CN117716129A - 涡旋压缩机 - Google Patents

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新木康介
塚义友
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Abstract

高压圆顶型涡旋压缩机包括第一通路部件(12)和第二通路部件(70)。第一通路部件(12)与静涡旋盘(40)的吸入通路相连，将低压流体引向压缩机构。第二通路部件(70)与静涡旋盘(40)的注入通路相连，将中压流体引向压缩机构。静涡旋盘(40)的静端板部(41)具有在其背面侧鼓起的安装部(60)。在安装部(60)上安装有第一通路部件(12)和第二通路部件(70)这二者。

Description

涡旋压缩机
技术领域
本公开涉及一种涡旋压缩机及制冷装置。
背景技术
专利文献1公开了一种高压圆顶型涡旋压缩机。该涡旋压缩机具有吸入管。吸入管贯穿壳体且与静涡旋盘相连，将低压制冷剂引向压缩室。
在高压圆顶型涡旋压缩机中，静涡旋盘暴露于充满壳体内的高温高压制冷剂中。因此，如果不采取任何措施，则低压制冷剂在从吸入管到达压缩室的过程中，会被壳体内的高压制冷剂加热。其结果是，被吸入压缩室的低压制冷剂的密度降低，涡旋盘的运转效率降低。具体而言，动涡旋盘每旋转一周被吸入压缩室的制冷剂的质量就会减少。
于是，专利文献1的涡旋压缩机，是通过用进气管包围吸入管，来减少传递给在吸入管中流动的低压制冷剂的热量的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利公报特开平07－133771号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
专利文献1的涡旋压缩机具有一般的涡旋压缩机所没有的进气管。因此，专利文献1的涡旋压缩机，部件数量由于设有进气管而增加，制造工序变得复杂。
本公开的目的在于：在不增加涡旋压缩机的部件数量的情况下，提高涡旋压缩机的运转效率。
－用以解决技术问题的技术方案－
第一方面的公开是一种高压圆顶型涡旋压缩机10，包括压缩机构30和壳体11，所述压缩机构30具有静涡旋盘40和动涡旋盘50，由所述静涡旋盘40和所述动涡旋盘50形成压缩室31，所述壳体11收容所述压缩机构30，所述高压圆顶型涡旋压缩机10将所述压缩机构30压缩后的流体向所述壳体11的内部空间喷出。该涡旋压缩机10包括第一通路部件12和第二通路部件70，所述第一通路部件12将低压流体从所述壳体11的外部引向所述压缩机构30，所述第二通路部件70将中压流体从所述壳体11的外部引向所述压缩机构30，所述静涡旋盘40具有静端板部41和从所述静端板部41的正面41a突出的静涡卷42，在所述静端板部41上形成有吸入通路44和注入通路47，所述吸入通路44与所述第一通路部件12相连，将所述低压流体引向所述压缩室31，所述注入通路47与所述第二通路部件70相连，将所述中压流体引向所述压缩室31，所述静端板部41具有安装部60，所述安装部60在该静端板部41的背面侧鼓起，且在所述安装部60上安装有所述第一通路部件12和所述第二通路部件70这二者。
在第一方面中，在静涡旋盘40的静端板部41上，形成有安装部60。在安装部60上，安装有供低压流体流动的第一通路部件12和供中压流体流动的第二通路部件70这二者。从第一通路部件12流入压缩机构30后的低压流体和从第二通路部件70流入压缩机构30后的中压流体与安装部60接触。暴露于壳体11内的高压流体的安装部60被从第二通路部件70供给到压缩机构30的中压流体冷却。因此，能抑制一边与安装部60接触一边流动的低压流体的温度上升。其结果是，能抑制流入压缩室31的低压流体的密度降低，从而提高涡旋压缩机10的运转效率。
第二方面的公开在所述第一方面的公开的基础上，所述注入通路47沿该静端板部41的厚度方向贯穿该静端板部41，所述第二通路部件70包括注入管14和连接部件71，所述注入管14贯穿所述壳体11且设在从所述注入通路47的轴向偏移了的位置，所述连接部件71安装在所述安装部60上且连接所述注入管14与所述注入通路47。
