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：
本发明涉及一种涡旋压缩机，尤其涉及在广泛运转条件下通过降低泄漏损失而实现高效率化的涡旋压缩机。
背景技术：
涡旋压缩机作为被要求节能的空调和加热泵热水器的制冷循环用压缩机而得到普及。由于空调和加热泵热水器整年运转，所以对于搭载在其上的涡旋压缩机而言，要求其在广阔的运转条件下具有高性能。涡旋压缩机通过使在镜板上竖立设置成涡卷状的卷板的两个涡盘构件啮合而形成压缩室，通过使一方固定而另一方进行回旋运动来使压缩室的容积变化。为了实现高效率化，需要将该压缩室的主要的密封部即轴向间隙保持得狭小。轴向间隙是指一方的卷板齿顶与另一方的卷板齿根即镜板的间隙。作为实现这种涡旋压缩机的方法，采用向回旋运动的回旋涡盘构件的背面施加喷出压或中间压、对回旋涡盘构件向固定涡盘构件施力而减小间隙的方法。这种对回旋涡盘构件向固定涡盘构件施力的涡旋压缩机例如在专利文献1中得到公开。而且，各涡盘构件因变形而减小轴向间隙。如专利文献1的图2(固定涡盘构件) 和图5(回旋涡盘构件)所示那样，各涡盘构件的压力产生的变形模式是轴向间隙变得狭窄的变形。因此，如专利文献1的图10所示那样设定随着朝向镜板中央而放大的初始间隙。专利文献1日本特开平7-19187号公报在上述现有技术中，在预先设定轴向间隙时，虽然作为对象的运转条件下能够使实际工作时的轴向间隙狭小化，但是，在除此以外的运转条件下，存在轴向间隙扩大、内部泄漏增加、效率低下的问题。尤其是，从泄漏量方面考虑，不希望在带有高压的中央附近使间隙扩大。需要说明的是，此时设定的轴向间隙称作轴向设定间隙。

发明内容
本发明的目的在于提供效率高的涡旋压缩机。上述本发明的目的以如下方式实现，其通过背压室的压力对回旋涡盘构件向固定涡盘构件施力，并且所述回旋涡盘构件与所述固定涡盘构件啮合而形成压缩室，对工作流体进行压缩，所述涡旋压缩机的特征在于，在所述回旋涡盘构件的内部设置有镜板内空间，所述回旋涡盘构件配置有连通所述压缩室和所述镜板内空间的连通路，以向所述镜板内空间作用比吸入压力高且比所述背压室的压力低的压力发明效果根据本发明，能够提供高效率的涡旋压缩机。


的纵向剖视图。
图2是固定涡盘构件的纵向剖视图。
图3表示回旋涡盘构件。
图4是固定涡盘构件的仰视图。
图5是背压控制阀的放大纵向剖视图(图IQ部)。
图6是说明两卷板间的压力分布的回旋齿根面的两卷板横向剖面图。
图7是回旋涡盘构件的仰视立体图与欧式环的立体图。
图8是说明回旋镜板的变形的回旋涡盘构件的简要纵向剖视图。
图9是背面镜板内周侧的纵向剖面放大图(图3(a)S部)。
图10是镜板外边部的纵向剖面放大图和回旋涡盘构件的仰视立体图。
图11表示作用力、拉离力、吸附力的关系。
符号说明
2固定涡盘构件
2a固定镜板
2a ‘台板
2c固定基准面
2al0固定齿根面
2b固定卷板
2bl0固定齿顶面
3回旋涡盘构件
3a回旋镜板
3al卷板镜板
3a2背面镜板
3al0回旋齿根面
3b回旋卷板
3bl0回旋齿顶面
3c回旋施力面
3d回旋背面
3e回旋外边部
3ae外边背面部
3p回旋轴承支承部
3x回旋欧式突起
4框架
5欧式环
6旋转轴
22旁通阀
23回旋轴承
26背压控制阀
60背压连通路
5
95喷出室
100压缩室
105吸入室
110背压室
115固定背面室
120回旋轴承室
150背面喷出压区域
155背压区域
200镜板内空间
200a镜板内空间密封件
200b镜板内空间连通路
200c连通开口部
具体实施例方式以下，使用

