CN203822628U - 涡旋式压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋式压缩机,利用使凸台部(2d)的内部空间(2g)与第一中间压力室(5e)连通的第一减压机构(3r)进行减压,使第一中间压力室内的压力成为低于凸台部(2d)的内部空间(2g)的压力且高于吸入压力的第一中间压力,利用使第一中间压力室(5e)与第二中间压力室(2i)连通的第二减压机构(3n)进行减压,使第二中间压力室内的压力成为低于第一中间压力室内的第一中间压力且高于吸入压力的第二中间压力,柔性框架(3)承受第一中间压力室内的第一中间压力而将摆动涡旋件(2)按压于固定涡旋件(1),且承受第二中间压力室内的第二中间压力而减轻该柔性框架(3)的推力承受面(3a)处的按压力。
Description
技术领域
本实用新型涉及涡旋式压缩机。
背景技术
通常,公知有如下的高压蜗壳式的立式涡旋式压缩机,该涡旋式压缩机在密闭容器内收纳有:对制冷剂进行压缩的压缩机构部;配置于上述压缩机构部的下方、且对压缩机构部进行驱动的驱动部;以及对压缩机构部进行润滑的冷冻机油。在这种涡旋式压缩机中,压缩机构部具备:具有固定板状涡旋齿的固定涡旋件;以及具有与固定板状涡旋齿对置而形成压缩室的摆动板状涡旋齿的摆动涡旋件。摆动涡旋件能够沿轴向移动,且承受被导入到其背面侧的空间的中间压力的制冷剂的压力而被按压于固定涡旋件,从而减少来自压缩动作中的齿顶的制冷剂的泄漏损失。即,在摆动涡旋件的背面侧,以推力面接触的方式配置柔性框架(compliance frame),进一步,在柔性框架的背面配置引导框架,在柔性框架的背面与引导框架之间形成第一中间压力室。进而,朝第一中间压力室导入中间压力的制冷剂,利用制冷剂的压力推顶柔性框架,并经由柔性框架的推力面推顶摆动涡旋件。作为朝第一中间压力室抽气的抽气方法,经由设置于柔性框架的连通孔对处于由压缩机构部压缩中途的制冷剂的一部分进行抽气,能够根据形成连通孔的位置、抽气范围使第一中间压力室的压力变化,当将第一中间压力室的压力设为Pm1、将吸入压力设为Ps、将与连通孔的位置或抽气范围相应的系数设为β时,满足如下的关系。
Pm1=Ps×β······(1)
此外,在摆动涡旋件背面与柔性框架之间形成第二中间压力室,使第二中间压力室的内部达到高于吸入压力的中间压力以获得反力,从而降低摆动涡旋件与柔性框架的推力面处的滑动损失。即,利用第二中间压力室内的高于吸入压力的中间压力将摆动涡旋件的推力面与柔性框架的推力轴承之间的压接力的一部分抵消,降低摆动涡旋件的滑动损失。第二中间压力室与吸入空间经由具有弹簧的减压机构连通,且满足如下关系(Pm2:第二中间压力室的压力;Ps:吸入压力;α:由弹力决定的系数)。
Pm2=Ps+α······(2)
这样,对于现有的涡旋式压缩机,实现了既能降低压缩机构部的泄漏损失又能减轻滑动损失的高效的压缩机(例如参照专利文献1、2)。
专利文献1:日本特开2000-161254号公报(图2)
专利文献2:日本特开2000-329075号公报(图1~图3)
然而,对于专利文献1、2所记载的涡旋式压缩机,作为朝第一中间压力室抽气的抽气方法,均经由柔性框架对处于由压缩机构部压缩中途的中间压力的制冷剂的一部分进行抽气,因此存在如下问题。
(a)在运转时,当伴随着压缩室内的压力变动而柔性框架成为不稳定的状态的情况下,该柔性框架从摆动涡旋件分离,朝第一中间压力室的抽气变得不稳定,压力并不上升,无法获得柔性框架的浮起稳定性。
(b)在柔性框架不稳定的状态下,在压缩室压缩的制冷剂朝吸入空间泄漏而产生泄漏损失。
(c)在稳态运转时,伴随着压缩室内的压力变动,在压缩室与第一中间压力室之间产生差压,产生制冷剂在压缩室与第一中间压力室往返的所谓的呼吸损失。
(d)在稳态运转时,在排出压力低、吸入压力高的低压缩比条件下,第一中间压力成为过大的中间压力,推顶柔性框架的力变大,滑动损失增加。
