涡旋压缩机的制作方法

专利名称：涡旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在摆动涡旋件的两面形成了涡巻齿的涡旋压缩机，特 別涉及降低涡旋压缩机的泄漏损失的技术。
背景技术：
涡旋压缩机的一种方式是，由在两面上形成了涡巻齿的摆动涡旋 件、和形成了与各涡巻齿咬合的涡巻齿的一对固定涡旋件构成(例如 参见专利文献l)。以下将其称为两面涡巻型涡旋压缩机。在该两面涡 巻型涡旋压缩机中，在摆动涡旋件的两面形成压缩室，所以，由压缩 气体产生的轴方向的推力荷栽相互抵消。另一方面，在两面涡巻型涡旋压缩机中，由于有2个压缩室，所 以，容易产生从压缩侧朝吸入侧的泄漏，为了减小泄漏损失，必须减 小各涡巻齿和与其相向的基板之间的间隙。但是，为了使摆动涡旋件 在2个固定涡旋件之间无拘束地运动，考虑到组装精度等，这些涡巻 齿与基板之间的间隙(下面称为涡巻齿前端间隙)不能设定得太小。为此，在已往的两面涡巻型涡旋压缩才几中，在摆动涡旋件的两面 的涡巻齿的前端面上、以及在2个固定涡旋件的涡巻齿的前端面上， 分别设置槽，通过把端部密封件安装在该槽内来抑制从涡巻齿前端间 隙的泄漏，减少泄漏损失(例如参见专利文献2)。另外，在已往的两面涡巻型涡旋压缩机中，为了抑制从涡巻齿前 端间隙的泄漏，把端部密封件分割成上下二部分，将其对接面形成为 锯齿状(例如参见专利文献3)。在该构造中，上侧的端部密封件在压 力差作用下，置于下侧的端部密封件上，堵住涡巻齿前端间隙，抑制 泄漏。专利文献l:日本特开平3-237202号公报(第9页，图l) 专利文献2:日本特开平9-324770号公报(第2页~第3页，图2)专利文献3:日本特开平7-310682号公报发明内容但是，在上述已往的两面涡巻型涡旋压缩机中，不能抑制从端部 密封件侧面的涡巻齿前端间隙、朝着沿涡巻齿方向的泄漏。尤其是在 两面涡巻型的涡旋压缩机中，该泄漏的路径在摆动涡旋件的两面的2 个部位，所以，提高两面涡巻型涡旋压缩机的性能、减少从涡巻齿前 端间隙的泄漏成为重要的课题。本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的是提供泄漏损失小、 高效率的涡旋压缩机。本发明的涡旋压缩机，备有摆动涡旋件和一对固定涡旋件，在摆 动涡旋件的两面具有涡巻齿，上述一对固定涡旋件与上述摆动涡旋件 的两面相向地设置、并具有与摆动涡旋件的涡巻齿咬合的涡巻齿，只 在与摆动涡旋件的一方涡巻齿咬合的固定涡旋件的涡巻齿上、以及在 摆动涡旋件的上述一方涡巻齿上，安装端部密封件。根据本发明，由于备有两面带涡巻齿的摆动涡旋件、和与摆动涡 旋件的两面相向地设置并具有与摆动涡旋件的涡巻齿咬合的涡巻齿的 一对固定涡旋件，只在与摆动涡旋件的一方涡巻齿咬合的固定涡旋件 的涡巻齿及摆动涡旋件的该一方涡巻齿上，安装端部密封件，所以， 能提供泄漏损失少、高效率的涡旋压缩机。


图l是表示本发明实施方式l的涡旋压缩机的构造的剖面图。 图2是说明本发明实施方式1的涡旋压缩机的摆动涡旋件构造的图。图3是说明本发明实施方式1的涡旋压缩机的、位于摆动涡旋件 中心部的球才艮部构造的图。
图4是本发明实施方式1的涡旋压缩机的密封环周边的放大剖面图。图5是说明本发明实施方式1的涡旋压缩机的下侧固定涡旋件的 构造图。图6是本发明实施方式1的涡旋压缩机的摆动涡旋件中心附近的 放大剖面图。图7是说明作用在本发明实施方式1的涡旋压缩机中的摆动涡旋 件上的推力荷载的示意图。图8是说明作用在本发明实施方式1的涡旋压缩机中的端部密封 件上的推力荷载的示意图。图9是本发明实施方式2的涡旋压缩机的摆动涡旋件的放大剖面图。图10是本发明实施方式5的涡旋压缩机的摆动涡旋件中心附近的 放大剖面图。
具体实施方式
实施方式1图1是表示本发明实施方式1的两面涡巻型涡旋压缩机的构造的 剖面图。在图1中，在立式密闭容器1内的上方配置着马达2，在马达2 的下方配设着压缩部3。在该压缩部3的下方，形成了储存润滑油41 的润滑油储存室4。在密闭容器l的侧面、马达2与压缩部3的中间 部，设有吸入气体用的吸入管5，在压缩部3上设有把压缩后的气体 排出的排出管8。另外，在密闭容器l的上端，设有供给电力用的玻 璃端子6。马达2由环形的定子21和在支承在该定子21内部并可旋 转的转子22构成。主轴7固定在转子22上并贯通压缩部3，主轴7 的端部浸在润滑油储存室4的润滑油41中。压缩部3具有摆动涡旋件31、与摆动涡旋件31的两面相向设置 着的上侧固定涡旋件33及下侧固定涡旋件34、和配设在下侧固定涡