本发明的实施方式。各实施方式的附图的相同的符号表示相同物或相当物，各实施方式包括根据需要进行适当组合而进一步具有效果的情况。〔实施方式1〕根据图1至图9说明本发明的第一实施方式。需要说明的是，所述实施方式是压缩机直径为IOmm至IOOOmm左右的情况。另外，在图11中示出所要描述的作用力、拉离力、 吸附力的关系。如图1所示，回旋涡盘构件3的所述回旋运动通过将固定配置在回旋涡盘构件3 上的回旋轴承23安装到旋转轴6上端的偏心轴毂部6a、并利用后述的电动机7使其旋转轴6回转来实现。在此，通过设置在回旋涡盘构件3和静止的框架4之间的欧式环5来防止回旋涡盘构件3的自转。旋转轴6由一体设置在框架4上的主轴承M和隔着转子7a设置在主轴承M的相反侧的副轴承25支承。轴向是指该旋转轴6的轴心方向。后述的卷板竖立设置的方向也为轴向。在此，向各轴承供油的油的流路即供油纵向孔6b贯通旋转轴6的中央。在转子 7a的上部和下部配置有上配重7c和下配重7d，从而平衡回旋涡盘构件3的失衡。副轴承25通过副轴承保持构件27保持且安装在下框架35上。副轴承25以离心供油方式进行供油。所述框架4和下框架35在圆筒壳体8a上固定配置成使固定配置在其上的主轴承M和副轴承25的同轴度成为期望的水平。然后，固定配置供升压后的工作流体向压缩机外喷出的喷出管阳。在圆筒壳体8a的下部安装焊接有底壳体Sc。另外，在圆筒壳体8a的上部安装焊接有上壳体8b。如上所述，通过在圆筒壳体8a的上方焊接上壳体Sb、在下方焊接底壳体 8c，从而构成密闭的壳体8。在上壳体8b上预先固定配置有衬板(〃一^ )端子85，电动机线7e与衬板端子 85的内侧连接。另外，也预先固定配置壳体管50a，吸入管50在通过壳体管50a后固定在上壳体8b上。吸入管50与壳体管50a之间通过钎焊密封。虽未明示出，但在上述的组装的适当时刻，将油封入壳体8内，在壳体8的底部形成储油部125。在图2中，以固定镜板加和竖立设置于其上的固定卷板2b为主要构成部分的固定涡盘构件2在台板加‘的固定基准面2c的外边部如图1所示那样固定配置在框架4上， 台板加‘同固定镜板加一体化且台板加‘的固定基准面2c与作为固定卷板2b的齿顶面的固定齿顶面2bl0处于同一面。图3(a)是回旋涡盘构件的纵向剖视图，(b)是俯视图。在图3(a)中，以回旋镜板 3a和在其上竖立设置的回旋卷板北为主要构成部分的回旋涡盘构件3与所述固定涡盘构件2啮合，通过使该回旋涡盘构件3不自转地进行回旋运动，从而在两涡盘构件之间形成压缩室100(图1)。在通常的运转状态下，回旋涡盘构件3被向固定涡盘构件2施力。S卩，此时的回旋涡盘构件3的吸附力朝向图1的上方。其结果是，回旋镜板3a的周边部即回旋外边部!Be的卷板侧的面的回旋施力面3c被向固定涡盘构件2的固定基准面2c施力的同时进行滑动。 即，回旋施力面3c成为回旋涡盘构件3的推力面，在相对的固定涡盘构件2的固定基准面 2c,比所述外边部靠中心的区域成为推力轴承。接下来，说明通常的动作。首先，对于工作流体的流动进行说明。吸入压的工作流体从吸入管50通过吸入室105向所述的压缩室100流入而被升压。在此，由于相当于关闭前的压缩室的吸入室105形成于压缩室100的周围(参照图4)，所以回旋施力面3c的中心附近即靠卷板处成为吸入压区域的情况较多。然后，工作流体在压缩室100被升压后，从靠中央处的喷出孔2d向固定涡盘构件 2的固定背面室115喷出。需要说明的是，在此，在过压缩时，也从设置在喷出孔2d的周围的旁通阀22喷出。由此，向固定涡盘构件2的背面施加喷出压。然后，工作流体通过框架4 的外周槽4z、定子的周围槽7f、贯通孔7g向壳体8的内部整体流入。这样，壳体8内部成为喷出压，即所谓高压腔型压缩机。在壳体8内的工作流体中所含的油在压缩机内拉离后， 从喷出管55向压缩机外流出。接下来，说明油的流动。由于向壳体8的内部空间下部即储油部125作用喷出压， 所以在此滞留的油也自然成为喷出压。