CN113383162B - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

涡旋式压缩机具备在固定底板立设有固定漩涡体的固定涡旋件和在摆动底板立设有摆动漩涡体的摆动涡旋件，在通过使固定漩涡体与摆动漩涡体啮合而形成的压缩室内将制冷剂压缩。将固定漩涡体以及摆动漩涡体各自的外侧曲线以及内侧曲线的任一者，设为作为基圆的渐开线且在x、y坐标系上使用渐开线角θ以及基圆半径a利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线。将表达式(1)以及表达式(2)中的渐开线臂长w(θ)设为相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状进行变化地增加的函数(x＝a·cosθ+w(θ)·sinθ…(1)y＝a·sinθ‑w(θ)·cosθ…(2))。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于空调以及冷冻机等的涡旋式压缩机。

背景技术

用于空调以及冷冻机等的涡旋式压缩机具有以下结构，即，具备压缩机构部和容器的结构，上述压缩机构部在将固定涡旋件和摆动涡旋件组合而形成的压缩室将制冷剂压缩，上述容器收容压缩机构部。固定涡旋件以及摆动涡旋件分别具有在底板上立设有漩涡体的结构，使漩涡体彼此啮合而形成压缩室。并且，通过使摆动涡旋件进行摆动运动，压缩室缩小容积并且移动，在压缩室进行制冷剂的吸入以及压缩。在该种涡旋式压缩机中，为了谋求小型以及低成本化，重要的是目的为将容器的直径设为相同并且尽量增大压缩室的吸入容积而增大压缩机能力的技术开发。为了将容器的直径设为相同并且增大压缩室的吸入容积，需要设计漩涡体的漩涡形状。

作为涡旋式压缩机的漩涡形状，有设为以规定半径的正圆为基圆的渐开曲线而将漩涡体整体的轮廓设为圆形的技术。对此，近年来，有将漩涡体整体的轮廓设为扁平形状而不是圆形，并进一步也将漩涡体的漩涡形状设为扁平形状的技术(例如参照专利文献1)。

在涡旋式压缩机的压缩机构部的近旁配置有欧式环(日文：オルダムリング)，该欧式环具有防止摆动涡旋件自转的功能。考虑到使欧式环的键部退避，在提高压缩机零件的安装密度的方面，摆动涡旋件的底板的外形形状设为扁平形状比设为圆形理想。在将底板的外形形状设为扁平形状的情况下，通过也将漩涡体的漩涡形状设为扁平形状，能够有效地利用有限的底板上的空间而获取较大的压缩室的吸入容积。由此，在获取较大的压缩室的吸入容积的方面，如专利文献1那样将漩涡体的漩涡形状设为扁平形状是有效的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-54380号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，记载了将漩涡体的轮廓以及漩涡形状设为扁平形状，但对漩涡形状的具体的定义未作记载。关于漩涡体的漩涡形状，有如上述那样由以规定半径的正圆为基圆的渐开曲线定义的技术，但在将漩涡形状设为扁平形状的情况下，在制造漩涡体的方面，也需要具体地定义漩涡形状。

本发明是鉴于这样的问题而做成的，目的在于提供一种能够利用表达式定义将轮廓设为扁平形状的漩涡体的漩涡形状的涡旋式压缩机。

用于解决课题的方案

本发明的涡旋式压缩机具备在固定底板立设有固定漩涡体的固定涡旋件和在摆动底板立设有摆动漩涡体的摆动涡旋件，在通过使固定漩涡体与摆动漩涡体啮合而形成的压缩室内将制冷剂压缩，其中，将固定漩涡体以及摆动漩涡体各自的外侧曲线以及内侧曲线的任一者，设为作为基圆的渐开线且在x、y坐标系上使用渐开线角(日文：伸開角)θ以及基圆半径a利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线，将表达式(1)以及表达式(2)中的渐开线臂长(日文：伸開腕長さ)w(θ)设为相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状变化地增加的函数。

x＝a·cosθ+w(θ)·sinθ…(1)

y＝a·sinθ-w(θ)·cosθ…(2)

