CN116568929A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

抑制在回旋涡盘中产生的自转力矩的下降。涡旋式压缩机(10)具有固定涡盘(51)、回旋涡盘(52)、自转阻止机构(300)和背压室(H5)。回旋涡盘(52)的涡旋状的回旋环绕件(522)与固定涡盘(51)的涡旋状的固定环绕件(512)啮合。第一压缩室(C1)由回旋环绕件(522)的内壁面(522a)和固定环绕件(512)的外壁面(512b)形成。第二压缩室(C2)由固定环绕件(512)的内壁面(512a)和回旋环绕件(522)的外壁面(522b)形成。回旋涡盘(52)的回旋基板(521)具有能够将第一压缩室(C1)与背压室(H5)的第一贯通孔(701)以及能够将第二压缩室(C2)与背压室(H5)连通的第二贯通孔(702)。在第二压缩室(C2)经由第二贯通孔(702)与背压室(H5)连通之前，第一压缩室(C1)经由第一贯通孔(701)与背压室(H5)连通。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于车辆用空调装置等的涡旋式压缩机。

背景技术

专利文献1所公开涡旋式压缩机包括：涡盘单元，上述涡盘单元在基板(底板)立设有涡旋状的环绕件，并且使基板的中心与环绕件的基础圆的中心(涡旋中心)彼此偏心的固定涡盘和回旋涡盘(可动涡盘)以彼此的环绕件相对并啮合的方式形成密闭空间；以及自转阻止机构，上述自转阻止机构阻止回旋涡盘的自转，通过自转阻止机构来阻止回旋涡盘的自转，并且使回旋涡盘绕固定涡盘的轴心进行公转回旋运动，从而使上述密闭空间的容积变化。在专利文献1中公开了自转阻止机构由形成在回旋涡盘的基板的背面的圆形孔和在与回旋涡盘的基板背面相对的外壳壁上突出设置并与圆形孔卡合的销构成。另外，在专利文献1中公开了通过伴随由涡旋式压缩机实现的压缩的压缩反作用力在回旋涡盘中产生自转力矩，并且由该自转力矩产生的载荷作用于自转阻止机构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2015-059517号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，本发明人发现，在上述那样的涡旋式压缩机工作时会发生上述自转力矩的瞬间消失，其结果是，会发生上述销在瞬间离开圆形孔的内周面之后，与圆形孔的内周面再次碰撞的现象。

因此，本发明的目的在于抑制在回旋涡盘中产生的自转力矩的下降。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的一个侧面，提供一种涡旋式压缩机。该涡旋式压缩机包括：固定涡盘，上述固定涡盘具有在中央部具有排出孔的固定基板以及立设于固定基板的涡旋状的固定环绕件；回旋涡盘，上述回旋涡盘具有回旋基板以及立设于回旋基板并与固定环绕件啮合的涡旋状的回旋环绕件；第一压缩室，上述第一压缩室由回旋环绕件的内壁面和固定环绕件的外壁面形成；第二压缩室，上述第二压缩室由固定环绕件的内壁面和回旋环绕件的外壁面形成；自转阻止机构，上述自转阻止机构阻止回旋涡盘的自转；以及背压室，上述背压室设置于回旋涡盘的背面侧，通过自转阻止机构来阻止回旋涡盘的自转，并且使回旋涡盘绕固定涡盘的轴心进行公转回旋运动而使第一压缩室的容积和第二压缩室的容积分别变化，由此分别对第一压缩室内的流体和第二压缩室内的流体进行压缩并一起从排出孔向排出室排出。回旋基板具有能够将第一压缩室与背压室连通的第一贯通孔以及能够将第二压缩室与背压室连通的第二贯通孔。在第二压缩室经由第二贯通孔与背压室连通之前，第一压缩室经由第一贯通孔与背压室连通。

发明效果

根据本发明，由于能够实现第一压缩室内的压力成为比第二压缩室内的压力高的状态，因此，能够相应地增加在回旋涡盘中产生的自转力矩，进而能够抑制自转力矩的下降。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的涡旋式压缩机的示意结构的剖视图。

图2是回旋涡盘的俯视图。

图3是构成自转阻止机构的自转阻止部的放大剖视图。

图4是回旋基板中的自转阻止机构的自转阻止部的配置图。

图5是用于说明上述涡旋式压缩机中的气体制冷剂和润滑油的流动的框图。

图6是表示压缩室内的压力及背压室内的压力与涡旋回旋角度(曲柄角)之间的关系的图。

图7是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

图8是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

图9是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

图10是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

图11是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

图12是表示涡旋式压缩机的工作状态的图。

具体实施方式

以下，基于附图，对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式的涡旋式压缩机10的示意结构的剖视图。涡旋式压缩机10组装在车辆用空调装置等的制冷剂回路中，从该制冷剂回路接收低压的气体制冷剂并进行压缩，并且进行高压化并返回到该制冷剂回路。另外，图1中的左侧是涡旋式压缩机10的前侧，图1中的右侧是涡旋式压缩机10的后侧，图1中的上侧是涡旋式压缩机10的上侧，图1中的下侧是涡旋式压缩机10的下侧。另外，上述的气体制冷剂是本发明中的流体的一例。

涡旋式压缩机10具有：外壳20；旋转轴30；使旋转轴30旋转的电动机40；由旋转轴30驱动并对(低压的)气态制冷剂进行压缩的涡盘单元50；以及驱动电动机40并进行控制的逆变器60。旋转轴30、电动机40、涡盘单元50和逆变器60收容在外壳20中。另外，涡盘单元50包括固定涡盘51和相对于固定涡盘51回旋运转的回旋涡盘52。固定涡盘51和回旋涡盘52在涡旋式压缩机10的中心轴方向上相对配置。

