CN110582643A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明的涡旋式压缩机包括:第一涡旋盘,包括第一端板部和第一涡卷部,所述第一端板部在中心部形成有供旋转轴贯通的支承孔,在所述支承孔的周边形成有吐出口,所述第一涡卷部在所述第一端板部的一侧面凸出形成;以及第二涡旋盘,包括第二端板部和第二涡卷部,所述第二端板部在中心部形成有旋转轴结合部以供贯通所述第一涡旋盘的支承孔的旋转轴偏心地结合,所述第二涡卷部在所述第二端板部的一侧面凸出形成且与所述第一涡卷部咬合而一起形成压缩室,所述第一涡卷部形成为如下定义的刚性系数的限定范围为0.005mm以上,将所述第一涡卷部的涡卷部高度除以涡卷部厚度,用对该值乘以所述第一涡卷部的曲率半径所得的值的倒数来定义刚性系数。因此,能够通过抑制涡卷部的变形来防止摩擦损失以及磨损并能够防止涡卷部的破损。

Description

涡旋式压缩机
技术领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机,特别涉及一种压缩部设置于传动部一侧的压缩机。
背景技术
涡旋式压缩机是多个涡旋盘咬合来进行相对回旋运动,并且在两侧涡旋盘之间形成由吸入室、中间压室、吐出室构成的压缩室的压缩机。这种涡旋式压缩机与其他类型的压缩机相比可以获得相对高的压缩比,并且由于制冷剂的吸入、压缩、吐出行程能够流畅地进行,从而能够获得稳定的扭矩。因此,涡旋式压缩机广泛用于空调装置等中的制冷剂压缩。最近,推出了降低偏心负载并且运转速度为180Hz以上的高效涡旋式压缩机。
涡旋式压缩机可分为吸入管连通于形成低压部的罩体的内部空间的低压式,和吸入管直接连通于压缩室的高压式。由此,低压式中,驱动部设置于作为低压部的吸入空间,相反,高压式中,驱动部设置于作为高压部的吐出空间。
这种涡旋式压缩机根据驱动部和压缩部的位置不同,可以区分为上部压缩式和下部压缩式。上部压缩式是压缩部位于驱动部上侧的方式,相反,下部压缩式是压缩部位于驱动部下侧的方式。
涡旋式压缩机一般随着压缩室的压力上升向着回旋涡旋盘远离固定涡旋盘的方向受到气压力。因此,回旋涡旋盘在远离固定涡旋盘的同时在压缩室间发生泄漏从而增加压缩损失。
为此,在涡旋式压缩机中,适用固定涡卷部和回旋涡卷部的顶端面插入密封构件的顶封方式,或者适用在回旋涡旋盘或者固定涡旋盘的背面设置形成中间压或者吐出压的背压室,通过该背压室的压力来对回旋涡旋盘或者固定涡旋盘向相对侧涡旋盘进行加压的背压方式。
尤其,在背压方式中,回旋涡旋盘的背面(或者固定涡旋盘的背面)和其对应的框架之间设置有密封构件,通过该密封构件的内部或者外部侧形成有背压室的方式为人所知。这类利用密封构件的背压方式在构成推力面的一侧构件形成有环形槽,并在该环形槽插入四角剖面形状的环形密封构件。由此,压缩机运转时,在压缩室压缩的中间压的制冷剂流向环形槽,并通过其中间压的压力,密封构件将浮至对面的构件并附着,从而能够形成背压室。
但是,在如上所述的现有的涡旋式压缩机中,随着在固定涡旋盘的中心部形成有吐出口,固定涡卷部和回旋涡卷部的中心部受到的背压力和气压力大于边缘部受到的背压力和气压力,由此,固定涡卷部或者回旋涡卷部的中心部向边缘部弯曲变形,从而固定涡卷部或者回旋涡卷部与面向固定涡卷部或者回旋涡卷部的涡旋盘之间发生严重的摩擦损失或者磨损并会降低压缩机效率。
并且,在如上所述的现有的涡旋式压缩机中,在旋转轴与压缩室在径向上重叠的所谓轴贯通涡旋式压缩机的情况下,随着固定涡旋盘的中心部贯通结合有旋转轴,固定涡卷部的吐出端因旋转轴不能充分地延伸至固定涡旋盘的中心部,由此,减弱了对固定涡卷部的吐出端的刚性,从而能使固定涡卷部严重地弯曲或者甚至能使固定涡卷部的吐出端断裂。此外,如在韩国授权专利第10-1059880号中所公开,在固定涡卷部和回旋涡卷部以非典型形状变更来增高压缩室的压缩比的情况下,固定涡卷部的吐出端将会更严重的变形,从而具有破损的隐患。其在固定涡卷部的吐出端形成凸起部来提高涡卷支撑力的情况下,也不能完全抑制随压缩比的增加而变形的涡卷部,从而因摩擦损失或者磨损或者涡卷的破裂而降低压缩机的可靠性。
并且,在如上所述现有的涡旋式压缩机中,如日本公开专利公开号为第2000-257573号中所公开,通过涡卷部的形状变更来抑制涡卷部(尤其,固定涡卷部)的变形或者破裂。但是,在如这种厚厚地形成涡卷部的根的情况下,在面向的涡旋盘的涡卷部的顶端也应形成同样的槽,因此不仅涡卷部的制造工艺会相应地变得复杂,也因从涡卷部的中间至涡卷部顶端之间的涡卷部的厚度变薄,存在依然不能解决涡卷部的变形或者破裂的限制。
并且,为此在将涡卷部的厚度整体变厚地设置的情况下,为了相应地确保回旋半径,增加涡旋盘的大小而使得压缩机变大,或者相反地减小回旋半径而压缩室的体积减小。其产生的问题可看作是,在没有具体考虑涡卷部的刚性下,任意变更了涡卷部形状。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于,提供一种通过使涡卷部的吐出端的刚性最优化来防止涡卷部的吐出端过度附着面向的涡旋盘的端板部而出现摩擦损失或者磨损的涡旋式压缩机。
另外,本发明的目的还在于,提供一种通过使涡卷部的吐出端的刚性最优化来抑制涡卷部的吐出端附近过度变形而破裂的涡旋式压缩机。
另外,本发明的目的还在于,提供一种在旋转轴贯通固定涡旋盘并与压缩室径向重叠的情况下,也能通过使固定涡卷部的吐出端的刚性最优化来防止该固定涡卷部的吐出端过度变形或者破裂,由此来提高压缩机的效率和可靠性的涡旋式压缩机。
为解决课题的技术手段
为实现本发明的目的,可提供一种在相互做滑动运动的两个构件中,使其中某一个构件中形成的涡卷部的吐出侧刚性最优化来防止涡卷部过度变形或者断裂的涡旋式压缩机。
此时,所述涡卷部的刚性可限定由涡卷部的高度和厚度还有曲率半径为基础进行定义的刚性系数的范围。
并且,所述刚性系数可由涡卷部的斜度×由气压力产生的涡卷部载重+选配值来决定。
另外,本发明的目的还在于,提供一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:第一涡卷部,在中心部设置有吐出端,在边缘部设置有吸入端,在所述吐出端至所述吸入端之间由多个曲线连接形成;以及第二涡卷部,在中心部设置有吐出端,在边缘部设置有吸入端,在所述吐出端至所述吸入端之间由多个曲线连接形成,且在所述吐出端形成有旋转轴结合部,以使旋转轴与所述第一涡卷部重叠而结合,所述第二涡卷部与所述第一涡卷部咬合并相对所述第一涡卷部进行回旋运动,从而与该第一涡卷部一起形成向着中心部移动的压缩室,所述第一涡卷部和所述第二涡卷部中的至少某一个涡卷部的特定区间利用如下定义的刚性系数来形成:将该特定区间的涡卷部平均高度除以涡卷部平均厚度来求得第一值,对所述第一值乘以所述涡卷部的平均曲率半径来求得第二值,用该第二值的倒数来定义刚性系数。
