專利名稱：渦輪式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及容積型流體設(shè)備的一種即渦旋式壓縮機(jī)，尤其涉及工作流體采用R404A、R507A、R508B、R410A、碳?xì)浠衔?、二氧化碳、氨等制冷劑的用于冷凍冷藏用的渦旋式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
以往，在冷凍用設(shè)備的冷凍循環(huán)中，理想的壓力比達(dá)到4～20，冷凍循環(huán)采用渦旋式壓縮機(jī)的情況下，除增大利用渦旋式壓縮機(jī)的渦旋體(渦旋卷)形成的壓縮室的吸入結(jié)束時的容積和排出開始時的容積比(以下，稱為設(shè)計容積比)外，還沒有能達(dá)到如此的壓力比的手段。此外，難于在不使壓縮機(jī)大型化的情況下，在有限的外徑內(nèi)增加設(shè)計容積比。
在特開平7-27065號公報(以下，稱為專利文獻(xiàn)1。)中，在構(gòu)成旋轉(zhuǎn)渦盤渦旋體及固定渦盤渦旋體的基本渦旋曲線中，采用代數(shù)螺旋線。由此，能夠設(shè)定容積變化率，在與用圓的漸開線設(shè)計容積變化率時相比，由于能夠增大，因此能夠謀求通過降低制冷劑的壓縮不足造成的圖示動力提高性能。
專利文獻(xiàn)1對于容積變化率的設(shè)定是非常有用的，能夠得到渦旋體的卷繞頭部的厚度(卷邊厚度)大于其它部分的形狀，但是，對于例如在與以往機(jī)同等的裝置尺寸中，確?？煽啃?，同時增加設(shè)計容積比方面，未進(jìn)行充分研究。即，在專利文獻(xiàn)1中記載了，例如，通過變化在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，用r＝aθk(式1)表示的代數(shù)螺旋線的系數(shù)a或代數(shù)螺旋線的指數(shù)，增大提高工作流體的壓力的渦旋體的卷繞頭部的卷邊厚度。因此，相對于工作流體的可靠性，增大渦旋體的卷繞頭部的卷邊厚度，以不變化裝置尺寸地提高壓力比的渦旋體的卷取角增多的方式，即不擴(kuò)大渦旋體地設(shè)置卷邊。于是，旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體及非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，在加大偏角θ的渦旋體卷繞尾部，卷邊厚度變薄。尤其，在組合旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體最外周部分、非旋轉(zhuǎn)渦盤的內(nèi)周壁和吸入結(jié)束時構(gòu)成壓縮室的所謂非對稱卷邊的渦旋式壓縮機(jī)中，卷邊厚度薄的旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體卷繞尾部，由于幾次重復(fù)與非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(卷邊)的線接觸，因此可靠性存在問題。因此，存在的要解決課題是只需使式1的代數(shù)螺旋線的系數(shù)a或代數(shù)螺旋線的指數(shù)k變化，就可確保可靠性，又使增大渦旋體卷繞尾部卷邊厚度和增大設(shè)計容積比雙方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有渦旋體的渦旋式壓縮機(jī)，能夠增大設(shè)計容積比，在以高壓力比運轉(zhuǎn)過程中可靠性高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，以極坐標(biāo)形式表示的代數(shù)螺旋曲線作為基本渦旋曲線并具有基于該基本渦旋曲線的包絡(luò)線的側(cè)面形狀的渦旋體，具備相對于端板直立設(shè)置的旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤，以朝內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，相互嚙合該旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤的所述渦旋體，所述旋轉(zhuǎn)渦盤，相對于所述非旋轉(zhuǎn)渦盤，在觀察時不自轉(zhuǎn)地以規(guī)定的半徑公轉(zhuǎn)運動，具有通過縮小在所述2個渦旋的渦旋體間產(chǎn)生的密封空間內(nèi)的流體的體積，進(jìn)行壓縮作用的壓縮機(jī)構(gòu)，其特征在于所述2個渦旋中至少所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，具有該渦旋體的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分。
