内部时，进行所谓的热压配合。具体而言，通过将前方壳部11加热到例如200℃左右的高温，使前方壳部11热膨胀，使形成有抵接部38(后述的第二抵接部45)的部分的前方壳部11的内径大于定子37的外形。在该状态下，将定子37插入到前方壳部11。之后，如果将前方壳部11冷却到常温，则前方壳部11热收缩，前方壳部11的抵接部38牢固地抵接于定子37的外表面。由此，准确且牢固地固定前方壳部11的内部中的定子37的位置。

参照图5(B)，抵接部38由形成前方部分的第一抵接部44、形成后方部分的第二抵接部45构成。第一抵接部44从前方壳部11的内表面朝向半径方向内侧鼓起的高度比第二抵接部45从前方壳部11的内表面朝向半径方向内侧鼓起的高度高。由此，在第一抵接部44的后端与第二抵接部45的前端之间形成有阶梯部47。由于第二抵接部45的内侧侧面与上述定子37的外表面接触，则定子37的半径方向上的位置被固定。另外，由于定子37的前端部抵接于阶梯部47，所以在前后方向上确定定子37的位置。由此，在没有形成抵接部38的区域，在前方壳部11的内表面与定子37的外表面之间形成上述间隙42。半径方向上的间隙42的长度与第二抵接部45的突出高度相等。换句话说，第一抵接部44沿轴向固定马达16。第二抵接部45沿径向固定马达16。

在第一抵接部44的后端与第二抵接部45的前端之间形成凹状部46。凹状部46在圆周方向上，从抵接部38的一端连续地形成至另一端。形成有凹状部46的部分的抵接部38的突出高度比第二抵接部45低。通过形成凹状部46，能够顺畅地进行热压配合定子37的工序。

以上，示出了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式。

Claims (8)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，具备：固定涡旋件，其固定于压缩机主体侧；可动涡旋件，其以相对于所述固定涡旋件能够旋转的方式配置；压缩空间，其作为所述固定涡旋件与所述可动涡旋件之间的间隙而形成；轴，其向所述可动涡旋件施加驱动力；风扇，其安装于所述轴；壳体；

所述风扇通过与所述轴一起旋转，将导入到所述壳体的内部的流体导入到所述压缩空间。

2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，

在所述固定涡旋件及所述可动涡旋件与所述风扇之间，配设有划分所述壳体的内部空间的内部壳体，

将供所述流体流通的流通口形成于所述内部壳体。

3.如权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述流通口呈对称的形状。

4.如权利要求2或3所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述流通口沿呈圆形的所述内部壳体的圆周方向细长地形成。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，

在所述壳体中内置有使所述轴旋转的马达。

6.如权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，

将所述流体导入到所述壳体的内部的取入口的一部分配置在所述马达的半径方向侧方，另一部分配置在形成于所述马达的轴向侧方的导入空间的半径方向侧方，

基板与所述导入空间邻接，所述基板组装有对供给到所述马达的电力进行转换的电力转换电路。

7.如权利要求5或6所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述壳体具有使其内侧侧面局部地向半径方向内侧突出而成的抵接部，

所述抵接部与所述马达的外侧侧面抵接，

在未形成所述抵接部的所述壳体的所述内侧侧面与所述马达的所述外侧侧面之间，形成有供所述流体流通的间隙。

8.如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述抵接部具有第一抵接部、突出高度比所述第一抵接部低的第二抵接部，

通过使形成于所述第一抵接部和所述第二抵接部之间的阶梯部与所述马达的定子的端面接触，对所述定子的轴向上的位置进行固定，

通过使所述第二抵接部与所述定子的所述外侧侧面接触，对所述定子的半径方向上的位置进行固定。