专利名称：涡旋式压缩机的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种涡旋式压缩机，该压缩机用于商用型、家用型或车用冷冻空调器，或者用于热泵型水加热系统。
背景技术：
在这种类型的传统涡旋式压缩机中，固定涡旋体与绕行运动涡旋体端板的相对表面设置有环形密封部分和位于该密封部分外侧的环形凹部(例如，见专利文件1)。
图6示出了专利文件1中所述的传统涡旋式压缩机。如图6所示，固定涡旋体202具有涡卷221b，而位于涡卷221b外侧的绕行运行涡卷(未示出)具有端板。环形密封部分213和环形凹部214形成于与端板相对的固定涡旋体202的表面。密封部分213延伸成具有外壁表面221c，该外壁表面基本上从涡卷221b最外周的内壁表面215a到215d沿着该内表面215a到215d延伸，并且该密封部分与绕行运行涡旋体的端板滑动接触。环形凹部214位于密封部分213的外侧。
(专利文件1)日本专利申请公开2001-355584然而根据这种传统的结构，即使给绕行运动涡旋体施加背压，该同一背压也会作用于环形凹部214上，从而使背压减少。因此，即使施加预定的背压压力，绕行运动涡旋体的背压压力也很容易随着涡旋式压缩机的运行条件而减少。在目前冷冻空调机的高效率趋势下，涡旋式压缩机十分频繁地在低压缩比下运行，因而就存在这样一个问题，即绕行运动涡旋体在这种运行条件下会从固定涡旋体分离，并且涡旋式压缩机在运行时绕行运动涡旋体会翻转。而且，在用于热泵型水加热系统的涡旋式压缩机中，取决于水加热条件涡旋式压缩机会在比冷冻空调机低得多的压缩比下运行，绕行运动涡旋体也会更频繁地从固定涡旋体202分离。
本发明已经实现了解决这些传统问题，并且本发明目的在于提供一种高效可靠的涡旋式压缩机，该压缩机可以减少推进部分的滑动磨损，同时当压缩机以低压缩比运行时还可以抑制绕行运动涡旋体的翻转现象。
发明内容
本发明的第一个方面提供了一种涡旋式压缩机，其中具有涡卷的固定涡旋体和具有端板和涡卷的绕行运动涡旋体彼此啮合，从而使涡旋体的涡卷进入内部，绕行运动涡旋体以该绕行运动涡旋体的旋转被阻止的状态转动，绕行运动涡旋体转动时的推进力由端板和固定涡旋体之间的滑动表面支撑，并且由施加给绕行运动涡旋体背面的背压压力支撑，其中与固定涡旋体涡卷外侧的绕行运动涡旋体端板相对的固定涡旋体表面形成有基本为环形的密封部分，该密封部分延伸成具有外壁表面，该外壁表面从涡卷最外周的内壁表面沿着该内壁表面向外延伸，并且该密封部分与绕行运动涡旋体的端板滑动接触；位于基本为环形的密封部分外侧的基本为环形的凹部；以及以独立于基本为环形的凹部的方式与固定涡旋体的吸气口连通的凹部。
按照惯例，高压或者高压与低压之间的中间压力被施加给凹部以施加背压。根据这第一个方面，低压吸气压力背施加给凹部，与凹部对应的区域按绕行运动涡旋体背压增加的方向被施加压力，并且即使在低压缩比运行中背压趋于减少的运行条件下，绕行运动涡旋体的翻转现象也可以得到抑制。由于形成了凹部，因此保证了所需的基本为环形的密封部分，推进动部分处的滑动面积可以减少，因而滑动磨损也可以减少，低压缩比运行中压缩效率可以得到提高，并且高压缩比运行中的机械效率和可靠性也可以得到提高。
根据本发明的第二个方面，在第一个方面的涡旋式压缩机中，固定涡旋体的涡卷由曲线形成，该曲线从固定涡旋体的涡卷缠绕终端延伸至靠近绕行运动涡旋体的涡卷缠绕终端的位置，并且曲线延伸部分的内壁表面与固定涡旋体的涡卷连续。
根据这个方面，由于曲线与固定涡旋体的涡卷是连续的，因此其延伸部分用作吸气冲程的通道或者用作压缩冲程的一部分，并且压缩机可以在一些两个压缩腔的容纳容量彼此不同的情况中运行。在这种情况中，压缩腔之间易于产生压力不平衡，从而存在低压缩比运行中绕行运动涡旋体翻转现象加速出现的不利可能。然而，通过这个方面的结构，绕行运动涡旋体的翻转现象可以得到抑制并且压缩机的效率可以得到提高。
