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)明涉及一種渦旋式壓縮機(jī)，其定渦盤與動(dòng)渦盤嚙合而在雙方之間形成壓縮室，使動(dòng)渦盤在由自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)控制下沿著圓軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)壓縮室一邊改變?nèi)莘e一邊移動(dòng)，由此進(jìn)行工作流體的吸入、排出。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中存在下述的渦旋式壓縮機(jī)在與動(dòng)渦盤的端板相對(duì)的定渦盤的相對(duì)面 (推力部)形成有大致環(huán)狀的密封部；位于該大致環(huán)狀的密封部外側(cè)的大致環(huán)狀的凹部；和以獨(dú)立于該大致環(huán)狀的凹部的形態(tài)與定渦盤的吸入口連通的凹部(專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，在凹部，由于低壓力的吸入壓力起作用，因而提高動(dòng)渦盤的背壓力，能夠抑制在背壓力降低的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下(低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下)的動(dòng)渦盤的傾覆現(xiàn)象。此外，由于專利文獻(xiàn)1形成有凹部，因而能確保必要的大致環(huán)狀的密封部，并且使在推力部的滑動(dòng)面積變小，因此能降低滑動(dòng)損失、能實(shí)現(xiàn)低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的壓縮效率的提升、高壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的機(jī)械效率的提升和高度可靠性化。專利文獻(xiàn)1 國(guó)際公開第2005/038254號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，存在在發(fā)生頻率最高的通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下背壓力過剩，使得在推力部的滑動(dòng)損失增大的問題。本發(fā)明的目的是提供一種解決現(xiàn)有問題的高效率的渦旋式壓縮機(jī)，其能抑制在低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的動(dòng)渦盤的傾覆現(xiàn)象，并且降低在通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的推力部的滑動(dòng)損失。本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，將動(dòng)渦盤的渦卷的基圓中心形成在與動(dòng)渦盤的端板中心不同的位置，在定渦盤的滑動(dòng)面形成槽部，將槽部的一端作為與吸入室連通的連通部，將槽部的另一端作為較動(dòng)渦盤的端板中心更位于動(dòng)渦盤的基圓中心側(cè)的滑動(dòng)面的終端部。根據(jù)本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，通過使動(dòng)渦盤的渦卷的基圓中心形成在與動(dòng)渦盤的端板中心不同的位置，能確定動(dòng)渦盤從定渦盤脫離的傾覆現(xiàn)象的發(fā)生位置。此外，根據(jù)本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，能提供一種高效率的渦旋式壓縮機(jī)，其通過使槽部形成在傾覆現(xiàn)象的發(fā)生位置從而能抑制低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的動(dòng)渦盤的傾覆現(xiàn)象，并且降低通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的在推力部的滑動(dòng)損失。此外，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，特別是在使用了二氧化碳制冷劑時(shí)，能實(shí)現(xiàn)高效
