CN218882510U - 涡旋压缩机和空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型以涡旋压缩机和空调装置作为对象。涡旋压缩机的特征在于：包括：具有静涡旋盘(21)和动涡旋盘(26)的压缩机构(20)；使所述动涡旋盘(26)相对于所述静涡旋盘(21)进行偏心旋转的驱动轴(40)；以及将所述动涡旋盘(26)向所述静涡旋盘(21)按压的浮动部件(50)，将动涡旋盘外径设为D1，将轴承外径设为D2，将动涡旋盘回转半径设为R，并将涡卷齿高设为H，则以下关系成立：7.22≤(D1×H)/(D2×R)≤10.06。根据本实用新型，能够使涡旋压缩机稳定地运转。

Description

涡旋压缩机和空调装置

技术领域

本公开涉及一种涡旋压缩机和空调装置。

背景技术

在专利文献1中公开了一种涡旋压缩机。专利文献1所记载的涡旋压缩机包括筒状的壳体、压缩机构以及浮动部件，所述压缩机构收纳在壳体中，并具有静涡旋盘和动涡旋盘，所述浮动部件收纳在壳体中。专利文献1所记载的涡旋压缩机通过将高压和中压引入到浮动部件的背面而形成压力室，从而使浮动部件浮起并将浮动部件向动涡旋盘按压。其结果是，经由浮动部件，动涡旋盘被按压于静涡旋盘。

专利文献1：日本公开专利公报特开2020－193575号公报

如果以将动涡旋盘朝下侧按下的方式施加的第一力矩相比以将浮动部件朝上侧抬起的方式施加的第二力矩过小，则难以将雾状油供给到动涡旋盘和静涡旋盘的涡旋盘内部，动涡旋盘与静涡旋盘接触的接触部可能发生烧结。如果第一力矩相对于第二力矩过大，则动涡旋盘可能发生倾覆，由此导致涡旋压缩机的性能降低。涡旋压缩机可能由于上述运转不良的发生而难以稳定地运转。

实用新型内容

本公开的目的在于：使涡旋压缩机能够稳定地运转。

本公开的第一方面以涡旋压缩机作为对象。涡旋压缩机的特征在于：包括压缩机构20、驱动轴40、以及浮动部件50，所述压缩机构20具有静涡旋盘21和动涡旋盘26，所述驱动轴40使所述动涡旋盘26相对于所述静涡旋盘21进行偏心旋转，所述浮动部件50将所述动涡旋盘26向所述静涡旋盘21按压，将动涡旋盘外径设为D1，将轴承外径设为D2，将动涡旋盘回转半径设为R，并将涡卷齿高设为H，则以下关系成立：7.22≤(D1×H)/(D2×R)≤10.06。

在第一方面中，能够使涡旋压缩机稳定地运转。

本公开的第二方面以一种空调装置作为对象。空调装置的特征在于：包括所述涡旋压缩机1。

在第二方面中，能够使空调装置中所包括的涡旋压缩机1稳定地运转。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式所涉及的涡旋压缩机的剖视图。

图2是动涡旋盘的俯视图。

图3是图1所示的涡旋压缩机的剖视图的局部放大图。

图4是示出当第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过小时的静涡旋盘和动涡旋盘的状态的剖视图。

图5是示出当第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过大时的静涡旋盘和动涡旋盘的状态的剖视图。

图6是示出试验结果的图。

－符号说明－

1－涡旋压缩机；20－压缩机构；21－静涡旋盘；26－动涡旋盘；50－浮动部件。

具体实施方式

参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。需要说明的是，对图中相同或相应的部分标注相同的符号，不重复进行详细的说明及其伴随的效果等的说明。