根据本发明的第三个方面，在第二个方面的涡旋式压缩机中，与固定涡旋体涡卷连续的曲线与形成固定涡旋体涡卷的曲线相同。
根据这个方面，由于第二方面的延伸部分用作压缩腔而不是吸气通道，因此在所有的运行状态中都会产生两个压缩腔之间的压力不平衡。然而，由于吸气部分处的压缩损失被减至最小，因此该延伸部分经常用在被构造成可以提高效率的涡旋式压缩机中。在这种类型的涡旋式压缩机中，绕行运动涡旋体的翻转现象可以得到抑制而不会产生压缩腔之间压力不平衡的问题。
根据本发明的第四个方面，在第一个方面的涡旋式压缩机中，基本为环形的密封部分设置有细槽，该细槽延伸至靠近绕行运动涡旋体涡卷缠绕终端的位置，并且该细槽与凹部连通。
根据这个方面，当固定涡旋体的涡卷从固定涡旋体的涡卷缠绕终端延伸至靠近绕行运动涡旋体涡卷缠绕终端的位置，基本为环形的密封部分的密封长度被减少，并且与吸气口连通的凹部的形状在尺寸上受到限制。如果形成两个凹部和两个细槽并且使它们彼此连通，就可以将吸气压力施加给绕行运动涡旋体端板的大部分角度区域，并且绕行运动涡旋体的翻转现象可以得到更有效地抑制。
根据本发明的第五个方面，在第一个方面的涡旋式压缩机中，当固定涡旋体的涡卷厚度定义为“t”时，基本为环形的密封部分处的凹部内壁表面与固定涡旋体内壁表面之间的密封长度，或者细槽和固定涡旋体内壁表面之间的密封长度为t/4以上和3t以下。
根据这个方面，与固定涡旋体内壁表面有关的密封长度为t/4以上和3t以下。通过这种结构，可以确保所需的最小密封长度，连通的凹部或细槽也可以最大化，并且可以更有效地抑制绕行运动涡旋体的翻转现象。
根据本发明的第六个方面，在第五个方面的涡旋式压缩机中，凹部内壁表面和固定涡旋体内壁表面之间的密封长度，或者细槽和固定涡旋体内壁表面之间的密封长度朝着绕行运动涡旋体的涡卷缠绕终端逐渐减少。
根据这个方面，与固定涡旋体内壁表面相关的密封长度可以根据压缩腔和背压空间之间的压力差变化来设定，并且这种结构在涡旋式压缩机的运行范围内可以进行优化。
根据本发明的第七个方面，在第四个方面的涡旋式压缩机中，其中当固定涡旋体的涡卷高度定义为Hmm时，凹部或细槽的深度为0.1mm以上和H/3mm以下。
根据这个方面，如果凹部或所述细槽的深度为0.1mm以上，则可以在绕行运动涡旋体的推进滑动表面上防止润滑油产生的粘度损失，如果凹部或所述细槽的深度为H/3mm以下，则有可能避免固定涡旋体的涡卷强度恶化和涡卷工作精度下降的问题。
根据本发明的第八个方面，在第四个方面的涡旋式压缩机中，细槽的深度小于凹部的深度。
根据这个方面，细槽加工时或机器制造时的加工阻力可以减少，并且不需要减少加工速度来防止工具受损。
根据本发明的第九个方面，在第一个方面的涡旋式压缩机中，涡旋式压缩机以小于设计压缩比的压缩比运行，该设计压缩比由固定涡旋体和绕行运动涡旋体的涡卷以及类似物确定。
根据这个方面，有可能提高这样一种涡旋式压缩机的效率，在这种涡旋式压缩机中，绕行运动涡旋体翻转现象的抑制提高了运行范围内的压缩效率并且使其难于稳定，并且还有可能提高最近出现的高效冷冻空调机中的运行于低压缩比下的涡旋式压缩机的效率。
根据本发明的第十个方面，在第一到第九个任一方面的涡旋式压缩机中，高压制冷剂例如二氧化碳被用作制冷剂。
根据这个方面，有可能防止这样一种涡旋式压缩机中滑动磨损的增加，在这种涡旋式压缩机中，绕行运动涡旋体的背压非常大从而使推进滑动部分的滑动磨损也趋于增加。在使用二氧化碳作为制冷剂的热泵水加热系统中，在一些情况中涡旋式压缩机由于系统特性而在非常低的压缩比下运行，但即使在这种使用条件下也同样有可能得到高效的涡旋式压缩机。
