專利名稱：渦旋式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦旋式壓縮機(jī)，特別是，涉及為防止由于排氣溫度過高而采取措施的渦旋式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，一直在使用渦旋式壓縮機(jī)作為以冷凍循環(huán)來壓縮致冷劑氣體的壓縮機(jī)。這種渦旋式壓縮機(jī)在機(jī)殼內(nèi)具有固定渦旋盤和旋轉(zhuǎn)渦旋盤。這兩種渦旋盤分別具有端板，以及凸出設(shè)置在這種端板上的渦旋狀的渦旋圈。固定渦旋盤固定在機(jī)殼上，而旋轉(zhuǎn)渦旋盤連接在驅(qū)動(dòng)軸的偏心部分上，能進(jìn)行公轉(zhuǎn)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)渦旋盤的渦旋圈在與固定渦旋盤的渦旋圈嚙合的狀態(tài)下，不進(jìn)行自轉(zhuǎn)，只進(jìn)行公轉(zhuǎn)。這樣，在兩個(gè)渦旋盤之間所形成的壓縮室便能連續(xù)地縮小，以壓縮壓縮室內(nèi)的氣體。
可是，在上述渦旋式壓縮機(jī)中，例如，如專利文獻(xiàn)1(第3084105號(hào)專利公報(bào))中所揭示的，已經(jīng)了解到，從壓縮室排出的流體的溫度會(huì)過度升高。即，例如，在膨脹閥關(guān)閉的狀態(tài)下，使壓縮機(jī)進(jìn)行抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等的情況下，排出的致冷劑的溫度將異乎尋常地升高。這是因?yàn)?，在壓縮機(jī)的排氣側(cè)的壓力還仍舊很高的情況下，就把吸氣側(cè)的壓力降下來，使得壓縮比與平常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相比異乎尋常地增大的緣故。
而且，當(dāng)排出的致冷劑溫度異常升高時(shí)，渦旋盤的渦旋圈要膨脹，其頂端面與端板之間的表面壓力就變得過大，渦旋圈和端板就可能會(huì)磨損或者損傷。此外，由于渦旋盤之間的滑動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦熱增加了，與排氣溫度的上升疊加在一起，油溫便上升，促使冷凍機(jī)的潤(rùn)滑油變劣，可能成為潤(rùn)滑不良的原因。
為了解決這種由于異常的升溫而產(chǎn)生的問題，在上述專利文獻(xiàn)1中所揭示的渦旋式壓縮機(jī)中，借助于使所排出的高溫致冷劑泄漏到設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)的低壓部分中，使這臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)升溫，從而停止壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
具體的說，在這臺(tái)壓縮機(jī)中，在機(jī)殼內(nèi)部形成充滿吸入的低壓致冷劑的低壓部分，在這個(gè)低壓部分內(nèi)設(shè)置了驅(qū)動(dòng)電機(jī)。另一方面，把與低壓部分連通的分叉通道連接在從壓縮室排出的致冷劑流動(dòng)的排氣通道上。在這條排氣通道上的分叉通道的連接部分上，設(shè)有雙金屬式的閥門。當(dāng)排出的致冷劑的溫度過度上升時(shí)，這種雙金屬式閥門便打開。這樣，在排出的致冷劑的溫度過度上升時(shí)，雙金屬式閥門便工作，將排出的高溫致冷劑導(dǎo)向低壓部分，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫度上升。然后，保護(hù)電機(jī)用的溫度傳感器檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的溫度上升了，便使壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而避免了壓縮機(jī)在排氣溫度很高的狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
可是，在上述公報(bào)中揭示的以往的壓縮機(jī)，由于它的結(jié)構(gòu)是在排氣溫度過度上升時(shí)，才使驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，例如，在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)立刻就停止了，產(chǎn)生了很難使它繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。此外，由于壓縮機(jī)反復(fù)地啟動(dòng)和停止，可能會(huì)損害壓縮機(jī)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明就是有鑒于以上這幾點(diǎn)而提出來的，其目的是提供這樣一種渦旋式壓縮機(jī)，這種渦旋式壓縮機(jī)通過對(duì)渦旋盤進(jìn)行預(yù)定的改進(jìn)，抑制了排氣溫度的過度上升，使得渦旋式壓縮機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
