CN113454341A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

压缩机(10)是密闭容器(20)内被划分为高压空间(60)和低压空间(70)，在低压空间(60)配置有压缩机构部(30)和用于驱动压缩机构部(30)的电动机(40)的涡旋式压缩机。防止回旋涡旋件(120)自转用的十字滑环(140)配置于固定涡旋件(110)与回旋涡旋件(120)之间。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋式压缩机。

背景技术

专利文献1公开了涡旋式压缩机。该涡旋式压缩机为密闭容器内高压型。如图9所示，在回旋涡旋件6的背面设置有油室和背压室14，油室是与密闭容器内的高压同等的压力的区域，背压室14施加压缩中途的中压。由此，即使运转条件变化也能够将回旋涡旋件6适当地按压于固定涡旋件3，使回旋涡旋件不从固定涡旋件脱离，避免因泄漏造成的性能下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-69280号公报

发明内容

本公开提供即使在密闭容器内低压型的涡旋式压缩机中，也能够避免回旋涡旋件从固定涡旋件脱离，抑制因来自压缩室的压力的泄漏而造成的性能下降的涡旋式压缩机。

本公开的涡旋式压缩机具有：密闭容器；将密闭容器内划分为高压空间和低压空间的分隔板；和配置于低压空间的压缩机构部以及配置于低压空间的用于驱动压缩机构部的电动机。压缩机构部具有：固定涡旋件；与固定涡旋件啮合而构成压缩室的回旋涡旋件；和防止回旋涡旋件的自转的十字滑环。十字滑环配置于固定涡旋件与回旋涡旋件之间。

附图说明

图1是实施方式1的涡旋式压缩机的纵剖面图。

图2是实施方式1的涡旋式压缩机的主要部分剖面图。

图3是从上表面观察实施方式1的涡旋式压缩机的回旋涡旋件的立体图。

图4是实施方式1的涡旋式压缩机的回旋涡旋件的剖面图。

图5是实施方式1的涡旋式压缩机的固定涡旋件的仰视图。

图6是实施方式1的涡旋式压缩机的固定涡旋件的剖面图。

图7是实施方式1的涡旋式压缩机的十字滑环的俯视图。

图8是实施方式1的涡旋式压缩机的主要部分剖面图的。

图9是现有的涡旋式压缩机的纵剖面图。

具体实施方式

(作为本公开的基础的知识等)

在发明人想到本发明之时，作为涡旋式压缩机，除了专利文献1所示的密闭容器内高压型涡旋式压缩机之外，还有密闭容器内被分隔为高压区域和低压区域，在低压区域设置有压缩机构和电动机的密闭容器内低压型的涡旋式压缩机。在该密闭容器内低压型的涡旋式压缩机中，在回旋涡旋件的背面的中心部形成有配置有偏心轴承的低压区域。因此在想要在回旋涡旋件的背面侧配置十字滑环时，无法为了压力施加区域而在回旋涡旋件的背面确保必要的面积。因而，存在因将回旋涡旋件向固定涡旋件按压的力不足，导致回旋涡旋件从固定涡旋件脱离，从而造成来自压缩室的压力发生泄漏，使得性能下降的问题。发明人们为了解决这样的问题，最终构成了本公开的主题。

以下，参照附图对实施方式进行详细的说明。但是，存在省略超过必要限度范围的详细说明的情况。例如存在省略对已公知的事项的详细说明或对实质相同的构成的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明非必要的冗长，并便于本领域技术人员理解。

另外，附图和以下说明是为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并无通过这些对权利要求书所记载的主题进行限定的意图。

(实施方式1)

以下，使用图1～图8对实施方式1进行说明。

[1-1.构成]