其中,所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
并且,所述界限限定范围以[0.0002×涡卷部载重(N)+7.5202]来定义。
并且,当以所述旋转轴的旋转角度为基准,将所述第一涡卷部的中心部侧设为吐出端,将该吐出端设为0°时,所述特定区间是以所述旋转轴的旋转角度为基准在0~45°的范围。
并且,在所述旋转轴结合部的一侧形成有圆弧压缩面,所述圆弧压缩面和所述旋转轴结合部的外侧面之间的区间形成有所述第二涡卷部的厚度减少的凹陷部,在所述第一涡卷部的吐出端附近的区间形成有与所述第二涡卷部的凹陷部咬合的凸起部,形成所述凸起部的区间的至少一部分满足所述刚性系数的范围。
另外,本发明的目的还在于,提供一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:第一涡旋盘,包括第一端板部和第一涡卷部,所述第一端板部在中心部形成有供旋转轴贯通的支承孔,在所述支承孔的周边形成有吐出口,所述第一涡卷部在所述第一端板部的一侧面凸出形成;以及第二涡旋盘,包括第二端板部和第二涡卷部,所述第二端板部在中心部形成有旋转轴结合部以供贯通所述第一涡旋盘的支承孔的旋转轴偏心地结合,所述第二涡卷部在所述第二端板部的一侧面凸出形成且与第一涡卷部咬合而一起形成压缩室,所述第一涡卷部形成为如下定义的刚性系数的限定范围为0.005mm以上,将所述第一涡卷部的涡卷部高度除以涡卷部厚度,用对该值乘以所述第一涡卷部的曲率半径所得的值的倒数来定义刚性系数。
其中,所述刚性系数的限定范围对在所述第一涡卷部中沿着涡卷部的行进方向的任意两个地点之间的区间定义,所述涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径由对应区间的平均涡卷部高度、平均涡卷部厚度、平均涡卷部曲率半径来定义。
并且,所述刚性系数的限定范围对在所述第一涡卷部中的某一个地点定义,所述涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径由对应地点的涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径来定义。
并且,在所述第一涡卷部中从与所述吐出口相邻的一侧的端部至某一个地点的区间或者所述区间的某一个地点中,所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
另外,本发明的目的还在于,提供一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:罩体,在内部空间存储油;驱动马达,设置于所述罩体的内部空间;旋转轴,与所述驱动马达结合;框架,设置于所述驱动马达的下侧;第一涡旋盘,设置于所述框架的下侧且一侧面形成有第一涡卷部,中心部形成有供所述旋转轴贯通的支承孔,并在所述支承孔的周边形成有吐出口;以及第二涡旋盘,形成有与所述第一涡卷部咬合的第二涡卷部,所述旋转轴以与所述第二涡卷部径向重叠的方式偏心结合,所述第二涡旋盘相对所述第一涡旋盘进行回旋运动而与该第一涡旋盘之间形成压缩室;以及密封构件,设置于所述框架和第二涡旋盘之间,将该框架和第二涡旋盘之间的间隔分离为作为中心部侧的内侧间隔和作为边缘侧的外侧间隔,使得将通过所述旋转轴吸上的油流入到所述内侧间隔而形成背压室,所述第一涡卷部形成为如下定义的刚性系数的限定范围为5以上,在所述第一涡卷部中从与所述吐出口相邻的一侧的端部至第一地点之间,将平均涡卷部高度除以平均涡卷部厚度,并对于对该值乘以平均涡卷部曲率半径所得的值的倒数乘以任意值1000mm来定义刚性系数。
其中,所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
并且,所述界限限定范围以[0.0002×涡卷部载重(N)+7.5202]来定义。
并且,当以所述旋转轴的旋转角度为基准,将所述第一涡卷部的中心部侧设为吐出端,将该吐出端设为0°时,所述第一地点是以所述旋转轴的旋转角度为基准在0~60°范围以内的某一地点。
并且,在所述旋转轴结合部的一侧形成有圆弧压缩面,所述圆弧压缩面和所述旋转轴结合部的外侧面之间的区间形成有所述第二涡卷部的厚度减少的凹陷部,在所述第一涡卷部的吐出端附近的区间形成有与所述第二涡卷部的凹陷部咬合的凸起部,形成所述凸起部的区间的至少一部分满足所述刚性系数的限定范围。
发明效果
本发明的涡旋式压缩机,通过使临近固定涡卷部或者回旋涡卷部的吐出端的部分的涡卷部刚性最优化,使受到相对高的背压力和气压力的中心部侧吐出端的涡卷部的变形最小化,从而能够防止涡卷部过度附着于面向的涡旋盘,由此,通过减少涡旋盘之间的摩擦损失或者磨损来提高压缩机效率。
并且,通过使临近固定涡卷部或者回旋涡卷部的吐出端的部分的涡卷部刚性最优化,抑制固定涡卷部或者回旋涡卷部的中心部侧吐出端向外侧沿径向弯曲变形,由此,抑制压缩室的泄漏来提高压缩效率的同时,抑制涡卷部的破裂从而能够提高压缩机的可靠性。
并且,在旋转轴贯通固定涡旋盘的中心部,固定涡卷部的吐出端远离固定涡旋盘的中心的情况下,也能通过使临近吐出端的部分的涡卷部刚性最优化,防止固定涡卷部和涡旋盘之间的摩擦或者磨损或者固定涡卷部的变形或者破裂,从而能够提高压缩机的效率和可靠性。
附图说明
图1是表示本发明的下部压缩式涡旋式压缩机的纵向剖视图。
图2是表示图1中的压缩部的横向剖视图。
图3是为了说明图1中的滑动部而示出旋转轴的一部分的主视图。
图4是为了说明图1中的背压室和压缩室之间的供油通路而示出的纵向剖视图。
图5是在图1中的涡旋式压缩机中,将第一涡卷部的吐出端周边部的变形量按部位解析并示出的示意图。
图6是将图5中变形量最大的部位中的涡卷部形状在正面示出的概略图。
图7是为了说明本实施例的涡卷部的吐出端的规格而示出的概略图。
图8是基于第一涡卷部的多种规格和运转速度而解析涡卷部变形量的图表。
图9是对于具有本实施例的涡卷部的刚性系数的限定范围的涡卷部吐出端的变形量与现有的变形量比较并示出的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图中所示的一实施例,详细描述本发明的涡旋式压缩机。但是,为了便于说明,下面以压缩部位于传动部下侧的下部压缩式涡旋式压缩机中旋转轴与回旋涡卷部在同一平面上重叠的类型的涡旋式压缩机作为代表例进行描述。已知这种类型的涡旋式压缩机适用于高温高压缩比条件的制冷循环。
图1是表示本发明的下部压缩式涡旋式压缩机的纵向剖视图。图2是表示图1中的压缩部的横向剖视图。图3是为了说明图1中的滑动部而示出旋转轴的一部分的主视图。图4是为了说明图1中的背压室和压缩室之间的供油通路而示出的纵向剖视图。