即便对于利用摆动涡旋件背面与柔性框架形成第二中间压力室、且借助不同于第一中间压力室的其他路径朝第二中间压力室导入中间压力的制冷剂的装置,上述(a)~(d)那样的问题也依然存在。特别地,在像上述(a)、(b)那样,柔性框架成为不稳定状态、且该柔性框架从摆动涡旋件离开的情况下,不仅第一中间压力室朝吸入压力空间敞开,第二中间压力室也朝吸入压力空间敞开,朝第一中间压力室的抽气变得不稳定,压力并不上升,无法获得摆动涡旋件的浮起稳定性。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于提供如下的涡旋式压缩机:能够抑制柔性框架成为不稳定状态,能够可靠地朝第一中间压力室抽气,且能够消除来自压缩机构部的泄漏损失以及呼吸损失。
对于本实用新型所涉及的涡旋式压缩机,该涡旋式压缩机在密闭容器内收纳有:对制冷剂进行压缩的压缩机构部;对压缩机构部进行驱动的驱动部;以及对压缩机构部进行润滑的冷冻机油,由压缩机构部压缩后的制冷剂被排出到密闭容器内而后被排出到外部,其中,压缩机构部具备:固定涡旋件,该固定涡旋件具备固定台板、以及形成于固定台板的一方的面的固定涡旋齿;摆动涡旋件,该摆动涡旋件具备:摆动涡旋齿,该摆动涡旋齿与固定涡旋件的固定涡旋齿对置而形成压缩室;摆动台板,摆动涡旋齿设置于摆动台板;凸台部,该凸台部形成于摆动台板的未设置摆动涡旋齿的面即背面;以及摆动轴承,该摆动轴承形成于凸台部的内侧面;十字头机构,该十字头机构防止摆动涡旋件的自转;柔性框架,该柔性框架能够沿轴向移动,对摆动涡旋件进行支承,且在摆动涡旋件的背面侧形成第二中间压力室;引导框架,该引导框架对柔性框架进行支承,且在柔性框架的背面侧形成第一中间压力室;轴,该轴在轴心部形成有供油孔,冷冻机油与被排出到密闭容器内的制冷剂一起从供油孔通过,并且,在轴的主轴部的一端部设置有以滑动自如的方式与摆动涡旋件的凸台部的摆动轴承嵌合的曲柄部,且轴被固定于构成驱动部的电动机转子;第一减压机构,该第一减压机构使凸台部的内部空间与第一中间压力室连通,且进行减压以使第一中间压力室内的压力成为低于凸台部的内部空间的压力、且高于吸入压力的第一中间压力;以及第二减压机构,该第二减压机构使第一中间压力室与第二中间压力室连通,且进行减压以使第二中间压力室内的压力成为低于第一中间压力室内的第一中间压力、且高于吸入压力的第二中间压力,柔性框架承受第一中间压力室内的第一中间压力而将摆动涡旋件按压于固定涡旋件,并且承受第二中间压力室内的第二中间压力而减轻柔性框架的推力承受面处的按压力。
根据本实用新型的涡旋式压缩机,具备:第一减压机构,该第一减压机构使凸台部的内部空间与第一中间压力室连通,且进行减压以使第一中间压力室内的压力成为低于凸台部的内部空间的压力、且高于吸入压力的第一中间压力;以及第二减压机构,该第二减压机构使第一中间压力室与第二中间压力室连通,且进行减压以使第二中间压力室内的压力成为低于第一中间压力室内的第一中间压力、且高于吸入压力的第二中间压力,柔性框架承受第一中间压力室内的第一中间压力而将摆动涡旋件按压于固定涡旋件,并且承受第二中间压力室内的第二中间压力而减轻该柔性框架的推力承受面处的按压力,因此,能够抑制伴随着压缩机构部的压力变动而柔性框架成为不稳定的状态,能够获得稳定的浮起性。因此,能够降低来自涡旋齿的齿顶间隙的泄漏损失,且能够减轻滑动损失。并且,由于并不从压缩机构部进行抽气,因此能够降低伴随于压缩机构部的压力变动的呼吸损失,能够提高压缩效率。
并且,本实用新型的涡旋式压缩机的特征在于,设置有对上述摆动涡旋件的上述凸台部的内部空间与上述第二中间压力室之间进行密封的密封件。
并且,本实用新型的涡旋式压缩机的特征在于,还具备第三减压机构,在上述第二中间压力室内的压力成为上述第二中间压力后使上述第二中间压力室与吸入压力空间侧连通。
并且,本实用新型的涡旋式压缩机的特征在于,在上述轴的上述曲柄部与上述摆动涡旋件的上述摆动轴承之间配置有滑动件,在上述滑动件与上述曲柄部之间形成有间隙。
并且,本实用新型的涡旋式压缩机的特征在于,上述间隙存在于上述滑动件的位于上述曲柄部的偏心方向上的端部与上述曲柄部之间,上述滑动件能够在上述曲柄部的偏心方向上滑动上述间隙的量。
并且,本实用新型的涡旋式压缩机的特征在于,上述间隙存在于上述滑动件的位于从上述曲柄部的偏心方向朝上述曲柄部的旋转方向的反方向倾斜一定角度的方向上的端部与上述曲柄部之间,上述滑动件能够在从上述曲柄部的偏心方向朝上述曲柄部的旋转方向的反方向倾斜一定角度的方向上滑动上述间隙的量。