图1是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是本发明第一(和第二)实施例的涡旋式压缩机的主要部分；图2是图1所示涡旋式压缩机的放大垂直剖视图；图3是第一实施例的涡旋式压缩机的垂直剖视图；图4是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是本发明第三(和第四)实施例的涡旋式压缩机的主要部分；图5是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是另一实施例的涡旋式压缩机的主要部分；以及图6是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是传统涡旋式压缩机的主要部分。
具体实施例方式
(第一实施例)下面将参照附图阐述本发明的实施例。应注意本发明不限于这些图1是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是本发明第一(和第二)实施例的涡旋式压缩机的主要部分，图2是图1所示涡旋式压缩机的放大垂直剖视图，以及图3是本发明第一实施例的涡旋式压缩机的垂直剖视图。
在图1和2中，在这个实施例的涡旋式压缩机中，固定涡旋体12具有涡卷12b，并且位于涡卷12b外侧的绕行运动涡旋体13具有端板13a。固定涡旋体12与端板13a相对的表面形成有基本为环形的密封部分108、位于基本为环形的密封部分108之外的基本为环形的凹部105以及凹部104(图1中的网格线部分)，该凹部104以独立于基本为环形的凹部105的方式与固定涡旋体12的吸气口17连通。基本为环形的密封部分108向外延伸从而具有外壁表面102，该外壁表面基本上从固定涡旋体12涡卷12b最外周的内壁表面101沿着该内壁表面101延伸。基本为环形的密封部分108与绕行运动涡旋体13的端板13a滑动接触。
下面将阐述具有上述结构的涡旋式压缩机的运行和功能。
如图1到3所示，在该实施例的涡旋式压缩机中，从固定涡旋体12的端板12a升起的涡卷12b和从绕行运动涡旋体13的端板13a升起的涡卷13b彼此啮合并且在其间形成压缩腔15。当绕行运动涡旋体13沿着圆形轨道转动并同时被旋转约束机构14约束旋转时，压缩腔15发生移动同时改变其体积，从而进行吸气、压缩和排气运行。这时，预定的背压被施加给背面，尤其是绕行运动涡旋体13的外周部分，绕行运动涡旋体13没有从固定涡旋体12分离并且进行转动，从而稳定地进行吸气、压缩和排气运行。
在图示例子的情况中，形成有多个压缩腔15，当压缩腔15从固定涡旋体12和绕行运动涡旋体13的外周侧朝着它们的中心移动时，该压缩腔15的体积减小，制冷剂从设置于固定涡旋体12外周上的吸气口17吸入，压缩腔15朝着中心移动并且逐渐压缩制冷剂，然后将制冷剂从形成于固定涡旋体12中心部分的排气口18排出。排气口18设置有簧片阀19。只要被压缩制冷剂的压力等于或大于预定压力，该簧片阀19就会打开以排出制冷剂，从而确保制冷剂的排气压力。
在涡旋式压缩机用于冷冻空调机或冷冻机情况的例子中，通过提供润滑油6的压力来施加背压，该润滑油将供给设置干绕行运动涡旋体13的中心背面的背压腔29，但是本发明并不限于此。根据涡旋式压缩机使用或运行类型的差异，可以使用其它背压流体。
如图1和2所示，为了确保背压，固定涡旋体12具有涡卷12b，位于涡卷12b外侧的绕行运动涡旋体13具有端板13a。固定涡旋体12与端板13a相对的表面形成有基本为环形的密封部分108、位于基本为环形的密封部分108之外的基本为环形的凹部105以及凹部104，该凹部104以独立于基本为环形的凹部105的方式与固定涡旋体12的吸气口17连通。基本为环形的密封部分108向外延伸从而具有外壁表面102，该外壁表面基本上从涡卷12b最外周的内壁表面101沿着该内壁101延伸。基本为环形的密封部分108与绕行运动涡旋体13的端板13a滑动接触。更加特别地，凹部14通过机械手段形成，或者在固定涡旋体12的原料阶段浇铸形成，或者通过浇铸和机械加工形成。
