專利名稱：渦旋式流體機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦旋式流體機械，尤其涉及適合于在車輛用空調(diào)系統(tǒng)的制冷回路中 用于制冷劑壓縮的渦旋壓縮機的渦旋式流體機械。
背景技術(shù)：
這種渦旋壓縮機由車輛的發(fā)動機或電動機驅(qū)動。電動式的壓縮機與利用發(fā) 動機驅(qū)動的壓縮機相比，可不受發(fā)動機的負荷影響而容易地調(diào)整制冷劑的排出 量，且極其細微地控制車輛的室內(nèi)溫度，是較佳的。另外，由于這種渦旋壓縮機搭載在車輛上，'故盡可能要求緊湊的壓縮機。因此，日本特開2003—129983號公報所揭示的電動式渦旋壓縮機包含與渦旋 單元及電動機雙方共用的l個殼體，在該共用殼體內(nèi)分別收容渦旋單元及電動 機的電樞。當(dāng)電動機旋轉(zhuǎn)時，電樞發(fā)熱。電樞的溫度若過分上升，則電動機性能下降。 因此，上述公報的壓縮機包含電樞用的冷卻路徑。該冷卻路徑在制冷劑向渦旋 單元返回的過程中將該返回制冷劑引導(dǎo)到電樞。返回制冷劑的溫度與周圍溫度 相比足夠低，因此返回制冷劑可有效地對電樞進行冷卻。具體地說，冷卻路徑包含電樞的轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙、定子與共用殼體的 內(nèi)周壁間的間隙、定子線圈的間隙。但是，這些間隙都狹小，因此，冷卻路徑 對朝向渦旋單元的制冷劑流動來說成為較大的阻力，使制冷劑的壓力損失增 加。因此，渦旋單元不能有效地吸入返回制冷劑，渦旋單元的吸入效率下降。為消除上述不良情況，日本特開2002—165406號公報揭示的電動機的電樞 包含分別安裝在貫通轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸向通路及轉(zhuǎn)子的兩端面上的風(fēng)扇。當(dāng)這些風(fēng)扇 旋轉(zhuǎn)時，制冷劑在軸向通路內(nèi)向一方向強制流動，對電樞進行冷卻。但是，在將上述公報的電樞應(yīng)用于渦旋壓縮機的場合，電樞因具有軸向通 路而相應(yīng)大型化，故渦旋壓縮機的共用殼體的外徑和重量也增加。此外，風(fēng)扇 使電樞的零件個數(shù)增加，使渦旋壓縮機的成本上升。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于，提供一種不導(dǎo)致大型化和零件個數(shù)增加、可提高渦旋單
元的吸入效率的渦旋式流體機械。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的渦旋式流體機械具有殼體；渦旋單元，該渦 旋單元被收容在該殼體內(nèi)，該渦旋單元具有互相協(xié)作來壓縮動作流體用的定渦 盤及動渦盤；電樞，該電樞與渦旋單元鄰接地收容在殼體內(nèi)，電樞包含使動渦 盤旋轉(zhuǎn)用的轉(zhuǎn)子，且該轉(zhuǎn)子具有周面及兩端面；流體流路，該流體流路配置在 殼體內(nèi)，是將動作流體通過電樞內(nèi)向渦旋單元引導(dǎo)的流體流路，流體流路包含 形成在轉(zhuǎn)子的周面上的螺旋槽，該螺旋槽具有在轉(zhuǎn)子的兩端面開口的兩端。采用上述的渦旋式流體機械，當(dāng)渦旋單元由電樞驅(qū)動時，渦旋單元吸入通 過流體流路引導(dǎo)的動作流體。