CN113825912A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

涡旋式压缩机具备：外壳；固定涡旋件，具有第一基板及设置在第一基板上的第一涡旋齿，并固定于外壳的内壁；摆动涡旋件，具有第二基板及设置在第二基板上的第二涡旋齿，并配置为使第二涡旋齿与第一涡旋齿啮合；以及框架，固定于外壳的内壁，并支承摆动涡旋件。固定涡旋件的第一涡旋齿及摆动涡旋件的第二涡旋齿中的一方，具有对由于将固定涡旋件向外壳进行热套固定而产生的固定涡旋件的第一基板的变形量进行补偿的齿高。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及具有将固定涡旋件固定于外壳内部的构造的涡旋式压缩机。

背景技术

对于涡旋式压缩机而言，摆动涡旋件支承于固定于外壳内部的框架，与该摆动涡旋件对置地设置有固定涡旋件。在摆动涡旋件安装曲轴，并使该曲轴旋转，由此摆动涡旋件相对于固定涡旋件进行摆动运动。由此，在摆动涡旋件及固定涡旋件各自的涡旋齿啮合而构成的压缩室压缩制冷剂。

在这种涡旋式压缩机中，框架具有从框架的外周部沿曲轴的轴向朝向固定涡旋件侧竖起的环状的外壁。外壁在外壁的末端面与固定涡旋件接触，利用螺栓等固定该接触部分，由此固定涡旋件固定于框架(例如，参照专利文献1)。

在专利文献1中，采用了将固定涡旋件固定于框架的固定构造，但近年，提出了从框架去掉外壁而将固定涡旋件直接利用热套等方式固定于外壳的内壁的无框架外壁构造(例如，参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2013-238142号公报

专利文献2：国际公开第2018/078787号

然而，对于涡旋齿的齿顶与对置的对象侧的涡旋件的基板之间的间隙亦即齿顶间隙而言，为了抑制制冷剂气体的泄漏，并防止运转中的齿顶接触而存在适当的尺寸。齿顶接触是指涡旋齿的齿顶与对置的对象侧的涡旋件的齿底接触或者干涉。

在制造时，需要构成为齿顶间隙成为设计时所决定的适当的尺寸。但是，如专利文献2那样在无框架外壁构造的涡旋式压缩机中，由于固定于外壳的内壁时的热套而产生固定涡旋件的变形，因此不能够如设计那样构成齿顶间隙。该情况下，存在无法得到预定的效果这样的问题。即，若固定涡旋件变形而齿顶间隙从设定尺寸变宽，则产生制冷剂气体的泄漏等而压缩的效率下降。相反，若齿顶间隙从设定尺寸变窄，则存在产生齿顶接触最终产生涡旋齿的齿顶的烧结而可靠性下降的隐患。

发明内容

该发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于得到一种能够抑制由将固定涡旋件热套于外壳的内壁时的变形而引起的压缩效率的下降，并且能够提高可靠性的涡旋式压缩机。

该发明所涉及的涡旋式压缩机具备：外壳；固定涡旋件，具有第一基板及设置在第一基板上的第一涡旋齿，并固定于外壳的内壁；摆动涡旋件，具有第二基板及设置在第二基板上的第二涡旋齿，并配置为使第二涡旋齿与第一涡旋齿啮合；以及框架，固定于外壳的内壁，并支承摆动涡旋件，固定涡旋件的第一涡旋齿及摆动涡旋件的第二涡旋齿中的一方，具有对由于将固定涡旋件向外壳进行热套固定而产生的固定涡旋件的第一基板的变形量进行补偿的齿高。

根据该发明所涉及的涡旋式压缩机，固定涡旋件的第一涡旋齿及摆动涡旋件的第二涡旋齿中的一方，具有对由于向外壳进行热套固定而产生的固定涡旋件的第一基板的变形量进行补偿的齿高。这样，涡旋齿具有补偿第一基板的变形量的齿高，因此能够抑制由将固定涡旋件热套于外壳的内壁时的变形而引起的压缩效率的下降，并且能够提高可靠性。

附图说明

图1是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机的纵示意剖视图。

图2是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机的主框架及摆动涡旋件等的分解立体图。

图3是图1的虚线区域的放大图。

图4是图3的点划线区域的放大图。

图5是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机中的热套后的固定涡旋件的变形的说明图。

图6是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机中的热套后的固定涡旋件的变形的说明图。

图7是表示用于补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的涡旋齿的渐开角、与在该渐开角处的齿高的关系的图。

图8是表示利用固定涡旋件的第一涡旋齿的齿高来补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的例子的固定涡旋件的侧面图。

图9是表示利用摆动涡旋件的第二涡旋齿的齿高来补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的例子的摆动涡旋件的侧面图。

图10是表示用于补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的齿高的渐开角、与在该渐开角处的齿高的关系的图。

图11是表示利用固定涡旋件的第一涡旋齿的齿高来补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的例子的固定涡旋件的侧面图。

图12是表示利用摆动涡旋件的第二涡旋齿的齿高来补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的例子的摆动涡旋件的侧面图。

图13是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的示意图。

图14是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的变形例1的示意剖视图。

图15是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的变形例2的示意剖视图。

图16是表示该实施方式3的涡旋式压缩机的示意剖视图。

图17是该实施方式3的涡旋式压缩机的变形例的示意剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对该发明的实施方式进行说明。此外，各图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记，适当地省略或简化其说明。另外，对于在各图中记载的结构，其形状、大小以及配置等能够在范围内适当变更。