在第二方面中，第二通路部件70包括注入管14和连接部件71。注入管14设在从注入通路47的轴向偏移了的位置。因此，能保证吸入管12与注入管14的间距。
第三方面的公开是一种制冷装置100，该制冷装置100包括连接有所述第一或第二方面的公开的涡旋压缩机10的制冷剂回路101，使制冷剂在所述制冷剂回路101中循环而进行制冷循环。
在第三方面中，涡旋压缩机10吸入制冷剂回路101的制冷剂并进行压缩。在制冷剂回路101中，从涡旋压缩机10喷出的制冷剂循环。
附图说明
图1是示出制冷装置的制冷剂回路的管道系统图；
图2是涡旋压缩机的压缩机构的纵剖视图；
图3是省略罩部后的压缩机构的立体图；
图4是压缩机构的俯视图；
图5是示出沿图4的V－V线剖开的剖面的剖视图；
图6是静涡旋盘的立体图。
具体实施方式
下面对实施方式的涡旋压缩机10进行说明。该涡旋压缩机10连接在制冷装置100的制冷剂回路101中，且对流体即制冷剂进行压缩。
－制冷装置－
参照图1对设有涡旋压缩机10的制冷装置100进行说明。
在制冷装置100的制冷剂回路101中，设有本实施方式的涡旋压缩机10、热源侧热交换器102、利用侧热交换器103、过冷却热交换器104、四通换向阀105、膨胀阀106以及注入阀107。
涡旋压缩机10的吸入管12和喷出管13分别与四通换向阀105相连。热源侧热交换器102的气侧端与四通换向阀105相连。热源侧热交换器102的液侧端与过冷却热交换器104的第一流路104a的入口相连。过冷却热交换器104的第一流路104a的出口与膨胀阀106的一端相连。膨胀阀106的另一端与利用侧热交换器103的液侧端相连。利用侧热交换器103的气侧端与四通换向阀105相连。
注入阀107的一端连接在连接过冷却热交换器104的第一流路104a和膨胀阀106的管道上。注入阀107的另一端连接在过冷却热交换器104的第二流路104b的入口处。过冷却热交换器104的第二流路104b的出口连接在涡旋压缩机10的注入管14上。
热源侧热交换器102和利用侧热交换器103是使制冷剂与空气进行热交换的热交换器。过冷却热交换器104是使在第一流路104a中流动的制冷剂与在第二流路104b中流动的制冷剂进行热交换的热交换器。膨胀阀106和注入阀107是开度可变的电子膨胀阀。四通换向阀105是切换制冷装置100的冷却运转和加热运转的切换阀。
在进行冷却运转时，四通换向阀105变为图1中以实线示出的状态，热源侧热交换器102作为冷凝器发挥作用，利用侧热交换器103作为蒸发器发挥作用。在进行该冷却运转时，从涡旋压缩机10喷出的高压制冷剂被送往热源侧热交换器102，在利用侧热交换器103中蒸发后的低压制冷剂被吸入涡旋压缩机10，在过冷却热交换器104的第二流路104b中蒸发后的中压制冷剂流入涡旋压缩机10的注入管14。
在进行加热运转时，四通换向阀105变为图1中虚线所示的状态，利用侧热交换器103作为冷凝器发挥作用，热源侧热交换器102作为蒸发器发挥作用。在进行该加热运转时，从涡旋压缩机10喷出的高压制冷剂被送往利用侧热交换器103，在热源侧热交换器102中蒸发后的低压制冷剂被吸入涡旋压缩机10，在过冷却热交换器104的第二流路104b中蒸发后的中压制冷剂流入涡旋压缩机10的注入管14。
－涡旋压缩机的整体构成－
如图1所示，涡旋压缩机10是全密闭式压缩机。在涡旋压缩机10中，在密闭容器即壳体11中收容有压缩机构30和电动机20。
壳体11是两端封闭的圆筒状压力容器。壳体11以其轴向为上下方向的姿势而设。
在壳体11上，设有吸入管12和喷出管13。吸入管12是用于将低压制冷剂从壳体11的外部引入压缩机构30的部件。吸入管12贯穿壳体11的上端部，且与压缩机构30相连。喷出管13是用于将压缩机构30喷出的高压制冷剂引出到壳体11的外部的部件。喷出管13贯穿壳体11的躯干部，且在壳体11的内部空间敞开口。
在壳体11上，还设有注入管14。注入管14贯穿壳体11的上端部，且与压缩机构30相连。注入管14是用于将中压制冷剂从壳体11的外部引入压缩机构30的部件。
在壳体11的内部，电动机20布置在压缩机构30的下方。电动机20通过驱动轴25与压缩机构30相连结，且驱动压缩机构30。
在壳体11内的下部，设有下部轴承部件15。下部轴承部件15构成支承驱动轴25的轴颈轴承。
－压缩机构的构成－