油从固定配置在旋转轴6的下端部的供油件80通过供油纵向孔6b，从面对回旋涡盘构件的里侧的端部排出，并在润滑回旋轴承23及主轴承 24的同时向背压室110流入。这是因为，通过后述的背压控制阀沈使背压室110内保持喷出压和吸入压之间的压力即背压，从而与成为喷出压的储油部125之间产生压差，利用该压差来将油抽上来。此时，回旋镜板3a与偏心轴毂部6a之间的空间即由回旋轴承23密封的回旋轴承室120被喷出压的油注满，所以回旋镜板3a的背面中央部成为喷出压而成为背面喷出压区域。向该背压室110流入的油通过将背压室110和吸入室105连通且在中途设置有背压控制阀沈的背压连通路60 (参照图5)而向吸入室105流入。此外，向吸入室105流入的油在提高压缩室100的密封性的同时与工作流体一起向喷出室95移送，并从喷出口 2d 向固定背面室115喷出。然后，油从工作流体分离而返回到储油部125。其中，其一小部分与工作流体一起向压缩机外部流出。接下来，使用图5说明该背压控制阀沈的结构及背压保持动作。在固定涡盘构件 2的背面外边部设置阀孔，并向该阀孔26a放入板状的阀体26c和阀弹簧^b，在阀弹簧26b的一端插入弹簧定位突起^d的状态下将直径比阀孔26a大的阀间隙插入部26g压入阀间隙^f，从而形成背压控制阀26。此时，阀弹簧26b被压缩，阀体26c成为向阀密封部 26e按压的状态。其结果是，若背压与吸入压相比不上升到将该按压力除以阀密封部26e的内部区域面积的值(换算为压力后的值)，则阀体26c不动。因此，背压升压成在吸入压的基础上追加与装入时的阀弹簧的压缩量对应的固定值的压力。接下来，说明吸入压I3S的变化对回旋涡盘构件带来的影响和喷出压Pd的变化对回旋涡盘构件带来的影响。首先，对I3S的影响进行说明。虽然理论上如上述所述，但是实际的背压升压成比所述的追加值稍大的追加值的压力。其理由如下。由于该背压控制阀沈成为油的流路，所以为确保流路，阀体^c必须从阀密封部 26e离开。其结果是，阀弹簧^b的压缩量增大阀密封部26e与阀体^c的拉离距离的量， 而背压上升与该增大量对应的量。如下述那样对记号进行定义，通过(1)式对以上的情况进行整理。Pb 实-I3S > Pb 预-Ps... (1)Ps 吸入压Pd:喷出压Pb实实际的背压Pb预与阀弹簧的压缩量对应而预想出的背压因为阀密封部^e与阀体^c的分开距离随着在背压控制阀沈流动的油量的减少而减少，所以导出(2)式的关系。
q 小今(Pb 实_Ps) - (Pb 预_Ps)小...(2)q 在背压控制阀流动的油量另一方面，在本实施方式的涡旋压缩机中，在背压控制阀沈流动的油为润滑回旋轴承23和主轴承M的油，它们在喷出压和背压的压差作用下流动。因此，( 式成立。
8
Pb实大今(Pd_Pb实)小今q小 ...(3)
另外，由于吸入压上升时背压上升，所以(4)式成立。
IiS 大 ^Pb 实大 ...(4)
通过这两个关系导出(5)式的关系。
Ps大今q小...(5)
因此，根据(5)和O)的关系，本实施方式的涡旋压缩机成立下述(6)的关系。
Ps 大今(Pb 实_Ps) - (Pb 预_Ps)小...(6)
即，构成为当吸入压上升时背压和吸入压的压差减少。 (4)式和(6)式的区别如下。