附图说明
图1是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的整体结构的纵剖视图。
图2是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的固定涡旋件侧的十字键(Oldham's key)以及十字键槽的主要部分剖视图。
图3是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的摆动涡旋件侧的十字键以及十字键槽的主要部分剖视图。
图4是示出朝本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的压缩机构部供给的冷冻机油的流动的主要部分剖视图。
图5是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的第一中间压力室以及凸台部的外部空间(第二中间压力室)的主要部分剖视图。
图6是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的设置于轴的曲柄部的滑动件以及摆动涡旋件的轴承的主要部分剖视图。
图7是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的设置于轴的曲柄部的滑动件以及摆动涡旋件的轴承部的动作的示意图。
图8是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的设置于轴的曲柄部的滑动件以及摆动涡旋件的轴承部的动作的示意图。
标号说明:
1:固定涡旋件;1a:固定台板;1b:固定涡旋齿;1c:十字键槽;1e:排出口;2:摆动涡旋件;2a:摆动台板;2b:摆动涡旋齿;2c:十字键槽;2d:凸台部;2f:推力面;2g:内部空间;2h:摆动轴承;2i:外部空间(第二中间压力室);2k:台板外周部空间;3:柔性框架;3a:推力承受面;3b:上嵌合圆筒面;3c:下嵌合圆筒面;3d:主轴承;3e:辅助主轴承;3h:突出面;3i:连通孔;3j:第三减压机构;3k:第三中间压力调整阀;3l:第三中间压力调整弹簧;3m:阀柱护套;3n:第二减压机构;3o:第二中间压力调整阀;3p:第二中间压力调整弹簧;3q:阀柱护套;3r:第一减压机构;3s:端面密封槽;4:轴;4a:曲柄部;4c:主轴部;4d:副轴部;4g:供油孔;4h:横孔;4i:油管;5:引导框架;5a:上嵌合圆筒面;5b:下嵌合圆筒面;5e:第一中间压力室;5f:柔性框架外部空间;6:副框架;6a:副轴承;7:电动机定子;8:电动机转子;9:十字头机构;9a:十字头机构环状部;9b:摆动侧十字键;9c:固定侧十字键;10:密闭容器;10a:吸入管;10b:排出管;10c:密闭容器空间;10d:冷冻机油;11a:上密封件;11b:下密封件;12:滑动件;12a:外周部;12b:内周部;13:端面密封件(密封件);13a:端面密封件的下部空间;13b:间隙;14:涡流波及防止壁;100:涡旋式压缩机;Pm1:第一中间压力;Pm2:第二中间压力;g:间隙。
具体实施方式
图1是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的整体结构的纵剖视图。另外,该图(包括其它附图)是示意性地描绘的图,本实用新型并不限定于图示的方式。
在图1中,涡旋式压缩机100具有密闭容器10、配置于密闭容器10的上部的压缩机构部、配置于密闭容器10的中央部的驱动部、以及形成于密闭容器10的底部的油积存部。
压缩机构部形成为包括摆动涡旋件2以及被固定于密闭容器10的固定涡旋件1。驱动部具有:被固定于密闭容器10的电动机定子7;以及在电动机定子7的内部配置成旋转自如的电动机转子8。
[固定涡旋件的结构]
图2是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的固定涡旋件侧的十字键与十字键槽的主要部分剖视图。