参照图1,根据本实施例的下部压缩式涡旋式压缩机,罩体10的内部设置有构成驱动马达且产生旋转力的传动部20,传动部20的下侧隔着规定的空间(以下,中间空间)10a设置有用于接收该传动部20的旋转力来压缩制冷剂的压缩部30。
罩体10可由形成密闭容器的圆筒外壳11、覆盖圆筒外壳11的上部并与其共同形成密闭容器的上部外壳12、覆盖圆筒外壳11的下部并与其共同形成密闭容器的同时形成储油空间10c的下部外壳13组成。
圆筒外壳11的侧面贯通有制冷剂吸入管15而与压缩部30的吸入室直接连通,在上部外壳12的上部可设置有与罩体10的上侧空间10b连通的制冷剂吐出管16。制冷剂吐出管16相当于从压缩部30向罩体10的上侧空间10b吐出的压缩的制冷剂向外部排出的通路,制冷剂吐出管16可插入至罩体10的上侧空间10b中间位置,用于上侧空间10b形成一种油分离空间。并且,根据不同的情况,用于分离制冷剂中混入的油的油分离器(未图示)可设置于包含上侧空间10b的罩体10内部或者在上侧空间10b内与制冷剂吸入管15连接。
传动部20由定子21和在该定子21的内侧旋转的转子22构成。定子21在其内周面沿着圆周方向形成构成多个线圈绕组部(未标记)的齿和槽,从而缠绕了线圈250,定子的内周面和转子22的外周面之间的间隔和线圈绕组部一并形成第二制冷剂流路PG2。由此,通过后述的第一制冷剂流路PG1向传动部20和压缩部30之间的中间空间10c吐出的制冷剂,通过形成于传动部20的第二制冷剂流路PG2移动至该传动部20的上侧形成的上侧空间10b。
并且,在定子21的外周面沿着圆周方向形成有多个D切(D-cut)面21a,D切面21a与圆筒外壳11的内周面之间形成有第一油流路PO1,用于通油。由此,在上侧空间10b从制冷剂分离出的油,通过第一油流路PO1和后述的第二油流路PO2移动至下侧空间10c。
定子21的下侧隔着规定间隔设置有形成压缩部30的框架31,所述框架31固定结合于罩体10的内周面。框架31以其外周面热压或者焊接而固定结合于圆筒外壳11的内周面。
并且,框架31的边缘位置形成有以环形构成的框架侧壁部(第一侧壁部)311,在第一侧壁部311的外周面沿圆周方向形成有多个连通槽311b。该连通槽311b与后述的第一涡旋盘32的连通槽322b共同形成第二油流路PO2
此外,在框架31的中心形成有第一支承部312,所述第一支承部312用于支撑后述的旋转轴50的主轴承部51。在第一支承部沿轴向贯通形成有第一支承孔312a,用于将旋转轴50的主轴承部51可旋转地插入并将其沿径向支撑。
并且,框架31的下面可隔着偏心结合于旋转轴50的回旋涡旋盘(以下,第二涡旋盘)33设置有固定涡旋盘(以下,第一涡旋盘)32。第一涡旋盘32可固定结合于框架31,也可沿轴向可移动地结合。
另一方面,第一涡旋盘32以大致圆板形状形成有固定端板部(以下,第一端板部)321,第一端板部321的边缘位置形成有与框架31的下面边缘位置结合的涡旋盘侧壁部(以下,第二侧壁部)322。
在第二侧壁部322的一侧贯通形成有吸入室与制冷剂吸入管15连通的吸入口324,在第一端板部321的中央部形成有与吐出室连通而将压缩的制冷剂吐出的吐出口325a、325b。吐出口325a、325b可仅形成有一个用于与后述的第一压缩室V1和第二压缩室V2均连通,也可形成有多个用于分别与压缩室V1、V2单独连通。
并且,在第二侧壁部322的外周面形成有前面说明的连通槽322b,该连通槽322b与第一侧壁部311的连通槽311b一同形成用于将回收的油引导至下侧空间10c的第二油流路PO2
此外,第一涡旋盘32的下侧可与吐出盖34结合,吐出盖34用于将从压缩室V吐出的制冷剂引导至后述的制冷剂流路。吐出盖34在其内部空间容纳吐出口325a、325b的同时,容纳将通过该吐出口325a、325b从压缩室V吐出的制冷剂引导至罩体10的上侧空间10b,更准确为引导至传动部20和压缩部30之间的空间的第一制冷剂流路PG1的入口。
其中,第一制冷剂流路PG1从流路分离单元40的内侧即作为以流路分离单元40为基准而内侧的旋转轴50侧,依次贯通固定涡旋盘32的第二侧壁部322和框架31的第一侧壁部311。由此,在流路分离单元40的外侧,前面说明的第二油流路PO2与第一油流路PO1连通。
并且,在第一端板部321的上面可形成有固定涡卷部(以下,第一涡卷部)323,所述固定涡卷部323与后述的回旋涡卷部(以下,第二涡卷部)332咬合而形成压缩室V。对于第一涡卷部323,后续与第二涡卷部332一起进行说明。
此外,第一端板部321的中心形成有用于支撑后述的旋转轴50的辅助轴承部52的第二支承部326,第二支承部326形成有第二支承孔326a,所述第二支承孔326a沿轴向贯通并用于径向支撑辅助轴承部52。
另一方面,第二涡旋盘33可以以大致圆板形状形成有回旋端板部(以下,第二端板部)331。在第二端板部331的下面可形成有第二涡卷部332,所述第二涡卷部332与第一涡卷部322咬合而形成压缩室。
第二涡卷部332与第一涡卷部323一同可以以渐开线型形状形成,但也可以以其他各种形状形成。例如,如图2,第二涡卷部332具有将直径和圆点互不一样的多个圆弧连接的形态,最外轮廓的曲线大致以具有长轴和短轴的椭圆形的形态形成。其在第一涡卷部323也以相同的方式形成。
在第二端板部331的中央部位沿轴向贯通形成有构成第二涡卷部332的内侧端部的旋转轴结合部333,在所述旋转轴结合部333可旋转地插入结合有后述的旋转轴50的偏心部53。
旋转轴结合部333的外周部与第二涡卷部332连接,其作用是在压缩过程中与第一涡卷部322共同形成压缩室V。
并且,旋转轴结合部333与第二涡卷部332在同一平面上以重叠的高度形成,从而旋转轴50的偏心部53能够与第二涡卷部332在同一平面上以重叠的高度配置。由此,制冷剂的反推力和压缩力以第二端板部为基准施加在同一平面并能相互抵消,从而能够防止由压缩力和反推力的作用引起的第二涡旋盘33的倾斜。
此外,旋转轴结合部333在面向第一涡卷部323的内侧端部的外周部形成有凹陷部335,所述凹陷部335与后述的第一涡卷部323的凸起部328咬合。该凹陷部335的一侧沿着压缩室V的形成方向在上流侧形成有从旋转轴结合部333的内周部至外周部的厚度增加的增加部335a。由此,通过吐出前夕的第一压缩室V1的压缩路径变长,从而能够将第一压缩室V1的压缩比提高至与第二压缩室V2的压缩比相近。第一压缩室V1是形成于第一涡卷部323的内侧面和第二涡卷部332的外侧面之间的压缩室,与第二压缩室V2区分后续再进行说明。