旋件34与摆动涡旋件31之间的公知的十字头联轴节35。在摆动涡旋 件31的基板31B的两面，分别形成了对称的、高度也相同的上侧涡 巻齿31L和下侧涡巻齿31M。另外，在上侧固定涡旋件33的基板33A上，在与摆动涡旋件31 相向的面上设置了与摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L咬合的涡巻齿 33E。由摆动涡4t件31的上侧涡巻齿31L和上侧固定涡旋件33的涡 巻齿33E形成了上侧压缩室32A。同样地，在下侧固定涡旋件34的 基板34A上，在与摆动涡旋件31相向的面上设置了与摆动涡旋件31 的下侧涡巻齿31M咬合的涡巻齿34E。由摆动涡旋件31的下侧涡巻 齿31M和下侧固定涡4t件34的涡巻齿34E形成了下侧压缩室32B。在摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L的前端面及上侧固定涡旋件 33的涡巻齿33E的前端面上，安装了端部密封件36。另外，在摆动 涡旋件31的上侧涡巻齿31L及下側涡巻齿31M的内周、主轴7的外 周，分别设置了密封环37。图2是说明本发明实施方式1中的摆动涡旋件构造的图，图2(a) 是摆动涡旋件的俯视图，图2 (b)是摆动涡旋件的仰视图，图2 (c) 是图2 (b)中的A-A线剖面图。图3是说明位于摆动涡旋件中心部 的球根部构造的图。图3 (a)是表示球根部形状的立体图，图3(b) 是表示设置在球根部的上面及下面的密封环构造的立体图。下面，说 明摆动涡旋件31的详细构造。如图2和图3 (a)所示，摆动涡旋件31具有球根部31A和圆板 形的基板31B。球根部31A构成中心部，由圆弧等的曲线形成。基板 31B伸出到球根部31A的外周。在基板31B的上面和下面，由渐开线 曲线或圆弧线形成了对称的、与球根部31A大致相同高度的上侧涡巻 齿31L和下侧涡巻齿31M。这里所说的对称，是指涡巻齿的厚度t、 高度h、齿距p、巻数n都相同。在上侧涡巻齿31L的前端面上，形成了用于安装端部密封件36 的端部密封件槽31H。另一方面，在下侧涡巻齿31M的前端面上，未 形成安装端部密封件36的端部密封件槽31H。
在球^f艮部31A的中心部，形成了供主轴7贯通的主轴孔31C，在 其内周壁上设有摆动轴承31D。另外，在摆动轴承31D的外周部、球 根部A的上面及下面，分别形成了上侧密封环槽31E和下侧密封环槽 31F,在这些上侧密封环槽31E和下侧密封环槽31F内，设置了具有 图3 (b)所示接合口 37A的密封环37。在球根部31A的外侧，设有 连接上侧压缩室32A和下侧压缩室32B的连通口 31K。图4是说明密封环的接触密封作用效果的密封环周边的放大剖面图。如图4所示，密封环37,在分隔着的两侧压缩室的压差作用下， 如箭头所示地被从高压侧即左方及下方推压。因此，在密封环槽31E 内，密封环37被推压在密封环槽31E的右方壁和上方的固定涡旋件 33的基板33A上，进行摆动涡旋件31和上侧固定涡旋件33之间的接 触密封。该密封环37的接触密封作用，在摆动涡旋件31的下面侧、 即摆动涡旋件31和下侧固定涡旋件34之间也同样。如图2所示，在摆动涡旋件31上设置了连通口 31K。该连通口 31K使得被上侧压缩室32A和下側压缩室32B压缩后的气体合流，并 将其导向下侧固定涡旋件34的排出口 34F。连通口 31K在上侧密封 环槽31E、下侧密封环槽31F的外周侧，沿上下方向贯通基板31B。 该连通口 31K不跨越由上侧涡巻齿31L、下侧涡巻齿31M分隔的压 缩室，并且设在公转运动中也与下侧固定涡旋件34上的排出口 34F 常时连通的位置。图5是说明下侧固定涡旋件的构造图，图5(a)是俯视图，图5 (b)是图5 (a)中的A-A线剖面图。下面，说明下侧固定涡旋件34 的构造。如图5所示，在下侧固定涡旋件34的基板34A的中心部，形成 了供主轴7贯通的主轴孔34B，在该主轴孔34B的内周面设有主轴承 34C。在下侧固定涡旋件34的上面、主轴承34C的外周部，形成了凹 部34D。该凹部34D收容摆动涡旋件31的球根部31A，容许摆动涡 旋件31的公转运动。在凹部34D的外周，形成了与摆动涡旋件31的