率、高可靠性。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的縱截面圖。圖2是同實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的主要部分的放大截面圖。圖3是用于同實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的定渦盤的俯視圖和側(cè)截面圖。
圖4是用于同實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的動(dòng)渦盤的俯視圖和側(cè)截面圖。圖5是表示渦卷高度與動(dòng)渦盤的端板中心和動(dòng)渦盤的基圓中心的距離的比率的特性圖。圖6是用于說明在動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心一致時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面施加力的圖。圖7是用于說明在動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面施加力的圖。圖8是用于說明在動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)和使兩中心一致時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面施加力的圖。圖9是表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)的FTl的大/J
符號(hào)說明
12定渦盤
12X端板中心(定渦盤的端板的中心位置)
12Y基圓中心(定渦盤的渦卷的漸開線曲線的基礎(chǔ)圓的中心位置)
13動(dòng)渦盤
13X端板中心(動(dòng)渦盤的端板的中心位置)
13Y基圓中心(動(dòng)渦盤的渦卷的漸開線曲線的基礎(chǔ)圓的中心位置)
15壓縮室
30高壓區(qū)域
29背壓室
90槽部
91連通部
92終端部
121端板(定渦盤的端板)
122渦卷(定渦盤的渦卷)
123滑動(dòng)面
131端板(動(dòng)渦盤的端板)
132渦卷(動(dòng)渦盤的渦卷)
具體實(shí)施例方式第一方面的發(fā)明是定渦盤的渦卷由漸開線曲線構(gòu)成，動(dòng)渦盤的渦卷由漸開線曲線構(gòu)成，在定渦盤形成與動(dòng)渦盤的端板滑動(dòng)的滑動(dòng)面，使動(dòng)渦盤的渦卷的基圓中心形成在與動(dòng)渦盤的端板中心不同的位置，在定渦盤的滑動(dòng)面形成有槽部，使槽部的一端為與吸入室連通的連通部，使槽部的另一端為與動(dòng)渦盤的端板中心相比更位于動(dòng)渦盤的基圓中心側(cè)的滑動(dòng)面的終端部。根據(jù)第一方面的發(fā)明，通過使動(dòng)渦盤的渦卷的基圓中心形成在與動(dòng)渦盤的端板中心不同的位置，從而能夠?qū)?dòng)渦盤從定渦盤脫離的傾覆現(xiàn)象的發(fā)生地點(diǎn)限定在特定的位置。此外，根據(jù)第一方面的發(fā)明，能提供一種高效率的渦旋式壓縮機(jī)，其通過使槽部形成于傾覆現(xiàn)象發(fā)生的地點(diǎn)，能抑制低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的動(dòng)渦盤的傾覆現(xiàn)象，并且降低通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的在推力部(定渦盤的與動(dòng)渦盤的端板的滑動(dòng)面)的滑動(dòng)損失。第二方面的發(fā)明是特別在第一方面的發(fā)明中，設(shè)定通過定渦盤的端板中心和連通部的第一虛擬線與通過定渦盤的端板中心和終端部的第二虛擬線之間的角度是180°以下。根據(jù)第二方面的發(fā)明，以第一虛擬線與第二虛擬線之間的角度為180°以下的方式來設(shè)定終端部的位置，由于槽部變長(zhǎng)故能減少加工步驟。此外，槽部變長(zhǎng)時(shí)，與端板端面的距離變窄、加工變困難，但是由于以第一虛擬線與第二虛擬線之間的角度成為180°以下的方式來設(shè)定終端部的位置，因而加工變?nèi)菀?。第三方面的發(fā)明是，特別是，使第二方面發(fā)明的槽部的寬度固定。這樣，由于能夠削減加工步驟，因而能以更低的成本提供一種高效率的渦旋式壓縮機(jī)。