CN1201083C - 涡旋型压缩机 - Google Patents

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CN1201083C CNB01801741XA CN01801741A CN1201083C CN 1201083 C CN1201083 C CN 1201083C CN B01801741X A CNB01801741X A CN B01801741XA CN 01801741 A CN01801741 A CN 01801741A CN 1201083 C CN1201083 C CN 1201083C
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Abstract

本发明的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件。固定涡旋部件和回转涡旋部件的端板做成为沿着壁体的涡旋在中心部侧高度大、在外周端侧高度小的台阶部,壁体的上缘与端板的台阶部对应地做成台阶形状。在壁体的上缘与端板之间分别设有间隙,在室温下的间隙的高度比运转状态时的高度大。台阶部设在沿着涡旋方向距外周端超过行进角π(rad)的位置。另外,在固定涡旋部件的端板上形成凹部,在该凹部内设有排出阀。设有在回转涡旋部件的回转轴方向可移动的板体,设有推压该板体的推压机构。另外,连接各端板一面上相邻部位的连接壁面的形状,由连接各上缘相邻部位的连接缘的回转轨迹包络线决定。另外,设有将借助该连接缘与连接壁面的接触而形成的2个压缩室连通的连通路。

Description

涡旋型压缩机
技术领域
本发明涉及空调装置或制冷装置等备有的涡旋型压缩机。
背景技术
涡旋型压缩机,将固定涡旋部件和回转涡旋部件的涡旋状壁体相互组合,使回转涡旋部件相对于固定涡旋部件公转,使形成于壁体间的压缩室容积渐渐减小,对该压缩室内的流体进行压缩。
涡旋型压缩机的设计上的压缩比是压缩室的最大容积(壁体相互啮合、形成压缩室时的容积)相对于压缩室最小容积(壁体之间的啮合解除、压缩室即将消失时的容积)的比,可用下式(I)表示。
Vi={A(θsuc)·L}/{A(θtop)·L}=A(θsuc)/A(θtop)    …(I)
(I)式中,A(θ)是表示压缩室的平行于回转面的断面积的函数,该压缩室根据回转涡旋部件的回转角θ使容积变化。θsuc是压缩室为最大容积时的回转涡旋部件的回转角。θtop是压缩室为最小容积时的回转涡旋部件的回转角。L是壁体相互间的重叠长度。
已往,为了提高涡旋压缩机的压缩比Vi,通过采用增大两涡旋的壁体的圈数,以加大最大容积时的压缩室的断面积A(θ)。但是,增加壁体的圈数时,涡旋的外形扩大,使压缩机本身大型化,因此,在对大小有严格限制的汽车用空调装置中很难采用该压缩机。
为了解决上述问题,在日本特公昭60-17956号公报中,提出了下述的技术方案。即,固定涡旋部件和回转涡旋部件都将其壁体的涡旋状上缘做成为中心侧低、外周端侧高的台阶形状,并且,与该上缘的台阶形状对应地、两涡旋都把端板的侧面做成为中心侧高、外周侧低的台阶形状。
图41A表示的固定涡旋部件150,备有端板150a和立设于端板150a一侧面的涡旋状壁体150b。图41B表示的回转涡旋部件151,与固定涡旋部件150同样地,备有端板151a和立设于端板151a一侧面上的涡旋状壁体151b。
在固定涡旋部件150和回转涡旋部件151的端板150a、151a的侧面上,在距壁体150b、151b的涡旋外周端π弧度(rad)的位置形成中心部侧高、外周端侧低的台阶部152。另外,与该端板150a、151a的台阶部152对应地,在两涡旋150、151备有的壁体150b、151b的涡旋状上缘形成中心部侧低、外周端侧高的台阶部153。
上述的涡旋型压缩机中,将固定涡旋部件150和回转涡旋部件151的各壁体150b、151b啮合,形成最大容积的压缩室P,图42A表示该状态。图42B是压缩室P的、沿着涡旋方向的断面图。图42B的左方向是涡旋中心侧。
从图42B可知,位于台阶部152外周端侧的重叠长度L1,比内侧的重叠长度Ls大。因此,与重叠长度为一样时相比,压缩室P的最大容积增大,其增大的程度与台阶部52外周侧重叠长度加长的程度相应。因此,即使不增加壁体的圈数,也能提高设计上的压缩比。
根据上述,由于最大容积时的压缩室的重叠长度是L1,最小容积时的压缩室的重叠长度是Ls,所以,设计上的压缩比Vi′可用下式(II)表示。
Vi′={A(θsuc)·L1}/{A(θtop)·Ls}  …(II)
(II)式中,由于最大容积时的压缩室的重叠长度L1大于最小容积时的压缩室的重叠长度Ls,L1>Ls,所以,即使不增加壁体的圈数,也可提高设计上的压缩比。
另外,在日本特开平4-311693号公报中,揭示了涡旋采用台阶形状,为了减低外周侧泄漏,在外周部重叠部前端备有顶端密封件的构造。
但是,在一般的涡旋型压缩机中,由于越到涡旋中央部,压缩室P越成为高压,所以,与外周部相比,温度高。这样,越到中央部,壁体的热膨张量越大,固定涡旋部件150与回转涡旋部件151的啮合不稳定,存在着泄漏增加和可靠性低的问题。
另外,上述已往的涡旋型压缩机中,形成在涡旋150、151的端板150a、151a侧面上的台阶部152位于距涡旋外周端π的位置。因此,从图42B可知,从台阶部152到中心部的重叠长度Ls小于到外周端侧的重叠长度L1,即使是最大容积时,也得不到很大的容积。
另外,如图43的断面图所示,在固定涡旋部件150的中心部分形成贯通端板150a的排出口154,从这里排出压缩室P内的高压流体。但是,由于该排出口154内的容积比较大,所以,流体不能顺畅地排出,不容易提高运转效率。
即,如上所述,由于在固定涡旋部件150的端板150a的面上形成上述台阶部152,以台阶部152为界,端板150a的中心部分比外周部分厚度大,所以,排出口154也长,从而排出口154内的容积比较大。
从压缩室P流入到该排出口154内的流体,使长方形平板状的排出阀155产生弹性变形,使该排出口154开口,从该开口朝着排出腔(图未示)流出。但是,由于其容积大,在排出阀借助上述排出腔内的升压而再次关闭前,不能充分地将流体导出,导致流体残留。
而且,残留的流体回流到压缩室P内,使下一次要被压缩的流体压力升压。与压缩低压流体时相比,压缩高压流体时必然地需要更多的动力,即,必须增加回转涡旋部件152的相对于固定涡旋部件150的旋转驱动力。因此,从排出口154回流的流体,使多余的负荷作用在回转涡旋部件151的旋转驱动源、即马达上,所以,消耗更多的电力,不容易提高运转效率。
另外,不限于上述那样在涡旋上采台阶形状,在已往的一般涡旋型压缩机中,有时采用可变地控制排出容量的技术。该技术,例如在空调装置中,进行正常运转时与起动运转时等相比不需要更多的制冷剂运送量。
容量控制时,通常是把吸入流体的一部分从高压侧排放到低压侧,以减少排出容量。但是,把将被压缩成高压的流体的一部分从高压侧排放到低压侧时,产生驱动源的动力损失,影响效率。
另外,如上所述,在涡旋上采用带台阶形状的涡旋型压缩机中,连接壁体的低位上缘与高位上缘的连接缘,在连接端板的底浅的底面和底深的底面的连接壁面上滑接时如何保持气密性是个问题。
例如,在日本特公昭60-17956号公报中,把连接缘部分的形状做成为圆滑地与涡旋状壁的两侧面连接的、半径为t/2的半圆形,把连接壁面部分的形状,做成为以相邻壁的中间点为中心、半径为r0+(t/2)(r0:回转涡旋部件的回转半径)的半圆。
但是,如上所述,要把连接缘做成为圆滑地连接壁两侧面的半圆形,需要非常高的加工技术,因此加工成本增加,是妨碍批量生产的因素。
另外,涡旋的加工费事,而且成本高。为此,提出了一种涡旋压缩机,该压缩机中,只在固定涡旋部件和回转涡旋部件的任一方涡旋的壁体上设置台阶,与其对应地,只在另一方涡旋的端板上设置台阶(日本特公昭60-17956号公报的图8)。该压缩机中,壁体的台阶加工以及端板的台阶加工在两涡旋的一个部位进行即可,加工性高。
但是,上述这样的涡旋压缩机中,挟着涡旋压缩机构的中央地正相对的2个压缩室的容积,在压缩过程中存在着不相等的状态。因此,实际驱动时,2个压缩室间的压力平衡被破坏,最坏的情况下,导致压缩机内部构造被破坏。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于提供以下的涡旋压缩机。
(1)即使热膨张时,也能切实地将涡旋啮合,提高压缩效率,确保高可靠性的涡旋型压缩机。
(2)可充分得到压缩室的最大容积,可提高压缩比的涡旋型压缩机。
(3)不受残留在排出口内的流体妨碍,可提高运转效率的涡旋型压缩机。
(4)不产生驱动源的动力损失,可控制容量,提高了性能的涡旋型压缩机。
(5)确保固定涡旋部件与回转涡旋部件间的气密性,提高连接缘的加工性,降低成本的涡旋型压缩机。
(6)减少涡旋加工的工作量,减低成本,并能安全驱动的涡旋型压缩机。
本发明第1目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在预定位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体相互啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,与上述各部位对应地做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周端侧高的高位上缘;其特征在于,
在对应的上述壁体上缘与上述端板之间设有间隙,室温下的壁体高度方向的上述间隙的高度比涡旋压缩机运转时壁体朝壁体高度方向热膨张时的高度大。
压缩机驱动时,越向涡旋中心部温度越高,壁体的热膨张量越大。该涡旋型压缩机中,由于形成了高度比壁体的热膨张量大的间隙,所以,即使壁体膨张,壁体上缘也不与相对的端板碰撞,另外,该间隙的大小,最好是在壁体热膨张时、壁体不与端板接触的前提下尽可能地小(例如10μm~50μm)。
另外,沿着涡旋在台阶部的更靠外周端侧,壁体的高度大。壁体高度大时,热膨张引起的高度变化大。另外,如上所述,在涡旋中心部由于高温,所以热膨张量大。因此,相对于台阶部、中心部侧与外周端侧的间隙的高度,考虑温度及壁体高度条件决定。
另外,上述涡旋型压缩机中,比台阶部更靠涡旋方向的中心部侧形成的上述间隙的高度也可以比比台阶部更靠外周端侧形成的间隙的高度大。
在涡旋中心部,由于高温,所以壁体的热膨张量大。为此,把比台阶部更靠中心部侧的间隙做得大,这样,在上述中心部侧可防止壁体与端板碰撞。从台阶部到中心部侧和外周端侧的任一方,可以形成适当的热膨张后的间隙高度。
本发明第2目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,与上述各部位对应地做成带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周侧高的高位上缘;其特征在于,
上述台阶部设置在沿着壁体的涡旋、从壁体的外周端朝中心部方向超过行进角π(rad)的位置。
该涡旋型压缩机中,设在端板上的台阶部以涡旋中心为基准,设在从涡旋外周侧朝着中心部超过π(rad)的位置。即,例如图11(b)所示的台阶部52,由于位于图中左方向,所以,在最大容积时,压缩室的重叠长度为L1的部位更多,可使压缩室的最大容积更大。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述台阶部,也可以设置在沿着壁体的涡旋、从壁体的外周端朝中心部方向不超过行进角2π+π/4(rad)的位置。
越到壁体的涡旋中心,涡旋所分割成内外的压缩室的压差越大,所以,把台阶部设在中心附近时,台阶部内侧的压缩室内的流体,有时通过台阶部泄漏到外侧压缩室。因此,最好不要把台阶部设在太靠中心,最好设在不超过行进角2π+π/4(rad)的位置。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述台阶部,也可以设置在沿着壁体的涡旋、从壁体的外周端朝中心部方向行进角2π±π/4(rad)的范围内。
