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涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机的制作方法

2022-02-22 17:39:12 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机。


背景技术:

2.用于空调机等的涡旋压缩机具备在台板竖立设置有旋涡状的涡卷的固定涡盘和在盖板竖立设置有旋涡状的涡卷的回旋涡盘,使两涡盘的涡卷互相朝向内侧并啮合。另外,构成为,通过使回旋涡盘进行回旋运动,使形成于两涡卷间的多个压缩室的容积依次缩小,由此压缩工作气体。
3.由于这样的压缩作用,产生要使固定涡盘和回旋涡盘互相分离的轴向力。当两涡盘要分离时,在涡卷的齿顶与齿根之间产生间隙,压缩室的密闭性恶化,压缩机的效率降低。
4.在涡旋压缩机中,为了使两涡盘不分离,在回旋涡盘的盖板的背面中央侧设置大致成为吐出压力的第一空间(高压室),还在上述第一空间的外周侧的盖板背面形成成为吐出压力与吸入压力之间的压力(中间压力)的第二空间(背压室),通过这些第一、第二空间的压力,产生将回旋涡盘向固定涡盘推压的推压力。
5.但是,由于该推压力,在固定涡盘的台板与回旋涡盘的盖板的滑动面(盖板面)产生滑动摩擦,在推压力过大的情况下,上述滑动面产生烧熔现象等,使压缩机的可靠性受损。
6.因此,在现有的涡旋压缩机中进行了如下改良:采用向固定涡盘与回旋涡盘的滑动面(盖板面)供给润滑油的结构,提高上述滑动面的润滑状态。
7.例如,在日本特开2008-2422号公报(专利文献1)记载的涡旋压缩机中,在回旋涡盘或固定涡盘的盖板面设置槽,在回旋涡盘的盖板内设置与第一空间(高压室)连通的通路,通过使上述槽和上述通路连通,将第一空间内的高压的润滑油供给至滑动面(盖板面)。由此,构成为,向固定涡盘与回旋涡盘的滑动面进行润滑油供给,提高上述滑动面的润滑状态。
8.另外,在日本特开2016-17484号公报(专利文献2)记载的涡旋压缩机中,在与回旋涡盘滑动的固定涡盘的滑动面(盖板面)以沿轴向延伸的方式形成有油槽。另外,构成为,在固定涡盘设有用于向上述油槽供给润滑油的多个油导入路和给油点,将来自壳体内部的高压空间的润滑油供给至上述给油点。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1:日本特开2008-2422号公报
12.专利文献2:日本特开2016-17484号公报


技术实现要素:

13.发明所要解决的课题
14.上述专利文献1中未记载导入高压的润滑油的上述槽的位置、上述槽的长度。因此,在上述槽较短的情况下,提高滑动面(盖板面)的润滑状态的效果降低,压缩机的可靠性降低。另一方面,若上述槽过长,则从槽向吸入室的润滑油的漏出量增多,润滑油加热制冷剂气体所引起的加热损失增大。另外,由于下压力增大,因此也存在回旋涡盘容易脱离的问题。
15.上述专利文献2采用具有多个给油点的油槽,且采用槽的长度超过半圈的圆环状、c字形状的油槽,由于槽为较长的形状,因此从槽向吸入室的润滑油的漏出量增多,润滑油加热制冷剂气体为导致加热损失增大。另外,由于下压力增大,因此也存在回旋涡盘容易脱离的问题。
16.本发明的目的在于得到一种涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机,该涡旋压缩机在抑制加热损失的增大的同时,提高固定涡盘与回旋涡盘的滑动面的润滑性,效率高且可靠性高。
17.用于解决问题的方案
18.为了实现上述目的,本发明提供一种涡旋压缩机,其具备:在台板竖立设置有旋涡状的涡卷的固定涡盘;在盖板竖立设置有旋涡状的涡卷,且通过与上述固定涡盘啮合并进行回旋运动,形成吸入室或压缩室的回旋涡盘;设于上述回旋涡盘的背面中心侧且具有与吐出压力接近的压力的第一空间;以及设于上述回旋涡盘的背面且上述第一空间的外周侧,并具有作为吐出压力与吸入压力之间的压力的中间压力的第二空间,上述涡旋压缩机的特征在于,具备:周向槽,其形成于上述固定涡盘的成为滑动面的盖板面及上述回旋涡盘的成为滑动面的盖板面的至少任一方且沿周向延伸;以及通路,其设于上述回旋涡盘的盖板,且用于将上述第一空间内的润滑油供给至上述周向槽,上述周向槽设于在作用于上述回旋涡盘的载荷成为最大的曲柄角的附近,回旋涡盘的盖板最强力地抵接于固定涡盘的盖板面的位置,而且,上述周向槽的周向上的长度为其周向槽的两端配置于包括上述最强力地抵接的位置的大致
±
90度的范围内的长度。
19.本发明的另一特征为一种空调机,将涡旋压缩机、四通阀、室外侧热交换器、膨胀阀、室内侧热交换器通过制冷剂配管依次连接构成冷冻循环,该空调机的特征在于,上述涡旋压缩机采用了上述的涡旋压缩机。
20.发明的效果
21.根据本发明,能够得到一种涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机,该涡旋压缩机在抑制加热损失的增大的同时,提高固定涡盘与回旋涡盘的滑动面的润滑性,效率高且可靠性高。
附图说明
22.图1是表示本发明的涡旋压缩机的实施例1的纵剖视图。
23.图2是图1所示的固定涡盘的仰视图,是用截面表示回旋涡盘的涡卷的图。
