专利名称：涡旋流体机械、冷冻循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调机或加热泵热水器等使用的涡旋(scroll)流体机械，尤其涉及有关于缩短运转启动时间的技术。
背景技术：
通常，旋转涡旋部件和固定涡旋部件之间互相吸引——换言之，在将旋转涡旋部件按压向固定涡旋部件这样的——涡旋流体机械的情况下，在刚开始启动后不久，几乎不产生这样的按压力即所谓的背压，不仅如此，旋转涡旋部件在压缩室的压力的作用下，承受远离固定涡旋部件的方向的大的力。
因此，由于旋转涡旋部件与固定涡旋部件的间隙变大，形成压缩室的密封部的密封性下降，所以使得进入到正常运转之前的过渡运转成为泄漏增多的低效率运转。
因此，有许多为了提高密封性的技术。例如公知有专利文献1、2。
在专利文献1中，被嵌入在固定涡旋的端面即固定安装面(以下称为非旋转基准面)和框架的端面即旋转嵌入面(以下称为旋转规定面)之间的旋转涡旋部分(以下称为旋转端板)被构成为，比两端面的间隔小5～70μm，这表示相对于非旋转基准面，由立起设置涡旋齿啮合处(scrollwrap)的镜板面、和相面对于旋转规定面的反涡旋齿啮合处一侧的面(以下称为旋转背面)形成的厚度、即旋转端板的厚度，比两端面的间隔大约小5～70μm。由框架的旋转规定面确定旋转涡旋部件和固定涡旋部件在轴线方向上的最大间隔距离，其高效率运转的情况在第29段公开。
如此，由于旋转端板的涡旋齿啮合处一侧和非旋转基准面的间隙很小，使得压缩机在刚启动之后不久或在非常短的时间内，能够将旋转涡旋部件按压向固定涡旋部件，从而性能提高，进入到正常的运转状态的情况在第29段等公开。另外，若压接并滑动，则形成具有可刮掉磨合性的皮膜(以下成为磨合层)，使性能提高并进入到正常的运转状态的情况在第29段等公开。
在专利文献2中，公开有在因液压缩而引起的压缩室的异常压力上升所具有的结构，如图3所示，使能够在推力方向上移动的推力轴承抵接于旋转涡旋的背面即旋转背面，从该推力轴承的更深的背面导入排出压力，另外，在第3页下右栏第一行等公开有间隙可以约为0.01 5～0.02mm、即约为15～20μm，来代替上述的5～70μm。如此，如作用栏及发明效果栏记载的那样，能在正常运转时保持微小间隙，进行高效的压缩作用，在压缩室的压力异常上升时，能解除压缩室的密封并可以重新恢复到正常的压缩运转。
专利文献1日本国专利特开平11-247786公报专利文献2日本国专利特开平01-177482公报在上述各专利文献中，虽然想通过保持较高的压缩室的密封度，使背压的源头即排出压力上升，从而改善运转启动状况，但是毕竟难以进一步提高密封性，不仅排出压力的上升需要时间，而且将旋转涡旋部件按压向固定涡旋部件的按压力(背压)的提高也需要时间，所以直到进入到正常运转所需时间、即运转启动时间变长。
发明内容
本发明的目的是缩短启动之后不久的过渡运转时间，缩短运转启动时间。另外，本发明的目的是在短时间内使涡旋部件的磨合层进行磨合。
本发明的目的是通过具有以下部分而达成的，它们是辅助部件背压密封圈，其分隔腔(chamber)内和由固定涡旋部件与框架形成的空间，并且经由设置在框架上的辅助部件背压孔来承受腔内的压力；和旋转按压辅助部件，其通过被按压向辅助部件背压密封圈而向固定涡旋部件侧按压旋转涡旋部件。
根据本发明，可以缩短运转启动时间。另外，可以在短时间内使涡旋部件的磨合层进行磨合。