发明效果

采用本发明，在x、y坐标系上使用渐开线角θ以及基圆半径a利用表达式(1)、(2)定义漩涡体的漩涡形状，还将表达式(1)以及表达式(2)中的渐开线臂长w(θ)设为相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状变化地增加的函数。由此，能用表达式定义轮廓为扁平形状的漩涡体的漩涡形状。

x＝a·cosθ+w(θ)·sinθ…(1)

y＝a·sinθ-w(θ)·cosθ…(2)

附图说明

图1是本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的整体结构的概略纵剖视图。

图2是本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的横剖视图。

图3是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的固定漩涡体和摆动漩涡体的俯视图。

图4是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机中的摆动涡旋件的旋转一圈过程中的动作的压缩工序图。

图5是构成本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的漩涡形状的制图方法的说明图。

图6是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机中的漩涡体的漩涡形状的制图所用的渐开线臂长w(θ)的特性的一例的图。

图7是表示本发明的实施方式2的涡旋式压缩机中的漩涡体的外侧曲线的扁平率的变化的图。

图8是表示本发明的实施方式3的涡旋式压缩机中的漩涡体的外侧曲线的图。

图9是表示本发明的实施方式4的涡旋式压缩机中的漩涡体的漩涡形状的图。

图10是表示确定本发明的实施方式4的涡旋式压缩机中的对漩涡体的漩涡形状的渐开线臂长w(θ)的特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图等说明本发明的实施方式的涡旋式压缩机。在此，包括图1在内，在以下的图中，标注了相同的附图标记的构件是相同或与之相当的构件，这在以下记载的实施方式的全文中是通用的。并且，在说明书全文中示出的结构要素的方式只不过是例示，并不限定于说明书记载的方式。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的整体结构的概略纵剖视图。

实施方式1的涡旋式压缩机具有压缩机构部8、借助旋转轴6驱动压缩机构部8的电动机构部110和其他构成零件，并具有将以上构件收纳于构成外廓的密闭容器100的内部的结构。

在密闭容器100内还以隔着电动机构部110相对的方式收纳有框架7和副框架9。框架7配置于电动机构部110的上侧，位于电动机构部110与压缩机构部8之间。副框架9位于电动机构部110的下侧。框架7通过热套或焊接等固定安装于密闭容器100的内周面。副框架9借助副框架保持体9a通过热套或焊接等固定安装于密闭容器100的内周面。

在副框架9的下方安装有包含容积型泵的泵部件112。泵部件112将存积于密闭容器100的底部的油存积部100a的冷冻机油供给到压缩机构部8的后述的主轴承7a等的滑动部。泵部件112在上端面沿轴向支承旋转轴6。

在密闭容器100设置有用于吸入制冷剂的吸入管101和用于排出制冷剂的排出管102。

压缩机构部8具有将自吸入管101吸入的制冷剂压缩并将压缩后的制冷剂排出到在密闭容器100内的上方形成的高压部的功能。压缩机构部8具备固定涡旋件1和摆动涡旋件2。

固定涡旋件1借助框架7固定于密闭容器100。摆动涡旋件2配置于固定涡旋件1的下侧并摆动自如地支承于旋转轴6的后述的偏心轴部6a。

固定涡旋件1具备固定底板1a和立设于固定底板1a的一面的作为漩涡状突起的固定漩涡体1b。摆动涡旋件2具备摆动底板2a和立设于摆动底板2a的一面的作为漩涡状突起的摆动漩涡体2b。固定涡旋件1以及摆动涡旋件2在将固定漩涡体1b和摆动漩涡体2b以相反的相位啮合的对称漩涡形状的状态下，配置在密闭容器100内。在固定漩涡体1b与摆动漩涡体2b之间形成有压缩室71，随着旋转轴6的旋转，该压缩室71的容积随着自径向外侧向内侧去而缩小。

在固定涡旋件1的固定底板1a处，在与摆动涡旋件2相反的一侧的面固定有挡板4。在挡板4形成有与固定涡旋件1的排出口1c相连通的通孔4a，在该通孔4a设置有排出阀11。并且，在挡板4以覆盖通孔4a的方式安装有排出消声器12。

框架7固定配置有固定涡旋件1，具有沿轴向支承向摆动涡旋件2作用的推力的推力面。另外，在框架7贯通形成有将自吸入管101吸入的制冷剂引导到压缩机构部8内的开口部7c。

