涡旋压缩机以及冷冻循环装置

文档序号:433433 发布日期:2021-12-24 浏览:7次 >En<

阅读说明:本技术 涡旋压缩机以及冷冻循环装置 (Scroll compressor and refrigeration cycle device ) 是由 饭岛辽太 松永和行 于 2020-12-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供涡旋压缩机以及冷冻循环装置,尤其是低成本且可靠性高的涡旋压缩机等。涡旋压缩机具备密闭容器、固定涡盘(21)、回旋涡盘、框架、电动机、以及曲柄轴。在固定涡盘(21)的镜板面(21f)的固定涡卷(21b)的径向外侧,设有第一槽(h1),并且设有第二槽(h2)。而且,引导来自贯通孔的润滑油的供油孔在回旋涡盘的镜板面开口,随着回旋涡盘的回旋,供油孔的一个开口(e1)与第一槽(h1)及第二槽(h2)交替连通。(The invention provides a scroll compressor and a refrigeration cycle device, in particular to a scroll compressor with low cost and high reliability. A scroll compressor is provided with a sealed container, a fixed scroll (21), an orbiting scroll, a frame, a motor, and a crank shaft. A first groove (h1) and a second groove (h2) are provided on the radially outer side of a fixed wrap (21b) of a mirror plate surface (21f) of a fixed scroll (21). An oil supply hole for guiding lubricating oil from the through hole is opened in a mirror plate surface of the orbiting scroll, and one opening (e1) of the oil supply hole alternately communicates with the first groove (h1) and the second groove (h2) as the orbiting scroll orbits.)

涡旋压缩机以及冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机等。

背景技术

作为使涡旋压缩机的固定涡盘及回旋涡盘的推力载荷(轴向的力)不会过 大的技术,例如,已知下面的技术。即,已知一种涡旋压缩机,在固定涡盘的 镜板面设置油槽并导入高压的润滑油,产生将回旋涡盘的镜板面从固定涡盘拉 开方向的力。作为这样的技术,例如,专利文献1记载了以下结构的涡旋压缩 机:在固定涡盘的镜板面设有四个油槽,另一方面,在回旋涡盘设有四个供油 孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭64-3285号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1记载的技术中,构成为一个油槽一对一地关联有一个供油孔。 因此,在固定涡盘设有四个油槽的情况下,以与这些油槽关联的方式在回旋涡 盘设有四个供油孔。在这样设置四个供油孔的情况下,成为在回旋涡盘内设置 以十字状交叉的两个贯通孔的情况(专利文献1的图3),在其加工中,耗费 精力、时间。

而且,在专利文献1记载的技术中,为了防止润滑油经由上述的贯通孔的 开口部流出,需要用密封栓密封四个部位的开口部,导致零件个数、制造成本 的上升。虽然期望兼顾低成本化和可靠性的提高,但是在专利文献1中未记载 这样的技术。

因此,本发明的课题在于提供低成本且可靠性高的涡旋压缩机等。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题,本发明具备:密闭容器;固定涡盘,其具有涡旋状 的固定涡卷,且固定于上述密闭容器的内部;回旋涡盘,其具有与上述固定涡 卷一起形成压缩室的涡旋状的回旋涡卷;框架,其支撑上述回旋涡盘;电动机, 其具有定子及转子;以及轴体,具有引导润滑油的贯通孔,且与上述转子一体 旋转,在上述固定涡盘的镜板面中,在上述固定涡卷的径向外侧设有第一槽, 并且设有第二槽,上述第一槽的位置在上述固定涡盘的镜板面中包含于以上述 轴体的轴线为中心呈扇状的第一区域,上述第二槽的位置包含于以上述轴体的 轴线为中心且从上述第一区域在周向上预定地偏离的扇状的第二区域,引导来 自上述贯通孔的润滑油的供油孔在上述回旋涡盘的镜板面开口,随着上述回旋 涡盘的回旋,上述供油孔的一个开口与上述第一槽及上述第二槽交替连通。

发明效果

根据本发明,能够提供低成本且可靠性高的涡旋压缩机等。

附图说明

图1是第一实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图。

图2是第一实施方式的涡旋压缩机中的图1的区域K1的局部放大图。

图3是第一实施方式的涡旋压缩机的固定涡盘的仰视图。

图4是表示第一实施方式的涡旋压缩机的回旋涡盘的曲柄角为0°、90°、 180°、270°时的外线侧压缩室及内线侧压缩室的状态的说明图。

图5是表示作用于第一实施方式的涡旋压缩机的回旋涡盘的力的关系的 说明图。

图6是在第一实施方式的涡旋压缩机中表示图3的区域K2中的供油孔的 开口的移动轨迹的局部放大图。

图7A是在第一实施方式的涡旋压缩机、比较例中表示相对于曲柄角的各 油槽的压力的变化的说明图。

图7B是在第一实施方式的涡旋压缩机、比较例中表示相对于曲柄角的推 力载荷的变化的说明图。

图8是第二实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘的仰视图。

图9是第三实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘的仰视图。

图10是第四实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘及回旋涡盘的纵剖视 图。

图11是在第五实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘的下表面表示供油 孔的移动轨迹的局部放大图。

图12是第六实施方式的空调机的制冷剂回路的结构图。

图中:

1—密闭容器,2—压缩机构部,3—曲柄轴(轴体),3c—贯通孔,4—电 动机,4a—定子,4b—转子,21、21A、21B、21C、21D—固定涡盘,21b— 固定涡卷,21f—镜板面,22—回旋涡盘,22f—镜板面,22b—回旋涡卷,23 —框架,100—涡旋压缩机,e1—开口,h1—第一槽,h2—第二槽,hm1—第 一油槽,hm2—第二油槽,hc1—第一控制槽,hc2—第二控制槽,hg—供油孔, ho—外周槽,hn1、hA1、hB1—第一排油槽,hn2、hA2、hB2—第二排油槽, AR1—偏载荷区域,Cs—圆,Q1—第一区域,Q2—第二区域,Sp—压缩室,T —移动轨迹,Z—轴线,Rs—制冷剂回路,Eo—室外热交换器(冷凝器/蒸发 器),Ei—室内热交换器(蒸发器/冷凝器),Ve—膨胀阀,W—空调机(冷冻 循环装置)。

