涡旋流体机械的制作方法

专利名称：涡旋流体机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡旋流体机械，其在背压的作用下将回转涡旋部件向固定 涡旋部件按压，且在回转涡旋部件的背面具备辅助按压的回转按压辅助部 件，本发明特别涉及避免在起动时等的过渡情况下产生的背it的异常上升 的机构。
背景技术：
作为现有的涡旋流体机械是在回转涡旋部件的背面施加作为中间压 的背压，将回转涡旋部件向固定涡旋部件按压并运转的涡旋流体机械，为 在短时间内进行从起动时等的背压升压前的过渡运转时到正规运转的转 变，有时设有在过渡运转时将回转涡旋部件向固定涡旋部件侧施力的回转 按压辅助部件(例如，参考专利文献1)。而且，在该现有技术中，由在反 回转涡旋部件侧经由辅助部件密封件引导的喷出压产生回转按压辅助部 件向回转涡旋部件的施加力。日本特开2007-138828号公报
根据专利文献1所述的涡旋流体机械，能够缩短从背压低的非正规运 转到正规运转的转变时间。然而，在制冷剂用压縮机中将制冷剂成为二相 域的条件下的油导入背压室的情况等，在由于某些原因背压比喷出压上升 的非正规运转时，没法转变到正规运转，且两涡旋部件在过大的力下相互 按压，可能造成滑动面损伤。另外，辅助部件密封件破坏，密封性能下降， 其结果是，背压室和喷出空间连通，可能会阻碍作为流体机械的动作。进 而，在通过背压和喷出压的压差向轴承进行供油的压差供油型的情况下， 不能向轴承供油，可能造成轴承的损伤。

发明内容
本发明以提供一种涡旋流体机械为课题，该涡旋流体机械对于作为背压低时的对策的回转按压辅助部件以及辅助部件密封件，在背压高时将背 压迅速向适当值侧调整。
为了解决上述问题，本发明的涡旋流体机械具备固定涡旋部件；回 转涡旋部件，其与固定涡旋部件协同形成压縮室；背压室，其设于回转涡 旋部件的背面侧；背压控制机构，其控制背压室的压力而将回转涡旋部件 向固定涡旋部件按压；回转按压辅助部件，其对置设置在回转涡旋部件的 背面且在轴线方向上可动；辅助部件背面室，其相对于该回转按压辅助部 件位于回转涡旋部件的相反侧且导入喷出压；辅助部件密封件，其隔断辅 助部件背面室和背压室，且在轴线方向上可动，通过辅助部件背面室内的 喷出压将回转按压辅助部件向回转涡旋部件侧按压，辅助部件密封件具有 连通背压室和辅助部件背面室的开口部。
根据本发明，能够提供一种在背压高时将背压迅速向适当值侧调整的 涡旋流体机械。


图1是第一实施例的涡旋流体机械的纵剖面图。 图2是第一实施例的固定涡旋部件的后视图。 图3是第一实施例的回转涡旋部件的纵剖面图。 图4是第一实施例的回转涡旋部件的后视图。 图5是第一实施例的架的俯视图。 图6是第一实施例的回转按压辅助部件的纵剖面图。 图7是第一实施例的回转按压辅助部件的俯视图。 图8是第一实施例的辅助部件密封件的俯视图。 图9是第一实施例的辅助部件密封件的纵剖面图。 图10是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(组装时或跑 合前&起动前)。
图11是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(跑合运转中)。
图12是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(跑合后&正 规运转中)。图13是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(起动前没有 背面空间的情况的起动前)。
图14是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(起动前有背 面空间的情况的刚起动后)。
图15是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(起动前有背 面空间的情况的背压升压后)。
图16是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(起动前有背 压空间的情况的辅助部件密封件上升后)。
图17是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(背压变为喷
出压以上时的背面空间刚开始形成后)。
图18是第一实施例的回转按压辅助部件的放大纵剖面图(背压变为喷
出压以上时的回转按压辅助部件和辅助部件密封件下降，使背压下降的状态)。