為達(dá)到上述目的，在本發(fā)明中，著眼于根據(jù)低壓室36的壓力，對(duì)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行壓縮過程的壓縮室37與和吸氣管18連通的低壓室36之間的壓力差進(jìn)行增減，設(shè)置了根據(jù)上述壓縮室37與低壓室36的壓力差而工作的閥門機(jī)構(gòu)51，只在這種壓力差低于規(guī)定值時(shí)，使上述低壓室36和與排氣管19連通的高壓室45連通。
具體的說，第一發(fā)明的前提是一種渦旋式壓縮機(jī)，它具有安裝了吸氣管18和排氣管19的機(jī)殼11，以及具有垂直設(shè)置在端板21a、22a上渦旋狀的渦旋圈21b、22b的一對(duì)渦旋盤21、22，且設(shè)置在上述機(jī)殼11內(nèi)的壓縮機(jī)構(gòu)15，流體從上述與吸氣管18連通的低壓室36吸入上述壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮室37，流體從上述壓縮室37排向與上述排氣管19連通的高壓室45。而且，還具有根據(jù)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行的壓縮過程中的上述壓縮室37與上述低壓室36之間的壓力差進(jìn)行工作，只在上述壓力差低于等于規(guī)定值時(shí)，使上述高壓室45與低壓室36連通的閥門機(jī)構(gòu)51。
此外，第二發(fā)明是在第一發(fā)明中，閥門機(jī)構(gòu)51具有下列各種部件至少在渦旋盤21、22中的一個(gè)渦旋盤的端板21a、22a上形成的氣缸室53；插入上述氣缸室53中能自由進(jìn)退，并且能根據(jù)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行的壓縮過程中的壓縮室37與低壓室36的壓力差移動(dòng)的閥體54；口朝向上述氣缸室53，與高壓室45連通的第一連通通道56；口朝向上述氣缸室53，與低壓室36連通的第二連通通道57；對(duì)上述閥體54施加力，使它能在上述第一連通通道56與第二連通通道57連通與切斷的位置之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的彈簧部件55。
即，在第一發(fā)明中，在機(jī)殼11外的流體通過吸氣管18吸入低壓室36。該流體從低壓室36吸入壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮室37內(nèi)，進(jìn)行壓縮。然后，在壓縮室37內(nèi)經(jīng)過壓縮的流體排入高壓室45，通過排氣管19導(dǎo)出機(jī)殼11外部。在這個(gè)發(fā)明中，閥門機(jī)構(gòu)51是根據(jù)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行壓縮過程的壓縮室37與低壓室36的壓力差進(jìn)行工作的。當(dāng)這個(gè)壓力差低于規(guī)定值時(shí)，由閥門機(jī)構(gòu)51將高壓室45與低壓室36連通，高壓室45中的高壓流體便流入低壓室36。相反，在上述壓力差超過規(guī)定值的狀態(tài)下，由閥門機(jī)構(gòu)51切斷高壓室45與低壓室36之間的連通。
此時(shí)，對(duì)于渦旋式壓縮機(jī)10來說，在封閉狀態(tài)下進(jìn)行壓縮過程的壓縮室37中，和與吸氣管18連通的低壓室36中，兩者的壓力比是一定的。因此，兩者的壓力差是根據(jù)從低壓室36吸入壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮室37的流體壓力，即低壓室36的壓力而增減的。即，例如，在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)中，當(dāng)?shù)蛪菏?6的壓力降低時(shí)，進(jìn)行壓縮過程的壓縮室37與低壓室36的壓力差也變小。