＜整体结构＞

参照图1，对本实用新型的实施方式所涉及的涡旋压缩机1进行说明。图1是本实用新型的实施方式所涉及的涡旋压缩机1的剖视图。

涡旋压缩机1是低压拱顶型的涡旋压缩机。涡旋压缩机1例如适用于制冷装置。制冷装置包括调节空气的温度、湿度的空调装置、对库内进行冷却的冷却装置、或生成热水的热水供给装置。涡旋压缩机1设置在蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路(未图示)中，对作为工作流体的制冷剂进行压缩。在制冷剂回路中，由涡旋压缩机1压缩后的制冷剂在冷凝器中冷凝，再由减压机构减压，并在蒸发器中蒸发后，被吸入涡旋压缩机1中。

如图1所示，涡旋压缩机1包括壳体10、压缩机构20、电动机30、驱动轴40、浮动部件50以及框架60。

壳体10形成为两端封闭的纵向长度较长的圆筒状。在壳体10内收纳有压缩机构20、电动机30、驱动轴40、浮动部件50以及框架60。压缩机构20与电动机30通过驱动轴40相连结。驱动轴40沿着涡旋压缩机1的轴向Y延伸。涡旋压缩机1的轴向Y表示驱动轴40所延伸的方向。在本实施方式中，轴向Y表示上下方向。

在壳体10内的上部设置有分隔部件11。分隔部件11将壳体10的内部空间分隔成两个空间。比分隔部件11靠上侧的空间构成第一壳体空间S1。比分隔部件11靠下侧的空间构成第二壳体空间S2。

在壳体10上设置有吸入管(未图示)和喷出管12。吸入管沿径向X贯穿壳体10的躯干部并与第二壳体空间S2连通。吸入管将低压流体(例如气态制冷剂)引入第二壳体空间S2。喷出管12沿径向X贯穿壳体10的上部并与第一壳体空间S1连通。喷出管12将第一壳体空间S1内的高压流体向壳体10外引出。径向X表示相对于轴向Y垂直的方向。

压缩机构20吸入流体并进行压缩。压缩机构20具有静涡旋盘21和动涡旋盘26。静涡旋盘21固定在框架60上。动涡旋盘26布置在浮动部件50与静涡旋盘21之间。动涡旋盘26构成为与静涡旋盘21啮合而相对于静涡旋盘21进行偏心旋转运动。

静涡旋盘21布置在涡旋压缩机1的轴向Y上的一侧(在该例中为上侧)。静涡旋盘21具有静侧端板22、静侧涡卷23以及外周壁部24。

静侧端板22形成为近似圆形的板状。静侧涡卷23形成为绘制出渐开线的涡旋壁状，其从静侧端板22的前表面(在该例中为下表面)突出。外周壁部24形成为包围静侧涡卷23的外周侧，其从静侧端板22的前表面突出。静侧涡卷23的前端面(在该例中为下端面)与外周壁部24的前端面大致齐平。

在静涡旋盘21的外周壁部24上形成有吸入口(未图示)。吸入口与第二壳体空间S2连通。在静涡旋盘21的静侧端板22的中央部形成有沿厚度方向贯穿静侧端板22的喷出口25。

动涡旋盘26具有动侧端板27、动侧涡卷28以及凸缘部29。

动侧端板27形成为近似圆形的板状。动侧涡卷28形成为绘制出渐开线的涡旋壁状，其从动侧端板27的前表面(在该例中为上表面)突出。凸缘部29形成为圆筒状，布置在动侧端板27的背面(在该例中为下表面)的中央部。动涡旋盘26的动侧涡卷28与静涡旋盘21的静侧涡卷23啮合。

根据上述结构，在静涡旋盘21和动涡旋盘26之间形成压缩室S20。压缩室S20是用于对流体进行压缩的空间。压缩室S20构成为：将通过吸入管、第二壳体空间S2以及吸入口所吸入的流体压缩，并将压缩后的流体通过喷出口25喷出。