根据上述结构，如图1所示，在涡旋式压缩机进行吸气、压缩和排气运行时，基本为环形的密封部分108较宽地形成，同时从固定涡旋体12涡卷12b的内壁表面101向外保持密封所需的必要距离。吸气压力通常施加给与固定涡旋体12吸气口17连通的凹部104。固定涡旋体12的挤压力被施加给绕行运动涡旋体13的端板13a的一部分，该部分由于吸气压力和所施背压之间的压力差而与凹部104相对接触。
作为上述因素的结果，绕行运动涡旋体13的背压压力增加，并且即使涡旋式压缩机在以较低压缩比运行时，也有可能限制或抑制该绕行运动涡旋体13的翻转现象。而且，由于形成了凹部104，因此可以减少推进部分的滑动面积并同时确保所需的为环形的密封部分108，并且滑动磨损也可以减少。
虽然在这个实施例中凹部14具有相对复杂的形状，但即使凹部104具有比较容易制成的直线形状，也同样可以预期得到相同的效果。
连通通道10设置在固定涡旋体12中。连通通道10连接压缩腔15的背压侧和低压侧。连通通道10在其中间部分设置有背压调节机构9。当背压侧压力超过预定的中间压力时，该背压调节机构9就朝着低压侧释放出背压流体。连通通道10开口于基本为环形的凹部105中的背压侧。通过这种结构，连通通道10总是通过基本为环形的凹部105与背压侧连通。因此，背压调节机构9所进行的背压调节操作就不会被中断，并且只要背压流体的压力超过预定值，就会朝着压缩腔15的低压侧释放背压流体。因此，当背压流体为油16时，该油16可以有效地润滑和密封压缩腔15周围的润滑零件，并且涡旋式压缩机的性能可以得到提高和稳定化。
这个实施例的涡旋式压缩机是所谓的密封涡旋式压缩机的一个例子，这种密封涡旋式压缩机连接到制冷循环装置上并且设置在容器1中。这种涡旋式压缩机主要以免维护的方式使用。虽然图示的这种压缩机是垂直布置的，但在一些情况中也有可能横向布置。
如图3所示，涡旋式压缩机设置在容器1的上部并且通过主轴承元件11固定，该主轴承元件11支撑着机轴4向上延伸的一端。该主轴承元件11通过收缩配合或者焊接安装在容器1的内圆周上，并且固定涡旋体12用螺栓固定在该主轴承上。绕行运动涡旋体13夹在主轴承11和固定涡旋体12之间并且与固定涡旋体12啮合，压缩腔15形成于绕行运动涡旋体13和固定涡旋体12之间。作为旋转约束机构14的十字环设置在绕行运动涡旋体13和主轴承元件11之间。旋转约束机构14将绕行运动涡旋体13的旋转限制在主轴承元件11和旋转约束机构14之间。其它已知的元件或机构也可以用作旋转约束机构14。
电机3另外设置在容器1中以驱动涡旋式压缩机。电机3包括定子3a和转子3b，该定子通过收缩配合或焊接固定在容器1的内圆周上，该转子位于定子3a内部。转子3b固定到机轴4上。固定在转子3a上并向下延伸的机轴4部分的另一端由辅助轴承元件21可旋转地接收，该辅助轴承元件21通过焊接固定在容器1的内圆周上。
机轴4在其上端设置有偏心轴部分4a。该偏心轴部分4a装配入绕行运动涡旋体13中。如果机轴4由电机3驱动旋转，则该机轴4与旋转约束机构14共同发挥作用从而沿着预定的圆形轨道转动绕行运动涡旋体13。
机轴4朝下的另一端设置有泵25。该泵25与涡旋式压缩机同时被驱动。通过这种方式，泵25将设置于容器1下端的油储存器20中的油6向上泵送，从而通过垂直穿过机轴4的油供应孔26将油6供给背压腔29。这时的供应压力差不多等于涡旋式压缩机的排气压力，并同样相对于绕行运动涡旋体13的外周起到背压源的作用。通过这种方式，绕行运动涡旋体13不会从固定涡旋体12分离或者甚至不会被压缩翻转，并且绕行运动涡旋体13可以稳定地实施预定的压缩功能。