第四方面的發(fā)明是，特別在第一到第三方面的發(fā)明中，設(shè)定槽部的截面與滑動(dòng)面形成的角度為鈍角。由此能夠提供一種高效率的渦旋式壓縮機(jī)，其由于能夠防止槽部的截面與滑動(dòng)面的角部的凸起因此能夠抑制由于動(dòng)渦盤接觸凸起而引起的傾覆的促進(jìn)。第五方面的發(fā)明是，特別在第一到第四方面的發(fā)明中，使用了二氧化碳作為工作流體。由此，當(dāng)相比于HFC系制冷劑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的壓力是3 4倍的二氧化碳作為制冷劑時(shí)， 由于在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生更大的推力負(fù)荷，所以能夠提供確保更高度的可靠性的渦旋式壓縮機(jī)。以下針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式參照附圖進(jìn)行說明。并且本發(fā)明不限于該實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的縱截面圖，圖2是同一渦旋式壓縮機(jī)的主要部分的放大截面圖，圖3是用于同一渦旋式壓縮機(jī)的定渦盤的俯視圖和側(cè)截面圖， 圖4是用于同一渦旋式壓縮機(jī)的動(dòng)渦盤的俯視圖和側(cè)截面圖。首先，用圖1說明本實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)在密閉容器1內(nèi)部設(shè)置壓縮機(jī)構(gòu)部2和電動(dòng)機(jī)部3。主軸承構(gòu)件11在密閉容器1內(nèi)由焊接或熱裝等固定，對(duì)軸4進(jìn)行軸支撐。定渦盤12螺栓固定于所述主軸承構(gòu)件11。與定渦盤12嚙合的動(dòng)渦盤13被主軸承構(gòu)件11和定渦盤12夾持。定渦盤12和動(dòng)渦盤13構(gòu)成壓縮機(jī)構(gòu)部2。在動(dòng)渦盤13和主軸承構(gòu)件11 之間通過十字頭聯(lián)軸器(Oldham)等設(shè)置有自轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)14。自轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)14防止動(dòng)渦盤 13的自轉(zhuǎn)，引導(dǎo)動(dòng)渦盤13進(jìn)行圓軌道運(yùn)動(dòng)。動(dòng)渦盤13被設(shè)置于軸4上端的偏心軸部如偏心驅(qū)動(dòng)。通過該偏心驅(qū)動(dòng)，形成于定渦盤12和動(dòng)渦盤13之間的壓縮室15從外周向中央部移動(dòng)，使容積變小進(jìn)行工作流體(制冷劑氣體)的壓縮。吸入管16和排出管28通過焊接固定在密閉容器1。吸入管16和排出管28與密閉容器1的外部相通，與構(gòu)成制冷循環(huán)的構(gòu)件連接。吸入管16從密閉容器1的外部導(dǎo)入制冷劑氣體，排出管觀將制冷劑氣體導(dǎo)至密閉容器1的外部。制冷劑氣體從吸入管16經(jīng)過吸入室17被吸入壓縮室15。在壓縮室15被壓縮的制冷劑氣體從形成于定渦盤12的中央部的排出口 18被排出到密閉容器1內(nèi)。簧片閥19在制冷劑氣體從排出口 18排出時(shí)被推開。在軸4下端設(shè)有泵25。泵25的吸入口配置在設(shè)置于密閉容器1底部的儲(chǔ)油器20 內(nèi)。泵25由軸4來驅(qū)動(dòng)。因此，儲(chǔ)油器20內(nèi)的潤(rùn)滑油6不受壓力條件和運(yùn)轉(zhuǎn)速度的影響能夠被確實(shí)地吸上來，在滑動(dòng)部不發(fā)生斷油。由泵25吸上來潤(rùn)滑油6通過形成于軸4內(nèi)的供油孔26供給至壓縮機(jī)構(gòu)部2。而且在潤(rùn)滑油6由泵25吸上來之前或者吸上來之后，若用濾油器從潤(rùn)滑油6中除去異物，則可以防止壓縮機(jī)構(gòu)部2混入異物，能更加提高可靠性。被導(dǎo)入壓縮機(jī)構(gòu)部2的潤(rùn)滑油6的壓力與從排出口 18排出的制冷劑氣體的排出壓力大致相同，也成為對(duì)動(dòng)渦盤13的背壓力。由此，動(dòng)渦盤13不從定渦盤12分離或者與其接觸，穩(wěn)定地工作。并且潤(rùn)滑油6的一部分因供給壓力和自重，以逃脫的方式進(jìn)入偏心軸部如與動(dòng)渦盤13的嵌合部和軸4與主軸承構(gòu)件11之間的軸承部66，進(jìn)行潤(rùn)滑，之后落下回到儲(chǔ)油器20。