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涡旋压缩机
申请号	CN201180068400.0	申请日	2011-03-29	公开(公告)号	CN103384769A	公开(公告)日	2013-11-06
申请人	日立空调·家用电器株式会社;			发明人	今田功一; 松永睦宪; 土屋豪; 长谷川修士; 深谷美博; 武田启; 近野雅嗣;
摘要	涡旋压缩机在回旋涡盘与固定涡盘之间形成吸入室及压缩室，在回旋涡盘的背面具备利用高于吸入室的压力对回旋涡盘赋予朝向固定涡盘按压的按压力。在固定涡盘上设有将吸入室或压缩室与背压室连通的连接通路(200、201)和在该连接通路的中途利用压力差对该通路进行开闭的背压控制机构。从所述背压控制机构到背压室为止的入口连接通路(200)包括至少两个以上的通路截面积，该入口连接通路的背压室侧入口连接通路(301)的截面积大于背压控制机构侧的入口连接通路(302)的截面积。另外，所述通路(301)的背压室侧开口部(300)的一部分始终由所述回旋涡盘的台板闭塞，通路(301)的背压室侧开口面积始终为通路(302)的截面积以下，从而实现高效率且高可靠性的涡旋压缩机。
权利要求	1.一种涡旋压缩机，其中，该涡旋压缩机具备曲轴，该曲轴驱动在台板上具有涡卷形状的回旋涡盘并使该回旋涡盘与在台板上具有涡卷形状的固定涡盘彼此啮合，通过与该曲轴的旋转相伴而所述回旋涡盘进行回旋运动，由此在所述回旋涡盘与所述固定涡盘之间形成吸入室及压缩室，在所述回旋涡盘的背面具有背压室，该背压室利用高于所述吸入室的压力对所述回旋涡盘赋予向所述固定涡盘按压的按压力，在所述固定涡盘上设有将所述吸入室或所述压缩室与所述背压室连通的连接通路和在该连接通路的中途利用压力差对该连接通路进行开闭的背压控制机构，所述涡旋压缩机的特征在于，所述连接通路中的从背压控制机构到所述背压室为止的入口连接通路包括至少两个以上的通路截面积，该入口连接通路的背压室侧的入口连接通路截面积大于背压控制机构侧的入口连接通路截面积，所述背压室侧的入口连接通路的背压室侧开口部的一部分始终由所述回旋涡盘的台板闭塞，该背压室侧入口连接通路的背压室侧开口面积始终为所述背压控制机构侧的入口连接通路截面积以下。 2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部在其一部分设有向外周侧延伸的槽，以使该槽的端部在背压室侧开口的方式用回旋涡盘的台板闭塞该槽，所述槽的开口面积始终为所述背压控制机构侧的入口连接通路截面积以下。 3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，在所述回旋涡盘的台板上设有将所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部与背压室连通的槽，该槽的开口面积为所述背压控制机构侧的入口连接通路的截面积以下。 4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，在所述回旋涡盘的台板上设有将所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部与背压室连通的孔，该孔的面积为所述背压控制机构侧的入口连接通路的截面积以下。 5.