外壳20包括前外壳21、盖构件22、中间外壳23和后外壳24。而且，它们通过省略图示的紧固件等紧固并构成涡旋式压缩机10的外壳20。

前外壳21具有沿前后延伸的圆筒状的第一周壁部211和将第一周壁部211的内部前后隔开的第一隔壁部212。第一周壁部211的前端面构成前外壳21的前端面，第一周壁部211的后端面构成前外壳21的后端面。在本实施方式中，第一周壁部211的内部(即，前外壳21的内部空间)通过第一隔壁部212分隔成收容逆变器60的前侧的逆变器收容空间和收容电动机40的后侧的电动机收容空间。即，电动机40和逆变器60收容在前外壳21中。

在第一隔壁部212上设置有对旋转轴30的前端部进行支承的支承部213。具体而言，在本实施方式中，支承部213构成为以从第一隔壁部212的后侧的面向上述电动机收容空间内圆筒状地突出的方式形成，并且经由安装在内部的第一轴承214旋转自如地支承旋转轴30的前端部。

在前外壳21的前端面接合有盖构件22，由此，上述逆变器收容空间被封闭(形成有逆变器收容室)。在前外壳21的后端面接合有中间外壳23的前端面。另外，能够根据需要，在前外壳21与盖构件22之间以及前外壳21与中间外壳23之间配置密封构件。

中间外壳23具有前后延伸的圆筒状的第二周壁部231和将第二周壁部231的内部前后隔开的第二隔壁部232。第二周壁部231的前端面构成中间外壳23的前端面，第二周壁部231的后端面构成中间外壳23的后端面。在本实施方式中，第二周壁部231的内部(即，中间外壳23的内部空间)通过第二隔壁部232分隔成与前外壳21的上述电动机收容空间连接的前侧的连接空间和收容涡盘单元50的后侧的涡旋收容空间。即，涡盘单元50收容在中间外壳23中。

第二隔壁部232具有向前外壳21(电动机收容空间)侧突出的中空突出部233。中空突出部233以与设置于前外壳21的第一隔壁部212的支承部213相对的方式设置于第二隔壁部232的径向中央。在中空突出部233的顶部形成有将中空突出部233的内外连通且供旋转轴30的后端侧插通的插通孔234。另外，在中空突出部233的内部安装有旋转自如地支承旋转轴30的后端侧的部位的第二轴承235。即，在本实施方式中，旋转轴30由设置于前外壳21侧的第一轴承214和设置于中间外壳23侧的第二轴承235旋转自如地支承。

在中间外壳23的后端面接合有后外壳24的前端面。在此，在本实施方式中，在中间外壳23的后端面、即第二周壁部231的后端面形成有对构成涡盘单元50的固定涡盘51的固定基板511的外缘部进行收容的凹部236。而且，固定涡盘51的固定基板511的外缘部被中间外壳23和后外壳24夹持，由此，固定涡盘51被固定，并且第二周壁部231的后侧的开口被固定涡盘51的固定基板511封闭。另外，能够根据需要在中间外壳23与后外壳24之间配置密封构件。

后外壳24形成为有底圆筒状，具有前后延伸的圆筒状的第三周壁部241和对第三周壁部241的后侧的开口进行封闭的底壁部242。而且，构成后外壳24的前端面的第三周壁部241的前端面与作为中间外壳23的后端面的第二周壁部231的后端面接合，由此，第三周壁部241的前侧的开口被固定涡盘51的固定基板511封闭。

电动机40例如由三相交流电动机构成，包括定子芯部单元41和转子42。

定子芯部单元41固定于前外壳21的第一周壁部211的内周面。来自未图示的车载电池等的直流电流通过逆变器60转换为交流电流并供给至定子芯部单元41。

转子42以与定子芯部单元41的径向内侧具有规定的间隙的方式配置。在转子42中装入有永磁体。转子42形成为圆筒状，在旋转轴30插通于其中空部的状态下固定于旋转轴30。即，转子42与旋转轴30一体化。

电动机40在通过来自逆变器60的供电而在定子芯部单元41中产生磁场时，旋转力作用于转子42的上述永磁体而使转子42旋转，由此使旋转轴30旋转。

如上所述，涡盘单元50包括固定涡盘51和相对于固定涡盘51回旋运转的回旋涡盘52。

固定涡盘51具有圆板状的固定基板511和立设于固定基板511的一个面的涡旋状的固定环绕件512。在本实施方式的固定涡盘51中，在固定基板511上一体地立设有涡旋状的固定环绕件512。固定卷材512在固定基板511的上述一个面上从径向内侧的内端部(卷绕开始端部)到径向外侧的外端部(卷绕结束端部)51c(参照图7)呈涡旋状地延伸。而且，固定涡盘51在固定基板511的上述一个面(立设有固定环绕件512的面)朝向前方的状态下，固定基板511的外缘部被中间外壳23和后外壳24夹持而固定。

