專利名稱：渦旋式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種渦旋式壓縮機，在該壓縮機中，固定的渦卷部件與繞轉著的渦卷部件相嚙合而形成壓縮室，繞轉渦卷部件能進行繞轉運動，從而能連續地改變壓縮室的容積，在此期間，完成抽吸、壓縮、以及排出的操作。
背景技術：
作為制冷用或空調用的封閉式壓縮機，目前存在多種常規的壓縮機如往復式壓縮機、旋轉式壓縮機、以及渦旋式壓縮機，這些壓縮機被用在家用或商用的制冷或空調領域中。目前，由于采用了在成本和性能方面的一些特征，壓縮機技術獲得了發展。
在這些壓縮機中，存在一種被稱為封閉式壓縮機的典型壓縮機，設計這種壓縮機是為了消除噪音并免除維護保養的需求，在該壓縮機中，壓縮機構和電機被包封在容器內，渦旋式壓縮機和旋轉式壓縮機是此類壓縮機的主流形式。一般來講，在渦旋式壓縮機中，固定的渦卷部件與繞轉著的渦卷部件相互嚙合而在其間形成壓縮室，在固定渦卷部件中，渦卷體(scroll lap)從鏡面板豎立起來，如果使繞轉渦卷部件沿圓形的軌道執行繞轉運動，同時利用自轉約束構件限制繞轉渦卷部件的自轉，則可以使壓縮室移動，同時出現容積的改變，由此完成了抽吸、壓縮、以及排出的操作，利用潤滑油對繞轉渦卷部件的外周部和渦卷體的背面施加預定的背壓，從而，繞轉渦卷部件不會與固定渦卷部件分離開，也不會翻轉過去。
如圖4所示，按照常規渦旋式壓縮機的設計，固定渦卷部件2具有從鏡面板2b豎立起來的渦卷體2a，且繞轉渦卷部件4具有從鏡面板4b豎立起來的渦卷體4a。固定渦卷部件2與繞轉渦卷部件4相互嚙合而在其間形成壓縮室5。當使繞轉渦卷部件4沿圓形的軌道執行繞轉運動、同時利用自轉約束構件22限制繞轉渦卷部件4的自轉時，壓縮室5將移動，同時改變其容積，由此完成了抽吸、壓縮、以及排出的操作。
也就是說，從吸入管1吸入的制冷劑氣體流經固定渦卷部件2的抽吸空間3，然后被封閉在由固定渦卷部件2和繞轉渦卷部件4相互嚙合而形成的壓縮室5中，制冷劑氣體被壓向壓縮室5的中心，并從排出口6排出，其中固定渦卷部件2是由渦卷體2a和鏡面板2b構成的，繞轉渦卷部件4是由渦卷體4a和鏡面板4b構成的。
將背壓室8制成這樣使其被固定渦卷部件2和軸承構件7包圍著。背壓室8中始終具有背壓作用，以便于將繞轉渦卷部件4推頂向固定渦卷部件2。設置背壓調節機構9，以作為用于將背壓始終保持在恒定水平上的裝置。
背壓調節機構9具有連通通道10，其穿過固定渦卷部件2而將抽吸空間3與背壓室8連通。連通通道10中設置有閥11。當背壓室8中的壓強變得高于設定壓強時，閥11將被開啟，背壓室8中的潤滑油被輸送到抽吸空間3中，背壓室8中的壓強被保持在恒定的中間壓強上。
在另一方面，蓄積在儲油器29中的潤滑油被油泵31經軸13中的通道23輸送到軸13的上端。被輸送到上端的潤滑油對滑動表面33和34進行潤滑。一部分潤滑油流經繞轉渦卷部件4中的通道24，并在縮窄部分12處獲得減壓，且被輸送到背壓室8中。輸送到抽吸空間3中的潤滑油隨著繞轉渦卷部件的繞轉運動而被供送到壓縮室5中，以防止制冷劑從壓縮室5中泄漏出去，由此可提高壓縮效率。
也就是說，通過利用潤滑油進行密封而提高了壓縮效率。在專利文件1(日本專利公報第2000-110748號)所描述的渦旋式壓縮機中，固定渦卷部件的漸開線卷繞端位于排出口的正上方，吸入口形成抽吸通道的附近，以降低渦旋式壓縮機的抽吸阻力，提高抽吸效率，從而可提高壓縮效率。
圖5中的圖線表示了這樣的關系當將R410A和二氧化碳用作制冷劑時，潤滑油相對于制冷劑吸入量的供送率與性能系數比(COP比值)之間的關系。以二氧化碳為制冷劑的圖線是在如下條件下測得的排出壓強為9Mpa、吸入壓強為5Mpa、旋轉頻率為37Hz。以R410A為制冷劑的圖線是在如下條件下測得的所使用渦旋式壓縮機的制冷能力和頻率基本上等同于以二氧化碳為制冷劑時的條件。從圖5可看出，當使用R410A時，潤滑油相對于制冷劑吸入量的供送率越小，性能系數比越高。
