渦旋壓縮機的制作方法
【專利摘要】具備：密閉容器(1)；固定渦管(3)，其設(shè)置于密閉容器(1)的內(nèi)部，具有底板(3a)和從該底板(3a)的下表面立起的螺旋齒(3b)；擺動渦管(4)，其設(shè)置于密閉容器(1)的內(nèi)部，具有底板(4a)和從該底板(4a)的上表面立起的螺旋齒(4b)；壓縮室(70)，其通過固定渦管(3)的螺旋齒(3b)和擺動渦管(4)的螺旋齒(4b)的嚙合而形成；及注射流路(50)，其貫穿固定渦管(3)的底板(3a)的上下表面而形成開口部(3c)，并經(jīng)由該開口部(3c)與壓縮室(70)連通，在俯視固定渦管(3)的狀態(tài)下，形成壓縮室(70)的固定渦管(3)的螺旋齒(3b)的至少一部分位于開口部(3c)的內(nèi)側(cè)。
【專利說明】
滿旋壓縮機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及渦旋壓縮機。
【背景技術(shù)】
[0002]在氣體制冷劑的壓縮過程中，在壓力上升的同時溫度也上升。在制冷循環(huán)中，使壓力上升直至達(dá)到目標(biāo)高壓，但為了抑制隨著發(fā)展而變成高溫，存在注入(注射)液體制冷劑并利用其蒸發(fā)熱降低溫度的方法。
[0003]渦旋壓縮機具備:固定渦管，其具有底板和螺旋齒;及擺動渦管，其具有底板和螺旋齒并能夠公轉(zhuǎn)，通過該固定渦管的螺旋齒和該擺動渦管的螺旋齒的嚙合而形成壓縮室。在壓縮室中形成有中間室，該中間室用于縮小容積進行升壓直到將取入的低壓氣體作為目標(biāo)尚壓氣體噴出。
[0004]通常情況下，中間室內(nèi)的壓力處于取入時的低壓壓力和目標(biāo)高壓壓力之間的中間壓的狀態(tài)，低溫高壓的液體制冷劑通過經(jīng)由注射流路注射到中間室內(nèi)，從而降低從壓縮機噴出的高壓氣體的溫度。上述注射流路一般來說以從固定渦管的底板的背面?zhèn)认蚬潭u管的螺旋齒側(cè)貫通的方式形成。
[0005]對此當(dāng)前存在具有將固定渦管的底板的下表面(齒底)和擺動渦管的螺旋齒的前端部之間的間隙密封的密封件的渦旋壓縮機(例如，專利文獻I)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平10-37868號公報(第4頁、第5頁、圖4)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的課題
[0010]但是，在專利文獻I所述的渦管壓縮機中，當(dāng)制冷劑被注射到中間室內(nèi)時，存在因擺動渦管的公轉(zhuǎn)角而使密封件將注射流路的至少一部分塞住的問題。
[0011 ]另外，當(dāng)密封件塞住注射流路時，密封件受到注射流體產(chǎn)生的壓力而下沉，因而存在壓縮氣體會從密封件的間隙向低壓側(cè)泄漏而產(chǎn)生壓縮損失的問題。
[0012]另外，尤其存在如下問題，由于低溫用途的壓縮機的吸入壓力低而與中間室的壓力差變大，從密封件的間隙泄漏的壓縮氣體的量變多，從而產(chǎn)生壓縮損失。
[0013]另外，注射流路的開口端的邊緣部會損傷塞住注射流路的密封件，若長時間重復(fù)該動作，則會使密封件磨損而導(dǎo)致壓縮氣體泄漏，從而產(chǎn)生壓縮損失的問題。
[0014]尤其在不進行注射就能夠運轉(zhuǎn)的壓力條件的情況下，密封件會進入注射孔內(nèi)，因此存在密封件破碎并被夾入壓縮部內(nèi)，使壓縮機產(chǎn)生故障的問題。
[0015]本發(fā)明以上述問題為背景而完成，其目的在于獲得一種渦旋壓縮機，該渦旋壓縮機能夠不損傷密封件的密封功能地將制冷劑注射到中間室內(nèi)。
[0016]用于解決課題的方案
[0017]本發(fā)明的渦旋壓縮機具備:密閉容器；固定渦管，其設(shè)置于所述密閉容器的內(nèi)部，具有底板和從該底板的下表面立起的螺旋齒;擺動渦管，其設(shè)置于所述密閉容器的內(nèi)部，具有底板和從該底板的上表面立起的螺旋齒;壓縮室，其通過所述固定渦管的螺旋齒和所述擺動渦管的螺旋齒的嚙合而形成;及注射流路，其貫穿所述固定渦管的底板的上下表面而形成開口部，并經(jīng)由該開口部與所述壓縮室連通，在俯視所述固定渦管的狀態(tài)下，形成所述壓縮室的所述固定渦管的螺旋齒的至少一部分位于所述開口部的內(nèi)側(cè)。
[0018]發(fā)明效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明，在俯視固定渦管的狀態(tài)下，形成壓縮室的固定渦管的螺旋齒的至少一部分相比開口部位于內(nèi)側(cè)。因此，能夠不損傷密封件的密封功能地將制冷劑注射到中間室內(nèi)。
【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0021]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0022]圖3是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)的主要部分放大圖。
[0023]圖4是表示比較例涉及的壓縮機的注射流路結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0024]圖5是表示比較例涉及的壓縮機的注射流路結(jié)構(gòu)的主要部分放大圖。
[0025]圖6是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)范圍的主要部分放大圖。
[0026]圖7是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路在加工時的中心和齒側(cè)面3b2的位置關(guān)系的主要部分放大圖。
【具體實施方式】
[0027]實施方式1.