图2是回旋涡盘52的俯视图。如图1和图2所示，回旋涡盘(可动涡盘)52具有圆板状的回旋基板(可动基板)521和立设于回旋基板521的一个面的回旋环绕件(可动环绕件)522。在本实施方式的回旋涡盘52中，在回旋基板521上一体地立设有涡旋状的回旋环绕件522。回旋环绕件522在回旋基板521的上述一个面上从径向内侧的内端部(卷绕开始部)到径向外侧的外端部(卷绕结束部)52c呈涡旋状地延伸。而且，回旋涡盘52以回旋环绕件522与固定涡盘51的固定环绕件512啮合的方式配置。即，回旋涡盘52在中间外壳23的第二隔壁部232与固定涡盘51之间，以回旋基板521的上述一个面(立设有回旋环绕件522的面)朝向后方的状态配置。在此，固定涡盘51和回旋涡盘52以使固定环绕件512与回旋环绕件522啮合、固定环绕件512的突出侧的端缘与回旋基板521接触、回旋环绕件522的突出侧的端缘与固定基板511接触的方式配设。另外，在固定环绕件512的突出侧的端缘和回旋环绕件522的突出侧的端缘分别设置有芯片状密封件。

在本实施方式中，如图2所示，回旋环绕件522以沿着从基础圆(假想圆)52a延伸的渐开线曲线(假想线)的方式形成。在此，回旋环绕件522的伸开角是指绕基础圆52a的中心(固定涡旋中心)52b的角度且是从基础圆52a上的基准点(上述渐开线曲线的起点)到回旋环绕件522的卷绕结束端部52c的角度。

虽然省略了图示，但是与回旋环绕件522同样地，固定环绕件512也以沿着从基础圆(假想圆)延伸的渐开线曲线(假想线)的方式形成。在此，固定环绕件512的伸开角是指绕固定环绕件512的基础圆的中心(固定螺旋中心)的角度且是从该基础圆上的基准点(上述渐开线曲线的起点)到固定环绕件512的卷绕结束端部51c(参照图7)的角度。

在本实施方式中，固定环绕件512的伸开角与回旋环绕件522的伸开角相同。但是，固定环绕件512的伸开角和回旋环绕件522的伸开角也可以不同。

在本实施方式中，固定环绕件512通过使其基础圆的中心相对于固定基板511的中心(未图示)偏心而形成。另外，回旋环绕件522通过使其基础圆52a的中心52b相对于回旋基板521的中心(未图示)偏心而形成。由此，能够减小涡盘单元50的外径，能够缩小涡旋式压缩机10的主体直径，从而能够实现涡旋式压缩机10的小型化。

回旋涡盘52构成为由旋转轴30经由曲柄机构70驱动，以便相对于固定涡盘51回旋运动、换言之绕固定涡盘51的轴心公转。

曲柄机构70构成为将旋转轴30与回旋涡盘52连结，并且将旋转轴30的回旋运动转换为回旋涡盘52的回旋运动。在本实施方式中，曲柄机构70配设在中间外壳23的第二隔壁部232的中空突出部233的内部。曲柄机构70包括：立设于旋转轴30的后端部的曲柄销71；相对于曲柄销71以偏心状态安装的偏心衬套72；以及在回旋涡盘52的回旋基板521的背面突出形成的圆筒部73。偏心衬套72通过省略图示的轴承旋转自如地支承于圆筒部73的内周面。另外，在旋转轴30的后端部安装有与由回旋涡盘52的回旋运动产生的离心力对抗的均衡配重74。

涡盘单元50构成为通过使回旋涡盘52相对于固定涡盘51进行回旋运动来吸入低压的气体制冷剂并压缩。另外，在回旋涡盘52的回旋基板521与中间外壳23的第二隔壁部232之间配置有圆环板状的推力板80，第二隔壁部232的后侧的面经由推力板80受到来自回旋涡盘52的推力。

回旋涡盘52的自转能够被自转阻止机构300阻止。在此，使用图3和图4对自转阻止机构300进行说明。

图3是构成自转阻止机构300的自转阻止部303的放大剖视图。图4是回旋基板521中的自转阻止机构300的自转阻止部303的配置图。

自转阻止机构300构成为将如图4所示由环301和销302构成的自转阻止部303沿着回旋基板521的背面的外周缘附近的周向等间隔地配置多个(在本实施方式中为五个)，如图3所示，上述环301压入到形成于作为回旋基板521的另一面的背面的圆形孔中，上述销302在中间外壳23的第二隔壁部232突出设置并贯穿推力板80而游嵌于环301的内侧。另外，如果自转阻止部303至少为三个以上，则回旋涡盘52能够在不自转的情况下绕固定涡盘51的轴心进行公转回旋运动。在此，第二隔壁部232是本发明的“外壳壁”的一例。

返回图1，在本实施方式中，涡旋式压缩机10具有：吸入室H1，上述吸入室H1供低压的气体制冷剂流入；压缩室H2，上述压缩室H2对低压的气体制冷剂进行压缩；排出室H3，上述排出室H3供在压缩室H2中压缩的气体制冷剂排出；气液分离室H4，上述气液分离室H4从在压缩室H2中压缩的气体制冷剂中分离润滑油；以及背压室H5，上述背压室H5设置于回旋涡盘52的背面侧(回旋基板521的背面侧)。

吸入室H1由前外壳21的第一周壁部211、前外壳21的第一隔壁部212、中间外壳23的第二周壁部231以及中间外壳23的第二隔壁部232划分形成。即，在本实施方式中，由前外壳21的上述电动机收容空间和中间外壳23的上述连接空间形成吸入室H1。在第一周壁部211中形成有吸入口P1。吸入口P1经由省略图示的连接管等与上述制冷剂回路(的低压侧)连接。因此，来自上述制冷剂回路的低压的制冷剂经由吸入口P1流入到吸入室H1。另外，在中间外壳23中形成有用于将吸入室H1内的低压的气体制冷剂向涡盘单元50的外端部附近的空间H6引导的制冷剂通路L1。