供给背压腔29的油6的一部分进入偏心轴部分4a、绕行运动涡旋体13的装配部分以及机轴4与主轴承元件11之间的轴承66，并且该油6润滑这些部分然后滴落下来并返回油储存器20，从而使油6可以因为供应压力或其自身重力而寻找一逃脱空间。供给背压腔29的油6的另一部分穿过通过54，并且分流进入啮合的固定涡旋体12和绕行运动涡旋体13之间的滑动部分，以及设置有旋转约束机构14的绕行运动涡旋体13外周周围的环形空间8，该油6润滑啮合滑动部分和旋转约束机构14的滑动部分，并且在环形空间8中施加绕行运动涡旋体13的背压。
当油6进入环形空间8时，通过直径减少部分57的直径减少功能，该油6的压力被设置成背压和压缩腔15中低压侧压力之间的中间压力。背压腔29高压侧与环形空间8之间的空间由环形分隔带78密封。由于油的进入充满，其压力上升，并且如果压力超过预定值，则背压调节机构9动作并且油6被返回压缩腔15的低压侧并进入其中。这种油6的进入操作以预定的循环重复进行，并且这种重复的时间选择通过吸气、压缩和排气运行重复循环的结合、以及直径减少部分57设定的压力降和背压调节机构9设定的压力之间的关系来确定，从而有意让固定涡旋体12和绕行运动涡旋体13之间的啮合滑动部分得到润滑。通过按上述方式朝着基本为环形的凹部105打开连通通道10，这种有意的润滑可以一直得到保证。供给吸气口17的油6随着绕行运动涡旋体13的转动移动进入压缩腔15，这样避免了压缩腔15之间的泄漏。
从压缩机构2排出的制冷剂象图3中虚线所示的制冷剂气体27一样流动。制冷剂进入用螺栓固定在压缩机构2上的消音器77中，然后通过压缩机构连通通道32流到压缩机构2的下方，然后在电机3的转子3b转动时通过该转子到达电机3下方的位置，并且通过离心分离将油6摇落下来，再将油6返回油储存器20中。与油6分离的制冷剂通过电机3的定子3a到达电机3上方的位置，然后通过另一个压缩机构连通通道43到达消音器77上方的位置，最后从容器1的外排气口39排出提供给制冷循环。通过制冷循环的制冷剂返回容器1的吸气管16，并且从吸气口17吸入到压缩腔15中，其后再重复这些操作。
(第二实施例)下面将使用图1和2来阐述本发明第二实施例的涡旋式压缩机。
根据这个实施例的涡旋式压缩机，固定涡旋体12的涡卷12b从其缠绕终端延伸至绕行运动涡旋体13涡卷13b的缠绕终端区域，并且涡卷12b延伸部分的内壁表面制成曲线106，该曲线与固定涡旋体12的涡卷12b是连续的。
在这个实施例的涡旋式压缩机的情况中，该延伸部分可以用作吸气冲程的通道或者用作压缩冲程的一部分。在后面这种情况的例子中，连续曲线106附近和绕行运动涡旋体13涡卷13b的缠绕终端中的间隙被设置成非常小的值，并且涡旋式压缩机可以在压缩腔15的容量根据该涡旋式压缩机的运行速度以伪方式改变时运行。
在这种情况下，涡旋式压缩机的运行方式是，两个压缩腔15的容纳容量彼此不同，在吸气冲程结束时，由固定涡旋体12涡卷12b内壁表面101围绕的压缩腔15的容纳容量和由绕行运动涡旋体13涡卷13b内壁表面围绕的压缩腔15的容纳容量彼此不同。也就是，由固定涡旋体12涡卷12b内壁表面101围绕的压缩腔15的容纳容量更大一些。在这种情况下，随着压缩冲程的进行，就会在两个压缩腔15的压力之间产生不平衡，从而产生试图将绕行运动涡旋体13从固定涡旋体12分离的翻转力矩，结果就存在在低压压缩运行条件下绕行运动涡旋体13翻转现象被加速的不利可能。
然而，第一实施例一样，同样在第二实施例的涡旋式压缩机中，由于供给绕行运动涡旋体13的背压增加从而可以抑制翻转现象，因此使得在压缩腔15的容量根据运行速度以伪方式改变时运行该涡旋式压缩机成为可能，并且有可能得到一种高效的涡旋式压缩机。
当与固定涡旋体12涡卷12b连续的曲线与形成固定涡旋体12涡卷12b的曲线相同时，涡旋式压缩机将运行于这样一种状态，即无论运行速度如何两个压缩腔15的容纳容量总是彼此不同。因此总是在压缩腔15之间产生压力不平衡，并且进一步加速绕行运动涡旋体13的翻转现象。