图19是第二实施例的背面空间附近的放大纵剖面图。 图20是第三实施例的背面空间附近的放大纵剖面图。 图21是第四实施例的背面空间附近的放大纵剖面图。 图22是第五实施例的背面空间附近的放大纵剖面图。 图23是第六实施例的背面空间附近的放大纵剖面图。 符号说明1-固定涡旋部件，la-固定涡流体，lb-固定端板，2-回转涡 旋部件，2a-回转涡流体，2b-回转端板，2c-回转轴承，2x-回转放射槽，3-回转按压辅助部件，3b-突起部，3c-按压部贯通孔，3d-压力导入槽，3x-按压辅助板部，4-背压室，5-储油室，6-吸入室，7-外周室，8-辅助部件背 面室，9-曲轴，9a-偏心销，9b-供油孔，10-供油管，ll-辅助部件密封件， lla-密封突起部，llc-密封孔，lle-密封按压部，llel-圆顶型密封按压部， 12-板状分离弹簧，13-螺旋状分离弹簧，15-架，15a-主轴承，15b-密封插 入槽，15h-辅助背面喷出压导入路，15x-架槽，15z-辅助部件底座面，16-欧氏环(才少夕、、厶y 乂夕、、)，17-电动机，18-吸入管，19-喷出管，20-箱体， 100-背压控制阀，200-压缩室，300-分离空间。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的涡旋流体机械的实施例进行说明。 [实施例1]
使用图1到图18对本发明的涡旋流体机械的第一实施例进行说明。 图1是涡旋流体机械的纵剖面图。图2是固定涡旋部件的涡流体侧的俯视 图。图3是回转涡旋部件的纵剖面图，图4是回转涡旋部件的后视图。图 5是架的俯视图。图6是作为本发明的涡旋流体机械的主要部件的回转按 压辅助部件的纵剖面图，图7是回转按压辅助部件的俯视图。图8是辅助 部件密封件的俯视图，图9是辅助部件密封件的纵剖面图。图10到图18 是放大回转按压辅助部件的纵剖面图(图1的P部)的图。图10到图12表 示跑合层的跑合进行的过程，图10表示组装时或者跑合前&起动前，图 11表示跑合运转中，图12表示跑合后&正规运转中。图13到图16表示 从起动时的过渡运转向正规运转的转变，图13表示起动前没有背面空间 的情况的起动前，图14表示起动前有背面空间的情况的刚起动后，图15 表示起动前有背面空间的情况的背压升压后，图16表示起动前有背压空 间的情况的辅助部件密封件上升后。图17表示背压变为喷出压以上时的 背面空间刚开始形成后，图18表示背压变为喷出压以上时的回转按压辅 助部件和辅助部件密封件下降且使背压下降的状态。
1是固定涡旋部件，具备非对称齿形的固定涡流体la和固定端板lb。 固定涡流体la以及固定端板lb也可以是对称齿形。固定涡旋部件1和后 述的回转涡旋部件2协同形成压縮室。固定涡旋部件1的齿根面设置两对 旁通孔lc，且在各个旁通孔上设置旁通阀110。由此，进行过压縮抑制和 液压縮的避免。进而，通过组合后述的背压控制阀100，在大范围的条件 下进行背压的适当化。另外，设置与固定涡流体la的内线侧外周部相通 的流出槽ld，在其上开口有作为背压控制阀100的流出口的流出孔100a。
背压控制阀100具有在其内部被压縮的阀簧100b、阀芯100c以及阀 盖100d。背压控制阀100是在运转时产生的喷出压下的油和溶入其中的流 体通过主轴承15a以及回转轴承2c的间隙向回转涡旋部件2的背面侧的 背压室4流入，由此通过汽化等减少上升的压力的阔。另外，由于通过回 转轴承2c以及主轴承15a的间隙将流体导入背压室4中，因此两轴承间 隙成为回转背面流入路。背压控制机构为将回转涡旋部件2向固定涡旋部件按压，而将流出孔100a的开口处的压力(一般是吸入压的常数倍)调整为 满足与阔簧100b的压缩量对应的一定值的压力，从而控制背压。
2是回转涡旋部件并具备回转涡流体2a和回转端板2b。在作为回转 端板2b的上表面的回转滑动面以及回转涡流体2a的表面上形成大负荷时 伴随滑动则磨损的跑合层2h(在图3以及图10到图18中，为了说明跑合 层将其厚度夸大表示。实际厚度是根据啮合两涡旋部件时它们的形状误差 而产生的间隙的水平)。跑合层2h是处理回转涡旋部件2的原材料表面而 形成的层。跑合层2h由从原材料表面析出而形成的跑合容易的跑合容易 层2hl和侵蚀原材料表面而形成的跑合困难的跑合困难层2h2构成。由此， 虽然到原本的原材料表面的跑合容易进行，但是难以进行进一步的跑合， 跑合结束后的表面为大致原本的原材料表面附近。由于能够估计跑合后的 尺寸为何种程度，因此具有尺寸的管理容易这一特征。在将铸铁作为原材 料的回转涡旋部件的情况下，有磷酸锰皮膜作为这种侵蚀析出型跑合层的 一个实例。跑合层也可以设置在固定涡旋部件1的与回转涡旋部件2对置 的面上，另外，当然也可以设置在两方的部件上。另外，由于在作为回转 端板2b的上表面的回转滑动面以及回转涡流体2a的表面上形成跑合层 2h，因此在去除回转轴承2c的轴承面的整个表面上设置跑合层后，能够 仅强制地去除回转背面2j的跑合容易层。在回转背面侧设置回转欧氏槽 2k和用于将回转涡旋部件的重心调整到回转轴承轴心上的平衡掘入件(Z ，/7掘t9込^0 2y。