压缩室H2形成在涡盘单元50内、即固定涡盘51与回旋涡盘52之间。涡盘单元50构成为通过在形成压缩室H2时从空间H6吸入低压的气体制冷剂来压缩低压的气体制冷剂。

在本实施方式中，固定涡盘51和回旋涡盘52以在固定环绕件512和回旋环绕件522的周向角度彼此错开的状态下，固定环绕件512的壁面和回旋环绕件522的壁面彼此部分地接触的方式配设。因此，在本实施方式中，如图2和图7～图10所示，由回旋环绕件522的内壁面522a和固定环绕件512的外壁面512b形成新月状的第一压缩室C1，由固定环绕件512的内壁面512a和回旋环绕件522的外壁面522b形成新月状的第二压缩室C2。在此，图10～图12所示的最终压缩室C3是将第一压缩室C1和第二压缩室C2结合并一体化而成的。在本实施方式中，第一压缩室C1、第二压缩室C2和最终压缩室C3能够构成上述压缩室H2。

回旋涡盘52以使回旋基板521的中心(轴心)相对于固定基板511的中心(轴心)偏心的方式组装，并被自转阻止机构300阻止自转，并且通过旋转轴30经由曲柄机构70绕固定基板511的中心进行公转回旋运动。该公转回旋运动的回旋半径能够由固定环绕件512与回旋环绕件522的接触来限定。通过该公转回旋运动，第一压缩室C1和第二压缩室C2从回旋环绕件522的卷绕结束端部52c及固定环绕件512的卷绕结束端部51c朝向中心部移动，由此，第一压缩室C1的容积和第二压缩室C2的容积分别向缩小方向变化。因此，从回旋环绕件522的卷绕结束端部52c侧引入到第一压缩室C1内的气体制冷剂被压缩，并且从固定环绕件512的卷绕结束端部51c侧引入到第二压缩室C2内的气体制冷剂被压缩。在第一压缩室C1内被压缩的气体制冷剂和在第二压缩室C2中被压缩的气体制冷剂在将第一压缩室C1和第二压缩室C2结合并一体化而成的最终压缩室C3内处于一起。

图1所示的排出室H3由后外壳24的第三周壁部241、后外壳24的底壁部242以及固定涡盘51的固定基板511形成。即，后外壳24的第三周壁部241的内部构成排出室H3。在固定涡盘51的固定基板511的径向中央形成有将向最内侧移动的(容积变得最小的)压缩室H2(最终压缩室C3)与排出室H3连通的排出孔L2。因此，在涡盘单元50的压缩室H2(最终压缩室C3)中被压缩的气体制冷剂经由排出孔L2排出到排出室H3。另外，在面向排出室H3的固定涡盘51的固定基板511的另一面上安装有例如由簧片阀构成的止回阀90，上述止回阀90允许气体制冷剂从压缩室H2(最终压缩室C3)向排出室H3流通，但是限制气体制冷剂从排出室H3向压缩室H2(最终压缩室C3)的流通。

气液分离室H4设置于后外壳24。具体而言，在本实施方式中，气液分离室H4形成为经过后外壳24的底壁部242从外周面朝向内部向下方延伸的圆柱状空间。在气液分离室H4内配置有对包含在气体制冷剂中的润滑油进行分离的油分离器100。在此使用离心分离式的油分离器，但是不限于此，也可以使用其他方式的油分离器。在气液分离室H4中的油分离器100的上部设置有排出口P2。排出口P2经由省略图示的连接管等与上述制冷剂回路(的高压侧)连接。另外，在后外壳24的底壁部242形成有将排出室H3与气液分离室H4连通的连通孔L3。

因此，排出室H3内的气体制冷剂、即在压缩室H2中被压缩的气体制冷剂(高压的气体制冷剂)经由连通孔L3流入到气液分离室H4，并通过油分离器100来分离出润滑油，之后，从排出口P2向上述制冷剂回路的高压侧导出。另一方面，通过油分离器100从高压的气体制冷剂中分离出的润滑油在重力的作用下被引导向气液分离室H4的下部。

背压室H5形成在回旋涡盘52的回旋基板521与中间外壳23的第二隔壁部232之间。在本实施方式中，背压室H5包括第二隔壁部232的中空突出部233的内部空间。在中间外壳23、固定涡盘51的固定基板511和后外壳24中形成有将背压室H5与气液分离室H4连接的润滑油通路L4。在润滑油通路L4的中途配置有节流孔(节流部)OL1。

因此，在气液分离室H4中，通过油分离器100从高压的气体制冷剂中分离出的润滑油(包括暂时储存在气液分离室H4的下部的润滑油)经由润滑油通路L4供给至背压室H5。

在本实施方式中，如图2所示，在回旋涡盘52的回旋基板521上形成有第一贯通孔701和第二贯通孔702。第一贯通孔701在回旋基板521中的能够将第一压缩室C1与背压室H5连通的位置处贯穿形成。第二贯通孔702在回旋基板521中的能够将第二压缩室C2与背压室H5连通的位置处贯穿形成。第一贯通孔701在回旋基板521中的回旋环绕件522的内壁面522a附近开口。与此相对，第二贯通孔702在回旋基板521中的回旋环绕件522的外壁面522b附近开口。

