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：
本发明涉及一种具有静涡旋盘和动涡旋盘的涡旋压缩机。
背景技术：
以往，已知在涡旋压缩机中，通过对动涡旋盘施加朝向静涡旋盘一侧的推力，来利 用制冷剂气体压缩时的制冷剂气体压力防止动涡旋盘自静涡旋盘分离。在专利文献1中，作为其一例，公开了一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机在动涡旋盘 的端板上设置有使压缩室和背压空间连通的连通路，经由该连通路将压缩过程中的制冷剂 气体引入动涡旋盘背面一侧的背压空间内。该涡旋压缩机使背压作用于动涡旋盘，将动涡 旋盘推向静涡旋盘。此外，作为与这种将压缩过程中的制冷剂气体引入动涡旋盘的背压空间内的涡旋 压缩机不同的例子，有在专利文献2、3中公开的涡旋压缩机。这些涡旋压缩机在静涡旋盘 的背面部设置了空间，压缩过程中的制冷剂气体会流入该空间内，并且通过使该空间与动 涡旋盘的背压空间连通，使背压作用于动涡旋盘，以将动涡旋盘推向静涡旋盘。专利文献1 日本公开特许公报特开平8-121366号公报专利文献2 日本公开特许公报特开昭61-98987号公报专利文献3 日本公开特许公报特开平3-111687号公报

发明内容
一发明所要解决的技术问题一然而，如上所述，在利用压缩过程中的制冷剂气体对动涡旋盘施加推力的涡旋压 缩机中，作用于动涡旋盘的背压随着压缩过程中压力的变化而变化，动涡旋盘的推力就会 不稳定。本发明是鉴于上述观点而完成的，其目的在于使动涡旋盘的推力稳定。一用以解决技术问题的技术方案一本发明涉及一种在壳体内形成辅助空间，使该辅助空间与背压空间连通，并利用 所述辅助空间来吸收背压空间的压力变化的装置。具体而言，第一方面的发明以一种涡旋压缩机为对象，该涡旋压缩机包括壳体10 和压缩机构14，该压缩机构14收纳在该壳体10内且具有静涡旋盘4和动涡旋盘5并且在 该静涡旋盘4和动涡旋盘5之间形成有压缩室50。而且，第一方面的发明还包括固定部 件3，其设置在所述动涡旋盘5的背面一侧，并且在该固定部件3与该动涡旋盘5之间形成 背压空间M ；隔离部件3，其设置在所述壳体10内部，并形成与所述背压空间M连通的辅 助空间16 ；流通机构1A，其可以让流体在所述背压空间M、所述辅助空间16和压缩过程中 的所述压缩室50之间流通。在采用所述结构的情况下，因为形成于动涡旋盘5背面一侧的背压空间M与形成 于壳体10内的辅助空间16连通，所以背压空间M与该辅助空间16压力大致相等。此处，因为该辅助空间16由所述隔离部件3和该壳体10形成为较大的容积，所以即使从压缩室 50引入所述背压空间M和辅助空间16的压缩过程中的流体压力变化，也能在辅助空间16 内吸收该变化。结果，抑制了背压空间M内的压力(背压)变化。并且，如果所述背压空 间M的背压变化被抑制，则利用该背压将动涡旋盘5推向静涡旋盘4的推力的变化也受抑 制，从而可以稳定地将动涡旋盘5推向静涡旋盘4。第二方面的发明是，在第一方面的发明中，所述固定部件3设置成将所述壳体10 的内部空间隔开，所述固定部件3构成所述隔离部件。在采用所述结构的情况下，所述固定部件3也起到所述隔离部件3的作用。S卩，固 定部件3将壳体10的内部空间隔开，与该壳体10 —起划分形成辅助空间16，并且在该固定 部件3与动涡旋盘5之间划分形成背压空间M。这样一来，就可以将部件共用。第三方面的发明是，在第二方面的发明中，所述涡旋压缩机包括经驱动轴7联结 在所述压缩机构14上的马达6。并且，所述固定部件3将所述壳体10的内部空间隔离成所 述压缩机构14的收纳空间和所述马达6的收纳空间，所述压缩机构14的收纳空间构成所 述辅助空间16。在采用所述结构的情况下，壳体10的内部空间被隔离成压缩机构14 一侧的空间 和马达6 —侧的空间，所述压缩机构14 一侧的空间内配设有动涡旋盘5和静涡旋盘4，所述 马达6—侧的空间内配设有马达6。并且，压缩机构14 一侧的空间成为辅助空间16。第四方面的发明是，在第三方面的发明中，所述流通机构IA构成为从所述静涡 旋盘4形成到动涡旋盘5，并且包括使所述压缩室50与所述背压空间M连通的连通路80。在采用所述结构的情况下，压缩过程中的流体经由形成于动涡旋盘5上的连通路 80从压缩室50流入所述背压空间24。第五方面的发明是，在第三方面的发明中，所述流通机构IA构成为从所述动涡 旋盘5形成到静涡旋盘4，并且包括使所述压缩室50与所述辅助空间16连通的连通路80。在采用所述结构的情况下，压缩过程中的流体经由形成于静涡旋盘4上的连通路 80从压缩室50流入所述辅助空间16。第六方面的发明是，在第三方面的发明中，所述流通机构IA构成为从所述动涡 旋盘5形成到静涡旋盘4，并且包括使所述压缩室50与所述背压空间M连通的连通路80。在采用所述结构的情况下，压缩过程中的流体经由形成于动涡旋盘5上的连通路 80从压缩室50流入所述背压空间24。第七方面的发明是，在第三方面的发明中，所述流通机构IA形成于所述静涡旋盘 4上，并且构成为包括使所述压缩室50与所述辅助空间16连通的连通路48。在采用所述结构的情况下，压缩过程中的流体经由形成于静涡旋盘4上的连通路 48从压缩室50流入所述辅助空间16。第八方面的发明是，在第三方面的发明中，所述流通机构IA形成于所述动涡旋盘 5上，并且构成为包括使所述压缩室50与所述背压空间M连通的连通路56。在采用所述结构的情况下，压缩过程中的流体经由形成于动涡旋盘5上的连通路 56从压缩室50流入所述背压空间24。第九方面的发明是，在第四至第六方面任一方面的发明中，所述连通路80构成 为伴随着动涡旋盘5的公转间歇连通。