但是，對于專利文件1所述的渦旋式壓縮機，很難僅通過降低抽吸阻力來向抽吸空間合適地輸送潤滑油，從而會對壓縮效率造成不利影響，使壓縮機的性能惡化。
也就是說，輸送到抽吸空間中的潤滑油會隨著制冷劑的流動而被掃帶走，從而，更多的潤滑油將被輸送到形成于繞轉渦卷部件中心方向上的壓縮室中。因而，輸送到形成于繞轉渦卷部件外周方向上的壓縮室中的潤滑油變為不足，外周側壓縮室的泄漏將加劇，從而使性能惡化。如果增加潤滑油的供送率來補償繞轉渦卷部件外周方向上的潤滑油供應短缺，將會帶來抽吸過熱的問題，并使容積效率變差。
制冷劑進入到抽吸空間的流動路徑具有很大的彎度，制冷劑一直到被封閉到壓縮室中時才不再彎曲流動。在此條件下，存在這樣的問題制冷劑會與壁面撞擊，或者會形成渦流，從而產生壓強損失，并使性能惡化。
作為降低潤滑油供送率以提高性能系數的控制方法，存在這樣一些方法增大縮窄部分12處壓強損失的方法；以及提高背壓室8的設定壓強以使得閥11難于開啟的方法。在前一方法的情況下，如果將縮窄部分12減小，則縮窄部分12被污染物堵塞的可能性就會增大，如果縮窄部分12被封堵，潤滑油就不能被輸送到壓縮室5中，從而會產生因過度磨損而咬住或異常磨損，壓縮機的可靠性會大大地降低。在后一方法的情況下，如果將設定壓強提高，則在高負荷工作時，用于將繞轉渦卷部件4頂推向固定渦卷部件2的作用力會異常地增大。結果就是，推壓表面會出現因過度磨損而咬住或異常磨損，壓縮機的可靠性也會極大地變劣。用于控制潤滑油供送率的方法存在上述這些問題。
另外，如果壓縮機使用HFC基的制冷劑或HCFC基的制冷劑，則由于與使用二氧化碳的情況相比單位循環量的制冷效果較小，所以要增大繞轉渦卷部件4的渦卷體4a的高度。因而，存在這樣的問題由于在抽吸過程中形成了渦流，會產生壓強損失，從而使抽吸效率惡化，且由于制冷劑和潤滑油的不足，泄漏損失會增大。
從圖5可發現，如果以二氧化碳作為制冷劑，則潤滑油相對于制冷劑吸入量的供送率存在最優值，在該最優值上，性能系數變為最大。但是，由于此時排出壓強與吸入壓強之間的壓強差比以CFCs為制冷劑的常規制冷循環中的壓強差高約7到10倍，所以，密封潤滑油少量的缺乏就會增大壓縮室的泄漏，從而使性能惡化。
基于現有技術中的這些問題而完成了本發明，本發明的目的是提供一種簡單、便宜、高效、且可靠的渦旋式壓縮機。
發明內容
本發明的第一方面在于提供一種渦旋式壓縮機，在該壓縮機中，固定渦卷部件與繞轉渦卷部件相互嚙合而形成壓縮室，允許繞轉渦卷部件沿圓形的軌道進行繞轉運動，同時利用自轉約束構件限制繞轉渦卷部件的自轉運動，在連續地改變壓縮室容積的同時，將制冷劑吸入、壓縮、并排出，其中，在固定渦卷部件的抽吸空間中形成潤滑油供應通道，且在抽吸空間中設置擋油部件。
采用這一方面的設計，可利用潤滑油撞擊到擋油部件上時產生的阻力來控制輸送到壓縮室中的潤滑油量。也就是說，可使抽吸過熱最小化，并能輸送最少量的潤滑油來作為密封油，從而能提供一種高效的渦旋式壓縮機。
根據本發明的第二方面，在本發明第一方面的渦旋式壓縮機中，在擋油部件與抽吸空間的壁面之間形成間隙。
采用這一方面的設計，撞擊到擋油部件上的潤滑油流經所述間隙，被分開地引入到繞轉渦卷部件的外周方向上和中心方向上。因而，可防止潤滑油的供應偏向于繞轉渦卷部件的中心方向，并能防止繞轉渦卷部件的外周方向上的潤滑油減少。也就是說，不必增大潤滑油量(供送率)來補償繞轉渦卷部件的外周方向的潤滑油供應短缺，從而能減輕抽吸過熱現象，并能輸送足夠的密封油，以提供一種更為有效的渦旋式壓縮機。