接著，用圖1和圖2說明本實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)部2的結(jié)構(gòu)。在動(dòng)渦盤13的背面1 形成有高壓區(qū)域30和背壓室四。高壓區(qū)域30形成于動(dòng)渦盤13的背面13e的中心部，背壓室四形成于動(dòng)渦盤13的背面13e的外周部。在高壓區(qū)域30施加與從排出口 18排出的制冷劑氣體的排出壓力相等的高壓力，在背壓室四施加介于高壓力與低壓力(吸入壓力)之間的中間壓力。利用施加在動(dòng)渦盤13的背面13e的壓力，動(dòng)渦盤13能穩(wěn)定地壓在定渦盤12上，能夠降低泄漏并且能穩(wěn)定地進(jìn)行圓軌道運(yùn)動(dòng)。在定渦盤12上形成有槽部90。關(guān)于槽部90將在后面進(jìn)行說明。在動(dòng)渦盤13上形成有通道M。通道M的一個(gè)開口端Ma在高壓區(qū)域30處開口。 通道M的另一個(gè)開口端54b在背壓室四處開口。因此，供給至高壓區(qū)域30的潤(rùn)滑油6的一部分通過通道M進(jìn)入背壓室四。進(jìn)入背壓室四的潤(rùn)滑油6對(duì)推力滑動(dòng)部和自轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)14的滑動(dòng)部進(jìn)行潤(rùn)滑，在背壓室四對(duì)動(dòng)渦盤13施加背壓力。此外，在動(dòng)渦盤13形成有通道55。通道55的一個(gè)開口端5 在背壓室四處開口。通道55的另一個(gè)開口端5 在位于動(dòng)渦盤13外周部的渦卷上表面13c處開口。此外，在定渦盤12的渦卷底面12c形成有兩個(gè)凹部12d、12e。兩個(gè)凹部12d、l& 配置在定渦盤12的外周部。此外，凹部12d位于動(dòng)渦盤13的渦卷外側(cè)，凹部1 位于動(dòng)渦盤13的渦卷內(nèi)側(cè)。于是由于動(dòng)渦盤13的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，另一個(gè)開口端5 在兩個(gè)凹部12d、l&處周期地開口。另一個(gè)開口端5 在凹部12d或者凹部1 處開口時(shí)，從背壓室四給凹部12d或者凹部1 處供給潤(rùn)滑油6。因此，從通道55對(duì)凹部12d、12e的潤(rùn)滑油6的供給是間歇性地進(jìn)行的。而且，通過凹部12d，在定渦盤12的外周部對(duì)動(dòng)渦盤13的渦卷外側(cè)供給潤(rùn)滑油6。 此外，通過凹部12e，在定渦盤12的外周部能對(duì)動(dòng)渦盤13的渦卷內(nèi)側(cè)供給潤(rùn)滑油6。由于從凹部12d、l&供給潤(rùn)滑油6，定渦盤12的渦卷底部12c與動(dòng)渦盤13的渦卷上表面13c之間被油封，能防止氣體泄漏。此外，在動(dòng)渦盤13形成有通道56。通道56的一個(gè)開口端56a在高壓區(qū)域30處開口。通道56的另一個(gè)開口端56b在位于動(dòng)渦盤13的外周部的渦卷上表面13c處開口。5/8頁 另一個(gè)開口端56b在吸入室17連續(xù)地開口，潤(rùn)滑油6從高壓區(qū)域30連續(xù)地供給至吸入室 17。被供給的潤(rùn)滑油6，在動(dòng)渦盤13的渦卷外側(cè)與渦卷內(nèi)側(cè)雙方，大致均等的與制冷劑氣體一起被吸入。由于供給該潤(rùn)滑油6，定渦盤12的渦卷底部12c與動(dòng)渦盤13的渦卷上表面13c之間被油封，能防止氣體泄漏。在動(dòng)渦盤13的背面1 配置有環(huán)狀的密封構(gòu)件78。高壓區(qū)域30和背壓室四通過密封構(gòu)件78被隔開。由于利用該密封構(gòu)件78能防止從高壓區(qū)域30向背壓室四的壓力泄漏，所以可以只通過通道M來控制向背壓室四的潤(rùn)滑油的流入。而且，作為使背壓室四內(nèi)維持一定的中間壓力的方法，可以使用背壓調(diào)整機(jī)構(gòu) (未圖示)。背壓調(diào)整機(jī)構(gòu)是在從背壓室四通過定渦盤12的內(nèi)部與吸入口 17連通的通路設(shè)置閥門。該閥門在背壓室四的壓力比設(shè)定壓力大時(shí)開啟，背壓室四的潤(rùn)滑油供給至吸入口 17，使背壓室四內(nèi)維持一定的中間壓力。