具体实施方式

《第一实施方式》

<涡旋压缩机的结构>

图1是第一实施方式的涡旋压缩机100的纵剖视图。

图1所示的涡旋压缩机100是压缩气体状的制冷剂的设备。如图1所示, 涡旋压缩机100具备密闭容器1、压缩机构部2、曲柄轴3(轴体)、电动机4、 主轴承5以及回旋轴承6。另外,涡旋压缩机100除了上述的结构,还具备十 字滑环7、配重8a、8b以及副框架9。

密闭容器1是容纳压缩机构部2、曲柄轴3、电动机4等的壳状的容器, 且被大致密闭。在密闭容器1封入有用于提高压缩机构部2、各轴承的润滑性 的润滑油,且在密闭容器1的底部形成贮油部R而贮存该润滑油。密闭容器1 具备圆筒状的筒腔1a、堵塞该筒腔1a的上侧的盖腔1b、以及堵塞筒腔1a的 下侧的底腔1c。

如图1所示,在密闭容器1的盖腔1b插入地固定有吸入管Pa。吸入管Pa 是向压缩机构部2的吸入口J1引导制冷剂的管。另外,在密闭容器1的筒腔 1a插入地固定有吐出管Pb。吐出管Pb是将被压缩机构部2压缩了的制冷剂引 导至涡旋压缩机100的外部的管。

压缩机构部2是随着曲柄轴3的旋转压缩气体状的制冷剂的机构。压缩机 构部2具备固定涡盘21、回旋涡盘22以及框架23,且配置于密闭容器1内的 上部空间。

固定涡盘21是与回旋涡盘22一起形成压缩室Sp(参照图4)的部件,固 定于密闭容器1的内部。如图1所示,固定涡盘21具备底板21a和固定涡卷 21b。

底板21a是俯视呈圆形状的厚壁的部件。此外,为了确保回旋涡卷22b相 对于固定涡卷21b回旋的区域Sa(仰视圆形状的区域),底板21a的中心附近 在仰视下向上侧进行预定凹陷。另外,经由吸入管Pa引导制冷剂的吸入口J1 设于底板21a的预定部位。

固定涡卷21b呈涡旋状,在上述的区域Sa从底板21a向下侧延伸。此外, 在底板21a的下表面,区域Sa的径向外侧的部分和固定涡卷21b的下端大致 为齐平面。另外,将底板21a的下表面称为固定涡盘21的镜板面21f(参照图 3)。在固定涡盘21的镜板面21f设有第一槽h1(参照图3)、第二槽h2(参照 图3),对于它们的详情后面进行叙述。

回旋涡盘22是通过其移动(回旋)在与固定涡盘21之间形成压缩室Sp (参照图4)的部件,设于固定涡盘21与框架23之间。回旋涡盘22具备圆 板状的镜板22a、竖立设置于该镜板22a的涡旋状的回旋涡卷22b、以及嵌合 于曲柄轴3的偏心部3b的筒状的凸起部22c。如图1所示,回旋涡卷22b向 镜板22a的上侧延伸,另一方面,凸起部22c向镜板22a的下侧延伸。

而且,涡旋状的固定涡卷21b和涡旋状的回旋涡卷22b啮合,从而在固定 涡卷21b与回旋涡卷22b之间形成有多个压缩室Sp(参照图4)。此外,压缩 室Sp(参照图4)是压缩气体状的制冷剂的空间,且在回旋涡卷22b的外线侧、 内线侧分别形成。另外,在固定涡盘21的底板21a的中心附近设有将被压缩 室Sp压缩了的制冷剂引导至密闭容器1内的上部空间的吐出口J2。

框架23是支撑回旋涡盘22的部件,固定于密闭容器1的筒腔1a。在框 架23设有供曲柄轴3的主轴3a的上部插通的孔(符号未图示)。

另外,在框架23设有背压室Sb。背压室Sb为具有吸入压力与吐出压力 之间的预定的中间压力的空间,设于回旋涡盘22的背面侧。于是,通过制冷 剂的压缩,抵抗想要将回旋涡盘22从固定涡盘21拉开的向下的力,从背压室 Sb作用将回旋涡盘22向固定涡盘21挤压的向上的力。

曲柄轴3是与电动机4的转子4b一体旋转的轴,沿上下方向延伸。如图 1所示,曲柄轴3具备主轴3a和在该主轴3a的上侧延伸的偏心部3b。

主轴3a同轴地固定于电动机4的转子4b,与该转子4b一体旋转。偏心 部3b是一边相对于主轴3a偏心一边旋转的轴,且如上述地嵌合于回旋涡盘 22的凸起部22c。于是,通过偏心部3b一边偏心一边旋转,从而回旋涡盘22 回旋。

另外,曲柄轴3具有引导润滑油的贯通孔3c。而且,在密闭容器1作为 贮油部R所贮存的润滑油通过马达室Sm与背压室Sb之间的差压等经由贯通 孔3c上升。此外,以对除了以下说明的主轴承5、回旋轴承6外,也对副轴 承9a等供给润滑油的方式,贯通孔3c进行预定的分支。

电动机4是使曲柄轴3旋转的驱动源,在轴向上设置于框架23与副框架 9之间。如图1所示,电动机4具备定子4a和转子4b。定子4a固定于筒腔 1a的内周壁。转子4b旋转自如地配置于定子4a的径向内侧。在转子4b以与 其中心轴线同轴的方式通过压入等固定有曲柄轴3。

主轴承5相对于框架23旋转自如地轴支承主轴3a的上部,且固定于框架 23的孔(符号未图示)的周壁面。

回旋轴承6相对于回旋涡盘22的凸起部22c旋转自如地轴支承偏心部3b, 且固定于凸起部22c的内周壁。

十字滑环7是承接曲柄轴3的偏心部3b的偏心旋转,使回旋涡盘22不自 转地旋转的轮状部件。十字滑环7装配于设于回旋涡盘22的下表面的槽(未 图示)以及设于框架23的预定部位的槽(未图示)。