在上述第一發(fā)明中，當(dāng)由于抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等原因，低壓室36的壓力降低，壓縮過程中的壓縮室37與低壓室36的壓力差變小時(shí)，閥門機(jī)構(gòu)51便工作，使高壓室45與低壓室36連通。在這種狀態(tài)下，高壓室45的高壓流體流入低壓室36，使低壓室36的壓力上升，于是壓縮機(jī)構(gòu)15從低壓室36吸入的流體的壓力也上升。因此，即使在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)構(gòu)15所吸入的流體的壓力與高壓室45的壓力的差，便不會(huì)擴(kuò)大到某種程度以上，壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮比不會(huì)極度地增大。
此外，在第二發(fā)明中，閥門機(jī)構(gòu)51的閥體54布置在至少在一個(gè)渦旋盤21、22上的端板21a、22a上形成的氣缸室53內(nèi)。由彈簧部件55施壓的閥體54隨著壓縮過程中的壓縮室37與低壓室36的壓力差，在氣缸室53內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。當(dāng)壓縮室37與低壓室36之間的壓力差在規(guī)定值以下時(shí)，閥體54便移動(dòng)，使第一連通通道56與第二連通通道57連通。在這種狀態(tài)下，高壓室45中的流體通過兩條連通通道56、57流入低壓室36，于是低壓室36內(nèi)的壓力便上升。另一方面，當(dāng)上述壓力差超過上述規(guī)定值時(shí)，閥體54便移動(dòng)，切斷第一連通通道56與第二連通通道57的連通。在這種狀態(tài)下，就阻止了高壓流體從高壓室45向低壓室36泄漏。
如上所述，按照本發(fā)明能獲得下列各種效果。
在第一發(fā)明中，閥門機(jī)構(gòu)51工作后，當(dāng)壓縮室37與低壓室36的壓力差低于規(guī)定值的時(shí)候，便使高壓室45與低壓室36連通。于是，上述壓力差下降，流體從高壓室45流入低壓室36，使低壓室36的壓力上升，壓縮機(jī)構(gòu)15從低壓室36吸入的流體的壓力也上升。即，在本發(fā)明中，壓縮機(jī)構(gòu)15吸入的流體的壓力與高壓室45的壓力的差不會(huì)擴(kuò)大到某種程度以上，壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮比不會(huì)極度增大。
因此，按照本發(fā)明，即使在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等情形下，也能防止壓縮比變得過大，能避免排氣溫度的過度上升。這樣，就能抑制渦旋圈21b、22b的熱膨脹，能在事先防止渦旋圈21b、22b與端板21a、22a的表面壓力的增高。而且，還能減少端板21a、22a與渦旋圈21b、21b的磨損，并防止這些零件的損傷。因此，即使在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等低壓下降的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，按照第一發(fā)明，能避免壓縮機(jī)10反復(fù)地停止和再啟動(dòng)，能在事先就防止壓縮機(jī)10的故障。更進(jìn)一步，由于能抑制流體溫度過于上升，所以能防止由于燒傷等原因而使?jié)櫥妥兞印?br> 還有，在本發(fā)明中，由于抑制了排氣溫度上升得過高，在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等過程中，就不必考慮渦旋圈21b、22b的熱膨脹而將端板21a、22a與渦旋圈21b、22b之間的間隙調(diào)整得很大。即，能把平常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端板21a、22a與渦旋圈21b、22b之間的間隙調(diào)整得很小。因此，按照本發(fā)明，能減少從端板21a、22a與渦旋圈21b、22b之間的間隙泄漏出來的流體量，能提高壓縮機(jī)10的效率。
在第二發(fā)明中，閥體54受到了壓縮室37與低壓室36的壓力差，便由于彈簧部件55的壓力而在氣缸室53內(nèi)往復(fù)移動(dòng)。而且，由于該閥體54的移動(dòng)，兩條連通通道56、57在連通與切斷之間轉(zhuǎn)換。因此，按照本發(fā)明，不需要特別的控制，能利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使兩條連通通道56、57在連通與切斷之間轉(zhuǎn)換。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的閥門機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的立體圖；圖3是第一連通通道與第二連通通道的連通被切斷的狀態(tài)的特性圖，圖3a是立體圖，圖3b是斷面圖；圖4是第一連通通道與第二連通通道的連通狀態(tài)的特性圖，圖4a是立體圖，圖4b是斷面圖；圖5是低壓Ps與壓力差ΔP之間的關(guān)系的特性圖；圖6是其它實(shí)施例中的閥門機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的斷面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