图1是本公开的实施方式的涡旋式压缩机的纵剖面图，图2是该涡旋式压缩机的主要部分剖面图。

在图1和图2中，压缩机10包括上下方向为长度方向的圆筒状的密闭容器20作为外壳。另外，在本实施方式中，上下方向是各图中的Z轴方向。

压缩机10是在密闭容器20的内部包括用于压缩制冷剂的压缩机构部30和用于驱动压缩机构部30的电动机40的密闭型涡旋式压缩机。

在密闭容器20的内部的上方设置有将密闭容器20的内部上下分隔的分隔板50。分隔板50将密闭容器20的内部划分为高压空间60和低压空间70。高压空间60是由压缩机构部30压缩后的高压制冷剂充满的空间。低压空间70是由压缩机构部30压缩前的低压制冷剂充满的空间。

密闭容器20包括使密闭容器20的外部与低压空间70连通的制冷剂吸入管80和使密闭容器20的外部与高压空间60连通的制冷剂排出管90。压缩机10中，经由制冷剂吸入管80从设置于密闭容器20的外部的冷冻循环回路(未图示)向低压空间70导入低压制冷剂。由压缩机构部30压缩的高压制冷剂首先被导入高压空间60。然后，制冷剂从高压空间60经由制冷剂排出管90向冷冻循环回路排出。

在低压空间70的底部形成有贮存润滑油的贮油部100。

压缩机10在低压空间70包括压缩机构部30和电动机40。压缩机构部30至少由固定涡旋件110、回旋涡旋件120、主轴承130和十字滑环140构成。固定涡旋件110在分隔板50的下方与分隔板50邻接地配置。回旋涡旋件120在固定涡旋件110的下方与固定涡旋件110啮合地配置。

固定涡旋件110包括：圆板状的固定涡旋件端板111；和竖立设置于固定涡旋件端板111的下表面的涡旋状的固定涡旋齿112(参照后文所述的图5和图6)。

回旋涡旋件120包括圆板状的回旋涡旋件端板121、竖立设置于回旋涡旋件端板121的上表面的涡旋状的回旋涡旋齿122、和下方凸台部123(参照后文所述的图3和图4)。下方凸台部123是形成于回旋涡旋件端板121的下表面的大致中央的圆筒状的突起。

回旋涡旋件120的回旋涡旋齿122与固定涡旋件110的固定涡旋齿112啮合，由此在回旋涡旋件120与固定涡旋件110之间形成压缩室150。压缩室150形成于回旋涡旋齿122的内壁面(后述)侧和外壁面(后述)侧。

在固定涡旋件110和回旋涡旋件120的下方设置有支承回旋涡旋件120的主轴承130。主轴承130包括设置于上表面的大致中央的凸台收容部131和设置于凸台收容部131的下方的轴承部132。凸台收容部131是用于收纳回旋涡旋件120的下方凸台部123的凹部。轴承部132是上端向凸台收容部131开口且下端向低压空间70开口的贯通孔。

主轴承130利用上表面支承回旋涡旋件120并且利用轴承部132轴支承旋转轴160。

旋转轴160是图1中的上下方向为长度方向的轴。旋转轴160的一端侧由轴承部132轴支承，另一端侧由副轴承170轴支承。副轴承170是设置于低压空间70的下方，优选设置于贮油部100内的轴承。在旋转轴160的上端设置有相对于旋转轴160的轴心偏心的偏心轴161。偏心轴161经由摆动衬套(swing bush)180和回旋轴承124滑动自如地插入下方凸台部123。下方凸台部123由偏心轴161回旋驱动。

在旋转轴160的内部形成有润滑油通过的油路162。油路162是沿旋转轴160的轴向形成的贯通孔。油路162的一端作为设置于旋转轴160的下端的吸入口163而向贮油部100内开口。在吸入口163的上部设置有从吸入口163向油路162汲取润滑油的叶板(paddle)190。

在旋转轴160的内部形成有第1分支油路164和第2分支油路165。第1分支油路164的一端作为第1供油口166在轴承部132的轴承面开口，第1分支油路164的另一端与油路162连通。此外，第2分支油路165的一端作为第2供油口167在副轴承170的轴承面开口，第2分支油路165的另一端侧与油路162连通。

