涡旋压缩机 |
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| 申请号 | CN201480034312.2 | 申请日 | 2014-05-07 | 公开(公告)号 | CN105308322A | 公开(公告)日 | 2016-02-03 |
| 申请人 | 大金工业株式会社; | 发明人 | 除补义信; | ||||
| 摘要 | 在固定部件(40)的上表面中的由内侧密封环槽(45)与外侧密封环槽(46)划分出的面相对于比内侧密封环槽(45)靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽(46)靠外周一侧的面而言高一阶，从而构成限制倾覆面(43)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种涡旋压缩机，其包括静涡旋盘(22)、动涡旋盘(26)、曲柄轴(15)以及固定部件(40)，所述动涡旋盘(26)设置在该静涡旋盘(22)的下端侧并与该静涡旋盘(22)啮合，所述曲柄轴(15)连结在该动涡旋盘(26)的背面侧，所述固定部件(40)布置在该动涡旋盘(26)的下方且支承着该曲柄轴(15)自如旋转，由于高压作用于该动涡旋盘(26)的背面侧且该曲柄轴(15)进行旋转，而使得该动涡旋盘(26)边被推压到该静涡旋盘(22)一侧边被驱动着旋转，其特征在于： |
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| 说明书全文 | 涡旋压缩机技术领域背景技术[0002] 迄今为止，包括具有彼此啮合的涡旋状涡卷体的静涡旋盘及动涡旋盘的涡旋压缩机已为人所知(参照例如专利文献1)。在动涡旋盘的背面侧设置有固定部件(housing)，在动涡旋盘的端板与固定部件之间设置有阻止动涡旋盘自转的十字头联轴节。就该涡旋压缩机而言，当形成于静涡旋盘的涡卷体与动涡旋盘的涡卷体之间的压缩室在动涡旋盘旋转的过程中反复扩大和缩小之际，就会吸入低压气体后进行压缩。 [0003] 在此，在动涡旋盘的背面侧设置有密封环，该密封环嵌入到固定部件上表面上的密封槽中。并且，由于处于压缩过程中的高压流体被引入密封环内侧的空间，因而动涡旋盘的端板被推压着压接到静涡旋盘的端板上。由此，压缩室便成为封闭空间，以防止制冷剂等工作流体从压缩室中泄露出去。 [0004] 现有专利文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：日本公开特许公报特开2012－117519号公报 发明内容[0007] 发明所要解决的技术问题 [0008] 在此，当动涡旋盘旋转时，相对于将动涡旋盘推向静涡旋盘的力而言，压缩室内的工作流体的高压压力则会产生将动涡旋盘推回去的作用。这种将动涡旋盘推回去的力作为使动涡旋盘平行移动的力、和使动涡旋盘倾斜的力(倾覆力矩)起作用。 [0009] 就现有涡旋压缩机而言，若动涡旋盘倾覆，动涡旋盘的背面就会与十字头联轴节的上表面抵接。也就是说，十字头联轴节的上表面构成限制倾覆面。为了稳定地接住产生了倾覆的动涡旋盘，优选确保该限制倾覆面具有较大的表面积。 [0010] 然而，在现有涡旋压缩机中，因为在动涡旋盘的端板的外周缘附近设置有十字头联轴节，所以若欲通过增大十字头联轴节的外径来增大限制倾覆面的表面积的话，就还需要同时增大动涡旋盘的端板的外径，从而便会存在导致装置大型化的问题。进而，当动涡旋盘增大导致重量增加时就会存在下述问题，即：由于动涡旋盘的离心力增加而使得轴承载荷增加的问题、或者必须要增大用以抵消动涡旋盘失衡的平衡重的问题。 [0011] 本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于：在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面具有较大的表面积，该限制倾覆面为当动涡旋盘倾覆时的承接面。 [0012] 用以解决技术问题的技术方案 [0013] 本发明以下述涡旋压缩机为对象，该涡旋压缩机包括静涡旋盘22、动涡旋盘26、曲柄轴15以及固定部件40，所述动涡旋盘26设置在该静涡旋盘22的下端侧并与该静涡旋盘22啮合，所述曲柄轴15连结在该动涡旋盘26的背面侧，所述固定部件40布置在该动涡旋盘26的下方且支承着该曲柄轴15自如旋转，由于高压作用于该动涡旋盘26的背面侧且该曲柄轴15进行旋转，而使得该动涡旋盘26边被推压到该静涡旋盘22一侧边被驱动着旋转。并且，本发明采取了下述解决方案。 [0014] 也就是说，第一方面的发明的特征在于：在所述固定部件40的上表面的外周部形成有收纳部48，所述收纳部48凹陷成凹状且收纳有用来防止所述动涡旋盘26自转的十字头联轴节35，在所述固定部件40的比所述收纳部48靠内周一侧的上表面上形成有内侧密封环槽45及外侧密封环槽46，内侧密封环55嵌入到内侧密封环槽45中，外侧密封环56嵌入到外侧密封环槽46中，并且内侧密封环55的外径与外侧密封环56的外径互不相同，在所述动涡旋盘26的背面侧的由所述内侧密封环55与所述外侧密封环56划分出的空间构成背压室44，所述背压室44用以通过引入高压流体而将该动涡旋盘26推压到所述静涡旋盘22一侧，在所述固定部件40的上表面中的由所述内侧密封环槽45与所述外侧密封环槽46划分出的面相对于比所述内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比所述外侧密封环槽46靠外周一侧的面而言高一阶，从而构成限制倾覆面43，该限制倾覆面43成为当所述动涡旋盘26倾覆时的承接面。 [0015] 在第一方面的发明中，十字头联轴节35被收纳在收纳部48中，该收纳部48形成于固定部件40的上表面的外周部。在固定部件40的比收纳部48靠内周一侧的上表面上，形成有内侧密封环槽45及外侧密封环槽46。在固定部件40的上表面中的由内侧密封环槽45与外侧密封环槽46划分出的面构成限制倾覆面43，该限制倾覆面43相对于比内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽46靠外周一侧的面而言高一阶。由此，当动涡旋盘26倾覆时，动涡旋盘26的背面就能由限制倾覆面43接住。 [0016] 若具有上述结构，就能够在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面43具有较大的表面积，该限制倾覆面43为当动涡旋盘26倾覆时的承接面。具体而言，就现有涡旋压缩机来说，若动涡旋盘26倾覆，动涡旋盘26的背面就会与十字头联轴节的上表面抵接。也就是说，十字头联轴节的上表面构成限制倾覆面。在此，因为十字头联轴节布置在动涡旋盘26的端板的外周缘附近，所以若欲通过增大十字头联轴节的外径来增大限制倾覆面的表面积的话，就还需要同时增大动涡旋盘26的端板的外径，从而便会导致装置大型化。 [0017] 相对于此，在本发明中，使固定部件40的上表面中的由内侧密封环槽45与外侧密封环槽46划分出的面，即，由内侧密封环55与外侧密封环56划分出的背压室44的底面相对于比内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽46靠外周一侧的面高一阶而构成限制倾覆面43。这样一来，通过在固定部件40的比十字头联轴节35靠内侧的位置处设置限制倾覆面43，就能够在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面43具有较大的表面积。 [0018] 第二方面的发明是这样的，在第一方面的发明中，其特征在于：在所述限制倾覆面43上，形成有至少一个沿周向凹陷下去的环状槽51。 [0019] 在第二方面的发明中，因为在限制倾覆面43上形成了至少一个沿周向凹陷下去的环状槽51，所以即使在当涡旋压缩机开始运转时动涡旋盘26紧贴在固定部件40上表面的限制倾覆面43上的情况下，引入到背压室44内的高压流体也会沿着环状槽51布满动涡旋盘26的背面侧，从而能够很顺利地将动涡旋盘26推压到静涡旋盘22一侧。 [0020] 第三方面的发明是这样的，在第一或第二方面的发明中，其特征在于：在所述限制倾覆面43上形成有至少一个连通槽52，所述连通槽52沿径向延伸，从而将所述内侧密封环槽45与所述外侧密封环槽46连接起来。 [0021] 在第三方面的发明中，因为在限制倾覆面43上形成了至少一个连通槽52，所述连通槽52沿径向延伸将内侧密封环槽45与外侧密封环槽46连接起来，所以引入到背压室44内的高压流体就会经由连通槽52沿着内侧密封环槽45和外侧密封环槽46布满动涡旋盘26的背面侧，从而能够很顺利地将动涡旋盘26推压到静涡旋盘22一侧。 [0022] 第四方面的发明是这样的，在第一到第三方面的任一方面的发明中，其特征在于：在所述限制倾覆面43上设置有耐磨损性膜。 [0023] 在第四方面的发明中，因为在限制倾覆面43上设置了耐磨损性膜，所以能够使每当动涡旋盘26倾覆而碰撞到的限制倾覆面43的耐磨损性提高，从而能够谋求长寿命化。需要说明的是，能够采用磷酸盐处理(磷酸锰处理)、化学镀镍、DLC(类金刚石)镀膜处理、PTFE(聚四氟乙烯)涂层等制作耐磨损性膜。 [0024] 第五方面的发明是这样的，在第一到第四方面的任一方面的发明中，其特征在于：在所述固定部件40的上表面中的由所述内侧密封环槽45与所述外侧密封环槽46划分出的部分由相对于该固定部件40而言拆装自如的限制部件53形成，所述限制部件53的上表面构成所述限制倾覆面43。 [0025] 在第五方面的发明中，在固定部件40的上表面中的由内侧密封环槽45与外侧密封环槽46划分出的部分是由相对于固定部件40而言拆装自如的限制部件53形成的。并且，因为限制部件53的上表面构成限制倾覆面43，所以即使在每当动涡旋盘26倾覆产生碰撞而导致限制倾覆面43磨损的情况下，也只要仅将限制部件53拆下来进行更换即可，从而能够谋求长寿命化。 [0026] 发明的效果 [0027] 根据本发明，因为使由内侧密封环55与外侧密封环56划分出的背压室44的底面相对于比内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽46靠外周一侧的面高一阶而构成了限制倾覆面43，所以能够在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面43具有较大的表面积。附图说明 [0028] 图1是示出本发明的实施方式所涉及的涡旋压缩机的结构的纵向剖视图。 [0029] 图2是将固定部件的结构的一部分扩大后示出的纵向剖视图。 [0030] 图3是示出固定部件之结构的俯视图。 [0031] 图4是示出本变形例1所涉及的固定部件之结构的俯视图。 [0032] 图5是示出本变形例2所涉及的固定部件之结构的俯视图。 [0033] 图6是将变形例3所涉及的固定部件的结构的一部分扩大后示出的纵向剖视图。 具体实施方式[0034] 下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下对优选实施方式的说明在本质上仅为示例而已，并没有意图对本发明、其应用对象或者其用途加以限制。 [0035] 图1是示出本发明的实施方式所涉及的涡旋压缩机的结构的纵向剖视图。该涡旋压缩机10连接在例如进行制冷循环的制冷剂回路(省略图示)中，用以压缩制冷剂。 [0036] 如图1所示，涡旋压缩机10包括机壳11，该机壳11由呈纵向长度较长的圆筒状的密闭拱顶型压力容器构成，并且在该机壳11的底部设置有贮油部63。