如图2所示，压缩机构30包括罩部35、静涡旋盘40、动涡旋盘50以及十字滑块联轴器32。罩部35固定在壳体11上。静涡旋盘40布置在罩部35的上表面上。动涡旋盘50布置在静涡旋盘40与罩部35之间。
罩部35是中央凹陷的盘状部件。罩部35构成支承驱动轴25的轴颈轴承。
静涡旋盘40包括静端板部41、静涡卷42以及外周壁部43。静端板部41是略厚的平板状部分。静涡卷42形成为描绘出渐开线曲线的涡旋壁状，且从静端板部41的正面41a突出。外周壁部43形成为包围静涡卷42的外周侧，且从静端板部41的正面突出。静涡卷42的突端面与外周壁部43的突端面大致齐平。
动涡旋盘50包括动端板部51、动涡卷52以及凸柱部55。动端板部51形成为近似圆形的平板状。动涡卷52形成为描绘出渐开线曲线的涡旋壁状，且从动端板部51的正面(图2中的上表面)突出。凸柱部55形成为圆筒状，且布置在动端板部51的背面(图2中的下表面)的中央部。驱动轴25的偏心部27插入凸柱部55。
十字滑块联轴器32布置在动涡旋盘50与罩部35之间。十字滑块联轴器32分别与动涡旋盘50和罩部35嵌合，限制动涡旋盘50自转。
在压缩机构30中，由静涡旋盘40和动涡旋盘50形成压缩室31。在压缩机构30中，由互相啮合的静涡卷42和动涡卷52形成多个压缩室31。
－静涡旋盘－
下面适当地参照图2～图6说明静涡旋盘40。
如图2、图3所示，在静端板部41上，形成有喷出口45。喷出口45是形成在静端板部41的中央部的通孔。喷出口45在静端板部41的正面41a和背面41b敞开口。喷出口45形成将在压缩室31中被压缩后的制冷剂引向壳体11的内部空间的通路。
如图6所示，在静端板部41上，形成有安装部60。安装部60是在静端板部41的背面侧鼓起的部分。安装部60形成在静端板部41的外周缘附近。俯视时，安装部60呈大致沿静端板部41的外周缘延伸的狭长形状。安装部60的突端面(图6中的上表面)是经过了机械加工的平坦面。
如图2、图5、图6所示，在静涡旋盘40上，形成有吸入通路44。吸入通路44是从静端板部41的安装部60沿外周壁部43延伸而成的纵孔。吸入通路44的一端在安装部60的突端面61敞开口。吸入通路44是将低压制冷剂引向压缩室31的通路。
如图5、图6所示，在静涡旋盘40上，形成有注入通路47。注入通路47是形成在静端板部41上的通孔。注入通路47的中心轴沿上下方向延伸。
注入通路47的一端在安装部60的突端面61敞开口。注入通路47的另一端在静端板部41的正面41a敞开口。注入通路47是将中压制冷剂引向压缩中途(换言之，是封闭状态)的压缩室31的通路。
－第一通路部件(吸入管)－
如图2～图5所示，在静端板部41的安装部60上，安装有第一通路部件。在本实施方式的涡旋压缩机10中，吸入管12构成第一通路部件。吸入管12将低压制冷剂从壳体11的外部引入压缩机构30。
吸入管12具有主管部件12a和副管部件12b。吸入管12形成供低压制冷剂流动的低压通路12c。低压通路12c与形成在静涡旋盘40上的吸入通路44相连。
主管部件12a是圆管状部件。主管部件12a设为贯穿壳体11的顶部。主管部件12a的一端从安装部60的突端面61侧插入吸入通路44。主管部件12a与吸入通路44相连。主管部件12a的另一端露出到壳体11的外部。
副管部件12b是圆管状部件。副管部件12b的一端插入主管部件12a的另一端。副管部件12b的另一端与构成制冷剂回路101的管道相连。
－第二通路部件－
如图2～图5所示，在静端板部41的安装部60上，安装有第二通路部件70。第二通路部件70包括连接部件71、接头部件73以及注入管14。
连接部件71是横向长度较长的块状部件。连接部件71利用三个螺栓74固定在静端板部41的安装部60上。连接部件71的下表面紧贴安装部60的突端面61。
在连接部件71上，形成有内部通路72。内部通路72是沿连接部件71的长度方向延伸的狭长通路。内部通路72的入口端向上弯曲，且在连接部件71的一端部的上表面敞开口。内部通路72的出口端向下弯曲，且在连接部件71的另一端部的下表面敞开口。内部通路72的出口端与在安装部60的突端面61敞开口的注入通路47的一端重合。内部通路72与注入通路47连通。