图1是本发明的第一实施例中的涡旋流体机械的纵剖面图；图2是本发明的第一实施例中的固定涡旋部件的仰视图；图3是本发明的第一实施例中的旋转涡旋部件的俯视图；图4是本发明的第一实施例中的旋转涡旋部件的纵剖面图；图5是本发明的第一实施例中的旋转涡旋部件的仰视图；图6是本发明的第一实施例中的框架的俯视图；图7是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件的纵剖面图；图8是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件的俯视图；图9是本发明的第一实施例中的辅助部件背压密封圈的纵剖面图；图10是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件附近的放大纵剖面图(组装时、或磨合前&启动前)；图11是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件附近的放大纵剖面图(磨合运转中)；图12是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件附近的放大纵剖面图(磨合后&正常运转中)；图13是本发明的第一实施例中的旋转按压辅助部件附近的放大纵剖面图(磨合后&启动前)；图14是本发明的第二实施例中的旋转按压辅助部件的纵剖面图；图15是本发明的第二实施例中的旋转按压辅助部件的俯视图；图16是本发明的第三实施例中的辅助部件背压密封圈的主要部分放大纵剖面图；图17是表示背面间隙和压缩机效率的关系的坐标图；图18是将本发明的涡旋压缩机搭载于加热泵热水器的冷冻循环图。
图中1-固定涡旋部件；1a-固定涡旋体；1b-固定端板；1c-旁路孔；1d-油槽；2-旋转涡旋部件；2a-旋转涡旋体；2b-旋转端板；2c-旋转轴承；2x-旋转放射槽；3-旋转按压辅助部件；3b-突起部；4-背压室；5-储油室；6-吸入室；7-外周室；8-辅助部件背压室；9-曲轴；9a-偏心销；9b-供油孔；10-供油管；11-辅助部件背压密封圈；15-框架；15a-主轴承；15h-辅助部件背压孔；16-欧氏环(Oldham ring)；17-电机；18-吸入管；19-排出管；20-箱体(case)；21-本发明的涡旋压缩机；22-热交换器；23-水通路；24-电动膨胀阀；25-蒸发器；25a-蒸发器风扇；100-背压控制阀；100a-流出孔；100b-阀弹簧；100c-阀体；100d-阀盖；100e-固定栓；150-旁路阀；200-压缩室具体实施方式
以下，利用图1至图13，对于本发明的第一实施例加以说明。
(实施例1)图1是涡旋流体机械的纵剖面图。但不是仅由一个剖面构成，有的部分由其他的剖面构成。以下，将从与图1相同的方向观察到的剖面图称为纵剖面图，将图1中从上向下观察到的图称为俯视图，相反地将从下向上观察到的图称为仰视图。图2是固定涡旋部件的仰视图，表示了固定安装面。图3、4、5分别是各旋转涡旋部件的俯视图、纵剖面图和仰视图。图6是框架的俯视图。图7是旋转按压辅助部件的纵剖面图。图8是旋转按压辅助部件的俯视图。另外，图9是辅助部件背压密封圈的纵剖面图。图10至图13是旋转按压辅助部件附近的纵剖面图(图1的p部分)的放大图。
首先，概要地描述涡旋流体机械的压缩流体的流动情况。涡旋流体机械即压缩机从吸入管18吸入流体，从排出管19排出压缩了的流体。从吸入管18流入了的流体一旦流入了吸入室6(参照图2)之后，在由固定涡旋部件1的固定涡旋体1a和旋转涡旋部件2的旋转涡旋体2a形成的压缩室200被压缩。被压缩后的流体被排出到箱体20内，并从排出管19排出。本实施例的涡旋流体机械是所谓的高压腔型的涡旋流体机械。
以下，对各个部分进行详细说明。
1是固定涡旋部件，其包括非对称齿形即固定涡旋体1a和固定端板1b。当然它们也可以是对称齿形。为了抑制过压缩，另外为了避免液压缩，在齿底面设置了两对旁路孔1c，并分别设置了旁路阀110，进而通过与后述的背压控制阀100进行组合，来进行背压、即将旋转涡旋部件按压向固定涡旋部件的背压室的压力的适当化。另外，因为固定涡旋部件1与旋转涡旋部件2产生滑动，所以设置油槽1d并在两部件之间导入冷冻机油，对该滑动部进行润滑。
2是旋转涡旋部件，其包括旋转涡旋体2a和旋转端板2b。