吸入的動作流體的壓力在通過渦旋單元內(nèi)的過程 中產(chǎn)生變化，然后，動作流體從渦旋單元排出。由于流體流路包含形成在轉(zhuǎn)子上的螺旋槽，故引導(dǎo)到渦旋單元的動作流體 主要通過螺旋槽流動。螺旋槽使流體流路的截面積增加，流體流路對朝向渦旋 單元的動作流體的流動來說不會成為較大的阻力。其結(jié)果，動作流體的壓力損 失降低，渦旋單元中的動作流體的吸入效率提高。最好，螺旋槽具有當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時將螺旋槽內(nèi)的動作流體向渦旋單元擠出的 螺旋方向。在該場合，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，螺旋槽內(nèi)的動作流體由于向渦旋單元 擠出，故動作流體通過螺旋槽內(nèi)強制向渦旋單元流動，不僅進一步降低動作流 體的壓力損失，而且可進一步提高渦旋單元的吸入效率。具體地說，渦旋單元是制冷回路用的壓縮單元，流體流路對返回壓縮單元 的制冷劑進行導(dǎo)向。在該場合，具有螺旋槽的轉(zhuǎn)子的周面最好是轉(zhuǎn)子的外周面。由于返回到壓縮單元的制冷劑的溫度比周圍溫度足夠低，故制冷劑在轉(zhuǎn)子 的螺旋槽內(nèi)流動時，制冷劑有效地對電樞進行冷卻。因此，可防止電樞過熱， 維持電樞的性能。在轉(zhuǎn)子具有在轉(zhuǎn)子軸線方向上層疊環(huán)狀電磁鋼板而成的層疊結(jié)構(gòu)的場合，各電磁鋼板可在形成轉(zhuǎn)子周面的周緣上具有用于形成螺旋槽的凹口。在該場 合，可容易地在轉(zhuǎn)子的周面形成螺旋槽。


圖1是表示流體機械的渦旋壓縮機的剖視圖。圖2是表示圖1的轉(zhuǎn)子的立體圖。圖3是表示構(gòu)成圖2的轉(zhuǎn)子的電磁鋼板的主視圖。
具體實施方式
圖1的渦旋壓縮機用作車輛用空調(diào)系統(tǒng)，即用作制冷回路用的壓縮機。壓 縮機具有圓筒狀的殼體10。從圖1看，從左方按順序，殼體10具有單元外殼12、電動機外殼14及回路外殼16。單元外殼12及電動機外殼14利用多個連 接螺栓18而相互結(jié)合，并且，電動機外殼14及回路外殼16利用多個連接螺 栓19而相互結(jié)合。單元外殼12收容渦旋單元20，該渦旋單元20具有定渦盤22及動渦盤24。 定渦盤22以與單元外殼12的端壁12a抵接的狀態(tài)通過多個固定螺栓26而固定 在端壁12a上。另一方面，動渦盤24位于電動機外殼14側(cè)。定渦盤及動渦盤22、 24具有渦旋壁22f、 24m，這些渦旋壁22f、 24m被裝 配成互相嚙合。渦旋壁22f、 24m的嚙合形成多個壓縮室28。動渦盤24相對于 定渦盤22旋轉(zhuǎn)時，壓縮室28沿定渦盤22的周向螺旋狀移動，在朝向定渦盤 22的中央的這種移動過程中，壓縮室28的容積縮小。單元外殼12的內(nèi)部規(guī)定排出室30，該排出室30的內(nèi)端壁分別由單元殼體 12的端壁12a及定渦盤22的端板22a形成。端壁22a的中央有排出孔32，該 排出孔32貫通端壁22a。排出孔32通過排出閥(未圖示)而開閉。排出閥配置在 排出室30內(nèi)，并固定在定渦盤22的端壁22a上。此外，單元外殼12的端壁12a具有排出口 34。該排出口34的內(nèi)端與排出 室30連通，排出口 34的外端通過前述的制冷回路的制冷劑循環(huán)路徑(未圖示)、 詳細地說通過制冷劑循環(huán)路徑而與制冷劑回路的冷凝器(未圖示)連接。