CN111734628B - 涡旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

涡旋式压缩机。涡旋式压缩机(10)具备具有固定涡旋件涡盘(52)的固定涡旋件(50)和具有可动涡旋件涡盘(62)的可动涡旋件(60)。固定涡旋件涡盘(52)的厚度即第2厚度(T2)大于可动涡旋件涡盘(62)的厚度即第1厚度(T1)。第1侧面间隙(G1)是可动涡旋件涡盘内线(63)和固定涡旋件涡盘外线(54)最接近时可动涡旋件涡盘内线(63)与固定涡旋件涡盘外线(54)之间的间隔。第2侧面间隙(G2)是可动涡旋件涡盘外线(64)和固定涡旋件涡盘内线(53)最接近时可动涡旋件涡盘外线(64)和固定涡旋件涡盘内线(53)之间的间隔。第2侧面间隙(G2)大于第1侧面间隙(G1)。

Description

涡旋式压缩机
本发明专利申请是发明名称为“涡旋式压缩机”、国际申请日为2018年6月7日、国际申请号为“PCT/JP2018/021872”、国家申请号为“201880008660.0”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及涡旋式压缩机。
背景技术
在涡旋式压缩机中，压缩室由具有涡卷状的涡旋件涡盘的固定涡旋件和可动涡旋件来规定。涡旋件的各部分与不同压力的流体接触，因此，有时由于压差而变形。为了即使产生这种变形也不会产生动作异常，在专利文献1(日本特开2015-71947号公报)公开的涡旋式压缩机中，较大地设定可动涡旋件涡盘的内侧与固定涡旋件涡盘的外侧的间隙。其前提在于如下认知：可动涡旋件涡盘由于变形而向内侧倾倒，容易与内侧的固定涡旋件涡盘发生干涉。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-71947号公报
发明内容
发明要解决的课题
涡旋件涡盘容易倾倒的方向根据各种条件而变化，因此，可动涡旋件涡盘有时向外侧倾倒。此时，专利文献1提出的结构反而容易受到涡旋件的变形的影响，可能由于固定涡旋件涡盘与可动涡旋件涡盘的干涉而引起噪音等动作异常。在对可能成为高温的种类的制冷剂进行压缩的情况下，涡旋件涡盘引起热膨胀，因此，更加容易产生动作异常。
本发明的课题在于，提供在由于压差而使涡旋件承受变形的情况下不容易产生动作异常的涡旋式压缩机。
用于解决课题的手段
本发明的第1观点的涡旋式压缩机具有：固定涡旋件，其具有固定涡旋件涡盘；以及可动涡旋件，其具有可动涡旋件涡盘。第1涡旋件涡盘和第2涡旋件涡盘分别是固定涡旋件涡盘和可动涡旋件涡盘中的一方和另一方，并且，第2涡旋件涡盘的厚度即第2厚度大于第1涡旋件涡盘的厚度即第1厚度。第1侧面间隙是第1涡旋件涡盘的内线和第2涡旋件涡盘的外线最接近时第1涡旋件涡盘的内线与第2涡旋件涡盘的外线之间的间隔。第2侧面间隙是第1涡旋件涡盘的外线和第2涡旋件涡盘的内线最接近时第1涡旋件涡盘的外线与第2涡旋件涡盘的内线之间的间隔。第2侧面间隙大于第1侧面间隙。
根据该结构，第1涡旋件涡盘的外线侧的第2侧面间隙大于第1涡旋件涡盘的内线侧的第1侧面间隙。涡旋件的内周侧与外周侧相比，收纳高压的流体，因此，厚度较小的第1涡旋件涡盘容易向外侧倾倒。因此，第1涡旋件涡盘的倾倒量收纳在相对较大的第2侧面间隙中，因此，抑制了第1涡旋件涡盘与第2涡旋件涡盘的干涉，不容易引起动作异常。
本发明的第2观点的涡旋式压缩机在第1观点的涡旋式压缩机中，第2厚度为第1厚度的130％以上。
根据该结构，第2厚度为第1厚度的130％以上。与厚出30％以上的第2涡旋件涡盘相比，第1涡旋件涡盘倾倒的概率高。第1涡旋件涡盘的倾倒量能够收纳在第2侧面间隙中。因此，在涡旋件涡盘的倾倒时，更加可靠地抑制了干涉。