将固定涡旋部件1以及回转涡旋部件2啮合，在回转轴承2c上插入 由架15支承的曲轴9的偏心销9a。在架15和回转涡旋部件2之间配置回 转按压辅助部件3和欧氏环16。此时，在回转按压辅助部件3的反回转涡 旋部件侧设置圆环状的密封插入槽15b，在密封插入槽15b中插入作为辅 助部件密封件11的圆环密封件。另外，将欧氏环16的键部插入回转涡旋 部件2的回转欧氏槽2k和架15的架欧氏槽15k中。涡旋流体机械进而具 备驱动曲轴9的电动机17、取入流体的吸入管18和喷出压縮流体的喷出 管19。另外，在本实施例中，将曲轴的轴向作为涡旋流体机械的轴线方向。
对涡旋流体机械的压縮流体的流动进行说明。从吸入管18流入的流 体流入吸入室6(参照图2)后，在由固定涡旋部件1以及回转涡旋部件2形成的压縮室200中压缩。压缩室200通过使曲轴9在电动机17的作用下 旋转，且使回转涡旋部件2在欧氏环16的作用下不发生自转而是公转而 形成。其后，在压縮室200中压缩的流体喷出到固定涡旋部件1上部的箱 体20内，在箱体20内装满后，从箱体20侧面的喷出管19向流体机械外 流出。其结果是，箱体20的内部产生喷出压。
接下来，对涡旋流体机械的油的流动进行说明。在压差供油方式中， 涡旋流体机械的油利用箱体20内的喷出压和背压室4的背压的压力差， 从储油室5内通过供油管10、供油孔9b供给到回转轴承2c和主轴承15a 后，流入背压室4中。其后，通过背压控制阀IOO从流出孔100a流入压 缩室200或吸入室6中(详细参考背压控制阀的说明部分)。流入压缩室200 或吸入室6的油进行压缩室200的密封，同时和压缩流体一起升压，喷出 到箱体20内。因此，将油的大部分与压縮流体分离，并储存到位于箱体 20的下部的储油室5中。
接下来，使用图5到图9对本实施例的回转按压辅助部件以及辅助部 件密封件的结构和配置进行说明。回转按压辅助部件3具有主体是圆环的 板形状的按压辅助板部3x，在外周部具备以与回转端板2b的原材料时的 厚度大致相同的尺寸从回转规定面3a立起的突起部3b。回转涡旋件原材 料时的厚度在跑合层2h形成后等于直到跑合困难层2h2的厚度(图10的T 值)。另外，在按压辅助板部3x上设置多个按压部贯通孔3c。按压部贯通 孔3c的回转规定面3a侧的开口位置形成在研磨回转规定面3a时作为避让 部设置的研磨槽3y内，背面侧在辅助部件密封件11按压的位置上开口。 另外，辅助部件密封件ll具有主体是圆环的板形状的密封按压部lle，在 密封按压部lie的下表面的内周侧以及外周侧上具备密封突起部lla。辅 助部件密封件11的形状也可以设置多个具有不是圆环状而是圆盘状的密 封按压部的形状。在密封按压部lle上设置贯通的多个密封孔llc。在密 封按压部lie上形成的密封孔lie将密封按压部lie从背压室向回转按压 辅助部件贯通而形成，如后所述成为连通背压室和辅助部件背面室的开口 部。
对回转按压辅助部件3以及辅助部件密封件11的配置进行说明。首 先，将辅助部件密封件ll插入设于架15的底面的插入槽15b中，形成辅助部件背面室8。此时，确定宽度尺寸以使密封突起部lla与密封插入槽 15b的侧面轻微地滑动。另外，由于密封突起部lla的长度小于密封插入 槽15b的深度(由于密封插入槽15b的高度低于辅助部件密封件的高度)， 因此辅助部件密封件11处于进入到密封插入槽15b中的状态。进而，与 密封按压部lle对置而向辅助部件密封件11上配置回转按压辅助部件3。 由于辅助部件密封件11进入密封插入槽15b中，因此回转按压辅助部件3 放置在作为形成密封插入槽15b的内周壁的部位的上表面的辅助部件底座 面15z上，且架辅助部件密封件11和回转按压辅助部件3处于分离的状 态。
为了将分离形成的分离空间300和背压室4相连，在背压室4内的架 欧氏槽15k和分离空间300之间设置架槽15x。形成架槽15x的流路阻力 在整个密封孔llc的流路阻力以下的形状。形成按压部贯通孔3c的流路 阻力在整个密封孔llc的流路阻力以下的形状。为使按压部贯通孔3c和 密封孔Uc不重叠，按压部贯通孔3c和密封孔llc以设置的直径尺寸不同 的方式配置。密封突起部lla是弹性体。通过导入到辅助部件背面室8内 的喷出压，能够将密封突起部lla压紧到密封插入槽15b的侧面，将密封 插入槽15b的侧面密封而隔断背压室4和辅助部件背面室8。