如上所述，以用于形成渦旋體的基本渦旋曲線作為代數(shù)螺旋曲線，其形狀具有由基本渦旋曲線的包絡(luò)線構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(旋轉(zhuǎn)渦旋體)及非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(非旋轉(zhuǎn)渦旋體)，其中至少旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，并具有渦旋體的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分。根據(jù)該構(gòu)成，能夠提供一種可任意變化旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的卷邊厚度，增大設(shè)計容積比，在以高壓力比運轉(zhuǎn)中可靠性高的渦旋式壓縮機(jī)。尤其是通過相互嚙合組合非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體和旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，在旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，形成吸入結(jié)束時的內(nèi)容積即排氣容積相互不同的一對密封空間的，所謂具有非對稱卷的渦旋式壓縮機(jī)，在具有加厚該旋轉(zhuǎn)渦盤的排出側(cè)即卷繞頭部的卷邊厚度，提高設(shè)計容積比，以增加渦旋體的卷取角的方式設(shè)置的旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的情況下，由于能夠不增加渦旋體的卷取角地擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)渦盤的卷繞尾部的寬度，所以能夠確?？煽啃?，同時提高設(shè)計容積比。
在上述本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分，也可以包括該渦旋體的卷繞尾端部。在此種情況下，與其它部分的卷邊厚度相比，即使以加厚卷繞頭部分的卷邊厚度的方式，設(shè)置旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，也能夠得到以代數(shù)螺旋曲線作為基準(zhǔn)渦旋曲線，不減薄渦旋體的卷繞尾部的卷邊厚度地從卷繞頭部到卷繞尾部具有規(guī)定厚度的渦旋體。
此外，在上述本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分的該距離也可以比其它部分的距離大。在此種情況下，與其它部分的卷邊厚度相比，即使以加厚卷繞頭部分的卷邊厚度的方式，設(shè)置旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，也能夠得到以代數(shù)螺旋曲線作為基準(zhǔn)渦旋曲線，不減薄渦旋體的卷繞尾部的卷邊厚度地從卷繞頭部到卷繞尾部具有規(guī)定厚度的渦旋體。
此外，在上述本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中，基本渦旋曲線即代數(shù)螺旋曲線，也可以采用在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，用r＝aθk(式1)表示的式。此時，旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分，也可以在該渦旋體的任意的偏角θ的區(qū)間不同。也可以在從該渦旋體的卷繞尾端部在360度以內(nèi)的偏角θ的區(qū)間不同。在此種情況下，具有以形成渦旋體的基本渦旋曲線作為代數(shù)螺旋曲線構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(旋轉(zhuǎn)渦旋體)及固定渦盤的渦旋體(固定渦旋體)，在任意的偏角θ減少(增加)構(gòu)成所述旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面(內(nèi)側(cè)壁面)的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離。此外，同時在固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面(外側(cè)壁面)中的與旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面(內(nèi)側(cè)壁面)相同的偏角θ中，在旋轉(zhuǎn)渦旋體按減少(增加)的程度，增加(減少)基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離。由此能夠在任意的偏角θ中，變化旋轉(zhuǎn)渦旋體的卷邊厚度，保證2個渦旋體的幾何學(xué)的接觸。尤其，從該渦旋體的卷繞尾端部在360度以內(nèi)的偏角θ的區(qū)間，也可以不同。