本发明的第3观点的涡旋式压缩机在第1观点或第2观点的涡旋式压缩机中，第2侧面间隙为第1侧面间隙的110％以上。
根据该结构，第2侧面间隙为第1侧面间隙的110％以上。因此，第2侧面间隙能够通过10％的差分进一步收纳第1涡旋件涡盘的倾倒量。
本发明的第4观点的涡旋式压缩机在第3观点的涡旋式压缩机中，第2侧面间隙为第1侧面间隙的120％以上。
根据该结构，第2侧面间隙为第1侧面间隙的120％以上。因此，第2侧面间隙能够通过更大的20％的差分进一步收纳第1涡旋件涡盘的倾倒量。
本发明的第5观点的涡旋式压缩机在第1观点～第4观点中的任意一个涡旋式压缩机中，第1涡旋件涡盘的高度为第1厚度的7倍以上。
根据该结构，第1涡旋件涡盘的高度为厚度的7倍以上。高度相对于厚度的比率越大的涡旋件涡盘，越容易由于流体的压差而倾倒。因此，在容易引起涡旋件涡盘的倾倒的结构中，更加可靠地抑制了涡旋件涡盘彼此的干涉。
本发明的第6观点的涡旋式压缩机在第1观点～第5观点中的任意一个涡旋式压缩机中，第2涡旋件涡盘具有内周侧涡盘部分和外周侧涡盘部分。第1涡旋件涡盘具有在内周侧涡盘部分与外周侧涡盘部分之间相对往复的往复涡盘部分。第1侧面间隙是内周侧涡盘部分与往复涡盘部分所形成的间隙。第2侧面间隙是外周侧涡盘部分与往复涡盘部分所形成的间隙。第1厚度是往复涡盘部分的厚度。第2厚度是外周侧涡盘部分的厚度。
根据该结构，第1涡旋件涡盘的往复涡盘部分被第2涡旋件涡盘的内周侧涡盘部分和外周侧涡盘部分夹着。第1侧面间隙由往复涡盘部分和内周侧涡盘部分形成。第2侧面间隙由往复涡盘部分和外周侧涡盘部分形成。因此，在第1涡旋件涡盘和第2涡旋件涡盘的厚度根据场所而不同的情况下，能够判断应该根据涡旋件涡盘的哪个部位得到第1厚度、第2厚度、第1侧面间隙和第2侧面间隙。
本发明的第7观点的涡旋式压缩机在第1观点～第6观点中的任意一个涡旋式压缩机中，第1涡旋件涡盘是可动涡旋件涡盘，第2涡旋件涡盘是固定涡旋件涡盘。
根据该结构，第1涡旋件涡盘是可动涡旋件涡盘，因此，可动涡旋件具有较小的厚度，重量较轻。因此，使可动涡旋件进行公转的旋转驱动力较小即可，因此，容易提高涡旋式压缩机的能量效率。
发明效果
根据本发明的涡旋式压缩机，在涡旋件涡盘的倾倒时抑制了干涉，不容易引起动作异常。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机10的剖视图。
图2是压缩机构40的固定涡旋件50的剖视图。
图3是压缩机构40的可动涡旋件60的剖视图。
图4是压缩机构40的沿着水平面的剖视图。
图5是示出压缩机构40的截面的示意图。
图6是示出压缩机构40的截面的示意图。
标号说明
10 涡旋式压缩机
20 外壳
30 马达
40 压缩机构
50 固定涡旋件
51 固定涡旋件端板
52 固定涡旋件涡盘
53 固定涡旋件涡盘内线
54 固定涡旋件涡盘外线
60 可动涡旋件
61 可动涡旋件端板
62 可动涡旋件涡盘
63 可动涡旋件涡盘内线
64 可动涡旋件涡盘外线
具体实施方式
(1)整体结构
图1示出本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机10。涡旋式压缩机10搭载于空调装置等，以对作为流体的制冷剂进行压缩。涡旋式压缩机10具有外壳20、马达30、曲轴35、压缩机构40、框架部件70、75。