油路162的上端作为第3供油口168而向凸台收容部131的内部开口。

旋转轴160与电动机40连结。电动机40配置于主轴承130与副轴承170之间。电动机40包括固定于密闭容器20的定子41和配置于该定子41的内侧的转子42。

旋转轴160固定于转子42。旋转轴160包括设置于转子42的上方的平衡配重200a和设置于下方的平衡配重200b。平衡配重200a和平衡配重200b配置于在旋转轴160的周向上错开180°的位置。

旋转轴160因平衡配重200a和平衡配重200b产生的离心力和通过回旋涡旋件120的公转运动而产生的离心力而保持平衡并旋转。另外，平衡配重200a和平衡配重200b也可以设置于转子42。

固定涡旋件110、回旋涡旋件120和十字滑环140配置于分隔板50与主轴承130之间。

分隔板50和主轴承130固定于密闭容器20。固定涡旋件110通过螺钉等紧固于主轴承130。回旋涡旋件120设置为在固定涡旋件110与主轴承130之间沿轴向移动自如。

在主轴承130的凸台收容部131的外侧的、支承回旋涡旋件120的面上形成有多个环状槽133(参照图2)。密封部件210插入环状槽133。密封部件210与回旋涡旋件120的背面相接从而在密封部件210间形成空间。向该空间导入比低压空间70高的压力，形成压力施加区域220。

在本实施方式中，压力施加区域220进一步由密封部件210分隔为高压施加区域221和中压施加区域222。高压施加区域221被导入与排出气体同等的压力。中压施加区域222被导入压缩中途的气体的压力。由此，能够在压缩压力为高低压不同的各种运转条件下设定最佳的按压力。

在主轴承130形成有一端向凸台收容部131开口，另一端在主轴承130的下表面开口的回流路径134。

十字滑环140设置于固定涡旋件110与回旋涡旋件120之间。十字滑环140防止回旋涡旋件120的自转，使其回旋运动。

对压缩机10的详细构成进行进一步说明。

图3是从上表面观察本实施方式的涡旋式压缩机的回旋涡旋件的立体图。图4是该回旋涡旋件的纵剖面图。

回旋涡旋齿122是具有如下所述的剖面的壁，所述剖面以位于回旋涡旋件端板121的中心侧的始端122a作为卷绕起始部朝向位于外周侧的终端122b半径逐渐增大，呈逐渐伸开的曲线状。回旋涡旋齿122具有规定的高度(上下方向的长度)和规定的壁厚(回旋涡旋齿122的径向的长度)。

在回旋涡旋件120的大致中心部，在连通到排出口的压缩室150形成有排出锪孔125。如图4所示，在回旋涡旋件端板121形成有将排出锪孔125和高压施加区域221连通的高压导入路径126。

此外，在回旋涡旋件端板121，在存在压缩中途的中间压力的制冷剂的区域形成有中压口127。中压导入路径128连通中压口127和中压施加区域222(参照图2)。

如图3所示，在回旋涡旋件端板121的十字滑环140侧设置有不在一条直线上的一对平行的第2键槽129。

图5是本实施方式涉及的涡旋式压缩机的固定涡旋件的仰视图。图6是该固定涡旋件的剖面图。

如图5和图6所示，固定涡旋齿112是具有如下所述的剖面的壁，其剖面以位于固定涡旋件端板111的中心侧的始端112a作为卷绕起始部朝向位于外周侧的终端112c半径逐渐增大，呈渐伸开的曲线状。固定涡旋齿112具有与回旋涡旋齿122相等的规定的高度(上下方向的长度)和规定的壁厚(固定涡旋齿112的径向的长度)。

固定涡旋齿112在从始端112a直至中间部112b的范围具有内壁面(中心侧的壁面)和外壁面(外周侧的壁面)。在从中间部112b直至终端112c的范围仅包括内壁面。