一种涡旋压缩机，其中，该涡旋压缩机具备曲轴，该曲轴驱动在台板上具有涡卷形状的回旋涡盘并使该回旋涡盘与在台板上具有涡卷形状的固定涡盘彼此啮合，通过与该曲轴的旋转相伴而所述回旋涡盘进行回旋运动，由此在所述回旋涡盘与所述固定涡盘之间形成吸入室及压缩室，在所述回旋涡盘的背面具有背压室，该背压室利用高于所述吸入室的压力对所述回旋涡盘赋予向所述固定涡盘按压的按压力，在所述固定涡盘上设有将所述吸入室或所述压缩室与所述背压室连通的连接通路和在该连接通路的中途利用压力差对该连接通路进行开闭的背压控制机构，并且，通过利用所述回旋涡盘的台板对所述连接通路的背压室侧的开口部进行开闭而使所述连接通路间歇性地连通，所述涡旋压缩机的特征在于，所述连接通路中的从背压控制机构到所述背压室为止的入口连接通路包括至少两个以上的通路截面积，该入口连接通路的背压室侧的入口连接通路截面积大于背压控制机构侧的入口连接通路截面积，在所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部处于最大开口的状态下，该开口部的一部分也由所述回旋涡盘的台板闭塞，并且所述背压室侧连接通路的背压室侧开口面积为所述背压控制机构侧的入口连接通路的截面积以下。
说明书全文	涡旋压缩机技术领域 [0001] 本发明涉及适用为制冷、空气调节用的制冷剂压缩机、或者对空气等气体进行压缩的压缩机等的涡旋压缩机。背景技术 [0002] 作为以往的涡旋压缩机，例如有记载于日本特开2005-163655号公报(专利文献1)中的涡旋压缩机。在该以往技术中记载有“该涡旋压缩机具有：非回旋涡盘构件；通过与该非回旋涡盘构件啮合来进行回旋运动而形成吸入室或压缩室的回旋涡盘构件；对涡盘构件赋予朝向非回旋涡盘构件按压的按压力的背压室；为了维持背压室的压力即背压而使流体流入背压室的背压室流体流入机构；使该流入的流体向吸入室或压缩室流出的背压室流体流出机构。背压室流体流出机构通过在背压室流体流出路上串联配置对前后的压力差进行控制的背压控制阀、节流流路部和通过回旋涡盘构件的回旋运动而间歇性地连通的间歇流路部而成，其中所述背压室流体流出路将背压室与吸入室或压缩室相连”。 [0003] 在先技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本特开2005-163655号公报发明内容 [0006] 发明要解决的课题 [0007] 在涡旋压缩机中，随着回旋涡盘构件的回旋运动，在背压室的回旋端板侧面部会产生气体压缩作用及油压缩作用。在专利文献1中，通过设置回旋外周槽来避免气体压缩及油压缩，从而缓和背压室的回旋端板侧面部的压力变动，但压力变动并不是完全没有，因此，背压阀流入孔部的压力发生变动。回旋端板侧面部的压力成为最高是回旋端板处于最靠近外周侧的状态时，回旋端板侧面部的压力成为最低是回旋端板处于最远离外周侧的状态时。当回旋端板侧面部的压力变动直接作用于背压阀板时，促进背压阀的异常振动，流入到背压阀的流体量增加，背压低于所期望的压力，产生不能确保适当的回旋涡盘上压力、效率降低等不良情况。在上述专利文献1中，构成为在回旋端板侧面部的压力成为最高时利用回旋端板来闭塞背压阀流入孔部的间歇结构，因此，背压阀流入孔部的压力变动幅度相对于回旋端板侧面部的压力变动幅度减小，但在回旋端板侧面部的压力成为最低时，背压阀流入孔部全开，成为回旋端板侧面部的压力直接作用于背压阀板的状态，因此，在高速旋转中压力变动变大的条件下，可能会产生上述的背压降低的不良情况。 [0008] 本发明的目的在于获得如下的涡旋压缩机，该涡旋压缩机具有利用压力差来进行开闭的背压控制机构，即使在回旋端板侧面部的压力变动变大的运转条件下也能适当稳定地保持背压，效率高且可靠性高。 [0009] 用于解决课题的手段 [0010] 为了达到上述目的，本发明的涡旋压缩机具备曲轴，该曲轴驱动在台板上具有涡卷形状的回旋涡盘并使该回旋涡盘与在台板上具有涡卷形状的固定涡盘彼此啮合，通过与该曲轴的旋转相伴而所述回旋涡盘进行回旋运动，由此在所述回旋涡盘与所述固定涡盘之间形成吸入室及压缩室，在所述回旋涡盘的背面具有背压室，该背压室利用高于所述吸入室的压力对所述回旋涡盘赋予向所述固定涡盘按压的按压力，在所述固定涡盘上设有将所述吸入室或所述压缩室与所述背压室连通的连接通路和在该连接通路的中途利用压力差对该连接通路进行开闭的背压控制机构，所述涡旋压缩机的特征在于，所述连接通路中的从背压控制机构到所述背压室为止的入口连接通路包括至少两个以上的通路截面积，该入口连接通路的背压室侧的入口连接通路截面积大于背压控制机构侧的入口连接通路截面积，所述背压室侧的入口连接通路的背压室侧开口部的一部分始终由所述回旋涡盘的台板闭塞，该背压室侧入口连接通路的背压室侧开口面积始终为所述背压控制机构侧的入口连接通路截面积以下。 [0011] 也可以是，在通过利用所述回旋涡盘的台板对所述连接通路的背压室侧开口部进行开闭而使所述连接通路间歇性地连通这样构成的情况下，所述连接通路的背压室侧的开口面积在最大开口时也为所述背压控制机构侧的连接通路截面积以下。 [0012] 另外，也可以是，所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部在其一部分设有向外周侧延伸的槽，以使该槽的端部在背压室侧开口的方式用回旋涡盘的台板闭塞该槽，所述槽的开口面积始终为所述背压控制机构侧的入口连接通路截面积以下。 [0013] 或者，也可以是，在所述回旋涡盘的台板上设有将所述背压室侧入口连接通路的背压室侧开口部与背压室连通的槽或孔，该槽或孔的开口面积为所述背压控制机构侧的入口连接通路的截面积以下。 [0014] 发明效果 [0015] 根据本发明，在具有利用压力差来进行开闭的背压控制机构的涡旋压缩机中，将吸入室或压缩室与背压室相连的连接通路的背压室侧的连接通路截面积构成为大于背压控制机构侧的连接通路截面积，且背压室侧的开口面积始终为背压控制机构侧的连接通路截面积以下，因此，能获得由通路的扩大缩小所带来的抑制压力变动传播的效果。因此，即使在回旋端板侧面部的压力变动变大的运转条件下，也能抑制作用于背压控制机构的压力变动，能防止背压控制机构的异常振动，因此，能获得更适当稳定地保持背压、效率高且可靠性高的涡旋压缩机。附图说明 [0016] 图1是表示本发明的涡旋压缩机的实施例1的纵剖视图。 [0017] 图2是图1所示的背压控制机构部附近的主要部分放大图。 [0018] 图3是图1所示的固定涡盘的仰视图。 [0019] 图4是表示图1所示的固定涡盘的另一例的仰视图。 [0020] 图5是图1所示的背压控制机构部附近的主要部分放大图，(a)是表示回旋涡盘台板最靠近外周部时的状态的图，(b)是表示回旋涡盘台板最远离外周部时的状态的图。 [0021] 图6是表示本发明的涡旋压缩机的实施例2的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0022] 图7是表示本发明的涡旋压缩机的实施例3的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0023] 图8是图7所示的实施例3的固定涡盘的仰视图。 [0024] 图9是表示本发明的涡旋压缩机的实施例4的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0025] 图10是表示本发明的涡旋压缩机的实施例5的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0026] 图11是图10所示的实施例5的回旋涡盘的俯视图。 [0027] 图12是表示本发明的涡旋压缩机的实施例6的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0028] 图13是表示本发明的涡旋压缩机的实施例7的主要部分放大图，是相当于图5的图。 [0029] 图14是图13所示的实施例7的回旋涡盘的俯视图。 [0030] 图15是表示本发明的涡旋压缩机的实施例8的主要部分放大图，是相当于图5的图。具体实施方式 [0031] 以下，基于附图说明本发明的具体的实施例。在各图中，标注了同一符号的部分表示相同或相当的部分。 [0032] 实施例1 [0033] 图1表示本发明的涡旋压缩机的实施例1。首先，说明涡旋压缩机的整体结构。