涡旋式压缩机10的压缩对象的制冷剂例如是压缩机构40的固定涡旋件50和可动涡旋件60的周边比较容易成为高温高压的制冷剂。换言之，涡旋式压缩机10的压缩对象的制冷剂是冷凝压力比较高的制冷剂。具体而言，涡旋式压缩机10的压缩对象的制冷剂例如是R32(R32单体)、包含50％以上的R32的混合制冷剂(例如R410A、R452B、R454B等)、R1123与R32的混合制冷剂等。另外，特别地，这里的涡旋式压缩机10的压缩对象的制冷剂是R32、R1123与R32的混合制冷剂等冷凝压力比R410A高的制冷剂。但是，涡旋式压缩机10的压缩对象的制冷剂不限于上述制冷剂。
(2)详细结构
(2-1)外壳20
外壳20收纳涡旋式压缩机10的各种结构要素和制冷剂。外壳20能够耐受制冷剂的高压力。外壳20具有相互接合的主体部21、上部22、下部23。在上部22设置有用于吸入低压气体制冷剂的吸入管15。在主体部21设置有用于排出高压气体制冷剂的排出管16。在外壳20的下部被封入有用于对各种结构要素中滑动的部位进行润滑的润滑油L。
(2-2)马达30
马达30用于接受电力供给而产生对制冷剂进行压缩的动力。马达30具有定子31和转子32。定子31固定于外壳20的主体部21。定子31具有未图示的绕组。绕组接受电力而产生交流磁场。转子32以能够旋转的方式设置于定子31的中央的空腔内。未图示的永磁体嵌入设置于转子32。永磁体从交流磁场接受力，由此，转子32旋转，产生动力。
(2-3)曲轴35
曲轴35用于将马达30产生的动力传递到压缩机构40。曲轴35具有主轴部36和偏心部37。主轴部36以贯通转子32的方式被固定，与转子32同心。偏心部37相对于转子32偏心，与压缩机构40连接。
(2-4)压缩机构40
压缩机构40用于对低压气体制冷剂进行压缩而生成高压气体制冷剂。压缩机构40具有固定涡旋件50和可动涡旋件60。固定涡旋件50直接或间接地固定于外壳20。可动涡旋件60与曲轴35的偏心部37连接，能够相对于固定涡旋件50进行公转。固定涡旋件50和可动涡旋件60规定压缩室41。压缩室41的容积通过可动涡旋件60的公转而变化，由此，低压气体制冷剂被压缩而成为高压气体制冷剂。高压气体制冷剂从排出口42向压缩机构40的外部排出。
(2-5)框架部件70、75
框架部件70、75将曲轴35支承为能够旋转。一个框架部件70支承主轴部36的上方。另一个框架部件75支承主轴部36的下方。框架部件70、75直接或间接地固定于外壳20。
(3)涡旋式压缩机10的动作
借助从外部供给的电力，图1所示的马达30的转子32进行旋转。转子32的旋转被传递到曲轴35的主轴部36。借助从曲轴35的偏心部37传递的动力，可动涡旋件60相对于固定涡旋件50进行公转。从吸入管15取入的低压气体制冷剂进入压缩机构40的外周侧的压缩室41。通过可动涡旋件60的公转，压缩室41一边减少容积一边向压缩机构40的中央移动。在该过程中，低压气体制冷剂被压缩而成为高压气体制冷剂。高压气体制冷剂从排出口42向压缩机构40的外部排出，向外壳内部空间移动。然后，高压气体制冷剂从排出管16向外壳20的外部排出。
(4)压缩机构40的详细结构
图2示出固定涡旋件50。固定涡旋件50具有固定涡旋件端板51和立设于固定涡旋件端板51的固定涡旋件涡盘52。固定涡旋件涡盘52为涡卷状，例如具有渐开曲线的形状。
图3示出可动涡旋件60。可动涡旋件60具有可动涡旋件端板61和立设于可动涡旋件端板61的可动涡旋件涡盘62。可动涡旋件涡盘62为涡卷状，例如具有渐开曲线的形状。
图4是压缩机构40的水平面中的剖视图。固定涡旋件涡盘52和可动涡旋件涡盘62在多个部位相互接近。这些接近部位被润滑油堵住等而形成密封点。由此，规定了相互分开的多个压缩室41。固定涡旋件涡盘52具有中央侧的边即固定涡旋件涡盘内线53和外周侧的边即固定涡旋件涡盘外线54。可动涡旋件涡盘62具有中央侧的边即可动涡旋件涡盘内线63和外周侧的边即可动涡旋件涡盘外线64。