在图1及图2中,固定涡旋件1的圆盘状的固定台板1a的外周部借助螺栓(未图示)被紧固于引导框架5。进而,在固定台板1a的一方的面(图1中为下侧)形成有板状涡旋齿(以下称作“固定涡旋齿”)1b。制冷剂气体的吸入管10a贯通密闭容器10而被压入于固定涡旋齿1b的侧面。在固定台板1a的中央部设置有将被压缩后的气体排出的排出口1e。排出气体从排出口1e被排出到密闭容器10内,并经由排出管10b被供给至外部的冷冻循环。在固定涡旋齿1b的外周部,在大致一条直线上形成有两个一对的十字键槽1c。后述的十字头机构9的一对固定侧十字键9c以往返滑动自如的方式嵌入十字键槽1c。
[摆动涡旋件的结构]
摆动涡旋件2在圆盘状的摆动台板2a的一方的面(在图1中为上侧)形成有实质上与固定涡旋齿1b相同形状的板状涡旋齿(以下称作“摆动涡旋齿”)2b。在固定涡旋齿1b与摆动涡旋齿2b之间形成有容积相对地变化的压缩室。并且,在摆动台板2a的与摆动涡旋齿2b相反侧的面(在图1中为下侧)的中心部形成有中空圆筒状的凸台部2d,在凸台部2d的内侧面形成有摆动轴承2h。
并且,在摆动台板2a的与凸台部2d相同侧的面(在图1中为下侧)的外周部形成有推力面2f。推力面2f能够与柔性框架3的推力承受面3a压接并滑动。
图3是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的摆动涡旋件侧的十字键以及十字键槽的主要部分剖视图。
在图1及图3中,在摆动涡旋件2的摆动台板2a的外周部,在大致一条直线上形成有相对于固定涡旋件1的十字键槽1c具有大致90度的相位差的一对十字键槽2c。后述的十字头机构9的一对摆动侧十字键9b以往返滑动自如的方式与十字键槽2c卡合。
[引导框架与柔性框架的结构]
图4是示出朝本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的压缩机构部供给的冷冻机油的流动的主要部分剖视图。图5是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的第一中间压力室以及凸台部的外部空间(第二中间压力室)的主要部分剖视图。
引导框架5在摆动涡旋件2的背面侧形成中间压力室。该中间压力室由柔性框架3分割为上下两个中间压力室,即第二中间压力室(凸台部的外部空间2i)与第一中间压力室5e。如图1所示,作为轴向移动框架的柔性框架3由大径的筒状部与小径的筒状部组合形成,在大径的筒状部的上表面形成有推力承受面3a。并且,在推力承受面3a的外侧、即大径的筒状部的外周,形成有呈凸缘状地突出的面(以下称为“突出面”)3h,十字头机构9的十字头机构环状部9a被载置于突出面3h、且往返滑动运动。
并且,在突出面3h,如图4所示,以连通十字头机构环状部9a的内侧和柔性框架外部空间5f的方式形成有连通台板外周部空间2k与柔性框架外部空间5f的连通孔(作为调整阀后流路发挥功能)3i。
并且,在柔性框架3,如图4所示,在设置于凸台部2d的内部空间2g与第一中间压力室5e之间的制冷剂流路收纳有第一减压机构3r。该第一减压机构3r可以像图5所示的螺旋构造那样借助毛细管效应进行减压,也可以借助多级阻尼孔(orifice)进行减压。在设置螺旋构造的情况下,也可以将螺旋槽形成在柔性框架3侧。
此外,如图4及图5所示,在柔性框架3设置有第二减压机构3n,该第二减压机构3n收纳作为第一中间压力室5e的开闭阀的第二中间压力调整阀3o、阀柱护套3q、第二中间压力调整弹簧3p。第二中间压力调整弹簧3p以被压缩后的状态被收纳。
并且,如图4及图5所示,在柔性框架3设置有第三减压机构3j,该第三减压机构3j收纳作为构成第二中间压力室的凸台部2d的外部空间2i的开闭阀的第三中间压力调整阀3k、阀柱护套3m、第三中间压力调整弹簧3l。第三中间压力调整弹簧3l与第二中间压力调整弹簧3p同样以被压缩后的状态被收纳。
在引导框架5的内侧面的固定涡旋件1侧(在图1中为上侧)形成有上嵌合圆筒面5a,形成于柔性框架3的外周面的上嵌合圆筒面3b与上述上嵌合圆筒面5a嵌合。
并且,在引导框架5的内侧面的电动机侧(在图1中为下侧)形成有下嵌合圆筒面5b,形成于柔性框架3的外周面的下嵌合圆筒面3c与上述下嵌合圆筒面5b嵌合。