配重8a、8b是用于抑制涡旋压缩机100的振动的部件。图1的例子中, 在主轴3a中,在转子4b的上侧设置有配重8a,另外,在转子4b的下表面设 置有另外的配重8b。

副框架9是旋转自如地轴支承主轴3a的下部的部件,且具备副轴承9a。 如图1所示,副框架9在配置于电动机4的下侧的状态下固定于密闭容器1。 在副框架9设有供曲柄轴3插通的孔(符号未图示),在该孔的周壁面固定有 副轴承9a。

而且,当通过电动机4的驱动使曲柄轴3旋转时,随之回旋涡盘22回旋。 于是,陆续形成的压缩室Sp(参照图4)缩小,气体状的制冷剂被压缩。被压 缩了的制冷剂经由固定涡盘21的吐出口J2向密闭容器1内的上部空间吐出。 经由吐出口J2吐出的制冷剂经由压缩机构部2与密闭容器1之间的预定的流 路(未图示)引导至马达室Sm,再经由吐出管Pb向外部吐出。

另外,在密闭容器1的底部作为贮油部R贮存的润滑油经由曲柄轴3的 贯通孔3c上升,对副轴承9a、主轴承5、回旋轴承6等进行润滑。然后,润 滑油的一部分被引导至背压室Sb、压缩室Sp。由此,固定涡卷21b与回旋涡 卷22b之间被密封,另外,压缩机构部2的各滑动部被润滑。另一方面,剩余 的润滑油被后述的回旋涡盘22的供油孔hg等(参照图2)引导。接下来,一 边对固定涡盘21、回旋涡盘22的详细的结构进行说明,一边对润滑油的流动 进行说明。

图2是图1的区域K1的局部放大图。

此外,在图2中,用箭头图示出润滑油的流动。另外,在图2中,示出了 回旋涡盘22的供油孔hg连通于后述的第一控制槽hc1的状态。

如图2所示,在回旋涡盘22的镜板22a设有供油孔hg。供油孔hg是将 经由曲柄轴3的贯通孔3c流出的高压的润滑油向固定涡盘21侧引导的流路。 供油孔hg的上游侧在镜板22a的下表面的中央附近开口,下游侧在镜板22a 的上表面(也就是镜板面22f)的预定部位开口。

在供油孔hg朝向下游侧依次包括流路hga、hgb、hgc。流路hga以将经由 镜板22a的下表面的开口流入的润滑油引导至另一流路hgb的方式沿上下方向 设置。流路hgb相对于回旋涡盘22的镜板22a的板面平行(沿径向)地设置。 例如,通过从镜板22a的周壁面向径向内侧进行预定的切削加工,形成流路 hgb。流路hgc以将流通于流路hgb的润滑油向镜板22a的上表面的开口引导 的方式沿上下方向设置。图2所示的密封栓U是密封流路hgc的外周侧的端 部的部件。于是,依次经由流路hga、hgb、hgc,高压的润滑油被引导至固定 涡盘21侧。

图3是涡旋压缩机具备的固定涡盘21的仰视图。

如上所述地,固定涡盘21构成为涡旋状的固定涡卷21b设于底板21a。 如图3所示,在固定涡盘21的镜板面21f的周缘附近设有环状的外周槽ho。 该外周槽ho具有抑制因进入回旋涡盘22的镜板22a与框架23之间的润滑油 的影响而产生多余的压缩动力的功能。外周槽ho面向回旋涡盘22与框架23 之间的预定的间隙(背压室Sb的一部分)。

如图3所示,在固定涡卷21b的径向外侧的镜板面21f设有圆弧状的第一 油槽hm1和圆弧状的第二油槽hm2。这些第一油槽hm1及第二油槽hm2是用 于使高压的润滑油流到圆弧状的预定范围的槽。第一油槽hm1及第二油槽hm2 在固定涡卷21b的径向外侧以沿着固定涡卷21b的方式设置。在此,“以沿着 固定涡卷21b的方式”是指在固定涡盘21的镜板面21f中,呈以曲柄轴3(参 照图1)的轴线Z的附近为中心的预定的圆弧状。

在图3的例子中,第一油槽hm1及第二油槽hm2以包含于以曲柄轴3(参 照图1)的轴线Z为中心的一个圆弧状的曲线C1(虚线)的方式设置。另外, 第一油槽hm1和第二油槽hm2互相接近,但不连通。

第一控制槽hc1是随着回旋涡盘22的移动(回旋)间歇性地与该回旋涡 盘22的供油孔hg(参照图2)连通的槽。第一控制槽hc1呈圆弧状,且与第 一油槽hm1连通。更详细地说明,第一控制槽hc1的一端连接于第一油槽hm1 的端部(接近第二油槽hm2的一侧的端部)。另外,第一控制槽hc1的另一端 接近第二油槽hm2,但设于从第二油槽hm2稍微分离的位置。此外,将包括 第一油槽hm1及第一控制槽hc1的槽称为“第一槽h1”。

第二控制槽hc2是随着回旋涡盘22的移动(回旋)间歇性地与该回旋涡 盘22的供油孔hg(参照图2)连通的槽。第二控制槽hc2呈圆弧状,与第二 油槽hm2连通。更详细地说明,第二控制槽hc2的一端与第二油槽hm2的端 部(接近第一油槽hm1的一侧的端部)连接。另外,第二控制槽hc2的另一 端接近第一油槽hm1,但设于从第一油槽hm1稍微分离的位置。此外,将包 括第二油槽hm2及第二控制槽hc2的槽称为“第二槽h2”。

如图3所示,在固定涡盘21的镜板面21f中,在固定涡卷21b的径向外 侧设有第一槽h1,并且设有第二槽h2。在此,第一槽h1的位置在固定涡盘 21的镜板面21f包含于以曲柄轴3(参照图3)的轴线Z为中心呈扇状的第一 区域Q1。另外,第二槽h2的位置包含于以曲柄轴3(参照图3)的轴线Z为 中心且从第一区域Q1在周向上错开预定角度的扇状的第二区域Q2。另外, 在第一区域Q1和第二区域Q2重叠的部分设有第一控制槽hc1、第二控制槽 hc2(一部分)。而且,经由供油孔hg(参照图2),向第一槽h1、第二槽h2 间歇性地供给高压的润滑油。