凹陷部335的另一侧形成有具有圆弧形态的圆弧压缩面335b。圆弧压缩面335b的直径根据第一涡卷部323的内侧端部厚度(即,吐出端的厚度)以及第二涡卷部332的回旋半径来决定,增加第一涡卷部323的内侧端部厚度时圆弧压缩面335b的直径会变大。由此,圆弧压缩面335b周围的第二涡卷部厚度也增加,从而确保耐久性,并因压缩路径变长而相应可增加第二压缩室V2的压缩比。
此外,对应于旋转轴结合部333的第一涡卷部323的内侧端部(吸入端或者开始端)附近形成有向旋转轴结合部333的外周部侧凸起的凸起部328,在凸起部328形成有从该凸起部凸出并与凹陷部335咬合的接触部328a。即,第一涡卷部323的内侧端部相比其他部分可形成有更大的厚度。由此,通过提高第一涡卷部323中受到最大压缩力的内侧端部的涡卷部的强度来提高耐久性。
另一方面,压缩室V形成于第一端板部321和第一涡卷部323之间,并且,形成于第二涡卷部332和第二端板部331之间。随着涡卷部的行进方向连续地形成吸入室、中间压室、吐出室。
如图2所示,压缩室V由在第一涡卷部323的内侧面与第二涡卷部332的外侧面之间形成的第一压缩室V1和第一涡卷部323的外侧面与第二涡卷部332的内侧面之间形成的第二压缩室V2构成。
即,第一压缩室V1包括第一涡卷部323的内侧面和第二涡卷部332的外侧面接触而形成的两个接触点P11、P12之间形成的压缩室,第二压缩室V2包括第一涡卷部323的外侧面和第二涡卷部332的内侧面接触而形成的两个接触点P21、P22之间形成的压缩室。
此时,吐出前夕的第一压缩室V1中,在将偏心部的中心即旋转轴结合部的中心O与两个接触点P11、P12分别连接的两条线构成的角度中具有更大的值的角度设为α时,至少吐出开始前夕为α<360°,在两个接触点P11、P12的法线矢量之间的距离l具有比0大的值。
由此,吐出前夕的第一压缩室具有比具有由渐开线曲线形成的固定涡卷部和回旋涡卷部更小的体积,即使不增加第一涡卷部323和第二涡卷部332的大小,也能够将第一压缩室V1的压缩比和第二压缩室V2的压缩比均提高。
另一方面,如前所述,第二涡旋盘33可回旋地设置于框架31和固定涡旋盘32之间,并且第二涡旋盘33的上面和与之对应的框架31的下面之间设置有防止第二涡旋盘33自转的十字环35,在十字环35的内侧位置可设置有形成后述背压室S1的密封构件36。
并且,在密封构件36的外侧,通过设置于第二涡旋盘32的供油孔321a而形成中间压空间。该中间压空间与中间压缩室V连通,随着中间压的制冷剂填满,起到背压室的作用。因此,可将以密封构件36为中心形成于内侧的背压室称为第一背压室S1,以密封构件36为中心形成于外侧的中间压空间称为第二背压室S2。最终背压室S1作为以密封构件36为中心形成于框架31的下面和第二涡旋盘33的上面的空间,对于该背压室S1与后述的密封构件一起重新进行说明。
另一方面,流路分离单元40设置于作为在传动部20的下面和压缩部30的上面之间形成的流经空间的中间空间10a,从而起到防止从压缩部30吐出的制冷剂与从油分离空间的传动部20的上侧空间10b移动至储油空间的压缩部30的下侧空间10c的油干涉的作用。
为此,本实施例的流路分离单元40包括将第一空间10a分离为制冷剂流动的空间(以下,制冷剂流动空间)和油流动的空间(以下,油流动空间)的流路引导件。流路引导件可以只靠该流路引导件本身将第一空间10a分离为制冷剂流动空间和油流动空间,也可根据情况将多个流路引导件组合而起到流路引导件的作用。
本实施例的流路分离单元由设置于框架31且向上延伸的第一流路引导410和设置于定子21且向下延伸的第二流路引导420构成。第一流路引导410和第二流路引导420沿轴向重叠以将中间空间10a分离为制冷剂流动空间和油流动空间。
此时,第一流路引导410以环形制成并固定结合于框架31的上面,第二流路引导420从插入于定子21使线圈绕组绝缘的绝缘体延伸形成。
第一流路引导410由在外侧向上延伸的第一环壁部411、在内侧向上延伸的第二环壁部412以及沿径向延伸以连接第一环壁部411和第二环壁部之间的环面部413构成。第一环壁部411比第二环壁部412高,可在环面部413形成有制冷剂通孔,以连通从压缩部30连通至中间空间10a的制冷剂孔。
并且,在第二环壁部412的内侧即旋转轴方向设置有配重26,配重26结合于转子22或者旋转轴50而进行旋转。此时,配重26可一边旋转一边搅拌制冷剂,但可通过第二环壁部412阻挡制冷剂移动至配重26侧,从而能够抑制制冷剂被配重26搅拌。
第二流路引导件420由在绝缘体的外侧向下延伸的第一延伸部421和在绝缘体的内侧向下延伸的第二延伸部422构成。第一延伸部421与第一环壁部411沿轴向重叠地形成,起到分离为制冷剂流动空间和油流动空间的作用。可根据需要而不形成第二延伸部422,即使形成第二延伸部422,优选地,不与第二环壁部412沿轴向重叠或者即使重叠也应沿径向充分地留有间隔用于将制冷剂充分地流动。
另一方面,旋转轴50的上部压入结合于转子22的中心,而下部结合于压缩部30而被径向支撑。由此,旋转轴50将传动部20的旋转力传递至压缩部30的回旋涡旋盘33。由此,偏心结合于旋转轴50的第二涡旋盘33相对第一涡旋盘32进行回旋运动。
旋转轴50的下半部形成有主轴承部(以下,第一轴承部)51,所述主轴承部51插入于框架31的第一支承孔312a而被径向支撑,第一轴承部51的下侧形成有辅助轴承部(以下,第二轴承部)52,所述辅助轴承部52插入于第一涡旋盘32的第二支承孔326a而被径向支撑。并且,第一轴承部51和第二轴承部52之间可形成有偏心部53,所述偏心部53插入于旋转轴结合部333并与其结合。
第一轴承部51和第二轴承部52形成于同轴线上以具有相同的轴心,偏心部53可相对于第一轴承部51或者第二轴承部52沿径向偏心地形成。第二轴承部52可相对于第一轴承部51偏心地形成。
偏心部53的外径小于第一轴承部51的外径且大于第二轴承部52的外径才有利于将旋转轴50通过各个支承孔312a、326a和旋转轴结合部333而结合。但是,在偏心部53与旋转轴50不一体形成而是利用额外的轴承来形成的情况下,即使第二轴承部52的外径不小于偏心部53的外径也能将旋转轴50插入结合。
并且,在旋转轴50的内部可沿轴向形成有油供给流路50a,用于向各轴承部和偏心部供给油。随着压缩部30位于传动部20下侧,油供给流路50a从旋转轴50的下端大致至定子21的下端或者中间高度或者高于第一轴承部31的上端的位置以凹槽形成,当然,根据不同的情况,可沿轴向将旋转轴50贯通形成。
并且,在旋转轴50的下端,即第二轴承部52的下端可结合有供油器60,用于抽出在下侧空间10c填满的油。供油器60由插入结合于旋转轴50的油供给流路50a的油供给管61和容纳油供给管61而阻断异物侵入的阻断构件62构成。油供给管61可贯通吐出盖34并沉浸于下侧空间10c的油。
另一方面,如图3所示,在旋转轴50的各轴承部51、52和偏心部53形成滑动部供油通路F1,用于与油供给流路50a连接而向各滑动部供油。