由引导框架5的内侧面与柔性框架3的外侧面形成的第一中间压力室5e的上下方由环状的上密封件11a以及下密封件11b分隔。此处,在柔性框架3的外周面的两处位置形成有收纳上密封件11a以及下密封件11b的环状的密封槽,但该密封槽也可以形成于引导框架5的内周面。
并且,上下方由摆动涡旋件2的摆动台板2a与柔性框架3包围的推力承受面3a的外周侧的空间、即图4所示的台板外周部空间2k成为吸入气体氛围的吸入压力空间。
另一方面,图4及图5所示的摆动涡旋件2的凸台部2d的内部空间2g与形成于轴4的轴心部的贯通孔即供油孔4g相连、其压力为排出压力。在柔性框架3形成有对端面密封件13进行收纳的端面密封槽3s,该端面密封件13构成处于排出压力下的凸台部2d的内部空间2g与后述那样被减压至第二中间压力的凸台部2d的外部空间2i之间的分隔件,并且,端面密封件13被收纳于端面密封槽3s。稳态运转时,端面密封件13能够与凸台部2d的下端面压接并滑动。另外,收纳端面密封件13的槽也可以设置于凸台部2d的下端面侧。
[轴的结构]
在轴4的摆动涡旋件2侧(在图1中为上侧)的端部形成有曲柄部4a,该曲柄部4a以滑动自如的方式与摆动涡旋件2的摆动轴承2h的内周面嵌合。
在曲柄部4a的下侧形成有以旋转自如的方式与柔性框架3的主轴承3d以及辅助主轴承3e嵌合的主轴部4c。在主轴部4c形成有自轴心部的供油孔4g连通到主轴承3d的下端面侧的横孔4h,能够通过横孔4h朝主轴承3d供给作为润滑油的冷冻机油10d。
并且,在轴4的另一端部形成有以旋转自如的方式与副框架(sub-frame)6的副轴承6a嵌合的副轴部4d,在副轴部4d与主轴部4c之间热压配合有电动机转子8。
此外,在轴4的下端面压入有油管4i,该油管4i的周围由圆筒状的涡流波及防止壁14包围。油管4i利用因被排出到密闭容器10内的制冷剂的压力而产生的差压汲取积存在密闭容器10底部的冷冻机油10d。涡流波及防止壁14防止伴随油管4i的旋转产生的涡流波及至周边而对冷冻机油10的汲取造成影响。
当轴4进行旋转运动时,曲柄部4a与电动机转子8一起与轴4一体地进行旋转运动,由此使摆动涡旋件2进行公转运动。
[滑动件的结构]
图6是示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的设置于轴的曲柄部的滑动件以及摆动涡旋件的轴承的主要部分剖视图。图7及图8均为示出本实用新型的实施方式所涉及的涡旋式压缩机的设置于轴的曲柄部的滑动件以及摆动涡旋件的轴承部的动作的示意图。如上所述,当轴4旋转时,曲柄部4a和电动机转子8一起与轴4一体地进行旋转运动,由此使摆动涡旋件2进行公转运动。此时,如图6所示,将滑动件12配置成以滑动自如的方式嵌合在轴4的曲柄部4a与摆动涡旋件2的摆动轴承2h之间,如图7所示,可以在曲柄部4a与滑动件12之间设置间隙g。曲柄部4a的旋转运动经由滑动件12的内周部12b传递至滑动件12,通过滑动件12的旋转运动,使摆动涡旋件2进行公转运动。
在图7中,示出在滑动件12的位于曲柄部4a的偏心方向上的端部与曲柄部4a之间形成间隙g的结构。通过以这种方式配置间隙g,滑动件12能够相对于曲柄部4a在与主轴部4c的轴线正交的面内沿摆动涡旋件2的偏心方向滑动间隙g的量。由于摆动涡旋件2的摆动轴承2h与滑动件12的外周部12a嵌合,因此,在滑动件12滑动的同时,该摆动滑动件2借助自身的离心力朝偏心方向滑动。进而,使摆动涡旋件2的摆动涡旋齿2b的侧面与固定涡旋件1的固定涡旋齿1b的侧面接触而对压缩室的半径方向间隙进行密封,能够降低泄漏损失。
并且,如图8所示,摆动涡旋件2的偏心方向(即曲柄部4a的偏心方向)也可以与滑动件12滑动的方向不同。即,也可以在滑动件12的从相对于曲柄部4a的偏心方向(即摆动涡旋件2的偏心方向)朝旋转方向的反方向倾斜一定角度的方向上的端部与曲柄部4a之间形成间隙g。通过以这种方式配置间隙g,滑动件12能够沿相对于曲柄部4a的偏心方向倾斜一定角度的方向、即朝摆动涡旋件2的公转方向的反方向倾斜一定角度的方向滑动。进而,能够使欲对制冷剂气体进行压缩的力的反力的一部分(分力)作为欲使滑动件12沿离心方向前进的力发挥作用。因此,即便是在低速运转时摆动涡旋件2自身的离心力小、会在固定涡旋件1与摆动涡旋件2的涡旋齿侧面之间产生间隙的运转条件的情况下,也能够稳定地将摆动涡旋齿2b的侧面按压于固定涡旋齿1b的侧面,能够对压缩室的半径方向间隙进行密封,能够降低泄漏损失。