第一排油槽hn1是使第一槽h1和外周槽ho连通的槽,设于固定涡盘21 的镜板面21f。该第一排油槽hn1具有使流入到第一油槽hm1的高压的润滑油 排出到外周槽ho的功能。如图3所示,在第一油槽hm1中,以连接从第二油 槽hm2分离的一侧的端部和外周槽ho的方式设有直线状的第一排油槽hn1。

第二排油槽hn2是使第二槽h2和外周槽ho连通的槽,设于固定涡盘21 的镜板面21f。该第二排油槽hn2具有使流入到第二油槽hm2的高压的润滑油 排出到外周槽ho的功能。如图3所示,在第二油槽hm2中,以连接从第一油 槽hm1分离的一侧的端部和外周槽ho的方式设有直线状的第二排油槽hn2。

图4是表示回旋涡盘的曲柄角为0°、90°、180°、270°时的外线侧压 缩室Spo及内线侧压缩室Spi的状态的说明图。

此外,在图4中省略了第一槽h1(参照图3)、第二槽h2等(参照图3) 的图示。另外,将回旋涡卷22b的吸入口J1侧的端部与固定涡卷21b的壁面 相接时(形成外线侧压缩室Spo时)的曲柄角设为0°。

如图4所示,随着回旋涡盘22(参照图1)的移动,回旋涡卷22b的外线 侧的压缩室(称为外线侧压缩室Spo)及内线侧的压缩室(称为内线侧压缩室 Spi)缩小,制冷剂被压缩。其结果,在回旋涡盘22(参照图1)除了从压缩 中途的制冷剂作用预定的切线方向气体载荷Fgt(参照图5)、径向气体载荷 Fgr(参照图5)外,还作用离心力Fc。

图5是表示作用于回旋涡盘的力的关系的说明图(适当参照图1)。

此外,在图5中示出了,在从上(也就是,沿从回旋涡卷22b的前端朝向 基部的方向)观察回旋涡卷22b的情况下,回旋涡盘22向纸面右侧偏心的瞬 间的各力的关系。另外,图5的符号w1示出了回旋涡盘22的回旋运动。

在回旋涡盘22沿其偏心方向作用预定的离心力Fc,另一方面,由于伴随 着制冷剂的压缩的反作用,沿与回旋涡盘22的偏心相反的朝向产生径向气体 载荷Fgr。另外,沿与径向气体载荷Fgr正交的朝向还作用切线方向气体载荷 Fgt。此外,压缩室Sp(参照图4)的气体载荷受压缩室Sp的容积、压力的变 化影响,因此相对于曲柄角未必恒定。

例如,若考虑在压缩机构部2以特别容易产生摩擦、磨损的较高的速度运 转的情况,则离心力Fc比径向气体载荷Fgr大。该情况下,离心力Fc、径向 气体载荷Fgr以及切线方向气体载荷Fgt的合力Fs为图5的纸面右斜向下。 进一步地,在图5中虽未图示,但从制冷剂也作用将回旋涡盘22向下按压的 轴向的气体载荷。

其结果,产生欲使回旋涡盘22倒向合力Fs的方向的力矩,在与该合力 Fs相反的一侧的区域(称为偏载荷区域AR1),固定涡盘21的镜板面21f和 回旋涡盘22的镜板面22f容易强烈碰撞。因此,在第一实施方式中,向上述 的第一槽h1(参照图3)和第二槽h2(参照图3)交替供给高压的润滑油,在 对回旋涡盘22的推力载荷容易变大的预定的曲柄角时,在偏载荷区域AR1作 用从固定涡盘21拉开回旋涡盘22的朝向的力。

此外,随着曲柄角的变化,回旋涡盘22的偏心方向也变化(旋转)。因此, 在本实施方式中,以预定的曲柄角(推力载荷容易变大的预定的曲柄角)下的 回旋涡盘22的偏心方向为基准,在图5所示的偏载荷区域AR1作用从固定涡 盘21拉开回旋涡盘22的朝向的力。

图6是表示图3的区域K2中的供油孔的开口e1的移动轨迹T的局部放 大图(适当参照图1、图2)。

随着涡旋压缩机100的曲柄角变大,供油孔hg的开口e1在图6的纸面绕 逆时针移动。另外,第一控制槽hc1及第二控制槽hc2分别以与供油孔hg的 开口e1的移动轨迹T(图6的点划线的圆)的一部分重叠的方式设为圆弧状。 此外,在固定涡盘21的镜板面21f上的供油孔hg的开口e1的移动轨迹T中, 第一控制槽hc1与开口e1连通的范围(包括位置B的预定范围)和第二控制 槽hc2与开口e1连通的范围(包括位置D的预定范围)不同。

例如,当曲柄角从表示供油孔hg的开口e1的位置A稍微前进时,开口 e1和第一控制槽hc1开始连通。于是,经由供油孔hg的开口e1,向第一控制 槽hc1、第一油槽hm1供给高压的润滑油(例如,位置B)。其结果,在第一 槽h1作用从固定涡盘21拉开回旋涡盘22的朝向的力。因此,能够抑制偏载 荷区域AR1(参照图5)的固定涡盘21、回旋涡盘22的磨损。另外,回旋涡 盘22的倾斜被抑制,因此在偏载荷区域AR1的相反侧,能够抑制制冷剂从压 缩室Sp(参照图4)的泄漏。

此外,供给至第一控制槽hc1、第一油槽hm1的润滑油除了依次经由图3 所示的第一排油槽hn1及外周槽ho流出外,还经由固定涡盘21的镜板面21f 与回旋涡盘22的镜板面22f之间的微小的间隙流出。其结果,第一控制槽hc1、 第一油槽hm1的压力降低,返回到初始的状态。

进一步地,当曲柄角前进,供油孔hg的开口e1到达位置C时,开口e1 和第一控制槽hc1不连通。另外,当曲柄角从位置C稍微前进时,开口e1和 第二控制槽hc2连通。于是,经由供油孔hg的开口e1,向第二控制槽hc2、 第二油槽hm2供给高压的润滑油(例如,位置D)。其结果,在第二槽h2作 用从固定涡盘21拉开回旋涡盘22的朝向的力。