在采用所述结构的情况下，抑制了压缩室50的压力变化的影响，并抑制了背压的变化。第十方面的发明是，在第七或第八方面的发明中，所述涡旋压缩机构成为在所述 连通路48、56上设置有阻止流体向所述压缩室50逆流的逆止阀49。在采用所述结构的情况下，通过设置所述逆止阀49，防止流体从辅助空间16或背 压空间M向压缩室50逆流，从而能够进一步抑制背压的变化。第十一方面的发明是，在第三至第十方面任一方面的发明中，在所述静涡旋盘4 的背面一侧形成有高压腔45，该高压腔45与所述辅助空间16隔开，在所述压缩室50内压 缩后的流体排出到所述高压腔45中。并且，使所述高压腔45与所述马达6的收纳空间连 通的流通路46、39从所述静涡旋盘4形成到固定部件3 ；在所述壳体10上设置有与所述马 达6连通的收纳空间的排气管19。在采用所述结构的情况下，在压缩室50压缩后的流体，通过形成于静涡旋盘4上 的高压腔45和第一流通路46、以及形成于固定部件3上的第二流通路39，流到壳体10内配 设有所述马达6—侧的收纳空间中。然后，该流体经由排气管19排出到壳体10外部。也 就是说，从压缩室50排出的流体不会流到壳体10内配设有静涡旋盘4和动涡旋盘5 —侧 的收纳空间中。而且，通过在静涡旋盘4背面一侧的中央部形成所述高压腔45，作用于静涡旋盘4 背面的背压就会在中央部附近提高。另一方面，在静涡旋盘4的压缩室50 —侧，开始压缩 流体的外周侧附近压力降低，流体压缩结束的内周侧附近压力提高。也就是说，通过在静涡 旋盘4背面一侧的中央部形成所述高压腔45，能够使作用于静涡旋盘4背面一侧的压力与 作用于压缩室50 —侧的压力达到平衡，从而能够抑制静涡旋盘4的变形。第十二方面的发明是，在第三至第十一方面任一方面的发明中，所述动涡旋盘5 和所述固定部件3之间的空间划分为中央空间23和所述背压空间M，所述驱动轴7贯通所 述中央空间23，所述背压空间M形成于比该中央空间23的更往外的外周侧；所述中央空 间23构成流体的排出压力环境下。在采用所述结构的情况下，在动涡旋盘5的背面一侧形成有成为流体排出压力的 高压内周侧中央空间23、以及成为压缩过程中的流体压力的外周侧背压空间M。S卩，利用 排出压力和背压将动涡旋盘5推向静涡旋盘4 一侧。第十三方面的发明是，在第三至第十二方面任一方面的发明中，所述涡旋压缩机 构成为包括贯通所述壳体10、穿过所述辅助空间16并与所述压缩室50连通的吸气管18。在采用所述结构的情况下，由于在吸气管18贯通壳体10并延伸至压缩室50的结 构中，该吸气管18不穿过高压空间地穿过所述辅助空间16，因此能够防止通过该吸气管18 引入压缩室50中的流体被高温高压气体加热。一发明的效果一根据本发明，因为使由所述隔离部件3和壳体10划分形成的辅助空间16与动涡 旋盘5背面一侧的背压空间M连通，并将压缩过程中的流体引入该辅助空间16和背压空 间24，所以即使流体的压力变化，也能够利用辅助空间16来吸收该变化。结果，能够以稳定 的推力将动涡旋盘5推到静涡旋盘4上。根据第二方面的发明，通过使所述固定部件3兼作所述隔离部件3用，能够削减部件数量。根据第四方面的发明，利用在静涡旋盘4和动涡旋盘5上形成所述连通路80这样 简单的结构，能够将压缩过程中的流体引入所述背压空间对。根据第五方面的发明，利用在动涡旋盘5和静涡旋盘4上形成所述连通路80这样 简单的结构，能够将压缩过程中的流体引入所述辅助空间16。根据第六方面的发明，利用在动涡旋盘5和静涡旋盘4上形成所述连通路80这样 简单的结构，能够将压缩过程中的流体引入所述背压空间对。根据第七方面的发明，利用在静涡旋盘4上形成所述连通路48这样简单的结构， 能够将压缩过程中的流体引入所述辅助空间16。根据第八方面的发明，利用在动涡旋盘5上形成所述连通路56这样简单的结构， 能够将压缩过程中的流体引入所述背压空间对。根据第九方面的发明，因为所述连通路80随着动涡旋盘5的公转间歇连通，所以 能够抑制压缩室50的压力变化的影响，从而能够抑制背压的变化。根据第十方面的发明，通过设置逆止阀49，能够防止流体从辅助空间16或背压空 间M向压缩室50逆流。根据第十一方面的发明，能够使在压缩室50内压缩后的流体经由形成于静涡旋 盘4上的高压腔45和第一流通路46、以及形成于固定部件3上的第二流通路39，暂时流到 壳体10内配设有所述马达6 —侧的收纳空间中，再从那里经由排气管19排出到壳体10外 部。而且，通过在静涡旋盘4背面一侧的该中央部形成所述高压腔45，能够使作用于静涡 旋盘4背面一侧的压力与作用于压缩室50 —侧的压力平衡，从而能够抑制静涡旋盘4的变 形。根据第十二方面的发明，通过在动涡旋盘5和固定部件3之间形成高压的中央空 间23以及压缩过程中流体压力的背压空间M，便能够利用高压和背压将动涡旋盘5推向静 涡旋盘4 一侧。结果，与仅让高压作用于动涡旋盘5来将动涡旋盘5推向静涡旋盘4 一侧 的结构相比，能够扩大能对动涡旋盘5施加适当推力的运转范围。根据第十三方面的发明，通过将所述吸气管18设置成贯通壳体10、穿过所述辅助 空间16并延伸至压缩室50的状态，能够防止在吸气管18中流通的流体被压缩后的高压流 体加热，结果，能够防止容积效率的降低。