此外，從旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面的任意的偏角θ到卷繞尾部的區(qū)間內(nèi)，也可以以基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離作為偏角θ的函數(shù)，緩慢減小該區(qū)間的距離，同時固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面中的與旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面相同的區(qū)間內(nèi)，也同樣以在旋轉(zhuǎn)渦旋體按減少的程度增加的方式，以基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離作為偏角θ的函數(shù)。由此能夠不太變化旋轉(zhuǎn)渦旋體的外經(jīng)地增加旋轉(zhuǎn)渦旋體的卷邊厚度。
另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)，渦旋體具備相對于端板直立設(shè)置的旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤，以朝內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，相互嚙合該旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤的所述渦旋體，所述旋轉(zhuǎn)渦盤，相對于所述非旋轉(zhuǎn)渦盤，在觀察時不自轉(zhuǎn)地按規(guī)定的半徑公轉(zhuǎn)運動，具有通過縮小在所述2個渦旋的渦旋體間產(chǎn)生的密封空間內(nèi)的流體的體積，進(jìn)行壓縮作用的壓縮機(jī)構(gòu)，其特征在于形成所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的外側(cè)側(cè)面和密封空間的所述固定渦盤內(nèi)側(cè)側(cè)面、和夾持該固定渦盤的渦旋體的內(nèi)側(cè)側(cè)面和所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體設(shè)置的所述固定渦盤的渦旋體的外側(cè)側(cè)面的之間的所述固定渦盤的渦旋體間的距離，最外周的渦旋間的距離大于其它渦旋間的距離。
通過具有如此的構(gòu)成，在旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體和固定渦盤的渦旋體的最外周部分接觸的區(qū)間，通過固定渦盤的渦旋體的卷間距離大于其它區(qū)間的卷間距離，能夠使旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體卷繞尾部，在其它部分同等以上地，擴(kuò)大卷寬度，能夠提高旋轉(zhuǎn)渦盤的可靠性，能夠提高渦旋式壓縮機(jī)的性能。
此外，將應(yīng)用本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)用于冷凍循環(huán)的冷凍用設(shè)備，由于能夠按與以往的尺寸無變化的壓縮機(jī)的外形尺寸，得到所要求的壓力比，因此相對于冷凍設(shè)備中的冷凍循環(huán)所占的區(qū)域，能夠增大非冷凍物的區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種增大設(shè)計容積比、在高壓力比運轉(zhuǎn)時可靠性高的渦旋式壓縮機(jī)。


圖1是本發(fā)明的一實施例中的渦旋式壓縮機(jī)的縱剖面圖。
圖2是本發(fā)明的一實施例中的渦旋式壓縮機(jī)的渦旋體的俯視圖。
圖3是本發(fā)明的一實施例中的渦旋式壓縮機(jī)的渦旋體的構(gòu)成法。
圖4是表示與構(gòu)成本發(fā)明的一實施例中的基本渦旋曲線和渦旋體壁面的包絡(luò)線的距離的曲線圖。
圖5是在本發(fā)明的一實施例及利用以往技術(shù)形成的旋轉(zhuǎn)渦旋體及固定渦旋體中，比較在通過旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面形成的密封空間結(jié)束流體的吸入時和臨排出前的狀態(tài)的俯視圖。
圖6是比較圖5中的基本渦旋曲線的長度的曲線圖。
圖中1-旋轉(zhuǎn)渦盤，2-旋轉(zhuǎn)渦旋體，3-固定渦盤，4-固定渦旋體，5-固定渦盤端板，6-吸入孔，7-排出孔，8-基本渦旋曲線。
具體實施例方式
以下，參照圖1～圖6說明本發(fā)明的實施例。
圖1是本發(fā)明的一實施例中的渦旋式壓縮機(jī)的縱剖面圖。渦旋式壓縮機(jī)11，具有旋轉(zhuǎn)渦盤1和非旋轉(zhuǎn)渦盤之一即固定渦盤3、旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)渦盤1的曲軸12、支持曲軸12的框架13、允許旋轉(zhuǎn)渦盤1的公轉(zhuǎn)運動，防止自轉(zhuǎn)運動的歐氏環(huán)14、驅(qū)動曲軸的電機(jī)15等。
