專利名稱：渦旋壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在擺動渦旋件的兩面形成了渦巻齒的渦旋壓縮機，特 別涉及降低渦旋壓縮機的泄漏損失的技術(shù)。
背景技術(shù)：
渦旋壓縮機的一種方式是，由在兩面上形成了渦巻齒的擺動渦旋 件、和形成了與各渦巻齒咬合的渦巻齒的一對固定渦旋件構(gòu)成(例如 參見專利文獻(xiàn)l)。以下將其稱為兩面渦巻型渦旋壓縮機。在該兩面渦 巻型渦旋壓縮機中，在擺動渦旋件的兩面形成壓縮室，所以，由壓縮 氣體產(chǎn)生的軸方向的推力荷栽相互抵消。另一方面，在兩面渦巻型渦旋壓縮機中，由于有2個壓縮室，所 以，容易產(chǎn)生從壓縮側(cè)朝吸入側(cè)的泄漏，為了減小泄漏損失，必須減 小各渦巻齒和與其相向的基板之間的間隙。但是，為了使擺動渦旋件 在2個固定渦旋件之間無拘束地運動，考慮到組裝精度等，這些渦巻 齒與基板之間的間隙(下面稱為渦巻齒前端間隙)不能設(shè)定得太小。為此，在已往的兩面渦巻型渦旋壓縮才幾中，在擺動渦旋件的兩面 的渦巻齒的前端面上、以及在2個固定渦旋件的渦巻齒的前端面上， 分別設(shè)置槽，通過把端部密封件安裝在該槽內(nèi)來抑制從渦巻齒前端間 隙的泄漏，減少泄漏損失(例如參見專利文獻(xiàn)2)。另外，在已往的兩面渦巻型渦旋壓縮機中，為了抑制從渦巻齒前 端間隙的泄漏，把端部密封件分割成上下二部分，將其對接面形成為 鋸齒狀(例如參見專利文獻(xiàn)3)。在該構(gòu)造中，上側(cè)的端部密封件在壓 力差作用下，置于下側(cè)的端部密封件上，堵住渦巻齒前端間隙，抑制 泄漏。專利文獻(xiàn)l:日本特開平3-237202號公報(第9頁，圖l) 專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-324770號公報(第2頁~第3頁，圖2)專利文獻(xiàn)3:日本特開平7-310682號公報發(fā)明內(nèi)容但是，在上述已往的兩面渦巻型渦旋壓縮機中，不能抑制從端部 密封件側(cè)面的渦巻齒前端間隙、朝著沿渦巻齒方向的泄漏。尤其是在 兩面渦巻型的渦旋壓縮機中，該泄漏的路徑在擺動渦旋件的兩面的2 個部位，所以，提高兩面渦巻型渦旋壓縮機的性能、減少從渦巻齒前 端間隙的泄漏成為重要的課題。本發(fā)明是為了解決上述問題而做出的，其目的是提供泄漏損失小、 高效率的渦旋壓縮機。本發(fā)明的渦旋壓縮機，備有擺動渦旋件和一對固定渦旋件，在擺 動渦旋件的兩面具有渦巻齒，上述一對固定渦旋件與上述擺動渦旋件 的兩面相向地設(shè)置、并具有與擺動渦旋件的渦巻齒咬合的渦巻齒，只 在與擺動渦旋件的一方渦巻齒咬合的固定渦旋件的渦巻齒上、以及在 擺動渦旋件的上述一方渦巻齒上，安裝端部密封件。根據(jù)本發(fā)明，由于備有兩面帶渦巻齒的擺動渦旋件、和與擺動渦 旋件的兩面相向地設(shè)置并具有與擺動渦旋件的渦巻齒咬合的渦巻齒的 一對固定渦旋件，只在與擺動渦旋件的一方渦巻齒咬合的固定渦旋件 的渦巻齒及擺動渦旋件的該一方渦巻齒上，安裝端部密封件，所以， 能提供泄漏損失少、高效率的渦旋壓縮機。


圖l是表示本發(fā)明實施方式l的渦旋壓縮機的構(gòu)造的剖面圖。 圖2是說明本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機的擺動渦旋件構(gòu)造的圖。圖3是說明本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機的、位于擺動渦旋件 中心部的球才艮部構(gòu)造的圖。
圖4是本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機的密封環(huán)周邊的放大剖面圖。圖5是說明本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機的下側(cè)固定渦旋件的 構(gòu)造圖。圖6是本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機的擺動渦旋件中心附近的 放大剖面圖。圖7是說明作用在本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機中的擺動渦旋 件上的推力荷載的示意圖。圖8是說明作用在本發(fā)明實施方式1的渦旋壓縮機中的端部密封 件上的推力荷載的示意圖。圖9是本發(fā)明實施方式2的渦旋壓縮機的擺動渦旋件的放大剖面圖。圖10是本發(fā)明實施方式5的渦旋壓縮機的擺動渦旋件中心附近的 放大剖面圖。
具體實施方式
實施方式1圖1是表示本發(fā)明實施方式1的兩面渦巻型渦旋壓縮機的構(gòu)造的 剖面圖。在圖1中，在立式密閉容器1內(nèi)的上方配置著馬達(dá)2，在馬達(dá)2 的下方配設(shè)著壓縮部3。在該壓縮部3的下方，形成了儲存潤滑油41 的潤滑油儲存室4。在密閉容器l的側(cè)面、馬達(dá)2與壓縮部3的中間 部，設(shè)有吸入氣體用的吸入管5，在壓縮部3上設(shè)有把壓縮后的氣體 排出的排出管8。另外，在密閉容器l的上端，設(shè)有供給電力用的玻 璃端子6。馬達(dá)2由環(huán)形的定子21和在支承在該定子21內(nèi)部并可旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子22構(gòu)成。主軸7固定在轉(zhuǎn)子22上并貫通壓縮部3，主軸7 的端部浸在潤滑油儲存室4的潤滑油41中。壓縮部3具有擺動渦旋件31、與擺動渦旋件31的兩面相向設(shè)置 著的上側(cè)固定渦旋件33及下側(cè)固定渦旋件34、和配設(shè)在下側(cè)固定渦