图1是本发明第一实施方式涉及的涡旋压缩机的纵向剖视图。图2是图1的局部放大图。图3(a)和图3(b)是表示固定部件的图，图3 (a)是俯视图，图3(b)是图3(a)中 的b-b线的剖视图。图4是表示作为比较例的、仅利用高压对动涡旋盘施加推力的涡旋压缩机运转区 域的概念图。图5是表示利用高压和中压对动涡旋盘施加推力的涡旋压缩机运转区域的概念 图。图6是表示本发明第二实施方式涉及的涡旋压缩机的一部分的纵向剖视图。
图7是表示本发明第三实施方式涉及的涡旋压缩机的一部分的纵向剖视图
图3是表示本发明第三实施方式中的流通机构的概略俯视图。
图9是表示本发明第四实施方式涉及的涡旋压缩机的一部分的纵向剖视图
图10是表示本发明第五实施方式涉及的涡旋压缩机的一部分的纵向剖视。
一符号说明一
1涡旋压缩机
IA流通机构
10壳体
16上部空间(辅助空间)
18吸气管
19排气管
23第一背压空间(中央空间)
24第二背压空间(背压空间)
3固定部件(隔离部件)
39第二流通路
4静涡旋盘
45高压腔
46第一流通路
48连通路
49簧片阀(逆止阀)
5动涡旋盘
56连通路
6驱动马达(马达)
7驱动轴
50压缩室
80连通路
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。<第一实施方式>如图1和图2所示，本实施方式涉及的涡旋压缩机1是连接在制冷剂循环进行制 冷循环的制冷剂回路(图示省略)中，对流体即制冷剂进行压缩的装置。上述压缩机1包括压缩机构14和容纳该压缩机构14的纵向高度高的圆筒状密 闭拱顶型壳体10，该压缩机构包括固定部件；3)、静涡旋盘4和动涡旋盘5。上述壳体10是 由壳体主体11、碗状的上壁部12和碗状的底壁部1 构成为压力容器，并且壳体10内部是 空的空洞。壳体主体11是具有在上下方向上延伸的轴线的圆筒状躯干部；该上壁部12气 密性地焊接在该壳体主体11的上端部，与上端部接合为一体，并具有向上方突出的凸面； 该底壁部13气密性地焊接在上述壳体主体11的下端部，与下端部接合为一体，并具有向下 方突出的凸面。
上述壳体10的内部容纳有对制冷剂进行压缩的压缩机构14、以及配置于该压缩 机构14下方的马达6。该压缩机构14和马达6通过在上下方向上延伸地配置在壳体10内 的驱动轴7相联结。在上述壳体10的底部形成有贮存润滑油的贮油部15。在上述壳体10的上壁部12上气密性地地贯通固定有将制冷剂回路的制冷剂引入 压缩机构14的吸气管18。而且，壳体主体11上气密性地地贯通固定有将壳体10内的制冷 剂排出到壳体10外的排气管19。上述驱动轴7具有主轴部71、偏心部72和平衡重部73。该偏心部72联结在该 主轴部71的上端并且相对于主轴部71偏心；该平衡重部73设置在上述主轴部71上，用于 与后述动涡旋盘5或偏心部72等取得动平衡。驱动轴7的内部形成有从其上端延伸至下 端的供油路74。驱动轴7的下端部浸渍在贮油部15中。上述驱动马达6由定子61和转子62构成。定子61通过热装等固定在壳体10内， 具体而言，固定在壳体主体11内。转子62配置在定子61的内侧，并且设置成与驱动轴7 的主轴部71同轴且不能旋转。上述压缩机构14设置在安装于壳体主体11内的固定部件3上，包括配置于该固 定部件3上表面的静涡旋盘4、以及配置在该静涡旋盘4和固定部件3之间并与静涡旋盘4 啮合的动涡旋盘5。如图3所示，上述固定部件3形成为具有外周侧的环状部31和内周侧的凹部32， 并且中央凹陷的盘状。如图1和图2所示，上述固定部件3压入并固定在壳体主体11的上端边缘。具体 而言，壳体主体11的内周面与固定部件3的环状部31的外周面在整个圆周上气密性地紧 密接合在一起。上述固定部件3将壳体10内部隔离成收纳压缩机构14的收纳空间即上部 空间16以及收纳马达6的收纳空间即下部空间17。上述固定部件3上形成有从凹部32的底部通到下端的贯通孔33。该贯通孔33上 设置有上部轴承20。并且，由该上部轴承20支承上述驱动轴7的上端部可旋转。此外，上述壳体10内的下部设置有下部轴承21，并且由该下部轴承21支承驱动轴 7的下端部可旋转。上述静涡旋盘4具有端板41、形成于该端板41前表面(在图1和图2中为下表 面)的漩涡状(渐开线状)涡卷42、以及位于该涡卷42外周侧并紧接着该涡卷42形成的 外周壁部43。涡卷42的前端面与外周壁部43的前端面形成在大致同一面上。而且，静涡 旋盘4安装在上述固定部件3上。另一方面，上述动涡旋盘5具有端板51、形成于该端板51前表面(图1和图2中 为上表面)的漩涡状(渐开线状)涡卷52、以及形成于端板51下表面中心部的有底圆筒状 凸缘53。