本實(shí)施例的渦旋式壓縮機(jī)是壓縮致冷劑氣體的壓縮機(jī)，它連接在圖中未表示的，使致冷劑氣體循環(huán)，進(jìn)行冷凍循環(huán)工作的致冷劑回路上。
如圖1所示，這種渦旋式壓縮機(jī)10具有壓力容器，即機(jī)殼11，具有所謂全封閉式的結(jié)構(gòu)。在這種機(jī)殼11的內(nèi)部容納了壓縮致冷劑氣體的壓縮機(jī)構(gòu)15，和驅(qū)動(dòng)該壓縮機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)電機(jī)16。此外，在機(jī)殼11上還安裝了吸氣管18和排氣管19。
上述壓縮機(jī)構(gòu)15具有固定渦旋盤21和旋轉(zhuǎn)渦旋盤22。兩個(gè)渦旋盤21、22分別具有端板21a、22a，和豎直設(shè)置在該端板21a、22a的前面一側(cè)的渦旋狀的渦旋圈21b、22b。各渦旋盤21、22上的渦旋圈21b、22b設(shè)置成互相嚙合的狀態(tài)。
在固定渦旋盤21的端板21a的外圓周端部，形成了向旋轉(zhuǎn)渦旋盤22一側(cè)，即下側(cè)凸出的有底的筒狀。固定渦旋盤21的外圓周端部固定安裝在機(jī)殼11的內(nèi)表面上。固定渦旋盤21的渦旋圈21b做成從端板21a的下表面向下方凸出。此外，在渦旋圈21b的頂端部分上設(shè)有頂端密封墊21c。
在固定渦旋盤21的端板21a的外圓周端部的下端部上，以氣密的方式安裝了平板狀的框架24。這個(gè)框架24固定在機(jī)殼11上，同時(shí)，還與固定渦旋盤21結(jié)合在一起。這樣，便在固定渦旋盤21與框架24之間形成了內(nèi)部空間26。在框架24的中央部分設(shè)有開口，并且在這個(gè)開口的邊緣上形成了朝向下方的，呈筒狀凸出的凸部28。
上述旋轉(zhuǎn)渦旋盤22布置在上述內(nèi)部空間26內(nèi)，裝載在框架24上。在旋轉(zhuǎn)渦旋盤22的端板22a的下表面上，形成了有凸出的筒狀的軸承部分30。這個(gè)軸承部分30插入上述框架24的凸部28的內(nèi)部。
驅(qū)動(dòng)軸17貫穿凸部28，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這根驅(qū)動(dòng)軸17的頂端部分(上端部)插入上述軸承部分30中，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)軸17把壓縮機(jī)構(gòu)15的旋轉(zhuǎn)渦旋盤22與驅(qū)動(dòng)電機(jī)16連接起來。
上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)16具有固定在機(jī)殼11中的壓縮機(jī)構(gòu)15下方的定子33，和設(shè)置在該定子33的內(nèi)側(cè)，能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子34。上述驅(qū)動(dòng)軸17插入這個(gè)轉(zhuǎn)子34中。當(dāng)向驅(qū)動(dòng)電機(jī)16供應(yīng)電力時(shí)，轉(zhuǎn)子34便轉(zhuǎn)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)軸17把旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力傳遞給旋轉(zhuǎn)渦旋盤22。
驅(qū)動(dòng)軸17的頂端部分相對(duì)于軸心線是偏心的。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸17旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)渦旋盤22便在框架24上旋轉(zhuǎn)。此外，旋轉(zhuǎn)渦旋盤22通過圖中未表示的歐氏圓環(huán)支承在框架24上，所以它不能自轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)渦旋盤22的渦旋圈22b布置成向上方凸出。在這個(gè)渦旋圈22b的頂端部分設(shè)有頂端密封墊22c。而且，兩個(gè)渦旋盤21、22的渦旋圈21b、22b頂端的表面，分別隔著油膜與另一個(gè)渦旋盤21、22的端板21a、22a上的端面形成滑動(dòng)面。