當(dāng)動渦盤24旋轉(zhuǎn)運動時，阻止動渦盤24自轉(zhuǎn)。更詳細地說，在動渦盤24 的端板24a與電動機外殼14的一端之間夾入球式聯(lián)軸器36。球式聯(lián)軸器36阻 止動渦盤24自轉(zhuǎn)，另一方面，將來自動渦盤24的軸向載荷傳遞給電動機外殼 14。另一方面，電動機外殼14的內(nèi)部收容電樞38，電樞38將電動機外殼14 內(nèi)劃分為單元外殼12側(cè)的室13和回路外殼16側(cè)的室15。電樞38具有旋轉(zhuǎn)軸 40，該旋轉(zhuǎn)軸40位于電動機外殼14內(nèi)的中央，并從電動機外殼14的一端向 回路外殼16延伸。旋轉(zhuǎn)軸40的兩端，通過滾珠軸承42及滾柱軸承44而旋轉(zhuǎn) 自如地支承在電動機外殼14的一端及回路外殼16內(nèi)的隔壁16a上。隔壁16a 將回路外殼16內(nèi)劃分為與電動機外殼14內(nèi)相連的室17和與該室17分離的回 路室19。此外，從圖1可知，旋轉(zhuǎn)軸40的一端形成為大徑端部46,該大徑端部46 具有與動渦盤24的端板相對的端面。曲柄銷48從大徑端部46的端面向動渦 盤24突出，偏心套筒50安裝在該曲柄銷48上。該偏心套筒50通過滾針軸承 52而旋轉(zhuǎn)自如地支承在動渦盤24的突柱24a上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)軸40的旋轉(zhuǎn)力通過曲柄銷48、偏心套筒50、滾 針軸承52而傳遞給動渦盤24。因此，動渦盤24以其自轉(zhuǎn)被球式聯(lián)軸器36阻 止的狀態(tài)相對于定渦盤22而作旋轉(zhuǎn)運動。動渦盤24的旋轉(zhuǎn)半徑由旋轉(zhuǎn)軸40 的軸線與曲柄銷48的軸線間的距離決定。前述的電樞38具有轉(zhuǎn)子54，該轉(zhuǎn)子54安裝在旋轉(zhuǎn)軸40上。轉(zhuǎn)子54由定 子56圍住，該定子56固定在電動機外殼14的內(nèi)周壁上。另一方面，回路外殼16的外周壁具有返回口 58，該返回口58的內(nèi)端通過 回路外殼16的室17而與電動機外殼14的內(nèi)部即前述的室15連通。返回口 58 的另一端通過前述的制冷回路的制冷劑循環(huán)路徑、更詳細地說通過制冷劑循環(huán) 路徑而與制冷回路的蒸發(fā)器連接。因此，從蒸發(fā)器送出的返回制冷劑通過返回 口 58而流入回路外殼16的室17內(nèi)，并且，從該室17供給到電動機外殼16 內(nèi)。在回路外殼16的回路室19配置有電樞38用的驅(qū)動回路59，該驅(qū)動回路 59分別對供向電樞38的電力和電樞38的旋轉(zhuǎn)進行控制。在電動機外殼14內(nèi)確保冷卻路徑，該冷卻路徑將供給到電動機外殼14內(nèi) 的返回制冷劑引導(dǎo)到電樞38內(nèi)。詳細地說，冷卻路徑如前所述除了轉(zhuǎn)子54與 定子56間的氣隙Ga、電動機外殼14的內(nèi)周壁與定子56的外周壁間的間隙Gb 以及定子線圈間的間隙(未圖示)外，還包含形成冷卻路徑的主要部分的螺旋槽， 這些間隙及螺旋槽都將配置在電樞38的兩側(cè)的室13、 15連接。現(xiàn)對螺旋槽詳細描述，從圖1可知，轉(zhuǎn)子54具有將許多環(huán)狀電磁鋼板62 在旋轉(zhuǎn)軸40的軸線方向上重合的層疊結(jié)構(gòu)。