接著，用圖3說明本實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的定渦盤12的結(jié)構(gòu)。圖3(a)是定渦盤的俯視圖，圖3(b)是圖3(a)中A-A線的截面圖，圖3(c)是圖3(a)中B-B線的截面圖。定渦盤12的壓縮室15 —側(cè)的面，從端板121立起螺旋狀的渦卷122而構(gòu)成。該渦卷122由漸開線曲線構(gòu)成。而且，將定渦盤12的端板121的中心位置用端板中心12X、將定渦盤12的渦卷122 的漸開線曲線的基礎(chǔ)圓的中心位置用基圓中心12Y、將動(dòng)渦盤13的端板131的中心位置用端板中心13X、將動(dòng)渦盤13的渦卷132的漸開線曲線的基礎(chǔ)圓的中心位置用基圓中心13Y 來進(jìn)行說明。在定渦盤12形成有與壓縮室15連接的吸入室17。此外在定渦盤12形成有與動(dòng)渦盤13的端板131滑動(dòng)的滑動(dòng)面123。在定渦盤12的滑動(dòng)面123上形成有槽部90。槽部90，一端為連通部91，另一端為終端部92。連通部91與吸入室17連通。終端部92比動(dòng)渦盤13的端板中心13X更位于動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y —側(cè)的滑動(dòng)面123。S卩，終端部92位于圖3中的終端范圍Sl的滑動(dòng)面 123。這里，當(dāng)將從動(dòng)渦盤13的端板中心13X通過動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y的線作為虛擬線Tl，將與該虛擬線Tl垂直的、通過動(dòng)渦盤13的端板中心13X的線作為虛擬線T2時(shí)， 終端范圍Sl是相對(duì)虛擬線T2動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y所在一側(cè)的滑動(dòng)面123。此外，終端部92位于通過定渦盤12的端板中心12X和連通部91的虛擬線(第一虛擬線)T3與通過定渦盤的端板中心12X和終端部92的虛擬線(第二虛擬線)T4之間的角度α在45°以上180°以下的位置。此外，槽部90以一定寬度形成，并且槽部90的截面與滑動(dòng)面123形成的角度β 為鈍角。接著，用圖4說明本實(shí)施方式的渦旋式壓縮機(jī)的動(dòng)渦盤13的結(jié)構(gòu)。圖4(a)是動(dòng)渦盤的俯視圖，圖4(b)是動(dòng)渦盤的截面圖。動(dòng)渦盤13的壓縮室15 —側(cè)的面從端板131立起螺旋狀的渦卷132而構(gòu)成。該渦卷132由漸開線曲線構(gòu)成。
動(dòng)渦盤13的渦卷132的基圓中心13X形成于與動(dòng)渦盤13的端板中心13Y不同的位置。接著，用圖5說明動(dòng)渦盤13的端板中心13X與動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y的關(guān)系。圖5是表示渦卷高度與動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心的距離的比率的特性圖。這里，設(shè)定端板131的直徑不變，壓縮室15的困油容積不變，渦卷高度比表示的是渦卷高度在最小時(shí)為1的情況下的比率。此外，渦卷高度比是指，將在渦卷高度最小的位置的渦卷高度設(shè)為1時(shí)，根據(jù)錯(cuò)開位置的不同，為確保沖程容積所必要的渦卷高度。而且，在圖5中設(shè)定基礎(chǔ)圓半徑為2mm。因?yàn)閯?dòng)渦盤13的渦卷132是由漸開線曲線構(gòu)成，所以渦卷132的形狀不是軸對(duì)稱形狀。像這樣由漸開線曲線構(gòu)成了渦卷132時(shí)，已知通過將基圓中心13Y與端板中心13X 的之間的距離設(shè)定在規(guī)定范圍內(nèi)，可以使壓縮室15的困油容積最大化。如圖5所示，動(dòng)渦盤13的端板中心13X與動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y的距離在圖中的箭頭范圍內(nèi)時(shí)，與兩者的中心位置一致的情況比較，可以降低渦卷高度。這樣已知，與渦卷高度成比例，泄漏間隙減少，能提供更高效率的壓縮機(jī)(例如，參照日本特開昭 58-172404 號(hào))。圖6是為了說明動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心一致時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面施加力的圖。