接着，参照图1和图5，对涡旋式压缩机10中的气体制冷剂和润滑油的流动进行说明。图5是用于对涡旋式压缩机10中的气体制冷剂和润滑油的流动进行说明的框图。另外，在图1中，润滑油被混合之前或润滑油被分离之后的气体制冷剂的流动用带斜线的箭头表示，含有润滑油的气体制冷剂的流动用涂黑的箭头表示，从气体制冷剂中分离出的润滑油的流动用空白箭头表示。

如图1和图5所示，来自上述制冷剂回路的低压的气体制冷剂经由吸入口P1流入到吸入室H1，之后，经由制冷剂通路L1被导入到涡盘单元50的外端部附近的空间H6。被引导到空间H6的低压的气体制冷剂随着回旋涡盘52的回旋运动，被吸入到涡盘单元50的压缩室H2(第一压缩室C1、第二压缩室C2以及最终压缩室C3)中而被压缩。在压缩室H2中被压缩的气体制冷剂(高压的气体制冷剂)经由排出孔L2(和止回阀90)排出到排出室H3，之后经由连通孔L3流入到气液分离室H4。流入到气液分离室H4的气体制冷剂通过油分离器100分离出包含在其中的润滑油。然后，由油分离器100分离出润滑油的气体制冷剂从排出口P2向上述制冷剂回路导出。另一方面，由油分离器100从气体制冷剂中分离出的润滑油从气液分离室H4的下部在润滑油通路L4中流动并供给至背压室H5。背压室H5能够经由第一贯通孔701和第二贯通孔702与压缩室H2(第一压缩室C1、第二压缩室C2和最终压缩室C3)连通。

在此，在润滑油通路L4的中途配置有节流孔OL1。因此，被油分离器100从气体制冷剂中分离出的润滑油的压力从排出室H3内的压力Pd减压并供给至背压室H5。另外，背压室H5能够经由第一贯通孔701和第二贯通孔702与压缩室H2(第一压缩室C1、第二压缩室C2和最终压缩室C3)连通。因此，通过能够作为节流部发挥作用的第一贯通孔701和第二贯通孔702，对在背压室H5与压缩室H2(第一压缩室C1、第二压缩室C2和最终压缩室C3)之间往来的流体(润滑油和/或气体制冷剂)的流量进行限制。其结果是，背压室H5内的压力保持在吸入室H1内的压力Ps与排出室H3内的压力Pd之间的中间压力(背压)Pm，通过该中间压力(背压)Pm，将回旋涡盘52朝向固定涡盘51按压。即，背压室H5使朝向固定涡盘51按压的背压Pm作用于回旋涡盘52。换言之，背压室H5能够产生将回旋涡盘52向固定涡盘51侧按压施力的背压Pm。

另外，第一通孔701和第二通孔702能够作为控制背压Pm的背压控制孔发挥作用。

使用图6～图12，对该结构的涡旋式压缩机10的工作进行说明。图6是表示第一压缩室C1内的压力、第二压缩室C2内的压力及最终压缩室C3内的压力、背压室H5内的压力(背压Pm)、压缩室H2(第一压缩室C1及第二压缩室C2)中的气体制冷剂的从压缩开始起的涡旋回旋角度(曲轴角)之间的关系的图。图7～图12表示涡旋式压缩机10的工作状态。

旋转轴30通过来自电动机40的旋转驱动力而旋转，回旋涡盘52经由曲柄机构70在被自转阻止机构300阻止自转的同时绕固定涡盘51的轴心进行公转回旋运动。通过回旋涡盘52的公转回旋运动，气体制冷剂从吸入口P1经由吸入室H1、制冷剂通路L1和空间H6，并被吸入到涡盘单元50的固定环绕件512和回旋环绕件522之间的第一压缩室C1和第二压缩室C2内。

在此，在本实施方式中，到固定环绕件512的卷绕结束端部51c为止的伸开角与到回旋环绕件522的卷绕结束端部52c为止的伸开角相同。因此，如图7所示，在通过使回旋环绕件522的卷绕结束端部52c与固定环绕件512的外壁面512b抵接来将第一压缩室C1密闭的同时，通过使固定环绕件512的卷绕结束端部51c与回旋环绕件522的外壁面522b抵接来将第二压缩室C2密闭。另外，该图7对应于图6中的曲柄角0°。

在图6所示的期间Z0中，通过回旋涡盘52的公转回旋运动，第一压缩室C1的容积缩小，内压上升，并且第二压缩室C2的容积缩小，内压上升。在该期间Z0中，如图7所示，第一贯通孔701位于远离第一压缩室C1的位置，另外，第二贯通孔702位于远离第二压缩室C2的位置。

接着，在从图6的期间Z0转移到期间Z1的时刻处，第一贯通孔701从对第一贯通孔701进行封闭的固定环绕件512的突出侧的端缘偏离，从而使第一贯通孔701开口。而且，在该时刻处，开始第一压缩室C1与背压室H5经由第一贯通孔701的连通(参照图8)。第一贯通孔701的开口状态在图6的期间Z1和Z2中持续。另一方面，在期间Z1中，第二贯通孔702位于远离第二压缩室C2的位置处。在此，在期间Z1中，背压室H5内的压力(背压Pm)比第一压缩室C1内的压力高。因此，由于背压室H5内的流体从背压室H5内经过第一贯通孔701流入到第一压缩室C1，因此，第一压缩室C1内的压力相应地变得比第二压缩室C2内的压力高。另外，在该期间Z1中，通过回旋涡盘52的公转回旋运动，第一压缩室C1的容积缩小，内压上升，并且第二压缩室C2的容积缩小，内压上升，这一点是自不必言的。