下侧涡巻齿31M同样厚度t、高度h、齿距p、巻数n、并且相位旋转 了 180度的涡巻齿34E。在凹部34D，设置了排出压缩后的气体用的排出口 34F。该排出 口 34F不与设在摆动涡旋件31上的密封环37相向，并且设在与摆动 涡旋件31的连通口 31K常时连通的位置。另外，在下侧固定涡旋件 34上形成了排出流路34G。该排出流路34G与排出口 34F连通，把 压缩后的气体导向设在密闭容器1上的排出管8。在排出流路34G内、 与排出口 34F相向的位置，配设了阻止气体逆流的排出阀34H。在下 侧固定涡旋件34的最外周部，设置了将气体吸入到下侧压缩室32B 的吸入口 34J。图6是实施方式1的涡旋压缩机的摆动涡旋件中心附近的放大剖 面图。图6中，与图5所示的下侧固定涡旋件34同样地，在上侧固定涡 旋件33的基板33A的中心部，形成了供主轴7贯通的主轴孔33B， 在该主轴孔33B的内周面设有主轴承33C。在摆动轴承31D与主轴7 之间配置了嵌合在主轴7上的滑动件38，与主轴7—起构成了偏心轴， 通过摆动轴承31D驱动摆动涡旋件31。在摆动涡旋件31的上侧涡巻 齿31L的前端面和上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E的前端面上，分 别形成了端部密封件槽31H、 33H,端部密封件36安装在各端部密封 件槽31H、 33H内。另一方面，在摆动涡旋件31的下侧涡巻齿31M 的前端面及下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E的前端面上未形成端部 密封件槽，不安装端部密封件36。下面，说明本发明实施方式1所示的两面涡巻型涡旋压缩机的动作。如图1所示，从吸入管5吸入到密闭容器1内的气体，流入设置 着马达2的部分，将马达2冷却。另外，吸入的气体如箭头所示地， 从设在上侧固定涡旋件33外周部的吸入口 33J，被导入形成在摆动涡 旋件31两面的上侧压缩室32A和下侧压缩室32B。摆动涡旋件31相对于上侧固定涡旋件33和下侧固定涡旋件34
不自转地进行公转运动，这样，由公知的压缩原理形成的一对月牙形的上侧压缩室32A和下侧压缩室32B的容积朝着中心渐渐减小，气体 被压缩。分别在上侧压缩室32A和下侧压缩室32B被压缩后的气体， 在排出口34F合流，经过排出流路34G，从排出管8流出到密闭容器 1外。
在上述的压缩过程中，在上侧压缩室32A和下侧压缩室32B中， 分别被压缩的气体产生了推力方向(轴方向)的推力荷载。下面，说 明作用在摆动涡旋件31上的推力荷载的大小。图7是说明作用在摆动 涡旋件31上的推力荷载的示意图。
端部密封件36是与图4所示的密封环37同样的状况，在分隔着 的两侧压缩室的压差作用下，被从高压侧朝低压侧推压。在设图7中 的上侧涡巻齿31L的右侧为高压侧(压力Pi),左侧为低压侧(压力 p2)时，端部密封件36被从右方和下方推压，在端部密封件槽31H 内，被推压到端部密封件槽31H的左方壁和上方的基板33A上，进行 接触密封。因此，在摆动涡旋件31的端部密封件槽31H的底面和内 周侧的涡巻齿前端面上作用着高压侧的压力P15在外周侧的涡巻齿前 端面上作用着低压側的压力P2。
下面，说明作用在摆动涡旋件31上的推力荷载F。在基板31B的、 没有上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M的部分，作用在上面的压力 与作用在下面的压力相等，所以，推力荷载相互抵消。
但是，在配置着上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M的部分，作 用在上侧涡巻齿31L前端面的推力荷载F^和作用在下侧涡巻齿31M 前端面的每单位长度的推力荷载F2不相同。当设上侧涡巻齿31L和下 侧涡巻齿31M的整体厚度为t、上侧涡巻齿31L的外周侧前端面的宽 度为112时，作用在上侧涡巻齿31L前端面的每单位长度的推力荷载 Fi如式(1)所示。
[算式1
F尸P! (t-t12) +P2t12 (1)另一方面，在未设置端部密封件的摆动涡旋件的下侧涡巻齿31M 前端面，由于作用着高压侧压力R和低压侧压力P2的平均压力，所以，作用在下侧涡巻齿31M前端面的每单位长度的推力荷载F2如式 (2)所示。[算式2