由于動(dòng)渦盤13的渦卷132的高度形成得比定渦盤12的渦卷122的高度小，因此定渦盤12的渦卷122的頂端與動(dòng)渦盤13的端板131接觸。在壓縮室15內(nèi)產(chǎn)生的壓力的合力F2作用于定渦盤12的基圓中心12Y與動(dòng)渦盤 13的基圓中心13Y的中點(diǎn)X。這里，動(dòng)渦盤13的端板中心13X與基圓中心13Y—致。在動(dòng)渦盤13上產(chǎn)生因來自高壓區(qū)域30和背壓室四的壓力而施加在定渦盤12 的軸向力Fl ；和動(dòng)渦盤13自身要傾斜的傾覆力矩Ml。在定渦盤12因合力F2而產(chǎn)生相對(duì)于端板中心12X逆時(shí)針的力矩(傾覆力矩)M2。 這時(shí)，在相對(duì)傾覆力矩M2產(chǎn)生方向的士90°的位置的滑動(dòng)面123，產(chǎn)生力小的地方FTl和力大的地方FT2。這里，傾覆現(xiàn)象是指在滑動(dòng)面123中力小的地方FTl處，從動(dòng)渦盤13對(duì)定渦盤12 的按壓力為零的情況，結(jié)果是動(dòng)渦盤13從定渦盤12脫離發(fā)生傾覆現(xiàn)象。圖7是為了說明動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面施加力的圖。如圖6說明的那樣，在壓縮室15內(nèi)產(chǎn)生的壓力的合力F2作用于定渦盤12的基圓中心12Y與動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y的中點(diǎn)X。在圖7中，因?yàn)閯?dòng)渦盤13的端板中心13X與動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y不同，所以有必要根據(jù)在壓縮室15內(nèi)產(chǎn)生的壓力的合力F2作用的點(diǎn)和動(dòng)渦盤13的端板中心13X的距離重新計(jì)算力矩。圖7中表示動(dòng)渦盤13的端板中心13X與動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y不同時(shí)的傾覆力矩M3的方向。用該傾覆力矩M3時(shí)，力小的地方FTl從動(dòng)渦盤13的端板中心13X的位置看，位于動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y —側(cè)。
因此，在定渦盤12的與動(dòng)渦盤13的端板131的滑動(dòng)面123的、力小的地方FTl存在的范圍，形成槽部90導(dǎo)入吸入壓力(低壓力)的工作流體。其結(jié)果是，吸住動(dòng)渦盤13的端板131，能有效地防止動(dòng)渦盤13從定渦盤12脫離。另一方面，存在提高背壓室四的壓力來防止動(dòng)渦盤13從定渦盤12脫離的方法。 雖然該方法中，能抑制在低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的動(dòng)渦盤13的傾覆現(xiàn)象，但是在通常的壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下，動(dòng)渦盤13由定渦盤12所施加的壓力過大，產(chǎn)生在推力部的滑動(dòng)損失增大的問題。圖8是為了說明動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)和兩中心一致時(shí)在定渦盤的滑動(dòng)面上施加力的圖。圖8(a)表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)，施加在定渦盤的滑動(dòng)面上的力小的地方FTl的方向，圖8(b)表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)，施加在定渦盤的滑動(dòng)面的力大的地方FT2的方向。此外，圖8(c)表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心一致時(shí)，施加在定渦盤的滑動(dòng)面上的力小的地方FTl的方向，圖8(d)表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心一致時(shí)，施加在定渦盤的滑動(dòng)面的力大的地方FT2的方向。