涡旋压缩机1在密闭容器21中收纳有由固定涡盘20和回旋涡盘19构成的压缩部、及驱动部3。驱动部3具有由定子8和转子9构成的电动机10、曲轴11、框架12、副框架13、副轴承壳体16作为基本要素。在此，电动机10被经由电气端子17的来自变换器(未图示)的电输入驱动，对曲轴11赋予旋转作用。曲轴11具备主轴部11a、副轴部11b和偏心销部11c。配设于框架12的轴支承部14和配设于副轴承壳体16的轴支承部15构成将曲轴11的主轴部11a和副轴部11b支承为旋转自如的轴支承部。另外，用于所述轴支承部14、15的润滑的油18蓄积在密闭容器21内。框架12和与副轴承壳体16结合的副框架13固定在密闭容器21上。利用曲轴11的旋转作用使固定涡盘20和回旋涡盘19啮合，从而使机械地构成的压缩室2的容积减少而进行压缩动作。工作流体从吸入管6向压缩室2吸入，经过压缩行程从喷出口4向密闭容器21内的喷出空间5喷出，进而从喷出管7向密闭容器21外喷出。 [0034] 为了保持压缩室2的密闭性，使喷出压力与吸入压力之间的中间压力(以下称作背压)作用于回旋涡盘19的背面空间(以下称作背压室102)，而将回旋涡盘19向固定涡盘20按压。通过设在固定涡盘20上的背压控制机构106生成并适当地保持背压，从而能降低压缩动作时的制冷剂泄漏所引起的能量损失，且关于回旋涡盘19的按压滑动能确保良好的可靠性。 [0035] 使用图2～图4说明背压控制机构106的结构。图2详细地示出了图1所示的背压控制机构106。背压控制机构106由密封构件107、弹簧108、阀芯109、阀座部110构成，设在入口连接通路200和出口连接通路201之间。入口连接通路200的入口侧在固定涡盘20的与回旋涡盘的台板100滑动的滑动面上开口，该入口连接通路200起到将背压室102和背压控制机构106连通的作用。入口连接通路200由背压室102侧的入口连接通路301和背压控制机构106侧的入口连接通路302构成，所述通路301的截面积S1构成为大于所述通路302的截面积S2。 [0036] 所述出口连接通路201的出口侧在固定涡盘的吸入槽202开口，该出口连接通路201起到将背压控制机构106和吸入槽202连通的作用。 [0037] 图3是图1、图2所示的固定涡盘20的仰视图。如图3所示，吸入槽202与吸入空间203连通。需要说明的是，所述出口连接通路201也可以如图4那样构成为在与压缩室2连通的中间压力槽204开口。在以下的说明中，以在吸入槽202开口的结构(图3)为例进行说明。 [0038] 如图2所示，在压缩机停止状态下，阀芯109在弹簧108的弹簧负载的作用下被按压到阀座部110。在压缩机运转状态下，与吸入空间203连通的吸入槽202的压力下降，经由出口连接通路201而使阀芯109的上部压力P3变得低于阀芯109下部的通路302内的压力P2。因压力P2和压力P3的压力差而使作用于阀芯109的负载变得大于弹簧108的弹簧负载时，阀芯109开阀，由此从背压室102向吸入槽202流入气体及油，进行将背压室102的压力Pb保持为预定的压力的背压控制。 [0039] 图5是表示实施例1的回旋涡盘的台板100与入口连接通路200的位置关系的图。回旋涡盘的台板100由于进行回旋运动，因此台板外周端在入口连接通路200的下方移动。在由回旋涡盘的台板100闭塞了背压室侧的入口连接通路301的入口的一部分的状态下，构成开口部300。开口部300的面积S0始终为背压控制机构106侧的入口连接通路302的截面积S2以下，所述通路301和外周空间101始终连通。 [0040] 回旋涡盘的台板的外周空间101经由通路303与回旋涡盘的台板100的背压室102连通，但外周部压力P0相对于背压Pb产生在与回旋涡盘的台板100的移动相伴的气体压缩作用下施加的压力差量的变动。如(a)图所示，在回旋涡盘的台板100最靠近外周部的位置处压力最高，如(b)图所示，在回旋涡盘的台板100靠近内侧的位置(最远离外周部的位置)处压力最低。