F2= ( P禹)| ( 2 )因此，作用在摆动涡旋件31的配置着上侧涡巻齿31L和下侧涡 巻齿31M的部分上的、每单位长度的推力荷载F，如式(3)所示。[算式31F-F广F尸(P,-P2) ， ( 3 )通常，上侧涡巻齿33L的内周侧的涡巻齿前端面的宽度tu、与外 周侧的涡巻齿前端面的宽度112相等，所以，当设端部密封件槽31H 的宽度为t。时，作用在摆动涡旋件31的配置着上侧涡巻齿31L和下 侧涡巻齿31M的部分上的、每单位长度的推力荷载F，如式(4)所 示。[算式4
F-(P广P"^ (4)因此，作用在摆动涡旋件31的配置着上侧涡巻齿31L和下侧涡 巻齿31M的部分上的、每单位长度的推力荷载F的方向是朝下，作用 在整个摆动涡旋件31上的推力荷载也朝下，这样，摆动涡旋件31被 朝下方向推压，与下侧固定涡旋件34接触。因此，在摆动涡旋件31 的下侧涡巻齿31M与下侧固定涡旋件34的基板34A之间，几乎没有 间隙(只有因下側涡巻齿31M和下侧固定涡旋件34的基板34A的表 面粗糙度而产生的程度的间隙)。而摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L 与上侧固定涡旋件33的基板33A之间，由于端部密封件36的密封作 用，几乎没有间隙。但是，在端部密封件36侧面的上侧涡巻齿31L 的前端部，有涡巻齿前端间隙31N，产生了从该涡巻齿前端间隙31N 的、沿上侧涡巻齿31L方向的泄漏。另 一方面，在摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L、下侧涡巻齿31M、 上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E 、和下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E 上全都安装端部密封件36时，在摆动涡旋件31的两面，产生了分别 沿上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M方向的泄漏。因此，与在全部的涡巻齿31L、 31M、 33E、 34E上安装端部密封件36时相比，只在 上侧涡巻齿31L和上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E上安装端部密封 件36，可以减少沿涡巻齿方向的泄漏。下面，对未安装端部密封件36时的滑动损失、与安装了端部密封 件36时的滑动损失进行比较。未安装端部密封件36的涡巻齿上的每 单位长度的接触荷载，是图7所示的下侧涡巻齿31M对基板34A的 每单位长度的接触荷载Fs，作为式(4)所示的、作用在摆动涡旋件 31上的每单位长度的推力荷载F而施加。图8是说明作用在端部密封件上的推力荷载的示意图。安装着端 部密封件的涡巻齿上的每单位长度的接触荷载，是端部密封件36对基 板33A的每单位长度的接触荷载Fc。设端部密封件宽度为13时，把端部密封件36朝上方向推压的每 单位长度的推力荷载F3如式(5)所示。[算式51 F产P山 (5)另一方面，把端部密封件36朝下方向推压的每单位长度的推力荷 载F4如式(6)所示。[算式6
F^(Pi+P2), (6)因此，端部密封件36对基板33A的每单位长度接触荷载R如式 (7)所示。[算式7
FC=F3-F4= ( P广P2 )| ( 7 )将式(4)与式(7)比较，由于端部密封件槽31H的宽度110与 端部密封件36的宽度t3大致相等，所以，下侧涡巻齿31M对基板34A 的每单位长度接触荷载Fs、与端部密封件36对基板33A的每单位长 度的接触荷载Fe大致相等。因此，即使在涡巻齿上未安装端部密封件 36,与涡巻齿上安装了端部密封件36时相比，因接触造成的滑动损失 几乎不增加。下面，对本发明的两面涡巻型涡4t压缩才几、和专利文献3揭示的 现有的两面涡巻型涡旋压缩机进行比较。在专利文献3揭示的两面涡
巻型涡旋压缩机中，为了减小两面涡巻齿高度方向的间隙，将端部密封件上下分割成两部分，并将接合口形成为锯齿状。在专利文献3中， 在气体压力的作用下，上侧的端部密封件被置于一侧上，堵住高度方 向的间隙。结果，高度方向的间隙为0，产生了端部密封件推压摆动 涡旋件的力。在专利文献3中，由于用该力推压摆动涡旋件，所以， 在构成一方压缩室的摆动涡旋件涡巻齿和固定涡旋件涡巻齿上不必设 置端部密封件。但是，在专利文献3中，作为将高度方向的间隙堵住、将摆动涡 旋件朝一方推压的措施，有意地把端部密封件分割成两部分，并且做 成接口为锯齿状的复杂构造。