專利名稱：渦旋壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦旋壓縮機(jī)，該渦旋壓縮機(jī)使固定渦旋部件的渦卷與旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷嚙合，形成壓縮室，在利用自轉(zhuǎn)約束機(jī)構(gòu)進(jìn)行自轉(zhuǎn)約束的狀態(tài)下使旋轉(zhuǎn)渦旋部件沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮室一邊改變?nèi)莘e一邊移動(dòng)，從而進(jìn)行流體的吸入、壓縮、及排出。
其中，將壓縮機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)構(gòu)收容于容器的壓縮機(jī)以實(shí)現(xiàn)防噪聲和免維護(hù)為目的的密閉型壓縮機(jī)較有代表性，渦旋壓縮機(jī)和回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為主流。渦旋壓縮機(jī)一般使固定渦旋部件的渦卷與旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷嚙合，形成壓縮室，在利用自轉(zhuǎn)約束機(jī)構(gòu)進(jìn)行自轉(zhuǎn)約束的狀態(tài)下使旋轉(zhuǎn)渦旋部件沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮室一邊改變?nèi)莘e一邊移動(dòng)，從而進(jìn)行流體的吸入、壓縮、及排出。另外，在作為與旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷相反面的背面施加規(guī)定壓力，旋轉(zhuǎn)渦旋部件不會(huì)從固定渦旋部件離開而翻轉(zhuǎn)。
另外，構(gòu)成渦旋壓縮機(jī)的固定渦旋部件和旋轉(zhuǎn)渦旋部件的材料雙方使用以鑄鐵為主的鐵系，或雙方使用鋁系，或固定渦旋部件使用鐵系，旋轉(zhuǎn)渦旋部件使用鋁系。
然而，在將二氧化碳作為制冷劑的場(chǎng)合，壓縮機(jī)的排出壓力在以氟里昂為制冷劑的現(xiàn)有的制冷循環(huán)的高壓側(cè)壓力的約7～10倍以上。為此，當(dāng)對(duì)旋轉(zhuǎn)渦旋部件施加使旋轉(zhuǎn)渦旋部件不從固定渦旋部件拉開的背壓時(shí)，旋轉(zhuǎn)渦旋部件強(qiáng)有力地壓在固定渦旋部件，導(dǎo)致渦旋滑動(dòng)部的異常磨損和輸入增加。
因此，在將二氧化碳用作制冷劑的渦旋壓縮機(jī)中，當(dāng)旋轉(zhuǎn)渦旋部件和固定渦旋部件為相同金屬的場(chǎng)合，存在當(dāng)由背壓強(qiáng)有力地推壓時(shí)易于發(fā)熱膠著的問題。
另一方面，在記載于日本特開2000-186680號(hào)公報(bào)的渦旋壓縮機(jī)中，設(shè)置有接受作用于旋轉(zhuǎn)渦旋部件的推壓力的軸向力阻擋機(jī)構(gòu)。軸向力阻擋機(jī)構(gòu)由可在一個(gè)方向回轉(zhuǎn)地保持的圓柱狀的第1轉(zhuǎn)動(dòng)體和可在與該一個(gè)方向直交的方向回轉(zhuǎn)地保持的圓柱狀的第2轉(zhuǎn)動(dòng)體構(gòu)成。按照該構(gòu)成，可增大轉(zhuǎn)動(dòng)體的接觸面積，所以，可提高壓縮機(jī)的耐久性。然而，由于用多個(gè)部件構(gòu)成，所以，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)噪聲的增加和成本的增大。
在記載于日本特開2001-207979號(hào)公報(bào)的渦旋壓縮機(jī)中，在渦旋部件的渦卷部的齒頂面形成可滑動(dòng)地與對(duì)方側(cè)的端板接觸的尖端密封槽，在其中安裝尖端密封件，以減少從齒頂面的泄漏。然而，在以二氧化碳作為制冷劑的渦旋壓縮機(jī)中，存在背壓高使尖端密封件接觸導(dǎo)致的滑動(dòng)損失增大的問題。
另外，在將二氧化碳用作制冷劑的渦旋壓縮機(jī)中，單位體積的制冷效果與將氟里昂作為制冷劑的現(xiàn)有的制冷循環(huán)的制冷效果相比約為3倍。在將壓縮機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)構(gòu)收容于容器中的密閉型壓縮機(jī)中，當(dāng)在效率良好的頻率區(qū)域運(yùn)行電動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，使吸入容積為約三分之一。