滑动部供油通路F1由在油供给流路50a向着旋转轴50的外周面贯通的多个供油孔511、521、531和在各轴承部51、52和偏心部53的外周面分别连通供油孔511、521、531而用于润滑各轴承部51、52和偏心部53的多个供油槽512、522、532构成。
例如,在第一轴承部51中形成有第一供油孔511和第一供油槽512、第二轴承部52中形成有第二供油孔521和第二供油槽522、以及偏心部53中形成有第三供油孔531和第三供油槽532。第一供油槽512、第二供油槽522以及第三供油槽532分别沿轴向或者倾斜方向以长长的长槽形状形成。
并且,在第一轴承部51和偏心部53之间和在偏心部53和第二轴承部52之间分别形成有分别为环状的第一连接槽541和第二连接槽542。该第一连接槽541连通第一供油孔512的下端,第二连接槽542连通第二供油槽522的上端,由此,可通过第一供油槽512润滑第一轴承部51的油的一部分流至第一连接槽541并汇集,该油流入第一背压室S1而形成吐出压的背压力。此外,通过第二供油槽522润滑第二轴承部52的油和通过第三供油槽532润滑偏心部53的油汇集到第二连接槽542,经由旋转轴结合部333的顶端面和第一端板部321之间而流入压缩部30。
并且,向第一轴承部51的上端方向吸取的少量的油,从框架31的第一支承部312上端流出至轴承面外侧,并顺着该第一支承部312流到框架31的上面31a后,通过在该框架31的外周面(或者从上面向外周面连通的槽)和第一涡旋盘32的外周面连续形成的油流路PO1、PO2回收至下侧空间10c。
此外,与制冷剂共同从压缩室V向罩体10的上侧空间10b吐出的油,在罩体10的上侧空间10b从制冷剂分离,通过在传动部20的外周面形成的第一油流路PO1以及在压缩部30的外周面形成的第二油流路PO2回收至下侧空间10c。此时,传动部20和压缩部30之间具有流路分离单元40,从而在上侧空间10b从制冷剂分离并移动至下侧空间10c的油与在压缩部20吐出并移动至上侧空间10b的制冷剂不发生干涉且不再混合,相互通过不同的通路[(PO1、PO2)][(PG1、PG2)],油移动至下侧空间10c,制冷剂移动至上侧空间10b。
另一方面,在第二涡旋盘33形成有压缩室供油通路F2,所述压缩室供油通路F2用于将通过油供给流路50a吸上的油供给至压缩室V。压缩室供油通路F2与前面说明的滑动部供油通路F1连接。
压缩室供油通路F2由在油供给流路50a与形成中间压空间的第二背压室S2之间连通的第一供油通路371和与第二背压室S2和压缩室V的中间压室连通的第二供油通路372构成。
当然,压缩室供油通路可以不经由第二背压室S2而从油供给流路50a直接连通至中间压室。但是,在此情况下,需单独设有连通第二背压室S2和中间压室V的制冷剂流路,并单独设有用于对位于第二背压室S2的十字环35供油的油流路。由此,因增多的通路,加工会变得复杂。因此,为实现通过单一化制冷剂流路和油流路来减少通路的个数,如本实施例,优选地,连通油供给流路50a和第二背压室S2,将第二背压室S2与中间压室V连通。
由此,第一供油通路371形成有在第二端板部331的下面沿厚度方向形成到中间位置的第一回旋通路部371a,在第一回旋通路部371a向着第二端板部331的外周面形成有第二回旋通路部371b,在第二回旋通路部371b向着第二端板部331的上面贯通形成有第三回旋通路部371c。
并且,第一回旋通路部371a形成于属于第一背压室S1的位置,第三回旋通路部371c形成于属于第二背压室S2的位置。并且,在第二回旋通路部371b插入有减压棒375,可用于降低通过该第一供油通路371从第一背压室S1移动至第二背压室S2的油的压力。由此,除减压棒375的第二回旋通路部371b的截面积比第一回旋通路部371a或者第三回旋通路部371c或者第二回旋通路部371b小。
此时,在第三回旋通路部371c的端部位于十字环35的内侧,即位于十字环35和密封构件36之间的情况下,十字环35将会堵塞通过该第一供油通路371移动的油,从而油不能顺利地移动至第二背压室S2。由此,在此情况下,从第三回旋通路部371c的端部向着第二端板部331的外周面可形成有第四回旋通路部371d。如图4,第四回旋通路部371d可形成为第二端板部331的上面的槽,也可形成为第二端板部331的内部的孔。
第二供油通路372在第二侧壁部322的上面沿厚度方向形成有第一固定通路部372a,在第一固定通路部372a沿径向形成有第二固定通路部372b,在第二固定通路部372b形成有连通于中间压室V的第三固定通路部372c。
图中未标记的70是储液器。
如上所述的本实施例的下部压缩式涡旋式压缩机将如下动作。
即,若对传动部20施加电源,则在转子22和旋转轴50发生旋转力而旋转,随着旋转轴50旋转,偏心结合于该旋转轴50的回旋涡旋盘33利用十字环35做回旋运动。
此时,从罩体10的外部通过制冷剂吸入管15供给的制冷剂流入至压缩室V,随着通过回旋涡旋盘33的回旋运动而压缩室V的体积的减小,该制冷剂被压缩,通过吐出口325a、325b吐向吐出罩34的内部空间。
此时,吐向吐出罩34的内部空间的制冷剂,在该吐出罩34的内部空间循环并在噪音减小后移动至框架31和定子21之间的空间,该制冷剂通过定子21和转子22之间的间隔而移动至传动部20的上侧空间。
此时,在传动部20的上侧空间,从制冷剂分离油后,制冷剂通过制冷剂吐出管16排出至罩体10的外部,而油将反复通过罩体10的内周面和定子21之间的流路以及通过罩体10的内周面和压缩部30的外周面之间的流路回收至作为罩体10的储油空间的下侧空间10c的一连串的过程。
此时,下侧空间10c的油通过旋转轴50的油供给流路50a被吸上,该油通过各个供流孔511、521、531和供流槽512、522、532分别润滑第一轴承部51、第二轴承部52以及偏心部53。
其中,通过第一供油孔511和第一供油槽512来润滑了第一轴承部51的油将汇集到第一轴承部51和偏心部53之间的第一连接槽541,该油流入至第一背压室S1。该油几乎形成吐出压而第一背压室S1的压力也几乎形成吐出压。因此,第二涡旋盘33的中心部侧可通过吐出压被轴向支撑。
另一方面,第一背压室S1的油通过与第二背压室S2之间的压力差而经由第一供油通路371移动至第二背压室S2。其中,在构成第一供油通路371的第二回旋通路部371b设置有减压棒375,朝向第二背压室S2的油的压力被减压为中间压。
并且,向第二背压室(中间压空间)S2移动的油,在支撑第二涡旋盘33的边缘部的同时,通过与中间压室V的压力差而经由第二供油通路372移动至中间压室V。但是,在压缩机的运转中中间压室V的压力变得大于第二背压室S2的压力时,制冷剂通过第二供油通路372从中间压室V向第二背压室S2移动。也就是说,第二供油通路372起到根据第二背压室S2的压力和中间压室V的压力差而制冷剂和油交叉移动的通路的作用。