在期间Z1中，第一压缩室C1内的压力比第二压缩室C2内的压力高。因此，相应地，能够增加在回旋涡盘52中产生的自转力矩。另外，该自转力矩的方向与回旋涡盘52的公转回旋运动的方向一致。

接着，在从图6的期间Z1转移到期间Z2的时刻处，第二贯通孔702从对第二贯通孔702进行封闭的固定环绕件512的突出侧的端缘偏离，从而使第二贯通孔702开口。而且，在该时刻处，开始第二压缩室C2与背压室H5经由第二贯通孔702的连通(参照图9)。第二贯通孔702的开口状态在图6的期间Z2和Z3中持续。

在该期间Z2的中途的曲柄角为360°处，由于回旋涡盘52的公转回旋运动引起的第一压缩室C1的容积的缩小变化而被压缩的气体制冷剂和由于第二压缩室C2的容积的缩小变化而被压缩的气体制冷剂如图10所示在最终压缩室C3内混合。在从期间Z2的开始时刻到曲柄角360°为止的期间中，维持期间Z1中的第一压缩室C1内的压力与第二压缩室C2内的压力的大小关系。在从期间Z2的开始时刻到曲柄角360°为止的期间中，通过回旋涡盘52的公转回旋运动，第一压缩室C1的容积缩小，内压上升，并且第二压缩室C2的容积缩小，内压上升，这一点也是自不必言的。因此，在从期间Z2的开始时刻到曲柄角360°为止的期间中第一压缩室C1内的压力也比第二压缩室C2内的压力高，因此，能够相应地增加在回旋涡盘52中产生的自转力矩。另外，该自转力矩的方向与回旋涡盘52的公转回旋运动的方向一致。

另外，在从期间Z2的开始时刻到曲柄角360°为止的期间中，背压室H5内的压力(背压Pm)比第二压缩室C2内的压力高。因此，由于背压室H5内的流体从背压室H5内经过第二贯通孔702流入到第二压缩室C2，因此，第二压缩室C2内的压力相应地上升。这一点对于第一压缩室C1也是同样的。

在期间Z2中的曲柄角360°以后，通过回旋涡盘52的公转回旋运动，最终压缩室C3的容积缩小，内压上升。

接着，在从图6的期间Z2转移到期间Z3的时刻处，第一贯通孔701被固定环绕件512的突出侧的端缘封闭。即，在该时刻处，最终压缩室C3与背压室H5经由第一贯通孔701的连通被切断(参照图11)。此后，第一通孔701处于远离最终压缩室C3的位置。另一方面，由于在期间Z3中第二贯通孔702的开口状态持续，因此，最终压缩室C3与背压室H5经由第二贯通孔702的连通持续。

接着，在从图6的期间Z3转移到期间Z4的时刻处，第二贯通孔702被固定环绕件512的突出侧的端缘封闭。即，在该时刻处，最终压缩室C3与背压室H5经由第二贯通孔702的连通被切断(参照图12)。此后，第二通孔702处于远离最终压缩室C3的位置。

在此，在期间Z2中，当最终压缩室C3内的压力比背压室H5内的压力(背压Pm)高时，最终压缩室C3内的流体能够经过第一贯通孔701和第二贯通孔702这两者并流入到背压室H5。另外，在期间Z3中，由于最终压缩室C3内的压力比背压室H5内的压力(背压Pm)高，因此，最终压缩室C3内的流体能够经过第二贯通孔702并流入到背压室H5。

因此，在图6中，在期间Z1中，第一压缩室C1经由第一贯通孔701与背压室H5连通，但是第二压缩室C2与背压室H5并非彼此连通。在从期间Z2的开始时刻到曲轴角为360°为止的期间中，第一压缩室C1经由第一贯通孔701与背压室H5连通，并且第二压缩室C2经由第二贯通孔702与背压室H5连通。在从曲柄角为360°到期间Z2的结束时刻为止的期间中，最终压缩室C3经由第一贯通孔701及第二贯通孔702与背压室H5连通。在期间Z3中，最终压缩室C3经由第二贯通孔702与背压室H5连通，但是第一压缩室C1与背压室H5并非彼此连通。

当通过回旋涡盘52的公转回旋运动使最终压缩室C3的容积缩小，以使最终压缩室C3内的压力达到排出压力时，止回阀90开阀，最终压缩室C3内的气体制冷剂经过排出孔L2并排出到排出室H3。

在本实施方式的涡旋式压缩机10中，如上所述，使回旋基板521的中心与回旋环绕件522的基础圆52a的中心52b彼此偏心。在这种情况下，在回旋涡盘52一次回旋中，作用于回旋涡盘52的压缩反作用力的中心与回旋基板521的中心之间的距离α(未图示)发生变动。如果第一压缩室C1和第二压缩室C2为相同压力，则作用于回旋涡盘52的压缩反作用力的中心位于固定环绕件512的基础圆的中心与回旋环绕件522的基础圆52a的中心52b的中点。第一压缩室C1内的压力越高于第二压缩室C2内的压力，则压缩反作用力的中心越远离回旋基板521的中心(即，上述距离α变大)，在相反的情况下，压缩反作用力的中心越接近回旋基板521的中心(即，上述距离α变小)。在此，上述自转力矩是绕回旋基板521的中心的力矩，并且是压缩反作用力与上述距离α的积。压缩反作用力在回旋涡盘52的一次回旋中发生变动，例如在图6所示的曲柄角为360°附近成为最小。因此，为了抑制压缩反作用力为最小的曲柄角为360°附近的自转力矩的下降，优选的是，在曲轴角360°的附近使第一压缩室C1内的压力比第二压缩室C2内的压力更高，以使曲柄角360°附近的上述距离α增大。