旋件34與擺動渦旋件31之間的公知的十字頭聯(lián)軸節(jié)35。在擺動渦旋 件31的基板31B的兩面，分別形成了對稱的、高度也相同的上側(cè)渦 巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M。另外，在上側(cè)固定渦旋件33的基板33A上，在與擺動渦旋件31 相向的面上設(shè)置了與擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L咬合的渦巻齒 33E。由擺動渦4t件31的上側(cè)渦巻齒31L和上側(cè)固定渦旋件33的渦 巻齒33E形成了上側(cè)壓縮室32A。同樣地，在下側(cè)固定渦旋件34的 基板34A上，在與擺動渦旋件31相向的面上設(shè)置了與擺動渦旋件31 的下側(cè)渦巻齒31M咬合的渦巻齒34E。由擺動渦旋件31的下側(cè)渦巻 齒31M和下側(cè)固定渦4t件34的渦巻齒34E形成了下側(cè)壓縮室32B。在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L的前端面及上側(cè)固定渦旋件 33的渦巻齒33E的前端面上，安裝了端部密封件36。另外，在擺動 渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L及下側(cè)渦巻齒31M的內(nèi)周、主軸7的外 周，分別設(shè)置了密封環(huán)37。圖2是說明本發(fā)明實施方式1中的擺動渦旋件構(gòu)造的圖，圖2(a) 是擺動渦旋件的俯視圖，圖2 (b)是擺動渦旋件的仰視圖，圖2 (c) 是圖2 (b)中的A-A線剖面圖。圖3是說明位于擺動渦旋件中心部 的球根部構(gòu)造的圖。圖3 (a)是表示球根部形狀的立體圖，圖3(b) 是表示設(shè)置在球根部的上面及下面的密封環(huán)構(gòu)造的立體圖。下面，說 明擺動渦旋件31的詳細(xì)構(gòu)造。如圖2和圖3 (a)所示，擺動渦旋件31具有球根部31A和圓板 形的基板31B。球根部31A構(gòu)成中心部，由圓弧等的曲線形成?；?31B伸出到球根部31A的外周。在基板31B的上面和下面，由漸開線 曲線或圓弧線形成了對稱的、與球根部31A大致相同高度的上側(cè)渦巻 齒31L和下側(cè)渦巻齒31M。這里所說的對稱，是指渦巻齒的厚度t、 高度h、齒距p、巻數(shù)n都相同。在上側(cè)渦巻齒31L的前端面上，形成了用于安裝端部密封件36 的端部密封件槽31H。另一方面，在下側(cè)渦巻齒31M的前端面上，未 形成安裝端部密封件36的端部密封件槽31H。
在球^f艮部31A的中心部，形成了供主軸7貫通的主軸孔31C，在 其內(nèi)周壁上設(shè)有擺動軸承31D。另外，在擺動軸承31D的外周部、球 根部A的上面及下面，分別形成了上側(cè)密封環(huán)槽31E和下側(cè)密封環(huán)槽 31F,在這些上側(cè)密封環(huán)槽31E和下側(cè)密封環(huán)槽31F內(nèi)，設(shè)置了具有 圖3 (b)所示接合口 37A的密封環(huán)37。在球根部31A的外側(cè)，設(shè)有 連接上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B的連通口 31K。圖4是說明密封環(huán)的接觸密封作用效果的密封環(huán)周邊的放大剖面圖。如圖4所示，密封環(huán)37,在分隔著的兩側(cè)壓縮室的壓差作用下， 如箭頭所示地被從高壓側(cè)即左方及下方推壓。因此，在密封環(huán)槽31E 內(nèi)，密封環(huán)37被推壓在密封環(huán)槽31E的右方壁和上方的固定渦旋件 33的基板33A上，進(jìn)行擺動渦旋件31和上側(cè)固定渦旋件33之間的接 觸密封。該密封環(huán)37的接觸密封作用，在擺動渦旋件31的下面?zhèn)取?即擺動渦旋件31和下側(cè)固定渦旋件34之間也同樣。如圖2所示，在擺動渦旋件31上設(shè)置了連通口 31K。該連通口 31K使得被上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B壓縮后的氣體合流，并 將其導(dǎo)向下側(cè)固定渦旋件34的排出口 34F。連通口 31K在上側(cè)密封 環(huán)槽31E、下側(cè)密封環(huán)槽31F的外周側(cè)，沿上下方向貫通基板31B。 該連通口 31K不跨越由上側(cè)渦巻齒31L、下側(cè)渦巻齒31M分隔的壓 縮室，并且設(shè)在公轉(zhuǎn)運動中也與下側(cè)固定渦旋件34上的排出口 34F 常時連通的位置。圖5是說明下側(cè)固定渦旋件的構(gòu)造圖，圖5(a)是俯視圖，圖5 (b)是圖5 (a)中的A-A線剖面圖。下面，說明下側(cè)固定渦旋件34 的構(gòu)造。如圖5所示，在下側(cè)固定渦旋件34的基板34A的中心部，形成 了供主軸7貫通的主軸孔34B，在該主軸孔34B的內(nèi)周面設(shè)有主軸承 34C。在下側(cè)固定渦旋件34的上面、主軸承34C的外周部，形成了凹 部34D。該凹部34D收容擺動渦旋件31的球根部31A，容許擺動渦 旋件31的公轉(zhuǎn)運動。在凹部34D的外周，形成了與擺動渦旋件31的