电动机30收纳在壳体10内，并布置在压缩机构20的下方。电动机30具有定子31和转子32。定子31实质上形成为圆筒状，并固定在壳体10上。转子32以能够旋转的方式插通于定子31的内周。在转子32的内周，插通并固定有驱动轴40。

驱动轴40对动涡旋盘26进行驱动。驱动轴40与动涡旋盘26连结，驱动轴40以动涡旋盘26能够旋转的方式支承动涡旋盘26。驱动轴40具有主轴部41和偏心轴部42。主轴部41沿涡旋压缩机1的轴向Y延伸。偏心轴部42设置在主轴部41的上端。偏心轴部42的外径小于主轴部41的外径。偏心轴部42的轴心线相对于主轴部41的轴心线偏离规定距离。

浮动部件50将动涡旋盘26向静涡旋盘21按压。浮动部件50实质上形成为圆筒状。浮动部件50具有涡旋盘支承部51、轴承部53以及连结部55。

涡旋盘支承部51是与动涡旋盘26的背面接触的实质上为圆筒状的部分。涡旋盘支承部51支承动涡旋盘26。

轴承部53以驱动轴40能够旋转的方式支承驱动轴40。轴承部53是具有比涡旋盘支承部51小的内径的实质上为圆筒状的部分。轴承部53以驱动轴40的主轴部41能够旋转的方式支承驱动轴40的主轴部41。在轴承部53的外壁的靠上端的位置处形成有收纳密封部件的第二环状槽54。

连结部55是实质上形成为环状的部分。连结部55将涡旋盘支承部51的下端部与轴承部53的上端部彼此连结。在相对于连结部55而言靠径向X外侧的位置处形成有收纳密封部件的第一环状槽52。径向X外侧表示径向X上的远离驱动轴40的方向。

在动涡旋盘26与浮动部件50之间布置有十字头联轴器80。十字头联轴器80作为动涡旋盘26的自转防止机构发挥作用。十字头联轴器80以自由滑动的方式与动涡旋盘26以及浮动部件50这两者卡合，通过限制动涡旋盘26自转，来使动涡旋盘26相对于静涡旋盘21进行偏心旋转。

框架60支承浮动部件50。框架60实质上形成为圆筒状。框架60在第二壳体空间S2中例如通过压入而固定在壳体10上。框架60具有固定部61和突出部62。

固定部61是实质上形成为圆筒状的部分。固定部61的外周面固定在壳体10上。在固定部61的上表面固定有静涡旋盘21。

突出部62是实质上形成为圆筒状或环状的部分。突出部62从固定部61的内周部朝着径向X内侧突出。在突出部62的上表面的靠内周的位置处形成有收纳密封部件的第三环状槽63。径向X内侧表示径向X上的靠近驱动轴40的方向。

在突出部62的径向X内侧形成有通孔64。在通孔64中插通有驱动轴40和轴承部53。

在浮动部件50与框架60之间形成有第一空间71和第二空间72。

第一空间71形成在浮动部件50的连结部55与框架60的突出部62之间、以及轴承部53与框架60的突出部62之间。第一空间71位于轴承部53的外周部侧且位于浮动部件50与框架60之间。第一空间71由收纳在第二环状槽54中的密封部件、以及收纳在第三环状槽63中的环状的密封部件分隔出。第一空间71沿壳体10的周向延伸一整周。由压缩机构20压缩后的流体的压力即高压被引入第一空间71。

在第一空间71的径向X外侧形成有第二空间72。在第一空间71与第二空间72之间设置有第三环状槽63。第一空间71与第二空间72被设置在第三环状槽63中的密封部件分隔开。第一空间71和第二空间72中的第一空间71设置在第三环状槽63的内侧。

