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螺旋式 压缩机

阅读：138发布：2023-01-23

专利汇可以提供螺旋式压缩机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型的螺旋式压缩机，在螺旋转子反旋转时，闸转子的齿部的前端部与排出侧壁部对置的区域的至少一部分成为非接触构造，所述排出侧壁部是形成供齿部的前端部啮合的螺旋槽的排出侧的壁。，下面是螺旋式压缩机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种螺旋式压缩机，具备：
螺旋转子，其在外周面形成有多个螺旋槽且一端成为流体的吸入侧、另一端成为排出侧；和
闸转子，其在外周部形成有与所述螺旋槽啮合的多个齿部，
所述闸转子伴随所述螺旋转子的旋转而旋转，对所述流体进行压缩，
所述螺旋式压缩机的特征在于，
在所述螺旋转子反旋转时，所述齿部的前端部与排出侧壁部对置的区域的至少一部分成为非接触构造，所述排出侧壁部是形成供所述齿部的前端部啮合的所述螺旋槽的排出侧的壁。
2.根据权利要求1所述的螺旋式压缩机，其特征在于，
在所述齿部的前端部与所述排出侧壁部之间具有间隙，构成所述非接触构造。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋式压缩机，其特征在于，
在所述齿部中周向上对置的一对侧面中的在所述齿部与所述螺旋槽啮合的状态下成为排出侧的排出侧侧面的前端部，位于比所述前端部以外的部分靠吸入侧的位置，所述齿部的前端部的齿宽变得比其他部分短。
4.根据权利要求1或2所述的螺旋式压缩机，其特征在于，
反旋转时在所述排出侧壁部处与所述齿部的前端部对置的区域位于比其他区域靠排出侧的位置，所述螺旋槽的槽宽在排出侧扩大，在所述齿部的前端部与所述排出侧壁部之间形成有所述间隙。
5.根据权利要求1或2所述的螺旋式压缩机，其特征在于，
具备壳体，其形成有将压缩后的所述流体排出的排出口，
反旋转时在所述排出侧壁部处与所述齿部的前端部对置的区域中的、反旋转时的所述螺旋转子的旋转方向的前端侧且与所述排出口连通的区域，位于比其他区域靠排出侧的位置，所述螺旋槽的槽宽在排出侧扩大，在所述齿部的前端部与所述排出侧壁部之间形成有所述间隙。

说明书全文

螺旋式压缩机

技术领域

[0001] 本实用新型涉及螺旋式压缩机，特别是涉及防止闸转子破损的对策。

背景技术

[0002] 以往公知有作为制冷空调用等的压缩机使用的单螺旋式压缩机。例如专利文献1的单螺旋式压缩机具备：螺旋转子，其在外周部具有多个螺旋槽；和两片圆板状的闸转子，它们的多个齿部以放射状配置。螺旋转子以能够旋转的方式配置于设置在压缩机的壳体内的圆筒壁内。另外，闸转子构成为齿部贯通圆筒壁而与螺旋槽啮合。两片闸转子的轴芯与螺旋转子的轴芯正交，并隔着螺旋转子对称地设置。而且，通过圆筒壁的内周面、螺旋槽以及闸转子的齿部而在圆筒壁内形成两个压缩室。

[0003] 在该单螺旋式压缩机中，伴随螺旋转子的旋转反复进行以下动作：即闸转子的齿部在螺旋槽移动，压缩室的容积扩大后缩小。在压缩室的容积扩大期间，制冷剂被向压缩室吸入，若压缩室的容积开始缩小，则吸入的制冷剂被压缩。而且，若构成压缩室的螺旋槽与排出口连通，则压缩后的高压制冷剂经由排出口而从压缩室排出。

[0004] 在运转中的单螺旋式压缩机中，在闸转子的齿部中周向上对置的一对侧面中的在齿部与螺旋槽啮合的状态下位于吸入侧的吸入侧侧面与构成螺旋槽的壁部一边接触、一边使螺旋转子旋转。另一方面，停止时因制冷剂的高低压差而导致螺旋转子反旋转。若螺旋转子反旋转，则齿部的上述一对侧面中的排出侧侧面与构成螺旋槽的壁部一边接触、一边使螺旋转子旋转。有可能因该反旋转而导致闸转子产生损伤或磨损。