如圖2所示，螺旋槽64形成在轉(zhuǎn) 子54的外周面上，螺旋槽64的兩端分別開口在轉(zhuǎn)子54的兩端面上。更詳細 地說，當(dāng)轉(zhuǎn)子54旋轉(zhuǎn)時，螺旋槽64具有與右旋螺紋同樣地向單元外殼12側(cè) 運動的螺旋方向。在一實施例的轉(zhuǎn)子54的場合，各個電磁鋼板62的外周面具有U字形的凹 口 66。轉(zhuǎn)子54使許多電磁鋼板62層疊而形成時，鄰接的電磁鋼板62的凹口 66以在轉(zhuǎn)子54的周向稍微錯開的狀態(tài)而互相重合，由此，在轉(zhuǎn)子54的軸線方 向并排的凹口 66形成前述的螺旋槽64。也可在由許多電磁鋼板62形成轉(zhuǎn)子54后，利用機械加工將螺旋槽64形成 在轉(zhuǎn)子54的外周面上。另一方面，在單元外殼12內(nèi)規(guī)定渦旋單元20用的吸入室60，該吸入室60 圍住渦旋單元20的動渦盤24，通過定渦盤22而與前述的排出室30分離。吸 入室60通過前述的球式聯(lián)軸器36的內(nèi)部空間、動渦盤24與滾珠軸承42間的 空間及滾珠軸承42的內(nèi)部空間而與前述的電動機外殼14內(nèi)的室13連接。因 此，吸入室60通過包含前述的冷卻路徑的制冷劑流路而與回路外殼16的返回 口58連接，其結(jié)果，流入返回口 58的返回制冷劑經(jīng)制冷劑流路而供給到吸入 室60。當(dāng)前述的電樞38的旋轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)軸40的旋轉(zhuǎn)通過曲柄銷48 及偏心套筒50而傳遞給動渦盤24。因此，動渦盤24以其自轉(zhuǎn)被阻止的狀態(tài)而 相對定渦盤22進行旋轉(zhuǎn)。動渦盤24的旋轉(zhuǎn)運動中，l個壓縮室28—旦向吸入 室60開放，則制冷劑從吸入室60被吸入到壓縮室28，然后壓縮室28與吸入 室60分離。然后，壓縮室28隨著動渦盤24的旋轉(zhuǎn)運動而向定渦盤22的排出孔32移 動，在該過程中壓縮室28內(nèi)的容積減少，結(jié)果，吸入到壓縮室28內(nèi)的制冷劑 被壓縮。壓縮室28到達排出孔32、且壓縮室28內(nèi)的制冷劑的壓力大于排出閥 的關(guān)閉壓力時，排出閥被打開，壓縮室28內(nèi)的壓縮制冷劑通過排出孔32而排 出到排出室30。排出室30內(nèi)的壓縮制冷劑通過排出口 34而被送出到制冷劑循環(huán)路徑，向 制冷回路的冷凝器供給。然后，壓縮制冷劑經(jīng)制冷劑循環(huán)路徑中的儲蓄器及膨 脹閥而供給到蒸發(fā)器，并且，從該蒸發(fā)器進行制冷劑返回并返回到返回口 58， 并從該返回口 58流入回路外殼16內(nèi)的室17。此外，返回制冷劑從室17經(jīng)前 述的制冷劑流路即冷卻流路而供給到吸入室60。如前所述，返回制冷劑的溫度比周圍溫度足夠低，因此，流過冷卻路徑的 返回制冷劑有效地對電樞38進行冷卻，防止電樞38過熱。冷卻路徑的主要部分包含螺旋槽64，該螺旋槽64使冷卻路徑整體的有效 流路截面積增加。因此，冷卻路徑對于朝向吸入室60的返回制冷劑的流動來 說不會成為較大的阻力，返回制冷劑的壓力損失小。此外，由于螺旋槽64與轉(zhuǎn)子54—起旋轉(zhuǎn)，故將螺旋槽64內(nèi)的返回制冷劑 強制向單元外殼12擠出，由此，在螺旋槽64內(nèi)發(fā)生返回制冷劑從電動機外殼 14的室15向室13的流動。