如圖8所示，動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y與動(dòng)渦盤13的端板中心13X —致時(shí)，力大的地方FT2和力小的地方FTl的軌跡都是圓，伴隨曲軸4的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)一周。與此對(duì)應(yīng)，動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y與動(dòng)渦盤13的端板中心13X不同時(shí)，力大的地方FT2和力小的地方FTl的軌跡都不是圓，偏向特定位置。這是因?yàn)樽饔迷趧?dòng)渦盤13的傾覆力矩，除了由壓縮室15內(nèi)產(chǎn)生的壓力的合力F2引起的力矩外，還有由高壓區(qū)域30引起的力矩、由作用于渦卷面的壓力的合力引起的力矩、由動(dòng)渦盤13和自轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)14的慣性力引起的力矩。圖9是表示動(dòng)渦盤的端板中心與動(dòng)渦盤的基圓中心不同時(shí)的FTl的位置和大小的圖。圓的大小表示力的大小，圓越小表示是越小的力。力小的地方FTl相對(duì)于通過定渦盤12的端板中心12X的虛擬線T5位于單側(cè)的滑動(dòng)面123。而且，力小的地方FTl比動(dòng)渦盤13的端板中心13X更位于動(dòng)渦盤13的基圓中心 13Y—側(cè)。即，力小的地方FTl相對(duì)于虛擬線T2位于動(dòng)渦盤13的基圓中心13Y所在的一側(cè)。因此，力小的地方FTl在終端范圍Sl的范圍內(nèi)產(chǎn)生。因此，如圖3中所示，優(yōu)選槽部90的終端部92位于終端范圍Sl的滑動(dòng)面123。此外，力小的地方FTl在從第一虛擬線T3到第二虛擬線T4的角度α為45°以下時(shí)幾乎不產(chǎn)生。此外力小的地方FTl在從第一虛擬線Τ3到第二虛擬線Τ4的角度α為 180°以上時(shí)也幾乎不產(chǎn)生。因此，如圖3中所示，設(shè)定槽部90的終端部92位于從第一虛擬線Τ3到第二虛擬線Τ4的角度α為180°以下的位置，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)定角度α為45°以上的位置。根據(jù)上述本實(shí)施方式，通過將動(dòng)渦盤13的渦卷132的基圓中心13Υ形成于與動(dòng)渦盤13的端板中心13Χ不同的位置，能將動(dòng)渦盤13從定渦盤12脫離的傾覆現(xiàn)象發(fā)生的地點(diǎn)限制在特定位置。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過以第一虛擬線Τ3與第二虛擬線Τ4之間的角度為 180°以下的方式設(shè)置終端部92的位置，所以因槽部90變長(zhǎng)而能削減加工步驟，此外加工變?nèi)菀?。此外，根?jù)本實(shí)施方式，因使槽部90的寬度一定而能削減加工步驟。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于能夠防止槽部90的截面與滑動(dòng)面123的角部的凸起， 因而能夠抑制由動(dòng)渦盤13接觸凸起引起的傾覆促進(jìn)。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，在定渦盤12的與動(dòng)渦盤13的端板131的滑動(dòng)面123的、 力小的地方FTl存在的范圍，形成槽部90來導(dǎo)入吸入壓力的工作流體。其結(jié)果是吸住動(dòng)渦盤13的端板131，能有效地防止動(dòng)渦盤13從定渦盤12脫離。因此，能夠提供一種因有效地降低傾覆力矩而能抑制低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的動(dòng)渦盤13 的傾覆現(xiàn)象，并且降低通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下的在滑動(dòng)面(推力部)123的滑動(dòng)損失的、高效率的渦旋式壓縮機(jī)。而且，用二氧化碳作為工作流體的制冷劑。能夠提供一種在使用與HFC系制冷劑比較運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的壓力是3 4倍的二氧化碳作為制冷劑時(shí)，由于在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生更大的推力負(fù)荷因而確保了更高可靠性的渦旋式壓縮機(jī)。