在旋转涡旋部件2的旋转背面2j一侧设置有平衡凹槽2y(参照图5)，其用于将承受曲轴9的旋转的旋转轴承2c、旋转欧氏槽2k、和旋转涡旋部件的重心调整在旋转轴承轴心上。在与该旋转背面2j相对的框架15上设置框架欧氏槽15k(参照图6)。另外，在框架15上设置有用于配置后述的辅助部件背压密封圈11的密封圈插入槽15b。
曲轴9在电机17的驱动下旋转，并将该旋转传递给旋转涡旋部件2。此时，由于欧氏环16的四个键部被插入到这些槽中，所以避免了旋转涡旋部件2的自转运动，只能进行公转运动、即与固定涡旋部件1的相对回转运动。
通过该相对旋转形成压缩室200，通过朝向固定涡旋部件1的中心逐渐减小压缩室200的容积，来压缩流体。被压缩的流体向固定涡旋部件1上部的箱体20内排出，在排出压力的作用下充满箱体20内时，从箱体侧面的排出管19向压缩机外排出。
而且，在闭合了两个涡旋部件时形成压缩室200，但闭合前的空间与吸入室6相连通。
此时，由于涡旋流体机械在运转的同时，为了机器的润滑及压缩室等的密封而向各处提供冷冻机油，所以下面简要说明涡旋流体机械的冷冻机油的流动。
利用箱体20内的排出压力Pd和背压室4的背压Pb的压力差，在从储油室5内，通过供油管10、供油孔9b而向旋转轴承2c和主轴承15a供给冷冻机油后，冷冻机油进入背压室4。之后冷冻机油流经背压控制阀100、从流出孔100a(参照图10)流出向压缩室200。冷冻机油一边对压缩室200进行密封，同时和压缩流体一起被升压，并被排出到箱体20内。在此，冷冻机油的大部分与压缩流体分离，积存于位于箱体20下部的储油室5。
下面，对背压控制阀100加以说明。
如图2、图10所示，设置背压控制阀100，其开口有流出孔100a，该流出孔100a贯穿设置直到固定涡旋体1a的外周部(半径的大的部分)的内线侧。该背压控制阀100具有在其内部被压缩的阀弹簧100b、阀体100c、阀盖100d。另外，为了加工流出孔100a而打开的外围侧的孔被固定栓100e塞住。
背压控制阀100是用于将在旋转涡旋部件2的背面侧形成的背压室4的压力保持在规定值以下的阀，该规定值是由通过背压而施加于阀体100c的力、和通过阀弹簧100b而施加于阀体100c的力之间的平衡所确定的。如上所述，通过压缩机的运转而被升压的排出压下的冷冻机油流入背压室4。在该冷冻机油里溶入致冷剂，通过该致冷剂气化使背压室4的压力、即背压上升。该背压如前所述被保持在规定值以下。
在旋转端板2b的上面即旋转滑动面(镜板面)及该旋转涡旋体2a的表面，形成有由于滑动而磨损的磨合层2h。由于在旋转涡旋部件2的表面设置磨合层2h，所以在除去旋转轴承2c的轴承面以外的全表面上设置有磨合层，之后也可以只是旋转背面2j强制除去后述的易磨合层。图1及图4为了说明磨合层而将其厚度足够地放大来表示，实际的厚度是使两涡旋部件啮合时的由它们的形状误差产生的间隙的程度，为20μm左右。
该磨合层2h是通过对旋转涡旋部件2的坯材表面进行处理而形成的，其由从原来的坯材表面析出而形成的易磨合层2h1(10μm左右)、和对原来的坯材表面腐食而形成的难磨合层2h2(10μm左右)构成。虽然难以对难磨合层进行切削或除去，但由于易磨合层是析出而形成的，所以因摩擦而容易削掉除去。因此，虽然直到原表面的磨合是容易进行的，但难以进行进一步的磨合。另外，在旋转涡旋体2a的磨合层之中，与齿端面的磨合层相比，侧面的磨合层难以除去。这是因为与固定涡旋体1a的半径方向的接触力小于轴方向的接触力，所以侧面的磨合层相比于轴方向的磨合层(齿端面的磨合层)，除去量少。将该磨合进行中的运转称为磨合运转。
作为这样的易磨合层的一个例子，在以铸铁为原材料的旋转涡旋部件的情况下，有磷酸锰皮膜。由于被除去的磨合层是非常小的粒子，所以即使在压缩机或循环系统(cycle)的内部循环，也不会使其可靠性降低。
当磨合运转完成后，即磨合的进行已经饱和了的处于正常运转状态下的旋转涡旋部件2的表面，大概接近原表面。因此，可以推定磨合运转完成后的尺寸达到了何种程度，尺寸容易管理。