此外,供给到第二控制槽hc2、第二油槽hm2的润滑油除了依次经由图3 所示的第二排油槽hn2及外周槽ho而流出外,还经由固定涡盘21的镜板面 21f与回旋涡盘22的镜板面22f之间的微小的间隙流出。其结果,第二控制槽 hc2、第二油槽hm2的压力降低,返回到初始的状态。

当曲柄角再前进,供油孔hg的开口e1到达位置E时,开口e1和第二控 制槽hc2变得不连通。此外,在从图6的位置E到位置A的区间,第一控制 槽hc1及第二控制槽hc2均与开口e1不连通。在该区间中,对回旋涡盘22的 推力载荷容易变小(详情后述),因此并不特别需要经由开口e1供给高压的润 滑油。这样,随着回旋涡盘22的回旋,供油孔hg的一个(也就是,相同的) 开口e1与第一槽h1及第二槽h2交替连通。

此外,优选以曲柄轴3的轴线Z(参照图3)为中心,使第一控制槽hc1 和第二控制槽hc2在径向上局部重叠。根据这样的结构,在涡旋压缩机100的 设计阶段适当地设定第一控制槽hc1、第二控制槽hc2的范围,从而能够使第 一控制槽hc1和第二控制槽hc2与供油孔hg的开口e1交替连通。

另外,优选构成为,在回旋涡盘22的回旋中,在成为从制冷剂(气体) 开始从压缩室Sp吐出时的曲柄角前进180°的预定的曲柄角即高推力载荷角 时,供油孔hg的开口e1通过以回旋涡盘22的偏心方向为基准,俯视下沿曲 柄轴3的旋转的朝向形成90°以上且180°以下的角度的预定的偏载荷区域 AR1(参照图5)的至少一部分。根据这样的结构,在偏载荷区域AR1(参照 图5)中,产生将回旋涡盘22从固定涡盘21拉开的力,因此能够抑制各镜板面21f、22f的磨损。另外,可抑制回旋涡盘22的倾斜,因此能够抑制制冷剂 从压缩室Sp(参照图4)泄漏。

此外,有时,在吐出开始之前压缩室Sp(参照图4)的压力达不到预定的 吐出压力,压缩室Sp连通于吐出口J2的瞬间,制冷剂从吐出口J2(高压侧) 向压缩室Sp逆流。这样的所谓欠压缩条件的情况下,压缩室Sp的压力急剧 增加,从固定涡盘21向回旋涡盘22的推力载荷急剧减少,因此,压缩室Sp (参照图4)的密封性降低,容易产生制冷剂从压缩室Sp的泄漏。

因此,优选在作为与制冷剂开始从压缩室Sp吐出时的曲柄角180°相反 的曲柄角的预定的高推力载荷角,供油孔hg的开口e1与第一控制槽hc1或第 二控制槽hc2连通。根据这样的结构,在制冷剂开始从压缩室Sp吐出的时刻, 向第一槽h1、第二槽h2不供给高压的润滑油,因此,即使在上述的欠压缩条 件的情况下,也能够抑制压缩室Sp的密封性的降低。

另外,优选以曲柄轴3的轴线Z(参照图3)为中心,扇状的第一区域Q1 的中心角以及扇状的第二区域Q2的中心角分别为180°以下。根据这样的结 构,关于设于第一区域Q1的第一槽h1、设于第二区域Q2的第二槽h2,通过 适当设定其周向的位置,能够抑制回旋涡盘22的倾斜。

另外,优选图3所示的第一排油槽hn1的深度(向轴向的上侧凹陷的深度) 比第一油槽hm1的深度浅。根据这样的结构,能够抑制供给到第一油槽hm1 的高压的润滑油经由第一排油槽hn1一下子流出,进而抑制第一油槽hm1的 压力的急速下降。同样地,优选第二排油槽hn2的深度比第二油槽hm2的深 度浅。由此,能够抑制第二油槽hm2的压力的急速下降。

<作用、效果>

图7A是表示各油槽的压力相对于曲柄角的说明图。

图7B是表示推力载荷相对于曲柄角的变化的说明图(适当参照图3、图 6)。

此外,图7A、图7B的横轴是涡旋压缩机100的曲柄角。图7A的纵轴是 各油槽的压力。图7B的纵轴是作用于回旋涡盘22的推力载荷(轴向的力)。 此外,在图7B示出了上述的欠压缩条件下的推力载荷。

另外,在图7A、图7B中用粗实线示出了使用了本实施方式(第一实施 方式)的涡旋压缩机100的情况。另外,作为“无油槽的比较例”,用细实线 示出了在固定涡盘21未设置供给高压的润滑油的预定的油槽的情况。关于该 比较例,在图7B(其纵轴为油槽的压力)中,用细实线示出了各镜板面21f、 22f的间隙的压力(静压力)。另外,作为“恒压槽的比较例”,用虚线示出了 在固定涡盘21的镜板面21f设有始终供给高压的润滑油的环状的油槽(恒压槽:未图示)。

在用细实线表示的“无油槽的比较例”中,由于不向固定涡盘21的镜板 面21f与回旋涡盘22的镜板面22f之间的间隙供给高压的润滑油,因此该间 隙的压力比预定的背压低(参照图7A),另外,推力载荷成为比较大的值(参 照图7B)。另外,若参照图7B的“无油槽的比较例”(细实线),则在曲柄角 为0°~360°的范围内,产生两次推力载荷急剧降低的瞬间(曲柄角α2、α 3)。这是因为,涡旋压缩机的外线侧压缩室Spo(参照图4)和内线侧压缩室Spi(参照图4)在不同的时刻与吐出口J2连通。

特别是在欠压缩条件下,在压缩室Sp连通于吐出口J2的瞬间,高压(吐 出压力)的制冷剂向压缩室Sp逆流,压缩室Sp的压力急剧上升。其结果, 欲使回旋涡盘22从固定涡盘21分离的反作用力变大,推力载荷降低(曲柄角 α2、α3)。