因此，在本实施方式中采取了以下的对策[1]。

[1]如图6～图9所示，在第二压缩室C2经由第二贯通孔702与背压室H5连通之前，第一压缩室C1经由第一贯通孔701与背压室H5连通。由此，例如在从图6所示的期间Z1和期间Z2的开始时刻到曲柄角为360°为止的期间中，能够扩大第一压缩室C1内的压力与第二压缩室C2内的压力之差，进而能够抑制自转力矩的下降。

通过采取该对策，例如能够抑制图6所示的曲柄角为360°附近的自转力矩的下降，因此，能够使销302与环301的内周面良好地抵接。因此，能够防止销302与环301碰撞，从而能够抑制自转阻止机构300中的振动、噪音的产生。

另外，在本实施方式中也可以采取以下的追加对策[2]。

[2]使到固定环绕件512的卷绕结束端部51c为止的伸开角小于到回旋环绕件522的卷绕结束端部52c为止的伸开角。由此，在通过使回旋环绕件522的卷绕结束端部52c与固定环绕件512的外壁面512b抵接来将第一压缩室C1密闭之后，通过使固定环绕件512的卷绕结束端部51c与回旋环绕件522的外壁面522b抵接来将第二压缩室C2密闭。因此，由于第一压缩室C1总是先于第二压缩室C2进行气体制冷剂的压缩，因此，第一压缩室C1内的压力处于总是高于第二压缩室C2内的压力的状态，其结果是，能够实现产生的自转力矩的提高。

根据本实施方式，涡旋式压缩机10包括：固定涡盘51，上述固定涡盘具有在中央部具有排出孔L2的固定基板511以及立设于固定基板511的涡旋状的固定环绕件512；回旋涡盘52，上述回旋涡盘具有回旋基板521以及立设于回旋基板521并与固定环绕件512啮合的涡旋状的回旋环绕件522；第一压缩室C1，上述第一压缩室C1由回旋环绕件522的内壁面522a和固定环绕件512的外壁面512b形成；第二压缩室C2，上述第二压缩室C2由固定环绕件512的内壁面512a和回旋环绕件522的外壁面522b形成；自转阻止机构300，上述自转阻止机构300阻止回旋环绕件52的自转；以及背压室H5，上述背压室设置于回旋环绕件52的背面侧，通过自转阻止机构300来阻止回旋涡盘52的自转，并且使回旋涡盘52绕固定涡盘51的轴心进行公转回旋运动而使第一压缩室C1的容积和第二压缩室C2的容积分别变化，由此分别对第一压缩室C1内的流体(例如气体制冷剂)和第二压缩室C2内的流体(例如气体制冷剂)进行压缩并一起从排出孔L2向排出室H3排出。回旋基板521具有能够将第一压缩室C1与背压室H5连通的第一贯通孔701以及能够将第二压缩室C2与背压室H5连通的第二贯通孔702。在第二压缩室C2经由第二贯通孔702与背压室H5连通之前，第一压缩室C1经由第一贯通孔701与背压室H5连通。因此，由于能够使第一压缩室C1内的压力成为比第二压缩室C2内的压力高的状态，因此，能够相应地增加在回旋涡盘52中产生的自转力矩，进而能够抑制自转力矩的下降。

根据本实施方式，如图6所示，在背压室H5内的压力高于第一压缩室C1内的压力且高于第二压缩室C2内的压力的时期，在开始第一压缩室C1与背压室H5经由第一贯通孔701的连通之后(即，在开始期间Z1之后)，开始第二压缩室C2与背压室H5经由第二贯通孔702的连通(即开始期间Z2)。由此，能够持续第一压缩室C1内的压力比第二压缩室C2内的压力高的状态。

另外，根据本实施方式，自转阻止机构300包括：环301，上述环301被压入到形成于回旋基板521的背面和与该背面相对的外壳壁(例如第二隔壁部232)中的任一方的圆形孔中；以及销302，上述销302突出设置于另一方并游嵌于环301的内侧。能够抑制这种结构的自转阻止机构300中的振动、噪音的产生。

另外，根据本实施方式，固定环绕件512能够由基于固定环绕件512的基础圆的渐开线曲线形成。回旋环绕件522能够由基于回旋环绕件522的基础圆52a的渐开线曲线形成。从固定环绕件512的基础圆上的基准点到固定环绕件512的卷绕结束端部51c为止的伸开角与从回旋环绕件522的基础圆52a上的基准点到回旋环绕件522的卷绕结束端部52c为止的伸开角相同。因此，如图7所示，能够在通过使回旋环绕件522的卷绕结束端部52c与固定环绕件512的外壁面512b抵接来将第一压缩室C1密闭的同时，通过使固定环绕件512的卷绕结束端部51c与回旋环绕件522的外壁面522b抵接来密封第二压缩室C2。