此處，兩渦旋1、3的渦旋體由代數(shù)螺旋曲線的包絡(luò)線形成。在本實施例中使用的代數(shù)螺旋曲線，在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，以r＝aθk(式1)表示。通過將該曲線用作基本渦旋曲線，利用包絡(luò)線，決定各渦旋的渦旋體1、3的形狀，與其它部分相比，能夠增大提高工作流體的壓力的渦旋體的卷繞頭部的卷邊厚度，與漸開曲線相比能夠在相同的面積內(nèi)增加卷數(shù)。如果通過適宜設(shè)定式1的代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k，以與漸開曲線相比，能夠在相同的面積增加卷數(shù)的方式設(shè)定式1，能夠緩慢朝卷繞尾部減小各渦旋體1、3的卷邊厚度。因此，通過與偏角一致地變化該包絡(luò)線和基本渦旋曲線的距離，能夠形成具有任意偏角上的卷邊厚度的形狀，尤其，能夠在達(dá)到卷繞尾部的卷邊厚度所需的范圍內(nèi)，通過變化包絡(luò)線和基本渦旋曲線的距離，得到所希望的形狀。關(guān)于渦旋體1、3的形狀如后述。
在如此構(gòu)成的渦旋式壓縮機(jī)中，通過向電機(jī)15通電，旋轉(zhuǎn)曲軸12，旋轉(zhuǎn)渦盤1通過歐氏環(huán)14不自轉(zhuǎn)地公轉(zhuǎn)運動。通過縮小由兩渦盤1、3形成的密封空間的容積，能進(jìn)行從吸入管16流入的低溫低壓的被壓縮流體的壓縮作用。由于在密封空間內(nèi)被壓縮的被壓縮流體達(dá)到高溫高壓，因此由冷凍循環(huán)取出的低溫的液體的被壓縮流體，通過噴射管17，流入到壓縮室內(nèi)，在壓縮行程的途中，在排出時降低成為氣體的被壓縮流體的溫度。經(jīng)過壓縮行程，達(dá)到高溫高壓的被壓縮流體，從排出口7排到壓縮機(jī)管殼內(nèi)，通過管殼和管殼內(nèi)的壓縮機(jī)構(gòu)成部件間，從排出管18排入冷凍循環(huán)內(nèi)。
圖2是本發(fā)明的一實施例中的渦旋式壓縮機(jī)的渦旋形狀的俯視圖。在圖2中，旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(旋轉(zhuǎn)渦旋體)2具有旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和旋轉(zhuǎn)渦旋體內(nèi)側(cè)壁面2i，非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體(在本實施例中，稱為固定渦旋體)4具有固定渦旋體外側(cè)壁面4o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i。
固定渦旋體4直立在固定渦盤端板5上。作為具體的結(jié)構(gòu)，立起經(jīng)由潤滑油膜與旋轉(zhuǎn)渦盤1的卷前端面接觸的固定渦旋體4的固定渦盤端板5的齒底面5a，固定渦盤端板5和面高度不同。在本實施例的情況下，從固定渦旋體4連接固定渦盤端板5的內(nèi)周壁，成為固定渦旋體4的內(nèi)側(cè)壁面4i的一部分。如后述，從旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o上的a到b的部分和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i上的a′到b′的部分，是本實施例中的與基本渦旋曲線的距離εH的區(qū)間，是增大旋轉(zhuǎn)渦旋體2的卷邊厚度的部分。點a和點a′及點b和點b′的偏角相同。點c′是從固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4I上的卷繞尾偏角只大致360度減少偏角的位置，點c是成為與所述c′相同的偏角的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o上的位置。吸入孔6是壓縮前的流體流入開口部。排出口7是流出壓縮的流體的部位。
在圖2中，180度轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)渦旋體2和固定渦旋體4的卷頭開卷角度，并且在旋轉(zhuǎn)半徑ε范圍滑動嚙合固定渦旋體4的中心O和旋轉(zhuǎn)渦盤2的中心O′。此外，在相互嚙合地組合非旋轉(zhuǎn)渦盤3的渦旋體4和旋轉(zhuǎn)渦盤1的渦旋體2時，在旋轉(zhuǎn)渦盤1的渦旋體2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，形成吸入結(jié)束時的內(nèi)容積即排氣容積相互不同的一對密封空間的旋轉(zhuǎn)渦旋體2和固定渦旋體4形成所謂非對稱卷邊。并且，圖2中的旋轉(zhuǎn)渦旋體2和固定渦旋體4的狀態(tài)，在卷繞尾點e和卷角小于此點e(偏角θ小)的點d，表示通過接合旋轉(zhuǎn)渦旋體2和固定渦旋體4形成的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4I間的密封空間，結(jié)束流體的吸入的狀態(tài)。