[0005] 因此，在专利文献1的单螺旋式压缩机中，停止时从节能器口向螺旋槽注入制冷剂气体来缩小高低压的差，从而抑制反旋转时间，抑制闸转子的损伤或磨损。

[0006] 专利文献1：日本特开2013-136957号公报

[0007] 然而，专利文献1的构造是以具有用于向压缩室导入制冷剂气体的节能器口为前提的，因而无法应用于无节能器口的压缩机。实用新型内容

[0008] 本实用新型是鉴于这样的问题所做出的，目的在于抑制螺旋转子反旋转时的闸转子的损伤或磨损。

[0009] 本实用新型的螺旋式压缩机具备：螺旋转子，其在外周面形成有多个螺旋槽且一端成为流体的吸入侧、另一端成为排出侧；和闸转子，其在外周部形成有与螺旋槽啮合的多个齿部，闸转子伴随螺旋转子的旋转而旋转，对流体进行压缩，其中，在螺旋转子反旋转时，齿部的前端部与排出侧壁部对置的区域的至少一部分成为非接触构造，上述排出侧壁部是形成供齿部的前端部啮合的螺旋槽的排出侧的壁。

[0010] 根据本实用新型的螺旋式压缩机，在反旋转时，闸转子的齿部的前端部与排出侧壁部对置的区域中的至少一部分成为非接触构造，上述排出侧壁部形成供齿部的前端部啮合的螺旋槽，因而能够抑制闸转子的损伤或磨损。附图说明

[0011] 图1是本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的简要剖视图。

[0012] 图2是表示本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机中的螺旋转子的螺旋槽与闸转子的齿部的啮合部分的立体图。

[0013] 图3是本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的动作说明图。

[0014] 图4是螺旋转子正旋转时闸转子的齿部相对于螺旋槽的位置的说明图。

[0015] 图5是螺旋转子反旋转时闸转子的齿部相对于螺旋槽的位置的说明图。

[0016] 图6是放大表示本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的一部分的简要放大图。

[0017] 图7是本实用新型的实施方式2的螺旋式压缩机的主要部位的简要剖视图。

[0018] 图8是展开本实用新型的实施方式2的螺旋式压缩机的螺旋槽的槽底的图。

[0019] 图9是本实用新型的实施方式3的螺旋式压缩机的主要部位的简要剖视图。

[0020] 图10是展开本实用新型的实施方式3的螺旋式压缩机的螺旋槽的槽底的图。

具体实施方式

[0021] 以下，基于附图对本实用新型的实施方式进行说明。

[0022] 另外，在各图中标注相同的附图标记的结构是相同或与之相当的结构，这在说明书全文中共通。此外，说明书全文中所示的构成要素的方式只不过是例示，并不限定于上述记载。

[0023] 实施方式1.

[0024] 使用图1～图6对本实施方式1的螺旋式压缩机进行说明。另外，螺旋式压缩机与使制冷剂循环来进行蒸气压缩式的制冷循环的制冷回路连接。

[0025] 图1是本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的简要剖视图。在图1中，右侧为吸入侧，左侧为排出侧。图2是表示本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机中的螺旋转子的螺旋槽与闸转子的齿部的啮合部分的立体图。在图2中，右里侧为吸入侧，左下侧为排出侧。另外，在图2中，实线箭头表示螺旋轴的旋转方向，空心箭头表示吸入气体被吸入的样子。

[0026] 本实施方式1的螺旋式压缩机1是单螺旋式压缩机，在此，利用两个闸转子7与一个螺旋转子5啮合的类型的单螺旋式压缩机的例子对本实施方式1进行说明。

[0027] 如图1所示，螺旋式压缩机1具备筒状的壳体2、收纳于壳体2内的马达3、固定于马达3并被马达3旋转驱动的螺旋轴4、以及固定于螺旋轴4的螺旋转子5等。螺旋轴4的未固定于马达3的一侧的端部被轴承6支承为旋转自由。

[0028] 马达3由内接固定于壳体2内的定子3a和配置于定子3a的内侧的马达转子3b构成。马达转子3b与螺旋转子5同样固定于螺旋轴4，并且配置在与螺旋转子5同一轴线上。

[0029] 螺旋转子5是圆柱状，在外周部形成有多条从螺旋转子5的一端朝向另一端以螺旋状延伸的螺旋槽5a。螺旋转子5的一端侧(图1的右侧)成为制冷剂气体的吸入侧，另一端侧(图1的左侧)成为制冷剂气体的排出侧。壳体2内被隔壁(未图示)分隔成由低压的制冷剂气体填满的吸入压力空间、和由高压的制冷剂气体填满的排出压力空间，螺旋转子5的一端侧与吸入压力空间连通，另一端侧与排出压力空间连通。