可动涡旋件涡盘62配置在固定涡旋件涡盘52的相邻的2个部分之间。即，将可动涡旋件涡盘62的任意部分称为往复涡盘部分625时，往复涡盘部分625配置在固定涡旋件涡盘52的内周侧涡盘部分521与外周侧涡盘部分522之间。通过可动涡旋件60的公转，往复涡盘部分625在内周侧涡盘部分521与外周侧涡盘部分522之间进行往复。
图5和图6示出固定涡旋件涡盘52的内周侧涡盘部分521和外周侧涡盘部分522以及可动涡旋件涡盘62的往复涡盘部分625。内周侧涡盘部分521位于压缩机构40的中心侧C。外周侧涡盘部分522位于压缩机构40的外周侧P。往复涡盘部分625位于内周侧涡盘部分521与外周侧涡盘部分522之间。这里，将往复涡盘部分625的厚度称为第1厚度T1，将外周侧涡盘部分522的厚度称为第2厚度T2。进而，将可动涡旋件涡盘62的高度称为第1高度H1。
图5示出往复涡盘部分625最接近内周侧涡盘部分521时。将由此时的内周侧涡盘部分521和往复涡盘部分625形成的间隙称为第1侧面间隙G1。第1侧面间隙G1由可动涡旋件涡盘内线63和固定涡旋件涡盘外线54形成。
图6示出往复涡盘部分625最接近外周侧涡盘部分522时。将由此时的外周侧涡盘部分522和往复涡盘部分625形成的间隙称为第2侧面间隙G2。第2侧面间隙G2由可动涡旋件涡盘外线64和固定涡旋件涡盘内线53形成。
在本实施方式的涡旋式压缩机10的压缩机构40中，如以下那样设定尺寸。
第2侧面间隙G2设定为比第1侧面间隙G1大。具体而言，第2侧面间隙G2为第1侧面间隙G1的110％以上，优选为120％以上。进而，第2侧面间隙G2可以设定为第1侧面间隙G1的1000％以下，优选为500％以下。
第2厚度T2设定为第1厚度T1的130％以上。进而，第2厚度T2可以设定为第1厚度T1的1000％以下，优选为500％以下。
第1高度H1设定为第1厚度T1的7倍以上。进而，第1高度H1可以设定为第1厚度T1的100倍以下，优选为50倍以下。
(5)特征
(5-1)
位于可动涡旋件涡盘外线64侧的第2侧面间隙G2大于位于可动涡旋件涡盘内线63侧的第1侧面间隙G1。与外周侧P相比，压缩机构40的中心侧C收纳高压的流体，因此，具有第1厚度T1这样的较小厚度的可动涡旋件涡盘62的往复涡盘部分625容易向外侧倾倒。因此，往复涡盘部分625的倾倒量收纳在相对较大的第2侧面间隙G2中，因此，抑制了可动涡旋件涡盘62与固定涡旋件涡盘52的干涉，不容易引起动作异常。
(5-2)
第2厚度T2为第1厚度T1的130％以上。与厚出30％以上的固定涡旋件涡盘52相比，可动涡旋件涡盘62倾倒的概率较高。可动涡旋件涡盘62的倾倒量能够收纳在第2侧面间隙G2中。因此，在可动涡旋件涡盘62的倾倒时时，更加可靠地抑制了干涉。
(5-3)
第2侧面间隙G2为第1侧面间隙G1的110％以上，优选为120％以上。因此，第2侧面间隙能够通过10％或20％的差分进一步收纳可动涡旋件涡盘62的倾倒量。
(5-4)
可动涡旋件涡盘62的高度即第1高度H1为可动涡旋件涡盘62的厚度即第1厚度T1的7倍以上。高度相对于厚度的比率越大的涡旋件涡盘，越容易由于流体的压差而倾倒。因此，在容易引起可动涡旋件涡盘62的倾倒的结构中，更加可靠地抑制了可动涡旋件涡盘62与固定涡旋件涡盘52的干涉。
(5-5)
可动涡旋件涡盘62的往复涡盘部分625被固定涡旋件涡盘52的内周侧涡盘部分521和外周侧涡盘部分522夹着。第1侧面间隙G1由往复涡盘部分625和内周侧涡盘部分521形成。第2侧面间隙G2由往复涡盘部分625和外周侧涡盘部分522形成。因此，在可动涡旋件涡盘62和固定涡旋件涡盘52的厚度根据场所而不同的情况下，能够判断应该根据涡旋件涡盘的哪个部位得到第1厚度T1、第2厚度T2、第1侧面间隙G1和第2侧面间隙G2。