在日本特開平7-197891號(hào)公報(bào)記載的渦旋壓縮機(jī)中，對(duì)于旋轉(zhuǎn)渦旋部件或固定渦旋部件的渦卷部，調(diào)整從端板的齒底到齒頂?shù)母叨瘸叽纾诮M裝狀態(tài)下，在各渦卷部的齒頂與對(duì)方的齒底之間形成在最內(nèi)周側(cè)變得最大的那樣的軸向間隙，或根據(jù)測(cè)定齒頂面的溫度分布的結(jié)果按多級(jí)階梯狀使軸向間隙變化，形成間隙。
然而，在減小壓縮機(jī)自身、使吸入容積約為三分之一的場(chǎng)合，旋轉(zhuǎn)渦旋部件或固定渦旋部件的渦卷部的大小也約為三分之一，按多級(jí)階梯狀改變軸向間隙地進(jìn)行加工較困難，存在電動(dòng)機(jī)效率進(jìn)一步下降的問題。另外，在使渦卷高度約為三分之一、使吸入容積約為三分之一的場(chǎng)合，在中心部的溫度不變高的低速運(yùn)行時(shí)等，中心部的軸向間隙變大，存在泄漏損失大的問題。
本發(fā)明的第一方面的渦旋壓縮機(jī)使固定渦旋部件的渦卷與旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷嚙合，形成壓縮空間，在利用自轉(zhuǎn)約束機(jī)構(gòu)進(jìn)行自轉(zhuǎn)約束的狀態(tài)下使上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述壓縮室一邊改變?nèi)莘e一邊移動(dòng)，從而進(jìn)行吸入、壓縮、及排出；其特征在于使用二氧化碳作為制冷劑，由鐵系金屬材料形成上述固定渦旋部件，由鋁系金屬材料形成上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件，在上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的背面施加規(guī)定壓力，將該旋轉(zhuǎn)渦旋部件推壓到上述固定渦旋部件。
本發(fā)明的第二方面在第一方面的渦旋壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上還具有這樣的特征在上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的前端與上述固定渦旋部件的渦卷的底面之間設(shè)置間隙。
本發(fā)明的第三方面在第一或二方面的渦旋壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上還具有這樣的特征上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的高度在上述固定渦旋部件的渦卷的高度的99.8％以上并不到100％。
圖2為示出該實(shí)施例的固定渦旋部件和旋轉(zhuǎn)渦旋部件的斷面圖。
圖3為示出該實(shí)施例的固定渦旋部件和旋轉(zhuǎn)渦旋部件的斷面圖。
本發(fā)明第2項(xiàng)實(shí)施形式在第1項(xiàng)實(shí)施形式的渦旋壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，在旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的前端與固定渦旋部件的渦卷的底面之間設(shè)置間隙。按照本實(shí)施形式，可減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能提高和可靠性確保的效果。
第3項(xiàng)實(shí)施形式在第1項(xiàng)或第2項(xiàng)實(shí)施形式的渦旋壓縮機(jī)的基礎(chǔ)上，使旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的高度在固定渦旋部件的渦卷的高度的99.8％以上并不到100％。按照本實(shí)施形式，可減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能的進(jìn)一步提高和可靠性確保的效果。
(實(shí)施例)

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的渦旋壓縮機(jī)的斷面圖，圖2和圖3為該實(shí)施例的渦旋壓縮機(jī)的要部的斷面圖。