上述动涡旋盘5配设成涡卷52与静涡旋盘4的涡卷42啮合。并且，在上述静涡 旋盘4和动涡旋盘5的两个涡卷42、52的接触部间形成有压缩室50。上述静涡旋盘4的外周壁部43上形成有使该外周壁部43内外连通的吸入口(图 示省略)，吸气管18的下游端与该吸入口相连接。上述吸气管18贯通壳体10的上壁部12，穿过上部空间16，连接在静涡旋盘4的吸入口上。另外，上述静涡旋盘4的端板41的中央贯通形成有排出口 44。在上述端板41背面(与设置有涡卷42的面相反一侧的面，即上表面)的中央形 成有高压腔45。该高压腔45向排出口 44开放。在上述静涡旋盘4上形成有与上述高压腔45连通的第一流通路46。该第一流通 路46在端板41的背面从高压腔45朝径向外侧延伸，在端板41外周部，在外周壁部43内 延伸，朝着该外周壁部43的前端面(下表面)开放。并且，在上述端板41的背面安装有堵 塞高压腔45和第一流通路46的盖部件47。利用该盖部件47将高压腔45和第一流通路 46与壳体10的上部空间16气密性地隔离，以使已排出到高压腔45和第一流通路46中的 制冷剂气体不会泄漏到上部空间16内。另外，已排出的制冷剂气体从第一流通路46通过 后述固定部件3的第二流通路39流出到壳体10的下部空间17内。而且，在上述端板41上设置有从压缩室50向壳体10的上部空间16引入制冷剂 的流通机构1A。该流通机构IA构成为可以让制冷剂在上述背压空间24、上部空间16和 压缩过程中的压缩室50之间流通，并且包括使压缩室50与上部空间16连通的连通路48。 也就是说，上述压缩室50从封闭以后到向排出口 44开放为止逐渐缩小。并且，上述连通路 48在压缩室50 —侧的端部设置成向达到规定容积后的中压状态的压缩室50开放。而且，在静涡旋盘4的端板41的背面设置有簧片阀49，作为堵塞连通路48在上部 空间16 —侧的开口的逆止阀。也就是说，当压缩室50达到规定容积并且该压缩室50内的 压力达到规定中压以上时，簧片阀49打开，使压缩室50与上部空间16连通。应予说明，该 中压是在压缩室50刚封闭后的压力与压缩室50即将向排出口 44开放前的压力之间的规 定压力。结果，上部空间16因压缩过程中的制冷剂气体而达到中压。该上部空间16构成 了缓冲空间即辅助空间。如图3所示，上述固定部件3的环状部31上设置有四个安装有静涡旋盘4的安装 部34、34、…。在这些安装部34、34、…上设置有螺纹孔，并用螺钉固定静涡旋盘4。上述安装部34、34、…中的一个安装部形成为第二流通路39贯通环状部31。该 第二流通路39形成于当静涡旋盘4已安装在固定部件3上时，与静涡旋盘4的第一流通路 46连通的位置。也就是说，从压缩室50排出的制冷剂气体从第一流通路46流入第二流通 路39，再流出到壳体10的下部空间17内。上述第一流通路46和第二流通路39构成一个 流通路。在上述环状部31的内周侧形成有内周壁部35，该内周壁部35形成为环状以包围 中央的凹部32。该内周壁部35形成为低于上述安装部34、34、···，且高于环状部31除安 装部34、34、…以外的部分。在上述内周壁部35的前端面上，沿内周壁部35环状地形成有密封槽36。如图2 所示，在该密封槽36中嵌入有环状的密封环37。并且，该密封环37构成为在静涡旋盘4 与动涡旋盘5啮合且已将该静涡旋盘4安装在固定部件3上的状态下，与该动涡旋盘5的 端板51的背面(与设置有涡卷52的面相反一侧的面，即下表面)抵接。S卩，上述密封环37将由固定部件3和动涡旋盘5划分形成的、动涡旋盘5背面一 侧的背压空间22隔离为比密封环37更靠近内周侧的第一背压空间23和比密封环37更靠 近外周侧的第二背压空间24。
上述第一背压空间23构成中央空间，驱动轴7的偏心部72和动涡旋盘5的凸缘53 位于该第一背压空间23中。并且，偏心部72可旋转地插入动涡旋盘5的凸缘53中。向偏 心部72的上端开放形成供油路74。也就是说，高压的油从该供油路74供给到凸缘53内， 凸缘53和偏心部72的滑动面用油来润滑。而且，第一背压空间23经由上部轴承20和驱动轴7的缝隙与壳体10的下部空间 17连通。上述第二背压空间M经由固定部件3和静涡旋盘4之间的间隙与壳体10的上部 空间16连通。具体而言，如图3所示，因为安装有上述静涡旋盘4的固定部件3的安装部 34、34、…在环状部31向上方突出，所以在这些安装部34、34、…以外的部分，在静涡旋盘 4和固定部件3的环状部31之间形成间隙。第二背压空间M经由该间隙与壳体10的上部 空间16连通。在第二背压空间M内，形成于动涡旋盘5的端板51背面的键槽M与形成于固定 部件3的环状部31的键槽38、38接合，并设置有用于防止动涡旋盘5的自转的十字头联轴 节55。一涡旋压缩机1的运转动作一如果使上述马达6工作，则压缩机构14的动涡旋盘5被驱动旋转。该动涡旋盘5 一边利用十字头联轴节阳来防止动涡旋盘5自转，一边以驱动轴7的轴心为中心公转。随 着该动涡旋盘5的公转，上述压缩室50的容积朝着中心缩小，上述压缩室50对从上述吸气 管18吸入的制冷剂气体进行压缩。已完成压缩的制冷剂气体经由静涡旋盘4的排出口 44 排出到高压腔45内。