根據本發明的第三方面，在第二方面的渦旋式壓縮機中，所述間隙包括第一間隙和第二間隙，且第一間隙大于第二間隙，其中，第一間隙被制成從潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從潤滑油供應通道通向壓縮室。
采用這一方面的設計，由于較多的潤滑油是通過第一間隙引入的，且被輸送到繞轉渦卷部件的外周方向上，所以能提供一種在負載很高時更高效的渦旋式壓縮機。
根據本發明的第四方面，在第二方面的渦旋式壓縮機中，所述間隙包括第一間隙和第二間隙，且第二間隙大于第一間隙，其中，第一間隙被制成從潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從潤滑油供應通道通向壓縮室。
采用這一方面的設計，由于較多的潤滑油是通過第二間隙引入的，且被輸送到繞轉渦卷部件的中心方向上，所以能提供一種在負載很低時更高效的渦旋式壓縮機。
根據本發明的第五方面，在第一方面的渦旋式壓縮機中，擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，該曲面的其中一個端面形成在與抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，且該曲面的一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是銳角。
采用這一方面的設計，由于吸入側端面形成在抽吸空間的壁面的延伸面上，所以能最小化由于抽吸制冷劑過程中產生渦流而帶來的壓強損失，并能提高抽吸效率。另外，由于交角是銳角，所以制冷劑在中心側端面上彎曲，從而平滑地流向形成于繞轉渦卷部件的外周方向的壓縮室，從而能提高位于外周側的壓縮室的容積效率。
根據本發明的第六方面，在第一方面的渦旋式壓縮機中，擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，該曲面的其中一個端面形成在與抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，且該曲面的一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是鈍角。
采用這一方面的設計，由于吸入側端面形成在抽吸空間的壁面的延伸面上，所以能最小化由于抽吸制冷劑過程中產生渦流而帶來的壓強損失，并能提高抽吸效率。另外，交角是鈍角，制冷劑被引向中心側端面，并平滑地流向形成于繞轉渦卷部件的中心方向的壓縮室，從而能提高位于中心側的壓縮室的容積效率。
根據本發明的第七方面，在第五或第六方面的渦旋式壓縮機中，構成擋油部件上位于制冷劑通道那一側側面的至少一端被制成圓弧形。
采用這一方面的設計，可防止制冷劑的流動在兩端處出現脫離，從而能提高抽吸效率。
根據本發明的第八方面，在第一方面到第六方面的任一種渦旋式壓縮機中，以HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑作為壓縮機的制冷劑。
在使用HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑的條件下，由于考慮到要保持單位循環量的冷卻效果而加大渦卷體的高度，所以會使性能變差，但根據該實施方式，由于抑止了抽吸過程中渦流的產生，所以可提高抽吸效率，并使制冷劑和潤滑油充分地混合，以提高密封性能，因而可防止性能惡化。這樣就能提供一種使用HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑的渦旋式壓縮機。