实施方式1

以下，对实施方式1进行说明。图1是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机的纵示意剖视图。图2是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机的主框架及摆动涡旋件等的分解立体图。图3是图1的虚线区域的放大图。图4是图3的点划线区域的放大图。此外，图1的压缩机是以曲轴的中心轴相对于地面大致垂直的状态使用的所谓的立式涡旋式压缩机。

涡旋式压缩机具备外壳1、主框架2、压缩机构部3、驱动机构部4、副框架5、曲轴6、衬套7以及供电部8。以下，将主框架2作为基准，将设置有压缩机构部3的一侧(上侧)定向为一端侧U，将设置有驱动机构部4的一侧(下侧)定向为另一端侧L而进行说明。

外壳1是由金属等导电性部件构成的封闭了两端的筒状壳体，具备主外壳11、上外壳12和下外壳13。外壳1例如由钢铁等金属构成。主外壳11呈圆筒状，在其侧壁通过焊接等而连接有吸入管14。吸入管14是将制冷剂导入至外壳1内的管，并与主外壳11内连通。

上外壳12是呈大致半球状的第一外壳，其侧壁的一部分在主外壳11的上端部通过焊接等而连接，并覆盖主外壳11的上侧的开口。在上外壳12的上部，通过焊接等而连接有排出管15。排出管15是将制冷剂排出至外壳1外的管，并与主外壳11的内部空间连通。下外壳13是呈大致半球状的第二外壳，其侧壁的一部分在主外壳11的下端部经由连结外壳16通过焊接等而连接，并覆盖主外壳11的下侧的开口。此外，外壳1由具备多个螺孔的固定台17支承。在固定台17形成有多个螺孔，通过在这些螺孔拧入螺钉，而能够将涡旋式压缩机固定于室外机的壳体等其他的部件。

主框架2是形成有空洞的中空的金属制的框架，设置于外壳1的内部。主框架2具备主体部21、主轴承部22和回油管23。主体部21固定于主外壳11的一端侧U的内壁面，在其中央沿着外壳1的长度方向形成有收容空间211。收容空间211构成为一端侧U开口且随着朝向另一端侧L而空间变窄的阶梯状。在主体部21的一端侧U，以包围收容空间211的方式形成有环状的平坦面212。在平坦面212，配置有由阀门钢等钢板类材料构成的环状的止推板24。由此，在该实施方式中，止推板24作为推力轴承而发挥功能。

另外，在平坦面212的外端侧的不与止推板24重叠的位置，形成有吸入口213。吸入口213是在主体部21的上下方向上、即向上外壳12侧和下外壳13侧贯通的空间。吸入口213并不局限于1个，也可以形成有多个。

在比主框架2的平坦面212靠另一端侧L的阶梯部分，形成有十字头收容部214。在十字头收容部214形成有第一十字头槽215。第一十字头槽215形成为外端侧的一部分切削平坦面212的内端侧。因此，在从一端侧U观察主框架2时，第一十字头槽215的一部分与止推板24重叠。第一十字头槽215形成为一对相对置。主轴承部22形成为与主体部21的另一端侧L连续，在其内部形成有轴孔221。轴孔221在主轴承部22的上下方向上贯通，其一端侧U与收容空间211连通。回油管23是用于使积存于收容空间211的润滑油返回至下外壳13的内侧的储油部的管，插入固定于在主框架2沿内外贯通而形成的排油孔。

润滑油例如是含有酯类合成油的冷冻机油。润滑油存积于外壳1的下部、即下外壳13。润滑油由后述的油泵52吸上来，并在曲轴6内的通油路63通过，降低压缩机构部3等机械接触的零件彼此的磨损，调节滑动部的温度以及改善密封性。作为润滑油，优选润滑特性、电气绝缘性、稳定性、制冷剂溶解性以及低温流动性等优异并且粘度适当的油。

压缩机构部3是压缩制冷剂的压缩机构。压缩机构部3是具备固定涡旋件31和摆动涡旋件32的涡旋式压缩机构。固定涡旋件31由铸铁等金属构成，具备第一基板311和第一涡旋齿312。第一基板311呈圆盘状，在其中央在上下方向上贯通而形成有排出口313。第一涡旋齿312从第一基板311的另一端侧L的面突出而形成涡旋状的壁，其末端向另一端侧L突出。如图3所示，固定涡旋件31在卡止于设置于主外壳11的内壁113的阶梯114而定位的状态下，在第一基板311的外周面部分通过热套等而固定于外壳1的内壁。

摆动涡旋件32由铝等金属构成，具备第二基板321、第二涡旋齿322、筒状部323和第二十字头槽324。第二基板321呈圆盘状，具备形成有第一涡旋齿312的一个面、外周区域的至少一部分为滑动面3211的另一个面(以下，称为背面)、以及位于径向的最外部并将一个面和另一个面连接的侧面3212。第二基板321以其滑动面3211能够在止推板24滑动的方式支承于主框架2。第二涡旋齿322从第二基板321的一个面突出而形成涡旋状的壁，其末端向一端侧U突出。摆动涡旋件32配置为第二涡旋齿322啮合于固定涡旋件31的第一涡旋齿312。此外，在固定涡旋件31的第一涡旋齿312、和摆动涡旋件32的第二涡旋齿322的末端部，设置有用于抑制制冷剂的泄漏的密封部件。

筒状部323是从第二基板321的另一个面的大致中央向另一端侧L突出而形成的圆筒状的轴套。在筒状部323的内周面，以中心轴与曲轴6的中心轴平行的方式，设置有将后述的滑块71支承为能够旋转的摆动轴承即所谓的轴颈轴承。第二十字头槽324是形成于第二基板321的另一个面的长圆形状的槽。第二十字头槽324设置为一对相对置。将一对第二十字头槽324连结的线设置为相对于将一对第一十字头槽215连结的线正交。