另外，在框架7上配置有用于防止摆动涡旋件2在回旋运动中自转的欧式环14。欧式环14的键部14a配置于摆动涡旋件2的摆动底板2a的外周侧。

电动机构部110向旋转轴6供给旋转驱动力，具备电动机定子110a和电动机转子110b。电动机定子110a为了自外部获得电力，利用引线(未图示)连接于在框架7与电动机定子110a之间存在的玻璃端子(未图示)。电动机定子110a通过热套等固定于旋转轴6。为了取得涡旋式压缩机的旋转系统整体的平衡，在旋转轴6固定有第1平衡块60，在电动机定子110a固定有第2平衡块61。

旋转轴6由旋转轴6的上部的偏心轴部6a、主轴部6b和旋转轴6的下部的副轴部6c构成。偏心轴部6a借助摆动轴承2c和带平衡块的滑动件5，与摆动涡旋件2嵌合，偏心轴部6a利用旋转轴6的旋转使摆动涡旋件2进行摆动运动。主轴部6b隔着套筒13与主轴承7a嵌合，该主轴承7a在设置于框架7的圆筒状的毂部7b的内周配置，该主轴部6b借助由冷冻机油产生的油膜与主轴承7a滑动。通过压入铜铅合金等滑动轴承所使用的轴承材料等方式而将主轴承7a固定在毂部7b内。

在副框架9的上部具备由球轴承构成的副轴承10，在电动机构部110的下部沿径向对旋转轴6进行轴支承。另外，副轴承10也可以利用球轴承以外的其他轴承结构进行轴支承。副轴部6c与副轴承10嵌合，借助由冷冻机油产生的油膜与副轴承10滑动。主轴部6b以及副轴部6c的轴心与旋转轴6的轴心一致。

在此，如以下这样定义密闭容器100内的空间。将密闭容器100的内部空间中的比框架7靠电动机转子110b侧的空间设为第1空间72。另外，将由框架7的内壁和固定底板1a形成的空间设为第2空间73。另外，将比固定底板1a靠排出管102侧的空间设为第3空间74。

接下来，说明密闭容器100的内部的压缩机构部8的零件配置。

图2是本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的横剖视图。图3是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的固定漩涡体和摆动漩涡体的俯视图。另外，在图2以及图3中，为了容易地区别固定涡旋件1的固定漩涡体1b和摆动涡旋件2的摆动漩涡体2b，用斜剖面线表示摆动涡旋件2的摆动漩涡体2b。在后述的图中也同样。

密闭容器100在俯视下为正圆形状，在密闭容器100的内部以与密闭容器100的内周面接触的状态固定安装有框架7的外周面。由此，框架7的外周面也成为正圆形状。在框架7内部的第2空间73配置有固定涡旋件1的固定漩涡体1b和摆动涡旋件2。另外，在第2空间73内配置有欧式环14的键部14a。在这样的规格下，需要避开键部14a的可动范围地配置摆动底板2a，因此摆动底板2a的外形形状成为扁平形状。另外，扁平形状也包含长圆形状以及椭圆形状，总之是指比圆扁平的所有形状。

这样，由于摆动底板2a的外形形状是扁平形状，所以立设在摆动底板2a上的摆动漩涡体2b也设为扁平形状，从而能够有效地使用摆动底板2a上的空间，提高空间效率。固定底板1a也同样，将固定底板1a和固定漩涡体1b设为扁平形状。通过这样提高空间效率，能在将密闭容器100的大小设为同样的状态下实现压缩室71的容积的扩大，从而能够提高压缩机能力。反过来看，在确保相同的压缩机能力时，能够实现密闭容器100的小型化。另外，以下在对固定漩涡体1b和摆动漩涡体2b不做区别地提起这两者时，总称为“漩涡体”。底板也同样，在对固定底板1a和摆动底板2a不做区别地提起这两者时，总称为“底板”。

接下来，说明涡旋式压缩机的动作。

图4是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机中的摆动涡旋件的旋转一圈过程中的动作的压缩工序图。图4的(a)表示旋转相位为0[rad](2π[rad])的情况下的漩涡体的位置。图4的(b)表示旋转相位为π/2[rad]的情况下的漩涡体的位置。图4的(c)表示旋转相位为π[rad]的情况下的漩涡体的位置。图4的(d)表示旋转相位为3π/2[rad]的情况下的漩涡体的位置。