已排出到高压腔45中的高压制冷剂气体流过静涡旋盘4的第一流通 路46后，流入固定部件3的第二流通路39，再流到壳体10的下部空间17内。然后，已流到 下部空间17内的制冷剂气体经由排气管19向壳体10的外部排出。上述壳体10的下部空间17的压力与排出的高压制冷剂气体相等，即，达到排出压 力，该排出压力也作用于储存在下部空间17下方贮油部15内的油上。结果，高压油从驱动 轴7的供油路74下游端流向上游端，并从驱动轴7的偏心部72的上端开口流到动涡旋盘5 的凸缘53内。已供给到凸缘53内的油对凸缘53与驱动轴7的偏心部72的滑动面进行润 滑，并流到第一背压空间23内。这样一来，上述第一背压空间23就被高压油填满。结果， 第一背压空间23达到与排出压力相等的压力。另一方面，因为在上述静涡旋盘4的端板41上形成有连通路48，所以在压缩机构 14内压缩过程中的制冷剂气体经由连通路48流到壳体10的上部空间16内。因为该上部 空间16与动涡旋盘5背面一侧的第二背压空间M连通，所以该第二背压空间M也达到与 压缩过程中的制冷剂气体的压力相等的压力(中压)。S卩，第一背压空间23的高压和第二背压空间M的中压作用于动涡旋盘5的端板 51的背面，利用这些背压施加将动涡旋盘5推向静涡旋盘4的轴向推力。利用该推力来对 抗在压缩制冷剂气体时作用于动涡旋盘5的分离力，也就是说，对抗动涡旋盘5将要离开静 涡旋盘4的力，动涡旋盘5被推向静涡旋盘4。结果，可以防止动涡旋盘5因分离力而倾斜 (翻倒)。另外，当推力相对于分离力过大时，推力损失增加，涡旋压缩机1的可靠性降低。 反之，当推力相对于分离力过小时，动涡旋盘5容易倾斜，涡旋压缩机1的性能和可靠性降低。在本实施方式中，通过适当调整动涡旋盘5背面上的高压的作用面积与中压的作 用面积的比率、形成于静涡旋盘4上的连通路48在压缩室50 —侧的开口位置、设置在静涡 旋盘4上的簧片阀49的开放压力，适当的推力则会施加在动涡旋盘5上。特别地，根据本实施方式，在使中压作用于动涡旋盘5的背面的结构下，通过将由 壳体10划分形成的大容积的上部空间16与第二背压空间M连通，并暂时使压缩过程中的 制冷剂气体流到上部空间16内后，再经由该上部空间16将该制冷剂气体引入第二背压空 间M内，便能够使对动涡旋盘5施加的推力稳定。即，虽然将压缩过程中的制冷剂气体从压缩室50经由连通路48弓丨入上部空间16 内，但是在压缩室50 —边向中心移动一边对制冷剂气体进行压缩的过程中连通路48向压 缩室50开放。也就是说，由于即使在从连通路48向压缩室50开放后到不再向压缩室50 开放的期间内，也在对制冷剂气体进行压缩，因此引入上部空间16的压缩过程中的制冷剂 气体的压力(即，中压)会发生变化。假设在动涡旋盘5的端板51上形成连通路使中压的 压缩室50与第二背压空间M直接连通，则在此结构的情况下，压缩室50的中压变化直接 作用于动涡旋盘5的背面。结果，利用背压对动涡旋盘5施加的推力也随着中压的变化而 变化。与此相对，在本实施方式中，因为压缩室50的中压的变化至少有一部分在由壳体 10划分出的大容积上部空间16内被吸收后，再传递到第二背压空间M，所以变化减小的中 压便会作用于动涡旋盘5的背面。结果，可以使利用背压对动涡旋盘5施加的推力稳定。 即，上部空间16作为缓冲压缩过程中的制冷剂气体压力变化的辅助空间发挥作用。此外，根据本实施方式，通过使高压和中压作用于动涡旋盘5的背面，便能够对动 涡旋盘5施加适当的推力，从而扩大能良好地运转涡旋压缩机1的运转区域。S卩，在采用只利用排出压力对动涡旋盘5的背面施加推力的结构的情况下，因为 作用于动涡旋盘5的背压与排出压力同样地增大或减小，所以在排出压力高且吸入压力低 的区域易于推压过剩，在排出压力低且吸入压力高的区域易于推压不足。结果，如图4所 示，能使涡旋压缩机1良好地运转的运转区域减小。相对于此，在采用使排出压力和中压作用于动涡旋盘5的背面的结构的情况下， 即使是排出压力高且吸入压力低的区域，也会因为推力的一部分是由没有排出压力那么高 的中压来施加的，所以不易产生推压过剩。而且，在排出压力低且吸入压力高的区域，特别 是，当处于所谓的过压缩状态时，中压比排出压力(即，制冷循环的高压)高，通过使该中压 作用于动涡旋盘5则能够施加足够大的推力。因此，不易产生推压不足。结果，如图5所示， 通过使高压和中压作用于动涡旋盘5的背面，可以扩大能使涡旋压缩机1良好地运转的运 转区域。在本实施方式中，因为由在动涡旋盘5的背面一侧形成背压空间22的固定部件3 将壳体10的内部空间隔离成上部空间16和下部空间17，所以不需要用其它部件来将隔离 壳体10的内部空间隔开，从而能够减少部件数量。并且，在本实施方式中，因为将压缩机构14所在的上部空间16设定为辅助空间， 所以采用在静涡旋盘4的端板41上形成连通路48这样的简单结构，即能够使压缩室50与 上部空间16连通从而将中压引入该上部空间16。