在主框架2的十字头收容部214，设置有十字头环33。十字头环33具备环部331、第一键部332和第二键部333。环部331为环状。第一键部332以一对相对置的方式形成于环部331的另一端侧L的面，并收容于主框架2的一对第一十字头槽215。第二键部333以一对相对置的方式形成于环部331的一端侧U的面，并收容于摆动涡旋件32的一对第二十字头槽324。在摆动涡旋件32借助曲轴6的旋转而公转回旋时，第一键部332在第一十字头槽215滑动，第二键部333在第二十字头槽324滑动，由此十字头环33防止摆动涡旋件32进行自转。

通过使这些固定涡旋件31的第一涡旋齿312和摆动涡旋件32的第二涡旋齿322相互啮合而形成压缩室34。压缩室34是在径向上随着从外侧朝向内侧而容积缩小的结构，因此通过从涡旋齿的外端侧导入制冷剂并使其向中央侧移动而逐渐压缩制冷剂。压缩室34在固定涡旋件31的中央部，与排出口313连通。在固定涡旋件31的一端侧U的面(以下，称为背面)，设置有具有排出孔351的消音器35，并设置有以规定方式开闭排出孔351，防止制冷剂的逆流的排出阀36。

制冷剂例如由在组成中具有碳双键的卤代烃、不具有碳双键的卤代烃、烃、或者含有这些的混合物构成。具有碳双键的卤代烃是臭氧层破坏系数为零的HFC制冷剂或者氟利昂类低GWP制冷剂。作为低GWP制冷剂，例如有HFO制冷剂，有化学式用C₃H₂F₄表示的HFO1234yf、HFO1234ze或者HFO1243zf等四氟丙烯。作为不具有碳双键的卤代烃，例如有用CH₂F₂表示的R32(二氟甲烷)或者混合了R41等的制冷剂。作为烃，例如有自然制冷剂亦即丙烷或者丙烯等。作为混合物，例如有在HFO1234yf、HFO1234ze或者HFO1243zf等混合了R32或者R41等的混合制冷剂。

驱动机构部4设置于外壳1内部的主框架2的另一端侧L。驱动机构部4具备定子41和转子42。定子41例如是在层叠多个电磁钢板而形成的铁心隔着绝缘层卷绕绕组而形成的固定件，形成为环状。定子41通过热套等而固定支承于主外壳11内部。转子42是在层叠多个电磁钢板而形成的铁心的内部内置永磁铁，并在中央具有在上下方向上贯通的贯通孔的圆筒状的旋转件，配置于定子41的内部空间。

副框架5是金属制的框架，在外壳1内部设置于驱动机构部4的另一端侧L。副框架5通过热套或者焊接等而固定支承于主外壳11的另一端侧L的内周面。副框架5具备副轴承部51和油泵52。副轴承部51是设置于副框架5的中央部上侧的滚珠轴承，在中央具有在上下方向上贯通的孔。油泵52设置于副框架5的中央部下侧，配置为至少一部分浸渍于存积于外壳1的储油部的润滑油中。

曲轴6是长的金属制的棒状部件，设置在外壳1的内部。曲轴6具备主轴部61和偏心轴部62。主轴部61是构成曲轴6的主要部位的轴，配置为其中心轴与主外壳11的中心轴一致。主轴部61在其外表面接触固定有转子42。偏心轴部62以其中心轴相对于主轴部61的中心轴偏心的方式设置于主轴部61的一端侧U。在主轴部61设置有通油路63。通油路63设置为在主轴部61及偏心轴部62的内部沿上下贯通。

该曲轴6的主轴部61的一端侧U插入至主框架2的主轴承部22内，另一端侧L插入固定于副框架5的副轴承部51。由此，偏心轴部62配置在筒状部323的筒内，转子42以其外周面与定子41的内周面保持规定的间隙的方式配置。另外，为了抵消由摆动涡旋件32的摆动导致的不平衡，而在主轴部61的一端侧U设置有第一平衡器64，在另一端侧L设置有第二平衡器65。

衬套7由铁等金属构成，是将摆动涡旋件32和曲轴6连接的连接部件。衬套7在该实施方式中由2个零件构成，具备滑块71和平衡配重72。滑块71是形成有凸缘的筒状的部件，嵌入于偏心轴部62及筒状部323的每一个。如图2所示，平衡配重72是具备从一端侧U观察到的形状呈大致C状的配重部721的环状的部件，为了抵消摆动涡旋件32的离心力，而相对于旋转中心偏芯地设置。平衡配重72例如通过热套等方法而嵌合于滑块71的凸缘。

供电部8是向涡旋式压缩机供电的供电部件，形成于外壳1的主外壳11的外周面。供电部8具备套81、供电端子82和布线83。套81是有底开口的套部件。供电端子82由金属部件构成，一侧设置于套81的内部，另一侧设置于外壳1的内部。布线83的一侧与供电端子82连接，另一侧与定子41连接。

接下来，对涡旋式压缩机的动作进行说明。若向供电部8的供电端子82通电，则在定子41和转子42产生转矩，伴随与此，曲轴6旋转。曲轴6的旋转经由偏心轴部62及衬套7向摆动涡旋件32传递。被传递了旋转驱动力的摆动涡旋件32被十字头环33限制自转，并相对于固定涡旋件31进行偏心公转运动。此时，摆动涡旋件32的另一个面与止推板24滑动。