在对电动机构部110的电动机定子110a通电时，电动机转子110b受到转矩而旋转。固定于电动机转子110b的旋转轴6随之被旋转驱动。旋转轴6的旋转运动借助偏心轴部6a传递到摆动涡旋件2。摆动涡旋件2的摆动漩涡体2b被欧式环14限制自转地以摆动半径进行摆动运动。另外，摆动半径是指偏心轴部6a相对于主轴部6b的偏心量。

随着电动机构部110的驱动，制冷剂自外部的冷冻循环经由吸入管101流入密闭容器100内的第1空间72。流入到第1空间72的低压制冷剂经过在框架7内设置的两个开口部7c流入第2空间73。流入到第2空间73的低压制冷剂随着压缩机构部8的摆动漩涡体2b以及固定漩涡体1b的相对性摆动动作而被吸入到压缩室71。被吸入到压缩室71的制冷剂如图4所示，因压缩室71的几何学上的容积随着摆动漩涡体2b以及固定漩涡体1b的相对性动作发生变化而自低压向高压升压。并且，成为高压的制冷剂通过固定涡旋件1的排出口1c以及挡板4的通孔4a并推开排出阀11而向排出消声器12内排出。被排出到排出消声器12内的制冷剂向第3空间74排出，自排出管102作为高压制冷剂而向压缩机外部排出。

在本实施方式1中，如上述那样将摆动漩涡体2b以及固定漩涡体1b的轮廓设为扁平形状，漩涡形状也设为扁平形状。这样，在将漩涡体的漩涡形状设为扁平形状的压缩机构部8中，如图4所示，在以固定的摆动半径使摆动漩涡体2b进行了动作的情况下，摆动漩涡体2b的朝外面以及朝内面与固定漩涡体1b的彼此相对的朝内面以及朝外面接触地动作。

并且，本实施方式1的特征在于，用表达式定义将轮廓设为扁平形状的漩涡体的漩涡形状。漩涡形状由确定漩涡体的朝外面的外侧曲线和确定漩涡体的朝内面的内侧曲线决定。在用表达式定义漩涡体的漩涡形状时，具体而言将漩涡体的外侧曲线以及内侧曲线的任一者设为作为基圆的渐开线且在x、y坐标系上使用渐开线角θ而由表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线。

表达式(1)以及(2)中的a是基圆的半径。表达式(1)以及(2)中的渐开线臂长w(θ)是连接基圆的渐开线角θ处的圆周上的点和渐开线的渐开线角θ处的曲线上的点的直线的长度，利用呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状进行变化的函数给出该渐开线臂长w(θ)。由此，能用表达式定义将轮廓设为扁平形状的漩涡体的漩涡形状。另外，渐开线臂长w(θ)如上所述地呈正弦波状或余弦波状变化，在本实施方式1中，作为一例，设为如表达式(3)那样呈正弦波状变化。另外，在表达式(3)中，α以及β为系数。N为1以上的自然数。

表达式1

x＝a·cosθ+w(θ)·sinθ…(1)

表达式2

y＝a·sinθ-w(θ)·cosθ…(2)

表达式3

在表达式(3)中，无论α是正值还是负值，此表达式都成立。β为正值。另外，通过改变α，轮廓的扁平率变化。另外，通过改变β，漩涡体的壁厚的缩小率变化。利用实施方式2以及实施方式3说明在改变了α和β的情况下的具体的漩涡体的变化。

接下来，说明固定漩涡体1b以及摆动漩涡体2b各自的漩涡形状的制图方法。固定漩涡体1b和摆动漩涡体2b的制图方法相同，因此，以下将摆动漩涡体2b作为代表进行说明。如上所述，漩涡形状由确定漩涡体的朝外面的外侧曲线和确定漩涡体的朝内面的内侧曲线决定。在此，使用图5说明在将外侧曲线设为利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线的情况下的漩涡形状的制图方法。