(4)式仅表示I3S变大时实际的1 也变大的情况。因此，(4)式不表示当I^s变大时实际的Pb变得比追加了 Ps的增大量的量大，也不表示变得比追加了 Ps的增大量的量小或相等。即，根据⑷式无法导出当Ps变大时实际的Pb与Ps的压差即(Pb实-Ps)是否变大。另一方面，(6)式表示当Ps变大时(Pb实-Ps) —定变小的情况。如下控制的背压在回旋涡盘构件3的背面即回旋背面3d的外边部形成背压区域 155(参照图8)。背压区域与所述的背面喷出压区域150(参照图8)成为用于向固定涡盘构件2吸附回旋涡盘构件3的吸附力产生机构。接下来，说明Pd的影响。背面喷出压区域150的面积设定成与在回旋镜板3a的表面侧即相对于背压室侧的背压室相反侧、压缩室侧形成的喷出室95的面积相等，并且设定位置也定位成能够抵消以喷出室95作为起源的拉离力。接下来，使用图6说明将背面喷出压区域150的面积设定成与在回旋镜板3a的压缩室100侧形成的喷出室95的面积等同的方法。回旋镜板3a的压缩室100侧的喷出压所作用的区域的面积S(Pd)假定为，除喷出室95的沿轴线方向的投影面积之外，还包括形成该喷出室95的边界的两卷板2b、3b的齿顶面积的一半。因为后者是位于喷出室95的外侧的压缩室和喷出室95的密封部，所以靠近喷出室95的部分成为喷出压，靠近外侧的压缩室的部分成为该压缩室的压力，从而可以合理地想到喷出压和该压缩室的压力的平均压力所作用的部分。因此，喷出压所作用的面积为齿顶面积的一半。由于该区域的面积S (Pd)随着回旋涡盘构件3公转而变化，所以原本应当以其时间平均值作为背面喷出压区域的面积，但是因为难以定义反而变得复杂，所以，作为良好的在近似方面明确定义的方式，取变化值的最大值SM和最小值Sm的平均值。在此，投影面积的例子如图6所示。该图表示最靠内的压缩室即Al、A2同时与喷出室A3连通的瞬间。假设在刚连通后，SM = A1+A2+A3+K2+K3+S2+S3+(Kl+Sl)/2 成为发生问题的投影面积的最大值SM。另外，假设在刚连通前，成为Sm = A3+(K3+S3)/2，从而成为产生问题的投影面积的最小值Sm。因此，成为S (Pd) = (SM+Sm)/2。以往，在通过抑制过压缩的旁通阀22(参照图1)使压缩室的压力上限成为喷出压水平的情况下，在广泛运转范围内，在克服去除了以喷出压为起源的拉离力成分的拉离力、 即以吸入压和依存于吸入压的压缩室的压力为起源的拉离力而最低限定地对回旋涡盘构件3向固定涡盘构件2施力的吸附力，能够通过向回旋涡盘构件3作用比吸入压高出一定值的压力而得到。换而言之，在本实施方式中，在广泛的运转范围内，为了将回旋涡盘构件3向固定涡盘构件2施加最小限度的作用力，将背压保持成比吸入压高出一定值的压力即可。前式的从各个部位得出(Pb预-Ps)值是能够在广泛的运转范围内对回旋涡盘构件3向固定涡盘构件2施加最小限度的作用力的设定值。根据作用力的定义，作用力小的情况表示吸附力接近拉离力的大小的情况。即，由于“作用力=吸附力_拉离力”，所以作用力小的情况是指吸附力与拉离力的差小的情况，而回旋镜板3a的凸起变形变小。因此，在本实施方式中， 可以说在广阔的运转范围内满足以下的情况。
(Pb实一Ps)- (Pb预一Ps)小今回旋镜板3a的凸起变形小...(7)在此，说明背压阀原理。在通过抑制过压缩的旁通阀22(图1参照)将压缩室的压力上限作为喷出压水平的情况下，在广泛的运转范围内，克服去除了以喷出压为起源的拉离力成分的拉离力、即以吸入压和依存于吸入压的压缩室的压力为起源的拉离力而最低限度地对回旋涡盘构件3向固定涡盘构件2施力的吸附力，能够通过对回旋涡盘构件3作用比吸入压高出一定值的压力(Pb)而得到。根据(7)式的前面所记载的、该背压阀原理和“作用力和拉离力中的以喷出压为起源的力在本实施方式中抵消”可知，存在在广泛的运转范围内不依存喷出压Pd而使作用力成为最小的(Pb-Ps)值。(7)式的(Pb预-Ps)是能够在广泛的运转范围内使作用力成为最小的设定值。因此，由于使(Pb实-Ps)-(Pb预-Ps)减小的Pb实成为接近能够使作用力最小化的(Pb预)的值，所以若对应“作用力小的情况是回旋镜板的凸起变形小的”情况，则可导出(7)式。