通过在静涡旋盘4的端板41上设置使连通路48打开关闭的簧片阀49，则在压缩 室50压力比上部空间16低时，能够防止制冷剂气体从上部空间16向压缩室50逆流，即使 在这样的情况下也能够抑制中压变化。在通过将上部空间16作为辅助空间、并使该上部空间16与第二背压空间M连通 以使第二背压空间M也达到中压的结构中，因为静涡旋盘4和固定部件3之间的密封结构 不需要，所以能够减小静涡旋盘4的直径，从而能够减小压缩机构14。S卩，在采用使上部空间16为高压空间、使第二背压空间M为中压空间的结构的情 况下，需要在静涡旋盘4和固定部件3之间设置密封结构来保持上部空间16和第二背压空 间M的气密性。此时，在静涡旋盘4的安装面上需要具有用于配置密封环等的空间，静涡 旋盘4特别是径向尺寸势必会增大。与此相对，在本实施方式中，因为不需要保持上部空间16和第二背压空间M的气 密性，反而是使上部空间16和第二背压空间M连通，所以不需要在静涡旋盘4和固定部件 3之间设置密封结构，因此便能够防止静涡旋盘4在径向上增大。并且，通过将上部空间16作为辅助空间，则与将上部空间16作为高压空间的结构 相比，因为上部空间16的压力基本上较低，所以能够使上壁部12较薄。通过在静涡旋盘4上形成第一流通路46，并在固定部件3上形成与该第一流通路 46连通的第二流通路39，不让高压制冷剂气体流到位于静涡旋盘4背面一侧的上部空间16 内，即能够将该高压制冷气体引入下部空间17。此时，通过在静涡旋盘4端板41的背面中央形成高压腔45，作用于端板41背面 中央的压力便大于其它部分(中压作用下)。另一方面，压缩室50在设置有吸气口的外周 侧附近压力降低，在设置有排出口 44的中央附近压力提高。也就是说，因为在压缩时受到 来自制冷剂气体的很大压力的端板41中央，在背面一侧形成有高压腔45，作用有很大的背 压，所以在该中央能够承受来自压缩室50的制冷剂气体的高压。而且，虽然端板41的外周 侧只作用有中压，但是因为压缩时的制冷剂气体的压力也不大，所以即使在端板41的外周 侧也能够承受来自压缩室50制冷剂气体的压力。也就是说，作用于静涡旋盘4背面一侧的 压力与作用于压缩室50 —侧的压力平衡，从而能够抑制静涡旋盘4的变形。在本实施方式中，通过将贯通壳体10并与压缩机构14连通的吸气管18配设成穿 过中压空间即上部空间16，则能够防止在吸气管18内流通并被吸入压缩室50的制冷剂气 体被加热，结果，能够防止容积效率的降低。在像专利文献2、3中公开的压缩机那样，将壳体的上部空间作为高压空间，设置 将压缩过程中的制冷剂气体引入静涡旋盘背面一侧的空间并使该空间与动涡旋盘的背压 空间连通的结构中，为了既将该空间与上部空间气密性地隔离，又利用该空间吸收上部空 间的高压，需要使用于将空间与上部空间隔开的盖部构成为可移动。与此相对，在本实施方 式中，因为不需要这样的结构，并且中压的上部空间16与高压腔45、以及上部空间16与第 一流通路46等高压空间的密封部件可以是固定的，所以能提高可靠性，还能够降低成本。〈第二实施方式〉接着，参照附图对本发明的第二实施方式进行详细说明。上述第一实施方式的流通机构IA构成为在静涡旋盘4的端板41上形成连通路 48，将来自压缩室50的压缩过程中的制冷剂气体引入上部空间16。代替该第一实施方式，如图6所示，本实施方式的流通机构IA构成为在动涡旋盘5的端板51上形成使压缩室50 与第二背压空间M连通的连通路56，来自压缩室50的压缩过程中的制冷剂气体经由该连 通路56流入第二背压空间对。在本实施方式中，因为第二背压空间M与上部空间16经由固定部件3和静涡旋 盘4之间的间隙连通，所以利用第二背压空间M和上部空间16合并起来成的大容积空间 来吸收压缩过程中制冷剂气体的压力变化。结果，可以抑制作用于动涡旋盘5的背压的变 化，从而能够使对动涡旋盘5施加的推力稳定。在此情况下，上部空间16作为缓冲压缩过 程中制冷剂气体压力变化的辅助空间而发挥作用。其它的结构和作用效果与第一实施方式 相同。〈第三实施方式〉接着，参照附图对本发明的第三实施方式进行详细说明。如图7和图8所示，本实施方式的流通机构IA形成从静涡旋盘4延伸至动涡旋盘 5的连通路80来代替第一实施方式在静涡旋盘4上形成的连通路48。也就是说，上述连通路80包括形成于静涡旋盘4上的一级通路81以及形成于动 涡旋盘5上的二级通路82。该一级通路81由形成于静涡旋盘4外周壁部43下表面的凹部 构成，外周壁部43的下表面由动涡旋盘5端板51外周部的上表面封闭。上述一级通路81 从外周壁部43的内周端向外周端延伸。上述一级通路81的一端向外周壁部43的内周面 开放，与动涡旋盘5的涡卷52和静涡旋盘4的外周壁部43接触所形成的中压状态的压缩 室50连通。上述一级通路81的另一端位于外周壁部43下表面的中途，并位于总是与动涡 旋盘5的端板51接触的外周壁部43的下表面。另一方面，上述二级通路82形成为从前表面延伸至背面上下贯通动涡旋盘5的 端板51。并且上述二级通路82的一端即下端总是与第二背压空间连通。上述二级通路82 的另一端即上端构成为向端板51的前表面开放，伴随着动涡旋盘5的公转，沿着图8的点 划线表示的圆轨迹移动，并且间歇地与一级通路81的另一端连通。因此，在本实施方式中，如果动涡旋盘5公转，则一级通路81与二级通路82间歇 连通。并且，因为上述第二背压空间M和上部空间16经由固定部件3和静涡旋盘4之间 的间隙连通，所以利用第二背压空间M和上部空间16合起来成的大容积空间来吸收压缩 过程中制冷剂气体的压力变化。