下側(cè)渦巻齒31M同樣厚度t、高度h、齒距p、巻數(shù)n、并且相位旋轉(zhuǎn) 了 180度的渦巻齒34E。在凹部34D，設(shè)置了排出壓縮后的氣體用的排出口 34F。該排出 口 34F不與設(shè)在擺動渦旋件31上的密封環(huán)37相向，并且設(shè)在與擺動 渦旋件31的連通口 31K常時連通的位置。另外，在下側(cè)固定渦旋件 34上形成了排出流路34G。該排出流路34G與排出口 34F連通，把 壓縮后的氣體導(dǎo)向設(shè)在密閉容器1上的排出管8。在排出流路34G內(nèi)、 與排出口 34F相向的位置，配設(shè)了阻止氣體逆流的排出閥34H。在下 側(cè)固定渦旋件34的最外周部，設(shè)置了將氣體吸入到下側(cè)壓縮室32B 的吸入口 34J。圖6是實施方式1的渦旋壓縮機的擺動渦旋件中心附近的放大剖 面圖。圖6中，與圖5所示的下側(cè)固定渦旋件34同樣地，在上側(cè)固定渦 旋件33的基板33A的中心部，形成了供主軸7貫通的主軸孔33B， 在該主軸孔33B的內(nèi)周面設(shè)有主軸承33C。在擺動軸承31D與主軸7 之間配置了嵌合在主軸7上的滑動件38，與主軸7—起構(gòu)成了偏心軸， 通過擺動軸承31D驅(qū)動擺動渦旋件31。在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻 齒31L的前端面和上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E的前端面上，分 別形成了端部密封件槽31H、 33H,端部密封件36安裝在各端部密封 件槽31H、 33H內(nèi)。另一方面，在擺動渦旋件31的下側(cè)渦巻齒31M 的前端面及下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E的前端面上未形成端部 密封件槽，不安裝端部密封件36。下面，說明本發(fā)明實施方式1所示的兩面渦巻型渦旋壓縮機的動作。如圖1所示，從吸入管5吸入到密閉容器1內(nèi)的氣體，流入設(shè)置 著馬達(dá)2的部分，將馬達(dá)2冷卻。另外，吸入的氣體如箭頭所示地， 從設(shè)在上側(cè)固定渦旋件33外周部的吸入口 33J，被導(dǎo)入形成在擺動渦 旋件31兩面的上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B。擺動渦旋件31相對于上側(cè)固定渦旋件33和下側(cè)固定渦旋件34
不自轉(zhuǎn)地進(jìn)行公轉(zhuǎn)運動，這樣，由公知的壓縮原理形成的一對月牙形的上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B的容積朝著中心漸漸減小，氣體 被壓縮。分別在上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B被壓縮后的氣體， 在排出口34F合流，經(jīng)過排出流路34G，從排出管8流出到密閉容器 1外。
在上述的壓縮過程中，在上側(cè)壓縮室32A和下側(cè)壓縮室32B中， 分別被壓縮的氣體產(chǎn)生了推力方向(軸方向)的推力荷載。下面，說 明作用在擺動渦旋件31上的推力荷載的大小。圖7是說明作用在擺動 渦旋件31上的推力荷載的示意圖。
端部密封件36是與圖4所示的密封環(huán)37同樣的狀況，在分隔著 的兩側(cè)壓縮室的壓差作用下，被從高壓側(cè)朝低壓側(cè)推壓。在設(shè)圖7中 的上側(cè)渦巻齒31L的右側(cè)為高壓側(cè)(壓力Pi),左側(cè)為低壓側(cè)(壓力 p2)時，端部密封件36被從右方和下方推壓，在端部密封件槽31H 內(nèi)，被推壓到端部密封件槽31H的左方壁和上方的基板33A上，進(jìn)行 接觸密封。因此，在擺動渦旋件31的端部密封件槽31H的底面和內(nèi) 周側(cè)的渦巻齒前端面上作用著高壓側(cè)的壓力P15在外周側(cè)的渦巻齒前 端面上作用著低壓側(cè)的壓力P2。
下面，說明作用在擺動渦旋件31上的推力荷載F。在基板31B的、 沒有上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M的部分，作用在上面的壓力 與作用在下面的壓力相等，所以，推力荷載相互抵消。
但是，在配置著上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M的部分，作 用在上側(cè)渦巻齒31L前端面的推力荷載F^和作用在下側(cè)渦巻齒31M 前端面的每單位長度的推力荷載F2不相同。當(dāng)設(shè)上側(cè)渦巻齒31L和下 側(cè)渦巻齒31M的整體厚度為t、上側(cè)渦巻齒31L的外周側(cè)前端面的寬 度為112時，作用在上側(cè)渦巻齒31L前端面的每單位長度的推力荷載 Fi如式(1)所示。