另一方面,如前所述,在第二涡旋盘的背面,即第二涡旋盘的上面形成有背压室,用于防止因压缩室的压力,第二涡旋盘推向远离第一涡旋盘的位置。
即,在背压室中,框架的下面和第二涡旋盘的上面设置有密封构件,从而能够在第二涡旋盘和框架之间形成第一背压室,在第二涡旋盘和框架以及第一涡旋盘之间分别形成有第二背压室。
因此,密封构件优选为在框架和第二涡旋盘之间的密封能力好,并考虑到由第二涡旋盘的回旋运动所产生的摩擦而耐磨性好的密封构件。此外,由于密封构件在插入于第二涡旋盘具有的密封构件插入槽的状态下,通过压力浮上并能实现密封,因此,优选由在低压下也能够迅速浮上的材质和结构形成。
另一方面,如前所述,随着在作为第二涡旋盘的中央部的第一背压室形成吐出压、且在作为边缘部的第二背压室形成中间压,作为回旋涡旋盘的第二涡旋盘的中心部的背压力大于边缘部的背压力。从而,第二涡旋盘的中心部比边缘部向第一涡旋盘方向被按压更多,由此,位于第一涡旋盘的中心部的第一涡卷部的吐出端将过度附着于第二端板部。与此同时,第一涡卷部的中心部形成吐出端而受到吐出压,根据该吐出压,第一涡卷部的吐出端向边缘位置方向受到强的气压力。
由此,第一涡卷部的吐出端在受到第二涡旋盘的中心部因第一背压室的高的背压力而沿轴向按压的力的同时,受到因吐出压的气压力而沿径向推的力,最终,第一涡卷部的吐出端可从涡卷部的根部向涡卷部的顶端面侧,即沿着涡卷部的高度方向向侧外弯曲。
这种现象在如本实施例那样作为固定涡旋盘的第一涡旋盘的中心部形成有旋转轴贯通的第二支承孔的情况下,会发生得更严重。即,这是因为如下原因:在第一涡旋盘的中心形成有第二支承孔时,因该第二支承孔,作为固定涡卷部的第一涡卷部的吐出端不能延伸形成至第一涡旋盘的中心,由此,第一涡卷部的吐出端远离涡旋盘的中心部而设置,相应的在吐出端的涡卷部刚性下降,从而增加涡卷部变形。
并且,这种现象在如本实施例那样通过改变第一涡卷部和第二涡卷部为非典型形状而提高压缩比的情况下,会发生得更严重。但是,在本实施例中虽然在第一涡卷部的吐出端形成凸起部而将涡卷部支撑力提高了一定程度,但涡卷部支撑力没能与压缩比的增加对应地增加,从而在第一涡卷部的吐出端可能会发生因涡卷部变形而引起的摩擦损失或者磨损,或者涡卷部的破裂。图5是为了说明该情况,将第一涡卷部的吐出端周边部的变形量按部位解析并示出的示意图,图6是将图5中变形量最大的部位中的涡卷部形状在正面示出的概略图。
如图5所示,在第一涡卷部323的情况下,吐出端323a的变形量大致以0.018mm~0.02mm左右为最大,从吐出端323a越临近于吸入端方向,该变形量逐渐减少。并且,可看出包含第一涡卷部323的吐出端323a周边的第一端板部321的变形量大致为-0.003mm~-0.005mm左右。这种情况可看作是第一端板部321以第一涡卷部323变形的反方向受力而产生细微变形。
由此,如图6,吐出端323a周边的顶端面受到气压力而向图的右侧,即,从中心部向着边缘部弯曲,从而吐出端323a的内侧边角323a1形成最高点并面向第二端板部331的下面。
与此同时,第二涡旋盘受到背压力而向图的下侧方向被按压而移动。但是,随着第一涡卷部323的吐出端323a向外侧弯曲变形,在第一端板部321的上面321b和第二涡卷部332的顶端面332c受到背压力而接触之前,第一涡卷部323的吐出端323a和第二端板部331的下面331b会先接触。即,第一端板部321的上面和第二涡卷部332的顶端面332c之间的间隔t1大于第一涡卷部323的吐出端323a和第二端板部331的下面331b之间的间隔t2。因此,在因背压力而消除第一涡卷部323的顶端面323c和第二端板部331的下面331b之间的间隔t2的过程中,第一端板部321的上面321b和第二涡卷部332的顶端面332c之间会发生如前所述的摩擦损失或者磨损,第一涡卷部的吐出端附近会破裂。
为此,在本实施例中,通过使吐出端附近的涡卷部的刚性最优化,即使涡卷部受到因背压力产生的轴向力和因气压力产生的径向力,也能将由此产生的涡卷部变形最小化,由此来抑制涡卷部和端板部之间的摩擦损失或者磨损或者涡卷部的破裂。
本实施例的第一涡卷部可通过其吐出端附近的涡卷部刚性形成为如下定义的刚性系数的范围满足最优的界限范围而实现。
即,参照图7,对于第一涡卷部的吐出端附近(以下,涡卷部中心部)的刚性系数A可定义为,将涡卷部中心部区间的平均高度h除以涡卷部中心部区间的平均厚度t来求得第一值,对该第一值乘以对于涡卷部中心部区间的旋转轴的中心(即,第二支承孔的中心)至第一涡卷部的中心线之间的距离即平均曲率半径R来求得第二值,该第二值的倒数为刚性系数。此时,第一涡卷部323的高度形成为随着从吸入端朝向吐出端,涡卷部的高度逐渐降低,从而涡卷部中心部区间的涡卷部高度随着涡卷部的行进方向不同。由此,理想地,为了准确地计算出对应区间(涡卷部中心部区间)的涡卷部高度,如前所述,优选应求出涡卷部平均高度来代入。但是,因涡卷部高度差异极小,也可忽略该差异并一般化为涡卷部高度来代入。并且,以相同的理由,涡卷部的曲率半径也可以一般化为涡卷部的曲率半径来代入。作为参照,涡卷部的曲率半径大致为10~20mm左右。
即,将其表现为式(1),则如下所述。
A=1/((h/t)×R)-----------式(1)
可对该值乘以任意值1000mm。
但是,如前所述,涡卷部的高度和厚度可定义为,一定区间的平均涡卷部高度、平均涡卷部厚度,以及平均曲率半径,但是根据情况,也可以以涡卷部的行进方向为基准定义为某一特定地点的涡卷部高度、涡卷部厚度以及涡卷部曲率半径。但是,一般以一定区间为基准定义各个要素有利于加工。
例如,在本实施例的情况下,设发生最大的涡卷部变形量的区间为0~60°(其中,0°是吐出端),则可利用作为对应区间的0~60°之间,更准确为0~45°之间的涡卷部平均高度和涡卷部平均厚度来算出刚性系数。
此时,优选地,对应区间对刚性系数A的限定范围约为0.005以上。即,参考上面的式(1)求出刚性系数,则h/t不会超过约10。一般来说,在将涡卷部平均高度除以涡卷部平均厚度的值大于10时,涡卷部高度相比涡卷部厚度会过高,从而涡卷部刚性变得非常脆弱并产生涡卷部破裂。因此,优选地,h/t应为10以下。涡卷部厚度相比涡卷部高度越大时,其刚性会增加,因此无需限定最小值。
此外,涡卷部平均曲率半径大约为10~20mm左右。涡卷部曲率半径越小则涡卷部刚性越增加,此时也无需非得限定涡卷部曲率半径小的情况。因此,以涡卷部平均曲率半径为20mm,带入上式(1),则刚性系数A=1/(10×20)。因此,求得刚性系数为0.005mm,对该值乘以任意值1000mm则求得刚性系数为5。这相当于最小刚性系数,因此,优选地,对于涡卷部的吐出端的刚性系数的限定范围为5以上。