其結(jié)果，電樞38不僅利用返回制冷劑的強制流動而得到有效的冷卻，而且， 可實現(xiàn)返回制冷劑向吸入室60的增壓作用，因此，可提高渦旋單元20的吸入 效率，可提高渦旋壓縮機的性能。上述的螺旋槽64不會使轉(zhuǎn)子54大徑化和增加電樞38用的零件個數(shù)，可阻 止渦旋壓縮機的大型化，且對渦旋壓縮機的輕量化有較大的貢獻。本發(fā)明不受上述的一實施例的約束，可作各種變形，例如，圖3中雙點劃 線所示，轉(zhuǎn)子54的外周面也可具有多個螺旋槽64，也可代替該外周面，而在 內(nèi)周面具有i個以上的螺旋槽64。此外，本發(fā)明可同樣適于渦旋膨脹機，而不是壓縮機
權(quán)利要求
1.一種渦旋式流體機械，其特征在于，具有殼體；渦旋單元，該渦旋單元被收容在所述殼體內(nèi)，具有互相協(xié)作來壓縮動作流體用的定渦盤及動渦盤；電樞，該電樞與所述渦旋單元鄰接地收容在所述殼體內(nèi)，所述電樞包含使所述動渦盤旋轉(zhuǎn)用的轉(zhuǎn)子，且該轉(zhuǎn)子具有周面及兩端面；流體流路，該流體流路配置在所述殼體內(nèi)，是將動作流體通過所述電樞內(nèi)引導(dǎo)至所述渦旋單元的流體流路，所述流體流路包含形成在所述轉(zhuǎn)子的所述周面上的螺旋槽，該螺旋槽具有在所述轉(zhuǎn)子的所述兩端面開口的兩端。
2. 如權(quán)利要求1所述的渦旋式流體機械，其特征在于，所述螺旋槽具有當(dāng) 所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時將所述螺旋槽內(nèi)的動作流體向所述渦旋單元擠出的螺旋方向。
3. 如權(quán)利要求2所述的渦旋式流體機械，其特征在于，所述渦旋單元是制 冷回路用的壓縮單元，所述流體流路對返回所述壓縮單元的制冷劑進行導(dǎo)向。
4. 如權(quán)利要求2所述的渦旋式流體機械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的所述周 面是所述轉(zhuǎn)子的外周面。
5. 如權(quán)利要求4所述的渦旋式流體機械，其特征在于，所述渦旋單元是制 冷回路用的壓縮單元，所述流體流路對返回所述壓縮單元的制冷劑進行導(dǎo)向。
6. 如權(quán)利要求2所述的渦旋式流體機械，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有在所述轉(zhuǎn)子軸線方向上層疊環(huán)狀電磁鋼板的層疊結(jié)構(gòu)，各電磁鋼板在形成所述轉(zhuǎn)子 的所述周面的周緣上具有用于形成所述螺旋槽的凹口。
全文摘要
一種渦旋式流體機械，作為流體機械的電動式渦旋壓縮機具有將渦旋單元(20)及驅(qū)動渦旋單元(20)的電樞(38)一起收容的殼體(10)；配置在該殼體(10)內(nèi)、將制冷劑導(dǎo)向到渦旋單元(20)的制冷劑流路，該制冷劑流路的一部分包含螺旋槽(64)，螺旋槽(64)形成在電樞(38)中的轉(zhuǎn)子(54)的外周面上，具有在轉(zhuǎn)子(54)的兩端面分別開口的兩端。
文檔編號F04C29/04GK101151465SQ200680010110
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者塚本公, 小山茂幸, 小板橋芳隆, 鳴田知和 申請人:三電有限公司