而在本发明的两面涡巻型涡旋压缩机中， 利用端部密封件因气体力而上浮、能使涡巻齿高度方向间隙为0的效 果，并发现了因端部密封件的有无而导致作用在两方压缩室的推力气 体荷载不同，该推力气体荷载的差起到把摆动涡旋件朝着没有端部密 封件的一方压缩室侧推压的作用。基于这一发现，可以用极简单的构 造来发挥与专利文献3同样的效果。在专利文献3中，不是利用端部 密封件本身上浮而使涡巻齿高度方向间隙成为0的效果，也未发现因端部密封件的有无而产生推力气体荷载差，所以采用极复杂的构造来 使涡巻齿前端间隙为0、将摆动涡旋件朝一方推压。把端部密封件分 割成两部分、将接口面做成为锯齿状，这样，增加了部件的成本，而 且，在制造方面，也存在复杂的工序。此外，将接口面做成锯齿状， 导致在端部密封件上容易产生龟裂，端部密封件容易破损。另外，在本实施方式l中，只在摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L 和上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E上安装端部密封件36,在摆动涡 旋件31的下侧涡巻齿31M和下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E上未 安装端部密封件36。但是，只在摆动涡旋件31的下侧涡巻齿31M和 下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E上安装端部密封件36、在摆动涡旋 件31的上侧涡巻齿31L和上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E上不安装 端部密封件36时，与在全部的涡巻齿31L、 31M、 33E、 34E上安装 端部密封件36时相比，也同样地能减少沿涡巻齿方向的泄漏。 如上所述，在两面涡巻型涡旋压缩机中，只在摆动涡旋件31的一 方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定涡旋件的涡巻齿上安装端部密封 件、而在摆动涡旋件31的另一方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定涡旋 件的涡巻齿上不安装端部密封件，比在全部涡巻齿上安装端部密封件 36时更能减少泄漏损失。另外，只在摆动涡旋件31的一方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定 涡旋件的涡巻齿上安装端部密封件36、而在摆动涡旋件31的另一方 涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定涡旋件的涡巻齿上不安装端部密封件 36时，与在全部涡巻齿上安装端部密封件36时相比，滑动损失几乎 不增加。因此，在两面涡巻型涡旋压缩机中，只在摆动涡旋件31的一 方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定涡旋件的涡巻齿上安装端部密封件 36、而在摆动涡旋件31的另一方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定涡旋 件的涡巻齿上不安装端部密封件36，这样，可以得到与在全部的涡巻 齿上安装端部密封件的两面涡巻型涡旋压缩机相比损失少、高效率的 两面涡巻型涡旋压缩才几。另外，釆用上述的构造，可以把端部密封件36的数量从4个减少 到2个，并且，端部密封件槽的加工部位也从4个减少到2个，所以， 可减少材料成本和加工成本。另外，由于安装端部密封件36的部位从 4个减少到2个，所以组装容易。在该实施方式1中，在摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L中，内 周侧的涡巻齿前端面的宽度tu、与外周侧的涡巻齿前端面的宽度t12 相等。但是，即使摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L的内周侧的涡巻 齿前端面的宽度tn、与外周侧的涡巻齿前端面的宽度tu不相等，只 要式(3)中的t-2t12〉 0 ，推力荷载F就朝下。因此，只在摆动涡旋件31的一方涡巻齿和与该涡巻齿咬合的固定 涡旋件的涡巻齿上安装端部密封件36，并且在安装着这些端部密封件 36的涡巻齿中，外周侧的涡巻齿前端面的宽度小于涡巻齿厚度t的一 半，这样，可得到与在全部涡巻齿上安装了端部密封件的两面涡巻型 涡旋压缩4几相比损失少、高效率的两面涡巻型涡旋压缩机。