從吸入管1吸入的制冷劑氣體經(jīng)過由渦卷部2a和端板2b構(gòu)成的固定渦旋部件2的吸入室3，封入到在與由渦卷部4a和端板4b構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)渦旋部件4之間嚙合而形成的壓縮室5，一邊朝中心減少容積一邊受到壓縮，從排出口6排出。由固定渦旋部件2和軸承7圍住形成的背壓室8具有使旋轉(zhuǎn)渦旋部件4不從固定渦旋部件2被拉開的程度的背壓。背壓調(diào)整機(jī)構(gòu)9在從背壓室8通過固定渦旋部件2的內(nèi)部連通到吸入室3的通道10設(shè)置閥11，當(dāng)背壓室8的壓力變得比設(shè)定壓力高時(shí)，閥11打開，背壓室8的油供給到吸入室3，將背壓室內(nèi)維持到一定的中間壓力。在旋轉(zhuǎn)渦旋部件4的背面施加上述中間力，防止固定渦旋部件2與旋轉(zhuǎn)渦旋部件4離開、在該部分發(fā)生泄漏。另外，供給到吸入室3的油與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一起朝壓縮室5移動(dòng)，起到防止壓縮室間的泄漏的作用。
此時(shí)，固定渦旋部件4由鐵系材料形成，旋轉(zhuǎn)渦旋部件2由鋁系材料形成。在使用二氧化碳作為制冷劑的場(chǎng)合，壓縮機(jī)的排出壓力為將氟里昂作為制冷劑時(shí)的現(xiàn)有制冷循環(huán)的高壓側(cè)壓力的約7～10倍以上。為此，當(dāng)施加使旋轉(zhuǎn)渦旋部件2不從固定渦旋部件4拉開的程度的背壓時(shí)，旋轉(zhuǎn)渦旋部件2被強(qiáng)有力地推壓到固定渦旋部件4。最大推壓力與將氟里昂作為制冷劑的現(xiàn)有的場(chǎng)合相比，為約2.5倍。在二氧化碳的制冷劑氣氛中，制冷機(jī)油處于其間，推壓鐵系材料和鋁系材料的場(chǎng)合的發(fā)熱膠著負(fù)荷與相互推壓鐵系材料的場(chǎng)合的發(fā)熱膠著負(fù)荷相比高達(dá)約2倍以上。
為此，在本實(shí)施例中，通過由鐵系材料形成固定渦旋部件4，由鋁系材料形成旋轉(zhuǎn)渦旋部件2，即使在將二氧化碳用作制冷劑的場(chǎng)合，也可確保與過去的將氟里昂用作制冷劑的場(chǎng)合同等的可靠性，可抑制異常磨損、不出現(xiàn)發(fā)熱膠著地運(yùn)行。
另外，在本實(shí)施例中，由于用比鐵的比重輕的鋁系材料形成旋轉(zhuǎn)渦旋部件2，所以，可減小高速運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)部的離心力，而且耐久性優(yōu)良，可減少滑動(dòng)損失。另外，由于不增加部件數(shù)量，所以，可在不損害運(yùn)行時(shí)的靜聲性的同時(shí)降低成本。
另外，在本實(shí)施例中，如圖3所示那樣，在旋轉(zhuǎn)渦旋部件4的渦卷部4a的前端與固定渦旋部件2的底面之間設(shè)置間隙。
在如本實(shí)施例那樣將二氧化碳用作制冷劑的場(chǎng)合，單位體積的制冷效果與將氟里昂作為制冷劑的現(xiàn)有的制冷循環(huán)的制冷效果相比約為3倍。在將壓縮機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)構(gòu)收容于容器中的密閉型壓縮機(jī)中，當(dāng)在效率良好的頻率區(qū)域運(yùn)行電動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，使吸入容積為約三分之一。另外，形成于固定渦旋部件2與旋轉(zhuǎn)渦旋部件4之間的各壓縮室通過進(jìn)行壓縮作用而產(chǎn)生壓縮熱，該熱使得各渦旋部件成為高溫。該溫度上升使各渦卷部產(chǎn)生熱膨脹，特別是位于成為高溫的中央側(cè)的各渦卷部的軸向間隙比組裝時(shí)的間隙尺寸小，各渦卷部的齒頂面與各端板的齒底接觸。另外，當(dāng)接觸面壓增大時(shí)，相互發(fā)生膠著，可能各端板和各渦卷部產(chǎn)生損傷，存在作為壓縮機(jī)的壓縮效率、耐久性下降的問題。
然而，在渦卷部高度為約三分之一、吸入容積為約三分之一的場(chǎng)合，熱膨脹產(chǎn)生的間隙的變化約成為三分之一，備渦卷部的齒頂面不與各端板的齒底接觸或即使接觸其接觸面壓也不增大，不發(fā)生膠著等。
另外，二氧化碳的壓縮途中的制冷劑粘度與過去的氟里昂制冷劑粘度相比為約1.4倍，所以，對(duì)于相同軸向間隙，泄漏也減少約30％以上。