在固定涡旋件端板111的大致中心部形成有第1排出口113。此外，在固定涡旋件端板111形成有旁通口114。旁通口114配置于第1排出口113附近即存在压缩即将完成时的高压压力的制冷剂的区域。作为旁通口114，设置有与形成于回旋涡旋齿122的外壁面侧的压缩室150连通的旁通口的组和与形成于回旋涡旋齿122的内壁面侧的压缩室150连通的旁通口的组这2个组。

在固定涡旋件110的外周部形成有相对于固定涡旋齿112的前端具有台阶差的外周台阶差部115。外周台阶差部115配置于比固定涡旋齿112的前端低十字滑环140的厚度以上的位置。在外周台阶差部115配置有十字滑环140。

如图5所示，在固定涡旋件110的外周部设置有不在一条直线上的一对平行的第1键槽116。

在固定涡旋件110的周壁117上形成有用于将制冷剂取入压缩室150的吸入部118。

如图6所示，在固定涡旋件110的上表面(分隔板50侧的面)的中央设置有上方凸台部119。上方凸台部119是从固定涡旋件110的上表面突出的圆柱状的突起。第1排出口113和旁通口114在上方凸台部119的上表面开口。在上方凸台部119的上表面，在上方凸台部119与分隔板50之间形成有排出空间110H(参照图1)。第1排出口113和旁通口114与排出空间110H连通。

在上方凸台部119的上表面设置有使旁通口114开闭自如的旁通止回阀230和防止旁通止回阀230过度变形的旁通止回阀挡板240(参照图1)。能够通过对旁通止回阀230使用簧片阀而使高度方向的大小紧凑。

图7是本实施方式的涡旋式压缩机的十字滑环的俯视图。

十字滑环140配置于固定涡旋件110与回旋涡旋件120之间。在本实施方式中，十字滑环140配置于固定涡旋件110的外周台阶差部115(参照图6)。

十字滑环140包括大致圆环状的环部141、从环部141的上表面突出的一对第1键142和从环部141的下表面突出的一对第2键143。第1键142分别配置于不在一条直线上的平行的直线上。第2键143也分别配置于不在一条直线上的平行的直线上。配置有第1键142的直线和配置有第2键143的直线以正交的方式设置。

第1键142与固定涡旋件110的第1键槽116卡合，第2键143与回旋涡旋件120的第2键槽129卡合。由此，回旋涡旋件120能够相对于固定涡旋件110不自转地回旋运动。

图8是本实施方式涉及的涡旋式压缩机的主要部分剖面图。

在分隔板50的中心部设置有第2排出口51。在分隔板50的上表面设置有使第2排出口51开闭自如的排出止回阀250和防止排出止回阀250过度变形的排出止回阀挡板260。

在分隔板50与固定涡旋件110之间形成有排出空间110H。排出空间110H通过第1排出口113和旁通口114而与压缩室150连通。排出空间110H通过第2排出口51而与高压空间60连通。

排出止回阀250的板厚比旁通止回阀230的板厚厚。由此，能够防止排出止回阀250比旁通止回阀230先打开。

第2排出口51的截面积比第1排出口113的截面积大。由此，能够减小从压缩室150排出的制冷剂的压力损失。

此外，在第2排出口51的流入侧也可以形成锥度。由此，能够进一步减小压力损失。

在分隔板50的下表面，在第2排出口51的周围设置有凹部52。固定涡旋件110的上方凸台部119插入凹部52，形成排出空间110H。利用密封部件270将排出空间110H和低压空间70之间密封。

[1-2.动作]

对于以如上方式构成的压缩机10，以下对其动作、作用进行说明。

通过电动机40的驱动，旋转轴160与转子42一同旋转。通过伴随旋转轴160的旋转的偏心轴161的旋转和十字滑环140，回旋涡旋件120不自转并以旋转轴160的中心轴为中心回旋运动。由此，制冷剂被从制冷剂吸入管80导入低压空间70。被导入低压空间70的制冷剂冷却电动机40并从固定涡旋件110的吸入部118被吸入压缩室150。被吸入压缩室150的制冷剂伴随压缩室150的容积缩小而被压缩。