在静涡旋盘21和框架60的内部形成有第一引入路66。第一引入路66的流入端朝着喷出口25开口。第一引入路66的流出端朝着第三环状槽63开口。

第二空间72形成在浮动部件50的涡旋盘支承部51与框架60的突出部62之间、以及连结部55与框架60的突出部62之间。第二空间72位于浮动部件50与框架60之间。第二空间72由收纳在第一环状槽52中的密封部件、以及收纳在第三环状槽63中的密封部件分隔出。第二空间72沿壳体10的周向延伸一整周。中压被引入第二空间72，该中压的压力比被吸入压缩机构20的流体的压力高且比从压缩机构20喷出的流体的压力(高压)低。

在静涡旋盘21和框架60的内部形成有第二引入路67。第二引入路67的流入端朝着压缩室S20开口。第二引入路67的流出端朝着第二空间72开口。

＜运转动作＞

对涡旋压缩机1的运转动作进行说明。

如图1所示，当向电动机30供电时，电动机30的转子32进行旋转，驱动轴40被驱动而进行旋转。驱动轴40被驱动而旋转，由此，与驱动轴40连结的动涡旋盘26相对于静涡旋盘21进行偏心旋转运动。由此，低压流体经由吸入管和第二壳体空间S2被吸入压缩室S20，在压缩室S20内被压缩。压缩后的流体经由喷出口25和第一壳体空间S1从喷出管12喷出。

压缩后的流体从喷出口25流入第一引入路66。该流体经由第一引入路66从第三环状槽63被引导到第一空间71。在第一空间71中产生很高的压力(高压)，动涡旋盘26在该高压的作用下经由浮动部件50向静涡旋盘21侧被按压。

压缩过程中的流体从压缩室S20流入第二引入路67。该流体经由第二引入路67被引导到第二空间72。在第二空间72中产生稍高的压力(中压)，动涡旋盘26在该中压的作用下经由浮动部件50向静涡旋盘21侧被按压。

＜特征部分＞

参照图2～图5，对涡旋压缩机1进一步进行说明。

在图2～图4中，动涡旋盘外径D1是动侧涡卷28在规定方向上的尺寸。规定方向是通过动侧涡卷28的外侧端部28a和动侧涡卷28的中心28b且与径向X平行的方向。轴承外径D2是沿着涡旋盘支承部51的外周的直径延伸的圆的尺寸。动涡旋盘回转半径R是主轴部41的轴心线P与动涡旋盘26的轴心线Q之间的距离。背压Fb是供给于浮动部件50的背面的高压Fb1与中压Fb2之和(Fb＝Fb1+Fb2)。气体力Fz是动涡旋盘26在压缩反作用力的作用下朝轴向Y的另一侧压下的力。

第一力矩(倾覆力矩)I1是以将动涡旋盘26朝轴向Y的另一侧压下的方式施加的力矩。第一力矩I1为下述式1所表示的值。

[式1]

I1＝Fz×(D1/2+R)

第二力矩I2是以将浮动部件50朝轴向Y的一侧抬起的方式施加的力矩。第二力矩I2为下述式2所表示的值。

[式2]

I2＝Fb×D2/2

如图2～图4所示，如果轴承外径D2相对于动涡旋盘外径D1过大，则动涡旋盘26的第一力矩I1相对于第二力矩I2变小。如果第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过小，则涡卷23、28与齿底22a、27a之间的间隙消失，难以从涡旋盘21、26的内部向涡卷23、28与齿底22a、27a之间供给雾状油，涡卷23、28与齿底22a、27a接触的接触部G可能发生烧结，上述的涡卷23、28和齿底22a、27a承受载荷。

涡旋盘21、26表示静涡旋盘21和动涡旋盘26。涡卷23、28表示静侧涡卷23和动侧涡卷28。齿底22a表示静侧端板22的与动涡旋盘26相对的面。齿底27a表示动侧端板27的与静涡旋盘21相对的面。

如图2、图3和图5所示，如果轴承外径D2相对于动涡旋盘外径D1过小，则第一力矩I1相对于第二力矩I2变大。如果第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过大，则动涡旋盘26会发生倾覆，由此涡旋压缩机1的性能降低。