在上述內(nèi)部空間26中，借助于兩個(gè)渦旋盤21、22的渦旋圈21b、22b互相嚙合，分隔形成了壓縮室37。這個(gè)壓縮室37是由兩個(gè)渦旋盤21、22的渦旋圈21b、22b與端板21a、22a所圍成的空間。此外，在內(nèi)部空間26中的渦旋圈21b、22b的外側(cè)，則成為低壓室36。上述吸氣管18貫穿機(jī)殼11的上端，同時(shí)其一端在上述低壓室36中開口。
在固定渦旋盤21的端板21a上，在其中央部分形成了排氣孔41。這個(gè)排氣孔41貫穿固定渦旋盤21的端板21a。由壓縮機(jī)構(gòu)15所壓縮的致冷劑氣體通過這個(gè)排氣孔41排向在機(jī)殼11內(nèi)的壓縮機(jī)構(gòu)15上部的空間。
在固定渦旋盤21和框架24上形成了上下貫穿兩者的致冷劑通道42。從壓縮機(jī)構(gòu)15排出的致冷劑，通過這條致冷劑通道42導(dǎo)向框架24的下側(cè)。上述排氣管19在機(jī)殼11內(nèi)的框架24下側(cè)的空間內(nèi)開口。從壓縮機(jī)構(gòu)15排出的高壓致冷劑通過這條排氣管19向機(jī)殼11的外部導(dǎo)出去。
這樣，本實(shí)施例1中的渦旋式壓縮機(jī)10的機(jī)殼11內(nèi)的空間里充滿了排出來的致冷劑氣體，構(gòu)成了所謂的高壓拱頂型的機(jī)殼。在這種機(jī)殼11內(nèi)的空間中，除了由固定渦旋盤21和框架24所圍成的內(nèi)部空間26這一部分以外，都構(gòu)成與排氣管19連通的高壓室45。
如圖2～圖4所示，在固定渦旋盤21的端板21a上，設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)51。在這塊端板21a上，形成了從外圓周面朝向中心的，沿半徑方向延伸的橫孔。這個(gè)橫孔用從端板21a的外圓周一側(cè)插入的蓋子59堵塞，構(gòu)成了上述閥門機(jī)構(gòu)51的氣缸室53。
此外，在固定渦旋盤21的端板21a上，設(shè)有中間壓力連通通道61、低壓連通通道62、第一連通通道56和第二連通通道57。
上述中間壓力連通通道61的一端在氣缸室53的內(nèi)側(cè)端部(圖3中的左端部)的側(cè)面開口。此外，這條中間壓力連通通道61的另一端在端板21a的下表面上開口，與封閉狀態(tài)的壓縮室37連通。上述低壓連通通道62的一端在氣缸室53的外側(cè)端部(圖3中的右端部)的側(cè)面開口。此外，這條低壓連通通道62的另一端在端板21a的下表面上開口，與內(nèi)部空間26的低壓室36連通。
上述第一連通通道56的一端在氣缸室53的側(cè)面開口。具體的說，第一連通通道56的一端，在氣缸室53的長(zhǎng)度方向中央稍稍靠?jī)?nèi)側(cè)(圖3中的左側(cè))的位置上開口。此外，第一連通通道56的另一端在端板21a的上表面上開口，與高壓室45連通。上述第二連通通道57的一端在氣缸室53的側(cè)面開口。具體的說，第二連通通道57的一端，在氣缸室53的長(zhǎng)度方向中央的稍稍靠外側(cè)(圖3中的右側(cè))的位置上開口。此外，第二連通通道57的另一端在端板21a的下表面上開口，與內(nèi)部空間26的低壓室36連通。
在上述氣缸室53中，插入作為閥體的活塞54和彈簧部件55。
上述活塞54具有活塞主體54a和密封部件54b、54c、54d?；钊黧w54a做成直徑比氣缸室53的內(nèi)徑小的圓柱形。因此，在氣缸室53的內(nèi)圓周表面與活塞主體54a的外圓周表面之間形成了間隙。上述密封部件54b、54c、54d都呈環(huán)形，分別嵌在活塞主體54a外部的兩側(cè)部分和中央部分。
上述活塞54把氣缸室53分隔成中間壓力空間53a、低壓空間53b和轉(zhuǎn)換用空間53c、53d。中間壓力空間53a是在圖3中活塞54的左側(cè)形成的空間。上述中間壓力連通通道61與這個(gè)中間壓力空間53a連通。低壓空間53b是在圖3中活塞54的右側(cè)，即活塞54與蓋子59之間形成的空間。上述低壓連通通道62與這個(gè)低壓空間53b連通。轉(zhuǎn)換用空間53c、53d是把氣缸室53的內(nèi)表面與活塞主體54a之間的間隙用活塞兩端的密封部件54b、54d分隔開來所形成的空間，位于中間壓力空間53a與低壓空間53b之間。上述第一連通通道56和第二連通通道57分別與轉(zhuǎn)換用空間53c、53d連通。此外，轉(zhuǎn)換用空間53c、53d還借助于中央的密封部件54c，把中間壓力空間53a一側(cè)的第一轉(zhuǎn)換用空間53c與低壓空間53b一側(cè)的第二轉(zhuǎn)換用空間53d分隔開來。