(5-6)
可动部件即可动涡旋件60的可动涡旋件涡盘62具有较小厚度即第1厚度T1，因此，重量较轻。因此，使可动涡旋件60进行公转的旋转驱动力较小即可，因此，容易提高涡旋式压缩机10的能量效率。
(6)变形例
下面示出本实施方式的变形例。另外，也可以适当组合多个变形例。
(6-1)变形例A
在上述实施方式中，设第1厚度T1为往复涡盘部分625的厚度，并且设第2厚度T2为外周侧涡盘部分522的厚度。取而代之，也可以设第1厚度T1为往复涡盘部分625的厚度，并且设第2厚度T2为内周侧涡盘部分521的厚度而不是外周侧涡盘部分522的厚度，然后，应用已经说明的第1厚度T1和第2厚度T2的比率。
根据该结构，得到抑制了可动涡旋件涡盘62与固定涡旋件涡盘52的干涉这样的效果，并且能够变更设计上的制约条件。
(6-2)变形例B
针对上述实施方式中说明的各种尺寸的条件，也可以调换固定涡旋件50和可动涡旋件60。即，可以设往复涡盘部分625、第1厚度T1和第1高度H1涉及固定涡旋件50，设内周侧涡盘部分521、外周侧涡盘部分522和第2厚度T2涉及可动涡旋件60。然后，应用第1侧面间隙G1和第2侧面间隙G2的大小关系、第1厚度T1和第2厚度T2的比率、以及其他各种尺寸的条件。
根据该结构，固定涡旋件涡盘52具有较小厚度即第1厚度T1，因此，固定涡旋件涡盘52更加容易倾倒。该条件下，能够得到抑制了可动涡旋件涡盘62与固定涡旋件涡盘52的干涉这样的效果。

Claims (5)

1.一种涡旋式压缩机（10），该涡旋式压缩机具有：
固定涡旋件（50），其具有固定涡旋件涡盘（52）；以及
可动涡旋件（60），其具有可动涡旋件涡盘（62），
第1涡旋件涡盘是所述可动涡旋件涡盘，第2涡旋件涡盘是所述固定涡旋件涡盘，并且，所述第2涡旋件涡盘的厚度即第2厚度（T2）大于所述第1涡旋件涡盘的厚度即第1厚度（T1），
所述第2涡旋件涡盘具有内周侧涡盘部分和外周侧涡盘部分，
所述第1涡旋件涡盘具有在所述内周侧涡盘部分与所述外周侧涡盘部分之间相对往复的往复涡盘部分，
第1侧面间隙（G1）是所述第1涡旋件涡盘的所述往复涡盘部分和所述第2涡旋件涡盘的所述内周侧涡盘部分最接近时所述第1涡旋件涡盘的所述往复涡盘部分与所述第2涡旋件涡盘的所述内周侧涡盘部分之间的间隔，
第2侧面间隙（G2）是所述第1涡旋件涡盘的所述往复涡盘部分和所述第2涡旋件涡盘的所述外周侧涡盘部分最接近时所述第1涡旋件涡盘的所述往复涡盘部分与所述第2涡旋件涡盘的所述外周侧涡盘部分之间的间隔，
所述第1厚度（T1）是所述往复涡盘部分的厚度，
所述第2厚度（T2）是所述外周侧涡盘部分的厚度，
所述第2侧面间隙（G2）大于所述第1侧面间隙（G1）。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，
所述第2厚度（T2）为所述第1厚度（T1）的130%以上。
3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，
所述第2侧面间隙（G2）为所述第1侧面间隙（G1）的110%以上。
4.根据权利要求3所述的涡旋式压缩机，其中，
所述第2侧面间隙（G2）为所述第1侧面间隙（G1）的120%以上。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的涡旋式压缩机，其中，
所述第1涡旋件涡盘的高度（H1）为所述第1厚度（T1）的7倍以上。
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