伴随摆动涡旋件32的摆动运动，从吸入管14被吸入至外壳1的内部的制冷剂通过主框架2的吸入口213而到达制冷剂获取空间37，被由固定涡旋件31和摆动涡旋件32形成的压缩室34获取。然后，制冷剂伴随摆动涡旋件32的偏心公转运动，边从外周部向中心方向移动边被减小体积而被压缩。摆动涡旋件32偏心公转运转时，摆动涡旋件32由于自身的离心力，而与衬套7一起在径向上移动，第二涡旋齿322与第一涡旋齿312的侧壁面彼此紧密接触。被压缩的制冷剂从固定涡旋件31的排出口313到达固定涡旋件31的排出孔351，克服排出阀36向外壳1的外部排出。

然而，由于实施方式1的涡旋式压缩机为将固定涡旋件31通过热套而固定于主外壳11的内壁113的构造，因此热套时，固定涡旋件31变形。参照下面的图5对该变形的情况进行说明。

图5及图6是该实施方式1所涉及的涡旋式压缩机中的热套后的固定涡旋件的变形的说明图。图5示出了固定涡旋件31向第一基板311侧凸出(以下，称为向上凸)地变形的情况，图6示出了固定涡旋件31向第一涡旋齿312侧凸出(以下，称为向下凸)的情况。在图5及图6中，虚线示出了固定涡旋件31未变形的情况下的位置。此外，图5及图6是说明图，涡旋齿的卷数等不与图1严格对应。

固定涡旋件31在热套固定于主外壳11时，如图5所示向上凸或者如图6所示向下凸的方式变形。虽然省略图示，但固定涡旋件31不仅这样单纯的变形，也存在变形成凹凸面状的情况。固定涡旋件31是变形成向上凸、向下凸、还是凹凸面状这样的变形模式和其变形量，并不是固定的，而是根据各种条件而变化。具体而言，根据第一基板311的构造、在主外壳11内的轴向的热套位置、固定涡旋件31的材料、第一基板311的厚度、以及主外壳11与固定涡旋件31的热套量等，变形模式和其变形量变化。

由于固定涡旋件31变形，因此第一基板311的高度位置从未变形的情况下的位置变化。因此，在摆动涡旋件32的第二涡旋齿322从卷绕开始到卷绕结束由相同的齿高构成的情况下，在图5所示的向上凸的变形的情况下，在卷绕开始部分，齿顶间隙变大。由于齿顶间隙成为制冷剂气体的泄漏流路，所以若齿顶间隙大于必要值，则由于从齿顶间隙的制冷剂气体的泄漏而压缩效率下降。另一方面，在图6所示的向下凸的变形的情况下，在摆动涡旋件32的第二涡旋齿322从卷绕开始到卷绕结束由相同的齿高构成的情况下，在卷绕开始部分，齿顶间隙变窄，有可能在运转时产生齿顶接触。

为此，该实施方式1的特征在于，使固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方构成为具有预料了由热套导致的固定涡旋件31的变形的变形的结构。具体而言，将固定涡旋件31的第一涡旋齿312的齿高及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322的齿高中的一方设定为补偿热套时的固定涡旋件31的变形量的齿高。即，根据渐开角设定固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方的齿高，以使因热套而变形的固定涡旋件31与摆动涡旋件32的齿顶间隙从卷绕结束到卷绕开始以最佳的间隙均匀。

最佳的间隙相当于能够防止运转中的齿顶接触并抑制制冷剂气体的泄漏的间隙，基于运转条件及压力条件等设定即可。这里，固定涡旋件31的第一涡旋齿312的齿高是指从第一涡旋齿312的齿底316到第一涡旋齿312的齿顶317的长度。摆动涡旋件32的第二涡旋齿322的齿高是指从摆动涡旋件32的推力滑动面3213到第二涡旋齿322的齿顶325的长度。

图7是表示用于补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的涡旋齿的渐开角、与在该渐开角处的齿高的关系的图。在图7中横轴为渐开角(rad)，纵轴为齿高(mm)。此外，由于如图7那样使齿高变化的可以是第一涡旋齿312及第二涡旋齿322中的任一个，因此在以下的说明中，简称为“涡旋齿”。

在图7中，渐开角大的一侧是涡旋齿的卷绕结束侧，渐开角小的一侧是涡旋齿的卷绕开始侧。在图7中，虚线是在热套时固定涡旋件31未变形的情况下的涡旋齿的基准齿高h0。基准齿高h0也是卷绕结束部的齿高。图8是表示利用固定涡旋件的第一涡旋齿的齿高来补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的例子的固定涡旋件的侧面图。图9是表示利用摆动涡旋件的第二涡旋齿的齿高来补偿由图5所示的向上凸的变形导致的变形量的例子的摆动涡旋件的侧面图。

如图7所示，对于用于补偿固定涡旋件31的变形量的涡旋齿而言，齿高并不恒定，而是具有齿高根据渐开角而变化的部分。图5的变形由于是向上凸的变形，因此是齿顶间隙扩大的方向的变形。对于补偿由这样的齿顶间隙扩大的方向的变形导致的变形量而言，将涡旋齿的齿高从基准齿高h0增大与不超过变形量的高度对应的量即可。

即，将固定涡旋件31的变形量设为α0时，与该变形对应的渐开角部分的涡旋齿的齿高h1如以下所示。

h1＝h0+α1

其中，α1＜α0

使用以上的式子，基于固定涡旋件31的变形量，在涡旋齿整体的渐开角的范围内设定涡旋齿的齿高。

在该例子中，由于第一基板311的变形量随着从径向外侧朝向径向中心部而变大，因此如图7所示随着从渐开角大的卷绕结束朝向渐开角小的卷绕开始而增大涡旋齿的齿高。

这样，补偿齿顶间隙扩大的方向的变形量的齿高是从基准齿高h0增大了与不超过变形量的高度对应的量的齿高。对于基准齿高h0，考虑作用于涡旋件的压力等，而设为能够得到必要的刚性的高度等即可。