另外，在该实施方式l中，摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L、下 侧涡巻齿31M、上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E、下侧固定涡旋件 34的涡巻齿34E，它们的高度h都相等。但是，只要上侧涡巻齿31L 和上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E的高度相等、下侧涡巻齿31M和 下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E的高度相等，则上侧涡巻齿31L和 下侧涡巻齿31M的高度也可以不相等。另外，在该实施方式l中，当被压缩气体采用二氧化碳气体时， 由于动作压力高、从涡巻齿前端间隙的泄漏影响大，所以，在两面涡 巻型涡旋压缩机中，通过只在摆动涡旋件31的一方涡巻齿和与该涡巻 齿咬合的固定涡旋件的涡巻齿上安装端部密封件，可以大大减少泄漏 损失，更加提高效率。在本发明的实施方式l中，收容摆动涡旋件31、上侧固定涡旋件 33和下侧固定涡旋件34的密闭容器1内的压力，与气体的吸入压力 相等。但是，密闭容器1内的压力也可以与气体的排出压力相等。在 使密闭容器1内的压力与气体的排出压力相等时，必须把密封环37 设在摆动涡旋件31的上側涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M的外周。实施方式2图9是本实施方式2所示涡旋压缩机的摆动涡旋件的^t大剖面图。 在实施方式1中，摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M 的形状是对称的。在实施方式2中，上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M 的巻数n及摆动半径r是相同的，安装着端部密封件36的上侧涡巻齿 31L的厚度&比下侧涡巻齿31M的厚度h厚。当用涡巻齿的厚度t和 齿距p表示摆动半径r时，如式(8)所示。<formula>formula see original document page 14</formula> (8)因此，由于上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M的摆动半径r相等， 上侧涡巻齿31L的厚度t比下侧涡巻齿31M的厚度b厚，所以，上 侧涡巻齿31L的齿距p1比下侧涡巻齿31M的齿距p2大。另外，上侧 固定涡旋件33的涡巻齿33E的厚度t、高度h、齿距p、巻数n，都
与摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L相等，但相位旋转了 180度。同 样地，下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E的厚度t、高度h、齿距p、 巻数n，都与摆动涡旋件31的下侧涡巻齿31M相等，但相位旋转了 180度。其它的构造与实施方式1所示的涡旋压缩机相同，对与实施 方式l相同的构成注以相同标记。摆动涡旋件31的安装了端部密封件36的上侧涡巻齿31L的厚度 t及齿距Pl,比未安装端部密封件36的下侧涡巻齿31M的厚度k及 齿距P2大，所以，关于垂直于主轴7方向的压缩室的截面积，由摆动 涡旋件31和上侧固定涡旋件33构成的上侧压缩室32A比由摆动涡旋 件31和下侧固定涡旋件34构成的下侧压缩室32B大。因此，推力荷 载Fi增加，作用在摆动涡旋件上的推力荷载F增加。这样，下侧涡巻 齿31M与下侧固定涡旋件34的基板34A之间的间隙进一步减小，可 进一步减少泄漏损失，得到效率高的涡旋压缩机。如上所述，由于设置了从安装了端部密封件36的固定涡旋件朝着 未安装端部密封件36的固定涡旋件的方向对摆动涡旋件31施加推力 荷载的机构，所以，可进一步减少泄漏损失，得到效率高的涡旋压缩 机。在本实施方式2中，上侧涡巻齿31L的高度h与下侧涡巻齿31M 的高度h2相等。但是，为了使径向荷载相等，也可以使上侧涡巻齿31L 的高度lu与下侧涡巻齿31M的高度h2不相等。实施方式3在实施方式1中，摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L和下侧涡巻 齿31M的形状是对称的。在实施方式3中，上侧涡巻齿31L和下侧 涡巻齿31M的厚度t、齿距p及摆动半径r是相同的，但安装着端部 密封件36的上侧涡巻齿31L的巻数ni比未安装端部密封件的下侧涡 巻齿31M的巻数112多。另外，上侧固定涡旋件33的涡巻齿33E的厚度t、高度h、齿距 p、巻数n，都与摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L相等，但相位旋转 了 180度。同样地，下侧固定涡旋件34的涡巻齿34E的厚度t、高度