參照圖3，說明圖2的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i的形狀。虛線8是用于規(guī)定旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i的形狀的基本渦旋曲線，如果用公式表示，在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，用r＝aθk(式1)表示。虛線9是用于規(guī)定旋轉(zhuǎn)渦旋體內(nèi)側(cè)壁面2i和固定渦旋體外側(cè)壁面4o的形狀的基本渦旋曲線。這2個虛線所示的基本渦旋曲線，180度旋轉(zhuǎn)卷頭開卷角度，并且將開卷點作為同一點O，在圖3中用連續(xù)的虛線記載。旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o上的點f和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i上的點f′，是與圖2的點d對應(yīng)的各個壁面上的點。虛線8上的點g，是成為與點f及f′相同的偏角的基本渦旋曲線上的點。旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o上的點b和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i上的點b′，是與圖2的點e對應(yīng)的各自壁面上的點。同樣，點h是成為與點a及點a′相同的偏角的基本渦旋曲線上的點。
圖3(a)表示專利文獻(xiàn)1中也記載的以往技術(shù)的卷形成法，圖3(b)表示本實施例中的卷形成法。在圖3(a)中，以虛線8作為基本渦旋曲線的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o，由用式r＝aθk+εH(式2)表示的包絡(luò)線中的εH內(nèi)側(cè)的曲線形成，固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i由εH外側(cè)的曲線形成，各自的包絡(luò)線2o、4i間的距離達(dá)到旋轉(zhuǎn)半徑ε。(即，ε＝2|εH|。)同樣，以虛線9作為基本渦旋曲線的旋轉(zhuǎn)渦旋體內(nèi)側(cè)壁面2i，成為用式r＝aθk+εH(式2)(其中，與虛線8錯開180度偏角)表示的包絡(luò)線中的εH外側(cè)的曲線，固定渦旋體外側(cè)壁面4o成為εH內(nèi)側(cè)的曲線。各自的包絡(luò)線2i、4o間的距離，與以虛線8作為基本渦旋曲線的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i之間的距離同樣，為旋轉(zhuǎn)半徑ε。
反之，在圖3(b)中，將與從旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o上的點a到點b間的虛線8的距離εH作為偏角θ的函數(shù)，變化距離εH，比圖3(a)中的εH逐漸減小，在卷繞尾點b成為Hf。此外同時將固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i上的a′到b′的區(qū)間的虛線8的距離εH，作為按在旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o減少程度增加的偏角θ的函數(shù)，在卷繞尾點b′成為Hf′，旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i的距離作為旋轉(zhuǎn)半徑ε，(即，ε＝|εHf|-|εHf|。由此旋轉(zhuǎn)渦旋體2的卷繞尾部上的卷邊厚度加厚偏角θ上的εH的差量。
圖4表示一例從表示旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o的包絡(luò)線和表示固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i的包絡(luò)線的基本渦旋曲線的距離εH與偏角θ的關(guān)系。圖中線19表示本實施例中的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和基本渦旋曲線即虛線8的距離εH的變化，線20表示本實施例中的固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i和基本渦旋曲線即虛線8的距離εH的變化。此外，虛線21是以往技術(shù)中的距離εH。從開卷角0到偏角θa，為固定的值εH，從偏角θa到θb是變化本實施例的基本渦旋曲線與包絡(luò)線的距離的區(qū)間。
線19和20，成為與線21的差量達(dá)到相同值的偏角θ的函數(shù)式。圖4(a)是表示按偏角θ的1次函數(shù)變化基本渦旋曲線與包絡(luò)線的距離時。圖4(b)是表示與偏角θc上的基本渦旋曲線的距離分別達(dá)到εHt、εHt′的方式，變化線19及線20的變化率時。此外，還可列舉按2次函數(shù)變化變更區(qū)間的方法等。