如该涡旋型压缩机这样,把台阶部设在2π(rad)附近,可以充分加大压缩室的最大容积,同时,也可防止因上述压差引起压缩室内的流体泄漏。
另外,上述涡旋型压缩机中,在上述固定涡旋部件中,在上述端板的中心部形成排出口,上述台阶部设置在沿着壁体的涡旋从上述排出口朝着外周端侧方向超过行进角2π(rad)的位置。
该涡旋型压缩机中,当涡旋的圈数充分多时,把台阶部设在距排出口形成位置至少2π(rad)外周端侧,即,设在包含台阶部的压缩室不面对排出口的位置,这样,包含台阶的压缩室不成为排出压。因此,可以使挟着台阶部的、涡旋中心部侧和外周端侧的密封压差减小。
本发明第3目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
上述固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
上述固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,与上述各部位对应地做成带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周侧高的高位上缘;其特征在于,
在上述固定涡旋部件的端板上,从形成着壁体的表面相反侧的背面看,形成比上述低部位更靠近涡旋方向中心部侧的凹部;在该凹部内设有排出阀,该排出阀阻止通过贯通上述端板的排出口、从该表面朝着背面方向排出的流体倒流。
由于形成了凹部,可减薄固定涡旋部件的端板的、排出口所在位置部分的厚度,从而可使排出口内容积挟小,所以,可减少残留在这里的流体。
另外,上述涡旋型压缩机中,在上述固定涡旋部件中,上述台阶部设置在沿着壁体的涡旋、从外周端朝中心部方向行进角为2π±π/4(rad)的范围内;从上述背面看上述端板,上述凹部被从外周端到台阶部的上述低部位包围着。
与上述同样地,由于形成了凹部,可减薄固定涡旋部件的端板的、排出口所在位置部分的厚度,从而可使排出口内容积挟小,所以,可减少残留在这里的流体。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述排出阀是具有闭塞部、弹性部和固定部的涡旋针簧片阀;上述闭塞部将上述排出口的开口覆盖闭塞住,上述弹性部从该闭塞部起形成为涡旋状,上述固定部用于固定该弹性部的外周端。
由于采用比较小型的阀体、即涡旋针簧片阀,所以,即使在狭窄的凹部内也能较容易地设置排出阀。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述排出阀也可以是表面积大于上述排出阀开口面积的板体,是配置在上述凹部内的自由阀。
由于采用比较小型的阀体、即自由阀,所以,即使在狭窄的凹部内,也能比较容易地设置。另外,该自由阀最好采用圆盘形状的圆形自由阀。
另外,上述涡旋型压缩机中,在上述自由阀上,除了与排出口的开口重叠的部分之外,形成从中心部呈放射状的多个通风部。
自由阀,由于其中心部分具有覆盖排出口开口的充分大的闭塞面积,所以,在排出口闭塞时,切实将上述开口闭塞。另外,流体从排出口排出时,由于不仅通过自由阀的外周围、也通过其各通风部地通过自由阀,所以,可减低对通过该自由阀的流体的阻力。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述排出阀也可以是单向阀,该单向阀备有阀体和推压部件,阀体闭塞上述排出口,推压部件将该阀体朝着排出口推压。
由于采用比较小型的阀体、即单向阀,所以,即使在狭窄的凹部内,也能比较容易地设置。
本发明第4目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体彼此啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,与上述各部位对应地做成带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周侧高的高位上缘;其特征在于,
备有板体和推压机构;该板体配置在固定涡旋部件和回转涡旋部件中任一方一侧面上的上述低部位,可在回转涡旋部件的回转轴方向移动;该推压机构把该板体推压在固定涡旋部件或回转涡旋部件中任何另一方的上述壁体的上缘。
该涡旋型压缩机中,进行容量控制时,不使推压机构动作,使板体在旋转轴方向移动。这样,在由固定涡旋部件和回转涡旋部件构成的涡旋型压缩机中,在位于外周端侧、壁体高的部分,在两涡旋的壁体间构成压缩室时,板体受压而移动,产生流体的泄漏,压缩室实际上不进行压缩地朝中心侧行进。然后,位于中心侧、到达壁体低的部分,过了壁体高的部分时,才构成不泄漏的压缩室,进行压缩。这样,从压缩进行到排出,压缩室的容积变化小,排出容量低。而且,在位于中心侧、到达壁体低的部分之前,不形成压缩室,所以,不需要压缩流体的动力。
不进行容量控制时,使推压机构动作,把板体推压到固定涡旋部件或回转涡旋部件中任另一方的壁体上缘。这样,即使是位于外周端侧、壁体高的部分,板体作为压缩室的一部分,确保气密性。所以,从外周端侧到中心侧形成不泄漏的压缩室,进行压缩。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述板体,从固定涡旋部件和回转涡旋部件中任一方形成上述壁体的表面看时,与上述低部位为略一致的形状。
该涡旋型压缩机中,由于将板体做成为与位于外周端侧的部位略一致的形状,所以,不进行容量控制时,可确保位于外周端侧、壁体高的部分形成的压缩室的气密性。而且,不必另外设置其它驱动源,可推压板体。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述推压机构备有导入路,该导入路把压缩室内的压力导入上述低部位与上述板体之间,上述压缩室把配置着上述板体的涡旋的高部位作为一个壁面而形成。
该涡旋型压缩机中,不进行容量控制时,由于位于涡旋方向中心侧、成为高压的压缩室内的压力导入位于外周端侧部位与板体之间,所以,板体抵抗比中心侧低压的压缩室内的压力并被推压,确保压缩室的气密性。
另外,上述涡旋型压缩机中,备有赋势机构,该赋势机构把上述板体朝上述靠近低部位的方向拉。
该涡旋型压缩机中,设有赋势机构,将板体拉到位于外周端侧的部位,这样,当进行容量控制的推压机构对板体的推压被解除时,在板体与相对壁体间产生间隙。这样,在外周端侧,产生流体泄漏,可防止过分的压力增高。
另外,上述涡旋型压缩机中,备有限制上述板体移动范围的挡板。
该涡旋型压缩机中,设置挡板,限制板体的移动范围,所以,阻止板体被过度地推压在相对的壁体上,所以,可防止板体的变形,抑制因与壁体过度摩擦产生的热。
本发明第5目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合,一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,与上述各部位对应地做成带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周侧高的高位上缘;其特征在于,
在上述各端板的台阶部,连接相邻的高部位与低部位的连接壁面的形状,由连接缘的回转轨迹描绘的包络线决定,该连接缘连接上述各上缘的相邻的低位上缘和高位上缘。
该涡旋型压缩机中,由连接缘公转回转运动时的回转轨迹描绘的包络线,决定连接壁面的形状。即,平行于公转回转面的平面看连接缘,使以回转半径为半径的圆的中心沿着连接缘移动时,移动后的圆的轨迹的外形线是连接壁面公转回转面所呈现的形状。这样,无论连接缘是何形状,都能确保与连接壁面的气密性。因此,连接缘可采用比较简单的形状,可提高加工性。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述连接缘由垂直于壁体涡旋方向的平面形成。
该涡旋型压缩机中,由与壁体的涡旋方向相交的平面形成连接缘,所以,在切削加工连接缘时,更加提高加工性。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述平面与上述壁体侧面的交界被倒角。
该涡旋型压缩机中,由于将平面与壁体侧面间倒角,所以,可确保壁体的连接缘周边的强度,可提高加工精度。
另外,上述涡旋型压缩机中,在上述固定涡旋部件和回转涡旋部件任一方的上述连接缘与另一方的连接壁面之间设有微小间隙。
驱动涡旋型压缩机时,由于涡旋本身的热膨张有时引起接触压的变化。为此,在该涡旋型压缩机中,通过在连接缘与连接壁面之间预先设置微小间隙,这样,即使两个涡旋热膨张,接触压也不会升高到所需以上,可实现稳定的驱动。
本发明第6目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分割成多个部位,做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心侧高度低的低位上缘和在外周端侧高度高的高位上缘;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面与上述上缘的各部位对应地做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位和在外周端侧高度小的低部位;其特征在于,
备有将2个压缩室连通的连通路,该2个压缩室是由连接上述低位上缘和高位上缘的连接缘与连接上述高部位和低部位的连接壁面接触而划分成的。
另外,上述涡旋型压缩机中,在固定涡旋部件和回转涡旋部件的任一方上设有排出口。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述连通路的两端分别在划分上述压缩室的上述壁体的外侧面与内侧面同时啮合的2个部位开口。
上述涡旋型压缩机中,正相对的2个压缩室在压缩某过程中虽然容积互不相同,但在该压缩过程中,流体通过连通路在两压缩室间流通,所以,内部压力的不均衡被纠正。这样,可安全地驱动压缩机。
另外,只在固定涡旋部件和回转涡旋部件中任一方的涡旋壁体上设置台阶,为了与其对应,只在另一方涡旋的端板上设置台阶,这样,涡旋的加工比已往简单,提高加工性,减低加工成本。
另外,在没有台阶的涡旋上设置排出口,排出口的内容积减小,可抑制流体从排出口朝压缩室回流产生的动力损失,所以可提高压缩效率。
本发明第7目的的涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一侧面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合,一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
上述各壁体的上缘,被分割成多个部位,做成为带台阶形状,具有在涡旋方向中心侧高度低的低位上缘和在外周端侧高度高的高位上缘;
上述各端板的一侧面与上述上缘的各部位对应地做成带台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位和在外周端侧高度小的低部位;其特征在于,
上述固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的上述低位上缘与高位上缘的台阶比另一方涡旋的上述低位上缘与高位上缘的台阶大,上述另一方涡旋的上述高部位与低部位的台阶,比上述一方涡旋的上述高部位与低部位的台阶小;
设有将2个压缩室连通的连通路,该2个压缩室是由连接上述低位的上缘和高位的上缘的连接缘与连接上述高部位和低部位的连接壁面接触而划分成的。
另外,上述涡旋型压缩机中,在低位上缘与高位上缘的台阶相对小、高部位与低部位的台阶相对大的上述另一方涡旋上设有排出口。
另外,上述涡旋型压缩机中,上述连通路的两端分别在划分上述压缩室的上述壁体的外侧面与内侧面同时啮合的2个部位开口。
上述涡旋型压缩机中,正相对的2个压缩室在压缩的某过程,虽然容积相互不同,但是,在该压缩过程中,流体通过连通路在两压缩室间流通,所以,内部的压力不均衡被纠正。这样,可安全地驱动压缩机。
另外,由于在台阶小的涡旋上设置排出口,排出口的容积减小,可抑制流体从排出口朝压缩室回流产生的动力损失,可提高压缩效率。