希望密封突起部lla的长度与密封插入槽15b的深度的差较大。由此， 较大地形成分离空间300，后述的经由分离空间300的流动变得平滑，能 够避免起动不良和背压的异常上升。然而，若密封突起部lla的长度和密 封插入槽15b的深度的差过大，则辅助部件密封件11的移动距离变长， 密封突起部lla的耐磨损性的确保成为问题，因此需要保持适当的差。
在此，密封突起部lla的从按压辅助板部3x突出的尺寸(密封突起长 度一按压辅助板部厚度)需要设计为使将辅助部件密封件11上压的力(施 加在按压辅助板部上的力)大于施加在此处的摩擦力。由此，进行设计使突 出尺寸X密封槽和密封突起间摩擦系数〈从密封按压部宽度突出的尺寸
<密封按压部宽度/密封槽和密封突起间摩擦系数成立。这里，作为密封 突起部lla的材质可以使用塑料或者具有弹性的不锈钢或磷青铜的金属板 等。如果使密封按压部lle的材料和密封突起的材料相同，则可以将辅助 部件密封件ll由同一原材料切削而成，或者注塑成型或冲压成型。接下来，使用图10到图18对回转按压辅助部件3以及辅助部件密封 件11的动作进行说明。这里，在图10到图18中，为了便于说明，将各 部件的纵方向的间隙表示得比实际的间隙尺寸大。
使用图IO到图12对跑合层跑合的过程进行说明。首先，对在回转涡 旋部件2上设置的跑合层的跑合过程进行说明。图IO是组装时的状态， 但也可以看做在跑合途中起动前的状态。此时，跑合容易层2hl也残留， 回转端板2b的厚度为最大。需要将回转端板2b配置在固定滑动面lz和 回转规定面3a之间，但由于在回转按压辅助部件3上不施加辅助部件背 压，因此回转按压辅助部件3向下方避让，由此能够易于组装。这里，回 转涡旋部件2放置在设于架15的回转底座面15c上而进行尺寸分配。若 固定滑动面2z和回转滑动面2z的间隔过大，则在起动时不能获得为将回 转按压辅助部件3向固定涡旋部件1侧上压所需要的辅助部件背压或背 压，因此这是需要管理的间隙。为使确定该间隙的尺寸尽可能得小而设置 该回转底座面15c。
若从图10的状态起动，则根据后述的起动动作，如图11所示，背压 室4的压力成为背压而将回转涡旋部件2向固定涡旋部件1按压。另外， 辅助部件背面室8的压力成为喷出压而将辅助密封部件11上压，伴随于 此，回转按压辅助部件3向回转涡旋部件侧被上压。由于突起部3b的突 起量H设为与T大致相等，因此突起部3b的上表面和固定滑动面2z分离 跑合容易层2hl的厚度。其结果是，将回转涡旋部件2夹入固定涡旋部件 1和回转按压辅助部件3中并且进行回转运动。此时，从固定涡旋部件1 到回转涡旋部件2，由于除了背压室4的背压所产生的按压力之外，也施 加辅助部件背面室8的辅助部件背压所产生的按压力，因此跑合层2h急 剧地削减跑合。由此，能够縮短跑合所需的时间，能够在短时间内根据跑 合层的形状修正效果实现泄漏损失的减少。进而，由于跑合层的表面是跑 合容易层2hl，因此初期的跑合速度变得非常大，能够进一步縮短跑合所 需要的时间。跑合运转一直持续到突起部3b的上表面按压在固定滑动面 lz的外周部，施加在回转涡旋部件2上的由辅助部件背面室8的辅助部件 背压产生的按压力下降为止。
用图12表示跑合运转结束的状态。在跑合结束时的正规运转时，由于施加在回转涡旋部件2上的按压力比跑合时减少，因此机械损失减少且
性能提高。这里，根据突起部3b的上表面和固定滑动面lz的按压状态，
能够使跑合后辅助部件背面力的一部分在回转涡旋部件2上稍微继续施
加。在这样的状态下，虽然需要回转固定面3a与回转背面2j相接，但通 过利用由辅助部件密封件11产生的回转按压辅助部件3的弹性变形，由 此能够在宽松的条件范围内实现这两个面相接的状态。在这种情况下，由 于能够减少回转涡旋部件2的意外的振动等，因此能够抑制泄漏损失和机 械损失的增加。另外，由于回转放射槽2x，外周室7的压力变为与背压室 4大致相同的压力，因此可不需要考虑回转规定面3a和回转背面2j的密 封性而进行按压力的控制。