在该机壳11的内部，布置有在机壳11的中央沿上下方向延伸的曲柄轴15。并且，在曲柄轴15的轴向上的近似中央位置处，安装有让曲柄轴15旋转的电动机12。借助曲柄轴15旋转来压缩制冷剂的压缩机构20连结在曲柄轴15的上部。 [0037] 在机壳11的躯干部上，连接有将低压制冷剂吸入机壳11内的吸入管39。在机壳11的上部，连接有将已由压缩机构20压缩了的高压制冷剂喷向机壳11外的喷出管38。机壳11内被划分为低压空间S1和高压空间S2，低压制冷剂被吸入低压空间S1，高压制冷剂被喷到高压空间S2。 [0039] 曲柄轴15包括主轴部16、凸缘部17以及偏心轴部18，该主轴部16安装在转子12a上，该凸缘部17呈直径大于主轴部16的圆板状并形成在主轴部16的上端面上，该偏心轴部18的直径小于主轴部16并突出设置在凸缘部17的上表面上，并且该偏心轴部18相对于主轴部16的轴心偏心。在凸缘部17的上表面上装有平衡重19。 [0040] 当曲柄轴15的主轴部16被驱动着旋转时，偏心轴部18就相对于主轴部16进行偏心旋转，并且经由偏心轴部18使压缩机构20的下文所述的动涡旋盘26进行公转运动。 [0041] 在曲柄轴15的下端部安装有筒状吸入部件64。并且，曲柄轴15的下端部与吸入部件64一起浸渍到贮油部63中。在曲柄轴15中，形成有沿轴向贯穿的供油路15a。供油路15a在流路途中产生分支，以便向下文所述的下部轴承62和上部轴承42供油。润滑油在利用了离心力的离心泵作用下经由吸入部件64被从贮油部63中吸上来，该离心力是伴随曲柄轴15旋转而在供油路15a内产生的力。 [0043] 压缩机构20包括：固定在机壳11上部的内壁面上的静涡旋盘22、设置在静涡旋盘22的下端侧的动涡旋盘26、以及设置在动涡旋盘26的下端侧的固定部件40。 [0044] 静涡旋盘22包括：形成为厚度较厚的圆板状的静侧端板部22a、从静侧端板部22a的外周缘部开始朝着固定部件40一侧突出设置的缘部23、以及朝着动涡旋盘26一侧呈涡旋状突出设置的静侧涡卷体22b。在缘部23的一部分上，形成有突出地抵接到固定部件40一侧的突出部23a。在静侧端板部22a的近似中心处，形成有沿厚度方向贯穿的喷出孔22c。 [0045] 动涡旋盘26包括：形成为厚度较厚的圆板状的动侧端板部26a、以及朝着静涡旋盘22一侧呈涡旋状突出设置的动侧涡卷体26b。在动侧端板部26a的背面侧的中央部，一体地形成有圆筒状的凸出部34。轴承34a被压入到凸出部34中，曲柄轴15的偏心轴部18被轴承34a支承着可自如旋转。 [0046] 亦如图2所示，在动侧端板部26a中，形成有将下文所述的压缩室30与背压室44连通起来并将处于压缩过程中的高压流体供向背压室44内的供给路26c。 [0047] 在压缩机构20中，静侧涡卷体22b与动侧涡卷体26b相啮合，从而形成了用以压缩制冷剂的压缩室30。在静侧端板部22a的缘部23与静侧涡卷体22b的外周缘部之间形成有吸入开口部27，该吸入开口部27与压缩室30连通。吸入开口部27经由形成在固定部件40的外周缘部的连通孔28与低压空间S1连通，从而使得从吸入管39吸入到低压空间S1内的低压制冷剂流入压缩室30。 [0048] 并且，动涡旋盘26相对静涡旋盘22进行公转运动，由此来压缩制冷剂。压缩室30的中心部经由喷出孔22c与高压空间S2连通。由此，已在压缩室30内压缩了的制冷剂就从喷出孔22c被喷向高压空间S2。在喷出孔22c的开口端，安装有防止制冷剂朝压缩室30倒流的止回阀33。 [0049] 固定部件40的外周面被固定在机壳11的内壁面上。在固定部件40的上表面的中央部，形成有凹陷成凹状的曲柄室41。支承着曲柄轴15的主轴部16的上部使其能自如旋转的上部轴承42被埋入曲柄室41的底部。 [0050] 如图2和图3所示，在固定部件40上表面的外周部，形成有凹陷成凹状的收纳部48。