附图说明
图1是表示本发明第1实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图2是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件和回转涡旋部件的立体图。
图3是沿着固定涡旋部件和回转涡旋部件的涡旋方向的断面图。
图4A是表示该固定涡旋部件和回转涡旋部件在室温下啮合状态的、沿着压缩室长度方向的断面图。
图4B是表示固定涡旋部件和回转涡旋部件在运转时的啮合状态的沿压缩定长度方向的剖面图。
图5是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图6是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图7是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图8是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图9A~图9D是表示该涡旋型压缩机的压缩室展开形状的图。
图10是表示本发明第2实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图11是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件和回转涡旋部件的立体图。
图12是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件的平面图。
图13是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图14是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图15是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图16是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图17A~17D是表示该涡旋型压缩机的压缩室展开形状的图。
图18是表示本发明第3实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图19是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件的平面图。
图20是表示该涡旋型压缩机的排出阀、即涡旋针簧片阀的立体图。
图21是表示该涡旋型压缩机的固定涡旋部件的凹部内的、涡旋针簧片阀与排出口开口的位置关系的平面图。
图22是从通过固定涡旋部件的排出口轴线的断面看该涡旋型压缩机的另一形态排出阀、即圆形自由阀的图。
图23A是表示该涡旋型压缩机的圆形自由阀的立体图。
图23B是表示该涡旋型压缩机的圆形自由阀变形例的立体图。
图23C是表示该涡旋型压缩机的圆形自由阀另一变形例的立体图。
图24是从通过固定涡旋部件的排出口轴线的断面,看该涡旋型压缩机的另一形态排出阀、即单向阀的图。
图25是表示本发明第4实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图26是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件和回转涡旋部件的立体图。
图27是表示该固定涡旋部件和板体、以及推压机构的侧断面图。
图28是表示本发明第5实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图29是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件和回转涡旋部件的立体图。
图30是从回转轴方向看连接缘和连接壁面的平面图。
图31A和31B是从回转轴方向看另一形态之连接缘和连接壁面的平面图。
图32是表示本发明第6实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图33是该涡旋型压缩机的固定涡旋部件和回转涡旋部件的立体图。
图34是表示设在上缘与连接缘之间的肋、以及设在底面与连接壁面之间的肋的侧断面图。
图35是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图36是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图37是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图38是表示该涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程的图。
图39A~39G是表示在该涡旋型压缩机中,压缩室的形状从最大容积到最小容积的变迁的图。
图40是表示本发明第7实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
图41A是已往的涡旋型压缩机的固定涡旋部件的立体图。
图41B是已往的涡旋型压缩机的回转涡旋部件的立体图。
图42A是已往的涡旋型压缩机中,表示最大容积的压缩室时的固定涡旋部件与回转涡旋部件啮合状态的平面图。
图42B是已往的涡旋型压缩机中,表示最大容积的压缩室时的、从沿涡旋方向的断面看形成在外周端侧的压缩室的断面图。
图43是表示已往的涡旋型压缩机中、固定涡旋部件与回转涡旋部件的啮合状态,是从通过排出口轴线的断面看的断面图。
具体实施方式
图1表示作为本发明第1实施例的背压型涡旋压缩机的构造。
该涡旋型压缩机,由密闭状态的壳体11、把壳体11内分隔为高压室HR和低压室LR的排放罩2、框架5、吸入管6、排出管7、马达8、旋转轴16、自转阻止机构15、固定涡旋部件12、与固定涡旋部件12啮合的回转涡旋部件13构成。
如图2所示,固定涡旋部件12是在端板12a的一个面上立设涡旋状壁体12b而构成的。回转涡旋部件13,与固定涡旋部件12同样地是在端板13a的一侧面上立设涡旋状壁体13b而构成的。壁体13b的形状与固定涡旋部件12侧的壁体12b的形状实质上相同。回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12以相互偏心公转旋转半径、并错开180°相位的状态将壁体12b、13b相互啮合组装在一起。
该背压型涡旋流体机械中,固定涡旋部件12不用螺栓等完全固定在框架5上,在限制的范围可动。
在回转涡旋部件13的背面侧形成圆筒状的轴毂18,偏心销16a插入在该轴毂18中,该偏心销16a设在由马达8驱动的旋转轴16的上端,可回转运动。这样,回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12作公转回转运动,同时,借助自转阻止机构15的作用,其自转被阻止。
框架5固定在壳体1上,固定涡旋部件12通过支承弹簧111可上浮地支承在该框架5上。在端板13a的背面中央设有压缩流体的排出口25。在排出口25的周围设有从固定涡旋部件12的端板12a背面突出的圆筒凸起部116,该圆筒凸起部116与排放罩2侧的圆筒凸起部117嵌合。在圆筒凸起部116、117嵌合的部分由于要将高压室HR与低压室LR分离,把高的压力(背压)作用在固定涡旋部件12的背面并将其推下,所以采用由密封部件118构成的密封构造。该密封部件118具有U字形的断面形状。这时的高压室HR也具有使高压的排出压力作用在固定涡旋部件12背面的、作为背压室的作用。
在固定涡旋部件12的端板12a上,在立设着壁体12b的一侧面上备有台阶部42。该台阶部42沿着壁体12b的涡旋方向,其中心部侧高、外周端侧低。
回转涡旋部件13侧的端板13a也与端板12a同样地在立设着壁体13b的一面上备有台阶部43。该台阶部43沿着壁体13b的涡旋方向,其中心部侧高、外周端侧低。
各台阶部42、43分别以壁体12b、13b的涡旋中心为基准,位于从各壁体12b、13b外周端前进π(rad)的位置。
由于台阶部42的形成,端板12a的底面被分成靠近中心部的底浅的底面12f和靠近外周端的底深的底面12g这样二个部分。在相邻底面121、12g之间有垂直的连接壁面12h,该垂直的连结壁面12h构成台阶部42将底面12f、12g连接起来。端板13a的底面也与端板12a同样地形成着台阶部43,因此被分成靠近中心部的底浅的底面13f和靠近外周端的底深的底面13g这样二个部分。在相邻底面13f、13g之间有垂直的连接壁面13h,该垂直的连结壁面13h构成台阶部43,将底面13f、13g连接起来。
固定涡旋部件12侧的壁体12b与回转涡旋部件13的台阶部43对应地、其涡旋状的上缘被分割为2个部位,并且,形成为涡旋中心部侧低、外周端侧高的台阶状。回转涡旋部件13侧的壁体13b,与壁体2b同样,与固定涡旋部件12的台阶部42对应地、其涡旋状的上缘被分成2个部位,形成为涡旋中心部侧低、外周端侧高的带台阶状。
具体地说,壁体12b的上缘,被分成靠近中心部的低位上缘12c和靠近外周端的高位上缘12d这样两个部分,在相邻上缘12c、12d之间有将二者连接起来的垂直于回转面的连接缘12e。壁体13b的上缘也与壁体12b同样地被分成靠近中心部的低位上缘13c和靠近外周端的高位上缘13d这样两个部分,在相邻上缘13c、13d之间有将二者连接起来的垂直于回转面的连接缘13e。
从旋转涡旋13的方向看壁体12b时,连接缘12e是半圆形,该连接缘12e与壁体12b的内外两侧面圆滑地连接,其直径与壁体12b的厚度相同。连接缘13e与连接缘12e同样地也是半圆形,该连接缘13e与壁体13b的内外两侧面圆滑地连接,其直径与壁体13b的厚度相同。
从回转轴方向看端板12a时,连接壁面12h是圆弧形,该圆弧与随着回转涡旋部件回转的连接缘13e的描绘包络线吻合。连接壁面13h与连接壁面12h同样地也是圆弧形,该圆弧与连接缘12e描绘的包络线吻合。
本例中,在固定涡旋部件12的壁体12b及回转涡旋部件13的壁体13b的上缘,未设置顶端密封件,壁体12b、13b的端面被推压在端板12a、13a上,这样进行后述压缩室C的密闭。
如图3所示,在壁体12b上,在上缘12c与连接缘12e对接的部分设有肋12i。为了避免应力集中,肋12i形成为将上缘12c与连接缘12e圆滑连接的凹曲面,并与壁体12b形成为一体。在壁体13b上,在上缘13c、连接缘13e对接的部分,基于同样的原因,也设有同样形状的肋13i。
在端板12a上,在底面12g与连接壁面12h对接的部分,也设有肋12j。为了避免应力集中,肋12j形成为将底面12g与连接壁面12h光滑连接的凹曲面,并与壁体12b形成为一体。在端板13a上,在底面13g与连接壁面13h对接的部分其于同样的原因设有同形状的肋13j。
在壁体12b上,上缘12d与连接缘12e对接的部分、以及在壁体13b上,上缘13d与连接缘13e对接的部分分别做了倒角,以避免在组装时肋13j与肋12j相互干扰。
把回转涡旋部件13组装到了固定涡旋部件12上后,低位的上缘13c与底浅的底面12f相接触,高位的上缘13d与底深的底面12g相接触。同时,低位的上缘12c与底浅的底面13f相接触,高位的上缘12d与底深的底面13g相接触。这样,两涡旋之间被相面对的端板12a、13a和壁体12b、13b划分而形成压缩室C。
图4A表示在把回转涡旋部件13组装在固定涡旋部件12上的状态,沿着压缩室C长度方向的断面图。图4A中,表示在室温状态下,把回转涡旋部件13组装在固定涡旋部件12上时的、固定涡旋部件12的端板12a与回转涡旋部件13的壁体13b的啮合状态。
如该图所示,在底面12f与上缘13c之间形成高度为δ2的间隙121。在底面12g与上缘13d之间形成高度为δ1的间隙122。这些间隙121、122的高度设定为δ2>δ1。
图4B表示使本例的涡旋型压缩机运转,固定涡旋部件12和回转涡旋部件13的膨张状态。如该图所示,底面12f与上缘13c间的间隙121的高度是δ2′,底面12f与上缘13d间的间隙122的高度是δ1′。这些δ1′和δ2′的值为10μm~50μm左右。