h、齿距p、巻数n，都与摆动涡旋件31的下侧涡巻齿31M相等，但 相位旋转了 180度。其它的构造与实施方式1所示的涡旋压缩机相同， 对与实施方式l相同的构成注以相同标记。摆动涡旋件31的安装了端部密封件36的上侧涡巻齿31L的巻数 m比未安装端部密封件36的下侧涡巻齿31M的巻数ii2多，所以，关 于垂直于主轴7方向的压缩室的截面积，由摆动涡旋件31和上侧固定 涡旋件33构成的上侧压缩室32A比由摆动涡旋件31和下侧固定涡旋 件34构成的下侧压缩室32B大。因此，推力荷载Fi增加，作用在摆 动涡旋件31上的推力荷载F增加。这样，下侧涡巻齿31M与下侧固 定涡旋件34的基板34A之间的间隙进一步减小，可进一步减少泄漏 损失，得到效率高的两面涡巻型涡旋压缩机。如上所述，由于设置了从安装了端部密封件36的固定涡旋件朝着 未安装端部密封件36的固定涡旋件的方向对摆动涡旋件31施加推力 荷载的机构，所以，可进一步减少泄漏损失，得到效率高的涡旋压缩 机。在本实施方式3中，上侧涡巻齿31L的高度hi与下侧涡巻齿31M 的高度h2相等。但是，为了使径向荷载相等，也可以使上侧涡巻齿31L 的高度lh与下侧涡巻齿31M的高度h2不相等。实施方式4在实施方式2中，对于摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L和下侧 涡巻齿31M，它们的摆动半径r和巻数n是相同的，但上侧涡巻齿31L 的厚度t和齿距p比下侧涡巻齿31M的大。另外，在实施方式3中， 对于摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L和下侧涡巻齿31M,它们的摆 动半径r、厚度t及齿距p是相同的，但上侧涡巻齿31L的巻数n比 下侧涡巻齿31M的多。在本实施方式4中，对于摆动涡旋件31的上侧涡巻齿31L和下 侧涡巻齿31M，它们的摆动半径r是相同的，但上侧涡巻齿31L的厚 度t和齿距p比下侧涡巻齿31M的大，上侧涡巻齿31L的巻数n比下 侧涡巻齿31M的多。
由于安装着端部密封件36的上侧涡巻齿31L的厚度t和齿距p 比未安装端部密封件36的下侧涡巻齿31M的大，上侧涡巻齿31L的 巻数n比下侧涡巻齿31M的多，所以，关于垂直于主轴7方向的压缩 室的截面积，由摆动涡旋件31和上侧固定涡旋件33构成的上侧压缩 室32A比由4罢动涡4t件31和下侧固定涡旋件34构成的下侧压缩室 32B大。因此，推力荷载F1增加，作用在摆动涡旋件上的推力荷载F 增加。这样，下侧涡巻齿31M与下侧固定涡旋件34的基板34A之间 的间隙进一步减小，可进一步减少泄漏损失，得到效率高的两面涡巻 型涡旋压缩机。如上所述，由于设置了从安装了端部密封件36的固定涡旋件朝着 未安装端部密封件36的固定涡旋件的方向对摆动涡旋件31施加推力 荷载的机构，所以，可进一步减少泄漏损失，得到效率高的涡旋压缩 机。实施方式5图10是实施方式5所示的两面涡巻型涡旋压缩机的摆动涡旋件 31的中心附近的放大剖面图。在实施方式l中，摆动涡旋件31的上 侧密封环槽31E的内直径与下侧密封环槽31F的内直径相等。在该实 施方式5中，摆动涡旋件31的上侧密封环槽31E的内直径山比下侧 密封环槽31F的内直径d2小。其它的构造与实施方式1所示的涡旋压 缩才几相同，对相同的构成注以相同标记。下面，说明作用在摆动涡旋件31的球根部31A上的推力荷载FB。 在本发明的实施方式5中，密闭容器1内的压力与气体的吸入压力相 等。因此，球根部31A外周部的压力Ph比内周部的圧力Pl大。作用 在球根部31A上的推力荷栽Fb如式(9)所示。[算式9
FB=f (PH-PL) (d -d ) (9)如式(9)所示，在摆动涡旋件31的上侧密封环槽31E的内直径 (^与下侧密封环槽31F的内直径d2相等时，作用在球根部31A上的 推力荷栽Fb相互抵消，成为0。但是，在如本实施方式5的涡旋压缩