结果，可以抑制作用于动涡旋盘5的背压的变化，从而能够 使对动涡旋盘5施加的推力稳定。在此情况下，上部空间16作为缓冲压缩过程中制冷剂气 体压力变化的辅助空间而发挥作用。其它的结构和作用效果与第一实施方式相同。〈第四实施方式〉接着，参照附图对本发明的第四实施方式进行详细说明。如图9所示，本实施方式的流通机构IA形成从动涡旋盘5延伸至静涡旋盘4的连 通路80来代替第三实施方式从静涡旋盘4延伸至动涡旋盘5的连通路80。也就是说，上述连通路80包括形成于动涡旋盘5上的一级通路81和形成于静涡 旋盘4上的二级通路82。该一级通路81由形成于动涡旋盘5的端板51上的U字形通路构 成，两端向动涡旋盘5的端板51的前表面开放。上述一级通路81从端板51的中央部向外 周端延伸。上述一级通路81的一端与动涡旋盘5的涡卷52与静涡旋盘4的外周壁部43 接触所形成的中压状态的压缩室50连通。上述一级通路81的另一端朝向动涡旋盘5的端板51总是接触的静涡旋盘4外周壁部43的下表面。另一方面，上述二级通路82形成为从静涡旋盘4的前表面延伸至背面上下贯通 静涡旋盘4的外周壁部43。上述二级通路82的一端即上端总是与上部空间16连通。上述 二级通路82的另一端即下端向外周壁部43的前表面即下表面开放。并且二级通路82构 成为伴随着上述动涡旋盘5的公转，上述一级通路81的另一端间歇连通二级通路82的下端。因此，在本实施方式中，如果动涡旋盘5公转，则一级通路81与二级通路82间歇 连通。因为上述第二背压空间M和上部空间16经由固定部件3和静涡旋盘4之间的间隙 连通，所以利用第二背压空间M和上部空间16合起来成的大容积空间来吸收压缩过程中 制冷剂气体的压力变化。结果，能够抑制作用于动涡旋盘5的背压的变化，从而能够使对动 涡旋盘5施加的推力稳定。在此情况下，上部空间16也作为缓冲压缩过程中制冷剂气体压 力变化的辅助空间而发挥作用。其它的结构和作用效果与第三实施方式相同。〈第五实施方式〉接着，参照附图对本发明的第五实施方式进行详细说明。如图10所示，本实施方式的流通机构IA形成从动涡旋盘5延伸至静涡旋盘4的 连通路80来代替第三实施方式从静涡旋盘4延伸至动涡旋盘5的连通路80。也就是说，上述连通路80包括形成于动涡旋盘5上的一级通路81和形成于静涡 旋盘4上的二级通路82。该一级通路81由形成于动涡旋盘5的端板51上的U字形通路构 成，两端向动涡旋盘5的端板51的前表面开放。上述一级通路81从端板51的中央部向外 周端延伸。上述一级通路81的一端与动涡旋盘5的涡卷52与静涡旋盘4的外周壁部43 接触所形成的中压状态的压缩室50连通。上述一级通路81的另一端朝向动涡旋盘5的端 板51总是接触的静涡旋盘4外周壁部43的下表面。另一方面，上述二级通路82由形成于静涡旋盘4的外周壁部43上的倒U字形通 路构成，两端向静涡旋盘4外周壁部43的前表面(下表面)开放。上述二级通路82在外 周壁部43的外周部沿半径方向延伸。上述二级通路82的一端朝向动涡旋盘5的端板51 总是接触的静涡旋盘4的外周壁部43的下表面。上述二级通路82的另一端朝向动涡旋盘 5的端板51总是不接触的静涡旋盘4外周壁部43的外周部下表面，并总是开放。因此，在本实施方式中，如果动涡旋盘5公转，则一级通路81的外周端与二级通路 82的内周端间歇连通。因为上述第二背压空间M和上部空间16经由固定部件3和静涡 旋盘4之间的间隙连通，所以利用第二背压空间M和上部空间16合起来成的大容积空间 来吸收压缩过程中制冷剂气体的压力变化。结果，能够抑制作用于动涡旋盘5的背压的变 化，从而能够使对动涡旋盘5施加的推力稳定。在此情况下，上部空间16作为缓冲压缩过 程中制冷剂气体压力变化的辅助空间而发挥作用。其它的结构和作用效果与第三实施方式 相同。〈其它实施方式〉本发明对于上述实施方式也可以采用以下结构。S卩，在各实施方式中，利用固定部件3将壳体10的内部空间隔离成上部空间16和 下部空间17，但并不限于此。例如，可以构成为设置将壳体10隔开的隔离部件，并由该隔 离部件形成辅助空间。
在各实施方式中，将上部空间16作为辅助空间，下部空间17作为高压空间，但除 此以外也可以将下部空间17作为达到吸入压力的低压空间。而且，可以将下部空间17作为辅助空间，将上部空间16作为高压空间或低压空 间。此时，使下部空间17与第二背压空间M连通，以使第二背压空间M达到中压。在第一实施方式中，在连通路48上设置有簧片阀49作为逆止阀，但也可以设置不 同类型的逆止阀。或者，还可以是不设置逆止阀的结构。在此情况下，优选对连通路48做 某种程度的缩小，以使制冷剂气体不易往返于压缩室50和上部空间16。各实施方式对设置于制冷剂回路中的涡旋压缩机1进行了说明，但本发明的涡旋 压缩机1对压缩各种流体的压缩机也适用。应予说明，以上的各实施方式是本质上优选的示例，并没有限制本发明、本发明的 应用对象或本发明的用途范围等意图。—产业实用性一综上所述，本发明对使中压作用于动涡旋盘的背面、并将该动涡旋盘推向静涡旋 盘一侧的涡旋压缩机有用。