另外,回转涡旋部件13的端板13a与固定涡旋部件12的壁体12b的啮合(图未示),也与上述构造相同。即,在底面13f与上缘12c之间形成高度为δ2的间隙,在底面13g与上缘12d之间形成高度为δ1(<δ2=的间隙。
随着回转涡旋部件13的公转回转运动,压缩室C从外周端朝中心部移动,当壁体12b、13b的相接点存在于比连接缘12e更靠外周端期间,连接缘12e与连接壁面13h滑接使挟着壁体12相邻的压缩室C(一方不是密闭状态)间流体不泄漏。当壁体12b、13b的相接点不在比连接缘12e更靠外周端期间,连接缘12e不与连接壁面13h滑接,使挟着壁体12的相邻压缩室C(均为密闭状态)间均压。
同样地,当壁体12b、13b的相接点存在于比连接缘13e更靠外周端期间,连接缘13e与连接壁面12h滑接,以使挟着壁体13的相邻压缩室C(一方不是密闭状态)间流体不泄漏。当壁体12b、13b的相接点不在比连接缘13e更靠外周端期间,连接缘13e不与连接壁面12h滑接,使挟着壁体13的相邻压缩室C(均为密闭状态)间均压。另外,连接缘12e与连接壁面13h、以及连接缘13e与连接壁面12h的滑接,在回转涡旋部件13进行1/2旋转期间同步地进行。
下面,参照图5至图8,说明上述构造的涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程。
在图5所示状态,壁体12b的外周端与壁体13b的外侧面相接触,同时,壁体13b的外周端与壁体12b的外侧面相接触,流体被封入在端板12a、13a、壁体12b、13b之间,在挟着涡旋型压缩机构中心并正对的位置,形成2个最大容积的压缩室C。在该时刻,连接缘12e与连接壁面13h滑接,连接缘13e与连接壁面12h滑接,但即刻便分离。
从图5的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图6状态的过程中,压缩室C一边保持密闭状态,一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩,先行于压缩室C的压缩室C0也一边保持密闭状态,一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h的滑接、连接缘13e与连接壁面12h的滑接分别解除,挟着壁体13b相邻的二个压缩室C连通,被均压。
从图6的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图7状态的过程中,压缩室C一边保持密闭状态,一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,进一步将流体压缩,压缩室C0也一边保持密闭状态,一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h的滑接,连接缘13e与连接壁面12h的滑接分别解除,相邻2个压缩室C间被继续均压。
在图7所示状态,在靠近外周端的壁体12b的内侧面、与位于其内方的壁体13b的外侧面之间形成后来作为压缩室的空间C1。同样地,在靠近外周端的壁体13b的内侧面与位于其内方的壁体12b的外侧面之间也形成后来作为压缩室的空间C1,低压流体从低压室LR流入空间C1。在该时刻,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h分别开始滑接,保持先行于空间C1的压缩室C的密闭状态。
从图7的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图8状态的过程中,空间C1一边扩大,一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行于空间C1的压缩室C也朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h继续滑接,将与空间C1间封住,保持着压缩室C的密闭状态。
从图8的状态,回转涡旋部件13再回转π/2,再次到达图5状态的过程中,空间C1一边进一步扩大,一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行于空间C1的压缩室C也一边保持密闭状态,一边向中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h的滑接解除,把与空间C1之间封住,保持压缩室C的密闭状态。到达了图5状态时,图8所示的压缩室C相当于图5所示的压缩室C0,图8所示的空间C1相当于图5所示的压缩室C。
然后,继续压缩动作,压缩室C成为最小容积,流体从压缩室C排出。
排出的流体被导入高压室HR。固定涡旋部件12受到高压的背压,被推靠在回转涡旋部件13侧。另外,在密封部件118处,由于高压的流体被导入U字部内侧,压差被扩大,密封面被压接在圆筒凸起部116、117的垂直面上,这样进行高压室HR和低压室L的密封。
下面,说明压缩室的形状变化。
压缩室C的大小从最大容积到最小容积的变迁是:图5中的压缩室C→图7中的压缩室C→图5中的压缩室C0→图8中的压缩室C0。图9A至图9D表示上述各状态的压缩室的展开形状。
最大容积的图9A状态中,压缩室的回转轴方向的宽度在途中变窄,压缩室成为异形的长方状。在涡旋压缩机构的外周端侧,其宽度是重叠长度L1,该L1约等于从底面12g到上缘12d的壁体12b的高度(或者从底面13g到上缘13d的壁体13b的高度)。在中心部侧,其宽度是重叠长度Ls(<L1),该Ls约等于从底面12f到上缘12d的高度(或者从底面13f到上缘13d的壁体13b的高度)。
在图9B的状态也同样地,压缩室的回转轴方向的宽度在途中变窄,压缩室成为异形的上方状。在涡旋压缩机构的外周端侧,其宽度是重叠长度Ls。在中心部侧,其宽度是重叠长度Lss(<Ls),该Lss约等于从底面12f到上缘12c的高度(或者从底面13f到上缘13c的壁体13b的高度)。
进一步压缩时,如图9C所示,压缩室的宽度成为均匀的重叠长度Lss。
如图9D所示,该长度成为最小,压缩室为最小容积。
如上所述,本例的涡旋型压缩机中,在室温状态,在底面12f与上缘13c之间形成高度为δ2的间隙121,在底面12g与上缘13d之间形成高度为δ1的间隙122,另外,这些间隙121、122的高度设定为δ2>δ1。当使本例的压缩机运转时,越向涡旋中心部,温度越高,壁体12b、13b的热膨张量越大。这里,如上所述,由于δ2>δ1,所以,中央部和外周部的膨张量差异相互抵消,膨张后,间隙121、122的高度δ1′、δ2′都成为适当的值,可有效地进行压缩。
另外,间隙121、122的高度预先设定为壁体12b、13b即使热膨张也不与端板13a、12a接触的高度,所以,在涡旋型压缩机运转时,不会由于壁体12b、13b与端板13a、12a接触而对回转涡旋部件13的公转回转运动带来障碍。
另外,上述涡旋型压缩机中,压缩室的容积变化,不象已往那样仅由平行于回转面的断面积减少引起,而是如图9A~图9D所示,是由旋转轴方向的宽度减少和断面积减少这样两方面的因素引起的。
因此,把壁体12b、13b做成为台阶形,在涡旋型压缩机的靠外周端和靠中心部使壁体12b、13b的重叠长度变化,加大压缩室C的最大容积,或减小压缩室的最小容积,这样,与壁体重叠长度一定的已往涡旋型压缩机相比,可提高压缩比。
另外,把背压导入高压室HR,将固定涡旋部件12压靠在回转涡旋部件13上。这样,不采用顶端密封,也能进行压缩室C的密封。
另外,上述中,由于壁体12b、13b在中央部侧的膨张量大,所以,间隙121、122的高度设定为δ2>δ1。
通常,壁体12b、13b的高度大时,膨张引起的高度方向变化大。即,中心部侧的壁体12b、13b比外周端侧的壁体12b、13b高度尺寸小,所以,如果温度相同,其中心侧的热膨张变位小。因此,台阶部的中心部侧与外周端侧的间隙121、122的高度可考虑这些条件决定。即,由于壁体12b、13b是台阶形状,可以使台阶内外的中央部侧和外周端侧的壁体的高度不同,所以,与中心部侧和外周端侧的各壁体12b、13b的高度相应地既可以把各间隙121、122的高度形成为相同,也可以使中心部侧的间隙121的高度小于间隙122。
另外,上述实施例中,连接缘12e、13e垂直于回转涡旋部件13的回转面,与此对应地,连接壁面12h、13h也垂直于回转面,但是,只要连接缘12e、13e、连接壁面12h、13h保持相互的对应关系,也可以不垂直于回转面,例如,也可以倾斜于回转面。
另外,连接缘12e、13e不一定是半圆形,可以是任何形状。这时,连接缘12e、13e描绘的包络线不是圆弧,所以,连接壁面12h、13h也不是圆弧。
另外,台阶部42、43的形成部位也不一定分别是一个,可以分别设置在多个部位。
下面参照图10至图17A~17D,说明本发明涡旋型压缩机的第2实施例。与第1实施例相同的部分,其说明从略。
图10是表示本发明涡旋型压缩机整体构成的断面图。
该涡旋型压缩机中,壳体11由壳本体11a和盖板11b构成。壳本体11a形成为杯状。盖板11b固定在壳体11a的开口端侧。
在壳体11内部配设着由固定涡旋部件12和回转涡旋部件13构成的涡旋型压缩机构。固定涡旋部件12是在端板12a的一侧面上立设涡旋状壁体12b而构成的。回转涡旋部件13与固定涡旋部件12同样地是在端板13a的一侧面上立设涡旋状壁体13b而构成的,壁体13b与固定涡旋部件12侧的壁体12b在实质上是相同的形状。另外,在壁体12b、13b的上缘配设着提高压缩室C气密性的顶端密封件27、28(关于该顶端密封件27、28,在后面说明)。
固定涡旋部件12用螺栓14紧固在壳本体11a上。回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12、以偏心公转回转半径并错开180°相位的状态将壁体12b、13b相互啮合地组装着,并由设在盖板11b与端板13a间的自转阻止机构15一边阻止自转、一边可公转回转运动地支承着。
备有曲柄16a的旋转轴16贯通盖板11b,通过轴承17a、17b可旋转地支承在盖板11b上。
在回转涡旋部件13侧的端板13a的另一端面中央突设着轴毂18。曲柄16a的偏心部16b通过轴承19和衬套20可转动地收容在轴毂18内。使旋转轴16旋转时,回转涡旋部件13就作公转回转运动。另外,在旋转轴16上安装着平衡配重21,该平衡配重21抵消加在回转涡旋部件13上的不平衡量。
在壳体11的内部,在固定涡旋部件12的周围形成吸入室22,另外,在壳本体11a内的底面与端板12a的另一侧面之间形成排出腔23。
在壳本体11a上设有吸入口24,该吸入口24把低压流体导向吸入室22,在固定涡旋部件12侧的端板12a的中央设有排出口25。该排出口25把高压流体从容积一边渐渐减小、一边朝中心部移动的该压缩室C导向排出腔23。另外,在端板12a的另一侧面中央设有排出阀26,该排出阀26仅在预定以上的压力作用时,将排出口25打开。
图11是固定涡旋部件12、回转涡旋部件13的立体图。
各台阶部42、43,分别以壁体12b、13b的涡旋中心为基准,设在距各壁体12b、13b的外周端2π(rad)的位置。
如图12所示,涡旋状的壁体12b,在壁部与壁部之间形成涡旋状的流路45,构成台阶部42的连接壁面12h的圆弧中心以壁体12b的涡旋中心为基准,在流路45内位于从壁体12b的外周端朝中心侧前进2π(rad)的位置,位于流路45的宽度方向中心。在此外,连接壁面12h的圆弧中心,比从排出口25的形成位置在流路45内沿着壁体12b前进到外周端侧2π(rad)的位置更外周端侧。
连接壁面13h的圆弧中心也同样地,是从壁体12b的外周端朝中心侧前进2π(rad)的点,位于流路46(该流路46形成在壁体13b的壁部间)的宽度方向中央,同时,位于比从排出口25的形成位置朝外周端侧前进2π(rad)的位置更外周端侧。