24.图3是说明现有的涡旋压缩机的回旋涡盘盖板面上的压力分布的图。
25.图4是说明本发明的实施例1的回旋涡盘盖板面上的压力分布的图。
26.图5是说明涡旋压缩机旋转一圈中的载荷相对于曲柄角的变化的图表。
27.图6是说明涡旋压缩机的曲柄角与压缩室内压力的变化的关系的图表。
28.图7是表示本发明的涡旋压缩机的实施例2的图,是相当于图2的图。
29.图8是表示本发明的涡旋压缩机的实施例3的图,是相当于图2的图。
30.图9是说明本发明的涡旋压缩机的实施例4的回旋涡盘的俯视图。
31.图10是说明本发明的涡旋压缩机的实施例5的固定涡盘的仰视图。
32.图11是说明本发明的涡旋压缩机的实施例6的回旋涡盘的纵剖视图。
33.图12是说明本发明的涡旋压缩机的实施例7的回旋涡盘的俯视图。
34.图13是说明本发明的涡旋压缩机的实施例8的固定涡盘的仰视图。
35.图14是说明使用了本发明的涡旋压缩机的空调机的一例的冷冻循环结构图。
具体实施方式
36.以下,使用附图对本发明的涡旋压缩机及使用了该涡旋压缩机的空调机的具体的实施例进行说明。此外,在各图中,标注相同符号的部分表示相同或等同的部分。
37.使用图1~图6,对本发明的涡旋压缩机的实施例1进行说明。
38.首先,使用图1及图2对应用本实施例的涡旋压缩机的整体结构进行说明。图1表示本实施例1的涡旋压缩机的纵剖视图,图2是图1所示的固定涡盘的仰视图,是用截面表示回旋涡盘的涡卷的图。
39.涡旋压缩机1通过在密闭容器(壳体)9内容纳压缩机构部2及马达部16等而构成。
40.上述压缩机构部2具备框架17、固定于框架17的固定涡盘7、以及固定于上述框架17与固定涡盘7之间且与上述固定涡盘7啮合形成压缩室13的回旋涡盘8。
41.上述固定涡盘7具备圆板状的台板7a、以旋涡状竖立设置于台板7a的涡卷7b、以及支撑部7d,支撑部7d位于上述台板7a的外周侧,具有与上述涡卷7b的前端面大致相同的高度的盖板面7e,且以包围上述涡卷7b的方式设置成筒状。竖立设置有上述涡卷7b的台板7a的表面由于位于涡卷7b之间而称为齿根7c。固定涡盘7的支撑部7d的盖板面7e为与回旋涡盘8的盖板8a相接的滑动面。
42.另外,固定涡盘7通过螺栓等将上述支撑部7d固定于上述框架17,与固定涡盘7结合成一体的上述框架17通过焊接等固定方法固定于上述密闭容器9。
43.上述回旋涡盘8与固定涡盘7对置配置,固定涡盘7的涡卷7b和回旋涡盘8的涡卷8b啮合,可回旋地配置于框架17内。该回旋涡盘8具有圆板状的盖板8a、从作为该盖板8a的表面的齿根8c竖立设置的旋涡状的涡卷8b、以及设于上述盖板8a的背面中央的凸起部(回旋凸起部)8d。另外,盖板8a的外周部的与固定涡盘7相接的表面为回旋涡盘8的盖板面8e。
44.上述回旋涡盘8的涡卷8b的前端部(涡卷齿顶)构成为与上述固定涡盘7的齿根7c隔开微小的间隙地对置。同样地,固定涡盘7的涡卷7b的前端部(涡卷齿顶)也构成为与上述回旋涡盘8的齿根8c隔开微小间隙地对置。
45.上述马达部16由转子16a和定子16b构成,在上述转子16a一体地固定有曲轴(旋转轴)10。
46.经由该曲轴10通过马达部16驱动上述回旋涡盘8,使回旋涡盘8进行回旋运动,由此进行使上述压缩室13的容积逐渐减小的压缩动作。
47.随着该压缩动作,在冷冻循环流动的制冷剂等工作流体从吸入口14被吸入吸入室20(参照图2),吸入的工作流体经过在压缩室13的压缩行程,从吐出口15吐出至密闭容器9
内的吐出空间54。构成为,吐出到上述吐出空间54的工作流体通过形成于上述固定涡盘7的外周和上述框架17的外周的通路(未图示)流到马达室52,然后从吐出管6吐出到密闭容器9外。
48.上述曲轴10旋转自如地支撑于在上述框架17所设置的主轴承5,且构成为该曲轴10的中心轴线和固定涡盘7的中心轴线o1同轴。另外,在上述曲轴10的前端部(上端部)设有偏心的曲柄部10a,该曲柄部10a插入设于上述回旋涡盘8的回旋凸起部8d的回旋轴承11。由此,上述回旋涡盘8构成为,当曲轴10旋转时,通过上述曲柄部10a的偏心运动进行回旋运动。
49.上述回旋涡盘8的中心轴线o2为相对于上述固定涡盘7的中心轴线偏心规定距离的状态。另外,回旋涡盘8的涡卷8b相对于固定涡盘7的涡卷7b在周向上偏离规定角度(一般为180度)地重合。另外,在上述回旋涡盘8与上述框架17之间设有用于使回旋涡盘8相对于固定涡盘7一边以不能自转的方式约束一边相对地进行回旋动作的欧氏环12。
50.根据图2,对上述固定涡盘7与回旋涡盘8的啮合状态进行说明。在该图2中,用剖视图示出了回旋涡盘8的涡卷8b,另外,用两点划线的假想线图示出相当于回旋涡盘8的盖板8a的外周的部分。如该图2所示,在固定涡盘7的涡卷7b与回旋涡盘8的涡卷8b之间形成有月牙状的多个压缩室13(回旋内线侧压缩室13a、回旋外线侧压缩室13b),当使回旋涡盘8进行回旋运动时,各压缩室13随着向中央部移动而容积连续地缩小。
51.20是吸入室,是吸入流体的途中的空间。自回旋涡盘8的回旋运动的相位前进而完成了流体的封入的时刻起,该吸入室20成为压缩室13。
52.如图1、图2所示,上述吸入口14设于固定涡盘7,该吸入口14以与上述吸入室20连通的方式形成于固定涡盘7的台板7a的外周侧。
53.上述吐出口15设于上述固定涡盘7的台板7a的旋涡中心附近,且构成为,当最内周侧的压缩室13的压缩进行时,马上与上述吐出口15连通。