图5是构成本发明的实施方式1的涡旋式压缩机的压缩机构部的漩涡形状的制图方法的说明图。在图5中，以(a)、(b)、(c)、(d)的次序进行制图。在制图时，首先如图5的(a)所示那样描画基圆的渐开线30。在此，渐开线臂长w(θ)如上所述，依据渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状增加。在此描画出的渐开线30成为外侧曲线。

接着，以图5的(b)～图5的(d)的次序描画内侧曲线。即，首先如图5的(b)所示那样，描画使在次序(a)中描画的渐开线30相对于基圆中心O旋转了π[rad]后得到的曲线31。在此，为了做成内侧曲线，在之后的制图次序中不使用曲线31中的位于比曲线30靠外侧的位置的曲线部分(在图5的(b)中是虚线部分)。

接着，如图5的(c)所示那样，描画在次序(b)中描画得到的曲线31上具有中心的、半径与摆动涡旋件2的摆动半径相等的多个圆32。接着，如图5的(d)所示那样，描画在次序(c)中描画得到的圆组的外侧包络线33。在该次序(d)中描画得到的曲线33成为内侧曲线。

据此，在次序(a)中描画得到的曲线30成为摆动漩涡体2b的外侧曲线，在次序(d)中描画得到的曲线33成为摆动漩涡体2b的内侧曲线，次序(d)的斜剖面线区域成为摆动漩涡体2b的截面。另外，在图5中，图示了在渐开线臂长w(θ)的表达式(3)中将α的值设为0.5、将β的值设为0.015、将N的值设为1的情况下的摆动漩涡体2b的形状。

关于固定漩涡体1b，基于与上述的摆动漩涡体2b同样的次序，在壁厚与摆动漩涡体2b相等的规格下，使固定漩涡体1b成为使摆动漩涡体2b的形状旋转了π[rad]后得到的形状。

另外，在此说明了将外侧曲线设为利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线的情况下的漩涡形状的制图方法，将内侧曲线设为利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线的情况下的漩涡形状的制图方法也基本相同。在将内侧曲线设为利用表达式(1)以及表达式(2)定义的曲线的情况下，如以下这样地描画外侧曲线即可。首先，进行图5的(a)的次序，接着在之后的制图次序中不使用图5的(b)中的曲线30中的位于比曲线31靠外侧的位置的曲线部分。并且，描画在曲线31上具有中心的、半径与摆动涡旋件2的摆动半径相等的多个圆32。该圆组的内侧包络线成为外侧曲线。

图6是表示本发明的实施方式1的涡旋式压缩机中的漩涡体的漩涡形状的制图中所用的渐开线臂长w(θ)的特性的一例的图。图6的纵轴表示w(θ)与基圆半径a和渐开线角θ之积的比率。图6的横轴表示渐开线角θ[rad]。

在图6中表示与图5同样在将表达式(3)的α的值设为0.5、将β的值设为0.015、将N的值设为1的情况下的渐开线臂长w(θ)相对于渐开线角θ的周期性变化。在图6所示的渐开线臂长w(θ)的波形中，表明w(θ)/a·θ的值越大，漩涡体的壁厚越厚。由此，在π/2、3π/2、5π/2、7π/2的情况下，漩涡体的壁厚增厚。另外，在渐开线臂长w(θ)的波形中，漩涡体成为沿具有超过1.0的峰值的渐开线角的方向被拉长了的形状。由此，在图6的例子中，在渐开线角为π/2、3π/2、5π/2、7π/2的情况下，超过1.0的峰值到来，因此成为如图5所示沿横向被拉长了的形状。

另外，在β为0的情况下，渐开线臂长w(θ)的峰值的周期为π[rad]。在此，β为0.015，为0以上，因此渐开线臂长w(θ)的峰值的周期比π[rad]稍短。另外，在β为0以下的情况下，渐开线臂长w(θ)的峰值的周期比π[rad]稍长。这样，根据β的值，渐开线臂长w(θ)的周期有时偏离π[rad]，但该偏离是微小的。由此，在“渐开线臂长w(θ)相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状进行变化”这一表述中，不仅限于周期与π[rad]一致的情况，也包含偏离π[rad]一些的情况。