另外,在用虚线表示的“恒压槽的比较例”中,向环状的油槽(恒压槽: 未图示)持续供给高压的润滑油,因此油槽的压力保持与吐出压力大致相等的 状态(参照图7A)。另外,在“恒压槽的比较例”中,相比“无油槽的比较例”, 在全部的曲柄角,推力载荷降低大致恒定量(参照图7B)。

但是,在“恒压槽的比较例”中,在欠压缩条件下也产生了推力载荷急剧 降低的现象(图7B的曲柄角α2、α3)。其结果,导致在刚经由吐出口J2开 始吐出后,推力载荷过度下降,存在无法抑制回旋涡盘22的倾斜的可能性。 这样,在压缩机构部2产生单侧接触、各镜板面21f、22f的间隙变大,导致 体积效率降低。

对于此,在本实施方式中,如图7A的粗实线所示地,在曲柄角α4~360° 的范围内,第一控制槽hc1与供油孔hg的开口e1连通(例如,图6的位置B)。 由此,向第一槽h1供给高压的润滑油,第一槽h1的压力与吐出压力大致相等。 其结果,如图7B的用粗实线所示地,在曲柄角α4~360°的范围内,推力载 荷降低。

另外,在本实施方式中,在曲柄角为比0°(对应于图6的位置C的附近) 稍大的预定值~曲柄角α1的范围内,第二控制槽hc2与供油孔hg的开口e1 连通(例如,图6的位置D)。由此,向第二槽h2供给高压的润滑油,第二槽 h2的压力与吐出压力大致相同。其结果,如图7B的粗实线所示地,即使在曲 柄角为比0°(对应于图6的位置C的附近)稍大的预定值~曲柄角α1的范 围内,推力载荷也降低。

这样,在本实施方式中,第一槽h1和第二槽h2在不同的时刻(也就是, 不同的曲柄角的范围)交替供给高压的润滑油。其结果,在回旋涡盘22的偏 载荷区域AR1(参照图5)中,产生从固定涡盘21拉开回旋涡盘22的向下的 力。因此,能够抑制回旋涡盘22强烈地碰触固定涡盘21,进而抑制压缩机构 部2的磨损。

另一方面,在曲柄角α1~α4的范围内,不特别地进行经由供油孔hg(参 照图2)的高压的润滑油的供给。如图7B所示,在曲柄角α1~α4的范围内, 包括开始从外线侧压缩室Spo(参照图4)吐出制冷剂的曲柄角α2、开始从内 线侧压缩室Spi(参照图4)吐出制冷剂的曲柄角α3。这样,在开始从各压缩 室吐出的时刻,不进行经由供油孔hg的供油。由此,即使在欠压缩条件下, 也能够防止推力载荷过小,进而能够抑制回旋涡盘22的脱离。

这样,根据本实施方式,通过抑制回旋涡盘22的倾斜,能够降低在推力 载荷高的区间的各镜板面21f、22f的摩擦损失,进而抑制压缩机构部2的磨 损、烧熔。另外,能够抑制回旋涡盘22从固定涡盘21脱离,因此能够确保压 缩室Sp的密封性。另外,设于回旋涡盘22的供油孔hg(参照图2)为一个, 因此能够减少用于设置供油孔hg的切削加工的精力、时间。进一步地,可减 少密封栓U(参照图2)的零件个数,因此能够削减涡旋压缩机100的制造成本。这样,根据本实施方式,能够提供低成本且可靠性、性能高的涡旋压缩机 100。

《第二实施方式》

第二实施方式(参照图8)与第一实施方式(参照图3)的不同点在于, 固定涡盘21A的第一排油槽hA1连通于吸入口J1,另一方面,第二排油槽hA2 连通于涡卷槽hr。除此之外(涡旋压缩机的整体的结构等:参照图1),与第 一实施方式相同。因此,对于与第一实施方式不同的部分进行说明,对于重复 的部分,省略说明。

图8是第二实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘21A的仰视图。

图8所示的第一排油槽hA1是将流入到第一油槽hm1的高压的润滑油向 固定涡盘21A的吸入口J1引导的槽,设于镜板面21f的预定部位。图8的例 中,在第一油槽hm1以连接从第二油槽hm2分离的一侧的端部和吸入口J1的 方式设有直线状的第一排油槽hA1。

第二排油槽hA2是将流入到第二油槽hm2的高压的润滑油向固定涡盘 21A的涡卷槽hr引导的槽,设于镜板面21f的预定部位。在图8的例中,在 第二油槽hm2以连接从第一油槽hm1分离的一侧的端部和涡卷槽hr的方式设 有直线状的第二排油槽hA2。此外,固定涡盘21A的涡卷槽hr是由底板21a 的内壁面、固定涡卷21b的壁面构成的槽。

<效果>

根据第二实施方式,第一排油槽hA1连通于吸入口J1,另外,第二排油 槽hA2连通于涡卷槽hr。由此,例如,经由第一排油槽hA1流动的润滑油供 给至压缩室Sp(参照图4),因此,能够抑制制冷剂从压缩室Sp的泄漏。因 此,根据第二实施方式,能够降低涡旋压缩机的泄漏损失,实现高效率化。

《第三实施方式》

第三实施方式(参照图9)与第一实施方式(参照图3)的不同点在于, 固定涡盘21B的第一排油槽hB1连通于吸入口J1,另一方面,第二排油槽hB2 经由背压槽hk连通于外周槽ho。除此之外(涡旋压缩机的整体的结构等:参 照图1),与第一实施方式相同。因此,对与第一实施方式不同的部分进行说 明,对重复的部分省略说明。

图9是第三实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘21B的仰视图。

图9所示的背压槽hk是将经由第二排油槽hB2流动的润滑油向外周槽ho (图9的例中,预定的孔hs的附近)引导的槽,呈圆弧状。而且,在第二油 槽hm2中,以连接从第一油槽hm1分离的一侧的端部和背压槽hk的上游侧的 端部的方式设有第二排油槽hB2。另外,在第一油槽hm1中,以连接从第二 油槽hm2分离的一侧的端部和吸入口J1的方式设有第一排油槽hB1。