54.当通过图1所示的马达部16使曲轴10旋转时,回旋涡盘8以固定涡盘7的中心轴线为中心以规定距离的回旋半径进行回旋运动。由此,工作气体(例如,在冷冻循环中循环的制冷剂气体)从上述吸入口14被吸入,在上述的各压缩室13内依次被压缩,进行了压缩的工作气体(以下,称为压缩气体)从吐出口15吐出至吐出空间54。之后,上述压缩气体例如马达室52,由此经由吐出管6供给至涡旋压缩机1的外部的冷冻循环等。
55.接下来,对图1所示的涡旋压缩机(以下,简称为压缩机)1中的润滑油的流进行说明。在容纳有压缩机构部2及马达部16等的密闭容器9的底部设有贮存润滑油(冷冻机油)的贮油部53。在曲轴10的下端设有容积型或离心式的给油泵21,随着上述曲轴10的旋转,给油泵21也旋转,将贮存于上述密闭容器9底部的贮油部53的润滑油吸入并供给至在上述曲轴10内沿轴向形成的给油孔(贯通孔)3。
56.贮油部53的润滑油从设于给油泵壳体22的润滑油吸入口25吸入,并从上述给油泵21的吐出口28吐出。吐出的润滑油通过上述给油孔3输送至曲轴10的上端。
57.此时,流通于上述给油孔3的润滑油的一部分经由设于上述曲轴10的横孔24输送至副轴承23,在对副轴承23进行润滑后,返回密闭容器9底部的上述贮油部53。流通于上述给油孔3的其它大部分的润滑油达到上述曲轴10的曲柄部10a上端的回旋凸起部8d的内侧空间,通过设于上述曲柄部10a的外周面的油槽57对回旋轴承11进行润滑。该润滑油之后在
对设于上述回旋轴承11的下部的上述主轴承5进行润滑后,通过由排油孔26a及排油管26b构成的回油通路返回到密闭容器9底部的贮油部53。
58.将上述回旋凸起部8d的内侧空间(曲柄部10a上端部的空间、由回旋轴承11与曲轴10的间隙、油槽57形成的空间)、位于上述回旋凸起部8d的外周侧的空间(由回旋凸起部8d、盖板8a背面、密封部件32以及框架17形成的空间)、以及收纳上述主轴承5的空间(由框架17、曲轴10以及框架密封件56形成的空间)合起来称为第一空间33。该第一空间33是具有接近吐出压力的压力的空间。
59.为了润滑上述主轴承5及上述回旋轴承11而流入到上述第一空间33的润滑油的大部分通过上述排油孔26a及上述排油管26b的回通路返回到密闭容器9底部的贮油部53。另外,上述润滑油的一部分经由设于上述密封部件32的上端面与上述盖板8a的背面之间的油漏出单元流入背压室(第二空间)18,该背压室18设于比上述第一空间33靠外周侧,且为吐出压力与吸入压力之间的压力(中间压力。以下也称为背压)。流入到该背压室18的润滑油用于上述欧氏环12的润滑、上述固定涡盘7与回旋涡盘8的盖板面7e、8e间的滑动部的润滑、涡卷7b、8b间的间隙的密封(密闭)等。从而,以使上述润滑、密封所需的润滑油量流入上述背压室18的方式构成上述油漏出单元。
60.上述密封部件32与波状弹簧(未图示)一起设于在上述框架17的与上述盖板8a的背面对置的面所设置的圆环槽31。该密封部件32分隔成为吐出压力的上述第一空间33和成为吸入压力与吐出压力的中间压力的上述背压室(第二空间)18。
61.上述油漏出单元例如由设于上述盖板8a的背面的一个或多个狭缝状的浅槽58和上述密封部件32构成。上述浅槽58构成为,以通过上述回旋涡盘8的回旋运动而横跨上述密封部件32的方式配置,将上述第一空间33和上述背压室18间歇地连通。根据这样的结构,通过上述第一空间33与上述背压室18的压力差,能够使润滑油经由作为微小间隙的上述浅槽58从上述第一空间33流入到上述背压室18。
62.另外,也可以构成为,取代上述浅槽58,而在上述盖板8a的背面设置一个或多个油兜(成为贮油部的孔,例如,圆形的槽),该油兜随着回旋涡盘8的回旋运动进行横跨上述密封部件32的圆运动。当这样构成时,上述油兜在上述第一空间33与上述背压室18之间移动,能够将上述第一空间33的润滑油贮存于油兜而间歇性地移送到上述背压室18,能够将第一空间33内的润滑油供给至背压室18。
63.进入到上述背压室18的润滑油润滑欧氏环12的滑动部,并且其一部在上述固定涡盘7与回旋涡盘8的盖板面7e、8e间的微小间隙一边润滑一边通过,并流入吸入室20或压缩室13。其它润滑油在背压室的压力(背压)变高时,通过连通背压室18和压缩室13的背压孔35流入压缩室13。该背压孔35是用于调整背压室18内的压力的孔。
64.流入到吸入室20、压缩室13的润滑油在用于上述固定涡盘7的涡卷7b与回旋涡盘8的涡卷8之间的间隙的密封、润滑后,从上述吐出口15向吐出空间54吐出。该吐出的油的一部分与制冷剂气体一起从上述吐出管6向冷冻循环吐出,剩余部分在密闭容器9内与制冷剂气体分离,并贮存于密闭容器9底部的贮油部53。
65.如上述地,通过设置上述第一空间33、上述背压室18以及上述油漏出单元,能够独立控制各轴承部所需的给油量和向背压室18的给油量,因此,能够得到高效率的涡旋压缩机。
66.接下来,对上述背压室18的功能进行说明。在涡旋压缩机1中,由于其压缩作用,产生要使固定涡盘7和回旋涡盘8互相分离的轴向的力(分离力)。若由于该轴向的力而产生上述两涡盘分离的所谓的回旋涡盘8的脱离现象,则压缩室13的密闭性恶化,压缩机效率降低。