[算式1
F尸P! (t-t12) +P2t12 (1)另一方面，在未設(shè)置端部密封件的擺動渦旋件的下側(cè)渦巻齒31M 前端面，由于作用著高壓側(cè)壓力R和低壓側(cè)壓力P2的平均壓力，所以，作用在下側(cè)渦巻齒31M前端面的每單位長度的推力荷載F2如式 (2)所示。[算式2
F2= ( P禹)| ( 2 )因此，作用在擺動渦旋件31的配置著上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦 巻齒31M的部分上的、每單位長度的推力荷載F，如式(3)所示。[算式31F-F廣F尸(P,-P2) ， ( 3 )通常，上側(cè)渦巻齒33L的內(nèi)周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度tu、與外 周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度112相等，所以，當(dāng)設(shè)端部密封件槽31H 的寬度為t。時，作用在擺動渦旋件31的配置著上側(cè)渦巻齒31L和下 側(cè)渦巻齒31M的部分上的、每單位長度的推力荷載F，如式(4)所 示。[算式4
F-(P廣P"^ (4)因此，作用在擺動渦旋件31的配置著上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦 巻齒31M的部分上的、每單位長度的推力荷載F的方向是朝下，作用 在整個擺動渦旋件31上的推力荷載也朝下，這樣，擺動渦旋件31被 朝下方向推壓，與下側(cè)固定渦旋件34接觸。因此，在擺動渦旋件31 的下側(cè)渦巻齒31M與下側(cè)固定渦旋件34的基板34A之間，幾乎沒有 間隙(只有因下側(cè)渦巻齒31M和下側(cè)固定渦旋件34的基板34A的表 面粗糙度而產(chǎn)生的程度的間隙)。而擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L 與上側(cè)固定渦旋件33的基板33A之間，由于端部密封件36的密封作 用，幾乎沒有間隙。但是，在端部密封件36側(cè)面的上側(cè)渦巻齒31L 的前端部，有渦巻齒前端間隙31N，產(chǎn)生了從該渦巻齒前端間隙31N 的、沿上側(cè)渦巻齒31L方向的泄漏。另 一方面，在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L、下側(cè)渦巻齒31M、 上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E 、和下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E 上全都安裝端部密封件36時，在擺動渦旋件31的兩面，產(chǎn)生了分別 沿上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M方向的泄漏。因此，與在全部的渦巻齒31L、 31M、 33E、 34E上安裝端部密封件36時相比，只在 上側(cè)渦巻齒31L和上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E上安裝端部密封 件36，可以減少沿渦巻齒方向的泄漏。下面，對未安裝端部密封件36時的滑動損失、與安裝了端部密封 件36時的滑動損失進(jìn)行比較。未安裝端部密封件36的渦巻齒上的每 單位長度的接觸荷載，是圖7所示的下側(cè)渦巻齒31M對基板34A的 每單位長度的接觸荷載Fs，作為式(4)所示的、作用在擺動渦旋件 31上的每單位長度的推力荷載F而施加。圖8是說明作用在端部密封件上的推力荷載的示意圖。安裝著端 部密封件的渦巻齒上的每單位長度的接觸荷載，是端部密封件36對基 板33A的每單位長度的接觸荷載Fc。設(shè)端部密封件寬度為13時，把端部密封件36朝上方向推壓的每 單位長度的推力荷載F3如式(5)所示。[算式51 F產(chǎn)P山 (5)另一方面，把端部密封件36朝下方向推壓的每單位長度的推力荷 載F4如式(6)所示。[算式6
F^(Pi+P2), (6)因此，端部密封件36對基板33A的每單位長度接觸荷載R如式 (7)所示。[算式7
FC=F3-F4= ( P廣P2 )| ( 7 )將式(4)與式(7)比較，由于端部密封件槽31H的寬度110與 端部密封件36的寬度t3大致相等，所以，下側(cè)渦巻齒31M對基板34A 的每單位長度接觸荷載Fs、與端部密封件36對基板33A的每單位長 度的接觸荷載Fe大致相等。因此，即使在渦巻齒上未安裝端部密封件 36,與渦巻齒上安裝了端部密封件36時相比，因接觸造成的滑動損失 幾乎不增加。下面，對本發(fā)明的兩面渦巻型渦4t壓縮才幾、和專利文獻(xiàn)3揭示的 現(xiàn)有的兩面渦巻型渦旋壓縮機進(jìn)行比較。在專利文獻(xiàn)3揭示的兩面渦