<效果>

根据第三实施方式,在第二油槽hm2流动的高压的润滑油依次经由第二 排油槽hB2及背压槽hk供给至外周槽ho。由此,向固定涡盘21B的镜板面 21f供给润滑油,因此,能够提高镜板间的密封性、润滑性。因此,相比第一 实施方式,能够进一步提高涡旋压缩机的性能、可靠性。

《第四实施方式》

第四实施方式(参照图10)与第一实施方式的不同点在于,相比第一油 槽hm1,第一控制槽hc1的深度更浅。除此之外(涡旋压缩机的整体的结构、 各槽的仰视下的配置:参照图1、图3)与第一实施方式相同。因此,对与第 一实施方式不同的部分进行说明,对重复的部分省略说明。

图10是第四实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘21C及回旋涡盘22 的纵剖视图。

此外,在图10中示出了利用相对于回旋涡盘22的镜板面垂直且穿过第一 控制槽hc1及第一油槽hm1的预定的曲面(未图示)取得截面时的供油孔hg 的附近的结构。另外,在图10中示出了供油孔hg连通于第一控制槽hc1时的 状态。

如图10所示,优选第一控制槽hc1的深度H1(从固定涡盘21C的镜板面 向上侧凹陷的深度)比第一油槽hm1的深度H2浅。根据这样的结构,在深度 较浅的第一控制槽hc1中,高压的润滑油的流路被节流。由此,能够抑制在供 油孔hg连通于第一控制槽hc1的瞬间第一油槽hm1的压力急剧上升。

此外,可以说,对于第二控制槽hc2(参照图3)、第二油槽hm2(参照图 3)也同样。即,优选第二控制槽hc2的深度比第二油槽hm2的深度浅。由此, 能够抑制在供油孔hg连通于第二控制槽hc2的瞬间第二油槽hm2的压力急剧 上升。

<效果>

根据第四实施方式,能够抑制随着高压的润滑油的供给产生的急剧的推力 载荷的变动,进而能够抑制因回旋涡盘22的镜板面压的不均而导致的磨损、 密封性的降低。因此,相比第一实施方式,能够进一步提高涡旋压缩机的性能、 可靠性。

《第五实施方式》

第五实施方式(参照图11)与第一实施方式(参照图3)的不同点在于, 在供油孔hg(在图11中未图示,参照图2)的开口e1与第一控制槽hc1开始 连通的过程中,开口e1和第一控制槽hc1重叠的面积逐渐增加。除此之外(涡 旋压缩机的整体的结构等:参照图1)与第一实施方式相同。因此,对与第一 实施方式不同的部分进行说明,对重复的部分省略说明。

图11是在第五实施方式的涡旋压缩机具备的固定涡盘21D的下表面表示 供油孔e1的移动轨迹T的局部放大图。

随着涡旋压缩机的曲柄角变大,供油孔hg(在图11中未图示,参照图2) 的开口e1在图11中绕逆时针以位置A、B、C、D、E、F、G的顺序移动。另 外,第一控制槽hc1及第二控制槽hc2分别以与供油孔hg的开口e1的移动轨 迹T的一部分重叠的方式设为圆弧状。

以回旋涡盘22(参照图1)的回旋中,如图11的位置B、C、D所示地, 供油孔hg的开口e1和第一槽h1(在图11中,第一控制槽hc1)重叠的面积 单调增加的方式设有第一槽h1。由此,能够抑制在供油孔hg与第一控制槽hc1 连通的瞬间第一油槽hm1的压力急剧上升。

此外,可以说,对于第二控制槽hc2也与第一控制槽hc1同样。即,以在 回旋涡盘22(参照图1)的回旋中,如图11的位置E、F所示地,供油孔hg 的开口e1和第二槽h2(在图11中,第二控制槽hc2)重叠的面积单调增加的 方式设有第二槽h2。由此,能够抑制在供油孔hg与第二控制槽hc2连通的瞬 间第二油槽hm2的压力急剧上升。

此外,如图11所示,优选第一控制槽hc1呈形成直径比开口e1移动时的 圆形的移动轨迹T大的预定的圆Cs的一部的圆弧状。同样地,优选第二控制 槽hc2呈形成直径比开口e1移动时的圆形的移动轨迹T大的预定的圆(未图 示)的一部的圆弧状。根据这样的结构,通过适当设定第一控制槽hc1、第二 控制槽hc2的周向的位置,能够在开口e1开始连通于第一控制槽hc1等的过 程中使开口e1和第一控制槽hc1等重叠的面积逐渐增加。

<效果>

根据第五实施方式,能够抑制随着高压的润滑油的供给而产生的急剧的推 力载荷的变动,进而抑制因回旋涡盘22的镜板面压的不均而导致的磨损、密 封性的降低。因此,相比第一实施方式,能够进一步提高涡旋压缩机的性能、 可靠性。

《第六实施方式》

在第六实施方式中,对具备第一实施方式中说明的涡旋压缩机100(参照 图1)的空调机W(冷冻循环装置:参照图12)进行说明。

图12是第六实施方式的空调机W的制冷剂回路Rs的结构图。

此外,图12的实线箭头表示制热运转时的制冷剂的流动。

另一方面,图12的虚线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流动。

空调机W是进行制冷、制热等空气调节的设备。如图12所示,空调机W 具备涡旋压缩机100、室外热交换器Eo、室外风扇Fo、膨胀阀Ve、四通阀 Vf、室内热交换器Ei以及室内风扇Fi。

在图12的例中,涡旋压缩机100、室外热交换器Eo、室外风扇Fo、膨胀 阀Ve以及四通阀Vf设于室外机Wo。另一方面,室内热交换器Ei及室内风 扇Fi设于室内机Wi。

涡旋压缩机100是压缩气体状的制冷剂的设备,具备与第一实施方式(参 照图1)相同的结构。

室外热交换器Eo是在流通于其传热管(未图示)的制冷剂与从室外风扇 Fo送入的外部空气之间进行热交换的热交换器。

室外风扇Fo是向室外热交换器Eo送入外部空气的风扇。室外风扇Fo具 备作为驱动源的室外风扇马达Mo,设于室外热交换器Eo的附近。

室内热交换器Ei是在流通于其传热管(未图示)的制冷剂与从室内风扇 Fi送入的室内空气(空气调节对象空间的空气)之间进行热交换的热交换器。

室内风扇Fi是向室内热交换器Ei送入室内空气的风扇。室内风扇Fi具备 作为驱动源的室内风扇马达Mi,设置于室内热交换器Ei的附近。

膨胀阀Ve是对通过“冷凝器”(室外热交换器Eo及室内热交换器Ei的一 方)冷凝了的制冷剂进行减压的阀。此外,通过膨胀阀Ve进行了减压的制冷 剂被引导至“蒸发器”(室外热交换器Eo及室内热交换器Ei的另一方)。