另外,如图11所示,在壁体12b的各上缘12c、12d、连接缘12e上,分别配设了顶端密封件27c、27d、27e。与此同样地,在壁体13b的各上缘13c、13d、连接缘13e上,也分别配设了顶端密封件28c、28d、28e。
下面,参照图13至图16,说明上述构造的涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程。
在图13所示状态,壁体12b的外周端与壁体13b的外侧面相接,同时,壁体13b的外周端与壁体12b的外侧面相接,流体被封入端板12a、13a、壁体12b、13b之间,在挟着涡旋型压缩机构中心并正相对的位置形成2个最大容积的压缩室C。在该时刻,连接缘12e与连接壁面13h滑接,连接缘13e与连接壁面12h滑接。
从图13的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图14所示状态的过程中,压缩室C一边保持着密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩,先行于压缩室C的压缩室C0也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h分别开始滑接,保持着先行于压缩室C的压缩室C0的密闭状态。
从图14的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图15所示状态的过程中,压缩室C一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩,先行于压缩室C的压缩室C0也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在该时刻,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h虽然滑接着,但随即便解除。
在图15所示状态,接近外周端的壁体12b的内侧面与位于其内方的壁体13b的外侧面之间形成后来作为压缩室的空间C1。同样地,接近外周端的壁体13b的内侧面与位于其内方的壁体12b的外侧面之间也形成后来作为压缩室的空间C1,低压流体从吸入室22流入空间C1。
从图15的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图16所示状态的过程中,空间C1一边扩大一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行于空间C1的压缩室C也朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h、连接缘13e与连接壁面12h的滑接分别解除,相邻2个压缩室C被均压。
从图16的状态,回转涡旋部件13再回转π/2,到达图13所示状态的过程中,空间C1一边更加扩大,一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行于空间C1的压缩室C也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。当到达图13的状态时,图16所示的压缩室C相当于图13所示的压缩室C0,图16所示的空间C1相当于图13所示的压缩室C。
其后,通过继续进行压缩,压缩室C成为最小容积,从涡旋压缩机排出。
压缩室C从最大容积到最小容积(排出阀26开放时的容积)的大小的变迁为图13中的压缩室C0→图15中的压缩室C0→图13中的压缩室C0→图16中的压缩室C0。在此,将各状态的压缩室的展开形状表示于图17A~17D中。
在最大容积的图17A状态,压缩室的宽度成为重叠长度L1,该重叠长度L1约等于从底面12g到上缘12d的壁体12b的高度(或者从底面13g到上缘13d的壁体13b的高度)。
在图17B的状态,压缩室的旋转轴方向宽度在途中变窄成为异形的长方状。其宽度在涡旋型压缩机外周端侧是重叠长度L1,在中心部侧是重叠长度Ls(<L1),该重叠长度Ls约等于从底面12f到上缘12d的高度(或者从底面13f到上缘13d的壁体13b的高度)。
在图17C的状态也同样地,压缩室的旋转轴方向宽度在途中变窄成为异形的长方状。其宽度在涡旋型压缩机外周端侧是重叠长度Ls,在中心部侧是重叠长度Lss(<Ls),该重叠长度Lss约等于从底面12f到上缘12c的高度(或者从底面13f到上缘13c的壁体13b的高度)。
在最小容积的图17D状态,压缩室成的宽度成为均匀(重叠长度Lss)的短条状。
上述涡旋型压缩机中,压缩室的容积变化,不象已往那样仅由平行于回转面的断面积的减少引起,而是如图17A~17D所示,是由回转轴方向的宽度的减少和断面积的减少这两方面的因素引起的。
因此,把壁体12b、13b做成为带台阶形,在涡旋型压缩机的靠外周端和靠中心部,使壁体12b、13b的重叠长度变化,加大压缩室C的最大容积或减小压缩室C的最小容积,这样,与壁体相互间重叠长度一定的已往涡旋型压缩机相比,可提高压缩比。
另外,台阶部42、43分别位于距壁体12b、13b的涡旋外周端2π(rad)的位置,所以,如图17A所示,压缩室在最大容积时,可以在涡旋方向的整个区域使其重叠长度最大。
另外,如果台阶部42、43过分靠近涡旋中心,则由壁体12b、13b内外分隔成的压缩室的压差增大,内侧压缩室内的流体有时会通过台阶部42、43泄漏到外侧的压缩室。但是,本例中,如上所述,由于台阶部42、43位于距壁体12b、13b的涡旋外周端2π(rad)的位置,所以,可以加大压缩室的最大容积。同时,可抑制压差引起的流体泄漏。另外,由于台阶部42、43设在从排出口25朝外周端侧前进2π(rad)以上的位置,所以,包含台阶部42、43的压缩室C不面对排出口25。因此,包含台阶部42、43的压缩室不成为排出压,可减小挟着台阶部的涡旋中心与外周端侧的密封压差,可抑制制冷剂的泄漏。
另外,台阶部42、43不是距壁体12b、13b的涡旋外周端2π(rad),只要在2π(rad)附近,例如在2π±π/4(rad)的范围,则和在2π时相比容积比只相差百分之几,所以,可充分加大压缩室的最大容积,并且也可防止因上述压差引起压缩室内的流体泄漏。
另外,如果台阶部42、43位于距壁体12b、13b外周端至少超过π的位置,则可以比已往加大压缩室的最大容积,可提高压缩效率。
台阶部42、43的形成部位也可以分别不是1个,可分别设置在多个部位。
另外,上述实施例中,连接缘12e、13e是垂直于回转涡旋部件13的回转面,与之对应地,连接壁面12h、13h也垂直于回转面。但是,连接缘12e、13e、连接壁面12h、13h只要保持相互的对应关系,也不一定要垂直于回转面,例如可以倾斜于回转面。
另外,连接缘12e、13e不一定是半圆形,可以是任何形状。这时,连接缘12e、13e的包络线不是圆弧,所以连接壁面12h、13h也不是圆弧。
另外,上述中,台阶部42、43设在从排出口25朝外周端侧前进2π(rad)的位置,但是,圈数少的涡旋时,台阶部42、43也可以设在从排出口朝着外周端侧不足2π(rad)以上的位置,只要沿着涡旋壁体的涡旋,从其外周端朝中心部至少超过进行角π(rad)的位置即可。
下面,参照图18至图22,说明本发明涡旋型压缩机的第3实施例。与第1及第2实施例中相同的部分,其说明从略。
图18是表示本实施例涡旋压缩机整体构成的断面图。图19是从设有壁体侧看该涡旋压缩机的固定涡旋部件的图。图20是表示该涡旋型压缩机中的排出阀、即涡旋针簧片阀的立体图。图21是表示该涡旋型压缩机的固定涡旋部件背面凹部内的、涡旋针簧片阀与排出口开口位置关系的平面图。
本实施例的涡旋型压缩机,其特征是具有设在固定涡旋部件背面的凹部、和设在该凹部内的排出阀。先说明涡旋压缩机的整体构成,再说明上述凹部及排出阀。
图18中,在端板12a的另一侧面中央(背面中央)形成凹部50,在该凹部50内设有排出阀51,该排出阀51只在规定以上的压力作用时才将排出口25打开(关于凹部50和排出阀51在后面详细说明)。
各台阶部42、43分别以壁体12b、13b的涡旋中心为基准形成在从各壁体12b、13b外周端到2π±π/4(rad)的位置之间。
下面,说明作为本实施例特征的上述凹部50和排出阀51。
如图19所示,凹部50是这样形成的:以固定涡旋部件12的端板12a的、形成有壁体12b的侧作为表面(朝着上述压缩室C的面),以其相反侧的面作为背面(朝着上述排出腔23侧的面)时,从上述背面侧看,比形成在上述表面侧的底深的底面12g(低部位)靠近中心侧。
具体地说,上述台阶部42(带台阶部分),沿着其壁体12b的涡旋,位于从外周部朝着中心部行进角为2π±π/4(rad)的位置,所以,从上述背面侧对视该端板12a时,凹部50配置在从外周端到台阶部42、被一周环形的底面12g包围的内侧。
该凹部50的形状,如图19所示,垂直于端板12a看,是圆形,并且在其厚度方向,如图18所示,从端板12b的背面凹入一定深度h,形成为凹坑状,所以,成为略圆盘形状的凹部空间。
通过加深该凹部50的深度尺寸h,可减薄端板12b的、排出口25周围部分的板厚t,从而可不缩窄流路面积地减小排出口25内的容积V。但是,在该凹部50的深度尺寸h的设计中,要考虑到作用在端板12b上的流体压,确保充分保证强度的板厚t。
下面,说明配置在该凹部50内的排出阀51。如图20和图21所示,本实施例中的排出阀51是涡旋针簧片阀,具有闭塞排出口25的开口的闭塞部51a、从该闭塞部51a形成为涡旋状的弹性部51b、将该弹性部51b的外周端固定在凹部50底面50a的固定部51c及螺栓51d。
闭塞部51a具有比排出口25的开口面积大的表面积,以与底面50a密接的状态闭塞住排出口25的开口。
弹性部51b是螺旋状的板簧,与闭塞部51a连续地、呈涡旋状形成在其周围,当流体压朝其板厚方向作用在闭塞部51a上时,可使离开底面50a的闭塞部51a再次与底面50a密接。
固定部51c是弹性部51b的涡旋终端部分,形成有供螺栓51d穿过的贯通孔。同样,在凹部50的底面50a也形成着用于螺合螺栓51d的阴螺纹孔50b。在用螺栓51d把固定部51c固定在底面50a上的状态,闭塞部51a覆盖住排出口25的开口,并且与底面50a密接。
闭塞部51a、弹性部51b及固定部51c的各板厚可以全部相同,也可以只使弹性部51b比其它部薄或厚以调节板簧强度等,而使各部的板厚不同。
另外,为了防止弹性部51b的过度变形,根据需要,也可以把阻止一定高度以上的闭塞部51a上升的挡板(图未示)设在闭塞部51a的上方。
根据上述构造的本实施例涡旋型压缩机,用图未示的马达,使上述旋转轴16绕其轴心旋转时,偏心轴16b一边阻止回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12自转,一边使回转涡旋部件13公转回转运动。于是,从吸入口24取入的低压流体,在上述各压缩室C内,其体积渐渐减小,渐渐成为高压,同时从外周端侧朝中心部侧移动,最后通过排出口25排出到排出腔23。
这时的流体,抵抗弹性部51b的推压力和排出腔23内的压力,将排出阀51(涡旋针簧片阀)的闭塞部51a推上,使排出口25开口,从这里流入排出腔23内。于是,由于高压流体的流入,排出腔23内升压,所以,闭塞部51a再次被推压而与底面50a密接。
这样,排出口25的开口关闭时,很少量的流体残存在该排出口25内,由于凹部50的形成,使排出口25内的容积V最小化,所以,几乎所有残存的流体都顺畅地排出到排出腔23,与已往的涡旋型压缩机相比,接着要被压缩的流体压力不容易升压。
另外,由于形成了凹部50,可减薄固定涡旋部件12的端板12a的、排出口25所在位置部分的板厚t,从而可使排出口25内的容积V狭小,所以,可减少残存在这里的流体的容量。因此,可极力减少从排出口25内朝压缩室C回流的流体,所以,不使接着被压缩的流体的压力升压,可减少用于驱动回转涡旋部件13的动力,这样,不受残存在排出口25内的流体的影响,可提高运转效率。
另外,凹部50是沿着壁体12b的涡旋从外周端朝中心部到达进行角为2π±π/4(rad)的台阶42,配置在一周环状的底面12g的内侧。这样,虽然是比较小的空间,但是由于采用比较小型的阀体、即涡旋针簧片阀51,所以,也能容易地设置在该狭小的凹部50内。