此外，在图7中，示出了在卷绕开始部和卷绕结束部具有不使齿高变化的平坦部的例子，但也可以不设置平坦部，而是从卷绕结束到卷绕开始使齿高连续增大。另外，在图7中，示出了从卷绕结束的平坦部到卷绕开始的平坦部，齿高以恒定的斜率增大的例子，但这仅是一个例子，斜率也可以在中途变化，在倾斜的中途也可以有齿高恒定的平坦部。至于根据渐开角如何设定齿高取决于固定涡旋件31的变形，总之，涡旋齿的齿高是补偿固定涡旋件31的变形量的齿高即可。

通过这样将涡旋件的涡旋齿的齿高设为补偿固定涡旋件31的变形量的高度，而能够抵消由因热套固定而产生的固定涡旋件31的变形导致的对齿顶间隙的影响，能够得到最佳的齿顶间隙。

这里，对向上凸的变形的情况进行了说明，但用于补偿由向下凸的变形导致的变形量的齿高的渐开角与齿高的关系如下图所示。

图10是表示用于补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的齿高的渐开角、与在该渐开角处的齿高的关系的图。在图10中横轴为渐开角(rad)，纵轴为齿高(mm)。此外，由于如图7那样使齿高变化的可以是第一涡旋齿312及第二涡旋齿322中的任一个，因此在以下的说明中，简称为“涡旋齿”。在图10中，渐开角大的一侧是涡旋齿的卷绕结束侧，渐开角小的一侧是涡旋齿的卷绕开始侧。在图10中，虚线是在热套时固定涡旋件31未变形的情况下的第一涡旋齿312的基准齿高h0。基准齿高h0也是卷绕结束部的齿高。图11是表示利用固定涡旋件的第一涡旋齿312的齿高来补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的例子的固定涡旋件的侧面图。图12是表示利用摆动涡旋件的第二涡旋齿322的齿高来补偿由图6所示的向下凸的变形导致的变形量的例子的摆动涡旋件的侧面图。

如图6所示向下凸的变形是齿顶间隙变窄的方向的变形。对于补偿由这样的齿顶间隙变窄的方向的变形导致的变形量而言，将涡旋齿的齿高从基准齿高h0至少缩短与变形量对应的量即可。

即，将固定涡旋件31的变形量设为α0时，补偿其变形的涡旋齿的卷绕开始的齿高h1如以下所示。

h1＝h0-α1

其中，α1＞α0

使用以上的式子，基于固定涡旋件31的变形量，在涡旋齿整体的渐开角的范围内设定涡旋齿的齿高。

在该例子中，由于第一基板311的变形量随着从径向外侧朝向径向中心部而变大，因此如图10所示随着从渐开角大的卷绕结束朝向渐开角小的卷绕开始而缩短齿高。

这样，补偿齿顶间隙变窄的方向的变形量的齿高是从基准齿高h0至少缩短了与变形量对应的量的齿高。

此外，在图10中，示出了在卷绕开始部和卷绕结束部具有不使齿高变化的平坦部的例子，但也可以不设置平坦部，而是从卷绕开始到卷绕结束齿高连续缩短。另外，在图10中，示出了从卷绕结束的平坦部到卷绕开始的平坦部，齿高以恒定的斜率变短的例子，但这仅是一个例子，斜率也可以在中途变化，在倾斜的中途也可以有齿高恒定的平坦部。至于根据渐开角而如何设定齿高取决于固定涡旋件31的变形，总之，涡旋齿的齿高是补偿固定涡旋件31的变形量的齿高即可。

以上，对补偿因热套固定而产生的固定涡旋件31的变形的涡旋齿的齿高的变化进行了说明，但压缩机运转中，气体压力及温度作用于固定涡旋件31及摆动涡旋件32，由此也产生变形。以下，对补偿由气体压力导致的固定涡旋件31及摆动涡旋件32的变形的涡旋齿的齿高、和补偿由温度导致的固定涡旋件31及摆动涡旋件32的变形的齿高，按顺序进行说明。

＜由气体压力导致的变形的补偿＞

在压缩机运转中，由第一涡旋齿312和第二涡旋齿322形成的压缩室34的中间压的气体压力、和固定涡旋件31的背面侧空间的排出压的气体压力，作用于固定涡旋件31的第一基板311。由于这些压力的压差而使固定涡旋件31向下凸出地变形。

另一方面，在压缩机运转中压缩室34的中间压的气体压力、和摆动涡旋件32的背面侧空间的吸入压的气体压力，作用于摆动涡旋件32的第二基板321，由于这些压力的压差而向下凸出地变形。

这样，由于气体压力而固定涡旋件31及摆动涡旋件32均向下凸地变形。因此，也可以也考虑由该变形引起的齿顶间隙的变化，而设定涡旋齿的齿高。以下，具体地进行说明。

(由热套导致的固定涡旋件31的变形是向上凸的情况)

在由热套导致的固定涡旋件31的变形是向上凸的情况下，由于由气体压力导致的固定涡旋件31是向下凸，因此是反向的。由气体压力导致的向下凸的变形量比由热套导致的向上凸的变形量小。因此，由热套和气体压力这两者导致的固定涡旋件31的变形量由于从由热套导致的固定涡旋件31的变形量被抵消由气体压力导致的固定涡旋件31的变形量而变短，但为向上凸的变形。另外，由于气体压力而摆动涡旋件32向下凸出地变形。这两个涡旋件的变形由于是齿顶间隙扩大的方向的变形，因此，将涡旋齿的齿高从基准齿高h0增大与不超过两者的变形量的合计变形量的高度对应的量即可。