此外，磨合层可设置在固定涡旋部件1的和旋转涡旋部件2相对的面上，还可设置在双方的部件上。
下面，利用图7至图9说明旋转按压辅助部件3及辅助部件背压密封圈11。
旋转按压辅助部件3从辅助部件背压密封圈11承受力，是用于将旋转涡旋部件2按压向固定涡旋部件1一侧的部件。在旋转按压辅助部件3上，在外周部设置有突起部3b，该突起部3b从旋转规定面3a只向上立起与旋转端板2b的材料厚度大致相同的尺寸。
另外，辅助部件背压密封圈11是圆环状的部件，其用于通过在框架15设置的辅助部件背压孔15h来承受箱体20内的压力即排出压力，并将旋转按压辅助部件3按压向旋转涡旋部件2一侧。作为这样的辅助部件背压密封圈11，例如，适用green tweed and company公司制的MSE密封圈等。在其内周侧和外周侧(图16中的剖面的左侧和右侧)设置有密封圈突起11a，在没有设置突起11a的一侧，插入由几乎没有蠕变变形的材料构成的弹性环(例如、弹簧钢)11b。反过来也可以说，弹性环11b被辅助部件背压密封圈11覆盖，进而在其外部设置有密封圈突起11a。
辅助部件背压密封圈11被嵌入到框架15的密封槽15b中，通过内外侧的密封圈突起11a被按压向密封槽15b的内外侧面，隔开背压室4和箱体20内的空间，从而具有密封功能·隔绝性能。此时，由辅助部件背压密封圈11和密封槽15b形成了辅助部件背压室8，辅助部件背压室8通过辅助部件背压孔15h与箱体20内连通。不仅是在流体的排出压力从辅助部件背压密封圈11的下面作用于辅助部件背压室8的情况下，在流体的排出压力没有作用的情况下，背压室4和箱体20内的空间也被隔绝。
下面，利用图10至图13的旋转按压辅助部件附近的放大纵剖面图，说明本实施例的动作及作用效果。
在组装完成后、运转前，各部件的配置处于图10所示的状态。
在图10中，旋转涡旋部件2是磨合层丝毫没有被削掉的状态。在磨合前可以看作是启动前的状态。易磨合层2h1还存在，旋转端板2b的厚度最大。旋转端板2b的原材料厚度与到难磨合层2h2的厚度T大致相同，这在上述的磨合层的说明中已明确。虽然需要将该旋转端板2b配置在非旋转基准面1z和旋转规定面3a之间，但因为在不产生排出压力时，由辅助部件背压产生的力没有作用于旋转按压辅助部件3。因此，在旋转按压辅助部件3，没有产生使旋转涡旋部件2朝向固定涡旋部件1一侧的力。另外，旋转按压辅助部件3如图示那样向下方退避。即，由于旋转按压辅助部件3从固定涡旋部件1离开，所以能够容易地进行组装。
若非旋转基准面1z和镜板面2z的间隔过大，则尤其在启动时，不能提高排出压力，不能得到用于将旋转辅助部件3推向固定涡旋部件1一侧而需要的辅助部件背压。因此，必须严格控制非旋转基准面1z和镜板面2z的间隔。另外，如果该间隔的容许范围过大，则难以管理。
因此，为了相对于非旋转基准面1z对镜板面2z的大概位置进行定位，设置有旋转基准面15c。在框架15上设置的旋转基准面15c，被设置成可载置于旋转涡旋部件2的尺寸。即，旋转基准面15c的外径小于旋转涡旋部件2的外径。由此，旋转端板2b的位置存在范围被限定在非旋转基准面1z和旋转基准面15c之间，进而镜板面2z的位置存在范围被控制得很小。即，对镜板面2z的大概位置进行定位，使得在非旋转基准面1z和镜板面2z之间具有某种程度的间隙。
若从图10的状态启动，则由于在非旋转基准面1z和镜板面2z之间具有某种程度的间隙，所以压缩室200的密封性降低，尽管对流体的压缩不充分，但可以升高排出压力。被压缩的流体向箱体20内排出。将此时的压力记做P0。通过开度非常大的辅助部件背压孔15h，将被排出到该箱体20内的流体导入辅助部件背压室8。被导入的流体的压力几乎不降低，所以几乎可以认为就是P0。该辅助部件背压室8的投影面积设定为如下的面积即使是辅助部件背压P0，也可产生能够将旋转涡旋部件2充分地推向固定涡旋部件1的按压力的面积。