巻型渦旋壓縮機中，為了減小兩面渦巻齒高度方向的間隙，將端部密封件上下分割成兩部分，并將接合口形成為鋸齒狀。在專利文獻(xiàn)3中， 在氣體壓力的作用下，上側(cè)的端部密封件被置于一側(cè)上，堵住高度方 向的間隙。結(jié)果，高度方向的間隙為0，產(chǎn)生了端部密封件推壓擺動 渦旋件的力。在專利文獻(xiàn)3中，由于用該力推壓擺動渦旋件，所以， 在構(gòu)成一方壓縮室的擺動渦旋件渦巻齒和固定渦旋件渦巻齒上不必設(shè) 置端部密封件。但是，在專利文獻(xiàn)3中，作為將高度方向的間隙堵住、將擺動渦 旋件朝一方推壓的措施，有意地把端部密封件分割成兩部分，并且做 成接口為鋸齒狀的復(fù)雜構(gòu)造。而在本發(fā)明的兩面渦巻型渦旋壓縮機中， 利用端部密封件因氣體力而上浮、能使渦巻齒高度方向間隙為0的效 果，并發(fā)現(xiàn)了因端部密封件的有無而導(dǎo)致作用在兩方壓縮室的推力氣 體荷載不同，該推力氣體荷載的差起到把擺動渦旋件朝著沒有端部密 封件的一方壓縮室側(cè)推壓的作用?；谶@一發(fā)現(xiàn)，可以用極簡單的構(gòu) 造來發(fā)揮與專利文獻(xiàn)3同樣的效果。在專利文獻(xiàn)3中，不是利用端部 密封件本身上浮而使渦巻齒高度方向間隙成為0的效果，也未發(fā)現(xiàn)因端部密封件的有無而產(chǎn)生推力氣體荷載差，所以采用極復(fù)雜的構(gòu)造來 使渦巻齒前端間隙為0、將擺動渦旋件朝一方推壓。把端部密封件分 割成兩部分、將接口面做成為鋸齒狀，這樣，增加了部件的成本，而 且，在制造方面，也存在復(fù)雜的工序。此外，將接口面做成鋸齒狀， 導(dǎo)致在端部密封件上容易產(chǎn)生龜裂，端部密封件容易破損。另外，在本實施方式l中，只在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L 和上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E上安裝端部密封件36,在擺動渦 旋件31的下側(cè)渦巻齒31M和下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E上未 安裝端部密封件36。但是，只在擺動渦旋件31的下側(cè)渦巻齒31M和 下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E上安裝端部密封件36、在擺動渦旋 件31的上側(cè)渦巻齒31L和上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E上不安裝 端部密封件36時，與在全部的渦巻齒31L、 31M、 33E、 34E上安裝 端部密封件36時相比，也同樣地能減少沿渦巻齒方向的泄漏。 如上所述，在兩面渦巻型渦旋壓縮機中，只在擺動渦旋件31的一 方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定渦旋件的渦巻齒上安裝端部密封 件、而在擺動渦旋件31的另一方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定渦旋 件的渦巻齒上不安裝端部密封件，比在全部渦巻齒上安裝端部密封件 36時更能減少泄漏損失。另外，只在擺動渦旋件31的一方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定 渦旋件的渦巻齒上安裝端部密封件36、而在擺動渦旋件31的另一方 渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定渦旋件的渦巻齒上不安裝端部密封件 36時，與在全部渦巻齒上安裝端部密封件36時相比，滑動損失幾乎 不增加。因此，在兩面渦巻型渦旋壓縮機中，只在擺動渦旋件31的一 方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定渦旋件的渦巻齒上安裝端部密封件 36、而在擺動渦旋件31的另一方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定渦旋 件的渦巻齒上不安裝端部密封件36，這樣，可以得到與在全部的渦巻 齒上安裝端部密封件的兩面渦巻型渦旋壓縮機相比損失少、高效率的 兩面渦巻型渦旋壓縮才幾。另外，釆用上述的構(gòu)造，可以把端部密封件36的數(shù)量從4個減少 到2個，并且，端部密封件槽的加工部位也從4個減少到2個，所以， 可減少材料成本和加工成本。另外，由于安裝端部密封件36的部位從 4個減少到2個，所以組裝容易。在該實施方式1中，在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L中，內(nèi) 周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度tu、與外周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度t12 相等。但是，即使擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L的內(nèi)周側(cè)的渦巻 齒前端面的寬度tn、與外周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度tu不相等，只 要式(3)中的t-2t12〉 0 ，推力荷載F就朝下。因此，只在擺動渦旋件31的一方渦巻齒和與該渦巻齒咬合的固定 渦旋件的渦巻齒上安裝端部密封件36，并且在安裝著這些端部密封件 36的渦巻齒中，外周側(cè)的渦巻齒前端面的寬度小于渦巻齒厚度t的一 半，這樣，可得到與在全部渦巻齒上安裝了端部密封件的兩面渦巻型 渦旋壓縮4幾相比損失少、高效率的兩面渦巻型渦旋壓縮機。