由此，根据(6)和(7)导出Ps大今回旋镜板3a的凸起变形减少...(8)的关系。通过以上描述，结束对实施方式的简要结构及伴随其的动作的说明，接下来，主要使用图3、图7(a)、图8、图9说明本发明的中心部分即回旋涡盘构件的结构及与该结构相关的动作。首先，说明回旋涡盘构件3的结构。如图3(a)所示，将回旋涡盘构件3的回旋镜板3a 二分为竖立设置有回旋卷板3b的卷板镜板3al和背面镜板3a2。在此，在卷板镜板 3al上一体形成有包括回旋背面侧的背面喷出压区域150 (参照图8)整个区域的回旋轴承支承部3p。此外，该卷板镜板3al和背面镜板3a2具有轴向的间隙即镜板间隙，并且通过螺钉3q(参照图7(a))在回旋外边部3e紧固固定。也可以通过螺纹紧固以外的螺钉紧固、焊接、滑动熔敷、粘结将其固定或固接。需要说明的是，镜板间隙与齿顶齿根间隙不同。图7(a)表示回旋涡盘构件的仰视立体图。在此，当固定背面镜板3a2时，在其内边部安装镜板内空间密封件200a，该镜板内空间密封件200a具有金属制的弹簧件和工程塑料的材质，并将背面镜板3a2的内边部与卷板镜板3al的回旋轴承支承部3p之间密封成相对轴向可动的状态(参照图9)。如上所述，通过螺钉3q固定镜板间隙的外边即回旋外边部3e且通过镜板内空间密封件200a密封内边，而将镜板间隙分隔成背压室110，在回旋镜板3a内部形成被分隔成压力不同的背压室110的镜板内空间200。在此，为了便于说明而夸张地示出图3 (a)和图8中的镜板内空间200，但是实际上非常薄。其厚度水平为不会因后述的变形而背面镜板3a2的内边部与卷板镜板3al接触的厚度，即数μ m 100 μ m的水平。如图所示，镜板内空间密封件200a的剖面为向背压室110开口的“二”字型。艮口， 没有四边形状的下边的剖面形状。如后述那样，因镜板内空间200的压力即镜板内压设定成比背压室的压力即背压低，所以产生镜板内空间密封件200a的开口部200al打开的变形，其结果是，具有提高密封性的效果。此时的剖面形状为在下边长的梯形形状中没有下边的剖面形状。另外，在背面镜板3a2的内周侧设置有内周突起3a2a。这是为了在镜板内压意外升压成比背压高的情况下防止镜板内空间密封件200a从间隙飞出。接 下来，说明使镜板内压成为比吸入压高的中间压的机构。如图3(a)、(b)所示， 贯通卷板镜板3al地(其中，到达回旋背面的部位除外)设置使压缩室100与镜板内空间 200连通的镜板内空间连通路200b。如图4所示，该开口位置设定在伴随着镜板内空间连通路200b的外侧端部即连通开口部200c的回旋运动的轨迹掠过压缩室100的、即间歇地连通的位置。需要说明的是，在图4中也描绘出镜板内空间连通路200b (连通开口部200c) 与压缩室100连通的时刻的回旋涡盘构件3。具体而言，将镜板内空间连通路200b设定成连通开口部200c的轨迹即圆环的内圆不通过压缩室地全部在台板2a'的固定基准面上行进。即，在压缩室中，由于从吸入室 105稍升压的低压压缩室100a(参照图4)与镜板内空间200在图4的回旋相位时刻一瞬间连通，所以镜板内压的水平固定成图4所示的压缩室的压力水平。该压缩室的压力水平为吸入压乘以压缩室容积比(关闭时的压缩室容积/压缩室容积)的工作流体的绝热指数的幂后的值。S卩，镜板内压水平固定为吸入压的一定倍数。而且，如后述那样，由于能够从镜板内压导致的回旋镜板3a的变形去除与旋转轴6的旋转同步的变动，所以可使回旋镜板3a 的变形稳定化，使轴向间隙稳定化，并且提高基于油的密封性，从而具有抑制泄漏而提高性能的效果。本实施方式将镜板内空间连通路200b设定成连通开口部200c的轨迹的内圆不落在压缩室上，而外圆落在压缩室上。