并且,根据这种刚性系数的限定范围为基础,能决定适合的吐出端的涡卷部形状。图8是基于第一涡卷部的多种规格和运转速度而解析涡卷部变形量的图表。
如图所示,样本①的情况是涡卷部变形量为20μm,样本②的情况是涡卷部变形量为31μm,样本③的情况是涡卷部变形量为79μm,样本④的情况是涡卷部变形量为60μm,还有样本⑤的情况是涡卷部变形量为67μm左右。
在这些样本中,能看出涡卷部变形量相对大的样本③和样本⑤中,涡卷部的吐出端附近破裂,而其余样本①、②、④中,涡卷部的吐出端附近保持着没有破裂的状态。因此,可将连接样本③和样本⑤的线定义为界限,能够以该界限为基准限定涡卷部变形量属于右侧的涡卷部刚性。
此时,当界限参照图8时,界限的斜度约为0.0001~0.0003的范围,偏移量在7.0000~8.0000的范围。由此,优选地,刚性系数至少应大于[(0.0001~0.0003)×由气压力产生的涡卷部载重(N)+(7.000~8.0000)]。更准确地,刚性系数应大于[0.0002×由气压力产生的涡卷部载重(N)+7.5202]。
另一方面,在本实施例中,分析了用于使对于第一涡卷部的吐出端附近的涡卷部刚性最优化的刚性系数的限定范围,但其也适用于第一涡卷部(或者第二涡卷部)的其他区间。但是,由于在第一涡卷部(或者第二涡卷部)的其他区间,与其对应的界限可能不同,因此,该区间的刚性系数的限定范围可以根据新算出的界限限定范围来定义。
如上所述,通过使与第一涡卷部(或者第二涡卷部)的吐出端相邻部分的涡卷部刚性最优化,如图9所示那样,能够使受到相对高的背压力和气压力(以及离心力)的中心部侧吐出端的涡卷部变形比以往(虚线表示)最小化,由此,防止第一涡卷部323向面向的第二涡旋盘33的第二端板部331过度附着,从而能够通过减少第一涡卷部323和第二端板部331(或者第二涡卷部和第一端板部)之间的摩擦或者磨损来提高压缩机效率。
此外,通过使与第一涡卷部323(或者第二涡卷部)的吐出端相邻部分的涡卷部刚性最优化,来抑制第一涡卷部323(或者第二涡卷部)的中心部侧吐出端朝向径向弯曲变形,并通过此来抑制压缩室V1、V2间的泄漏,从而提高压缩机效率的同时抑制涡卷部的吐出端破裂而提高压缩机的可靠性。
此外,即使在旋转轴50贯通第一涡旋盘32的中心部而第一涡卷部323的吐出端远离第一涡旋盘32的中心的情况下,也能通过使与吐出端相邻的部分的涡卷部刚性最优化,来防止第一涡卷部323(或者第二涡卷部)和与其对应的第二端板部331之间的摩擦或磨损或者固定涡卷部的变形或破裂,从而能够提高压缩机的效率和可靠性。

Claims (14)

1.一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:
第一涡卷部,在所述第一涡卷部的中心部设置有吐出端,在所述第一涡卷部的边缘部设置有吸入端,在所述吐出端至所述吸入端之间由多个曲线连接形成;以及
第二涡卷部,在所述第二涡卷部的中心部设置有吐出端,在所述第二涡卷部的边缘部设置有吸入端,在所述吐出端至所述吸入端之间由多个曲线连接形成,且在所述吐出端形成有旋转轴结合部,以使旋转轴与所述第一涡卷部重叠而结合,所述第二涡卷部与所述第一涡卷部咬合并相对所述第一涡卷部进行回旋运动,从而与该第一涡卷部一起形成向着中心部移动的压缩室,
所述第一涡卷部和所述第二涡卷部中的至少某一个涡卷部的特定区间利用如下定义的刚性系数来形成:
将该特定区间的涡卷部平均高度除以涡卷部平均厚度来求得第一值,对所述第一值乘以所述涡卷部的平均曲率半径来求得第二值,用该第二值的倒数来定义刚性系数。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
3.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述界限限定范围以[0.0002×涡卷部载重(N)+7.5202]来定义。
4.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
当以所述旋转轴的旋转角度为基准,将所述第一涡卷部的中心部侧设为吐出端,将该吐出端设为0°时,
所述特定区间是以所述旋转轴的旋转角度为基准在0~45°的范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
在所述旋转轴结合部的一侧形成有圆弧压缩面,
所述圆弧压缩面和所述旋转轴结合部的外侧面之间的区间形成有所述第二涡卷部的厚度减少的凹陷部,在所述第一涡卷部的吐出端附近的区间形成有与所述第二涡卷部的凹陷部咬合的凸起部,
形成所述凸起部的区间的至少一部分满足所述刚性系数的范围。
6.一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:
第一涡旋盘,包括第一端板部和第一涡卷部,所述第一端板部在其中心部形成有供旋转轴贯通的支承孔,在所述支承孔的周边形成有吐出口,所述第一涡卷部在所述第一端板部的一侧面凸出形成;以及
第二涡旋盘,包括第二端板部和第二涡卷部,所述第二端板部在其中心部形成有旋转轴结合部以供贯通所述第一涡旋盘的支承孔的旋转轴偏心地结合,所述第二涡卷部在所述第二端板部的一侧面凸出形成且与第一涡卷部咬合而一起形成压缩室,
所述第一涡卷部形成为如下定义的刚性系数的限定范围为0.005mm以上,
将所述第一涡卷部的涡卷部高度除以涡卷部厚度,用对该值乘以所述第一涡卷部的曲率半径所得的值的倒数来定义刚性系数。
7.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述刚性系数的限定范围对在所述第一涡卷部中沿着涡卷部的行进方向的任意两个地点之间的区间定义,
所述涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径由对应区间的平均涡卷部高度、平均涡卷部厚度、平均涡卷部曲率半径来定义。
8.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述刚性系数的限定范围对在所述第一涡卷部中的某一个地点定义,
所述涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径由对应地点的涡卷部高度、涡卷部厚度、涡卷部曲率半径来定义。
9.根据权利要求7或者8所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
在所述第一涡卷部中从与所述吐出口相邻的一侧的端部至某一个地点的区间或者所述区间的某一个地点中,所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