然而，根据这个实施例的涡旋式压缩机，由于从施加给绕行运动涡旋体13的背压压力很小的低速运行时期开始就可以稳定地抑制翻转现象，因此涡旋式压缩机可以运行于这样一种状态，即两个压缩腔15的容纳容量总是彼此不同，吸气部分的压缩磨损可以抑制到最小值，并且可以获得高效率。
(第三实施例)下面将阐述本发明第三实施例的涡旋式压缩机。图4是固定涡旋体的平面图，该固定涡旋体是本发明第三实施例的涡旋式压缩机的主要部分。
如图4所示，根据这个实施例的涡旋式压缩机，基本为环形的密封部分108设置有细槽107，该细槽延伸至绕行运动涡旋体13涡卷13b的缠绕终端附近的位置并且与凹部104连通，该凹部与吸气口17连通。也就是吸气压力被供给细槽107，并且该吸气压力从基本为环形的密封部分108的大部分角度范围进入。
因此，根据这个实施例的涡旋式压缩机，可以将吸气压力施加给绕行运动涡旋体13的端板13a的大部分，在部分角度区域中背压所施加的压力没有增加，但大部分角度范围中背压所施加的压力可以增加。因此可以更加有效地抑制绕行运动涡旋体13的翻转现象。
当固定涡旋体12的涡卷12b延伸至靠近绕行运动涡旋体13涡卷13b缠绕终端的位置时，基本为环形的密封部分108的密封长度被缩短，并且与吸气口17连通的凹部104的形状在尺寸上受到限制。在这种情况下，如果形成两个凹部104和两个细槽107并且使它们彼此连通，则可以避免这种结构上的限制。
作为这个实施例的具体例子，凹部104可以事先在固定涡旋体12的原材料阶段通过浇铸形成，并且可以对细槽107进行机械加工以使其与浇铸凹部104连通。
作为另一种选择，就象图5所示另一实施例的涡旋式压缩机的固定涡旋体一样，细槽107可以基本上与凹部104整体形成。在这种情况，它们都可以通过机械手段形成，或者都在原材料阶段通过浇铸形成，或者都通过浇铸和机械加工形成。在任一种情况中，都可以得到与第三实施例相同的效果。
(第四实施例)下面将使用图4来阐述本发明第四实施例的涡旋式压缩机。
在图4所示的第四实施例的涡旋式压缩机中，在基本为环形的密封部分108中，如果凹部104内壁表面和固定涡旋体12内壁表面101之间的密封长度或者细槽107和固定涡旋体12内表面101之间的密封长度定义为“S”，并且如果固定涡旋体12涡卷的厚度定义为“t”，则可以建立t/4＜S＜3t的关系。
也就是，固定涡旋体12的涡卷厚度为“t”，并且压缩腔15之间的密封长度足够，但是基本为环形的密封部分108中的压缩腔15中的压力没有上升这么多，密封所需的压力差可能会低于压缩腔15中的压力。已经通过实验确认，当存在t/4以上的密封长度时，可以将进入凹部104或细槽107的泄漏抑制到一个不产生影响的值，吸气压力从压缩腔15施加于该凹部或细槽上。然而，当密封部分的表面精度较差时，例如，当绕行运动涡旋体13端板13a的表面精度较差时，则需要使密封长度为t/4以上。
为了确保密封性能和提高背压的施加压力，优选地密封长度为3t以下。因此，如果固定涡旋体12的基本为环形的密封部分108的密封长度设置在t/4以上与3t以下之间的范围内，则可以确保所需的最小密封长度，并且被连通的凹部或细槽可以设置在最大值。
如上所述，根据这个实施例的涡旋式压缩机，通过限制基本为环形的密封部分108的密封长度，有可能抑制从压缩腔15的泄漏，并且还有可能有效地抑制绕行运动涡旋体13的翻转现象。
当考虑到压缩腔15的压力上升程度时，由于密封所需的压力差朝着绕行运动涡旋体13涡卷13b的缠绕终端逐渐减少，因此在这个实施例的涡旋式压缩机中，如果对凹部104内壁表面与固定涡旋体12内壁表面106之间的密封长度，或者细槽107和固定涡旋体12内壁表面106之间的密封长度进行设置，使其朝着绕行运动涡旋体13涡卷13b的缠绕终端逐渐减少，则可以进一步提高上述效果。
(第五实施例)下面将使用图1和2阐述本发明第五实施例的涡旋式压缩机。