另外，由于该镜板内压在运转条件整个区域比背压小， 所以镜板内空间连通路200b的设定位置向回旋卷板3b的卷绕终端侧配置。接下来，使用图8说明如上构成的回旋涡盘构件3装入所述涡旋压缩机的情况下的动作。回旋涡盘构件3在回旋背面3d的外边侧具有背压区域155和中央的背面喷出压区域150，由此，产生图中向上的力(前述的吸附力)，由于该力大于伴随工作流体的压缩的向下的力(前述的拉离力)，所以向固定涡盘构件2施力。主要是根据压力的大小关系考虑， 吸附力和拉离力的差的作用力所作用的位置是在竖立设置回旋卷板3b的区域的外边部形成的吸入室105部分。S卩，如图8所示，回旋涡盘构件3的整体的变形模式为向上凸起的形状，回旋施力面3c在固定涡盘构件2的固定基准面2c的外边部的中央侧被施力。因此，在不存在镜板内空间200的现有的情况下，回旋齿根面3al0成为粗双点划线表示的向上凸出的形状，而竖立设置于此的回旋卷板3b的齿顶面3bl0也同样向上凸出。在本实施方式中，设置有镜板内空间200，通过所述的机构使镜板内空间200的内部的压力即镜板内压成为比背压低但比吸入压高的中间压，其结果是，能够抑制卷板镜板 3al齿根部的凸起变形。以下，说明其理由。由于所述喷出室95形成为随着旋转轴6的旋转相位而使面积变化，因此使卷板镜板3al的中央部凹下的方向的力作用于卷板镜板3al的中央部的表面。然而，如所述那样，由于在卷板镜板3al中央部的背面设置有具有与该喷出室95的相位角平均的面积同等的面积的背面喷出压区域150，所以因喷出室95的喷出压导致卷板镜板3al的中央部凹下的方向的力被大致抵消。其结果是，卷板镜板3al的表面可以看作是成为仅吸入压和依存于该吸入压的压缩室100的压力发生作用的状态。作用于相对的卷板镜板3al背面的压力即镜板内压为比背压低的中间压，因此与没有镜板内空间且镜板厚度大的高刚性的现有情况相比，卷板镜板3al的向下方的弯曲量增大。其结果是，如图8所示，回旋齿根面3al0能够从表示现有的齿根面的粗双点划线更向下方位移，从而能够将镜板的变形控制成接近平面的形状。另外，在与该平面接近的镜板竖立设置的回旋卷板3b的齿顶面3bl0也可以与平面接近。由此，不再需要以往所需的用于轴向设定间隙的对两涡盘构件2、3的齿顶、齿根进行的台阶加工、坡度加工，从而可获得降低加工成本的效果。背面镜板3a2在背面受到背压，在对面的上表面承受压力比背压低的镜板内压， 所以，如图8所示，内边部(靠中心)形成突起的变形。然而，由于3a2的内边部与同卷板镜板3al —体化的回旋轴承支承部3p离开，所以背压不会使卷板镜板3al向上位移，也不会使回旋齿根面3al0的平面度降低。另外，通过镜板内空间密封件200a，回旋轴承支承部 3p和背面镜板3a2的内周能够沿轴向相对可动，但是由于能够确保密封，所以能够可靠地分隔镜板内空间200和背压室110。在控制了回旋镜板3a的变形的某一压力条件下，实现回旋齿根面3al0与回旋齿顶面3bl0的较高的平面度。如上所述，在本实施方式中，即使在从该压力条件变为不同的压力条件的情况下， 也能够保持这种较高的平面度。其理由如下所示。首先，可以考虑喷出压变化后的情况。如前面所述那样，由于在回旋背面3d上设置具有与作用在回旋镜板3a的表侧的喷出压区域同等面积的背面喷出压区域150，所以它们相抵，因此实质上成为在回旋镜板3a上不作用喷出压的形式。因此，例如，即使运转条件的喷出压发生变化，由于回旋镜板3a的变形不发生变化，也能够在轴向间隙不变化的情况下保持狭窄的状态。接下来，可以考虑吸入压发生变化的情况。根据以前的考察可知在本实施方式中成立以下的(8)式的关系。
吸入压大今回旋镜板3a的凸起变形减小 ...(8)另一方面，由于回旋镜板内空间的镜板内压为吸入压的一定倍数，所以若吸入压变高，则镜板内压也变大。这样一来，由于回旋镜板内空间膨胀，所以回旋镜板3a的凸起变形也增大。即，成立以下的关系。