在跑合结束时，回转端板2b的厚度大致变为T，与突起部3b的突起 量H大致相等。由此可知，通过将上述侵蚀析出型跑合层和T和H大致 设为同一的尺寸设定，跑合容易层2hl处于大致磨损完的状态。即，跑合 过程的跑合，跑合容易层2hl的跑合占了大部分，不仅在跑合初期，而且 持续了跑合的全部期间，能够容易地实现跑合。因此，由于能够缩短跑合 时间，因此，能够在短时间内根据跑合层的形状修正效果实现泄漏损失的 减少。在实际情况中，由于加工误差不能使回转端板2b厚度T和突起部 突起量H完全相同。另外，由于跑合层处理的偏差，有时跑合困难层2h2 和原材料的厚度的和与回转端板2b的厚度T存在偏差。在H〉(跑合困难 层2h2和原材料的厚度的和)的情况下，到跑合结束时为止的跑合由于能够 实现全部为跑合容易层2hl的磨损，因此能够最大程度上縮短跑合时间。 反之，在H〈(跑合困难层2h2和原材料的厚度的和)的情况下，由于在跑 合最终过程中磨损进行到跑合困难层，且正规运转的回转背面2j和回转规 定面3a的间隙(以下称为「背面间隙」。)大致保持为零，因此能够抑制回 转涡旋部件2的意外的振动等，抑制泄漏损失和机械损失的增加。
接下来，使用图13到图16对起动过程进行说明。在这里对跑合后的 情况进行了说明，但是跑合途中的起动时也是同样的。因此，也可以是由 组装时或者跑合途中的起动前(图IO)转变到正规运转(图ll)的状态的说 明。这里，起动前的状态大致分为两种情况。使用图13以及图14对这两 种情况进行说明。图13是辅助部件密封件11和回转按压辅助部件3不分离，设于按压部lib上的密封孔lie闭合的情况。图14是辅助部件密封 件11和回转按压辅助部件3分离，设于按压部lib上的密封孔lie向分离 空间300开口的情况。
首先，对图13表示的前者的情况的起动过程进行说明。与由回转底 座面15c和回转端板2b厚度确定的间隙大致相同的间隙在轴线方向上隔 开的两涡旋部件不充分地对流体进行压縮，将该升压后的流体由辅助背面 喷出压导入路15h向辅助部件背面室8中导入。辅助部件背面室8的投影 面积即使在不充分的辅助部件背压下也可以设定为能够产生足以充分地 将回转涡旋部件2上压的按压力的面积。其结果是，向辅助部件背面室8 的压力没有压力下降和时间延迟，与起动大致同时流入。通过加压辅助部 件背面室8，辅助部件密封件ll在轴线方向上升，随之将回转按压辅助部 件3上压到辅助部件密封件11上。进而，上压到辅助部件密封件11的回 转按压辅助部件3使回转涡旋部件2上升，回转涡旋部件2向固定涡旋部 件1侧移动。若如上所述，则回转涡旋部件2以及固定涡旋部件1的间隙 急剧地縮小，且在回转涡旋部件2以及固定涡旋部件1之间形成的压縮室 200的密封性提高，喷出压上升到正规的压力。若喷出压上升到正规的压 力，则向轴承的供油增加，因此将背压导入背压室4中，由此也开始产生 按压力。如上所述将回转涡旋部件2按压在固定涡旋部件1上。这样，由 于能够在非常短的时间内由起动时的过渡运转状态转变到正规运转模式， 因此能够提供可靠性高的涡旋流体机械。
接下来，使用图14到图16对图14中表示的后者的起动过程进行说 明。与由回转底座面15c和回转端板2b厚度确定的间隙大致相同的间隙 在轴线方向上隔开的两涡旋部件不充分地对流体进行压縮，压缩后的流体 经由辅助背面喷出压导入路15h向辅助部件背面室8流入。由于密封孔llc 向分离空间300开口，因此向辅助部件背面室8流入的升压流体，如图14 中的箭头所示，通过密封孔llc流入分离空间300中。由于密封件3上下 表面都受到大致相同的压力，因此不沿上下方向移动，留在原位置继续形 成分离空间300。由于分离空间300主要通过架槽15x以及按压部贯通孔 3c与背压室4相通，因此进入分离空间300中的升压流体向背压室4流入。 因此，回转涡旋部件2的背面整个区域大致形成喷出压力。由此，可靠地将回转涡旋部件2按压在固定涡旋部件1上。原因在于，回转端板2b的 上表面在是最大喷出压之后一定有低于喷出压的吸入区域，由此产生的下 压力一定小于由下表面整个区域的喷出压产生的按压力。这样，若将回转 涡旋部件2向固定涡旋部件1按压，则作为两涡旋部件的轴线方向的间隙
的涡流体的齿顶齿根间隙急剧地缩小，在其之间形成的压缩室200的密封 性提高，且喷出压开始向正规的压力上升。随之，背压室4内的压力也上 升，在这途中，将背压控制阀100的阔芯100c上压。其结果是，如图15 所示，升压流体向吸入室6或压縮室200流出，将作为背压室4内的压力 的背压调整为低于喷出压的所希望的压力。通过背压控制阀IOO动作，使 背压室4内的压力强制地低于喷出压，因此在作为喷出压的辅助部件背面 室8和背压室4之间产生压力差。由于存在与在密封孔llc上串联配置的 架槽15x或者按压部贯通孔3c相等或其以上的流路阻力，因此在辅助部 件背面室8和分离空间300之间产生压力差。在该压力差的作用下产生辅 助部件密封件11能够向上移动的力，如图16所示，将辅助部件密封件11 向回转按压辅助部件3按压。将辅助部件密封件11向回转按压辅助部件3 按压，分离空间300消失，密封孔llc由回转按压辅助部件3堵住，辅助 部件密封件11在辅助部件背面室8和背压室4之间的密封结束。由此， 辅助部件密封件11与回转按压辅助部件3 —起向回转涡旋部件2侧被上 压。因此，能够极大地减少背面间隙(回转背面2j和回转规定面3a的间隙)， 实现高效率运转。