67.因此,在回旋涡盘8的盖板8a的背面侧设置成为吐出压力与吸入压力之间的压力的背压室18,通过该背压室18的压力(中间压力)和上述第一空间33的吐出压力,抵消上述分离力,并且将回旋涡盘8向固定涡盘7推压。
68.此时,若推压力过大,则回旋涡盘8的盖板面8e与固定涡盘7的盖板面7e的滑动损失增大,压缩机效率降低,并且在盖板面7e、8e产生磨损、咬合、或者烧熔等问题等,压缩机的可靠性降低。也就是,上述推压力存在最佳值,若过小,则压缩室的密闭性恶化,热流体损失增大,若过大,则滑动损失增大。因此,将推压力维持为最佳值对于压缩机的高性能化、高可靠性化是重要的。
69.以上是涡旋压缩机1的基本的构造。在此,由于例如要提高上述回旋轴承11的可靠性等理由,有时增大回旋轴承11的径。这样的情况下,配置于其外侧的上述密封部件32的径也增大,具有接近吐出压力的压力的上述第一空间33变大。因此,作用于回旋涡盘8的盖板8a的背面的吐出压力的领域也扩大,上述推压力增加。若该推压力的增加过大,则盖板面7e与盖板面8e的滑动损失增大,并且产生磨损、咬合、或者烧熔等问题,使压缩机的可靠性降低。特别是在涡旋压缩机1以高压力比运转的高压力比条件下,上述推压力过大,在盖板面产生咬合、烧熔等,压缩机的可靠性容易降低。
70.因此,在本实施例中,采用如下结构:在固定涡盘7的成为滑动面的盖板面7e、及回旋涡盘8的成为滑动面的盖板面8e的至少任意一个形成沿周向延伸的周向槽,在上述回旋涡盘8的盖板8a设有用于将上述第一空间33内的润滑油供给至上述周向槽的通路。另外,构成为,上述周向槽设于在作用于上述回旋涡盘的载荷成为最大的曲柄角的附近,回旋涡盘的盖板最强力地抵接于固定涡盘的盖板面的位置。
71.通过这样地构成,能够对固定涡盘7的盖板面7e与回旋涡盘8的盖板面8e的滑动面作用吐出压力,因此,能够赋予将回旋涡盘8从固定涡盘7分离的方向的力、即下压力。因此,能够避免推压力过大。
72.另外,在本实施例中,将上述周向槽的周向上的长度构成为,上述周向槽的一端配置于相距上述最强力地抵接的位置 70~ 100度的范围内,将上述周向槽的另一端配置于相距上述最强力地抵接的位置-70~-100度的范围内。从而,能够降低从上述周向槽向吸入室20的润滑油的漏出量,降低润滑油加热制冷剂气体的加热损失。进一步地,能够防止上述下压力过大,并且确保回旋涡盘8的盖板8a最强力地抵接于固定涡盘7的盖板面7e的位置处的下压力。
73.此外,上述周向槽的周向上的长度不限于上述的范围,只要将上述周向槽的一端配置于相距上述最强力地抵接的位置 20~ 100度的范围内,且将另一端配置于相距上述最强力地抵接的位置-20~-100度的范围内即可。例如,也可以构成为,将上述周向槽的一端配置于相距上述最强力地抵接的位置 20~ 40度的范围内,将另一端配置于相距上述最强力地抵接的位置-20~-40度的范围内。
74.以下,使用附图对本发明的涡旋压缩机的具体的实施例进行说明。如图1、图2所
示,本实施例1中,在固定涡盘7设有周向槽36。另外,如图1所示,在回旋涡盘8的盖板8a设有一端与第一空间33连通的通路37。该通路37用于将上述第一空间33内的润滑油(以下,也称为油)供给至上述周向槽36。
75.为了接收来自上述通路37的润滑油,如图2所示,在上述周向槽36的一端部或其一部分形成有圆形的槽部36a。上述圆形的槽部36a以在上述通路37的在槽部36a开口的端部进行回旋运动的全范围内与上述通路37的端部连通的方式形成为回旋半径以上的半径的大小的圆。图2中用点划线示出的圆45表示回旋涡盘8回旋运动时上述通路37相对于固定涡盘7运动的轨迹。
76.此外,上述周向槽36中的除了槽部36a的部分形成为比槽部36a的径窄的宽度,而且形成为在周向比上述槽部36a的径长。另外,上述槽部36a不限于圆形,只要形成为在上述通路37的端部进行回旋运动的全范围内与上述槽部36a连通即可,也可以是椭圆形、矩形等其它形状。
77.上述通路37与上述圆形的槽部36a连通,由此第一空间33内的润滑油被供给至圆形的槽部36a的空间,从该圆形的槽部36a向上述周向槽36供给油。通过向周向槽36供给高压的油,周向槽36内的压力与第一空间33内的压力同样地为接近吐出压力的压力。
78.在此,通过图3说明现有的涡旋压缩机的回旋涡盘8的盖板面上的压力分布,通过图4说明本实施例的涡旋压缩机的回旋涡盘8的盖板面上的压力分布。
79.如图3所示,就现有的涡旋压缩机的回旋涡盘8的盖板面上的压力分布而言,面向背压室18的侧(盖板的外周侧)的压力为背压,面向吸入室20或压缩室13(参照图2)的侧(盖板的内周侧,且涡卷8b的某侧)的压力为吸入压力或压缩室内压力。
80.与之相对,在本实施例的涡旋压缩机1中,由于设有上述的周向槽36,因此向上述周向槽36内导入吐出压力的油。因此,如图4中的右侧所示的回旋涡盘盖板面上的压力分布所示地,在设有周向槽36的侧,通过被导入吐出压力的油,将回旋涡盘8向下方下压的力增大与图4中用斜线示出的区域38相应的量。因此,能够抑制回旋涡盘8的盖板最强力地抵接于固定涡盘的盖板面的位置处的推压力的增加。
81.另外,流入到周向槽36内的润滑油在固定涡盘7的盖板面7e与回旋涡盘8的盖板面8e之间的微小的间隙一边润滑一边通过,并流向背压室18、吸入室20或压缩室13,因此,盖板面7e、8e处的润滑状态良好,能够提高可靠性。
82.接下来,使用图3~图6,对作用于回旋涡盘8的与轴向正交的方向的力、以及该力在旋转一圈中的变化进行说明。