吸入压大今回旋镜板3a的凸起变形增大 ...(9)实际上可以得知的是，当吸入压增大时，同时产生相反的变化 即⑶和(9)，因此能够抑制回旋镜板3a的变形。如上所述，根据该实施方式，即使使喷出压、吸入压变化，由于回旋镜板3a的变形量不发生变化，所以在所有的压力条件下，能够使回旋镜板变形不发生变化而保持大致恒定。其结果是，与某一压力条件匹配的轴向设定间隙在广泛的运转范围成为适当值，从而可在广泛的运转条件下抑制泄漏，能够提供高效的涡旋压缩机。至此仅考虑了压力变形，但是实际上热变形也是产生变形的因素。因此，考虑热变形，设定轴向间隙从而能够进一步实现高效化。
在此，通常而言，作为与欧式环5构成直线对的结构，在回旋背面3d上设置直线状的槽，但为了针对背面镜板3a2进一步提高强度的情况下，反而在回旋涡盘构件3的背面上设置直线状突起的回旋欧式突起3x。图7(b)表示该欧式环的立体图。伴随于此，在欧式环5上设置与框架4形成直线对的欧式突起5y和欧式槽5x。此时，为了保持欧式环5的刚性，在欧式槽5x的里侧设置有加强突起5x1。根据该结构，能够将厚度抑制得比上下具备突起的通常的欧式环薄，从而能够获得抑制压缩机的尺寸的效果。另外，由于能够降低欧式环5的重量，所以能够获得降低因欧式环5往复运动而产生的振动和噪音的效果。另外，由于回旋欧式突起3x具有背面镜板 3a2的肋部的作用，所以具有能够提高背面镜板3a2的刚性的效果。另外，由于镜板的厚度形成为卷板镜板3al比背面镜板3a2厚，所以可将欧式环槽设置在回旋施力面3c上。另外，如所述那样，镜板内压大致恒定，由此，能够消除经由镜板内空间200的工作流体的再膨胀损失，从而能够避免伴随于此的性能降低。实际上，由于在有限的回旋运动区间内连通，所以产生若干压力变化。然而，如所述那样，由于镜板内空间200的容积极小， 所以因压力变化产生的再膨胀损失成为可被忽视的程度。而且，在本实施方式中，镜板内空间连通路200b设定成连通开口部200c的轨迹的内圆不落在压缩室上，而外圆落在压缩室上，但是不限于此，当然，也可以是连通开口部 200c的轨迹的内圆落在低压压缩室IOOa上，但减小连通开口部200c的直径，从而减小作为其轨迹的圆环的宽度。由此，即使连通开口部200c的位置错位，在连通开口部200c流动的工作流体量的变动也变小，再膨胀损失的偏差也变小，从而具有压缩机的性能偏差变小的效果。〔实施方式2〕接下来，使用图10(a)的镜板外边部的纵向剖面放大图和图10(b)的回旋涡盘构件的仰视立体图说明本发明第二实施方式的涡旋压缩机。在该第二实施方式中，除了使回旋外边部3e的背面侧与卷板镜板3al —体化这一点以外，均与第一实施方式相同。根据该区别点，将背面镜板3a2的外周向卷板镜板3al的外边背面部3ae的内周压入、热装或冷缩配合而固定二者，从而获得降低加工成本的效果。在此，虽然为了防止背面镜板3a2的旋转而使用一根螺钉3r作为旋转限位件，但是，只要能够确保过盈嵌入量，也可以不设置旋转限位件。虽然通过减薄背面镜板3a2的厚度而从外边背面部3ae的背面凹下，从而确保δ，但是由此使得确定可否运转起动时的参数即回旋背面3d与框架4的回旋座面(未图示)的间隙即背面间隙的管理变得容易，从而可获得降低组装成本的效果。由于背面镜板3a2的厚度变得与背面间隙没有关系，所以在回旋镜板侧必须管理的尺寸只是卷板镜板3al的回旋外边部3e的厚度。