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明由于能夠提供一種抑制在低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下動(dòng)渦盤的傾覆現(xiàn)象并且降低通常壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下在推力部的滑動(dòng)損失的高效率的渦旋式壓縮機(jī)，因而能夠提供一種從高負(fù)荷到低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、在寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍能同時(shí)確保高可靠性和高效率的渦旋式壓縮機(jī)。因而，也適用于工作流體不僅限于制冷劑的、也包括用空氣、氦氣作為工作流體的渦旋式壓縮機(jī)和膨脹機(jī)的渦旋式流體機(jī)械。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，其由從端板立起螺旋狀的渦卷的定渦盤和從端板立起螺旋狀的渦卷的動(dòng)渦盤形成壓縮室，在所述定渦盤形成與所述壓縮室連接的吸入室， 在所述動(dòng)渦盤的背面設(shè)置高壓區(qū)域和背壓室，通過自轉(zhuǎn)限制機(jī)構(gòu)使所述動(dòng)渦盤沿圓軌道旋轉(zhuǎn)、使工作流體從所述吸入室吸入并在所述壓縮室進(jìn)行壓縮，該渦旋式壓縮機(jī)的特征在于 所述定渦盤的所述渦卷由漸開線曲線構(gòu)成， 所述動(dòng)渦盤的所述渦卷由漸開線曲線構(gòu)成， 在所述定渦盤形成與所述動(dòng)渦盤的所述端板滑動(dòng)的滑動(dòng)面， 使所述動(dòng)渦盤的所述渦卷的基圓中心形成在與所述動(dòng)渦盤的端板中心不同的位置， 在所述定渦盤的所述滑動(dòng)面形成槽部， 使所述槽部的一端為與所述吸入室連通的連通部，使所述槽部的另一端為比所述動(dòng)渦盤的所述端板中心更位于所述動(dòng)渦盤的所述基圓中心一側(cè)的所述滑動(dòng)面的終端部。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于通過所述定渦盤的端板中心和所述連通部的第一虛擬線與通過所述定渦盤的所述端板中心和所述終端部的第二虛擬線之間的角度為180°以下。
3.如權(quán)利要求2所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于 所述槽部的寬度不變。
4.如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于 所述槽部的截面與所述滑動(dòng)面所形成的角度為鈍角。
5.如權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于 使用二氧化碳為所述工作流體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效率的渦旋式壓縮機(jī)，其動(dòng)渦盤(13)的渦卷(132)的基圓中心(13Y)形成于與動(dòng)渦盤(13)的端板(131)中心不同的位置，槽部(90)形成于定渦盤(12)的滑動(dòng)面(123)，槽部(90)的一端為與吸入室(17)連通的連通部(91)，槽部(90)的另一端為比動(dòng)渦盤(13)的端板(131)中心更位于動(dòng)渦盤(13)的基圓中心(13Y)一側(cè)的滑動(dòng)面(123)的終端部(92)，由此能在低壓縮比運(yùn)轉(zhuǎn)下背壓力有降低傾向的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下抑制動(dòng)渦盤(13)的傾覆現(xiàn)象，并在發(fā)生頻率最高的通常的壓縮性運(yùn)轉(zhuǎn)下降低在推力部(123)的滑動(dòng)損失。
文檔編號(hào)F04C18/02GK102384083SQ201110193678
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者二上義幸, 作田淳, 河野博之, 鶸田晃 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社