83.由于压缩作用,在涡旋压缩机1的运转中的回旋涡盘8不仅轴向的力,还产生切线方向及半径方向的力。回旋涡盘的某位相处的这些与轴向正交的方向的力的合力用图3、图4中的fg表示。另外,作为fg的反作用力的使回旋涡盘8回旋运动的力fr作用于回旋轴承11。
84.在此,fg及fr彼此为反向,而且其作用点在轴向上分离,因此如箭头m所示地,在回旋涡盘8产生力矩。该力矩m为要使回旋涡盘8倾斜的所谓的颠覆力矩。由于该颠覆力矩,回旋涡盘8的盖板面8e被局部性地强力推压于固定涡盘7的盖板面7e。在力矩m如图3、图4所示地作用的情况下,该强力推压的位置为盖板的右侧。
85.此外,随着回旋涡盘8的回旋运动,fg及fr的朝向及大小变化,因此颠覆力矩的方向和大小也变化。这就是所谓的回旋涡盘的摆动运动的原因。另外,回旋涡盘8的盖板面8e
被局部性地强力推压的位置及其大小在旋转一圈中也变化。
86.图5是说明涡旋压缩机旋转一圈中的载荷fg相对于曲柄角的变化的图表,图6是说明涡旋压缩机的曲柄角与压缩室内压力的变化的关系的图表。
87.图5中的曲线46示出了旋转一圈中的载荷fg的变化的一例,该图5的例中,在曲柄角为大致180度的位置47,fg最大。此外,图5是一例,载荷fg成为最大的曲柄角的位置47一般由涡盘涡卷的卷数、吐出开始角度等决定。
88.例如,图6示出了涡盘涡卷的卷数和吐出开始角度决定的某特定的涡旋压缩机中的曲柄角与回旋内线侧压缩室13a的压力50a及回旋外线侧压缩室13b的压力50b的关系。此外,图6所示的例中示出了回旋内线侧压缩室13a和回旋外线侧压缩室13b的圈数不同的所谓的非对称涡卷下的例,另外,示出了所有运转条件中载荷fg的最大值成为最大的高压力比的运转条件下的例。进一步地,将回旋外线侧压缩室13b完成吸入的时刻设为曲柄角0度。
89.此外,曲柄角原本为0度至360度,但在涡旋压缩机的情况下,通常从一个压缩室完成吸入到开始吐出为旋转一圈以上。另外,在非对称涡卷的情况下,回旋内线侧压缩室13a在回旋外线侧压缩室13b完成吸入后曲柄角前进大致180度的位置完成吸入并开始压缩。因此,为了便于说明,图6的横轴的曲柄角设为0度至720度。
90.如图6所示,当曲柄角变化时,各压缩室内的压力也变化。如图2所示,涡旋压缩机1具有多个压缩室13,各个压缩室13的压力如图6那样变化。另外,这些各压缩室13内的压力作用于回旋涡盘8的涡卷8b。它们的合力为上述载荷fg(气体载荷),该fg如图5中的曲线46那样变化。
91.在该图5所示的例中,在回旋内线侧压缩室13a开始吐出的曲柄角180度(图6中,360度 180度=540度的位置相当于开始吐出的曲柄角180度的位置),fg成为最大,与之相伴地,颠覆力矩也成为最大。
92.通过图2~图4说明在作用于回旋涡盘的载荷成为最大的上述曲柄角下,回旋涡盘的盖板最强力地抵接于固定涡盘的盖板面的位置。图2是表示曲柄角为180度的状态的图,图3、图4示出了曲柄角180度时的纵剖视图,是作用于回旋涡盘的载荷成为最大的状态的图。如根据由图3、图4所示的fg及fr的力的方向产生的力矩m可知地,回旋涡盘8的盖板最强力地抵接于固定涡盘7的盖板面的位置为盖板面的右侧的位置。
93.该位置大致相当于图2中虚线44表示的范围。也就是,通过在该位置设置上述周向槽36,能够向压缩机旋转一圈中回旋涡盘8的盖板8a被最强力地推压于固定涡盘7的盖板面7e的位置供给大致吐出压力的高压的润滑油。从而,能够防止盖板面7e、8e产生磨损、咬合、或烧熔等问题,能够提高压缩机的可靠性。
94.设置上述周向槽36的位置如以上所述。
95.接下来,对上述周向槽36优选的形状进行说明。周向槽的形状、即周向的长度在例如如圆环状、c字形状等那样超过半圈的情况下,有可能下压力过大,产生回旋涡盘8从固定涡盘7分离的脱离现象。另外,供给到上述周向槽36的油向吸入室20、压缩室13泄漏的量也增多。即,由于油泄漏的流路面积表示为周向槽36的长度与盖板面7e、8e间的微小间隙的长度的积,因此周向槽越长,越向吸入室20、压缩室13流入过大量的润滑油,加热制冷剂气体,使加热损失越增大。
96.因此,在本实施例中,将上述周向槽36设为由大致圆弧的一部分构成,且其两端处
于包括在图5所示的载荷fg成为最大时回旋涡盘8的盖板8a被最强力地推压的位置在内大致
±
90度的范围内(图2中的θ1的范围内)的形状。由此,能够以向推压力强且最需要润滑的部位有效地给油的方式配置周向槽36,能够使周向槽36的长度更短。从而,能够抑制脱离现象、加热损失的发生,并且抑制推压力的增加,防止盖板面7e、8e产生磨损、咬合、或烧熔等问题,可以提高压缩机的可靠性。
97.此外,图5所示的区间48示出了包括载荷fg成为最大的曲柄角的位置47的大致
±
90度的范围、通过该区间48能够覆盖能够载荷fg的值比平均值显著大的范围。从而,在相当于该区间48的盖板面7e或8e的位置设置上述周向槽36。即,在回旋涡盘8的盖板8a被强力地推压于固定涡盘7的盖板面7e的区域的盖板面7e或8e的位置设置上述周向槽36。由此,能够向推压力比平均值显著大的盖板面的区域供给润滑油。