因此，几乎在启动同时，向辅助部件背压室8导入压力P0，通过辅助部件背压密封圈11向上推动旋转按压辅助部件3，置于旋转按压辅助部件3的旋转涡旋部件2也向固定涡旋部件1一侧移动。于是，两涡旋部件的轴线方向的间隙缩小，在它们之间形成的压缩室200的密封性提高，结果是排出压力进一步上升，能够得到与转数相对应的设计压力。
然后，在背压室4产生背压，由此还产生推压力。在这些力的作用下，旋转涡旋部件2被按压向固定涡旋部件1。如此，由于在非常短的时间内从启动时的过渡运转状态变成磨合运转(如果磨合运转已经完成则为额定的运转)，所以可以提供缩短了运转启动时间的涡旋流体机械。图11表示该状态。
过去，虽然通过产生背压可以进入到正常运转，但根据本实施例，即使在背压产生之前，只要产生了辅助部件背压即可，能够利用旋转按压辅助部件3使旋转涡旋部件2从启动后不久向固定涡旋部件1一侧移动。因此，能在更短的时间内进入到正常运转，可以缩短运转启动时间。此外，正常运转是由磨合运转和磨合运转结束后的额定的运转(或额定运转)组成的，将进入到正常运转之前的运转称为过渡运转。
图11所示的是在旋转涡旋部件2还形成有易磨合层2h1，即磨合运转中的状态。突起部3b的突起量H如上所述，因为设定成与T大致相同，因此突起部3b的上表面离开非旋转基准面1z的距离只是易磨合层2h1的厚度。其结果是，由背压室4的背压产生的按压力和由辅助部件背压室8的辅助部件背压产生的按压力的合力作用于易磨合层2h1。过去只是利用背压进行磨合运转，但在本实施例中，由于除了由背压室的背压产生的力，还有辅助部件背压也作用于旋转涡旋部件2，所以通过更大的力将旋转涡旋部件2按压向固定涡旋部件1。因为这个力施加在磨合层上，所以在本实施例中可以大幅缩短磨合运转所需要的时间。
根据由磨合运转带来的形状修正效果，能够尽可能地降低由两涡旋部件之间的间隙而产生的泄漏损失，能够实现在短时间内就可得到设计的排出压力的涡旋流体机械图12表示的是磨合运转结束后的状态。如前所述，此后的正常运转成为额定的运转(或额定运转)。此时，易磨合层2h1消失，旋转端板2b的厚度几乎成为T，与突起部3b的突起量H几乎相等。因此，该突起部3b的上表面与非旋转基准面1z相接，在对其外周部施压的——磨合运转中的图11中，在它们之间还存在间隙，还没有产生推压。由此，相比于磨合运转时，作用于旋转涡旋部件2的推压力、进而是进行相对运动的两涡旋部件之间的推压力下降，从而变成主要基于背压的适度的大小。磨合运转后的额定运转时的机械损失减小，泄漏损失降低，从而可以实现进—步的高性能。
根据突起部3b即夹持控制机构的上表面和非旋转基准面1z的推压状态，在磨合运转结束后的额定运转时，可以继续将辅助部件背压的一部分施加于旋转涡旋部件2。此时，由于抑制了旋转涡旋部件2的意外的震动，抑制泄漏损失和机械损失的增大，所以可以获得高性能。另外还能够抑制因震动引起的噪音。
为了实现这样的状态，需要夹持控制机构与固定涡旋部件1相接，并且旋转规定面3a与旋转背面2j相接。由此，旋转按压辅助部件3必须有某种程度的弹性变形，另外，如果不在涡旋部件上设置磨合层，形成进行磨合运转的可动式的旋转规定面，则不能实现这样的状态。若是现有的只进行机械加工这样的固定式的旋转规定面，则不可能实现这样的状态。
例如，在以具有5～70μm或15～20μm的间隙作为前提的上述的各专利文献中，需要将非旋转基准面1z到相当于旋转规定面3a的框架的面的两面间距离、与旋转端板2b的厚度的差设定为5～70μm或15～20μm。该两面间距离和旋转端板2b的厚度的差，是在非旋转基准面1z和旋转规定面3a之间夹着旋转端板2b时的在两侧产生的间隙之和。将此时的间隙称为背面间隙，将固定涡旋部件1一侧称为上侧背面间隙，将框架15一侧称为下侧背面间隙。