最后使用图17以及图18对将比喷出压上升的背压减少的动作进行说 明。若背压比喷出压高，则下压回转按压辅助部件3，随之辅助部件密封 件11下降。如图17所示，将回转按压辅助部件3下压到辅助部件底座面 15z上。其后，如图18所示，通过按压部贯通孔3c，比喷出压高压的背 压流入回转按压辅助部件3和辅助部件密封件11之间，使两者分离而形 成分离空间300。由此，密封孔llc开口，连通背压室4和辅助部件背面 室8。其结果是，比背压室4的喷出压高压的流体通过按压部贯通孔3c和 架槽15x向分离空间300流入，其后，通过密封孔llc进入辅助部件背面 室8中，最后通过辅助背面喷出压导入路15h作为喷出压向箱体20的内 部空间流出。这会持续到异常上升的背压低于喷出压为止。其后，若根据背压控制阀100的控制动作，背压开始低于喷出压，则按照上述图14到
图16的说明向正规运转转变。
艮P，本实施例的涡旋流体机械的特征在于，辅助部件密封件11具备
将背压室4和辅助部件背面室8连通的开口部。更具体而言，该开口部是 将按压回转按压辅助部件3的辅助部件密封件11的密封按压部lie从背 压室4向回转按压辅助部件3贯通的密封孔llc。
而且，在背压室4的压力低于喷出压的情况下，在密封按压部lle上 形成的作为开口部的密封孔llc由回转按压辅助部件3闭合。另一方面， 在背压室4的压力是喷出压以上的情况下，回转按压辅助部件3与辅助部 件密封件ll.分离，由此背压室4和辅助部件背面室8连通。更具体而言， 通过使变为喷出压以上的背压室4的压力流入辅助部件密封件11和回转 按压辅助部件3之间，使回转按压辅助部件3与辅助部件密封件11分离。
另外，向辅助部件背面室8导入的喷出压从辅助背面喷出压导入路 15h导入到辅助部件背面室8中。这里，在背压室4的压力是喷出压以上 的情况下，在背压室4的压力变为喷出压之前，背压室4的压力通过密封 孔llc从辅助背面喷出压导入路15h排出。
需要说明的是，虽然未图示，但也可以采用扩大密封突起部lla间隔 的预压弹簧。由此，即使在高压流体不流入辅助部件背面室8中的情况下， 也能将密封突起部lla压紧在密封插入槽15b的侧面，能够确保密封，因 此能够进一步实现起动的平滑化。
如上述说明，通过在辅助部件密封件11上设置作为开口部的密封孔 llc，能够使异常上升的背压下降，迅速向适当值侧调整。因此，能够避 免由两涡旋部件的过大压力所造成的滑动面的损伤。
另外，在没有密封孔llc的情况下，若分离空间300在喷出压以上， 则将辅助部件密封件11压紧到密封插入槽15b的下表面上，使弹性体构 成的密封突起部lla在纵方向上挤压而损伤，不能进行密封动作。本发明 通过具备确保密封孔和背面空间的机构，能够避免将辅助部件密封件11 压紧到密封插入槽15b的下表面，能够提高密封动作的可靠性。
进而，在通过背压和喷出压的压差向轴承进行供油的压差供油型的情 况下，若背压上升到喷出压以上，则不能向轴承供油。然而，根据本实施例，由于能够迅速避免不能向轴承供油这种状态，因此能够防止轴承的损 伤，提供可靠性高的流体机械。详细叙述的话，即使背压降低到喷出压， 压差供油也不动作，但由于本实施例的供油也具备根据在曲轴9的中心穿 透的供油孔9b和曲轴9的外周具有的供油孔出口的径差的离心供油，因 此如果背压能减少到喷出压，则由于通过离心供油进行供油，因此能够避 免轴承的损伤。 [实施例2]
使用图19对本发明的涡旋流体机械的第二实施例进行说明。图19是
背面空间附近的放大纵剖面图。在背压与喷出压相等或是喷出压以上的情
况下，作为使辅助部件密封件11和回转按压辅助部件3分离的密封分离 机构，在回转按压辅助部件3背面侧设有连通按压部贯通孔3c的开口部 的压力导入槽3d。由于压力导入槽3d以外的结构与第一实施例相同，因 此省略详细的说明。
压力导入槽3d设置在与密封孔llc不干涉的位置。在背压是喷出压 以上的情况下，辅助部件密封件11不向回转按压辅助部件3按压。这里， 由于油进入辅助部件密封件11和回转辅助部件3之间，因此出现高压的 背压流体难以进入辅助部件密封件11和回转按压辅助部件3之间的情况。 然而，通过压力导入槽3d能够在回转按压辅助部件3和辅助部件密封件 ll之间始终确保宽的背压区域。因此，在背压变为喷出压以上时，在背压 区域的压力作用下将辅助部件密封件11向下方挤压变形，在压力导入槽 3d的周围的回转按压辅助部件3和辅助部件密封件11之间产生间隙。若 如此，则由于在该间隙也施加背压，因此背压区域宽。该背压区域中，背 压区域越大辅助部件密封件11的变形越大，其结果是产生大的间隙，且 扩大速度增大。由此，通过设置压力导入槽3d，在背压变为喷出压以上时， 能够在短时间内完成回转按压辅助部件3和辅助部件密封件11的分离动 作。其结果是，能够在短时间内降低喷出压以上的异常背压，能够进一步 提高两涡旋部件的滑动面和辅助部件密封件和轴承的可靠性。