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，其具备回旋涡盘构件，其具有镜板和竖立设置在镜板上的涡卷状的卷板，并在与竖立设置方向即轴向垂直的面内进行回旋运动；固定涡盘构件，其具有镜板和竖立设置在镜板上的涡卷状的卷板，且与所述回旋涡盘构件啮合；吸附力施加机构，其产生吸附力，该吸附力克服所述固定涡盘构件与回旋涡盘构件啮合而形成的压缩室的工作流体的压力产生的、将所述回旋涡盘构件从所述固定涡盘构件拉离的方向上的拉离力，且为了将所述回旋涡盘构件的镜板即回旋镜板向台板施力而作用于所述回旋涡盘构件，所述台板与所述固定涡盘构件的镜板即固定镜板一体化且成为与固定涡盘构件的卷板即固定卷板的齿顶大致相同的面；吸入系统，其将工作流体向所述压缩室导入而成为吸入压；喷出系统，其将在所述压缩室内加压的工作流体向外部导出而成为喷出压，所述涡旋压缩机的特征在于，所述吸附力施加机构在所述回旋涡盘构件的镜板即回旋镜板上的与所述固定涡盘构件相反一侧的回旋背面上通过导入了喷出压的背面喷出压区域和导入了吸入压与喷出压中间的压力即背压的背压区域而形成，所述背面喷出压区域的面积是在所述卷板的卷绕始端即卷板中央端与所述喷出系统连通而夹在所述两镜板之间的区域即喷出室的从所述轴线方向观察到的投影面积，加上形成该喷出室和将该喷出室包围的压缩室的边界的卷板部的齿顶面积的一半面积的最大值与最小值之间的值，所述背压区域使其背压随着吸入压的增大而降低背压与吸入压的压差， 所述回旋镜板分割为卷板竖立设置的卷板镜板和背面镜板，所述卷板镜板在靠近中央处使所述背面喷出压区域一体化，所述背面镜板与所述卷板镜板之间具有轴向的镜板间隙且在外边部被固定连接，所述背面镜板具备使内边部沿轴向可动且将所述镜板间隙和所述镜板背面分隔开的密封机构而隔成镜板内空间，镜板内空间的压力即镜板内压成为比所述背压低且比吸入压高的中间压。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述镜板内压通过镜板内空间连通路导入，所述镜板内空间连通路贯通所述卷板镜板而使所述压缩室和所述镜板内空间连通。
3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述镜板内空间连通路的所述压缩室侧开口部即镜板口仅与所述压缩室连通，而与所述背压区域、所述吸入系统不连通。
4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述镜板口设置成所述回旋运动描绘的轨迹即镜板口圆环的内圆完全在所述台板上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述回旋镜板的背面侧最外周部与所述卷板镜板一体化，将所述背面镜板向所述回旋镜板的背面侧最外周部的内周压入或热装。
6.一种涡旋压缩机，其通过背压室的压力对回旋涡盘构件向固定涡盘构件施力，并且所述回旋涡盘构件与所述固定涡盘构件啮合而形成压缩室，对工作流体进行压缩，所述涡旋压缩机的特征在于，在所述回旋涡盘构件的内部设置有镜板内空间，所述回旋涡盘构件配置有连通所述压缩室和所述镜板内空间的连通路，以向所述镜板内空间作用比吸入压力高且比所述背压室的压力低的压力。
全文摘要
本发明提供一种涡旋压缩机，伴随着运转压力条件的广域化，产生回旋涡盘构件与固定涡盘构件的轴向间隙放大的运转条件，从而产生了性能降低的问题。在回旋涡盘构件的镜板的内部设置有空间，通过导入成为吸入压与背压的中间压力的压力，能够抑制广泛压力条件下的回旋镜板的变形量变化，实现广泛范围条件下的涡旋压缩机的性能提高。
文档编号F04C18/02GK102384084SQ20111024098
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年8月26日
发明者向井有吾, 坪野勇, 大沼敦, 津久井和则, 石山明彦 申请人:日立空调·家用电器株式会社