接著，說明用上述方法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)渦旋體2的卷繞尾部厚度的增大時和只變化以往技術(shù)及代數(shù)螺旋線的系數(shù)a及代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時的設(shè)計容積比的差異。圖5(a)是表示根據(jù)本實施例，此外圖5(b)是表示根據(jù)以往技術(shù)，增大旋轉(zhuǎn)渦旋體2的卷繞尾部厚度時的，各自的旋轉(zhuǎn)渦旋體2為同一外徑r，且為同一卷繞尾部厚度T時的，通過旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i形成的密封空間10a結(jié)束流體的吸入時的狀態(tài)的俯視圖。
此外，圖5(c)及圖5(d)，表示圖5(a)及(b)按任意角度進(jìn)行公轉(zhuǎn)運動時的旋轉(zhuǎn)渦盤和固定渦盤的位置關(guān)系，表示通過旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i形成的密封空間10b，在兩圖中與同一直徑的排出孔7導(dǎo)通稍前的狀態(tài)。
所謂的設(shè)計容積比，是密封空間10a和密封空間10b的比，在2個渦旋體的卷邊高度從卷繞頭部到卷繞尾部一定的情況下，用將密封空間10a及10b投影到旋轉(zhuǎn)渦盤端板或固定渦盤端板上時的面積比表示。從圖中的虛線8a到8d，按形成密封空間10a及10b的旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o和固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面4i的基本渦旋曲線，沿旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面2o描繪。此處，說明密封空間的面積。由圖3(a)得知，密封空間10a的面積，與從虛線8a的點g到點i的長度和旋轉(zhuǎn)半徑ε的積大致相等。同樣，圖5中的各自的密封空間的面積，與從虛線8a到8d的長度和旋轉(zhuǎn)半徑ε的積大致相等。因此，設(shè)計容積比的比較，通過比較形成所述各自的密封空間的基本渦旋曲線的長度判明。
圖6是比較圖5中的從虛線8a到8d的長度的曲線圖。圖中長度1標(biāo)出虛線8a的長度，長度2表示虛線8b相對于虛線8a的長度的比。同樣，圖中長度3標(biāo)出虛線8c的長度，長度4表示虛線8d相對于虛線8c的長度的比。根據(jù)本實施例，得知，在增大卷邊厚度時的設(shè)計容積比大于以往技術(shù)的設(shè)計容積比。
由此，根據(jù)本實施例，能夠謀求按同一外徑，沿旋轉(zhuǎn)渦盤擴(kuò)大增大卷繞尾厚度時的設(shè)計容積比。然后，將如此用于以往的尺寸大致相同的尺寸的渦旋部件組裝的，通過采用本發(fā)明增大壓力比的渦旋式壓縮機(jī)，搭載在冷凍循環(huán)上的冷凍冷藏用設(shè)備，通過在與以往大致不變化冷凍循環(huán)的尺寸的情況下得到高壓比，能夠確保可靠性，同時能夠高效率運轉(zhuǎn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過以渦旋體的基本渦旋曲線作為代數(shù)螺旋曲線，作為代數(shù)螺旋線的偏角的函數(shù)，變化形成旋轉(zhuǎn)渦旋體外側(cè)壁面及固定渦旋體內(nèi)側(cè)壁面的基本渦旋曲線的包絡(luò)線和基本渦旋曲線的距離，即使旋轉(zhuǎn)渦旋體的外徑相同、且旋轉(zhuǎn)渦旋體卷繞尾部卷邊厚度與其它部分的厚度大致相同，也能夠謀求擴(kuò)大設(shè)計容積比。由此，能夠確保卷的卷繞尾部的可靠性，同時防止在高壓力比運轉(zhuǎn)時的壓縮不足造成的圖示動力的增加，提高效率。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)，以代數(shù)螺旋曲線作為基本渦旋曲線并具有基于該基本渦旋曲線的包絡(luò)線的側(cè)面形狀的渦旋體，具備相對于端板直立設(shè)置的旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤，以朝內(nèi)側(cè)的狀態(tài)，相互嚙合該旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤的所述渦旋體，所述旋轉(zhuǎn)渦盤，在相對于所述非旋轉(zhuǎn)渦盤觀察的狀態(tài)下，不自轉(zhuǎn)地以規(guī)定的半徑公轉(zhuǎn)運動，具有通過縮小在所述2個渦盤的渦旋體間產(chǎn)生的密封空間內(nèi)的流體的體積而進(jìn)行壓縮作用的壓縮機(jī)構(gòu)，其特征在于所述2個渦盤中至少所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，具有該渦旋體的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于在所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)形成吸入結(jié)束時的內(nèi)容積即排氣容積相互不同的一對密封空間。