(由热套导致的固定涡旋件31的变形是向下凸的情况)

在由热套导致的固定涡旋件31的变形是向下凸的情况下，由于由气体压力导致的固定涡旋件31的变形也是向下凸，因此是同向的。因此，由热套和气体压力这两者导致的固定涡旋件31的变形是齿顶间隙变窄的方向的变形，其变形量是在由热套导致的固定涡旋件31的变形量的基础上还加上由气体压力导致的固定涡旋件31的变形量而得的长度。

摆动涡旋件32因气体压力而向下凸出地变形，因此是齿顶间隙扩大的方向的变形。这里，由热套和气体压力这两者导致的固定涡旋件31的变形量比由气体压力导致的摆动涡旋件32的变形量大。因此，涡旋齿的齿高从基准齿高h0至少缩短与固定涡旋件31的变形量与摆动涡旋件32的变形量的差值对应的量即可。

通过这样还考虑运转中的气体压力而设定齿高，能够更加可靠地防止在运转中涡旋齿的齿顶与对置的对象侧的涡旋件的齿底接触或者干涉这样的齿顶接触。

＜由温度导致的变形的补偿＞

在压缩机运转中，压缩机构部3的压缩室34的温度随着从径向外侧朝向径向中心侧而变高。因此，在固定涡旋件31及摆动涡旋件32，分别产生随着从卷绕结束侧朝向卷绕开始侧而温度变高的温度梯度。由于这样的温度上升的影响，固定涡旋件31及摆动涡旋件32各自的卷绕开始侧的涡旋齿的伸长量变得比卷绕结束侧大。因此，卷绕开始侧的齿顶间隙变得比卷绕结束侧小。

这里，摆动涡旋件32由铝构成，但铝是线膨胀系数大的材料，因此第二涡旋齿322的伸长量比第一涡旋齿312大。

这样，由于温度上升的影响而固定涡旋件31及摆动涡旋件32进行热膨胀而变形，因此也可以还考虑由该变形引起的齿顶间隙的变化，而设定涡旋齿的齿高。以下，具体地进行说明。

(由热套导致的固定涡旋件31的变形是向上凸的情况)

由温度上升导致的固定涡旋件31的变形是第一涡旋齿312的中心部比外周部向下延伸的变形亦即所谓的向下凸的变形。由此，由温度上升导致的固定涡旋件31的变形与由热套导致的固定涡旋件31的变形方向是反向的。这里，假设由热套导致的向上凸的变形量比由温度上升导致的固定涡旋件31的向下凸的变形量大。该情况下，由热套和温度上升这两者导致的固定涡旋件31的变形量为从由热套导致的固定涡旋件31的变形量被抵消由温度上升导致的固定涡旋件31的变形量而变短，但为向上凸的变形。即，由热套和温度上升这两者导致的固定涡旋件31的变形是齿顶间隙扩大的方向的变形。

摆动涡旋件32是由于温度上升而第二涡旋齿322的中心部比外周部向上延伸的变形，即所谓的向上凸的变形。即、是齿顶间隙变窄的方向的变形。

因此，根据变形处于优势的一方，从基准齿高h0增大或者缩短与由热套和温度上升这两者导致的固定涡旋件31的变形量、与由温度上升导致的摆动涡旋件32的变形量的差值对应的量即可。

(由热套导致的固定涡旋件31的变形是向下凸的情况)

在由热套导致的固定涡旋件31的变形是向下凸的情况下，由于由温度上升导致的固定涡旋件31的变形也是向下凸，因此是同向。因此，由热套和温度上升这两者导致的固定涡旋件31的变形是齿顶间隙变窄的方向的变形，其变形量是在由热套导致的固定涡旋件31的变形量的基础上还加上由温度上升导致的固定涡旋件31的变形量而得的长度。摆动涡旋件32是由于温度上升而第二涡旋齿322的中心部比外周部向上延伸的变形，即所谓的向上凸的变形。由此，由温度上升导致的摆动涡旋件32的变形是齿顶间隙变窄的方向的变形。因此，这两个涡旋件的变形是齿顶间隙变窄的方向的变形，因此涡旋齿的齿高从基准齿高h0至少缩短与两者的变形量的合计变形量对应的量即可。

通过这样还考虑运转中的温度变化而设定齿高，能够更加可靠地防止运转中的齿顶接触。

此外，为了使由温度变化导致的齿顶间隙的伸缩变化成为最小限度，也可以使用线膨胀系数小的金属、具体而言不足11.5～12.0[×10^-6/℃]的金属构成主外壳11。

这里，对由热套导致的变形、由热套及气体压力导致的变形、以及由热套及温度上升导致的变形的情况中的齿高的设定进行了说明，但也可以设为补偿热套、压力以及温度上升全部的变形的齿高。

如以上说明那样，该实施方式1的涡旋式压缩机具备：外壳1；固定涡旋件31，具有第一基板311及设置在第一基板311上的第一涡旋齿312，并固定于外壳1的内壁；摆动涡旋件32，具有第二基板321及设置在第二基板321上的第二涡旋齿322，并配置为第二涡旋齿322与第一涡旋齿312啮合；以及主框架2，固定于外壳1的内壁，并支承摆动涡旋件32。固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方，具有对由于将固定涡旋件31向外壳1进行热套固定而产生的固定涡旋件31的第一基板311的变形量进行补偿的齿高。