[0030] 另外，在螺旋转子5的侧面以相对于螺旋轴4轴对称的方式配置有两片闸转子7。

[0031] 闸转子7为圆板状，在外周面沿周向放射状地设置有多个齿部7a，并由闸转子支承件8支承。闸转子7配置为齿部7a与螺旋转子5的螺旋槽5a啮合，利用由螺旋槽5a、闸转子7的齿部7a、壳体2的内周面以及滑阀9包围的空间形成压缩室10。在压缩室10填满从吸入压力空间吸入的制冷剂气体，另外，注入用于进行轴承6的润滑以及压缩室10的密封的油。

[0032] 另外，在壳体2的内周面与螺旋转子5之间配置有滑阀9。滑阀9设置为能够沿着螺旋转子5的外周面在螺旋转子5的螺旋轴4方向上滑动，且具有开口部9a。

[0033] 在壳体2形成有向在壳体2内划分而形成的排出室11连结的排出口2a(参照后述的图3)。而且，填满于压缩室10内的高压的制冷剂气体以及油在通过滑阀9的开口部9a之后，经由排出口2a向排出室11排出。

[0034] 接下来，对本实施方式1的螺旋式压缩机1的运转动作进行说明。

[0035] 图3是本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的动作说明图。

[0036] 在螺旋式压缩机1中，若启动马达3，则螺旋转子5伴随螺旋轴4旋转而旋转。此处的旋转为正旋转。伴随该螺旋转子5的旋转，闸转子7也旋转，在压缩室10内反复进行吸入行程、压缩行程以及排出行程。在此，着眼于图3中标注网点的压缩室10来说明压缩动作。

[0037] 图3(a)表示吸入行程中的压缩室10的状态。形成有压缩室10的螺旋槽5a与闸转子7的齿部7a啮合。然后，螺旋转子5被马达3驱动而向实线箭头的方向旋转，该齿部7a朝向螺旋槽5a的终端相对地移动，从而闸转子7向细空心箭头的方向旋转。吸入行程的压缩室10具有最扩大的容积，并与壳体2的吸入侧的空间连通，填满有低压的制冷剂气体。

[0038] 而且，若螺旋转子5旋转，则闸转子7的齿部7a与该旋转联动地依次向排出口2a旋转移动，由此如图3(b)那样，压缩室10的容积缩小，压缩室10内的制冷剂气体被压缩。

[0039] 而且，若螺旋转子5继续旋转，则如图3(c)所示，压缩室10与排出口2a连通。由此，在压缩室内压缩后的高压的制冷剂气体经由在图3中未图示的滑阀9的开口部9a，从排出口2a向排出室11排出。排出至排出室11后的制冷剂向螺旋式压缩机1的外部排出。

[0040] 在这样的螺旋式压缩机1的运转中，压缩室10内的压力按照(a)＝>(b)＝>(c)的顺序逐渐升高，在(c)中成为高压。然后，若停止螺旋式压缩机1的运转，则如上所述，螺旋转子5因螺旋转子5的低压侧与高压侧的压力差而反旋转。若螺旋转子5反旋转，则压缩室10中的压力比吸入侧的压力低，在不实施本实用新型的改进的现有的结构中，闸转子7受到损伤。
使用图4以及图5对该现象再次进行说明。

[0041] 图4是螺旋转子正旋转时闸转子的齿部相对于螺旋槽的位置的说明图。图5是螺旋转子反旋转时闸转子的齿部相对于螺旋槽的位置的说明图。图4以及图5均将一个螺旋槽和与该螺旋槽啮合的闸转子的齿部一同展开而示出。图4的箭头表示螺旋转子5正旋转时的移动方向，图5的箭头表示螺旋转子5反旋转时的移动方向。另外，在图4以及图5中，右侧为吸入侧，左侧为排出侧。

[0042] 在螺旋式压缩机1的运转中，即在螺旋转子5正旋转的期间，如图2以及图4所示，闸转子7的齿部7a与构成供齿部7a咬入的螺旋槽5a的两个壁部5b中的吸入侧的壁部亦即吸入侧壁部5bb接触。更具体而言，齿部7a的吸入侧侧面7c与吸入侧壁部5bb接触。吸入侧侧面7c是指齿部7a的周向上对置的一对侧面中的、齿部7a与螺旋槽5a啮合的状态下的吸入侧的侧面。此外，以下将齿部7a的周向上对置的一对侧面中的排出侧称为排出侧侧面7b。另外，将两个壁部5b中的排出侧的壁部称为排出侧壁部5ba。