[0028]圖1是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)的主要部分放大圖。
[0029]圖1表示一般的渦旋壓縮機的內(nèi)部構(gòu)造。如圖1所示，壓縮機100具備:密閉容器1、支架2、主軸7、儲存部8、栗9、注射管13、設(shè)置于上部的渦旋壓縮部30、設(shè)置于中間部的馬達(dá)驅(qū)動部40、以及十字滑環(huán)45。
[0030]在密閉容器I中設(shè)有用于取入制冷劑氣體的吸入管10和用于噴出壓縮后的制冷劑氣體的噴出管11。支架2是用于對固定渦管3(后述)進行固定的部件。主軸7是具有內(nèi)部挖空的甩油孔(揚油穴)(省略圖示)并用于向各滑動部供油的部件。儲存部8是設(shè)置于馬達(dá)驅(qū)動部40的下部并儲存潤滑油的空間。栗9是安裝于主軸7的下端并抽取滯留在儲存部8的潤滑油的部件。注射管13是向渦旋壓縮部30供給制冷劑的配管。作為被注射的制冷劑，例如是R22、R32 等。
[0031]渦旋壓縮部30具備:固定渦管3，其具有經(jīng)由支架2固定在密閉容器I內(nèi)的底板3a(圖2);及擺動渦管4，其具有能夠公轉(zhuǎn)的底板4a(圖2)。在渦旋壓縮部30的內(nèi)部形成有多個壓縮室70(圖2)。針對壓縮室70的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。
[0032]馬達(dá)驅(qū)動部40具備:定子5，其固定于密閉容器I的內(nèi)部；及轉(zhuǎn)子6，其在與定子5相對的位置上以能夠?qū)⑿D(zhuǎn)動力傳遞到壓縮部的方式固定于與擺動渦管背面的軸承卡合的主軸7。
[0033]十字滑環(huán)45被設(shè)置成卡合到設(shè)置于支架2的槽(省略圖示)和設(shè)置于擺動渦管4的背面的槽(省略圖示)雙方。由此形成能夠抑制擺動渦管4的自轉(zhuǎn)，僅公轉(zhuǎn)運動可動的構(gòu)造。
[0034]接下來，對動作進行說明。
[0035]當(dāng)從外部電源向定子5供電時，轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由主軸7傳遞到擺動渦管4。擺動渦管4被十字滑環(huán)45限制自轉(zhuǎn)，從而開始公轉(zhuǎn)。
[0036]從吸入管10吸入的制冷劑氣體被連續(xù)地取入壓縮室70內(nèi)，反復(fù)進行吸入、壓縮、噴出。儲存于儲存部8的潤滑油由于主軸7的旋轉(zhuǎn)而被甩出，在向各滑動部供油之后返回密閉容器I的下部。
[0037]在氣體制冷劑的噴出溫度高的情況下，液體制冷劑從注射管13注入(注射)到中間室70b，但通常情況下，使用壓力比要注入的壓縮室70的壓力高的液體制冷劑，利用差壓進行注射。
[0038]如圖2所示，渦旋壓縮部30具備固定渦管3和擺動渦管4。固定渦管3具備:具有齒底面3al的底板3a;及從底板3a的下表面(齒底面3al)立起的螺旋齒3b。擺動渦管4具備:具有齒底面4al的底板4a;及從底板4a的上表面(齒底面4al)立起的螺旋齒4b。圖2中的虛線箭頭表示注入制冷劑的方向。
[0039]螺旋齒3b具有螺旋側(cè)面3bl和齒側(cè)面3b2，以前端側(cè)朝向擺動渦管4的方式設(shè)置。螺旋齒4b具有螺旋側(cè)面4bl和槽4b2，以前端側(cè)朝向固定渦管3的方式設(shè)置。槽4b2以從擺動渦管4的螺旋齒4b的前端朝向基端側(cè)沿著長邊方向凹陷的方式設(shè)置。通過形成槽4b2而設(shè)置立起部4b3 ο在槽4b2中設(shè)有密封件14。
[0040]在此，通過以固定渦管3的螺旋齒3b和擺動渦管4的螺旋齒4b嚙合的方式進行組合，從而齒底面3al和齒底面4al相對，螺旋側(cè)面3bl和螺旋側(cè)面4bl接觸，形成壓縮室70。壓縮室70按照壓力從低開始的順序具有低壓室70a、中間室70b及高壓室70c。