外周部压力P0的变动直接传播到阀芯109下部的通路302时，阀芯 109受压力变动的影响而产生异常振动，通过背压控制机构106的气体及油的流量增加，导致背压Pb降低。在本实施例中，所述通路301如前所述成为被节流的开口部300和被节流的通路302之间的扩大空间，因此，能抑制外周部压力P0的变动传播到通路302内，能获得减小压力P2的变动的效果，从而能防止背压Pb降低的不良情况。 [0041] 由此，能适当地保持回旋涡盘19向固定涡盘20的按压力，且能适当地确保向压缩室的供油，因此，能抑制压缩动作时的制冷剂泄漏损失，能提高能量效率。并且，通过背压的适当化，还能确保回旋涡盘19的滑动的可靠性。因此，能得到可实现高可靠性和高能量效率的涡旋压缩机。 [0042] 实施例2 [0043] 通过图6来说明本发明的涡旋压缩机的实施例2。图6是相当于图5的图。 [0044] 在本实施例中，也与上述实施例1同样地构成为开口部300的面积S0始终为背压控制机构侧的入口连接通路302的截面积S2以下。与实施例1的不同之处为存在回旋涡盘的台板100暂时将背压室侧的入口连接通路301全封闭的时间、所述通路301与外周空间101间歇性地连通。如本实施例这样，在外周部压力P0高时，所述通路301与外周空间101不连通，由此能更稳定地保持通路302内的压力P2，能防止背压Pb降低的不良情况。 [0045] 实施例3 [0046] 通过图7、图8来说明本发明的涡旋压缩机的实施例3。图7是相当于图5的图，图8是实施例3的固定涡盘的仰视图，是用于说明设在固定涡盘上的槽104的形状的图。 [0047] 在本实施例中，在固定涡盘的台板面上设有从背压室侧的入口连接通路301向外周侧延伸的槽104，回旋涡盘的台板100位于该槽104的下方，槽104的外周端始终位于比回旋涡盘的台板100的外周端靠外侧的位置。由此，成为所述背压室侧的入口连接通路301与外周空间101始终连通的结构。所述槽104的截面积S0为背压控制机构侧的入口连接通路302的截面积S2以下。所述通路301成为被节流的槽104与被节流的所述通路302之间的扩大空间，因此能抑制外周部压力P0的变动传播到通路302内，能获得减小压力P2的变动的效果，从而能防止背压Pb降低的不良情况。 [0048] 在上述实施例1或实施例2的情况下，因回旋半径的大小的不同有时难以在尺寸上形成本发明想要的结构，但根据该实施例3，能够不受回旋半径的影响，通过调整所述槽104的长度而容易地构成。 [0049] 实施例4 [0050] 通过图9来说明本发明的涡旋压缩机的实施例4。图9是相当于图5的图。 [0051] 本实施例4与所述实施例3的不同点在于槽104的外周端暂时位于比回旋涡盘的台板100的外周端靠内侧的位置。通过这样地构成，能将背压室侧的入口连接通路301与外周空间101间歇性地连通。在本实施例中，在外周部压力P0高时，所述通路301与外周空间101不连通，由此能更稳定地保持背压控制机构侧的入口连接通路302内的压力P2。 [0052] 在上述实施例1或实施例2的情况下，因回旋半径的大小的不同有时难以在尺寸上形成本发明想要的结构，但在该实施例4中，也能不受回旋半径的影响，通过调整槽104的长度而容易地构成。 [0053] 实施例5 [0054] 通过图10、图11来说明本发明的涡旋压缩机的实施例5。图10是相当于图5的图，图11是利用实施例5的回旋涡盘的俯视图来说明设在回旋涡盘上的槽103的形状的图。 [0055] 在本实施例中，在回旋涡盘的台板面上设有向其外周端延伸的槽103，固定涡盘的背压室侧的入口连接通路301始终位于该槽103的上方，所述通路301与外周空间101始终连通。所述槽103的截面积S0为背压控制机构侧的入口连接通路302的截面积S2以下。