在第五实施例的涡旋式压缩机中，当固定涡旋体12的涡卷高度(即涡卷槽深度)定义为Hmm时，与固定涡旋体12吸气口17连通的凹部104的深度104h为0.1mm以上和H/3mm以下。
也就是，如果深度104h为0.1mm以上，则有可能防止油6或类似的绕行运动涡旋体13滑动表面上的背压流体所产生的粘度损失。如果将深度104h限制到H/3mm以下，则有可能避免由固定涡旋体12涡卷12b的强度或刚度恶化产生的运行精度下降的问题。
根据这个实施例的涡旋式压缩机，推进部分的滑动面积可以得到限制，粘度损失也可以最小，并且有可能抑制由固定涡旋体12涡卷12b工作精度恶化产生的压缩损失的增加。
同样在图4所示的这个实施例的涡旋式压缩机中，当固定涡旋体12的涡卷高度(即涡卷槽深度)定义为112h时，优选地与固定涡旋体12吸气口17连通的凹部104的深度104h为0.1mm以上和H/3mm以下。在这种情况下，当固定涡旋体12的涡卷高度(即涡卷槽深度)定义为Hmm时，优选地细槽107的深度同样为0.1mm以上和H/3mm以下。
在这个实施例的涡旋式压缩机中，通过将细槽107的深度设置成小于与固定涡旋体12吸气口17连通的凹部104的深度，在加工细槽107时就有可能减少加工阻力，不需要减少加工速度来防止工具受损，并且加工和生产的速度可以得到提高。
(第六实施例)本发明第六实施例的涡旋式压缩机是第一到第五任一实施例中的涡旋式压缩机(未示出)，该涡旋压缩机以小于设计压缩比的压缩比运行，该设计压缩比由固定涡旋体12和绕行运动涡旋体13的涡卷12b和13b以及类似方面确定。
在涡旋式压缩机用于家用冷冻空调机或类似物的情况中，在许多情况下具有高运行频率的压缩比大约为1.5到4.0。在运行速度可变型涡旋式压缩机的情况中，在许多情况下由涡卷12b和13b和类似物确定的设计压缩比大约设置成1.8到3.0。商用型空调机没有落入这些范围内，并且在一些情况中其设计压缩比要设置得更大一些。如果试图在大约为1.5到2.0的运行压缩比下抑制绕行运动涡旋体13的翻转现象，就需要增加绕行运动涡旋体13的背压。在这种设置下，在许多情况中滑动磨损会因为高压比区域(大约2.5或更大的压缩比)的极大背压而增加。
即使第一到第五任一实施例中的涡旋式压缩机以小于设计压缩比的压缩比运行，该设计压缩比由固定涡旋体12和绕行运动涡旋体13的涡卷12a和13a以及类似方面确定(在涡旋式压缩机用于家用冷冻空调机的情况中大约为1.8到3.0)，也有可能抑制绕行运动涡旋体13的翻转现象，并且可以在运行频率较高的压缩比区域提高涡旋式压缩机的效率，而且甚至在最近出现的涡旋式压缩机在许多情况下以较低压缩比运行的高效冷冻空调机中，其效率还可以进一步提高。
(第七实施例)本发明第七实施例的涡旋式压缩机使用高压制冷剂例如二氧化碳作为制冷剂(未示出)。这个实施例的涡旋式压缩机的优点在于它有可能防止滑动磨损的增加，并且即使绕行运动涡旋体13的背压过度增加从而使推进滑动部分处的滑动磨损也趋于增加，也同样可以使用对环境友好的二氧化碳作为制冷剂。
在使用二氧化碳作为制冷剂的热泵水加热系统中，涡旋式压缩机由于其特性以极低的压缩比(大约1.5或更小)运行。即使在这种使用条件下也有可能得到高效的涡旋式压缩机。
根据本发明的涡旋式压缩机，有可能在低压缩比的运行中提高制冷剂的压缩率和循环量，并且在高压缩比的运行中提高机械效率，还有可能提高冷冻空调机的效率和可靠性。
工业可利用性如上所述，根据本发明的涡旋式压缩机，有可能在低压缩比的运行中提高压缩效率，并且有可能在高压缩比的运行中提高机械效率，还有可能期待那些新的替代制冷剂、新制冷剂、天然制冷剂以及将在未来使用的类似制冷剂可以用在涡旋式压缩机中。
权利要求