上述彈簧部件55由布置在低壓空間53b中的螺旋彈簧構(gòu)成。這個(gè)彈簧部件55的一端壓接在活塞主體54a的端面上，而其另一端則壓接在上述蓋子59的端面上，對(duì)活塞54加壓，使其能往復(fù)移動(dòng)。
各密封部件54b、54c、54d按照下列方式布置在上述活塞54上。
無論活塞54處于什么位置上，中間壓力空間53a一側(cè)(圖3上的左側(cè))的密封部件54b安裝在活塞主體54a上的位置，始終處于中間壓力連通通道61與第一連通通道56之間的位置上。因此，即使在活塞54的位置處于圖3中的最左側(cè)的狀態(tài)下，中間壓力連通通道61也不會(huì)被密封部件54b堵住。
無論活塞54處于什么位置上，低壓空間53b一側(cè)(圖3中的右側(cè))的密封部件54d安裝在活塞主體54a上的位置，始終處于第二連通通道57與低壓連通通道62之間的位置上。因此，即使在活塞54的位置處于圖3中的最右側(cè)的狀態(tài)下，低壓連通通道62也不會(huì)被密封部件54d堵住。
當(dāng)活塞54處于圖3中的最右側(cè)的位置上時(shí)，中央密封部件54c安裝在活塞主體54a上的位置，處于第一連通通道56與第二連通通道57之間的位置上，當(dāng)活塞54處于圖3中的最左側(cè)的位置上時(shí)，中央密封部件54c安裝在活塞主體54a上的位置，處于中間壓力連通通道61與第一連通通道56之間的位置上。因此，第一連通通道56在與第一轉(zhuǎn)換用空間53c連通的狀態(tài)，和與第二轉(zhuǎn)換用空間53d連通的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，另一方面，第二連通通道57則始終與第二轉(zhuǎn)換用空間53d連通。
在本實(shí)施例中的渦旋式壓縮機(jī)10中，致冷劑回路中的致冷劑氣體通過吸氣管18流入低壓室36，再從低壓室36吸入壓縮室37中。當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋盤22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓縮室37便立即成為封閉狀態(tài)。即，壓縮室37成為封閉的空間。然后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋盤22進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓縮室37的容積隨著這種轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，在壓縮室37中的致冷劑氣體逐漸受到壓縮。
下面，參照?qǐng)D3和圖4說明上述閥門機(jī)構(gòu)51的工作過程。在下面的說明中，所謂“左”“右”，都是指在圖3或圖4中的左、右。
如上所述，氣缸室53的中間壓力空間53a，通過中間壓力連通通道61與在封閉狀態(tài)下的壓縮過程中的壓縮室37連通。因此，中間壓力空間53a中的壓力便是在壓縮過程中壓縮室37中的氣體壓力，即中間壓力Pc。另一方面，氣缸室53的低壓空間53b，通過低壓連通通道62與低壓室36連通。因此，低壓空間53b的壓力就是低壓室36中的氣體壓力，即低壓Ps。
假設(shè)，在活塞54上受到中間壓力空間53a的壓力(中間壓力Pc)的面積，與受到低壓空間53b的壓力(低壓Ps)的面積都是A。此外，作用在活塞54上的彈簧部件55的彈力為F。此時(shí)，對(duì)于活塞54來說，作用在它上面的力有向右的力Pc·A，和向左的力Ps·A+F。
首先，在Pc·A＞Ps·A+F的狀態(tài)下，活塞54向低壓空間53b一側(cè)，即向右側(cè)移動(dòng)。當(dāng)彈簧部件55的壓縮量隨著活塞54的移動(dòng)而增大時(shí)，彈簧部件55的彈力F便逐漸增大，當(dāng)Pc·A＝Ps·A+F時(shí)，活塞54便停止移動(dòng)。然后，如圖3所示，在活塞中央的密封部件54c的位置處于第一連通通道56與第二連通通道57之間的狀態(tài)下，第一連通通道56便與第一轉(zhuǎn)換用的空間53c連通，而第二連通通道57則與第二轉(zhuǎn)換空間53d連通。即，在這種狀態(tài)下，閥門機(jī)構(gòu)51隔斷了高壓室45與低壓室36之間的連通。