[0041]密封件14是在開始壓縮后由于相鄰壓縮室的差壓而自動地浮起，始終與對方的螺旋的齒底面接觸而保持密封性的密封件。密封件14是插入槽4b2中，并在槽4b2和固定渦管3的底板3a的下表面(齒底面3al)之間移動自如的部件。通過在擺動渦管4的槽4b2設(shè)置密封件14，壓縮室70得以密封。
[0042]如圖3所示，在固定渦管3的底板3a中，從底板3a的背面?zhèn)瘸蚵菪X3b側(cè)設(shè)置有注射流路50。即，注射流路50以貫穿固定渦管3的底板3a的上下表面的方式形成。注射流路50與注射管13相連，以能夠?qū)⒅评鋭┲苯幼⑸涞街虚g室70b。這樣一來，通過形成注射流路50而在底板3a的下表面形成開口部3c。需要說明的是，圖3中的實線箭頭表示對密封件14作用的力的方向。另外，如圖3所示，擺動渦管4沿著水平方向公轉(zhuǎn)運動。
[0043]在俯視固定渦管3的狀態(tài)下，形成中間室70b的固定渦管3的螺旋齒3b的至少一部分位于開口部3c的內(nèi)側(cè)。另外，位于注射流路50側(cè)的立起部4b3的內(nèi)側(cè)面相比開口部3c位于外側(cè)。
[0044]圖4是表示比較例涉及的壓縮機的注射流路結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖5是表示比較例涉及的壓縮機的注射流路結(jié)構(gòu)的主要部分放大圖。在下文中，利用圖4、圖5對比較例涉及的壓縮機的渦旋壓縮部130的構(gòu)造進行說明。
[0045]如圖4所示，渦旋壓縮部130具備固定渦管103和擺動渦管104。在渦旋壓縮部130的內(nèi)部形成有多個壓縮室170 ο針對壓縮室170的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。
[0046]固定渦管103具備:具有齒底面103al的底板103a;及從底板103a的下表面立起的螺旋齒103b。擺動渦管104是具備具有齒底面104al的底板104a和從底板104a的上表面立起的螺旋齒104b的部件。
[0047]螺旋齒103b具有螺旋側(cè)面103bl和齒側(cè)面103b2，以前端側(cè)朝向擺動渦管104的方式設(shè)置。螺旋齒104b具有螺旋側(cè)面104bl和槽104b2，以前端側(cè)朝向固定渦管103的方式設(shè)置。通過形成槽104b2而設(shè)置立起部104b3。在槽104b2中設(shè)有密封件114。
[0048I 通過構(gòu)成為固定渦管103的螺旋齒103b和擺動渦管104的螺旋齒104b嚙合，從而齒底面103al和齒底面104al相對，螺旋側(cè)面103bl和螺旋側(cè)面104bl接觸，形成壓縮室170。壓縮室170按照壓力從低開始的順序具有低壓室170a、中間室170b及高壓室170c。
[0049]如圖5所示，在固定渦管103的底板103a中，從底板103a的背面?zhèn)瘸蚵菪X103b側(cè)設(shè)置有注射流路150。即，注射流路150以貫穿固定渦管103的底板103a的上下表面的方式形成。注射流路150與注射管113相連，以能夠?qū)⒅评鋭┲苯幼⑸涞街虚g室170b。這樣一來，通過形成注射流路150而在底板103a的下表面形成開口部103c。需要說明的是，圖5中的實線箭頭表示對密封件14作用的力的方向。另外，如圖5所示，擺動渦管4沿著水平方向公轉(zhuǎn)運動。
[0050]在固定渦管103和擺動渦管104位于圖5所示的位置的情況下，密封件114在擺動渦管104的公轉(zhuǎn)過程中(360度)轉(zhuǎn)過大約90度，塞住注射流路150的一部分。這是因為，在俯視固定渦管103的狀態(tài)下，形成中間室170b的固定渦管103的螺旋齒103b相比開口部103c位于外側(cè)。