3.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分包括該渦旋體的卷繞尾端部。
4.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分的該距離比其它部分的距離大。
5.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述基本渦旋曲線即代數(shù)螺旋曲線，在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，用式1r＝aθk表示。
6.如權(quán)利要求5所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分，在從該渦旋體的卷繞尾端部起360度以內(nèi)的偏角θ的區(qū)間不同。
7.如權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于與所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體上的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分對向的所述非旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，具有該渦旋體的基本渦旋曲線和包絡(luò)線的距離不同的部分。
8.一種渦旋式壓縮機(jī)，渦旋體具備相對于端板直立設(shè)置的旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤，以朝內(nèi)側(cè)的狀態(tài)相互嚙合該旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤的所述渦旋體，所述旋轉(zhuǎn)渦盤，在相對于所述非旋轉(zhuǎn)渦盤觀察的狀態(tài)下不自轉(zhuǎn)地按規(guī)定的半徑公轉(zhuǎn)運動，并具有通過縮小在所述2個渦旋的渦旋體間產(chǎn)生的密封空間內(nèi)的流體的體積而進(jìn)行壓縮作用的壓縮機(jī)構(gòu)，其特征在于關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的外側(cè)側(cè)面和構(gòu)成密封空間的所述固定渦盤內(nèi)側(cè)側(cè)面之間、以及該固定渦盤的渦旋體的內(nèi)側(cè)側(cè)面和夾著所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體設(shè)置的所述固定渦盤的渦旋體的外側(cè)側(cè)面的之間、的所述固定渦盤的渦旋體間距離，最外周的渦旋體間的距離大于其它渦旋體間距離。
9.如權(quán)利要求8所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于在所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的內(nèi)側(cè)和外側(cè)形成吸入結(jié)束時的內(nèi)容積即排氣容積相互不同的一對密封空間。
10.如權(quán)利要求8所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于所述固定渦盤的渦旋體間的距離最大的是與所述旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體的外側(cè)側(cè)面的接觸點，密封空間是結(jié)束流體的吸入的接觸點。
11.如權(quán)利要求8所述的渦旋式壓縮機(jī)，其特征在于基于基本渦旋曲線，設(shè)置所述固定渦盤及旋轉(zhuǎn)渦盤的渦旋體，所述基本渦旋曲線即代數(shù)螺旋曲線，在設(shè)定動徑r、偏角θ、代數(shù)螺旋線的系數(shù)a、代數(shù)螺旋線的指數(shù)k時，用式1r＝a θk表示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增大設(shè)計容積比、在以高壓力比運轉(zhuǎn)時效率高的渦旋式壓縮機(jī)，其具有由用作基本渦旋曲線的代數(shù)螺旋曲線的包絡(luò)線形成的旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤，并具有旋轉(zhuǎn)渦盤及非旋轉(zhuǎn)渦盤中的至少構(gòu)成旋轉(zhuǎn)渦盤渦旋體的外側(cè)壁面的包絡(luò)線和基本渦旋曲線的距離不同的部分。
文檔編號F04C18/02GK1757919SQ20051009959
公開日2006年4月12日 申請日期2005年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者土屋直洋, 小田島毅, 田川茂太郎, 村上晃啟 申請人:日立家用電器公司