[涡旋式压缩机的动作]
接下来,对本实施方式所涉及的涡旋式压缩机100的动作进行说明。
如上所述,压缩机构部具有固定涡旋件1以及摆动涡旋件2,由固定涡旋齿1b与摆动涡旋齿2b形成压缩室。对于这样的压缩室,通过摆动涡旋件2的摆动,从外周侧朝内周侧一边使体积减少一边移动。
因而,当稳态运转时,从吸入管10a吸入的制冷剂在压缩室被压缩而成为制冷剂气体,从排出口1e被排出到密闭容器10内,且经由排出管10b被供给至外部的冷冻循环。此时,由于密闭容器空间10c成为排出气体氛围的排出压力空间,因此在该排出压力空间与轴4的供油孔4g之间产生差压,借助该差压,密闭容器10底部的冷冻机油10d被汲取至油管4i,并在轴4的供油孔4g中朝图1中的上方向流动。
进而,如图4中以箭头所示那样,被引导至凸台部2d的内部空间2g后的润滑油即冷冻机油10d在被供给至摆动轴承2h与曲柄部4a之间的间隙后由第一减压机构3r减压,成为低于密闭容器10内的排出压力、且高于吸入压力的“第一中间压力”,并流入第一中间压力室5e。
并且,作为另一条路径,如图4所示,供油孔4g内的冷冻机油10d从轴4的横孔4h被引导至主轴承3d的下端面,并与摆动轴承2h的路径汇合,同样从第一减压机构3r中通过而被减压然后流入第一中间压力室5e。
第一中间压力室5e的成为第一中间压力后的冷冻机油(因溶解于冷冻机油的制冷剂发泡,一般形成为气体制冷剂与冷冻机油的2相流)10d进一步由第二减压机构3n减压,并流入第二中间压力室即凸台部2d的外部空间2i。即,对于成为第一中间压力的冷冻机油10d,当其从第二减压机构3n通过时,克服由第二中间压力调整弹簧3p施加的力而推顶开闭阀即第二中间压力调整阀3o,其压力成为低于第一中间压力且高于吸入压力的“第二中间压力”,并流入凸台部2d的外部空间2i。
凸台部2d的外部空间2i的成为第二中间压力后的冷冻机油10d进一步由第三减压机构3j减压而成为吸入压力,并流入柔性框架外部空间5f,然后从连通孔3i中通过而被排出到十字头机构环状部9a的内侧。即,成为第二中间压力后的冷冻机油10d在从第三减压机构3j通过时克服由第三中间压力调整弹簧3l施加的力而推顶开闭阀即第三中间压力调整阀3k,从柔性框架外部空间5f经过连通孔3i被排出到十字头机构环状部9a的内侧。
并且,对于凸台部2d的外部空间2i的成为第二中间压力后的冷冻机油10d,作为另一条路径,在将其供给至摆动涡旋件2的推力面2f与柔性框架3的推力承受面3a之间的滑动部以后、即在将其供给至由摆动涡旋件2的推力面2f与柔性框架3的推力承受面3a形成的供油路后,被排出到十字头机构环状部9a的内侧。
进而,从上述路径排出的冷冻机油10d在分别被供给至十字头机构9的十字头机构环状部9a的滑动面、摆动侧十字键9b以及固定侧十字键9c的滑动面后,被释放到台板外周部空间2k。
凸台部2d的外部空间2i的第二中间压力(Pm2)作为柔性框架外部空间5f的压力(Ps)、与由第三减压机构3j的第三中间压力调整弹簧31的弹力以及第三中间压力调整阀3k的中间压力露出面积决定的压力(α2)之和而由下述式(3)控制。
Pm2=Ps+α2······(3)
其中,柔性框架外部空间5f的压力(Ps)为吸入氛围压力。
同样,第一中间压力室5e的第一中间压力(Pm1)作为凸台部2d的外部空间2i的第二中间压力(Pm2)、与由第二减压机构3n的弹力以及第二中间压力调整阀3o的中间压力露出面积决定的压力(α1)之和而由下述式(4)来控制。
Pm1=Pm2+α1······(4)
这样,在柔性框架3,因凸台部2d的外部空间2i的第二中间压力Pm2而引起的力(F1)、与经由推力承受面3a从摆动涡旋件2承受的按压力(F2)相加所得的力(F1+F2)作为朝下的力发挥作用。