[0051]這樣一來，當(dāng)至少一部分密封件114在擺動渦管104的公轉(zhuǎn)過程中位于注射流路150時，承受注射流的流勢而在阻礙浮起的方向上受力。并且，由于注射產(chǎn)生的流體壓力和密封件114的密封差壓的平衡，浮起的力失敗，在密封件14和齒底之間產(chǎn)生間隙。通過靠近注射流路150的密封件114的下沉，從而受其影響在密封件114的附近也產(chǎn)生間隙，故喪失密封性。因此，存在被壓縮的氣體制冷劑在內(nèi)部泄漏而導(dǎo)致動力損失產(chǎn)生的可能。
[0052]另外，在諸如不使用注射這樣的壓力條件下，在密封件114浮起的力的作用下，密封件114試圖進入注射流路150內(nèi)。根據(jù)注射流路150的面積和密封件114的寬度的關(guān)系，存在注射流路50的邊緣部損傷密封件114而使之破損的可能性。
[0053]在此，可以考慮通過采用減少開口部103c的開口面積，或者實施使開口部103c的形狀為長孔等的復(fù)雜加工來維持開口部103c的開口面積等方法，從而使密封件114不會靠近開口部103c(注射流路150)。但是，從加工性等觀點來看，這些方法均不優(yōu)選。
[0054]與此相對，本實施方式I涉及的壓縮機100在俯視固定渦管3的狀態(tài)下，形成中間室70b的固定渦管3的螺旋齒3b的至少一部分位于開口部3c的內(nèi)側(cè)。因此，在擺動渦管4相對于固定渦管3進行一次公轉(zhuǎn)期間，能夠抑制密封件14塞住注射流路50。
[0055]因此，密封件14的浮起方向相對于注射流產(chǎn)生的流體壓力作用方向錯開90°，能夠抑制因產(chǎn)生密封間隙而導(dǎo)致的內(nèi)部泄漏。這樣一來，能夠不損傷密封件14的密封功能地將制冷劑注射到中間室70b中。
[0056]另外，由于本實施方式I涉及的壓縮機100能夠抑制密封件14進入注射流路50，因此能夠抑制壓縮機100的破損，不需要進行復(fù)雜的加工并且不改變注射壓力就能夠維持注射流量。
[0057]另外，即使在密封件14的滑動面和固定渦管3的齒側(cè)面3b2之間的距離近的情況下，本實施方式I涉及的壓縮機100也能夠確保必要的注射流量。進而，由于即使在沒有注射的情況下也能夠抑制開口部3c和密封件14干涉，因此不會損傷密封件14，能夠確?？煽啃?。
[0058]在此，在使注射流路50形成為剖面為大致圓形的情況下，一般來說利用旋轉(zhuǎn)工具從固定渦管3的背面進行加工。在如本實施方式I那樣加工成在俯視固定渦管3的狀態(tài)下，形成中間室70b的固定渦管3的螺旋齒3b的至少一部分位于開口部3c的內(nèi)側(cè)的情況下，使旋轉(zhuǎn)鉆頭的刀刃中心相比螺旋側(cè)面位于齒厚側(cè)。由此能夠抑制刀刃偏離，能夠確保加工性。這樣使旋轉(zhuǎn)鉆頭的刀刃中心相比螺旋側(cè)面位于齒厚側(cè)的原因在于，當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)鉆頭貫穿底板3a而進行螺旋側(cè)面3bl的一部分的加工時，在旋轉(zhuǎn)鉆頭上會產(chǎn)生施加有用于切削螺旋的載荷的部分和什么也沒有切削的無載荷的部分，加工向無載荷側(cè)偏離，不僅完全無法筆直地加工，還存在刀刃中途破損的可能。
[0059]圖6是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路結(jié)構(gòu)范圍的主要部分放大圖。如圖6所示，當(dāng)設(shè)固定渦管3的螺旋齒3b的寬度為T，擺動渦管4的立起部4b3的寬度為SI時，注射流路50形成在(T+2 X δ I)的范圍內(nèi)。
[0060]圖7是表示本發(fā)明的實施方式I涉及的壓縮機100的注射流路在加工時的中心和齒側(cè)面3b2的位置關(guān)系的主要部分放大圖。如圖7所示，注射流路50的與底板3a平行的剖面形狀(橫截面形狀)是圓形。并且，該圓的中心位于將螺旋齒3b的側(cè)面投影到底板3a上時形成的兩根曲線內(nèi)。另外，構(gòu)成為該圓的中心和齒側(cè)面3b2的距離δ2為正。