即，在使用二氧化碳作為制冷劑的場(chǎng)合，設(shè)置固定渦旋部件2的渦卷前端與固定渦旋部件底面的間隙的本實(shí)施例減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能提高和可靠性確保的效果。
另外，通過使旋轉(zhuǎn)渦旋部件2的渦卷部2a的高度在固定渦旋部件4的渦卷部4a的高度的99.8％以上并不到100％，可減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能的進(jìn)一步提高和可靠性確保的效果。
由上述實(shí)施例可知，本發(fā)明由鐵系金屬材料形成固定渦旋部件，由鋁系金屬材料形成旋轉(zhuǎn)渦旋部件，所以，即使強(qiáng)有力地將該旋轉(zhuǎn)渦旋部件推壓到固定渦旋部件，也可抑制異常磨損，不發(fā)熱膠著地運(yùn)行。另外，可減小高速運(yùn)行時(shí)的驅(qū)動(dòng)部的離心力，而且耐久性優(yōu)良，可減少滑動(dòng)損失。另外，由于不增加部件數(shù)量，所以，可在不損害運(yùn)行時(shí)的靜聲性的同時(shí)降低成本。
另外，本發(fā)明通過在旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷前端與固定渦旋部件的底面之間設(shè)置間隙，可減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能提高和可靠性確保的效果。
另外，本發(fā)明通過使旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的高度在固定渦旋部件的渦卷的高度的99.8％以上并不到100％，可減少從各渦卷部的齒頂面的泄漏損失，并防止各渦卷部的齒頂面的膠著等，可同時(shí)獲得壓縮機(jī)的性能的進(jìn)一步提高和可靠性確保的效果。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機(jī)，使固定渦旋部件的渦卷與旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷嚙合，形成壓縮空間，在利用自轉(zhuǎn)約束機(jī)構(gòu)進(jìn)行自轉(zhuǎn)約束的狀態(tài)下使上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件沿圓形軌道旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述壓縮室一邊改變?nèi)莘e一邊移動(dòng)，從而進(jìn)行吸入、壓縮、及排出；其特征在于使用二氧化碳作為制冷劑，由鐵系金屬材料形成上述固定渦旋部件，由鋁系金屬材料形成上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件，在上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的背面施加規(guī)定壓力，將該旋轉(zhuǎn)渦旋部件推壓到上述固定渦旋部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于在上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的前端與上述固定渦旋部件的渦卷的底面之間設(shè)置間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦旋壓縮機(jī)，其特征在于上述旋轉(zhuǎn)渦旋部件的渦卷的高度在上述固定渦旋部件的渦卷的高度的99.8％以上并不到100％。
全文摘要
一種渦旋壓縮機(jī)，其中，由鐵系金屬材料形成固定渦旋部件，由鋁系金屬材料形成旋轉(zhuǎn)渦旋部件，在旋轉(zhuǎn)渦旋部件的背面施加規(guī)定壓力，推壓到固定渦旋部件。這樣，在將二氧化碳用作制冷劑的場(chǎng)合，由簡(jiǎn)單、低成本的構(gòu)成也可獲得高效率和高可靠性。
文檔編號(hào)F04C18/02GK1458422SQ0313673
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2003年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者鶸田晃, 二上義幸, 飯?zhí)锏? 澤井清 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社