另外，在本实施方式中，也可以使从固定环绕件512的基础圆上的基准点到固定环绕件512的卷绕结束端部51c为止的伸开角比从回旋环绕件522的基础圆52a上的基准点到回旋环绕件522的卷绕结束端部52c为止的伸开角小。在这种情况下，在通过使回旋环绕件522的卷绕结束端部52c与固定环绕件512的外壁面512b抵接来将第一压缩室C1密闭之后，通过使固定环绕件512的卷绕结束端部51c与回旋环绕件522的外壁面522b抵接来将第二压缩室C2密闭。因此，由于第一压缩室C1内的压力成为总是比第二压缩室C2内的压力高的状态，因此，能够始终在回旋涡盘52中产生自转力矩，进而能够抑制自转力矩的下降。

另外，根据本实施方式，固定基板511的中心与固定环绕件512的基础圆的中心彼此偏心。另外，回旋基板521的中心与回旋环绕件522的基础圆52a的中心52b彼此偏心。在这种结构的涡旋式压缩机10中，能够抑制自转阻止机构300中的振动、噪音的产生。

驱动本实施方式的涡旋式压缩机10的驱动源不限于电动机40，例如也可以是车辆发动机等。

另外，上述涡盘单元50(固定涡盘51和回旋涡盘52)也可以应用于涡旋式膨胀机。该涡旋式膨胀机例如能够组装在车辆用蒸汽循环装置的制冷剂回路中，并且使从该制冷剂回路导入的制冷剂膨胀而产生动力(从该制冷剂中回收动力)。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，还能够基于本发明的技术构思进行变形和变更，这一点是理所应当的。

符号说明

10…涡旋式压缩机、20…外壳、21…前外壳、23…中间外壳、24…后外壳、50…涡盘单元、51…固定涡盘、51c…卷绕结束端部、52…回旋涡盘、52a…基础圆、52b…中心、52c…卷绕结束端部、100…油分离器、232…第二隔壁部(外壳壁)、300…自转阻止机构、301…环、302…销、303…自转阻止部、511…固定基板、512…固定环绕件、512a…内壁面、512b…外壁面、521…回旋基板、522…回旋环绕件、522a…内壁面、522b…外壁面、701…第一贯通孔、702…第二贯通孔、C1…第一压缩室、C2…第二压缩室、C3…最终压缩室、H1…吸入室、H2…压缩室、H3…排出室、H4…气液分离室、H5…背压室、H6…空间、L1…制冷剂通路、L2…排出孔、L3…连通孔、L4…润滑油通路、OL1…节流孔。

Claims (8)

1.一种涡旋式压缩机，包括：

固定涡盘，所述固定涡盘具有在中央部具有排出孔的固定基板以及立设于所述固定基板的涡旋状的固定环绕件；

回旋涡盘，所述回旋涡盘具有回旋基板以及立设于所述回旋基板并与所述固定环绕件啮合的涡旋状的回旋环绕件；

第一压缩室，所述第一压缩室由所述回旋环绕件的内壁面和所述固定环绕件的外壁面形成；

第二压缩室，所述第二压缩室由所述固定环绕件的内壁面和所述回旋环绕件的外壁面形成；

自转阻止机构，所述自转阻止机构阻止所述回旋涡盘的自转；以及

背压室，所述背压室设置于所述回旋涡盘的背面侧，

通过所述自转阻止机构来阻止所述回旋涡盘的自转，并且使所述回旋涡盘绕所述固定涡盘的轴心进行公转回旋运动而使所述第一压缩室的容积和所述第二压缩室的容积分别变化，由此分别对所述第一压缩室内的流体和所述第二压缩室内的流体进行压缩并一起从所述排出孔向所述排出室排出，其中，

所述回旋基板具有能够将所述第一压缩室与所述背压室连通的第一贯通孔以及能够将所述第二压缩室与所述背压室连通的第二贯通孔，

在所述第二压缩室经由所述第二贯通孔与所述背压室连通之前，所述第一压缩室经由所述第一贯通孔与所述背压室连通。

2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在所述背压室内的压力高于所述第一压缩室内的压力且高于所述第二压缩室内的压力的时期，在开始所述第一压缩室与所述背压室的经由所述第一贯通孔的连通之后，开始所述第二压缩室与所述背压室的经由所述第二贯通孔的连通。

3.如权利要求1或2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述自转阻止机构包括：环，所述环被压入到形成于所述回旋基板的背面和与该背面相对的外壳壁中的任一方的圆形孔中；以及销，所述销突出设置于另一方并游嵌于所述环的内侧。

4.如权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

从所述固定环绕件的基础圆上的基准点到所述固定环绕件的卷绕结束端部为止的伸开角与从所述回旋环绕件的基础圆上的基准点到所述回旋环绕件的卷绕结束端部为止的伸开角相同。

5.如权利要求1至4中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在通过使所述回旋环绕件的卷绕结束端部与所述固定环绕件的外壁面抵接来将所述第一压缩室密闭的同时，通过使所述固定环绕件的卷绕结束端部与所述回旋环绕件的外壁面抵接来将所述第二压缩室密闭。

6.如权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

从所述固定环绕件的基础圆上的基准点到所述固定环绕件的卷绕结束端部为止的伸开角比从所述回旋环绕件的基础圆上的基准点到所述回旋环绕件的卷绕结束端部为止的伸开角小。

7.如权利要求1至3中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

在通过使所述回旋环绕件的卷绕结束端部与所述固定环绕件的外壁面抵接来将所述第一压缩室密闭之后，通过使所述固定环绕件的卷绕结束端部与所述回旋环绕件的外壁面抵接来将所述第二压缩室密闭。

8.如权利要求1至7中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，

所述固定基板的中心与所述固定环绕件的基础圆的中心彼此偏心，

所述回旋基板的中心与所述回旋环绕件的基础圆的中心彼此偏心。