接著，當(dāng)變成Pc·A＜Ps·A+F的狀態(tài)時(shí)，活塞54向中間壓力空間53a一側(cè)，即向左側(cè)移動(dòng)。當(dāng)彈簧部件55的壓縮量隨著活塞54的移動(dòng)而減小時(shí)，彈簧部件55的彈力F便逐漸減小，當(dāng)Pc·A＝Ps·A+F時(shí)，活塞54便停止移動(dòng)。然后，如圖4所示，在活塞中央的密封部件54c的位置處于中間壓力連通通道61與第一連通通道56之間的狀態(tài)下，第一連通通道56和第二連通通道57便都與第二轉(zhuǎn)換用的空間53d連通。即，在這種狀態(tài)下，閥門機(jī)構(gòu)51使高壓室45與低壓室36之間連通。
這樣，閥門機(jī)構(gòu)51的活塞54便隨著中間壓力空間53a與低壓空間53b的壓力差ΔP所作用的力(Pc-Ps)A＝ΔP·A與彈簧部件55的彈力F之間的大小關(guān)系而移動(dòng)。此外，活塞54在氣缸室53內(nèi)的停止位置是，ΔP越小，便越是靠近中間壓力空間53a，即越是靠近左側(cè)。
另一方面，渦旋式壓縮機(jī)10是一種固定壓縮比的流體機(jī)械。因此，在封閉狀態(tài)下的壓縮過程中的壓縮室37和與吸氣管18連通的低壓室36中，兩者的壓力比是一定的。即，在壓縮過程中的壓縮室37的內(nèi)部壓力，即中間壓力Pc，與低壓室36的內(nèi)部壓力，即低壓Ps的比是一定的。因此，如圖5所示，壓縮室37與低壓室36的壓力差ΔP與低壓Ps之間的比例關(guān)系成立，隨著低壓Ps的降低，壓力差ΔP也減小。而且，隨著低壓Ps的降低而使壓力差ΔP減小，活塞54的位置也越是靠近氣缸室53的深部(靠近左側(cè))。
例如，在冷凍裝置的抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等的過程中，當(dāng)?shù)蛪篜s比平常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的壓力低時(shí)，壓縮室37與低壓室36的壓力差ΔP就減小。當(dāng)這個(gè)壓力差ΔP減小時(shí)，活塞54便向氣缸室53的深部移動(dòng)，于是閥門機(jī)構(gòu)51便處于把高壓室45與低壓室36連通起來的狀態(tài)下(參見圖4)。在這種狀態(tài)下，致冷劑氣體便從高壓室45流入低壓室36，使低壓室36的壓力上升，而壓縮機(jī)構(gòu)15從低壓室36吸入的致冷劑氣體的壓力也上升。因此，在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等過程中，雖然從吸氣管18吸入的致冷劑氣體的壓力變得非常低，但即使在這種狀態(tài)下，壓縮室37所吸入的氣體致冷劑的壓力與高壓室45的壓力之間的差，也不會(huì)擴(kuò)大到某種程度以上，壓縮機(jī)構(gòu)15的壓縮比不會(huì)極度增大。
這樣，按照本實(shí)施例，即使在吸入機(jī)殼11內(nèi)的氣體致冷劑的壓力變得非常低的抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等情況下，也能防止壓縮比變得過大，能避免排氣溫度過于上升。因此，就能抑制渦旋圈21b、22b的熱膨脹，事先就能防止渦旋圈21b、22b與端板21a、22a之間的表面壓力變得過高。而且，還能減少端板21a、22a和渦旋圈21b、22b的磨損，防止這些零件的損傷。因此，即使是在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等那樣低壓減小的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
此外，能避免壓縮機(jī)10反復(fù)地停止和再啟動(dòng)，所以能防止壓縮機(jī)10縮短壽命。更進(jìn)一步，由于能抑制氣體溫度的過高上升，所以能防止因燒傷等原因所引起的潤(rùn)滑油變劣。
此外，由于抑制了排氣溫度的過于上升，所以就不必考慮在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等情況下的渦旋圈21b、22b的熱膨脹，不需要把端板21a、22a與渦旋圈21b、22b的間隙調(diào)整得很大。即，在平常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，端板21a、22a與渦旋圈21b、22b之間的間隙可以很小。因此，按照本實(shí)施例，能減少從端板21a、22a與渦旋圈21b、22b的間隙中泄漏的氣體致冷劑的泄漏量，從而能提高壓縮機(jī)10的效率。
此外，在本實(shí)施例中，由于閥門機(jī)構(gòu)51的結(jié)構(gòu)是借助于彈簧部件55的加壓而使活塞54在氣缸室53內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)換第一連通通道56與第二連通通道57之間的連通和切斷的。因此，即使不進(jìn)行特別的控制，也能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連通和切斷的轉(zhuǎn)換。