10.一种涡旋式压缩机,其特征在于,包括:
罩体,在内部空间存储油;
驱动马达,设置于所述罩体的内部空间;
旋转轴,与所述驱动马达结合;
框架,设置于所述驱动马达的下侧;
第一涡旋盘,设置于所述框架的下侧且一侧面形成有第一涡卷部,中心部形成有供所述旋转轴贯通的支承孔,并在所述支承孔的周边形成有吐出口;以及
第二涡旋盘,形成有与所述第一涡卷部咬合的第二涡卷部,所述旋转轴以与所述第二涡卷部径向重叠的方式偏心结合,所述第二涡旋盘相对所述第一涡旋盘进行回旋运动而与该第一涡旋盘之间形成压缩室;以及
密封构件,设置于所述框架和第二涡旋盘之间,将该框架和第二涡旋盘之间的间隔分离为作为中心部侧的内侧间隔和作为边缘侧的外侧间隔,使得将通过所述旋转轴吸上的油流入到所述内侧间隔而形成背压室,
所述第一涡卷部形成为如下定义的刚性系数的限定范围为5以上,
在所述第一涡卷部中从与所述吐出口相邻的一侧的端部至第一地点之间,将平均涡卷部高度除以平均涡卷部厚度,并对于对该值乘以平均涡卷部曲率半径所得的值的倒数乘以任意值1000mm来定义刚性系数。
11.根据权利要求10所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述刚性系数的限定范围形成为以[(0.0001~0.0003)×涡卷部载重(N)+(7.0000~8.0000)]来定义的界限限定范围以上。
12.根据权利要求11所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述界限限定范围以[0.0002×涡卷部载重(N)+7.5202]来定义。
13.根据权利要求10所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
当以所述旋转轴的旋转角度为基准,将所述第一涡卷部的中心部侧设为吐出端,将该吐出端设为0°时,
所述第一地点是以所述旋转轴的旋转角度为基准在0~60°范围以内的某一地点。
14.根据权利要求10所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
在所述旋转轴结合部的一侧形成有圆弧压缩面,
所述圆弧压缩面和所述旋转轴结合部的外侧面之间的区间形成有所述第二涡卷部的厚度减少的凹陷部,在所述第一涡卷部的吐出端附近的区间形成有与所述第二涡卷部的凹陷部咬合的凸起部,
形成所述凸起部的区间的至少一部分满足所述刚性系数的限定范围。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114941625A (zh) * 2021-02-15 2022-08-26 Lg电子株式会社 涡旋式压缩机

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102589771B1 (ko) * 2021-11-30 2023-10-17 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5171141A (en) * 1990-10-01 1992-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Scroll compressor with distal ends of the wraps having sliding contact on curved portions
CN102003391A (zh) * 2009-08-31 2011-04-06 株式会社日立产机系统 涡旋流体机械
KR101059880B1 (ko) * 2011-03-09 2011-08-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
JP5109351B2 (ja) * 2006-03-17 2012-12-26 ダイキン工業株式会社 スクロール部材およびそれを備えたスクロール圧縮機
CN103502646A (zh) * 2011-04-28 2014-01-08 三洋电机株式会社 涡旋型压缩机
KR20160022146A (ko) * 2014-08-19 2016-02-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20160074301A (ko) * 2014-12-18 2016-06-28 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3350024B2 (ja) 1995-08-31 2002-11-25 三菱重工業株式会社 スクロール型流体機械

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5171141A (en) * 1990-10-01 1992-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Scroll compressor with distal ends of the wraps having sliding contact on curved portions
JP5109351B2 (ja) * 2006-03-17 2012-12-26 ダイキン工業株式会社 スクロール部材およびそれを備えたスクロール圧縮機
CN102003391A (zh) * 2009-08-31 2011-04-06 株式会社日立产机系统 涡旋流体机械
KR101059880B1 (ko) * 2011-03-09 2011-08-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
CN103502646A (zh) * 2011-04-28 2014-01-08 三洋电机株式会社 涡旋型压缩机
KR20160022146A (ko) * 2014-08-19 2016-02-29 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
KR20160074301A (ko) * 2014-12-18 2016-06-28 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114941625A (zh) * 2021-02-15 2022-08-26 Lg电子株式会社 涡旋式压缩机
CN114941625B (zh) * 2021-02-15 2024-01-16 Lg电子株式会社 涡旋式压缩机

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