1.一种涡旋式压缩机，其中具有涡卷的固定涡旋体和具有端板和涡卷的绕行运动涡旋体彼此啮合，从而使涡旋体的涡卷进入内部，所述绕行运动涡旋体以该绕行运动涡旋体的旋转被阻止的状态转动，绕行运动涡旋体转动时的推进力由所述端板和所述固定涡旋体之间的滑动表面支撑，由施加给所述绕行运动涡旋体背面的背压压力支撑，其特征在于与所述固定涡旋体涡卷外侧的所述绕行运动涡旋体的所述端板相对的所述固定涡旋体表面形成有基本为环形的密封部分，该密封部分延伸成具有外壁表面，该外壁表面从所述固定涡旋体的所述涡卷的最外周的内壁表面沿着该内壁表面向外延伸，并且该密封部分与所述绕行运动涡旋体的所述端板滑动接触；位于基本为环形的密封部分外侧的基本为环形的凹部；以及以独立于所述基本为环形的凹部的方式与所述固定涡旋体的吸气口连通的凹部。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于所述固定涡旋体的所述涡卷由曲线形成，该曲线从所述固定涡旋体的所述涡卷的缠绕终端延伸至靠近所述绕行运动涡旋体的所述涡卷的缠绕终端的位置，并且所述曲线的延伸部分的内壁表面与所述固定涡旋体的所述涡卷连续。
3.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于与所述固定涡旋体的所述涡卷连续的所述曲线与形成所述固定涡旋体的所述涡卷的曲线相同。
4.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于所述基本为环形的密封部分设置有细槽，该细槽延伸至靠近所述绕行运动涡旋体的所述涡卷的缠绕终端的位置，并且该细槽与所述凹部连通。
5.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于当所述固定涡旋体的涡卷厚度定义为“t”时，在基本为环形的密封部分处在所述凹部的内壁表面与所述固定涡旋体的内壁表面之间的密封长度，或者所述细槽和所述固定涡旋体的内壁表面之间的密封长度为t/4以上和3t以下。
6.根据权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于所述凹部的内壁表面和所述固定涡旋体的内壁表面之间的密封长度，或者所述细槽和所述固定涡旋体的内壁表面之间的密封长度朝着所述绕行运动涡旋体的所述涡卷的缠绕终端逐渐减少。
7.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于当所述固定涡旋体的涡卷高度定义为Hmm时，所述凹部或所述细槽的深度为0.1mm以上和H/3mm以下。
8.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于所述细槽的深度小于所述凹部的深度。
9.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于所述涡旋式压缩机以小于设计压缩比的压缩比运行，该设计压缩比由所述固定涡旋体和绕行运动涡旋体的涡卷等确定。
10.根据权利要求1到9任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于高压制冷剂例如二氧化碳被用作制冷剂。
全文摘要
一种涡旋式压缩机，其中在与围绕涡卷外侧定位的所述绕行运动涡旋体的所述端板相对的所述固定涡旋体表面上形成有基本为环形的密封部分，与绕行运动涡旋体的端板滑动接触，并且从涡卷最外周的内壁表面向外延伸以基本沿着该内壁表面具有固定涡旋体的外壁表面；位于基本为环形的密封部分外侧的基本为环形的凹部；以及以独立于基本为环形的凹部的方式与固定涡旋体的吸气口连通的凹部。因此，由于绕行运动涡旋体的背压得到了增加，并且可以抑制绕行运动涡旋体的翻转现象。
文档编号F04C18/02GK1759249SQ20048000664
公开日2006年4月12日 申请日期2004年10月14日 优先权日2003年10月17日
发明者森本敬, 二上义幸, 鶸田晃, 辻本力 申请人:松下电器产业株式会社