在连接部件71的一端部上，安装有接头部件73。接头部件73是壁厚略厚的短圆管状部件。接头部件73以其轴向为上下方向的姿势安装在连接部件71上。接头部件73的一端(图5中的下端)插入在连接部件71的上表面敞开口的内部通路72的入口端。
注入管14是圆管状部件。注入管14以轴向为上下方向的姿势布置，且贯穿壳体11的顶部。注入管14的轴向与注入通路47的轴向大致平行，且相对于注入通路47的轴向在横向上偏移。注入管14的一端与接头部件73的另一端(图5中的上端)相连。注入管14的另一端露出到壳体11的外部。注入管14的另一端与构成制冷剂回路101的管道相连。
注入管14的内部空间和接头部件73的内部空间与连接部件71的内部通路72一起构成供中压制冷剂流动的中压通路75。中压通路75与注入通路47相连，且将中压制冷剂引向注入通路47。
需要说明的是，在第二通路部件70中，也可以省略接头部件73。在此情况下，注入管14直接与连接部件71的内部通路72的入口端相连。
－涡旋压缩机的运转动作－
在涡旋压缩机10中，压缩机构30的动涡旋盘50由电动机20驱动而进行公转运动。当动涡旋盘50移动时，从吸入管12流入吸入通路44的低压制冷剂就会流入压缩室31。
随着动涡旋盘50移动，压缩室31从静涡卷42的外周端朝向中心端移动，压缩室31的容积随之缩小，压缩室31内的制冷剂被压缩。
此外，在注入管14中流动的中压制冷剂被引入压缩机构30。在注入管14中流动的中压制冷剂依次通过接头部件73和连接部件71而流入注入通路47，然后被引入压缩中途的压缩室31。
在压缩室31中被压缩后的制冷剂从压缩室31通过喷出口45向壳体11内的压缩机构30的上方的空间喷出。从压缩机构30喷出的高压制冷剂流入壳体11内的罩部35的下方的空间，然后通过喷出管13向壳体11的外部流出。
－利用中压制冷剂对静涡旋盘的冷却－
在本实施方式的涡旋压缩机10中，静涡旋盘40暴露于从压缩机构30喷出的高温高压制冷剂中。因此，不仅形成有喷出口45的静涡旋盘40的中央附近的部分被从压缩机构30喷出的制冷剂加热，形成有吸入通路44的静涡旋盘40的外周附近的部分也被从压缩机构30喷出的制冷剂加热。
因此，如果不采取任何措施，则从吸入管12供给到压缩机构30的低压制冷剂在通过静涡旋盘40的吸入通路44的过程中会被加热，其密度就会降低。如果从吸入通路44流入压缩室31的低压制冷剂的密度降低，则在动涡旋盘50旋转一周的过程中被吸入压缩室31的低压制冷剂的质量就会减少，涡旋压缩机10的运转效率就会降低。
另一方面，在本实施方式的涡旋压缩机10中，在形成在静涡旋盘40上的一个安装部60上，安装有第一通路部件即吸入管12和构成第二通路部件70的连接部件71这二者。在该一个安装部60上，还形成有吸入通路44和注入通路47这二者。
在注入通路47中流动的中压制冷剂的温度比从压缩机构30喷出的高压制冷剂的温度低。因此，在本实施方式的压缩机构30中，温度比高压制冷剂低的中压制冷剂在静涡旋盘40中吸入通路44的周边部分附近流动。于是，静涡旋盘40中吸入通路44的周边部分被在注入通路47中流动的中压制冷剂冷却。其结果是，能抑制在通过静涡旋盘40的吸入通路44的过程中的低压制冷剂的温度上升，从而提高涡旋压缩机10的运转效率。
此处，在现有的涡旋压缩机中，有时会采用以下构造：在静涡旋盘的静端板部上，形成两个在静端板部的背面侧鼓起的安装部，在一个安装部上安装第一通路部件即吸入管12，在另一个安装部上安装第二通路部件70。在该构造中，静端板部的两个安装部之间的部分的厚度比静端板部中形成有安装部的部分的厚度薄。因此，在静涡旋盘中，形成在两个安装部之间的厚度相对较薄的部分会阻碍从吸入通路的周边部分向注入通路的周边部分导热。
另一方面，如上所述，在本实施方式的涡旋压缩机10中，在形成在静涡旋盘40上的一个安装部60上，安装有第一通路部件即吸入管12和构成第二通路部件70的连接部件71这二者。在该一个安装部60上，还形成有吸入通路44和注入通路47这二者。因此，在本实施方式的静涡旋盘40中，位于形成有吸入通路44的部分与形成有注入通路47的部分之间的整个区域成为静端板部41中厚度相对较厚的部分。
因此，与在静涡旋盘上分开形成吸入管用安装部和第二通路部件用安装部的现有构造相比，本实施方式的静涡旋盘40能够促进从形成有吸入通路44的部分向形成有注入通路47的部分导热。其结果是，能抑制通过静涡旋盘40的吸入通路44的过程中的低压制冷剂的温度上升，从而提高涡旋压缩机10的运转效率。