在收纳部48中收纳有十字头联轴节35，该十字头联轴节35与在动涡旋盘26的动侧端板部26a的背面形成的键槽(省略图示)接合来防止动涡旋盘26自转。 [0051] 在固定部件40的上表面上，形成有外径互不相同且呈同心圆状的内侧密封环槽45及外侧密封环槽46。内侧密封环55嵌入到内侧密封环槽45中，外侧密封环56嵌入到外侧密封环槽46中。 [0052] 内侧密封环55及外侧密封环56的上表面紧贴在动涡旋盘26的动侧端板部26a的背面侧。由此，就由动涡旋盘26的背面侧、内侧密封环55的外周侧、外侧密封环56的内周侧以及固定部件40的上表面隔出背压室44。 [0053] 背压室44经由动涡旋盘26中的供给路26c与压缩室30连通。由此，当高压流体经由供给路26c被引入背压室44内时，高压就会作用在动涡旋盘26的背面侧，使得动涡旋盘26被推压到静涡旋盘22一侧。 [0054] 在固定部件40上表面中的由内侧密封环槽45与外侧密封环槽46划分出的面，即，背压室44的底面相对于比内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽46靠外周一侧的面而言高一阶，从而构成限制倾覆面43。该限制倾覆面43成为当动涡旋盘26抵抗推力而倾覆时的承接面。 [0055] 具体而言，当驱动动涡旋盘26旋转时，相对于将动涡旋盘26推向静涡旋盘22的力而言，压缩室30内的高压流体的高压压力则会产生将动涡旋盘26推回去的作用。这种将动涡旋盘26推回去的力不是让动涡旋盘26平行移动的力，而是作为使动涡旋盘26倾斜的力(倾覆力矩)起作用。也就是说，当动涡旋盘26抵抗推力而被推回到固定部件40一侧时，限制倾覆面43就会与动涡旋盘26的背面抵接，从而限制动涡旋盘26产生更大程度的倾覆。 [0056] 在限制倾覆面43上设置有耐磨损性膜。能够采用磷酸盐处理(磷酸锰处理)、化学镀镍、DLC(类金刚石)镀膜处理、PTFE(聚四氟乙烯)涂层等制作耐磨损性膜。由此，能够使每当动涡旋盘26倾覆而碰撞到的限制倾覆面43的耐磨损性提高，从而能够谋求长寿命化。 [0057] 接着，对涡旋压缩机10的运转动作进行说明。首先，当启动电动机12时，曲柄轴15就会伴随转子12a旋转而进行旋转。虽然曲柄轴15的旋转力会经由偏心轴部18传递给动涡旋盘26，不过能够利用十字头联轴节35限制动涡旋盘26自转，因而动涡旋盘26围着曲柄轴15的旋转中心不进行自转而仅进行公转。并且，压缩室30的容积会由于动涡旋盘 26的公转运转产生变化。 [0058] 具体而言，当压缩室30的容积扩大时，已从吸入管39吸入到机壳11中的低压空间S1内的低压制冷剂就从连通孔28经由吸入开口部27被吸入到压缩室30内进行压缩。经压缩而成为高压的制冷剂被从喷出孔22c喷出后就会充满高压空间S2。然后，高压制冷剂就从喷出管38被喷到机壳11外部。 [0059] 在此，已在压缩室30中压缩而成的高压制冷剂的一部分就经由形成在动涡旋盘26的动侧端板部26a中的供给路26c被引入背压室44内。由此，动涡旋盘26就会边被推压到静涡旋盘22一侧边进行旋转。在此，即使动涡旋盘26抵抗推力被推回到固定部件40一侧，动涡旋盘26的背面也会与限制倾覆面43抵接，因而能够限制动涡旋盘26产生倾覆。 [0060] 需要说明的是，在涡旋压缩机10运转的过程中，贮油部63内的润滑油通过供油路15a被供给轴承34a，并且经由未图示出来的分支流路被供给上部轴承42及下部轴承62。 [0061] 如上所述，根据本实施方式所涉及的涡旋压缩机10，使固定部件40上表面中的由内侧密封环槽45与外侧密封环槽46划分出的面，即，由内侧密封环55与外侧密封环56划分出的背压室44的底面相对于比内侧密封环槽45靠内周一侧的面以及比外侧密封环槽46靠外周一侧的面高一阶而构成限制倾覆面43。这样一来，通过在固定部件40的比十字头联轴节35靠内侧的位置处设置限制倾覆面43，就能够在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面43具有较大的表面积。 [0062] ＜变形例1＞ [0063] 图4是示出本变形例1所涉及的固定部件之结构的俯视图。针对与上述实施方式相同的部分标注相同的符号，仅对不同点进行说明。 [0064] 如图4所示，在固定部件40上表面的限制倾覆面43上，形成有沿周向凹陷下去的环状槽51。环状槽51与内侧密封环槽45及外侧密封环槽46呈同心圆状。 [0065] 若具有上述结构，则即使在当涡旋压缩机10开始运转时动涡旋盘26紧贴在固定部件40上表面的限制倾覆面43上的情况下，引入到背压室44内的高压流体也会沿着环状槽51布满动涡旋盘26的背面侧，从而能够很顺利地将动涡旋盘26推压到静涡旋盘22一侧。 [0066] 需要说明的是，在本变形例1中，对仅形成了一个环状槽51的形态进行了说明，不过也可以形成多个环状槽51。 [0067] ＜变形例2＞ [0068] 图5是示出本变形例2所涉及的固定部件之结构的俯视图。针对与上述实施方式相同的部分标注相同的符号，仅对不同点进行说明。 [0069] 如图5所示，在固定部件40上表面的限制倾覆面43上形成有连通槽52，该连通槽52沿径向延伸，从而将内侧密封环槽45与外侧密封环槽46连接起来。 [0070] 若具有上述结构，则引入到背压室44内的高压流体就会经由连通槽52沿着内侧密封环槽45和外侧密封环槽46布满动涡旋盘26的背面侧，从而能够很顺利地将动涡旋盘26推压到静涡旋盘22一侧。 [0071] 需要说明的是，在本变形例2中，对仅形成了一个连通槽52的形态进行了说明，不过也可以在周向上留出间隔地形成多个连通槽52。 [0072] ＜变形例3＞ [0073] 图6是将本变形例3所涉及的固定部件的结构的一部分扩大后示出的纵向剖视图。针对与上述实施方式相同的部分标注相同的符号，仅对不同点进行说明。 [0074] 如图6所示，在固定部件40的上表面上，形成有凹陷成凹状的凹槽47。在凹槽47中收纳有环状限制部件53。限制部件53由未图示出来的紧固螺栓、销等以可自如拆装的方式固定在固定部件40上。 [0075] 限制部件53的环宽被设定为小于凹槽47的槽宽。由此，就在凹槽47的内周壁与限制部件53的内周壁之间形成了内侧密封环槽45，并且在凹槽47的外周壁与限制部件53的外周壁之间形成了外侧密封环槽46。内侧密封环55嵌入到内侧密封环槽45中，外侧密封环56嵌入到外侧密封环槽46中。 [0076] 限制部件53的厚度大于凹槽47的槽深。由此，限制部件53的上表面就比固定部件40的上表面高一阶而构成了限制倾覆面43。 [0077] 这样一来，因为限制部件53的上表面构成了限制倾覆面43，所以即使在每当动涡旋盘26倾覆产生碰撞而导致限制倾覆面43磨损的情况下，也只要仅将限制部件53拆下来进行更换即可，从而能够谋求长寿命化。 [0078] 产业实用性 [0079] 综上所述，本发明能够获得下述实用性很高的效果，即：能够在不使装置大型化的情况下确保限制倾覆面具有较大的表面积，该限制倾覆面为当动涡旋盘倾覆时的承接面，因此极为有用，具有很高的产业实用性。 [0080] 符号说明 [0081] 10 涡旋压缩机； [0082] 15 曲柄轴； [0083] 22 静涡旋盘； [0084] 26 动涡旋盘； [0085] 35 十字头联轴节； [0086] 40 固定部件； [0087] 43 限制倾覆面； [0088] 44 背压室； [0089] 45 内侧密封环槽； [0090] 46 外侧密封环槽； [0091] 48 收纳部； [0092] 51 环状槽； [0093] 52 连通槽； [0094] 53 限制部件； [0095] 55 内侧密封环； [0096] 56 外侧密封环。 |
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