还有，在本实施方式中，虽然设置了连通按压部贯通孔3c的开口部 的槽，但并不局限于此，也可以是掘入按压部贯通孔3c的开口部周围的 掘入形状。在这种情况下，能够抑制回转按压辅助部件3的刚性下降，易于进行回转按压辅助部件的尺寸管理。另外，如果将连通按压部贯通孔3c 的开口部的槽设置在辅助部件密封件11侧，则由于能够避免回转按压辅 助部件3的刚性下降，因此进一步易于进行回转按压辅助部件的尺寸管理。 [实施例3]
使用图20对本发明的涡旋流体机械的第三实施例进行说明。图20是
背面空间附近的放大纵剖面图。作为密封分离机构，配置压縮了辅助部件
密封件和回转按压辅助部件的弹性体。具体而言，在压力导入槽3d上设 置作为波板弹簧的板状分离弹簧12。由于板状分离弹簧12以外的结构与 第二实施例相同，因此省略详细的说明。
由于在压力导入槽3d上配置压縮的板状分离弹簧12，因此在背压是 喷出压以上的情况下，能够在板状分离弹簧12的力的作用下产生使回转 按压辅助部件3和辅助部件密封件11分离的动作的契机。由此，能够平 滑地将背压从按压部贯通孔3c或架槽15x导入，能够迅速地形成分离空 间300。其结果是，能够在短时间内进一步降低喷出压以上的异常背压， 能够进一步提高两涡旋部件的滑动面和辅助部件密封件和轴承的可靠性。
若在板状分离弹簧12的山部配置按压部贯通孔3c，则关闭开口部。 由此，使按压部贯通孔3c的数目和板状分离弹簧12的山的数目互为素 (素)。按压部贯通孔3c或板状分离弹簧12的山形成为等间隔。由此， 即使在最恶劣的情况下，只要1个密封孔和1个按压部贯通孔闭塞即可， 因此不会在两孔中通过的流体的流动中产生不合适的情况。另外，也可以 在板状分离弹簧12的两个山的中间位置上配置按压贯通孔3c，且仅将板 状分离弹簧12的山部的一个部位固定在压力导入槽3d内，限定板状分离 弹簧12和按压部贯通孔3c的回转位置关系。而且，使按压部贯通孔3c 的数目与山的数目相同或为倍数。由此，由于开口的按压部贯通孔3c的 数目一定，因此起动和背压上升避免性能稳定。
在本实施例中，虽然将板状分离弹簧12收纳在设于回转按压辅助部 件上的槽内，但也可以将收纳槽设置在辅助部件密封件11侧(参考用虚线 描绘的槽)。另外，也可以简单地将板状分离弹簧12夹持在回转按压辅助 部件3和辅助部件密封件11之间。在这种情况下，需要板状分离弹簧12 在回转按压辅助部件3和辅助部件密封件11的按压时保持平坦(平b)，弹簧强度在确保分离动作的情况下设定为最小。 [实施例4]
使用图21对本发明的涡旋流体机械的第四实施例进行说明。图21是 背面空间附近的放大纵剖面图。作为密封分离机构，在回转按压辅助部件 3和辅助部件密封件11之间设置作为螺旋弹簧的螺旋状分离弹簧13。螺
旋状分离弹簧13以外的结构与第二实施例相同，因此省略详细的说明。
由于螺旋状分离弹簧13设置在按压部贯通孔3c的下部，因此不会产 生第二实施例中说明的不合适的情况，始终确保密封孔llc和按压部贯通 孔3c的开口。由此，始终相同的密封孔11c和按压部贯通孔3c作为流体 的流路进行动作，因此能够使高压流体从背压室4的逃逸动作稳定化。 [实施例5]
使用图22对本发明的涡旋流体机械的第五实施例进行说明。图22是 背面空间附近的放大纵剖面图。将辅助部件密封件11的密封按压部lie 作为具有圆顶状隆起的圆顶型密封按压部llel的辅助部件密封件11。具 有圆顶型密封按压部llel的辅助部件密封件11以外的结构与第一实施例 相同，因此省略详细的说明。
圆顶型密封按压部llel由于具有弹簧作用，因此可以视为密封分离 机构。因此，将密封和密封分离机构一体化，能够减少部件件数。在图22 中，虽然为了说明而突出表示了圆顶型密封按压部的曲率，但实际上基于 突起的突出量设定为0.05 lmm左右。
使用图23对本发明的涡旋流体机械的第六实施例进行说明。图23是 背面空间附近的放大纵剖面图。使用放置在辅助部件底座面15z上的回转 按压辅助部件3的上表面代替回转底座面，另外为了将外周室7和背压室 4相连，在回转按压辅助部件3上设置倾斜孔3f代替回转放射槽。这些结 构以外的结构与第五实施例相同，因此省略详细的说明。