98.这样,根据上述的本实施例,在回旋涡盘8的盖板8a被强力地推压于固定涡盘7的盖板面7e的区域的盖板面的位置设置周向槽36,因此能够向推压力比平均值显著大的盖板面的区域供给润滑油。从而,能够向推压力强且最需要润滑的部位有效给油,因此,能够进一步缩短周向槽36的长度,能够抑制脱离现象、加热损失的发生,并且抑制推压力的增加,防止盖板面发生磨损、咬合、烧熔等,提高压缩机的可靠性。
99.实施例2
100.引用图5,并且使用图7,对本发明的涡旋压缩机的实施例2进行说明。图7是表示本实施例2的涡旋压缩机的图,是相当于图2的图。此外,在图7中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
101.作为高压力比的运转条件下的涡旋压缩机的特性,就图5中的曲线46而言,相对于载荷fg成为最大的曲柄角的位置47,相比其左侧46a(回旋涡盘8的旋转滞后的方向即曲柄角小的侧,以下称为滞后角侧),右侧46b(回旋涡盘8的旋转前进的方向即曲柄角大的侧,以下成为前进角侧)的倾斜度通常较缓和。这是因为,在仅通过压缩室13的容积减少进行的压缩成未压缩不足的高压力比的运转条件下,吐出开始后,制冷剂气体从吐出压力空间(吐出空间54)逆流,压缩室内的压力急剧上升至吐出压力,之后,随着曲柄角前进,将上升至吐出压力的制冷剂气体逐渐向吐出空间54排出。
102.因此,如图5、图7所示,在本实施例2中,以相当于区间48b的部分比相当于区间48a的部分长的方式形成上述周向槽36。具体而言,如图7所示,以如下方式形成上述周向槽36:相对于与作用于回旋涡盘8的载荷fg成为最大的曲柄角的位置47(参照图5)对应地推压力比平均值显著大的盖板面的位置(回旋涡盘的盖板最强力地抵接于固定涡盘的盖板面的位置)47a(参照图7),回旋涡盘8的旋转前进方向即曲柄角大的侧(前进角侧)θ1b比回旋涡盘8的旋转滞后的方向即曲柄角小的侧(滞后角侧)θ1a长。
103.通过这样地构成,在载荷fg的值比平均值显著大的范围、即将周向槽36的长度设为相同的情况下,可以得到能够向推压力比平均值显著大的盖板面的区域更可靠地供给润滑油的效果。这样,根据本实施例2,能够进一步抑制因向周向槽36供给的润滑油而引起的加热损失,并且更广地覆盖载荷fg的值比平均值显著大的范围。
104.其它结构与上述的实施例1相同。
105.实施例3
106.引用图5,并且使用图8对本发明的涡旋压缩机的实施例3进行说明。图8是表示本实施例3的涡旋压缩机的图,是相当于图2的图。此外,图8中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对于与实施例1相同的部分,省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
107.图2所示的实施例1中,在固定涡盘7的盖板面7e设置周向槽36,并且在其一端部设置圆形的槽部36a。另外,在回旋涡盘8设置用于将第一空间33内的润滑油供给至上述周向槽36的通路37,且使该通路37的端部与上述圆形的槽部36a连通。上述通路37的端部随着回旋涡盘8的回旋运动以其回旋半径进行回旋运动。因此,上述圆形的槽部36a以在上述通路37的端部进行回旋运动的全范围连通的方式构成上述回旋半径以上的半径的大小的圆。另外,上述周向槽36中的除了槽部36a的部分形成为比槽部36a的径小的宽度。
108.与之相对,在本实施例3中构成为,设于回旋涡盘8的通路37与上述周向槽36连通的区间仅在包括载荷fg成为最大的曲柄角的大致
±
90度的范围内。该连通的区间相当于图5所示的区间48。即,在上述实施例1中构成,始终从上述通路37向上述周向槽36供给润滑油,而在本实施例3中,仅在上述载荷fg的值比平均值显著大的定时间歇性地向周向槽36供给润滑油。
109.通过图8说明实现上述情况的具体的结构。在周向槽36的一端部以进行回旋运动的上述通路37仅在载荷fg的值比平均值显著大的定时间歇性地连通的方式形成有圆弧状的槽部39。该圆弧状的槽部39构成为,在回旋涡盘8进行回旋运动时,仅在包括载荷fg成为最大的曲柄角的大致
±
90度的范围内与上述通路37的端部连通。圆弧状的上述槽部39优选形成为其槽中心具有与回旋涡盘8的回旋半径相同的半径的圆弧,但只要以上述通路37的端部仅在包括fg成为最大的曲柄角的大致
±
90度的范围内与上述槽部39连通的方式形成上述槽部39即可,槽部39的形状不限于圆弧状的槽部,也可以采用圆形、矩形等形状。
110.在此,用图8中的点划线表示的圆45表示回旋涡盘8进行回旋运动时的上述通路37的轨迹。仅在该轨迹中的大致
±
90度的范围内即θ2的范围,上述通路37经由上述槽部39连通于上述周向槽36。
111.在上述通路37始终与上述周向槽36连通的情况下,始终作用下压力,与之相对,根据本实施例3,在旋转一圈中,仅在回旋涡盘8的盖板8a被最强力地推压于固定涡盘7的盖板面7e的定时能够向该被最强力地推压的位置供给润滑油。从而,能够仅在所需的定时仅向所需的部位高效地供给润滑油,因此能够进一步抑制脱离现象的发生、加热损失,并且能够抑制回旋涡盘的摆动运动。
112.此外,在本实施例3中,上述周向槽36中的除了圆弧状的槽部39的部分,形成为比回旋涡盘8的回旋半径小的宽度。
113.实施例4
114.使用图9对本发明的涡旋压缩机的实施例4进行说明。图9是说明本实施例4的回旋涡盘的俯视图。此外,在图9中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