由此，能够抑制由将固定涡旋件31热套于外壳1的内壁时的变形而引起的压缩效率的下降以及提高可靠性。

然而，若增厚固定涡旋件31的第一基板311的厚度，则能够抑制由热套导致的变形，从而抑制压缩效率的下降以及提高可靠性。但是，在该方法中，存在涡旋式压缩机的重量化及高成本化的课题。与此相对地，根据实施方式1的涡旋式压缩机，由于不增厚固定涡旋件31的第一基板311的厚度也可，因此与增厚固定涡旋件31的第一基板311的厚度的构造相比，能够实现压缩机的轻型化及低成本化。

对于该实施方式1的涡旋式压缩机而言，固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方从卷绕结束到卷绕开始具有齿高根据渐开角而变化的部分。

这样，通过使固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方具有齿高根据渐开角而变化的部分，而能够补偿固定涡旋件31的第一基板311的变形量。

对于该实施方式1而言，固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方，具有还对由在压缩机运转中作用于固定涡旋件31及摆动涡旋件32的气体压力导致的固定涡旋件31及摆动涡旋件32各自的变形量进行补偿的齿高。

由此，能够还预料由气体压力导致的变形而设定涡旋齿的齿高，从而能够进一步提高抑制压缩效率下降及提高可靠性的效果。

对于该实施方式1的涡旋式压缩机而言，固定涡旋件31的第一涡旋齿312及摆动涡旋件32的第二涡旋齿322中的一方，具有还对由在压缩机运转中在固定涡旋件31及摆动涡旋件32产生的温度上升导致的、固定涡旋件31及摆动涡旋件32各自的变形量进行补偿的齿高。

由此，能够还预料由温度上升导致的变形而设定涡旋齿的齿高，从而能够进一步提高抑制压缩效率下降及提高可靠性的效果。

在该实施方式1中，将涡旋齿的卷绕结束部的齿高作为基准齿高，并将固定涡旋件31及摆动涡旋件32中的一方的涡旋齿与另一方的基板之间的间隙定义为齿顶间隙。补偿变形量的齿高在变形量是扩大齿顶间隙的方向的变形量的情况下是指从基准齿高增大与不超过变形量的高度对应的量的齿高。补偿变形量的齿高在变形量是缩小齿顶间隙的方向的变形量的情况下是指从基准齿高至少缩短与变形量对应的量的齿高。

这样，能够设定补偿变形量的齿高。

根据该实施方式1，外壳1由钢铁构成。

这样，通过由线膨胀系数小的钢铁构成外壳1，能够使由温度变化导致的齿顶间隙的伸缩变化成为最小限度。

此外，在上述中，对由热套导致的固定涡旋件31的变形是向上凸或者向下凸这样的单纯的变形的情况进行了说明，但也存在变形为凹凸面状的情况。变形为凹凸面状的情况由于是向上凸和向下凸的组合，因此应用在上述中已说明的各齿高的设定方法的考虑方法来设定齿高即可。实施方式2实施方式2通过变更固定涡旋件31的构造，以使由向外壳1的热套导致的固定涡旋件31的变形是向上凸。以下，对实施方式2围绕与实施方式1不同的点进行说明，在该实施方式2未说明的结构与实施方式1相同。图13是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的示意图，（a）是俯视图，（b）是剖视图。图14是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的变形例1的示意剖视图。图15是表示该实施方式2的涡旋式压缩机的固定涡旋件的变形例2的示意剖视图。如图13所示，实施方式2的固定涡旋件31在第一基板311的背面侧设置有环状的槽314。通过在第一基板311的背面侧设置环状的槽314，能够强制地使固定涡旋件31向外壳1热套时的第一基板311的变形是向上凸。设置槽314的位置只要是第一基板311的背面侧即可，可以是如图13所示第一基板311中的厚度比中心部薄的外周部，也可以是如图14所示厚度厚的中心部。另外，槽314可以设为如图13及图14所示连续的槽，也可以设为如图15所示分割的槽。根据实施方式2，能够得到与实施方式1相同的效果，并且通过在固定涡旋件31的第一基板311的背面侧设置环状的槽314，能够使固定涡旋件31向外壳1热套时的第一基板311的变形是向上凸。这样，能够控制第一基板311的变形模式，由此能够抑制变形形状产生偏差的不良，作为结果，能够有助于压缩效率的提高及可靠性的提高。实施方式3实施方式3涉及在实施方式1或实施方式2还设置散热部件的结构。以下，对实施方式3围绕与实施方式1及实施方式2不同的点进行说明，在该实施方式3中未说明的结构与实施方式1及实施方式2相同。图16是表示该实施方式3的涡旋式压缩机的示意剖视图。实施方式3的涡旋式压缩机在外壳1的外表面侧，在与固定涡旋件31与主框架2之间对应的部分，具备使外壳1的外表面的温度下降的冷却装置90。冷却装置90由散热板等散热部件构成。散热部件可以构成为包围主框架2的外周整体的连续的环状，也可以构成为在多个部位被分割的环状。在压缩机运转中，外壳1的外表面的与固定涡旋件31与主框架2之间对应的部分的温度，虽然取决于运转条件，但例如是约40℃至约80℃，比外部空气温度高。若这样外壳1的温度比外部空气温度高，则外壳1在曲轴6的轴向上膨胀，由此齿顶间隙比压缩机停止时伸长。因此，在该实施方式3中，利用冷却装置90，将外壳1的外表面的与固定涡旋件31与主框架2之间对应的部分的热向外部空气释放，而抑制外壳1的温度上升。由此，能够缓和齿顶间隙的伸长。在图16中，示出了冷却装置90由散热部件构成的例子，但也可以构成为如下面的图17那样。图17是该实施方式3的涡旋式压缩机的变形例的示意剖视图。在该变形例中，冷却装置90由向外壳1送风的风扇91构成。另外，该变形例的涡旋式压缩机还具备温度传感器92和控制装置93。温度传感器92在外壳1的外表面配置于与固定涡旋件31与主框架2之间对应的部分，测量其外表面的温度。温度传感器92的测量温度被输入至控制装置93。控制装置93基于由温度传感器92测量到的测量温度而控制风扇91。控制装置93控制风扇91的启停或者风量，以使由温度传感器92测量到的测量温度成为预先设定的目标温度范围。对于齿顶间隙而言，若外壳1的侧面的表面温度变高则扩大，若表面温度变低则缩小。这样由于外壳1的侧面的表面温度和齿顶间隙存在相关关系，因此通过控制风扇91以使外壳1的侧面的表面温度成为目标温度范围，能够缓和齿顶间隙的伸长。控制装置93例如由微处理器单元等构成。此外，对于控制装置93的结构，并不限定于此。例如，控制装置93也可以由固件等能够更新的构件构成。另外，控制装置93也可以是程序模块，根据来自未图示的CPU等的指令而被执行。根据实施方式3，能够得到与实施方式1及实施方式2相同的效果，并且通过在外壳1的外表面侧具备对与固定涡旋件31与框架之间对应的部分进行冷却的冷却装置90，能够缓和齿顶间隙的伸长。作为冷却装置90，能够使用散热部件或者风扇91。根据该实施方式3的涡旋式压缩机，具备：温度传感器92，在外壳1的外表面侧对与固定涡旋件31与主框架2之间对应的部分的温度进行测量；和控制装置93，基于温度传感器92的计测温度而控制风扇91的启停或者风量。由此，能够缓和齿顶间隙的伸长。附图标记说明1...外壳；2...主框架；3...压缩机构部；4...驱动机构部；5...副框架；6...曲轴；7...衬套；8...供电部；11...主外壳；12...上外壳；13...下外壳；14...吸入管；15...排出管；16...连结外壳；17...固定台；21...主体部；22...主轴承部；23...回油管；24...止推板；31...固定涡旋件；32...摆动涡旋件；33...十字头环；34...压缩室；35...消音器；36...排出阀；37...制冷剂获取空间；41...定子；42...转子；51...副轴承部；52...油泵；61...主轴部；62...偏心轴部；63...通油路；64...第一平衡器；65...第二平衡器；71...滑块；72...平衡配重；81...套；82...供电端子；83...布线；90...冷却装置；91...风扇；92...温度传感器；93...控制装置；113...内壁；114...阶梯；211...收容空间；212...平坦面；213...吸入口；214...十字头收容部；215...第一十字头槽；221...轴孔；311...第一基板；312...第一涡旋齿；313...排出口；314...槽；316...齿底；317...齿顶；321...第二基板；322...第二涡旋齿；323...筒状部；324...第二十字头槽；325...齿顶；331...环部；332...第一键部；333...第二键部；351...排出孔；721...配重部；3211...滑动面；3212...侧面；3213...推力滑动面。