所述通路301成为被节流的槽103与被节流的所述通路302之间的扩大空间，因此能抑制外周部压力P0的变动传播到所述通路302内，能获得减小压力P2的变动的效果，因此能防止背压Pb降低的不良情况。 [0056] 在上述实施例1或实施例2的情况下，因回旋半径的大小的不同有时难以在尺寸上形成本发明想要的结构，但根据本实施例5，能不受回旋半径的影响，通过调整槽103的长度而容易地构成。 [0057] 实施例6 [0058] 通过图12来说明本发明的涡旋压缩机的实施例6。图12是相当于图5的图。 [0059] 本实施例6与上述实施例5的不同点在于固定涡盘的背压室侧的入口连接通路301暂时位于所述槽103的上方、所述通路301与外周空间101间歇性地连通。在外周部压力P0高时，所述通路301与外周空间101不连通，由此能更稳定地保持背压控制机构侧的入口连接通路302内的压力P2。 [0060] 在上述实施例1或实施例2的情况下，因回旋半径的大小的不同有时难以在尺寸上形成本发明想要的结构，但根据本实施例6，能不受回旋半径的影响，通过调整槽103的长度而容易地构成。 [0061] 实施例7 [0062] 通过图13、图14来说明本发明的涡旋压缩机的实施例7。图13是相当于图5的图，图14是利用实施例7中的回旋涡盘的俯视图来说明设在回旋涡盘上的孔105的形状的图。 [0063] 在本实施例中，在回旋涡盘的台板面上设有孔105，固定涡盘的背压室侧的入口连接通路301始终位于该孔105的上方，所述通路301与外周空间101始终连通。所述孔105的截面积S0为背压控制机构侧的入口连接通路302的截面积S2以下。所述通路301成为被节流的所述孔105与被节流的所述通路302之间的扩大空间，因此，能抑制外周部压力P0的变动传播到所述通路302内，能获得减小压力P2的变动的效果，从而能防止背压Pb降低的不良情况。 [0064] 实施例8 [0065] 通过图15来说明本发明的涡旋压缩机的实施例8。图15是相当于图5的图。 [0066] 本实施例与上述实施例7的不同点在于固定涡盘的背压室侧的入口连接通路301暂时位于所述孔105的上方、所述通路301与外周空间101间歇性地连通。在外周部压力P0高时，所述通路301与外周空间101不连通，由此能更稳定地保持背压控制机构侧的入口连接通路302内的压力P2。 [0067] 符号说明 [0068] 1：涡旋压缩机、2：压缩室、3：驱动部、4：喷出口、5：喷出空间、[0069] 6：吸入管、7：喷出管、8：定子、9：转子、10：电动机、 [0070] 11：曲轴、12：框架、13：副框架、 [0071] 14、15：轴支承部、16：副轴承壳体、 [0072] 17：电气端子、18：油、19：回旋涡盘、20：固定涡盘、 [0073] 21：密闭容器、 [0074] 100：回旋涡盘台板、101：回旋涡盘台板的外周空间、 [0075] 102：背压室、 [0076] 103、104：槽、105：孔、106：背压控制机构、 [0077] 107：密封构件、108：弹簧、109：阀芯、110：阀座部、 [0078] 200：入口连接通路、201：出口连接通路、 [0079] 202：吸入槽、203：吸入空间、204：中间压力槽、 [0080] 300：开口部、 [0081] 301：背压室侧的入口连接通路、302：背压控制机构侧的入口连接通路、[0082] 303：背压室与回旋涡盘台板外周空间的连接通路、 [0083] S0：开口部截面积、S1：背压室侧入口连接通路的截面积、 [0084] S2：背压控制机构侧入口连接通路的截面积、 [0085] P0：开口部截面积压力、P1：背压室侧入口连接通路的压力、 [0086] P2：背压控制机构侧入口连接通路的压力、 [0087] P3：出口连接通路的压力、Pb：背压室的压力。

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