机这样、摆动涡旋件31的上侧密封环槽31E的内直径d!比下侧密封 环槽31F的内直径d2小时，作用在球根部31A上的推力荷载Fb朝下， 从而作用在摆动涡旋件上的推力荷载F增加。因此，下侧涡巻齿31M与下侧固定涡旋件34的基板34A之间的 间隙进一步减小。这样，由于设置着安装了端部密封件36的涡巻齿 31L的面上的密封环槽31E的内直径dp比设置着未安装端部密封件 36的涡巻齿31M的面上的密封环槽31F的内直径d2小，所以，可进 一步减少泄漏损失，得到高效率的两面涡巻型涡旋压缩机。如上所述，由于设置了从安装了端部密封件36的固定涡旋件朝着 未安装端部密封件36的固定涡旋件的方向对摆动涡旋件31施加推力 荷载的机构，所以，进一步减少泄漏损失，可得到效率高的涡旋压缩 机。在该实施方式5中，由于全部涡巻齿的形状相同，仅使摆动涡旋 件31的上侧密封环槽31E的内直径di比下侧密封环槽31F的内直径 (12小，所以，与实施方式2至4所示的涡旋压缩才几相比，加工更加容 易。在该实施方式5中，在摆动涡旋件31的球根部31A上，设置了 上侧密封环槽31E和下侧密封环槽31F。但是，也可以把上侧密封环 槽31E和下侧密封环槽31F,设置在与该球4艮部31A对面的上侧固定 涡旋件33的基板33A和下侧固定涡旋件34的基板34A上。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，备有摆动涡旋件和一对固定涡旋件，在摆动涡旋件的两面具有涡卷齿，上述一对固定涡旋件与上述摆动涡旋件的两面相向地设置、并具有与上述摆动涡旋件的涡卷齿咬合的涡卷齿，只在与上述摆动涡旋件的一方涡卷齿咬合的固定涡旋件的涡卷齿上、以及上述摆动涡旋件的上述一方涡卷齿上，安装着端部密封件。
2. 如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，设有从安装 了端部密封件的固定涡旋件朝着未安装上述端部密封件的固定涡旋件 的方向对摆动涡旋件施加推力荷栽的推力荷载施加机构。
3. 如权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，上述推力荷 载施加机构构成为，垂直于主轴方向的、由摆动涡旋件和固定涡旋件 构成的压缩机的截面积，是安装了端部密封件的一方比未安装端部密 封件的一方大。
4. 如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，安装着端部 密封件的摆动涡旋件的涡巻齿的厚度比未安装端部密封件的涡巻齿的 厚度厚。
5. 如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，安装着端部 密封件的摆动涡旋件的涡巻齿的巻数比未安装端部密封件的涡巻齿的 巻数多。
6. 如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，收容摆动涡 旋件和固定涡旋件的密闭容器内的压力与吸入压力相等，用于设置将 上述摆动涡旋件和上述固定涡旋件密闭的密封环的密封环槽形成在上 述摆动涡旋件或上述固定涡旋件上，上述密封环槽的内直径，是设置 着安装了端部密封件的涡巻齿的面上的密封环槽的内直径比设置着未 安装端部密封件的涡巻齿的面上的密封环槽的内直径小。
7. 如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，压缩二氧化碳。
全文摘要
本发明提供泄漏损失小、高效率的涡旋压缩机。在本发明中，备有摆动涡旋件(31)和一对固定涡旋件(33、34)。在摆动涡旋件(31)的两面具有涡卷齿(31L、31M)，一对固定涡旋件(33、34)与摆动涡旋件(31)的两面相向设置、并具有与摆动涡旋件(31)的涡卷齿(31L、31M)咬合的涡卷齿(33E、34E)，只在与摆动涡旋件(31)的一方涡卷齿咬合的固定涡旋件的涡卷齿上、以及摆动涡旋件(31)的上述一方涡卷齿上，安装了端部密封件。
文档编号F04C18/02GK101163884SQ20068000997
公开日2008年4月16日 申请日期2006年1月30日 优先权日2005年3月28日
发明者中村利之, 关屋慎, 幸田利秀, 杉原正浩, 矢野贤司, 石园文彦, 藤条邦雄, 角田昌之, 须川昌晃 申请人:三菱电机株式会社