—其它實(shí)施例—在上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，是通過活塞主體54a中央的密封部件54c的位置來轉(zhuǎn)換第一連通通道56和第二連通通道57的連通和切斷的，但，也可以用下面的結(jié)構(gòu)來代替它。即，如圖6所示，在活塞主體54a上形成與其移動(dòng)方向垂直相交的通孔65，兩條連通通道56、57可以通過這個(gè)通孔65連通，或者切斷。另外，在這種結(jié)構(gòu)中，必須以氣密的方式把活塞主體54a插入氣缸室53中。
此外，在上述實(shí)施例中，把閥門機(jī)構(gòu)51的彈簧部件55設(shè)置在氣缸室53的低壓空間53b中，但，也可以代之以把彈簧部件55設(shè)置在中間壓力空間53a中。在這種情況下，必須把彈簧部件55固定在氣缸室53的端面和活塞54上，使彈簧部件55始終處于拉伸狀態(tài)。
此外，在上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，把閥門機(jī)構(gòu)51設(shè)置在固定渦旋盤21的端板21a中，但，也可以代之以設(shè)置在旋轉(zhuǎn)渦旋盤22的端板22a中。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，它具有安裝了吸氣管(18)和排氣管(19)的機(jī)殼(11)，以及具有垂直設(shè)置在端板(21a、22a)上渦旋狀的渦旋圈(21b、22b)的一對(duì)渦旋盤(21、22)，且設(shè)置在上述機(jī)殼(11)內(nèi)的壓縮機(jī)構(gòu)(15)，流體從上述與吸氣管(18)連通的低壓室(36)吸入上述壓縮機(jī)構(gòu)(15)的壓縮室(37)，流體從上述壓縮室(37)排向與上述排氣管(19)連通的高壓室(45)，其特征在于，還具有根據(jù)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行的壓縮過程中的上述壓縮室(37)與上述低壓室(36)之間的壓力差進(jìn)行工作，只在上述壓力差低于等于規(guī)定值時(shí)，使上述高壓室(45)與低壓室(36)連通的閥門機(jī)構(gòu)(51)。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于，閥門機(jī)構(gòu)(51)具有下列各種部件至少在渦旋盤(21、22)中的一個(gè)渦旋盤的端板(21a、22a)上形成的氣缸室(53)；插入上述氣缸室(53)中能自由進(jìn)退，并且能根據(jù)在封閉狀態(tài)下進(jìn)行的壓縮過程中的壓縮室(37)與低壓室(36)的壓力差移動(dòng)的閥體(54)；口朝向上述氣缸室(53)，與高壓室(45)連通的第一連通通道(56)；口朝向上述氣缸室(53)，與低壓室(36)連通的第二連通通道(57)；對(duì)上述閥體(54)施加力，使它能在上述第一連通通道(56)與第二連通通道(57)連通與切斷的位置之間作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的彈簧部件(55)。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦旋式壓縮機(jī)，特別是，涉及為防止由于排氣溫度過高而采取措施的渦旋式壓縮機(jī)。本發(fā)明抑制了排氣溫度的過度上升，使渦旋式壓縮機(jī)能連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。本發(fā)明在固定渦旋盤21的端板21a中設(shè)置了閥門機(jī)構(gòu)51。閥門機(jī)構(gòu)51隨著在封閉狀態(tài)下的壓縮過程中的壓縮室37與低壓室36的壓力差而工作，只在這個(gè)壓力差低于規(guī)定值時(shí)才把高壓室45與低壓室36連通。這樣，在抽空運(yùn)轉(zhuǎn)等情況下，低壓室36的致冷劑壓力下降時(shí)，高壓的致冷劑氣體便泄漏到低壓室36中，防止了壓縮比變得過大。本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)可用于壓縮致冷劑的壓縮機(jī)等等。
文檔編號(hào)F04C28/00GK1540168SQ200410039308
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2004年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月24日
發(fā)明者上川隆司 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社