但是,在该狭小的凹部50内,即使想设置已有技术中的长方形的上述排出阀51,为了确保弹性,排出阀51必须有一定的长度,所以不能收容在凹部50内。
而本实施例中,由于采用涡旋针簧片阀,该涡旋针簧片阀具有螺旋状的小型的弹性部51b,所以,可容易确保弹性地收容在凹部50内。
另外,本实施例中,由于弹性部51b把闭塞部51a推压在排出口25的开口上,所以,不受重力影响,无论把涡旋压缩机纵置还是横置,都不会有损于排出阀51的功能,可实现设置自由度高的涡旋型压缩机。
下面,参照图22和图23A~23C,说明本发明涡旋压缩机的第4实施例。本实施例中,凹部50的形状和排出阀51的构造与上述第3实施例不同,所以只说明该不同点,其它与上述第3实施例相同,其说明从略。
图22是表示本实施例中的排出阀51、即圆形自由阀(自由阀)的图,是从通过固定涡旋部件12的排出口25的轴线的断面看的图。如图23A所示,该排出阀51是备有比排出口25的开口面积大的表面积、具有预定重量的金属制圆盘。
如图22所示,本实施例中的凹部50,与第3实施例相比,其深度h相同,但内径d小。这是因为不需要进行螺栓固定等的空间。如该图所示,排出阀51(圆形自由阀)在凹部50内可上下动,其圆形的下面与凹部50的底面50a密接时,将排出口25的开口闭塞住,反之,受到流体压上浮时,将上述开口打开。这样,使了能在凹部50内上下动,为了在凹部50的内壁面与排出阀51的外周缘之间的间隙中能通过流体,上述间隙根据设计条件采用规定的尺寸。
该图所示的标记54,是防止排出阀51从凹部50脱出到外部的挡板。
根据上述构造的本实施例涡旋型压缩机,用图未示的马达,使上述旋转轴16绕其轴心旋转时,偏心轴16b一边阻止回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12自转,一边使回转涡旋部件13公转回转运动。于是,从吸入口24取入的低压流体,在上述各压缩室C内,其体积渐渐减小而渐渐成为高压,同时从外周端侧朝中心部侧移动,最后通过排出口25,排出到排出腔23。
这时的流体,抵抗排出阀51的重量和排出腔23内的压力,将排出阀51(圆形自由阀)推上浮起,使排出口25开口,从这里流入排出腔23内。于是,由于高压流体的流入,排出腔23内升压,所以,排出阀51再次被推下而与底面50a密接。
这样,排出口25的开口关闭时,很少量的流体残存在该排出口25内,但由于凹部50的形成,使排出口25内的容积V最小化,所以,几乎所有的残存流体都顺畅地排出到排出腔23,与已往的涡旋型压缩机相比,接着要被压缩的流体压力不容易升压。
另外,由于形成了凹部50,与上述第3实施例同样地,可极力减少从排出口25内朝压缩室C回流的流体,所以,不使接着被压缩的流体的压力升压,可减少用于驱动回转涡旋部件13的动力,这样,不受残存在排出口25内的流体的影响,可提高运转效率。
另外,本实施例中,虽然采用比第3实施例更小的凹部50,但是由于采用小型的阀体、即圆形自由阀作为排出阀51,所以,可容易地设置在该狭小的凹部50内。
另外,作为圆形自由阀的排出阀51的形状,不限于单纯的圆盘形状,例如也可以如图23B、图23C所示那样,除了与排出口25的开口重合的中心部分以外,以该中心部分为中心,在其周围以等角度间隔形成多个通风部55、56。
即,图23B的排出阀51(圆形自由阀),包含周缘地将圆盘的外周4个部位切去,形成上述通风部55。另外,图23C的排出阀51(自由阀),是留下周缘地将圆盘外周4个部位冲切掉,形成上述通风部56。
根据这些变形例的排出阀51(圆形自由阀),在排出口25闭塞时,将排出口25的开口充分密封,在流体从排出口25排出时,流体不仅通过其外周侧、也通过各通风部55、56地通过排出阀51,所以,可减少对通过该排出阀51的流体的阻力,这样,流体可良好地从排出口51排出。另外,由于各通风部55、56以等角度间隔配置在中心部周围,所以,圆盘状的排出阀51不容易在凹部50内倾斜,提高可靠性。
下面,参照图24,说明本发明涡旋型压缩机的第5实施例。本实施例中,上述凹部50的形状和排出阀的构造与第3实施例不同,所以,只说明该点,其它与第3实施例的涡旋型压缩机相同,其说明从略。
图24是表示本实施例中的排出阀51、即单向阀的图,是从通过固定涡旋部件12的排出口25的轴线的断面看的图。如该图所示,该排出阀51备有球形阀体51g、弹簧51h和固定部51i。阀体51g闭塞排出口25的开口。弹簧51b是把该阀体51g往上述开口推压的推压部件。固定部51i把该弹簧51h固定在固定涡旋部件12的背面侧。
如该图所示,本实施例的凹部50与第3实施例相比,深度h相同,但内径可更小。这是因为不需要用螺栓固定等的空间。标记51j是形成在排出口25的开口的环状倒角,这样可不损伤阀体51g的表面,可进行面接触。
如该图所示,排出阀51(单向阀)的阀体51g,在凹部50内可上下动,与倒角51j面接触时,将排出口25的开口闭塞,反之,当受到流体压而上浮时,将上述开口打开。为了使其在凹部50内上下动,为了使流体通过形成于凹部50内壁面与阀体51g表面间的间隙,上述间隙采用与设计条件相应的规定尺寸。
上述固定部51i也兼有防止阀体51g从凹部50脱出到外部的挡板的作用。
根据上述构造的本实施例涡旋型压缩机,用图未示的马达,使上述旋转轴16绕其轴心旋转时,偏心轴16b一边阻止回转涡旋部件13相对于固定涡旋部件12自转,一边使回转涡旋部件13公转回转运动。于是,从吸入口24取入的低压流体,在上述各压缩室C内,其体积渐渐减小,渐渐成为高压,同时从外周端侧朝中心部侧移动,最后通过排出口25,排出到排出腔23。
这时的流体,抵抗阀体51g的重量和弹簧51h的推压力和排出腔23内的压力的合力,将排出阀51(单向阀)的阀体51g推上浮起,使排出口25开口,从这里流入排出腔23内。于是,由于高压流体的流入,排出腔23内升压,所以,阀体51g被推下而与倒角51j密接。
这样,排出口25的开口关闭时,很少量的流体残存在该排出口25内,但由于凹部50的形成,使排出口25内的容积V最小化,所以,几乎所有的残存流体都顺畅地排出到排出腔23,与已往的涡旋型压缩机相比,接着要被压缩的流体压力不容易升压。
另外,由于形成了凹部50,与上述第3实施例同样地,可极力减少从排出口25内朝压缩室C回流的流体,所以,不使接着要被压缩的流体的压力升压,可减少用于驱动回转涡旋部件13的动力,这样,不受残存在排出口25内的流体的影响,可提高运转效率。
另外,本实施例的涡旋型压缩机中,虽然采用比第3实施例更小的凹部50,但是由于采用具有更小型阀体51g的单向阀作为排出阀51,所以,可容易地设置在该狭小的凹部50内。
另外,本实施例中,由于弹簧51h把阀体51g推压在排出口25的开口上,所以,不受重力作用,无论将涡旋型压缩机纵置还是横置,都不有损于排出阀51的功能,可实现设置自由度高的涡旋型压缩机。
上述第3至第5实施例中,分别说明了采用涡旋针簧片阀、圆形自由阀、单向阀作为排出阀51的例子,但并不限于此,也可以采用其它形式的阀体,只要能配置在比较狭小的凹部50内即可。
另外,上述第3至第5实施例中,凹部50是配置在由环状底面12g覆盖周围的内侧,该环状底面12h形成在从外周端朝着中心部行进角为2π±π/4(rad)的位置之间,但是,该底面12g的范围并不限于2π±π/4(rad),可适当变更。
另外,上述第3至第5实施例中,凹部50的形状是圆盘形,但并不限于此,根据需要可采用倒圆锥台形等其它形状。
下面,参照图25至图27,说明本发明涡旋型压缩机的第6实施例。与上述第1至第5实施例相同的部分,其说明从略。
图25是表示本发明涡旋型压缩机整体构造的断面图。
在端板12a的另一侧面中央设有排出阀26,该排出阀26只在预定大小以上的压力作用时,才将排出口25打开。
图26是固定涡旋部件12、回转涡旋部件13的立体图。
固定涡旋部件12侧的端板12a与壁体13b的上缘各部位对应地做成为带台阶形状,具有在涡旋中心高度大、在外周端高度小的2个部位。回转涡旋部件13侧的端板13a也与端板12a同样地做成为带台阶形,具有在涡旋方向中心高度大、在外周端高度小的2个部位。
另外,在壁体12b的上缘12c、12d上配设着顶端密封件27c、27d,在连接缘12e上配设着顶端密封件27e。在壁部13b的上缘13c上配设着顶端密封件28c,在连接缘13e上配设着顶端密封件28e。
顶端密封件27c、27d呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘12c上的槽12k、12l内,在压缩机运转时,受到导入槽12k、12l的高压流体的背压,被压接在底面13f、13h上,发挥密封功能。
顶端密封件28c也呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘12c上的槽13k内,在压缩机运转时,受到导入槽13k的高压流体的背压,被压接在底面12f上,发挥密封功能。
顶端密封件27e呈杆状,嵌合在沿连接缘12e形成的槽12m内,同时采用防止从槽12m脱离的构造,在压缩机运转时,如后所述,被图未示的推压机构压接在连接壁面13h上,发挥密封功能。顶端密封件28e也与顶端密封件27e同样地嵌合在沿连接缘13e形成的槽13m内,同时采用防止从槽13m脱离的构造,在压缩机运转时,被图未示的推压机构压接在连接壁面12h上,发挥密封功能。
把回转涡旋部件13组装到固定涡旋部件12上后,低位上缘12c与底浅的底面13f相接,高位上缘12d与底深的底面13g相接。同时,低位上缘13c与底浅的底面12f相接,高位上缘13d不与底深的底面12g相接。这是因为底面12g比从端板13a到上缘13d的高度深的原因。这样,在底面12g与上缘13d之间设有空间29,板体30沿着底面12g配置在该空间29内(见图25)。
板体30有均匀的厚度,具有足够的刚性,从回转轴方向看,是与底面12g约相同的形状。沿着涡旋嵌入在壁体12b之间,在回转轴方向可移动(但是其可移动范围,在组装了回转涡旋部件13后,限定在底面12g与壁体13b之间)。
将固定涡旋部件12和回转涡旋部件13组合而成的涡旋型压缩机,设有把板体30往壁体13b的上缘13d推压的推压机构31。推压机构31如图27所示,备有导入路32,该导入路32把以底面12f作为一个壁面形成在涡旋方向中心侧的压缩室内的流体导入空间29中的板体30的背面侧。导入路32的一部分穿过固定涡旋部件12的端板12a。
导入路32连接着将路内流体往外部排出的排出管33,在导入路32与排出管33的连接部分设有三通阀(开闭阀)34。该三通阀34根据需开闭该导入路32,并且在关闭了导入路32时,使空间29侧的流体排出。三通阀34由控制压缩机运转状态的控制部37控制,不进行容量控制时,打开导入路32,同时关闭排出管33。进行容量控制时,关闭导入路32,同时打开排出管33。
在板体30与底面12g之间设有将板体30往底面12g方向拉的弹簧体(赋势机构)35。弹簧本35采用具有耐蚀性的材质。在不进行容量控制时,弹簧体35屈服于导入空间29内的流体的压力而伸张,可将板体30压接在壁体13b的上缘13d上。在进行容量控制时,弹簧体35把板体30靠近底面12g,在与上缘13d之间形成间隙。
在板体30上,设有限制回转轴方向的移动范围的挡板36。挡板36,在螺栓部36a的基端设有鼓出部36b,螺栓部36a穿过贯通孔30a(该贯通孔30a形成在板体30的厚度方向),再将该螺栓部36a螺合在螺纹孔30a(该螺纹孔37形成在固定涡旋部件12的端板12a上)内。板体30的贯通孔30a采用台阶形状,吸收鼓出部36b的伸出部分而使板体30与壁体13b的上缘13d相接。
不进行容量控制时,板体30被推压机构31压接在壁体13b的上缘13d上,发挥密封功能。所以,在两涡旋间,由相对的端板12a、13a和壁体12b、13b划分出压缩室C(见图5至图8)。
进行容量控制时,板体30被弹簧体35拉到底面12g侧,失去密封功能,所以,从壁体12b、13b的外周端到连接壁面12h、13h不形成具有气密性的压缩室C,在过了连接壁面12h、13h的时刻,才开始形成具有气密性的压缩室C。