另一方面,在柔性框架3,因第一中间压力室5e的第一中间压力(Pm1)而引起的力(F3)、与因作用于下嵌合圆筒面3c的露出于密闭容器空间10c的排出压力氛围的下端面部分的排出压力而引起的力(F4)相加所得的力(F3+F4)作为朝上的力发挥作用。
进而,设定成:当稳态运转时,上述朝上的力大于上述朝下的力,即((F1+F2)<(F3+F4))。
如上所述,柔性框架3的上嵌合圆筒面3b由引导框架5的上嵌合圆筒面5a引导、下嵌合圆筒面3c由引导框架5的下嵌合圆筒面5b引导,且能够沿轴向滑动。因而,在上述朝上的力大于上述朝下的力的稳态运转时,柔性框架3从引导框架5朝固定涡旋件1侧(图1中上方)浮起。
进而,经由推力承受面3a承受来自柔性框架3的按压力的摆动涡旋件2也同样朝上方浮起。结果,摆动涡旋件2的齿顶及齿根分别与固定涡旋件1的齿根及齿顶接触并滑动。图4及图5示出该稳态运转时的摆动涡旋件2以及柔性框架3的状态。
并且,在涡旋式压缩机100的起动时等的过渡期、压缩室的内压异常上升时,压缩室的内压以将固定涡旋齿1b与摆动涡旋齿2b相互在轴向上拉开的方式发挥作用,在互相接触的齿顶与齿根之间产生间隙而成为泄压状态。
[端面密封件的功能]
如上所述,端面密封件13被收纳于柔性框架3的端面密封槽3s,稳态运转时,该端面密封件防止凸台部2d的内部空间2g的排出压力朝第二中间压力的凸台部2d的外部空间2i流动。
在启动时,如图5那样,有时会在端面密封件13与摆动涡旋件2的凸台部2d的下端面之间产生间隙13b。然而,相对于在该间隙13b流动的制冷剂速度,在端面密封件13的下部空间13a流动的制冷剂速度慢,因此,端面密封件13的上方为负压而获得浮力。因此,端面密封件13被按压于凸台部2d的下端面,发挥本来的作为密封件的功能。
另外,为了提高启动时的密封性,可以在端面密封件13的下部空间13a配置支承环(back-up ring)等。
这样,柔性框架3能够沿轴向移动,在稳态运转时,在轴向上施加的合力朝上发挥作用,柔性框架3朝上方浮起。此外,经由推力承受面3a,摆动涡旋件2也朝上方浮起,因此,在摆动涡旋齿2b的齿顶及齿根分别与固定涡旋件1的固定涡旋齿1b的齿根及齿顶接触的状态下进行压缩运动。因此,能够防止压缩室内的处于压缩中途的制冷剂、或者压缩室中心部的排出压力制冷剂从固定涡旋件1的固定涡旋齿1b与摆动涡旋件2的摆动涡旋齿2b的轴向间隙泄漏,压缩效率提高。
为了使柔性框架3沿轴向浮起,朝第一中间压力室5e导入第一中间压力(Pm1),但由于用于导入第一中间压力的制冷剂气体流路自排出气体氛围的空间起经过第一减压机构3r串联连接,因此在制冷剂气体的路径上不存在产生泄漏的部位,压缩机效率提高。
并且,作为朝第一中间压力室5e导入第一中间压力的方法,使用排出压力,因此,无需像以往那样对压缩机构部的处于压缩中途的制冷剂气体进行抽气,压缩室内的制冷剂气体的泄漏损失降低。并且,无需像以往那样在摆动涡旋件2以及柔性框架3形成用于从压缩机构部的压缩室朝第一中间压力室5e导入第一中间压力的抽气孔,能够消除制冷剂气体朝摆动涡旋件2的推力面2f与柔性框架3的推力承受面3a之间的间隙泄漏的情况。因此,还能够消除因压缩室内的压力变动而引起的第一中间压力室5e的呼吸损失,压缩机效率提高。
并且,以往,如上所述,通过经由形成于摆动涡旋件2以及柔性框架3的连通孔直接从压缩机构部的压缩室抽气而进行中间压力朝第一中间压力室5e的导入,因此,伴随于启动时等的柔性框架3的不稳定举动,存在摆动涡旋件2的推力面2f从柔性框架3的推力承受面3a离开,抽气动作自身无法进行,进而无法实现柔性框架3的稳定的浮起的情况。
然而,在本实施方式的涡旋式压缩机100中,由于经由凸台部2d的内部空间2g进行第一中间压力朝第一中间压力室5e的导入,因此能够进行稳定的抽气,能够获得柔性框架3的浮起稳定性。
并且,以往,如利用上述的式(1)所说明的那样,针对第一中间压力室5e的压力(第一中间压力)即Pm1的控制依赖于大致由连通的压缩室的位置决定的规定的倍率β。在这种控制的情况下,在排出压力低、吸入压力高的条件(对APF(全年能耗率)性能造成较大影响的条件)下,第一中间压力Pm1过度上升,涡旋齿顶的按压力变高,滑动损失增加。