该背面间隙例如经常为5μm，在上侧背面间隙为0时，下侧背面间隙为5μm，在下侧背面间隙为0时，上侧背面间隙为5μm。制造后，不能再进一步地缩小。在制造阶段，由于存在公差和成本的问题、组装性的问题，所以进一步地缩小存在限度。虽然若是选择嵌合等很花费成本的方法是存在可能性，但非常困难。
由于旋转按压辅助部件3的弹性变形，可以在很广的条件范围内实现这两面相接的状态。在此，外周室7是旋转涡旋部件2的旋转端板2b外周的空间，是由固定涡旋部件1、旋转涡旋部件2、和旋转按压辅助部件3形成的空间。若设置旋转放射槽2x(参照图5)使得可以连通外周室7和背压室4，则各室的压力相同。因此，由于背压室4的压力作用于背压控制阀100，使得背压控制简单化，从而可以实现背压的适当化。
图13所示的是磨合运转结束后的启动之前的状态。与图10的情况相比较，除了旋转滑动面2z和非旋转基准面1z的间隙只扩大了易磨合层2h1的厚度以外，其余均相同。因为通常该扩大量在10μm左右，所以即使是该间隙不充分，还是能十分可靠地实现流体升压的设计。尽管不充分但还可以压缩流体，可以如上述那样得到所希望的排出压力。
背压控制阀100的流出孔100a在压缩室开口，但如果改为在与吸入侧相通的油槽1d处开口也可以(图10至图13的虚线)。此时，因为阀体100c的上表面一直作用有吸入压力，所以与在容积变动的压缩室200开口的情况相比，压力变动变小。因此，背压稳定，两涡旋部件1、2的按压状态稳定，其结果是使得齿顶齿底间隙稳定、泄漏被控制，性能得到提高。
下面，利用图14、图15对第二实施例进行说明。
图14是和上述第一实施例不同的旋转按压辅助部件的纵剖面图，图15是它的俯视图。为了不产成油膜密封，在旋转按压辅助部件3的旋转背面2j侧设置有多个辅助部件放射槽3x。在第一实施例中，只是通过旋转涡旋部件2的旋转放射槽2x来连通背压室4和外周室7，对此，在本实施例中，由于还增加了辅助部件放射槽3x，所以背压室4的压力和外周室7的压力更容易变得一致，背压控制变得容易。此外，由于除辅助部件放射槽3x以外均与上述相同，所以省略说明。
下面，利用图16对第三实施例进行说明。
图16是辅助部件背压密封圈11的主要部分放大纵剖面图。设置有使上表面的内周侧·外周侧双方倾斜的上表面倾斜部11d。此外，除上表面倾斜部11d以外均与上述相同，所以省略说明。
通过压缩机的运转，辅助部件背压密封圈11一直被按压向外侧，因此如果上表面是平面，则由于蠕变，在内外两侧会产生突起部(图16的虚线形状)。在辅助部件背压密封圈11的材质是塑料等的情况下更为显著。
若该突起变大，则辅助部件密封圈11即使下降至密封槽15b的底部，由于该突起部也向上推压旋转按压辅助部件3，因此启动前的两涡旋部件的间隔距离缩小，具有向额定运转的转变更容易的效果。但是，若其过大，则大的负载集中在该突起部，因此将使辅助部件背压密封圈11的寿命缩短。
因此，若设置上表面倾斜部11d，则可以减小蠕变时的突起部的突起量，使辅助部件背压密封圈11的寿命延长，从而能长期维持涡旋流体机械的高性能。
图17所示的是现有的涡旋压缩机的背面间隙和压缩机效率的关系。在此，纵坐标轴所示的是以背面间隙为5μm时的效率为100的比率。从图可以看出，若缩小背面间隙，则压缩机效率上升。因此，通过利用突起部3b、即上述的夹持控制机构，能够缩小背面间隙，提高压缩机效率。
接着图18所示的是，将使用二氧化碳作为工作致冷剂、使用PAG或PAO作为冷冻机油的涡旋压缩机适用于加热泵式热水器的情况下的冷冻循环结构图。在图中，21是上述的涡旋压缩机、22是热交换器，23是水通路、24是电动膨胀阀、25是蒸发器、25a是蒸发器风扇。
之前已经说明了用于将旋转涡旋部件2按压向固定涡旋部件1的背压室4的压力，是通过冷冻机油和溶入其中的工作致冷剂气化而上升的。对于在空调机等中使用的致冷剂R410A和冷冻机油POE的组合，若以R410A溶入POE中的量为基准，则二氧化碳CO2溶入PAG或PAO的量少于R410A和POE的组合，约为一半以下。