[0043] 另一方面，若螺旋转子5反旋转导致压缩室10的中的压力变得比吸入室的压力低，则与运转时相反的方向的按压力作用于闸转子7，如图5所示，齿部7a的排出侧侧面7b与排出侧壁部5ba接触。另外，图5中的虚线所示的部分表示齿部7a的齿宽从根部至前端部相同的现有结构的齿部的形状，实线表示本实施方式1的齿部7a。

[0044] 而且，在反旋转时，当闸转子7的齿部7a咬入螺旋转子5时，齿部7a的排出侧侧面7b与排出侧壁部5ba接触。在此，齿部7a的排出侧侧面7b的前端部70在反旋转中总是与排出侧壁部5ba接触。

[0045] 在此，着眼于从正旋转切换成反旋转时和与排出口2a连通的螺旋槽5a啮合的齿部7a来考虑。在图2的状态下，对于与排出口2a连通的齿部7a而言，齿部7a的排出侧侧面7b中的从中央部至根部不与排出侧壁部5ba接触，仅前端部70接触。而且，在从该状态反旋转而导致该齿部7a脱离与螺旋槽5a的啮合之前，处于齿部7a的排出侧侧面7b中的前端部70总是与排出侧壁部5ba接触的状态。

[0046] 这样，反旋转时，齿部7a的排出侧侧面7b的前端部70与排出侧壁部5ba接触的时间比排出侧侧面7b的中央部以及根部长，因此容易产生损伤或磨损。

[0047] 另外，如图4以及图5所示，对于闸转子7的齿部7a而言，齿部7a的表面7d与吸入侧侧面7c所成的角度为钝角，相对于此，表面7d与排出侧侧面7b所成的角度为锐角，即齿部7a的排出侧的厚度变薄。另外，在闸转子7的齿部7a中，表面7d与排出侧侧面7b的角度为锐角的并不是齿部7a的排出侧整体，而是排出侧的前端部，其他部分为钝角。这样，齿部7a的排出侧的前端部的厚度变薄不会成为齿部7a容易损伤的一个因素。另外，齿部7a的上述角度根据位置不同而各异地形成为锐角与钝角是因为：相对于螺旋槽5a的排出侧壁部5b的切线角越靠近排出侧，越接近于垂直。

[0048] 因此，在本实施方式1中，为了将闸转子7的损伤防患于未然而采用以下的构造。

[0049] 图6是放大表示本实用新型的实施方式1的螺旋式压缩机的一部分的简要放大图。

[0050] 在本实施方式1中，如图6所示，在齿部7a的前端部，在与排出侧壁部5ba之间设置间隙12。即，构成为齿部7a的排出侧侧面7b的前端部7ba的位置位于比其他部分靠吸入侧的位置，齿部7a的前端部的齿宽比其他部分的齿宽短。更具体而言，齿部7a为切掉图5中虚线所示的由现有的齿部7a的排出侧侧面7b与前端面7e形成的角部后的形状。这样，形成为在齿部7a与螺旋槽5a啮合的状态下齿部7a的排出侧侧面7b的前端部7ba与排出侧壁部5ba不接触的非接触构造。

[0051] 在闸转子7的各齿部7a各自中，间隙12一致，作为优选的间隙尺寸，例如设定为20μm～70μm。该间隙12在齿部7a咬入螺旋槽5a的期间总是形成。

[0052] 通过这样构成，在反旋转时成为如下动作，即虽然如图5所示，齿部7a靠近螺旋转子5的排出侧壁部5ba侧并与排出侧壁部5ba接触，但接触的是齿部7a的中央部至根部，前端部不接触。因此能够抑制齿部7a的前端部的损伤。

[0053] 实施方式1的效果

[0054] 根据实施方式1，在闸转子7的齿部7a的前端部，在与排出侧壁部5ba之间设置间隙12，因而能够抑制反旋转时闸转子7的齿部7a的前端部的损伤以及磨损。通过这样设置间隙
12，反旋转时齿部7a中与排出侧壁部5ba接触的部分是从齿部7a的中央部至根部。从齿部7a的中央部至根部是齿部7a的吸入侧侧面7c与表面7d的角度不像前端部那样为锐角而为钝角且强度较高的部分。因此，从这点考虑也能够抑制闸转子7的损伤，能够抑制性能的老化降低。

[0055] 另外，在这样抑制闸转子7的损伤时，不需要设置复杂的控制机构、部件，仅设置间隙12即可，因而不增加构成部件就能够容易地实现闸转子7的损伤抑制。另外，在设置间隙12时，仅变更齿宽从根部至前端部相同的已有的现有结构的齿部的前端形状即可，因而相对于现有的产品也能够容易地应用齿部7a的前端部的形状。

[0056] 实施方式2.