压缩中途的中间压力的制冷剂从图4所示的中压口127通过中压导入路径128被导入设置于回旋涡旋件120的背面的中压施加区域222(参照图2)。

此外，压缩完成后的高压制冷剂从图4所示的排出锪孔125通过高压导入路径126而被导入设置于回旋涡旋件120的背面的高压施加区域221(参照图2)。

此处，在本公开中十字滑环140配置于固定涡旋件110与回旋涡旋件120之间。因此，能够使设置于回旋涡旋件120的背面的中压施加区域222和高压施加区域221较大地构成。因而，能够确保用于将回旋涡旋件120向固定涡旋件110适当地按压所必须的压力施加区域220的面积。由此，即使在密闭容器内低压型压缩机中，也能够抑制回旋涡旋件120从固定涡旋件110脱离导致发生压力泄漏，防止效率下降。

此外，在本实施方式的压缩机10的固定涡旋件110形成有外周台阶差部115，在该外周台阶差部115配置有十字滑环140。因此，能够缩小固定涡旋齿112的前端与回旋涡旋件端板121的推力面积，降低滑动损失。此外，能够确保回旋涡旋件端板121的厚度，因而能够确保回旋涡旋件120的刚性。

进一步，外周台阶差部115与吸入部118连通，因此，在外周台阶差部115存在吸入制冷剂。因此，十字滑环140由包含于吸入制冷剂的油润滑。

此外，如图7所示，第1键142和第2键143分别没有配置在相同的一条直线上。因此，能够不增大固定涡旋件110和回旋涡旋件120的外径地形成固定涡旋件110的第1键槽116和回旋涡旋件120的第2键槽129。由此，能够避免密闭容器20的外径变大。

[1-3.效果等]

如上所述，本实施方式的涡旋式压缩机中，防止与固定涡旋件啮合而形成压缩室的回旋涡旋件的自转的十字滑环配置于固定涡旋件与回旋涡旋件之间。因此，在回旋涡旋件的背面不需要用于配置十字滑环的空间。因而，能够在回旋涡旋件的背面确保较大的面积来作为将回旋涡旋件对固定涡旋件适当地按压所必须的压力施加区域。因而，即使在密闭容器内由分隔板被划分为高压空间和低压空间的密闭容器内低压型压缩机中，也能够不使回旋涡旋件从固定涡旋件脱离从而抑制压力的泄漏，因此能够防止压缩机的效率下降。

十字滑环配置在与低压空间连通的低压区域。因而，十字滑环被包含于吸入制冷剂的油润滑，因此，能够提高滑动部的可靠性。

压力施加区域形成于高压区域或者中压区域或者这两者。并且构成为排出气体的压力被导入高压区域，压缩中途的气体的压力被导入中压区域。因而，能够在压缩压力为高低压不同的各种运转条件下，将回旋涡旋件的按压力设定为最佳的按压力。因此，能够进一步高效地降低回旋涡旋件从固定涡旋件脱离造成的压力的泄漏损失以及回旋涡旋件对固定涡旋件的过度按压造成的滑动损失。

固定涡旋件构成为固定涡旋件的外周部从固定涡旋件的齿前端降阶十字滑环的厚度以上。由此能够缩小固定涡旋件与回旋涡旋件的推力面积，减小推力滑动损失。此外，能够确保回旋涡旋件的端板(端板)的厚度，确保回旋涡旋件的刚性。

在固定涡旋件的十字滑环侧形成有不在一条直线上的一对平行的第一槽。在回旋涡旋件的十字滑环侧形成有不在一条直线上的一对平行的第二槽。此外，在十字滑环的固定涡旋件侧形成有滑动自如地嵌合于第一槽的第一键部，在十字滑环的回旋涡旋件侧设置有滑动自如地嵌合于第二槽的第二键部。并且，构成为第一键部的滑动方向与第二键部的滑动方向正交。由此，能够不使固定涡旋件和回旋涡旋件的外径增大地形成槽，因此，能够避免较大地构成密闭容器的外径的必要性。