另外，在該實施方式l中，擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L、下 側(cè)渦巻齒31M、上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E、下側(cè)固定渦旋件 34的渦巻齒34E，它們的高度h都相等。但是，只要上側(cè)渦巻齒31L 和上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E的高度相等、下側(cè)渦巻齒31M和 下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E的高度相等，則上側(cè)渦巻齒31L和 下側(cè)渦巻齒31M的高度也可以不相等。另外，在該實施方式l中，當(dāng)被壓縮氣體采用二氧化碳?xì)怏w時， 由于動作壓力高、從渦巻齒前端間隙的泄漏影響大，所以，在兩面渦 巻型渦旋壓縮機中，通過只在擺動渦旋件31的一方渦巻齒和與該渦巻 齒咬合的固定渦旋件的渦巻齒上安裝端部密封件，可以大大減少泄漏 損失，更加提高效率。在本發(fā)明的實施方式l中，收容擺動渦旋件31、上側(cè)固定渦旋件 33和下側(cè)固定渦旋件34的密閉容器1內(nèi)的壓力，與氣體的吸入壓力 相等。但是，密閉容器1內(nèi)的壓力也可以與氣體的排出壓力相等。在 使密閉容器1內(nèi)的壓力與氣體的排出壓力相等時，必須把密封環(huán)37 設(shè)在擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M的外周。實施方式2圖9是本實施方式2所示渦旋壓縮機的擺動渦旋件的^t大剖面圖。 在實施方式1中，擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M 的形狀是對稱的。在實施方式2中，上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M 的巻數(shù)n及擺動半徑r是相同的，安裝著端部密封件36的上側(cè)渦巻齒 31L的厚度&比下側(cè)渦巻齒31M的厚度h厚。當(dāng)用渦巻齒的厚度t和 齒距p表示擺動半徑r時，如式(8)所示。<formula>formula see original document page 14</formula> (8)因此，由于上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M的擺動半徑r相等， 上側(cè)渦巻齒31L的厚度t比下側(cè)渦巻齒31M的厚度b厚，所以，上 側(cè)渦巻齒31L的齒距p1比下側(cè)渦巻齒31M的齒距p2大。另外，上側(cè) 固定渦旋件33的渦巻齒33E的厚度t、高度h、齒距p、巻數(shù)n，都
與擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L相等，但相位旋轉(zhuǎn)了 180度。同 樣地，下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E的厚度t、高度h、齒距p、 巻數(shù)n，都與擺動渦旋件31的下側(cè)渦巻齒31M相等，但相位旋轉(zhuǎn)了 180度。其它的構(gòu)造與實施方式1所示的渦旋壓縮機相同，對與實施 方式l相同的構(gòu)成注以相同標(biāo)記。擺動渦旋件31的安裝了端部密封件36的上側(cè)渦巻齒31L的厚度 t及齒距Pl,比未安裝端部密封件36的下側(cè)渦巻齒31M的厚度k及 齒距P2大，所以，關(guān)于垂直于主軸7方向的壓縮室的截面積，由擺動 渦旋件31和上側(cè)固定渦旋件33構(gòu)成的上側(cè)壓縮室32A比由擺動渦旋 件31和下側(cè)固定渦旋件34構(gòu)成的下側(cè)壓縮室32B大。因此，推力荷 載Fi增加，作用在擺動渦旋件上的推力荷載F增加。這樣，下側(cè)渦巻 齒31M與下側(cè)固定渦旋件34的基板34A之間的間隙進(jìn)一步減小，可 進(jìn)一步減少泄漏損失，得到效率高的渦旋壓縮機。如上所述，由于設(shè)置了從安裝了端部密封件36的固定渦旋件朝著 未安裝端部密封件36的固定渦旋件的方向?qū)[動渦旋件31施加推力 荷載的機構(gòu)，所以，可進(jìn)一步減少泄漏損失，得到效率高的渦旋壓縮 機。在本實施方式2中，上側(cè)渦巻齒31L的高度h與下側(cè)渦巻齒31M 的高度h2相等。但是，為了使徑向荷載相等，也可以使上側(cè)渦巻齒31L 的高度lu與下側(cè)渦巻齒31M的高度h2不相等。實施方式3在實施方式1中，擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻 齒31M的形狀是對稱的。在實施方式3中，上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè) 渦巻齒31M的厚度t、齒距p及擺動半徑r是相同的，但安裝著端部 密封件36的上側(cè)渦巻齒31L的巻數(shù)ni比未安裝端部密封件的下側(cè)渦 巻齒31M的巻數(shù)112多。另外，上側(cè)固定渦旋件33的渦巻齒33E的厚度t、高度h、齒距 p、巻數(shù)n，都與擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L相等，但相位旋轉(zhuǎn) 了 180度。同樣地，下側(cè)固定渦旋件34的渦巻齒34E的厚度t、高度