如以上说明的那样，在本实施方式1中，使用渐开线角θ利用上述表达式(1)以及表达式(2)定义了漩涡体的漩涡形状。并且，将表达式(1)以及表达式(2)中的渐开线臂长w(θ)设为相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状进行变化的函数。由此，能用表达式定义轮廓为扁平形状的漩涡体的漩涡形状。

另外，本实施方式1所述的漩涡体和底板的轮廓都为扁平形状，因此能够提高底板上的漩涡体的安装密度。虽然以往也有将底板以及漩涡体的轮廓都设为正圆状的技术，但本实施方式1相比该现有技术，由于能够提高漩涡体的安装密度，因此能将漩涡体的漩涡的全长的长度设定为较长。由于能够加长漩涡体的漩涡的全长的长度，因此能将漩涡体的轴向的前端面整体的面积设定为较大。虽然有的涡旋式压缩机具有使固定涡旋件1与摆动涡旋件2沿轴向接触的柔性机构，但在该种涡旋式压缩机中也能降低在漩涡体的前端面产生的表面压力。由此，能够抑制由滑动导致的磨损以及划伤，从而能够提高可靠性。

另外，在本实施方式1所述的漩涡体的漩涡形状中，相比图6中的π/2以及3π/2的旋转相位，0以及π的旋转相位能将漩涡体的侧表面处的滑动速度设定为较小。因此，通过在水平方向的气体载荷增大的旋转相位将滑动速度设定为较小，在水平方向的气体载荷减小的旋转相位将滑动速度设定为较大，能够降低漩涡体的侧表面处的PV值。PV值是指载荷与滑动速度之积。这样，能够降低PV值，因此能够抑制由滑动导致的磨损以及划伤，从而能够提高可靠性。

实施方式2.

在实施方式2中，说明与上述表达式(3)中的α的值相应的、漩涡体的轮廓的扁平率的变化。以下，以实施方式2不同于实施方式1的结构为中心进行说明，在实施方式2中未做说明的结构与实施方式1相同。

在以下的图7中示出在上述表达式(3)中改变了α的值的情况下的漩涡体的形状。

图7是表示本发明的实施方式2的涡旋式压缩机中的漩涡体的外侧曲线的扁平率的变化的图。在图7中，(a)表示α＝0的情况，(b)表示α＝0.1的情况，(c)表示α＝0.2的情况。另外，在图7中，将β的值设定为0.005，将N的值固定为1。

如图7所示，通过改变α的值，能够任意地设定漩涡体的轮廓的扁平率。另外，扁平率如图7的(a)所示，是长径D1与短径D2之比D1/D2。由此，根据图7，随着α的值增大，扁平率增大。

采用实施方式2，获得与实施方式1同样的效果，并且通过改变α的值，能够任意地设定漩涡体的轮廓的扁平率。由此，通过根据底板的形状改变α而设定漩涡体的轮廓的扁平率，能够实现漩涡的轮廓的最佳化，从而能够实现底板上的漩涡体的安装密度的提高。

实施方式3.

在实施方式3中，说明在上述表达式(3)中与β的值相应的、漩涡体的壁厚的缩小率的变化。以下，以实施方式3不同于实施方式1的结构为中心进行说明，在实施方式3中未做说明的结构与实施方式1相同。

在以下的图8中示出在上述表达式(3)中改变了β的值的情况下的漩涡体的形状。

图8是表示本发明的实施方式3的涡旋式压缩机中的漩涡体的外侧曲线的图。在图8中，(a)表示β＝0的情况，(b)表示β＝0.005的情况，(c)表示β＝0.010的情况。另外，在图8中，将α的值固定为0.2，将N的值固定为1。

如图8所示，通过改变β的值，能够任意地设定漩涡体的从卷绕起始部向卷绕终止部的间隔的缩小率。另外，间隔的缩小率如图8的(a)所示，是卷绕起始部的间隔P1与卷绕终止部的间隔P2之比P1/P2。由此，根据图8，随着将β增大为0以上，间隔的缩小率增大。漩涡体的壁厚的缩小率与间隔的缩小率同样，也是随着将β增大为0以上而增大。壁厚的缩小率是指漩涡体的卷绕起始部的壁厚与卷绕终止部的壁厚之比。