因此，在二氧化碳CO2与PAG或PAO的组合的情况下，由于背压难以上升，难以将旋转涡旋部件2推压向固定涡旋部件1，所以得到希望的排出压力直至正常状态要花费时间。这一点在高端压力达到超临界状态的冷冻循环装置中会变得更加严重。
但是，因为图18所示的加热泵式热水器搭载有上述那样的涡旋压缩机，所以即使在二氧化碳CO2与PAG或PAO的组合中，能够在早期向固定涡旋部件1按压旋转涡旋部件2，能构成快速启动的加热泵式热水器。若是这样的加热泵式热水器，启动快速，从运转开始在短时间内就能够得到所需要的热水。另外，除了加热泵式热水器之外还可以适用于各种冷冻循环装置。
权利要求
1.一种涡旋流体机械，其是高压腔型的涡旋流体机械，具有固定涡旋部件；与固定涡旋部件一起形成空间的框架；以及配置在该空间内、并与所述固定涡旋部件协动而形成压缩室的旋转涡旋部件，该涡旋流体机械的特征在于具有辅助部件背压密封圈，其分隔开所述腔内和所述空间，并且经由设置在所述框架上的辅助部件背压孔来承受腔内的压力；和旋转按压辅助部件，其通过被按压向所述辅助部件背压密封圈而向所述固定涡旋部件侧按压所述旋转涡旋部件。
2.根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于在所述固定涡旋部件或所述旋转涡旋部件的至少一方设置有磨合层。
3.根据权利要求2所述的涡旋流体机械，其特征在于所述旋转按压辅助部件具有夹持控制机构，在磨合运转结束后的额定运转时，所述夹持控制机构与所述固定涡旋部件相接。
4.根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于具有背压控制机构，该背压控制机构配置在如下的通路上，该通路连通由所述框架和所述旋转涡旋部件形成的背压室、和由所述固定涡旋部件和所述旋转涡旋部件形成的空间。
5.根据权利要求4所述的涡旋流体机械，其特征在于由所述固定涡旋部件和所述旋转涡旋部件形成的空间与吸入室相连通。
6.根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于在所述旋转涡旋部件或所述旋转按压辅助部件设置有槽，以连通由所述框架和所述旋转涡旋部件和所述旋转按压辅助部件形成的背压室、和由所述固定涡旋部件和所述旋转涡旋部件和所述旋转按压辅助部件形成的外周室。
7.一种冷冻循环装置，其利用二氧化碳为工作致冷剂来进行超临界循环，通过顺次连接高压腔型压缩机、热交换器、电动膨胀阀、和蒸发器而构成，所述高压腔型压缩机具有固定涡旋部件；与固定涡旋部件一起形成空间的框架；旋转涡旋部件，其配置在该空间内、并与所述固定涡旋部件协动而形成压缩室；辅助部件背压密封圈，其分隔开所述腔内和所述空间，并且经由设置在所述框架上的辅助部件背压孔来承受腔内的压力；和旋转按压辅助部件，其通过被按压向所述辅助部件背压密封圈而向所述固定涡旋部件侧按压所述旋转涡旋部件。
8.根据权利要求7所述的冷冻循环装置，其特征在于使用PAG作为冷冻机油。
9.根据权利要求7所述的冷冻循环装置，其特征在于使用PAO作为冷冻机油。
全文摘要
本发明涉及一直将旋转涡旋部件按压向固定涡旋部件的形式的涡旋流体机械，其目的是缩短启动之后不久的过渡运转时间，缩短运转启动时间。另外，本发明的目的是在短时间内使涡旋部件的磨合层进行磨合。本发明的目的是通过具有以下部分而达成的，它们是辅助部件背压密封圈，其分隔腔内和由固定涡旋部件与框架形成的空间，并且经由设置在框架上的辅助部件背压孔来承受腔内的压力；和旋转按压辅助部件，其通过被按压向辅助部件背压密封圈而向固定涡旋部件侧按压旋转涡旋部件。
文档编号F25B9/00GK1966981SQ20061014858
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月16日 优先权日2005年11月18日
发明者幸野雄, 坪野勇, 三津谷俊一, 向井有吾 申请人:日立空调·家用电器株式会社