115.在本实施例4中,与实施例1同样的点在于,在固定涡盘7的盖板面形成周向槽36,在其一端部侧形成圆形的槽部36a,在回旋涡盘8的盖板8a设有将第一空间33(参照图1)内的润滑油供给至上述周向槽36的通路37。
116.进一步地,在本实施例4中,如图9所示,将作为用于将供给至上述周向槽36的润滑油向图2所示的吸入室20或压缩室13漏出的单元的狭缝(油漏出单元)40设于回旋涡盘8的盖板面8e。该狭缝40将上述周向槽36和吸入室20或压缩室13始终或间歇地连通。
117.在始终连通的情况下,只要以即使回旋涡盘8进行回旋运动,狭缝40也始终使周向槽36和吸入室20或压缩室13连通的方式决定上述狭缝40的位置和长度即可。另外,在间歇性连通的情况下,只要以随着回旋涡盘8的回旋运动,上述狭缝40的一部分与上述周向槽36间歇性地连通、或者上述狭缝40的一部分与吸入室20或压缩室13间歇性地连通的方式决定上述狭缝40的位置和长度即可。
118.此外,在本实施例中设置了一个上述狭缝40,但是也可以设置多个。另外,也可以构成为,作为油漏出单元,取代上述狭缝40而将一个以上的油兜设于回旋涡盘的盖板面8e,该油兜(油漏出单元)在上述周向槽36与吸入室20或压缩室13之间移动,将供给到上述周向槽36内的润滑油间歇性地移送到吸入室20或压缩室13。
119.其它结构与上述的实施例1相同。
120.根据本实施例4的结构,能够使供给到周向槽36的油经由上述狭缝40、上述油兜顺畅地流出到吸入室20、压缩室13。从而,可得到如下效果:抑制供给到周向槽36的油在周向槽36滞留,能够在被因盖板面7e、8e的滑动而产生的发热加热为高温之前流出到上述吸入室20、压缩室13。另外,可以从上述通路37向上述周向槽36顺畅地供给新的润滑油。此外,供给到上述周向槽36的油的一部分对上述盖板面7e、8e间的微小间隙进行润滑后,流出到上述吸入室20、压缩室13。
121.本实施例中,能够利用上述狭缝40的深度、上述油兜的容积、个数来控制润滑油的流量,因此能够抑制加热损失的增大,并且能够向周向槽36供给能够确保盖板面7e、8e的良好的润滑状态的油量。
122.实施例5
123.使用图10,对本发明的涡旋压缩机的实施例5进行说明。图10是说明本实施例5的固定涡盘的仰视图。此外,在图10中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
124.本实施例5也与上述实施例4同样地设有使供给到周向槽36的润滑油向吸入室20或压缩室13漏出的油漏出单元。在上述实施例4中对在回旋涡盘8的盖板面8e设置作为油漏出单元的狭缝40的例进行了说明,但在本实施例5中,在固定涡盘7的盖板面7e设置作为使供给到上述周向槽36的润滑油向吸入室20或压缩室13漏出的油漏出单元的狭缝41。
125.即,如图10所示,在本实施例中,在固定涡盘7的盖板面7e设有周向槽36,在该周向槽36的一端部侧设有圆形的槽部36a。进一步地,在本实施例中,在固定涡盘7的盖板面7e设有与上述周向槽36的与上述槽部36a相反的侧连通的狭缝41。上述狭缝41构成为还与吸入室20或压缩室13连通。
126.其它结构与上述的实施例1相同。此外,上述狭缝41不限于一个,也可以沿周向槽36设置多个。
127.即使如本实施例5地构成为将作为油漏出单元的狭缝41设于固定涡盘7的盖板面7e,也能够使供给到周向槽36的油顺畅地向吸入室20或压缩室13漏出,因此能够得到与上述的实施例4同样的效果。
128.实施例6
129.使用图11对本发明的涡旋压缩机的实施例6进行说明。图11是说明本实施例6的回旋涡盘的纵剖视图。此外,在图11中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
130.在本实施例6的涡旋压缩机中,与图1所示的实施例1同样地,在回旋涡盘8的盖板8a具备用于将第一空间33内的润滑油供给至周向槽36的通路37。本实施例6中,除了实施例1的结构,还如图11所示地以使上述通路37的一部分的通路截面积变小的方式设置节流部件42。
131.通过在上述通路37设置节流部件42,从第一空间33引导至通路37的润滑油通过因上述节流部件42而通路截面积小的部分时,发生压力损失,压力降低。因此,供给到周向槽36的润滑油的压力为比作为吐出压力的第一空间33的压力低的压力。
132.在当将第一空间33内的吐出压力的润滑油经由通路37直接供给到上述周向槽36时,下压回旋涡盘8的力过大的情况下,也可以应用本实施例6。即,通过在上述通路37设置节流部件42,能够将向周向槽36供给的润滑油的压力抑制为比吐出压力低,因此能够避免下压回旋涡盘8的力过大,能够将回旋涡盘8以合适的推压力推压于固定涡盘。
133.其它结构与上述的实施例1相同。
134.实施例7
135.使用图12对本发明的涡旋压缩机的实施例7进行说明。图12是说明本实施例7的回旋涡盘的俯视图。此外,在图12中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
136.在上述的实施例1中,在固定涡盘7的盖板面设置周向槽36,经由设于回旋涡盘8的盖板8a的通路37将第一空间33内的润滑油供给至上述周向槽36。