[0057] 在上述实施方式1中，作为用于在齿部7a的前端部与排出侧壁部5ba之间形成间隙的结构，构成为齿部7a的排出侧侧面7b的前端部7ba的位置靠近吸入侧，从而齿部7a的前端侧的齿宽比齿部7a的根侧的齿宽短。与此相对，实施方式2作为用于在齿部7a的前端部与排出侧壁部5ba之间形成间隙的结构，对与实施方式1不同的方式进行说明。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，本实施方式2中未说明的结构与实施方式1同样。

[0058] 图7是本实用新型的实施方式2的螺旋式压缩机的主要部位的简要剖视图。图8是展开本实用新型的实施方式2的螺旋式压缩机的螺旋槽的槽底的图。

[0059] 在实施方式2中，反旋转时排出侧壁部5ba中的与齿部7a的前端部对置的区域5c位于比其他区域更靠排出侧的位置并在齿部7a的前端部与排出侧壁部5ba之间形成有间隙13。在图8中，双点划线表示排出侧壁部5ba中未形成间隙13的其他区域的排出侧壁部5ba的位置。

[0060] 区域5c是与排出侧壁部5ba中的从槽底至齿部7a的厚度相当且沿螺旋槽5a的槽方向(图8的箭头方向)延伸的区域。间隙13的槽方向的长度至少具有在反旋转时从齿部7a与螺旋槽5a啮合的状态至脱离啮合为止的期间供齿部7a在螺旋槽5a移动的长度。该间隙13在齿部7a咬入螺旋槽5a的期间总是形成。

[0061] 实施方式2的效果

[0062] 根据实施方式2，能够获得与实施方式1同样的效果。

[0063] 实施方式3.

[0064] 在上述实施方式2中，间隙13形成为沿螺旋槽5a的槽方向延伸。本实施方式3使间隙13的槽方向的长度比实施方式2短，并且限定其位置。以下，以与实施方式2的不同点为中心进行说明，本实施方式3中未说明的结构与实施方式2同样。

[0065] 图9是本实用新型的实施方式3的螺旋式压缩机的主要部位的简要剖视图。图10是展开本实用新型的实施方式3的螺旋式压缩机的螺旋槽的槽底的图。

[0066] 对于实施方式3而言，反旋转时排出侧壁部5ba中的与齿部7a的前端部对置的区域即沿槽方向(图10的箭头方向)延伸的区域中的一部分位于比其他区域更靠排出侧的位置且槽宽在排出侧扩大而变大。具体而言，一部分是指沿槽方向(图10的箭头方向)延伸的区域中的反旋转时成为螺旋转子5的旋转方向的前端侧的端部区域，即与排出口2a(参照图2)连通的区域。

[0067] 在该区域设置间隙13，从而反旋转时与排出口2a连通的区域中的螺旋转子5与闸转子7的接触即螺旋转子5的排出侧壁部5ba与闸转子7的排出侧侧面7b的接触消失。因此，闸转子7的前端部与螺旋转子5的排出侧壁部5ba接触的时间变短，因而能够充分获得闸转子7的破损抑制效果。

[0068] 另外，将设置间隙13的区域缩减至螺旋槽5a中的与排出口2a连通的区域，从而间隙13的槽方向的长度变得比实施方式2短。这样，间隙13的槽方向的长度变短，从而能够抑制正旋转时即通常运转时从间隙13的制冷剂泄漏。因此，与实施方式1以及实施方式2相比，实施方式3的通常运转时的性能提高。

[0069] 实施方式3的效果

[0070] 根据实施方式3，能够获得与实施方式2同样的效果，并且将间隙13的位置缩减至齿部7a的破损抑制比实施方式2有效的位置即与排出口2a连通的区域，因而能够获得以下效果。即，与实施方式1以及实施方式2相比，能够抑制通常运转时从间隙13的制冷剂泄漏。因此，与实施方式1以及实施方式2相比，实施方式3的通常运转时的性能提高。

[0071] 附图标记说明：1…螺旋式压缩机；2…壳体；2a…排出口；3…马达；3a…定子；3b…马达转子；4…螺旋轴；5…螺旋转子；5a…螺旋槽；5b…壁部；5ba…排出侧壁部；5bb…吸入侧壁部；5c…区域；6…轴承；7…闸转子；7a…齿部；7b…排出侧侧面；7ba…前端部；7c…吸入侧侧面；7d…表面；7e…前端面；8…闸转子支承件；9…滑阀；9a…开口部；10…压缩室；11…排出室；12…间隙；13…间隙；70…前端部。

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