上述构造的涡旋型压缩机,不进行容量控制时的流体压缩过程,与第1实施例中图5至图8、图9A至图9D相同,其说明从略。
上述涡旋型压缩机中,进行容量控制时,板体30不发挥密封功能,所以,在连接壁面12h、13h的外周端侧,不形成具有气密性的压力室,先行的压缩室C0在该时刻开始形成并具有气密性。因此,从压缩进行到排出之前,压缩室C的容积变化小,排出容量也少。而且,压缩室C在经过连接壁面12h、13h之前没有被施加用于压缩流体的动力,所以,在进行容量控制时,可减小用于驱动压缩机的动力,不象已往那样浪费地消耗掉,可避免动力损失,提高运转效率。
另外,不进行容量控制时,把在比连接壁面12h、13h更中心侧形成的高压压缩室C内的压力通过导入路32导入空间29,这样,抵抗弹簧体35的推压力、以及形成在比连接壁面12h、13h更外周端侧的低压压缩室C内的压力,板体30被推压,确保压缩室C气密性,所以,可提高压缩效率,提高压缩机性能。而且,不必设置其它驱动源地可推压板体。
另外,通过设置弹簧体35,使板体30靠近底面12g,在为了进行容量控制时,推压机构31对板体30的推压被解除时,在板体30与相对壁体13b间产生间隙,在外周端侧产生流体的泄漏,可防止压力过度增高,所以,避免动力的浪费,可提高运转效率。
另外,由于设置挡板36来限制板体30的移动范围,所以,阻止板体30过度地被壁体13b推压,抑制板体30的变形和与壁体13b过度摩擦产生的热。可实现压缩机的稳定运转。
另外,本实施例中,是在固定涡旋部件12侧配设板体30,但也可以在回转涡旋部件13侧配设板体30。另外,本实施例中,设置了限制板体30移动范围的挡板36,但是,由于板体30的移动范围被底面12g和壁体13b的上缘13d限制,所以,也不一定要设置挡板。
本实施例中,连接缘12e、13e垂直于回转涡旋部件13的回转面,与此对应地,连接壁面12h、13h也垂直于回转面,但是,只要连接缘12e、13e、连接壁面12h、13h保持相互的对应关系,也可以不垂直于回转面,例如,也可以倾斜于回转面。
本实施例中,固定涡旋部件12、回转涡旋部件13都是采用具有一个台阶的台阶形状,但本发明的涡旋型压缩机,也适用于具有多个台阶的形式。
下面,参照图28至图31,说明本发明涡旋型压缩机的第7实施例。与上述第1至第6实施例中相同的部分,其说明从略。
图28是表示本实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
在端板12a的另一侧面中央设有排出阀26,该排出阀26只在预定大小以上的压力作用时,才将排出口25打开。
图29是固定涡旋部件12、回转涡旋部件13的立体图。
连接缘12e如图30所示,从回转涡旋部件13的方向看壁体12b,连接缘12e是与壁体12b直交的平面,并且,与壁体12b的内外两侧面间的角被倒角,形成为角面Q。
另外,图29中,在壁体12b的各上缘12c、12d上配设着顶端密封27c、27d,在连接缘12e上配设着顶端密封件27e。与其同样地,在壁部13的各上缘13c、13d上配设着顶端密封件28c、28d,在连接缘13e上,配设着顶端密封件28e。
顶端密封件27c、27d呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘12c、12d上的槽12k、12l内,在压缩机运转时,受到导入槽12k、12l的高压流体的背压,被压接在底面13f、13g上,发挥密封功能。
顶端密封件28c、28d也呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘13c、13d上的槽13k、13l内,在压缩机运转时,受到导入槽13k、13l的高压流体的背压,被压接在底面12f、12g上,发挥密封功能。
顶端密封件27e呈杆状,嵌合在沿连接缘12e形成的槽12m内,同时采用防止从槽12m脱出的构造,在压缩机运转时,如后所述,被图未示的推压机构压接在连接壁面13h上,发挥密封功能。顶端密封件28e也与顶端密封件27e同样地嵌合在沿连接缘13e形成的槽13m内,同时采用防止从槽13m脱离的构造,在压缩机运转时,被图未示的推压机构压接在连接壁面12h上,发挥密封功能。
另外,在连接缘12e与连接壁面13h之间、以及在连接缘13e与连接壁面12h之间,考虑到驱动时两涡旋的热膨张,设有微小间隙。
上述涡旋型压缩机中,由于把连接缘12e、13e做成图30所示形状,所以,在切削加工时,其加工性提高。连接缘12e、13e不是已往那样的半圆形,而是由3个平面形成,所以,用车床进行切削加工时,只要单纯地反复进行平面切削加工即可。而且,由于在连接缘12e、13e上形成角面Q,所以,可确保壁体12b、13b的、连接缘12e、13e周边的强度,同时提高加工精度。
另外,上述涡旋型压缩机中,组装后的连接缘12e与连接壁面13h之间、以及连接缘13e与连接壁面12h之间,由于设有微小间隙,所以,即使固定涡旋部件12、回转涡旋部件13热膨张,两涡旋间的接触压也不会升高到所需以上。这样,可实现涡旋型压缩机的稳定运转。
本实施例中,如图30所示那样地形成连接缘12e、13e,与壁体之间的角形成角面Q,但也可以不形成角面,而是如图31A所示那样,采用与相邻两面圆滑连接的圆形面R。另外,也可以如图31B所示那样,不形成角面,而做成为方形。
另外,上述各实施例中,连接缘12e、13e垂直于回转涡旋部件13的回转面,与此对应地,连接壁面12h、13h也垂直于回转面,但是,只要连接缘12e、13e、连接壁面12h、13h保持相互的对应关系,也可以不垂直于回转面,例如,也可以倾斜于回转面。
另外,上述各实施例中,固定涡旋部件12、回转涡旋部件13都是采用具有一个台阶的台阶形状,但本发明的涡旋型压缩机也适用于具有多个台阶的形式。
下面,参照图32至图39A~39G,说明本发明涡旋型压缩机的第8实施例。与上述第1至第7实施例中相同的部分,其说明从略。
图32是表示本实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。
在固定涡旋部件12上设有将挟着涡旋压缩机构中心正对着的2个压缩室(如后所述,该2个压缩室是由端板12a、13a、壁体12b、13b划分成、并且借助连接缘12e与连接壁面13h的接触而形成的Ca、Cb)相互连通的连通路P。另外,在回转涡旋部件13上设有将挟着涡旋压缩机构中心正对着的2个压缩室(后述的Ca0、Cb0)相互连通的连通路P0
连通路P是由在固定涡旋部件12上穿过多个孔并将不要的部位堵住而形成的,其一端沿着靠近连接缘12e的壁体12b的外侧面(背)设置,另一端沿着挟着涡旋压缩机构中央正相对的壁体12b的内侧面(腹)设置。连接路P的两端分别在壁体12b的外侧面与内侧面同时啮合的2个部位开口。
连通路P0也与上述同样地,是由在回转涡旋部件13上穿过多个孔并将不要的部位堵住而形成的,其一端沿着靠近连接壁面12h和壁体13b的边界的壁体13b外侧面(背)设置,另一端沿着挟着涡旋压缩机构中央正相对的壁体13b的内侧面(腹)设置。连接路P0的两端分别在壁体13b的外侧面与内侧面同时啮合的2个部位开口。
图33是固定涡旋部件12、回转涡旋部件13的立体图。
固定涡旋部件12侧的壁体12b,其涡旋状上缘被分成2个部分,做成为涡旋中心侧低、外周端侧高的台阶形状。回转涡旋部件13侧的壁体13b虽然是与壁体12b同样的涡旋状,但不做成台阶形,其上缘形成为齐平状。
固定涡旋部件12侧的端板12a的一侧面与壁体13b的上缘对应地形成为齐平状。回转涡旋部件13侧的端板13a的一侧面与壁体12b的台阶形状对应地形成为台阶形状,具有在涡旋方向中心高度大和在外周端高度小这样2个部位。
壁体12b的上缘被分为靠近中心的低位上缘12c和靠近外周端的高位上缘12d这样两个部位,在相邻上缘12e、12d之间存在着将两者连接并垂直于回转面的连接缘12e。
端板13a的底面被分成靠近中心的底浅的底面13f、和靠近外周端的底深的底面13g这样两个部位,在相邻底面13f、13g之间存在着将两者连接并垂直的连接壁面13h。
从回转涡旋部件13的方向看壁体12b时,连接缘12e是与壁体12b的内外两侧面圆滑连接、直径与壁体12b的厚度相等的半圆形。另外,从回转轴方向看端板13a时,连接壁面13h是与连接缘12e的、随着回转涡旋部件13的回转所描绘的包络线一致的圆弧形。
如图34所示,在壁体12b上,在上缘12c与连接缘12e对接的部分,设有肋12i。为了避免应力集中,肋12i形成为与上缘12c和连接缘12e圆滑连续的凹曲面,与壁体12b形成为一体。
在壁体13a上,在底面13g与连接壁面13h对接的部分也设有隆起状的肋13j。为了避免应力集中,肋13j形成为与底面13g和连接壁面13h圆滑连续的凹曲面,与壁体13b形成为一体。
在壁体12b上,上缘12c、12d对接的部分,为了避免组装时与肋13j干扰,分别被倒角。
另外,在壁体12b的上缘12c、12d上配置了顶端密封件27c、27d,在连接缘12e上配设了顶端密封件27e。在壁部13的上缘13c上配设了顶端密封28。
顶端密封件27c、27d呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘12c上的槽12k、12l内,在压缩机运转时,受到导入槽12k、12l的高压流体的背压,被压接在底面13f、13h上,发挥密封功能。
顶端密封28c也呈涡旋状,嵌合在沿涡旋方向形成在上缘13c上的槽13k内,在压缩机运转时,受到导入槽13k的高压流体的背压,被压接在底面12f上,发挥密封功能。
顶端密封27e呈杆状,嵌合在沿连接缘12e形成的槽12m内,同时采用防止从槽12m脱出的构造,在压缩机运转时,如后所述,被图未示的推压机构压接在连接壁面13h上,发挥密封功能。
把回转涡旋部件13组装到固定涡旋部件12上后,低位上缘12c与底浅的底面13f相接,高位上缘12d与底深的底面13g相接。同时,上缘13c与底面12f相接。这样,在两涡旋间,被相对的端板12a、13a、壁体12b、13b划分形成压缩室C。
下面,参照图35至图38,说明上述构造的涡旋型压缩机驱动时的流体压缩过程。
在图35所示状态,壁体12b的外周端与壁体13b的外侧面相接,同时,壁体13b的外周端与壁体12b的外侧面相接,流体被封入端板12a、13a、壁体12b、13b之间,在挟着涡旋型压缩机构中心并正相对的位置形成2个最大容积的压缩室Ca、Cb。在该时刻,连接缘12e与连接壁面13h开始滑接,压缩室Cb和先行的压缩室Cb0分别是密闭状态。
从图35的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图36所示状态的过程中,压缩室Ca、Cb一边保持着密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩,先行的压缩室Ca0、Cb0,也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h继续滑接,压缩室Cb和先行的压缩室Cb0分别保持着密闭状态。
从图36的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图37所示状态的过程中,压缩室Ca、Cb一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩,先行的压缩室Ca0、Cb0也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,继续压缩流体。在过程中也同样地,连接缘12e与连接壁面13h继续滑接,压缩室Cb和先行的压缩室Cb0分别保持着密闭状态。
在图37所示状态,接近外周端的壁体13b的内侧面、与位于其内方的壁体12b的外侧面之间,形成后来作为压缩室的空间Ca1。接近外周端的壁体12b的内侧面、与位于其内方的壁体13b的外侧面之间形成后来作为压缩室的空间Cb1,低压流体从吸入室22流入空间Ca1、Cb1。压缩室Ca、Cb一边保持密闭状态,一边朝中心行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。先行的压缩室Ca0,Cb0在该时刻成为最小容积,使流体升压到预定压后,通过排出口25排出。在该时刻之前,连接缘12e与连接壁面13h继续滑接着,压缩室Cb和先行的压缩室Cb0分别保持着密闭状态,但随即便解除。