h、齒距p、巻數(shù)n，都與擺動渦旋件31的下側(cè)渦巻齒31M相等，但 相位旋轉(zhuǎn)了 180度。其它的構(gòu)造與實施方式1所示的渦旋壓縮機相同， 對與實施方式l相同的構(gòu)成注以相同標(biāo)記。擺動渦旋件31的安裝了端部密封件36的上側(cè)渦巻齒31L的巻數(shù) m比未安裝端部密封件36的下側(cè)渦巻齒31M的巻數(shù)ii2多，所以，關(guān) 于垂直于主軸7方向的壓縮室的截面積，由擺動渦旋件31和上側(cè)固定 渦旋件33構(gòu)成的上側(cè)壓縮室32A比由擺動渦旋件31和下側(cè)固定渦旋 件34構(gòu)成的下側(cè)壓縮室32B大。因此，推力荷載Fi增加，作用在擺 動渦旋件31上的推力荷載F增加。這樣，下側(cè)渦巻齒31M與下側(cè)固 定渦旋件34的基板34A之間的間隙進(jìn)一步減小，可進(jìn)一步減少泄漏 損失，得到效率高的兩面渦巻型渦旋壓縮機。如上所述，由于設(shè)置了從安裝了端部密封件36的固定渦旋件朝著 未安裝端部密封件36的固定渦旋件的方向?qū)[動渦旋件31施加推力 荷載的機構(gòu)，所以，可進(jìn)一步減少泄漏損失，得到效率高的渦旋壓縮 機。在本實施方式3中，上側(cè)渦巻齒31L的高度hi與下側(cè)渦巻齒31M 的高度h2相等。但是，為了使徑向荷載相等，也可以使上側(cè)渦巻齒31L 的高度lh與下側(cè)渦巻齒31M的高度h2不相等。實施方式4在實施方式2中，對于擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè) 渦巻齒31M，它們的擺動半徑r和巻數(shù)n是相同的，但上側(cè)渦巻齒31L 的厚度t和齒距p比下側(cè)渦巻齒31M的大。另外，在實施方式3中， 對于擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下側(cè)渦巻齒31M,它們的擺 動半徑r、厚度t及齒距p是相同的，但上側(cè)渦巻齒31L的巻數(shù)n比 下側(cè)渦巻齒31M的多。在本實施方式4中，對于擺動渦旋件31的上側(cè)渦巻齒31L和下 側(cè)渦巻齒31M，它們的擺動半徑r是相同的，但上側(cè)渦巻齒31L的厚 度t和齒距p比下側(cè)渦巻齒31M的大，上側(cè)渦巻齒31L的巻數(shù)n比下 側(cè)渦巻齒31M的多。
由于安裝著端部密封件36的上側(cè)渦巻齒31L的厚度t和齒距p 比未安裝端部密封件36的下側(cè)渦巻齒31M的大，上側(cè)渦巻齒31L的 巻數(shù)n比下側(cè)渦巻齒31M的多，所以，關(guān)于垂直于主軸7方向的壓縮 室的截面積，由擺動渦旋件31和上側(cè)固定渦旋件33構(gòu)成的上側(cè)壓縮 室32A比由4罷動渦4t件31和下側(cè)固定渦旋件34構(gòu)成的下側(cè)壓縮室 32B大。因此，推力荷載F1增加，作用在擺動渦旋件上的推力荷載F 增加。這樣，下側(cè)渦巻齒31M與下側(cè)固定渦旋件34的基板34A之間 的間隙進(jìn)一步減小，可進(jìn)一步減少泄漏損失，得到效率高的兩面渦巻 型渦旋壓縮機。如上所述，由于設(shè)置了從安裝了端部密封件36的固定渦旋件朝著 未安裝端部密封件36的固定渦旋件的方向?qū)[動渦旋件31施加推力 荷載的機構(gòu)，所以，可進(jìn)一步減少泄漏損失，得到效率高的渦旋壓縮 機。實施方式5圖10是實施方式5所示的兩面渦巻型渦旋壓縮機的擺動渦旋件 31的中心附近的放大剖面圖。在實施方式l中，擺動渦旋件31的上 側(cè)密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑與下側(cè)密封環(huán)槽31F的內(nèi)直徑相等。在該實 施方式5中，擺動渦旋件31的上側(cè)密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑山比下側(cè) 密封環(huán)槽31F的內(nèi)直徑d2小。其它的構(gòu)造與實施方式1所示的渦旋壓 縮才幾相同，對相同的構(gòu)成注以相同標(biāo)記。下面，說明作用在擺動渦旋件31的球根部31A上的推力荷載FB。 在本發(fā)明的實施方式5中，密閉容器1內(nèi)的壓力與氣體的吸入壓力相 等。因此，球根部31A外周部的壓力Ph比內(nèi)周部的圧力Pl大。作用 在球根部31A上的推力荷栽Fb如式(9)所示。[算式9
FB=f (PH-PL) (d -d ) (9)如式(9)所示，在擺動渦旋件31的上側(cè)密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑 (^與下側(cè)密封環(huán)槽31F的內(nèi)直徑d2相等時，作用在球根部31A上的 推力荷栽Fb相互抵消，成為0。但是，在如本實施方式5的渦旋壓縮