然而,在本实施方式的涡旋式压缩机100中,如利用上述的式(4)所说明的那样,针对第一中间压力Pm1的控制基于第二减压机构3m的弹力(Pm2)、与由第二中间压力调整阀3o的中间压力露出面积决定的规定的压力(α1)之和进行,因此,即便吸入压力上升,第一中间压力也不会过度上升,能够将涡旋齿顶的按压力保持为适当的状态,伴随着滑动损失的降低,压缩机效率提高。即,能够抑制柔性框架3伴随着压缩机构部的压力变动而成为不稳定状态的情况,能够获得稳定的浮起性,能够降低来自涡旋齿的齿顶间隙泄漏的损失、且能够减轻滑动损失。
Claims (6)
1.一种涡旋式压缩机,该涡旋式压缩机在密闭容器内收纳有:对制冷剂进行压缩的压缩机构部;对所述压缩机构部进行驱动的驱动部;以及对所述压缩机构部进行润滑的冷冻机油,由所述压缩机构部压缩后的制冷剂被排出到所述密闭容器内而后被排出到外部,
所述涡旋式压缩机的特征在于,
所述压缩机构部具备:
固定涡旋件,该固定涡旋件具备固定台板、以及形成于所述固定台板的一方的面的固定涡旋齿;
摆动涡旋件,该摆动涡旋件具备:摆动涡旋齿,该摆动涡旋齿与所述固定涡旋件的所述固定涡旋齿对置而形成压缩室;摆动台板,所述摆动涡旋齿设置于所述摆动台板;凸台部,该凸台部形成于所述摆动台板的未设置所述摆动涡旋齿的面即背面;以及摆动轴承,该摆动轴承形成于所述凸台部的内侧面;
十字头机构,该十字头机构防止所述摆动涡旋件的自转;
柔性框架,该柔性框架能够沿轴向移动,对所述摆动涡旋件进行支承,且在所述摆动涡旋件的背面侧形成第二中间压力室;
引导框架,该引导框架对所述柔性框架进行支承,且在所述柔性框架的背面侧形成第一中间压力室;
轴,该轴在轴心部形成有供油孔,所述冷冻机油与被排出到所述密闭容器内的制冷剂一起从所述供油孔通过,并且,在所述轴的主轴部的一端部设置有以滑动自如的方式与所述摆动涡旋件的所述凸台部的所述摆动轴承嵌合的曲柄部,且所述轴被固定于构成所述驱动部的电动机转子;
第一减压机构,该第一减压机构使所述凸台部的内部空间与所述第一中间压力室连通,且进行减压以使所述第一中间压力室内的压力成为低于所述凸台部的内部空间的压力、且高于吸入压力的第一中间压力;以及
第二减压机构,该第二减压机构使所述第一中间压力室与所述第二中间压力室连通,且进行减压以使所述第二中间压力室内的压力成为低于所述第一中间压力室内的第一中间压力、且高于所述吸入压力的第二中间压力,
所述柔性框架承受所述第一中间压力室内的所述第一中间压力而将所述摆动涡旋件按压于所述固定涡旋件,并且承受所述第二中间压力室内的所述第二中间压力而减轻所述柔性框架的推力承受面处的按压力。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
设置有对所述摆动涡旋件的所述凸台部的内部空间与所述第二中间压力室之间进行密封的密封件。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
还具备第三减压机构,在所述第二中间压力室内的压力成为所述第二中间压力后使所述第二中间压力室与吸入压力空间侧连通。
4.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
在所述轴的所述曲柄部与所述摆动涡旋件的所述摆动轴承之间配置有滑动件,在所述滑动件与所述曲柄部之间形成有间隙。
5.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述间隙存在于所述滑动件的位于所述曲柄部的偏心方向上的端部与所述曲柄部之间,
所述滑动件能够在所述曲柄部的偏心方向上滑动所述间隙的量。
6.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机,其特征在于,
所述间隙存在于所述滑动件的位于从所述曲柄部的偏心方向朝所述曲柄部的旋转方向的反方向倾斜一定角度的方向上的端部与所述曲柄部之间,
所述滑动件能够在从所述曲柄部的偏心方向朝所述曲柄部的旋转方向的反方向倾斜一定角度的方向上滑动所述间隙的量。
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