－实施方式的特征(1)－
在本实施方式的涡旋压缩机10中，在静涡旋盘40的静端板部41上，形成有安装部60。在安装部60上，安装有供低压制冷剂流动的吸入管12和供中压制冷剂流动的第二通路部件70这二者。从吸入管12流入压缩机构30后的低压制冷剂和从第二通路部件70流入压缩机构30后的中压制冷剂与安装部60接触。暴露于壳体11内的高压制冷剂的安装部60被从第二通路部件70供给到压缩机构30的中压制冷剂冷却。因此，能抑制一边与安装部60接触一边流动的低压制冷剂的温度上升。其结果是，能抑制流入压缩室31的低压制冷剂的密度降低，从而提高涡旋压缩机10的运转效率。
－实施方式的特征(2)－
在本实施方式的涡旋压缩机10中，第二通路部件70包括注入管14和连接部件71。注入管14设在从注入通路47的轴向偏移了的位置。因此，能保证吸入管12与注入管14的间距。
构成制冷剂回路101的管道通过硬钎焊等分别与吸入管12和注入管14相连。根据本实施方式，因为能够保证吸入管12与注入管14之间的间距，所以能够容易地进行将管道分别连接到吸入管12和注入管14上的作业。
以上对实施方式和变形例进行了说明，但应理解可在不脱离权利要求范围的主旨和范围的情况下，对其形态和详情进行各种变更。只要不影响本公开的对象的功能，还可以对上述实施方式和变形例适当地进行组合或替换。说明书和权利要求范围中的“第一”、“第二”、“第三”……这些词语仅用于区分包含上述词语的语句，并不限定该语句的数量和顺序。
－产业实用性－
综上所述，本公开对涡旋压缩机及制冷装置很有用。
－符号说明－
10 涡旋压缩机
11 壳体
12 吸入管(第一通路部件)
14 注入管()
30 压缩机构
31 压缩室
40 静涡旋盘
41 静端板部
41a 正面
42 静涡卷
44 吸入通路
47 注入通路
50 动涡旋盘
60 安装部
70 第二通路部件
71 连接部件
100 制冷装置
101 制冷剂回路

Claims (3)

1.一种涡旋压缩机(10)，包括压缩机构(30)和壳体(11)，所述压缩机构(30)具有静涡旋盘(40)和动涡旋盘(50)，由所述静涡旋盘(40)和所述动涡旋盘(50)形成压缩室(31)，所述壳体(11)收容所述压缩机构(30)，所述涡旋压缩机(10)为高压圆顶型压缩机，且将由所述压缩机构(30)压缩后的流体向所述壳体(11)的内部空间喷出，其特征在于：
所述涡旋压缩机(10)包括第一通路部件(12)和第二通路部件(70)，所述第一通路部件(12)将低压流体从所述壳体(11)的外部引向所述压缩机构(30)，
所述第二通路部件(70)将中压流体从所述壳体(11)的外部引向所述压缩机构(30)，
所述静涡旋盘(40)具有静端板部(41)和从所述静端板部(41)的正面(41a)突出的静涡卷(42)，
在所述静端板部(41)上形成有吸入通路(44)和注入通路(47)，
所述吸入通路(44)与所述第一通路部件(12)相连，将所述低压流体引向所述压缩室(31)，
所述注入通路(47)与所述第二通路部件(70)相连，将所述中压流体引向所述压缩室(31)，
所述静端板部(41)具有安装部(60)，所述安装部(60)在该静端板部(41)的背面侧鼓起，且在所述安装部(60)上安装有所述第一通路部件(12)和所述第二通路部件(70)这二者。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机(10)，其特征在于：
所述注入通路(47)沿所述静端板部(41)的厚度方向贯穿该静端板部(41)，
所述第二通路部件(70)包括注入管(14)和连接部件(71)，
所述注入管(14)贯穿所述壳体(11)且设在从所述注入通路(47)的轴向偏移了的位置，
所述连接部件(71)安装在所述安装部(60)上且连接所述注入管(14)与所述注入通路(47)。
3.一种制冷装置，其特征在于：包括连接有权利要求1或2所述的涡旋压缩机(10)的制冷剂回路(101)，使制冷剂在所述制冷剂回路(101)中循环而进行制冷循环。
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