通过将回转按压辅助部件3的上表面作为回转底座面，由于不需要设 置回转底座面的空间，因此按压辅助板部3x扩大。因此，即使在回转运 动狭小的部位也能够充分确保与回转涡旋部件的对置区域，因此即使在按 压辅助板部3x与回转涡旋部件按压的情况下也不会施加过大的按压力，能够避免两者的损伤。
另外，通过设置倾斜孔3f，可以不需要回转涡旋部件2的外周侧的放 射槽，因此回转端板2b的刚性增大，能够减少载荷和热所产生的变形。 因此，由于易于进行两涡旋部件间的间隙管理而能够抑制泄漏，其结果是， 能够提供更加高性能的涡旋流体机械。
另外在本实施方式中，由于设置倾斜孔3f，因此设置分别连通倾斜孔
两端的入口槽3g和出口槽3e的圆状槽。另外，在辅助部件密封件ll的 密封按压部lie下表面中央处设置环状突起部llf。由此，由于辅助部件 密封件11的刚性增大，发挥密封性而被按压的密封按压部lie的损伤减 少，因此能够提高可靠性。
权利要求
1.一种涡旋流体机械，其具备固定涡旋部件；回转涡旋部件，其与所述固定涡旋部件协同形成压缩室；背压室，其设于所述回转涡旋部件的背面侧；背压控制机构，其控制所述背压室的压力而将所述回转涡旋部件向所述固定涡旋部件按压；回转按压辅助部件，其对置设置在所述回转涡旋部件的背面且在轴线方向上可动；辅助部件背面室，其相对于该回转按压辅助部件位于所述回转涡旋部件的相反侧且导入喷出压；辅助部件密封件，其隔断所述辅助部件背面室和所述背压室，且在所述轴线方向上可动，通过所述辅助部件背面室内的喷出压将所述回转按压辅助部件向所述回转涡旋部件侧按压，所述涡旋流体机械的特征在于，所述辅助部件密封件具有构成为连通所述背压室和所述辅助部件背面室的开口部。
2. 根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于， 所述开口部是将按压所述回转按压辅助部件的所述辅助部件密封件的密封按压部从所述背压室向所述回转按压辅助部件贯通的密封孔。
3. 根据权利要求l所述的涡旋流体机械，其特征在于， 在所述背压室的压力低于喷出压的情况下，所述幵口部由所述回转按压辅助部件闭合，在所述背压室的压力是喷出压以上的情况下，所述回转 按压辅助部件与所述辅助部件密封件分离，由此所述背压室和所述辅助部 件背面室连通。
4. 根据权利要求3所述的涡旋流体机械，其特征在于， 通过使变为喷出压以上的所述背压室的压力流入所述辅助部件密封件和所述回转按压辅助部件之间，使所述回转按压辅助部件与所述辅助部 件密封件分离。
5. 根据权利要求3所述的涡旋流体机械，其特征在于， 向所述辅助部件背面室导入的喷出压从辅助背面喷出压导入路导入所述辅助部件背面室，在所述背压室的压力是喷出压以上的情况下，在所述背压室的压力变 为喷出压之前，所述背压室的压力通过所述开口部从所述辅助背面喷出压 导入路排出。
6. 根据权利要求1所述的涡旋流体机械，其特征在于， 具有在所述背压室的压力是喷出压以上的情况下使所述辅助部件密封件和所述回转按压辅助部件分离的密封分离机构。
7. 根据权利要求6所述的涡旋流体机械，其特征在于，所述密封分离机构具备将变为喷出压以上的所述背压室的压力导入 所述辅助部件密封件的所述回转按压辅助部件侧的背压导入路径。
8. 根据权利要求7所述的涡旋流体机械，其特征在于， 在所述辅助部件密封件和所述回转按压辅助部件之间配置压縮的弹性体。
9. 根据权利要求l所述的涡旋流体机械，其特征在于， 所述辅助部件密封件的高度低于插入所述辅助部件密封件的密封插入槽的高度。
全文摘要
本发明以提供一种涡旋流体机械为课题，该涡旋流体机械对于作为背压低时的对策的回转按压辅助部件以及辅助部件密封件，在背压高时将背压迅速向适当值侧调整。本发明的涡旋流体机械具备固定涡旋部件；与固定涡旋部件协同形成压缩室的回转涡旋部件；背压室；控制背压室的压力的背压控制机构；对置设置在回转涡旋部件的背面且在轴线方向上可动的回转按压辅助部件；相对于该回转按压辅助部件位于回转涡旋部件的相反侧且导入喷出压的辅助部件背面室；隔断辅助部件背面室和背压室，且在轴线方向上可动，通过辅助部件背面室内的喷出压将回转按压辅助部件向所述回转涡旋部件侧按压的辅助部件密封件，辅助部件密封件具有连通背压室和辅助部件背面室的开口部。
文档编号F04C18/02GK101592150SQ200910203878
公开日2009年12月2日 申请日期2009年5月22日 优先权日2008年5月30日
发明者坪野勇, 大岛健一, 大沼敦, 藤村和幸 申请人:日立空调·家用电器株式会社