在上述表达式(3)中，β取0以上的值，在增大β时，随着渐开线角θ增大，表达式(3)的(1-βθ)的值减小。由此，如根据图6可知那样，渐开线角θ自π/2起每隔π，w(θ)/a·θ的值减小。具体而言，当渐开线角θ为π/2时，w(θ)/a·θ为约1.46，在渐开线角θ为3π/2时，w(θ)/a·θ为约1.39，是减小的。并且，如上所述，当w(θ)/a·θ较大时，漩涡体的壁厚体现为较厚，因此当渐开线臂长w(θ)如图6那样地变化时，在从卷绕起始部到卷绕终止部，漩涡体的壁厚成为每隔渐开线角π地缩小的结构。以下说明通过该结构获得的效果。

越靠近制冷剂被压缩而压力升高的中心部，也就是漩涡体的中心部，形成在压缩机构部8内的压缩室71间的压力差越大。也就是说，相比卷绕终止部分，漩涡体的卷绕起始部分的压缩室71间的压力差增大。因而，在设计漩涡体的壁厚时，需要设计为能耐得住在漩涡体的中心部产生的压力差的壁厚。在此，假设在使漩涡体的壁厚自卷绕起始部到卷绕终止部恒定为耐得住在漩涡体的中心部产生的压力差的壁厚的情况下，在压缩室71间的压力差较小的卷绕终止部近旁，在强度上成为过度设计。也就是说，会在所需以上地将漩涡体的壁厚形成为较厚，因此会使吸入结束时的压缩室71的容积也就是吸入容积不必要地减少。

相对于此，在本实施方式3中，通过适当地设定β，能够任意地设定从卷绕起始部向卷绕终止部的壁厚的缩小率。因此，通过依据压缩机的规格以及运转条件等设定β，能够获得以下的漩涡体，该漩涡体在卷绕起始部具有所需的强度的壁厚并且在卷绕终止部使壁厚变薄，能在有限的空间内将吸入容积确保为较大。具体而言，随着将β增大为0以上的值，壁厚的缩小率增大，因此在漩涡体的中心部处的压缩室71间的压力差较大的情况下，增大β的值即可，在漩涡体的中心部处的压缩室71间的压力差较小的情况下，减小β的值即可。

如以上说明的那样，采用本实施方式3，获得与实施方式1同样的效果，并且通过改变β的值，能够任意地设定漩涡体的壁厚的缩小率。

另外，通过将本实施方式3与实施方式2组合，能够定义能任意地设定漩涡体的轮廓的扁平率和壁厚的缩小率的具体的数学式，从而能够提高底板上的漩涡体的漩涡形状的设计自由度。并且，通过根据底板的形状设定漩涡体的轮廓的扁平率，并且依据压缩机的规格以及运转条件等设定β，能够由漩涡体的轮廓的最佳化实现漩涡体的安装密度的提高，并且也能实现吸入容积的扩大。由此，能在不使压缩机大型化的前提下提高压缩机能力。或者，能够实现同等的压缩机能力下的压缩机的小型化。

实施方式4.

在实施方式4中，说明与渐开线臂长w(θ)的特性相应的漩涡形状的变化。以下，以实施方式4不同于实施方式1的结构为中心进行说明，在实施方式4中未做说明的结构与实施方式1相同。

图9是表示本发明的实施方式4的涡旋式压缩机中的漩涡体的漩涡形状的图。图9的(a)～图9的(d)依次表示在将渐开线臂长w(θ)的函数式设为上述实施方式1所示的表达式(3)和以下的表达式(4)～(6)的情况下的固定漩涡体1b以及摆动漩涡体2b的形状。图10是表示对本发明的实施方式4的涡旋式压缩机中的漩涡体的漩涡形状进行确定的渐开线臂长w(θ)的特性的图。图10的(a)～图10的(d)对应于图9的(a)～图9的(d)，依次将渐开线臂长w(θ)设为上述实施方式1所示的表达式(3)和以下的表达式(4)～(6)。图10的纵轴表示w(θ)与基圆半径a和渐开线角θ之积的比率。图10的横轴表示渐开线角θ[rad]。另外，在图9以及图10中，将α的值设为0.1，将β的值设为0，将N的值设为1。

表达式4

表达式5

w(θ)＝a·θ(1+α(sin2θ))(1-βθ)…(5)