四通阀Vf是根据空调机W的运转模式切换制冷剂的流路的阀。例如,在 制冷运转时(参照图12的虚线箭头),在涡旋压缩机100、室外热交换器Eo (冷凝器)、膨胀阀Ve、以及室内热交换器Ei(蒸发器)经由四通阀Vf依次 连接而成的制冷剂回路Rs中,制冷剂通过冷冻循环而循环。

另一方面,在制热运转时(参照图12的实线箭头),在涡旋压缩机100、 室内热交换器Ei(冷凝器)、膨胀阀Ve、以及室外热交换器Eo(蒸发器)经 由四通阀Vf依次连接而成的制冷剂回路中,制冷剂通过冷冻循环而循环。这 样,在第六实施方式中,制冷剂在制冷剂回路Rs中依次经由涡旋压缩机100、 “冷凝器”、膨胀阀Ve、以及“蒸发器”而循环。

<效果>

根据第六实施方式,空调机W具备制造成本低且性能、可靠性高的涡旋 压缩机100。由此,能够削减空调机W整体的制造成本,另外,提高其性能、 可靠性。

《变形例》

以上,在各实施方式中对本发明的涡旋压缩机100、空调机W进行了说 明,但本发明不限于这些记载,能够进行各种变更。

例如,各实施方式中,对第一控制槽hc1(参照图3)、第二控制槽hc2(参 照图3)为圆弧状的情况进行了说明,但不限于此。即,只要为包括供油孔hg 的开口e1的移动轨迹T的一部分的形状,也可以将第一控制槽hc1、第二控 制槽hc2设为其它形状(例如,折线状、直线状)。

另外,在各实施方式中,对在第一控制槽hc1(参照图3)的一端连接有 第一油槽hm1的结构进行了说明,但不限于此。例如,也可以在呈圆弧状的 第一控制槽hc1的两端以外的预定部位连接有第一油槽hm1。此外,也可以说 第二控制槽hc2、第二油槽hm2也同样。

另外,在各实施方式中,对第一槽h1(参照图3)具备第一控制槽hc1及 第一油槽hm1的结构进行了说明,但也可以省略第一控制槽hc1,使圆弧状的 第一油槽hm1的一端与开口e1的移动轨迹T的一部分重叠。同样地,也可以 从第二槽h2(参照图3)省略第二控制槽hc2,使圆弧状的第二油槽hm1的一 端与开口e1的移动轨迹T的一部分重叠。在这样的结构中,也可以使圆弧状 的第一油槽hm1的一部分和圆弧状的第二油槽hm2的一部在径向上重叠。

另外,在各实施方式中,对在固定涡盘21(参照图3)的镜板面21f设有 第一排油槽hn1及第二排油槽hn2的结构进行了说明,但也可以为省略了第一 排油槽hn1、第二排油槽hn2的结构。例如,不设置第一排油槽hn1,并且使 从第一槽h1流出的润滑油经由固定涡盘21的镜板面21f与回旋涡盘22的镜 板面22f之间的间隙流出。

另外,在各实施方式中,对在固定涡盘21(参照图3)的镜板面21f设有 环状的外周槽ho的结构进行了说明,但不限于此。例如,也可以省略外周槽 ho,使第一排油槽hn1、第二排油槽hn2经由其径向外侧的端部与背压室Sb (参照图2)连通。

另外,在第一实施方式中,对设于回旋涡盘22(参照图2)的镜板面22f 的开口e1的个数为一个的情况进行了说明,但不限于此。例如,也可以夹着 曲柄轴3的轴线Z在开口e1的相反侧设置其它的开口(引导来自供油孔hg 的润滑油的开口:未图示)。在这样的结构中,也可以以穿过其它的开口的移 动轨迹的一部分的方式追加设置第一槽(未图示)、第二槽(未图示)。即使这 样的结构,也可以构成为,随着回旋涡盘22的回旋,各个开口e1(也就是, 相同的开口e1)与第一槽h1及第二槽h2交替连通。即使这样的结构,也可 起到与第一实施方式相同的效果。

另外,各实施方式能够适当组合。例如,也可以构成为,将第二实施方式 和第四实施方式组合,使固定涡盘21A具备第一排油槽hA1、第二排油槽hA2 (第二实施方式:参照图8),而且使第一控制槽hc1的深度H1比第一油槽hm1的深度H2浅(第四实施方式:参照图10)。

另外,例如,也可以组合第三实施方式和第六实施方式,使空调机W(第 六实施方式:参照图12)具备第三实施方式所说明的结构的涡旋压缩机(参 照图9)。除此之外,也可以进行各种组合。

另外,在第六实施方式中说明的空调机W(参照图12)除了室内空调机、 柜式空调机外,还能够应用于大楼用多路空调机这样的各种种类的空调机。另 外,在第六实施方式中,对具备涡旋压缩机100的空调机W(冷冻循环装置: 参照图9)进行了说明,但不限于。例如,也能够将第六实施方式应用于冷冻 机、热水供给器、空气调节热水供给装置、冷却装置、冰箱等其它“冷冻循环 装置”。

另外,在各实施方式中,对通过涡旋压缩机100压缩制冷剂的情况进行了 说明,但不限于此。即,对于通过涡旋压缩机100压缩制冷剂以外的预定的气 体的情况,也能够应用各实施方式。

另外,各实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细记载的例子,并非 限定于必须具备所说明的全部结构。另外,对于各实施方式的结构的一部分, 可以适当进行其它结构的追加、删除、置换。

另外,上述的机构、结构示出了在说明上认为必须的部分,不限定在产品 上必须示出全部的机构、结构。

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