機這樣、擺動渦旋件31的上側(cè)密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑d!比下側(cè)密封 環(huán)槽31F的內(nèi)直徑d2小時，作用在球根部31A上的推力荷載Fb朝下， 從而作用在擺動渦旋件上的推力荷載F增加。因此，下側(cè)渦巻齒31M與下側(cè)固定渦旋件34的基板34A之間的 間隙進(jìn)一步減小。這樣，由于設(shè)置著安裝了端部密封件36的渦巻齒 31L的面上的密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑dp比設(shè)置著未安裝端部密封件 36的渦巻齒31M的面上的密封環(huán)槽31F的內(nèi)直徑d2小，所以，可進(jìn) 一步減少泄漏損失，得到高效率的兩面渦巻型渦旋壓縮機。如上所述，由于設(shè)置了從安裝了端部密封件36的固定渦旋件朝著 未安裝端部密封件36的固定渦旋件的方向?qū)[動渦旋件31施加推力 荷載的機構(gòu)，所以，進(jìn)一步減少泄漏損失，可得到效率高的渦旋壓縮 機。在該實施方式5中，由于全部渦巻齒的形狀相同，僅使擺動渦旋 件31的上側(cè)密封環(huán)槽31E的內(nèi)直徑di比下側(cè)密封環(huán)槽31F的內(nèi)直徑 (12小，所以，與實施方式2至4所示的渦旋壓縮才幾相比，加工更加容 易。在該實施方式5中，在擺動渦旋件31的球根部31A上，設(shè)置了 上側(cè)密封環(huán)槽31E和下側(cè)密封環(huán)槽31F。但是，也可以把上側(cè)密封環(huán) 槽31E和下側(cè)密封環(huán)槽31F,設(shè)置在與該球4艮部31A對面的上側(cè)固定 渦旋件33的基板33A和下側(cè)固定渦旋件34的基板34A上。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機，備有擺動渦旋件和一對固定渦旋件，在擺動渦旋件的兩面具有渦卷齒，上述一對固定渦旋件與上述擺動渦旋件的兩面相向地設(shè)置、并具有與上述擺動渦旋件的渦卷齒咬合的渦卷齒，只在與上述擺動渦旋件的一方渦卷齒咬合的固定渦旋件的渦卷齒上、以及上述擺動渦旋件的上述一方渦卷齒上，安裝著端部密封件。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，設(shè)有從安裝 了端部密封件的固定渦旋件朝著未安裝上述端部密封件的固定渦旋件 的方向?qū)[動渦旋件施加推力荷栽的推力荷載施加機構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的渦旋壓縮機，其特征在于，上述推力荷 載施加機構(gòu)構(gòu)成為，垂直于主軸方向的、由擺動渦旋件和固定渦旋件 構(gòu)成的壓縮機的截面積，是安裝了端部密封件的一方比未安裝端部密 封件的一方大。
4. 如權(quán)利要求3所述的渦旋壓縮機，其特征在于，安裝著端部 密封件的擺動渦旋件的渦巻齒的厚度比未安裝端部密封件的渦巻齒的 厚度厚。
5. 如權(quán)利要求3所述的渦旋壓縮機，其特征在于，安裝著端部 密封件的擺動渦旋件的渦巻齒的巻數(shù)比未安裝端部密封件的渦巻齒的 巻數(shù)多。
6. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，收容擺動渦 旋件和固定渦旋件的密閉容器內(nèi)的壓力與吸入壓力相等，用于設(shè)置將 上述擺動渦旋件和上述固定渦旋件密閉的密封環(huán)的密封環(huán)槽形成在上 述擺動渦旋件或上述固定渦旋件上，上述密封環(huán)槽的內(nèi)直徑，是設(shè)置 著安裝了端部密封件的渦巻齒的面上的密封環(huán)槽的內(nèi)直徑比設(shè)置著未 安裝端部密封件的渦巻齒的面上的密封環(huán)槽的內(nèi)直徑小。
7. 如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，壓縮二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明提供泄漏損失小、高效率的渦旋壓縮機。在本發(fā)明中，備有擺動渦旋件(31)和一對固定渦旋件(33、34)。在擺動渦旋件(31)的兩面具有渦卷齒(31L、31M)，一對固定渦旋件(33、34)與擺動渦旋件(31)的兩面相向設(shè)置、并具有與擺動渦旋件(31)的渦卷齒(31L、31M)咬合的渦卷齒(33E、34E)，只在與擺動渦旋件(31)的一方渦卷齒咬合的固定渦旋件的渦卷齒上、以及擺動渦旋件(31)的上述一方渦卷齒上，安裝了端部密封件。
文檔編號F04C18/02GK101163884SQ20068000997
公開日2008年4月16日 申請日期2006年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者中村利之, 關(guān)屋慎, 幸田利秀, 杉原正浩, 矢野賢司, 石園文彥, 藤條邦雄, 角田昌之, 須川昌晃 申請人:三菱電機株式會社