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，其包括壳体(10)和压缩机构(14)，该压缩机构(14)收纳在该壳 体(10)内且具有静涡旋盘(4)和动涡旋盘(5)并且在该静涡旋盘(4)和动涡旋盘(5)之 间形成有压缩室(50)，其特征在于所述涡旋压缩机还包括固定部件(3)，其设置在所述动涡旋盘(5)的背面一侧，并且在该固定部件C3)与该动 涡旋盘(5)之间形成背压空间04)；隔离部件(3)，其设置在所述壳体(10)内部，并形成与所述背压空间04)连通的辅助 空间(16)；以及流通机构(IA)，其让流体在所述背压空间(M)、所述辅助空间(16)和压缩过程中的所 述压缩室(50)之间流通。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于所述固定部件(3)设置为将所述壳体(10)的内部空间隔开，所述固定部件(3)构成所述隔离部件。
3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于所述涡旋压缩机包括经驱动轴(7)联结在所述压缩机构(14)上的马达(6)，所述固定部件⑶将所述壳体(10)的内部空间隔离成所述压缩机构(14)的收纳空间 和所述马达(6)的收纳空间，所述压缩机构(14)的收纳空间构成所述辅助空间(16)。
4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于所述流通机构(IA)从所述静涡旋盘(4)形成到动涡旋盘(5)，并且包括使所述压缩室 (50)与所述背压空间04)连通的连通路(80)。
5.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于所述流通机构(IA)从所述动涡旋盘( 形成到静涡旋盘G)，并且包括使所述压缩室 (50)与所述辅助空间(16)连通的连通路(80)。
6.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于所述流通机构(IA)从所述动涡旋盘( 形成到静涡旋盘G)，并且包括使所述压缩室 (50)与所述背压空间04)连通的连通路(80)。
7.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于所述流通机构(IA)形成于所述静涡旋盘(4)上，并且包括使所述压缩室(50)与所述 辅助空间(16)连通的连通路(48) 0
8.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于所述流通机构(IA)形成于所述动涡旋盘(5)上，并且包括使所述压缩室(50)与所述 背压空间04)连通的连通路(56)。
9.根据权利要求4 6中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于所述连通路(80)构成为伴随着动涡旋盘(5)的公转间歇连通。
10.根据权利要求7或8所述的涡旋压缩机，其特征在于所述涡旋压缩机构成为在所述连通路(48、56)上设置有阻止流体向所述压缩室(50) 逆流的逆止阀G9)。
11.根据权利要求3 10中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于在所述静涡旋盘的背面一侧形成有高压腔(45)，该高压腔0 与所述辅助空间 (16)隔开，在所述压缩室(50)内压缩后的流体排出到所述高压腔0 中；使所述高压腔0 与所述马达(6)的收纳空间连通的流通路(46、39)从所述静涡旋 盘⑷形成到固定部件⑶；在所述壳体(10)上设置有与所述马达(6)的收纳空间连通的排气管(19)。
12.根据权利要求3 11中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于所述动涡旋盘( 和所述固定部件C3)之间的空间划分为中央空间和所述背压 空间(M)，所述驱动轴(7)贯通所述中央空间(23)，所述背压空间04)形成于比该中央空 间03)更往外的外周侧；所述中央空间03)构成流体的排出压力环境。
13.根据权利要求3 12中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于所述涡旋压缩机包括贯通所述壳体(10)、穿过所述辅助空间(16)并与所述压缩室 (50)连通的吸气管(18)。
全文摘要
本发明公开一种涡旋压缩机，其包括静涡旋盘(4)、相对于静涡旋盘(4)旋转驱动的动涡旋盘(5)、容纳静涡旋盘(4)和动涡旋盘(5)的壳体(10)。动涡旋盘(5)的背面一侧设置有固定部件(3)，在固定部件(3)与动涡旋盘(5)之间形成有第二背压空间(24)。壳体(10)内形成有由固定部件(3)隔开的上部空间(16)。从压缩室(50)将压缩过程中的制冷剂气体引入第二背压空间(24)和上部空间(16)。
文档编号F04C18/02GK102084134SQ200980126029
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者西出洋平 申请人:大金工业株式会社