另外，上述实施方式用于对本公开的技术进行示例，因此，能够在权利要求书或与之等同的范围内进行各种变更、替换、追加，省略等。

工业上的利用可能性

如上所述，本公开涉及的涡旋式压缩机能够适用于将密闭容器内用分隔板划分为高压空间和低压空间的密闭容器内低压型涡旋式压缩机。因而，对供热水机、供暖装置和空气调节装置等用于电器产品的冷冻循环装置的涡旋式压缩机有用。

符号说明

10 压缩机

20 密闭容器

30 压缩机构部

40 电动机

41 定子

42 转子

50 分隔板

51 第2排出口

52 凹部

60 高压空间

70 低压空间

80 制冷剂吸入管

90 制冷剂排出管

100 贮油部

110 固定涡旋件(fixed scroll、静涡旋盘)

110H 排出空间

111 固定涡旋件端板

112 固定涡旋齿

112a 始端

112b 中间部

112c 终端

113 第1排出口

114 旁通口

115 外周台阶差部

116 第1键槽

117 周壁

118 吸入部

119 上方凸台部

120 回旋涡旋件(orbiting scroll、动涡旋盘)

121 回旋涡旋件端板

122 回旋涡旋齿

122a 始端

122b 终端

123 下方凸台部

124 回旋轴承

125 排出锪孔

126 高压导入路径

127 中压口

128 中压导入路径

129 第2键槽

130 主轴承

131 凸台收容部

132 轴承部

133 环状槽

134 回流路径

140 十字滑环(Oldham ring、欧氏环、十字环、十字滑块联轴器)

141 环部

142 第1键

143 第2键

150 压缩室

160 旋转轴

161 偏心轴

162 油路

163 吸入口

164 第1分支油路

165 第2分支油路

166 第1供油口

167 第2供油口

168 第3供油口

170 副轴承

180 摆动衬套(swing bush)

190 叶板(paddle)

200a、200b 平衡配重

210 密封部件

220 压力施加区域

221 高压施加区域

222 中压施加区域

230 旁通止回阀

240 旁通止回阀挡板

250 排出止回阀

260 排出止回阀挡板

270 密封部件。

Claims (5)

1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，包括：

密闭容器；

将所述密闭容器内划分为高压空间和低压空间的分隔板；和

配置于所述低压空间的压缩机构部和配置于所述低压空间的驱动所述压缩机构部的电动机，

所述压缩机构部具有：

固定涡旋件，其与所述分隔板邻接地配置；

回旋涡旋件，其与所述固定涡旋件啮合而构成压缩室；

十字滑环，其防止所述回旋涡旋件的自转；和

主轴承，其支承所述回旋涡旋件，

在所述回旋涡旋件的背面配置有具有比所述低压空间的压力高的压力的压力施加区域，

所述回旋涡旋件通过所述压力施加区域的压力被按压于所述固定涡旋件，

所述十字滑环配置于所述固定涡旋件与所述回旋涡旋件之间。

2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述十字滑环配置于与所述低压空间连通的低压区域。

3.如权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述压力施加区域由高压施加区域和具有比所述高压施加区域低的压力的中压施加区域的至少任一者形成，

排出气体的压力被导入所述高压施加区域，且压缩中途的气体的压力被导入所述中压施加区域。

4.如权利要求1～3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋件外周部从所述固定涡旋件的齿前端降阶所述十字滑环的厚度以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在所述固定涡旋件的所述十字滑环侧配置有不在一条直线上的平行的一对第一槽，

在所述回旋涡旋件的所述十字滑环侧配置有不在一条直线上的平行的一对第二槽，

在所述十字滑环的所述固定涡旋件侧配置有滑动自如地嵌合于所述一对第一槽的一对第一键部，

在所述十字滑环的所述回旋涡旋件侧配置有滑动自如地嵌合于所述一对第二槽的一对第二键部，

所述一对第一键部的滑动方向与所述一对第二键部的滑动方向正交。

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