在本实施方式中，根据下述试验结果，在涡旋压缩机1中，(D1×H)/(D2×R)的值被设定为7.22以上且10.06以下的大小。以下，对由本申请的发明人进行试验所得的试验结果进行说明。

＜试验结果＞

图6示出由本申请的发明人进行试验所得的试验结果。在试验中，按照每条线L1～线L3使用涡卷齿高H不同的多种涡旋压缩机1，验证(D1×H)/(D2×R)的值与涡旋压缩机1的运转不良之间的相关性。涡卷齿高H是静侧涡卷23或动侧涡卷28的在轴向Y上的尺寸。在试验中，涡卷齿高H被设定为动涡旋盘外径D1的0.24倍以上且0.36倍以下的大小。在试验中，动涡旋盘回转半径R被设定为涡卷齿高H的0.12倍以上且0.18倍以下的大小。

在线L1的情况下，涡旋压缩机1在(D1×H)/(D2×R)的值为6.57以上且10.28以下范围内正常运转。如线L1所示，确认到如下情况：当(D1×H)/(D2×R)的值为6.57时，由于雾状油不足而在涡卷23、28和齿底22a、27a处发生烧结。如线L1所示，确认到如下情况：当(D1×H)/(D2×R)的值为10.28时，涡旋压缩机1的性能下降(倾倒(overturn))。

在线L2的情况下，涡旋压缩机1在(D1×H)/(D2×R)的值为7.06以上且9.87以下的范围内正常运转。如线L2所示，虽然确认到当(D1×H)/(D2×R)的值为7.06时由于雾状油不足而在涡卷23、28和齿底22a、27a处发生烧结的情况，但未确认到涡旋压缩机1发生性能下降(倾倒)的情况。

在线L3的情况下，涡旋压缩机1在(D1×H)/(D2×R)的值为7.77以上且8.26以下范围内正常运转。如线L3所示，既没有确认到在涡卷23、28和齿底22a、27a处发生烧结的情况，也没有确认到涡旋压缩机1发生性能下降(倾倒)的情况。

根据上述试验结果可知，在涡旋压缩机1中，(D1×H)/(D2×R)的值优选被设定为由下述式3所表示的范围内的值。

[式3]

7.22≤(D1×H)/(D2×R)≤10.06

＜效果＞

在本实施方式的涡旋压缩机1中，(D1×H)/(D2×R)的值被设定为7.22以上且10.06以下的大小。这样一来，能够抑制由于第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过小而在静涡旋盘21与动涡旋盘26接触的接触部(涡卷23、28与齿底22a、27a接触的接触部G)发生烧结的情况，而且，能够抑制由于第一力矩I1相对于第二力矩I2变得过大而涡旋压缩机1发生性能下降(倾倒)的情况。其结果是，能够使涡旋压缩机1稳定地运转。

以上对实施方式和变形例进行了说明，但应理解的是可在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下，对其方式和详情进行各种变更。只要不影响本公开的对象的功能，也可以对上述实施方式和变形例适当地进行组合或替换。

－产业实用性－

综上所述，本公开对于涡旋压缩机和空调装置很有用。

Claims (2)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于：包括压缩机构(20)、驱动轴(40)、以及浮动部件(50)，

所述压缩机构(20)具有静涡旋盘(21)和动涡旋盘(26)，

所述驱动轴(40)使所述动涡旋盘(26)相对于所述静涡旋盘(21)进行偏心旋转，

所述浮动部件(50)将所述动涡旋盘(26)向所述静涡旋盘(21)按压，

将动涡旋盘外径设为D1，将轴承外径设为D2，将动涡旋盘回转半径设为R，并将涡卷齿高设为H，

则以下关系成立：7.22≤(D1×H)/(D2×R)≤10.06。

2.一种空调装置，其特征在于：包括权利要求1所述的涡旋压缩机(1)。

Images