表达式6

w(θ)＝a·θ(1+α(cos2θ))(1-βθ)…(6)

如图9所示，通过改变渐开线臂长w(θ)的函数式，能够任意地设定固定漩涡体1b以及摆动漩涡体2b的轮廓。

在实施方式1～4中，说明了密闭容器100的内部被低压制冷剂填满的低压壳型的涡旋式压缩机，但在设为密闭容器100的内部被高压制冷剂填满的高压壳型的涡旋式压缩机的情况下，也获得同样的效果。

附图标记说明

1、固定涡旋件；1a、固定底板；1b、固定漩涡体；1c、排出口；2、摆动涡旋件；2a、摆动底板；2b、摆动漩涡体；2c、摆动轴承；4、挡板；4a、通孔；5、带平衡块的滑动件；6、旋转轴；6a、偏心轴部；6b、主轴部；6c、副轴部；7、框架；7a、主轴承；7b、毂部；7c、开口部；8、压缩机构部；9、副框架；9a、副框架保持体；10、副轴承；11、排出阀；12、排出消声器；13、套筒；14、欧式环；14a、键部；21、过压缩溢流口；22、过压缩溢流口；30、渐开线；32、圆；33、外侧包络线；60、第1平衡块；61、第2平衡块；71、压缩室；72、第1空间；73、第2空间；74、第3空间；100、密闭容器；100a、油存积部；101、吸入管；102、排出管；110、电动机构部；110a、电动机定子；110b、电动机转子；112、泵部件。

Claims (8)

1.一种涡旋式压缩机，具备固定涡旋件和摆动涡旋件，该固定涡旋件在固定底板立设有固定漩涡体，该摆动涡旋件在摆动底板立设有摆动漩涡体，在通过使所述固定漩涡体与所述摆动漩涡体啮合而形成的压缩室内将制冷剂压缩，其中，

将所述固定漩涡体以及所述摆动漩涡体各自的外侧曲线以及内侧曲线的任一者，设为作为基圆的渐开线且在x、y坐标系上使用渐开线角θ以及基圆半径a利用表达式1以及表达式2定义的曲线，

表达式1

x＝a·cosθ+w(θ)·sinθ…(1)

表达式2

y＝a·sinθ-w(θ)·cosθ…(2)

将所述表达式1以及所述表达式2中的渐开线臂长w(θ)设为相对于渐开线角θ呈以π[rad]为1个周期的正弦波状或余弦波状进行变化地增加的函数，

w(θ)/a·θ的值越大，所述固定漩涡体以及所述摆动漩涡体的壁厚越厚。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

利用表达式3给出所述渐开线臂长w(θ)，

表达式3

在此，α以及β为系数，N为1以上的自然数。

3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

利用表达式4给出所述渐开线臂长w(θ)，

表达式4

在此，α以及β为系数，N为1以上的自然数。

4.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

利用表达式5给出所述渐开线臂长w(θ)，

表达式5

w(θ)＝a·θ(1+α(sin2θ))(1-βθ)…(5)

在此，α以及β为系数，N为1以上的自然数。

5.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其中，

利用表达式6给出所述渐开线臂长w(θ)，

表达式6

w(θ)＝a·θ(1+α(cos2θ))(1-βθ)…(6)

在此，α以及β为系数，N为1以上的自然数。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的涡旋式压缩机，其中，

将系数β设为0以上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的涡旋式压缩机，其中，

在利用所述表达式1以及所述表达式2定义的曲线为所述外侧曲线时，所述固定漩涡体以及所述摆动漩涡体各自的所述内侧曲线是在使所述外侧曲线以所述基圆的中心为基准旋转了π[rad]后得到的曲线上具有中心的、半径与所述摆动涡旋件的摆动半径相等的圆组的外侧包络线，

在利用所述表达式1以及所述表达式2定义的曲线为所述内侧曲线时，所述固定漩涡体以及所述摆动漩涡体各自的所述外侧曲线是在使所述内侧曲线以所述基圆的中心为基准旋转了π[rad]后得到的曲线上具有中心的、半径与所述摆动涡旋件的摆动半径相等的圆组的内侧包络线。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的涡旋式压缩机，其中，

所述摆动底板的外形形状为扁平形状。

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