Claims (11)

1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，

具备：

外壳；

固定涡旋件，具有第一基板及设置在所述第一基板上的第一涡旋齿，并固定于所述外壳的内壁；

摆动涡旋件，具有第二基板及设置在所述第二基板上的第二涡旋齿，并配置为使所述第二涡旋齿与所述第一涡旋齿啮合，以及

框架，固定于所述外壳的内壁，并支承所述摆动涡旋件，

所述固定涡旋件的所述第一涡旋齿及所述摆动涡旋件的所述第二涡旋齿中的一方，具有对由于将所述固定涡旋件向所述外壳进行热套固定而产生的所述固定涡旋件的所述第一基板的变形量进行补偿的齿高。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋件的所述第一涡旋齿及所述摆动涡旋件的所述第二涡旋齿中的一方，从卷绕结束到卷绕开始具有齿高根据渐开角而变化的部分。

3.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋件的所述第一涡旋齿及所述摆动涡旋件的所述第二涡旋齿中的一方，具有还对由在压缩机运转中作用于所述固定涡旋件及所述摆动涡旋件的气体压力导致的所述固定涡旋件及所述摆动涡旋件各自的变形量进行补偿的齿高。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋件的所述第一涡旋齿及所述摆动涡旋件的所述第二涡旋齿中的一方，具有还对由在压缩机运转中在所述固定涡旋件及所述摆动涡旋件产生的温度上升导致的所述固定涡旋件及所述摆动涡旋件各自的变形量进行补偿的齿高。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

将所述涡旋齿的卷绕结束部的齿高作为基准齿高，并将所述固定涡旋件及所述摆动涡旋件中的一方的所述涡旋齿与另一方的所述基板之间的间隙定义为齿顶间隙时，

对所述变形量进行补偿的齿高，在所述变形量为扩大所述齿顶间隙的方向的变形量的情况下，是指从所述基准齿高增大与不超过所述变形量的高度对应的量的齿高，在所述变形量为缩窄所述齿顶间隙的方向的变形量的情况下，是指从所述基准齿高至少缩短与所述变形量对应的量的齿高。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋件的所述第一基板在与所述第一基板的形成有所述第一涡旋齿的面相反的一侧的背面具有环状的槽。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述外壳由钢铁构成。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

具备对所述外壳的外表面侧的与所述固定涡旋件与所述框架之间对应的部分进行冷却的冷却装置。

9.根据权利要求8所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述冷却装置为散热部件。

10.根据权利要求8所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述冷却装置为风扇。

11.根据权利要求10所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

具备：温度传感器，对所述外壳的外表面侧的与所述固定涡旋件与所述框架之间对应的部分的温度进行测量；和控制装置，基于所述温度传感器的计测温度而控制所述风扇的启停或者风量。

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