从图37的状态,回转涡旋部件13回转π/2,到达图38所示状态的过程中,空间Ca1、Cb1一边扩大一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行于空间Ca1,Cb1的压缩室Ca、Cb也一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。在该过程中,连接缘12e与连接壁面13h的滑接解除,挟着中心正相对的2个压缩室Ca、Cb成为连通状态而被均压。
从图38的状态,回转涡旋部件13回转π/2,再回到图35所示状态的过程中,空间Ca1、Cb1一边更加扩大一边朝涡旋压缩机构的中心部行进,先行的压缩室Ca、Cb一边保持密闭状态一边朝中心部行进,渐渐减小其容积,将流体压缩。在该过程中也同样地,连接缘12e与连接壁面13h的滑接解除,挟着中心正相对的2个压缩室Ca、Cb成为连通状态而被均压。
压缩室的大小从最大容积到最小容积(排出阀26开放时的容积)的变迁是下述的过程A或过程B。
过程A:(图35中的压缩室Ca→图36中的压缩室Ca→图37中的压缩室Ca→图38中的压缩室Ca→图35中的压缩室Cb0→图36中的压缩室Cb0→图37中的压缩Cb0)
过程B:(图35中的压缩室Cb→图36中的压缩室Cb→图37中的压缩室Cb→图38中的压缩室Cb→图35中的压缩室Ca0→图36中的压缩室Ca0→图37中的压缩Ca0)
图39~39G表示各状态中的压缩室展开形状。上述2个过程中,即使是同一时刻,压缩室Ca、Cb的容积也不同,所以,可比较二者形状地并记。
在最大容积的图39A的时间,压缩室Ca、Cb都是长方状(见图35),其旋转轴方向宽度在涡旋压缩机构外周端侧是重叠长度L1,该重叠长度L1约等于从底面12f到上缘12d的壁体12b的高度(或者从底面13g到上缘13c的壁体13b的高度),压缩室Ca、Cb的容积相等。
在图39B的时刻,压缩室Ca与图39A的状态相同,是长方状,回转方向的长度变短(见图36)。压缩室Cb的旋转轴方向的宽度,在途中变窄,压缩室Cb变成为异形的长方状,其宽度在中心侧成为重叠长度Ls(<L1),该重叠长度La约等于从底面12f到上缘12c的高度(或者从底面13f到上缘13c的壁体13b的高度),容积变得小于压缩室Ca
在图39C的时刻,压缩室Ca的回转轴方向宽度在途中也变窄,压缩室Ca成为异形的长方状(见图37)。压缩室Cb的重叠长度L1的部分变短,重叠长度Ls的部分变长。另外,压缩室Ca的重叠长度L1部分的长度比压缩室Cb的长,压缩室Ca的重叠长度Ls部分的长度比压缩室Cb的短,所以,压缩室Ca的容积变大。
在图39D的时刻,压缩室Ca、Cb都朝中心侧移动,回转方向的长度更加变短(见图38)。这时也同样地,压缩室Ca的重叠长度L1部分的长度比压缩室Cb的长,压缩室Ca的重叠长度Ls部分的长度比压缩室Cb的短,所以,压缩室Ca的容积变大。
在图39E的时刻,压缩室Cb0、Ca0都朝中心侧移动,回转方向的长度更加变短(见图35)。而且,压缩室Ca0的重叠长度L1的部分消失,成为宽度均匀(重叠长度La)的长方状。
在图39F的时刻,压缩室Cb0、Ca0都朝中心侧移动,回转方向的长度更加变短(见图36)。
在最小容积的图39G的时刻,压缩室Cb0、Ca0的重叠长度L1的部分都消失,成为宽度均匀(重叠长度La)的长方状(见图37)。然后,排出阀26开放,流体从排出阀26排出。
使上述涡旋型压缩机驱动时,从图39A~39G可知,正相对的2个压缩室的容积在图39B至图39F的过程中不相同,两压缩室间成为内部压力不平衡的状态。但是,在图39C至图39E期间,由于连接缘12e与连接壁面13h的滑接解除,所以,实际上产生内部压力不平衡状态的是图39A~图39C的过程和图39E~图39G的过程。
上述涡旋型压缩机中,在图39A~39C的过程中,流体通过连通路P在正相对的压缩室Ca、Cb间流通,纠正了两压缩室间内部压力的不平衡。另外,在图39E~39G的过程中,流体通过连通路P0在正相对的压缩室Ca0、Cb0间流通,纠正了两压缩室间内部压力的不平衡。
因此,根据上述涡旋型压缩机,在压缩过程中正相对的2个压缩室的容积即使不相等,由于流体通过连通路P、P0流通,纠正了内部压力的不平衡,正相对的压缩室(Ca和Cb、Ca0和Cb0)间的压力保持平衡,所以,可安全地驱动压缩机。
另外,只在固定涡旋部件12的壁体12b上设置台阶,与其对应地,只在回转涡旋部件13的端板13a上设置台阶,这样,两涡旋的加工比已往简单,提高加工性,并且减低加工成本。
另外,在没有台阶的固定涡旋部件12上设置排出口25,排出口25内的容积减小,抑制从排出口25朝向压缩室C的流体回流而引起的动力损失,提高压缩效率。
另外,本实施例中,是只在固定涡旋部件12的壁体12b上设置台阶,与其对应地,只在回转涡旋部件13的端板13a上设置台阶。但也可以相反地,只在回转涡旋部件的壁体13b上设置台阶,与其对应地,只在固定涡旋部件12的端板12a上设置台阶。
本实施例中,是在固定涡旋部件12上设置连通路P,在回转涡旋部件13上设置连能路P0;但是,如果朝中央移动的2个压缩室是连续的时,流体不通过连通路P0也能流通,所以,这时不必设置连通路P0。
另外,本实施例中,连接缘12e垂直于回转涡旋部件13的回转面,与此对应地,连接壁面13h也垂直于回转面,但是,只要连接缘12e、连接壁面13h保持相互的对应关系,也可以不垂直于回转面,例如,也可以倾斜于回转面。
另外,本实施例中,固定涡旋部件12是采用具有一个台阶的台阶形状,但本发明的涡旋型压缩机,也适用于具有多个台阶的形式。
下面,参照图40说明本发明涡旋型压缩机的第9实施例。与上述第1至第8实施例相同的部分,其说明从略。
图40是表示本实施例涡旋型压缩机整体构造的断面图。该涡旋型压缩机的特征是,固定涡旋部件12和旋涡旋13都做成为台阶形状。但是,壁体12b的上缘台阶比壁体13b的上缘台阶大。端板13a一个面上的台阶比端板12a的一个面上的台阶小。
驱动上述涡旋型压缩机时,与上述第8实施例同样地,正相对的2个压缩室的容积,在某过程不相同,两压缩室间的内部压力成为不平衡状态。但是,流体通过连通路P、P0流通,纠正了两压缩室间内部压力的不平衡,正相对的压缩室间的压力保持平衡,所以能安全地驱动压缩机。
上述的本发明涡旋型压缩机,具有以下效果。
(1)使涡旋型压缩机运转时,即使壁体热膨张,壁体上缘也不与相对的端板碰撞。因此,不妨碍回转涡旋部件的公转回转运动,可提高压缩效率。
另外,在上述中心部侧,可防止壁体与端板的碰撞,同时,在台阶部的中心部侧和外周端侧的任一方可适当形成热膨张后的间隙高度。
(2)压缩室的最大容积更加大,可提高压缩效率。
另外,可防止内侧压缩室的流体,通过台阶部泄漏到外侧压缩室,
另外,由于台阶部设在行进角为2π±π/4的位置,所以,可充分加大压缩室的最大容积,同时,可防止因上述压差引起压缩室内的流体泄漏。
(3)由于形成了凹部,所以,可减小固定涡旋部件的端板的排出口所在位置部分的厚度,从而可减小排出口的内容积。因此,可减少残存在这里的流体容量。因此,可极力减少从排出口朝压缩室回流的流体,这样,接着被压缩的流体压力不升高,可减少用于驱动回转涡旋部件所需的动力。不受残存在排出口内流体的影响地可提高运转效率。
另外,由于采用涡旋针簧片阀,是比较小型的阀体,所以,能容易地设置在狭小的凹部内。
另外,由于采用自由阀,是单纯的板体,是比较小型的阀体,所以,能容易地设置在狭小的凹部内。
另外,根据该自由阀,在排出口闭塞时,能良好地密封排出口的开口,在流体从排出口流出时,流体不仅通过自由阀的外周侧,也能通过其各通风部地通过自由阀,可减少对通过该自由阀的流体的阻力,所以,流体能从排出口顺畅地排出。另外,由于各通风部以等角度间隔配置在中心部周围,所以,自由阀在凹部内不容易倾斜,可提高可靠性。
另外,由于采用单向阀,是比较小型的阀体,所以,能容易地设置在狭小的凹部内,
(4)进行容量控制时,不使推压机构动作,可将板体在回转轴方向移动,这样,在由固定涡旋部件和回转涡旋部件构成的涡旋型压缩机中,在位于外周端侧、壁体高的部分,在两涡旋的壁体间不形成压缩室,在位于中心侧、壁体低的部分,刚刚过了连接壁面时,开始形成压缩室,所以,压缩进行后到排出,压缩室的容积变化小,可减少排出量。而且,压缩室在通过连接壁面之前,需要的压缩流体的动力少。即,进行容量控制时,可减小驱动压缩机的动力,不象已往那样浪费掉,避免动力损失,可提高运转效率。
另外,板体与位于外周端侧的部位为略一致的形状,不进行容量控制时,可确保位于外周端侧、由壁体高的部分形成的压缩室的气密性,所以,可提高压缩效率,提高压缩机性能。而且,不必设置其它驱动源,可推压板体。
另外,不进行容量控制时,把位于涡旋方向中心侧的高压的压缩室内的压力导入位于外周端侧的部位与板体之间,这样,抵抗比中心侧低压的压缩室内的压力,板体被推压,确保压缩室的气密性,所以,可提高压缩效率和压缩机性能。
另外,设置赋势机构,把板体拉到位于外周端侧的部位,进行容量控制的推压机构对板体的推压解除时,在板体与相向壁体之间产生间隙,使流体容易泄漏,在外周端侧产生流体的泄漏,这样,可防止压力过度增高,所以,不消耗动力,可提高压缩机的运转效率。
另外,设置挡板,限制板体的移动范围,这样,阻止板体被相向壁体过度推压,抑制板体的变形和与壁体过度摩擦产生的热,所以,压缩机可稳定运转。
(5)用连接缘的公转回转运动时的回转轨迹包络线,决定连接壁面的形状,所以,无论连接缘的形状如何,都可确保与连接壁面的气密性。连接缘可采用比较简单的形状,可提高加工性,减低加工成本。
另外,用与壁体涡旋方向相交的平面形成连接缘,所以,在切削加工连接缘时,更提高加工性,减低加工成本。
另外,由于把平面与壁体的侧面之间倒角,所以,可确保壁体的连接缘周边的强度,同时提高精度。
另外,在连接缘与连接壁面之间预先设置微小间隙,这样,即使两涡旋热膨张,接触压也不会升高到预定高度以上,所以,可实现稳定的驱动。
(6)由于设置了连通路,正相对的2个压缩室中,在压缩的某过程中容积虽然不同,但在该压缩过程中,流体通过连通路在两压缩室间流通,所以,内部压力不平衡被打消。这样,可安全地驱动压缩机。
另外,由于只在固定涡旋部件、回转涡旋部件的任一方涡旋壁体上设置台阶,与其对应地,只在另一方涡旋的端板上设置台阶,所以,涡旋的加工比已往简单,可提高加工性,减低加工成本。
另外,在没有台阶的涡旋上设置排出口,可减小排出口的内容积,抑制从排出口朝压缩室回流流体引起的动力损失,可提高压缩效率。

Claims (2)

1.涡旋型压缩机,备有固定涡旋部件和回转涡旋部件;固定涡旋部件固定在静止位置,具有立设在端板一侧面上的涡旋状壁体;回转涡旋部件具有立设于端板一方面上的涡旋状壁体,通过将上述各壁体啮合而一边被阻止自转,一边可公转回转运动地被支承着;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的端板的一侧面做成为台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧高度大的高部位、在外周端侧高度小的低部位、和作为该高部位与低部位的边界的台阶部;
固定涡旋部件和回转涡旋部件的至少一方的壁体的上缘被分被成多个部位,与上述各部位对应地做成台阶形状,具有在涡旋方向中心部侧低的低位上缘和在外周端侧高的高位上缘;其特征在于,
在对应的上述壁体上缘与上述端板之间设有间隙,室温下的壁体高度方向的上述间隙的高度比涡旋压缩机运转时壁体朝壁体高度方向热膨张时的高度大。
2.如利要求1所述的涡旋型压缩机,其特征在于,形成在比上述台阶部更靠涡旋方向中心部侧的上述间隙的高度比形成为比上述台阶部更外周端侧的间隙的高度大。
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