[0061]尤其是，伴隨著產(chǎn)品高性能化的傾向，為了降低相鄰壓縮室彼此之間的差壓造成的泄漏損失，需要使用高強度材料將螺旋齒的寬度構(gòu)成得較薄。螺旋齒變薄時密封件的寬度也變薄，因此能夠避免進一步變薄的密封件進入需要保證某種程度上的流路尺寸的注射孔內(nèi)。另外，從近來的制冷劑動向來看，存在使用具有壓縮時的溫度和壓力的上升比現(xiàn)有制冷劑容易的性質(zhì)的制冷劑(例如R32; I，I，2—三氟乙烯等)的傾向，因此能夠抑制注射流量和壓縮室彼此之間的差壓進一步增大而使泄漏損失增大的情況。
[0062]符號說明
[0063]1:密閉容器、2:支架、3:固定渦管、3a:底板、3al:齒底面、3b:螺旋齒、3b1:螺旋側(cè)面、3b2:齒側(cè)面、3c:開口部、4:擺動渦管、4a:底板、4a1:齒底面、4b:螺旋齒、4bI:螺旋側(cè)面、4b2:槽、4b3:立起部、5:定子、6:轉(zhuǎn)子、7:主軸、8:儲存部、9:栗、10:吸入管、11:噴出管、13:注射管、14:密封件、30:渦旋壓縮部、40:馬達(dá)驅(qū)動部、45:十字滑環(huán)、50:注射流路、70:壓縮室、70a:低壓室、70b:中間室、70c:高壓室、100:壓縮機、103:固定渦管、103a:底板、103al:齒底面、103b:螺旋齒、103bl:螺旋側(cè)面、103b2:齒側(cè)面、103c:開口部、104:擺動渦管、104a:底板、104aI:齒底面、104b:螺旋齒、104bl:螺旋側(cè)面、104b2:槽、104b3:立起部、113:注射管、114:密封件、130:渦旋壓縮部、150:注射流路、170:壓縮室、170a:低壓室、170b:中間室、170c:高壓室、T:寬度、δ?:寬度、δ2:距離。
【主權(quán)項】
1.一種渦旋壓縮機，其特征在于，具備: 密閉容器； 固定渦管，其設(shè)置于所述密閉容器的內(nèi)部，具有底板和從該底板的下表面立起的螺旋齒； 擺動渦管，其設(shè)置于所述密閉容器的內(nèi)部，具有底板和從該底板的上表面立起的螺旋齒； 壓縮室，其通過所述固定渦管的螺旋齒和所述擺動渦管的螺旋齒的嚙合而形成;及注射流路，其貫穿所述固定渦管的底板的上下表面而形成開口部，并經(jīng)由該開口部與所述壓縮室連通， 在俯視所述固定渦管的狀態(tài)下，形成所述壓縮室的所述固定渦管的螺旋齒的至少一部分位于所述開口部的內(nèi)側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，具備: 槽，其以從所述擺動渦管的螺旋齒的前端朝向基端側(cè)沿著長邊方向凹陷的方式設(shè)置； 密封件，其插入所述槽中，在所述槽和所述固定渦管的底板的下表面之間移動自如;及 立起部，其通過設(shè)置有所述槽而形成， 位于所述注射流路側(cè)的所述立起部的內(nèi)側(cè)面相比所述開口部位于所述開口部的外側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的渦旋壓縮機，其特征在于， 所述注射流路的橫截面形狀為大致圓形， 所述圓的中心位置設(shè)置在將所述螺旋齒的側(cè)面投影到所述底板上時形成的兩根曲線內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任一項所述的渦旋壓縮機，其特征在于， 使用R32或者I，I，2—三氟乙烯作為制冷劑。
【文檔編號】F04C18/02GK105874204SQ201480072375
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年1月22日
【發(fā)明人】松井友壽
【申請人】三菱電機株式會社