137.与之相对,在本实施例7中,将上述周向槽36不是形成于固定涡盘7的盖板面7e,而是形成于回旋涡盘8的盖板面8e。另外,关于用于向设于回旋涡盘8的上述周向槽36引导第一空间33内的润滑油的通路37,与实施例1同样地设于回旋涡盘8的盖板8a。此外,上述通路37的第一空间33侧与实施例同样地在回旋凸起部8d的内侧开口,但上述通路37的周向槽36侧与该周向槽36直接连通。
138.当如本实施例地在回旋涡盘8的盖板面8e形成周向槽36时,周向槽36随着回旋涡盘8的回旋运动而移动,因此能够使润滑油扩散到盖板面7e、8e的更广的范围,能够使润滑状态更良好。
139.其它结构与上述的实施例1相同。
140.实施例8
141.使用图13对本发明的涡旋压缩机的实施例8进行说明。图13是说明本实施例8的固定涡盘的仰视图。此外,图13中,标注了与图1~图6相同的符号的部分表示相同或相当的部分,对与实施例1相同的部分省略说明,以与实施例1不同的部分为中心进行说明。
142.在本实施例8中,在设有周向槽36的固定涡盘7的盖板面7e上的设有上述周向槽36的范围以外的区域(图13中的θ1c以外的范围的盖板面7e)设有与背压室(第二空间)18连通的至少一个背压槽43。如图13所示,上述背压槽43形成为在设有周向槽36的用上述θ1c表示的区域以外的区域沿周向延伸。上述背压室18为吐出压力与吸入压力之间的压力(中间压
力),能够将该背压室18的润滑油引导至固定涡盘7的盖板面7e。此外,上述背压槽43不限于一条,也可以设置多条。
143.通过形成本实施例的结构,对于回旋涡盘8的盖板8a最强力地抵接于固定涡盘7的盖板面7e的位置,由上述周向槽36赋予适当的下压力,并且能够进行设有周向槽36的盖板面附近的润滑。另外,由于设有上述背压槽43,因此向设有上述周向槽36的部分以外的盖板面的区域也能够供给背压室18内的润滑油,能够将盖板面整体的润滑状态保持良好。
144.其它结构与上述的实施例1相同。
145.实施例9
146.使用图14对本发明的实施例9进行说明。图14是说明使用了本发明的涡旋压缩机的空调机的一例的冷冻循环结构图。
147.图14中,1是涡旋压缩机,60是四通阀,61是室外侧热交换器(制冷运转时为冷凝器,制热运转时为蒸发器),62是由电子膨胀阀等构成的膨胀阀,63是室内侧热交换器(冷房运转时为蒸发器,制热运转时为冷凝器),这些设备通过制冷剂配管64依次连接,构成空调机的冷冻循环。
148.上述涡旋压缩机1使用了上述的实施例1~8的任一个记载的涡旋压缩机。通过在如图14所示的空调机组装高效率且高可靠性的本发明的各实施例记载的涡旋压缩机,能够提高空调机的运转效率。从而,能够大幅提高空调机的全年能量消费效率,能够得到全年的耗电量小且可靠性高的空调机。
149.如以上说明地,根据本发明的各实施例,在回旋涡盘8的盖板8a被强力地推压于固定涡盘7的盖板面7e的区域的盖板面的位置设有周向槽36,因此能够向推压力显著增大的盖板面的区域供给润滑油。从而,能够向推压力强且最需要润滑的部位有效地给油,能够进一步缩短周向槽36的长度,能够抑制脱离现象、加热损失的发生,并且抑制推压力的增加,从而能够得到效率高且可靠性高的涡旋压缩机。另外,通过将该涡旋压缩机应用于空调机,能够得到高效率且可靠性高的空调机。
150.此外,本发明不限于上述的实施例,包括各种变形例。另外,可以将某实施例的结构的一部分置换成其它实施例的结构,也可以在某实施例的结构追加其它实施例的结构。
151.进一步地,上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的例子,并非限定于必须具备说明的全部的结构。另外,对于各实施例的结构的一部分,可以进行其它结构的追加、削除、置换。
152.符号说明
153.1—涡旋压缩机,2—压缩机构部,3—给油孔(贯通孔),5—主轴承,6—吐出管,7—固定涡盘,7a—台板,7b—涡卷,7c—齿根,7d—支撑部,7e—盖板面,8—回旋涡盘,8a—盖板,8b—涡卷,8c—齿根,8d—凸起部(回旋凸起部),8e—盖板面,9—密闭容器(壳体),10—曲轴(旋转轴),10a—曲柄部,11—回旋轴承,12—欧氏环,13—压缩室,13a—回旋内线侧压缩室,13b—回旋外线侧压缩室,14—吸入口,15—吐出口,16—马达部,16a—转子,16b—定子,17—框架,18—背压室(第二空间),20—吸入室,21—给油泵,22—给油泵壳体,23—副轴承,24—横孔,25—润滑油吸入口,26a—排油孔,26b—排油管,28—吐出口,31—圆环槽,32—密封部件,33—第一空间,35—背压孔,36—周向槽,36a—槽部,37—通路,38—区域,39—槽部,40,41—狭缝(油漏出单元),42—节流部件,43—背压槽,45—圆,46—曲线,47—
载荷fg最大的曲柄角的位置,47a—推压力比平均值显著增大的盖板面的位置,48—区间,50a—内线侧压缩室的压力,50b—外线侧压缩室的压力,52—马达室,53—贮油部,54—吐出空间,56—框架密封件,57—油槽,58—浅槽,60—四通阀,61—室外侧热交换器,62—膨胀阀,63—室内侧热交换器,64—制冷剂配管。
再多了解一些

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