根據本發明的第九方面，在第一方面到第六方面的任一種渦旋式壓縮機中，以二氧化碳作為壓縮機的制冷劑。
在使用二氧化碳制冷劑的條件下，由于二氧化碳制冷劑使壓縮室具有很高的壓強差，所以，由于即使密封油存在輕微的缺乏而導致的泄漏也會使壓縮室的性能變差，但是，如果采用了該實施方式的結構，就能避免潤滑油供應上的偏向性，制冷劑和潤滑油能充分地相互混合，以提高密封性能，因而可防止性能惡化。這樣就能提供一種使用二氧化碳制冷劑的渦旋式壓縮機。
圖1是剖面圖，表示本發明第一實施方式的渦旋式壓縮機。
圖2是局部放大的剖面圖，表示圖1中的固定渦卷部件與繞轉渦卷部件相互嚙合時的狀態。
圖3是局部放大剖面圖，表示根據本發明第二實施方式的固定渦卷部件與繞轉渦卷部件相互嚙合時的狀態。
圖4是剖面圖，表示一種常規的渦旋式壓縮機。
圖5中的圖線表示潤滑油/制冷劑供送率與性能系數比之間的關系。
具體實施例方式
下文將參照附圖對本發明的實施方式進行描述。
(第一實施方式)圖1中的剖面圖表示本發明第一實施方式的渦旋式壓縮機。那些與圖4所示常規渦旋式壓縮機中構件相同的構件將由相同的標號指代。
該實施方式的渦旋式壓縮機包括位于容器20中的壓縮機構和電機機構。壓縮機構被布置在容器20中的上部，電機機構被布置在壓縮機構的下方。容器20的上部設置有吸入管1和排出管21。在容器20中的下部設置有用于蓄積潤滑油的儲油器29。
壓縮機構包括固定渦卷部件2和繞轉渦卷部件4。固定渦卷部件2和繞轉渦卷部件4相互嚙合而形成多個壓縮室5。固定渦卷部件2具有從鏡面板2b豎立起來的渦卷體2a，繞轉渦卷部件4具有從鏡面板4b豎立起來的渦卷體4a。通過使渦卷體2a與渦卷體4a相互嚙合而在鏡面板2b與鏡面板4b之間形成壓縮室5。繞轉渦卷部件4的自轉受自轉約束構件22的限制，但其可沿圓形軌道進行繞轉運動。利用繞轉渦卷部件4的繞轉運動，壓縮室5在移動的同時，改變其容積。向繞轉渦卷部件4的外周部和渦卷體的背面施加預定的背壓，從而，繞轉渦卷部件4不會與固定渦卷部件2分離開，且不會翻轉過去。
電機機構包括定子25和轉子26，定子25被固定到壓縮容器20的內側上，轉子26被可轉動地支撐在定子25的內側。軸13被裝配到轉子26中。軸13被軸承構件7和滾珠軸承28支撐著，滾珠軸承28被輔助軸承構件27保持著。
從吸入管1吸入的制冷劑流經固定渦卷部件2的抽吸空間3，并被封閉在由固定渦卷部件2和繞轉渦卷部件4相互嚙合而形成的壓縮室5中，且被壓向固定渦卷部件2的中心，隨后，制冷劑從排出口6排出到壓縮容器20的上部空間32中。
背壓室8由固定渦卷部件2和軸承構件7包圍著。必須要使背壓室8始終保持這樣的背壓，以使得繞轉渦卷部件4不會與固定渦卷部件2分離開。背壓調節機構9用于將背壓始終保持在恒定的水平上，其具有作為潤滑油供應通道的連通通道10，該連通通道10穿過固定渦卷部件2，將抽吸空間3與背壓室8連通，且該連通通道10設置有閥11。
如果背壓室8中的壓強變得高于設定壓強，則閥11將開啟，背壓室8中的潤滑油被輸送到抽吸空間3中，背壓室8中的壓強被保持在恒定的中間壓強上。該中間壓強作用在繞轉渦卷部件4的背面上，以防止繞轉渦卷部件4在工作過程中出現翻轉。輸送到抽吸空間3中的潤滑油隨著繞轉渦卷部件4的繞轉運動而移動到壓縮室5中，這樣就可防止制冷劑從壓縮室5中泄漏出去。
蓄積在容器20的儲油器29中的潤滑油，被油泵31經形成于軸13中的通道23輸送到軸13的上端。被輸送到軸13上端的潤滑油對軸13與繞轉渦卷部件4之間的滑動表面33、以及軸13與軸承構件7之間的滑動表面34進行潤滑。一部分潤滑油流經繞轉渦卷部件4中設置的通道24，在安裝于通道24上的縮窄部分12處獲得減壓，然后，這些潤滑油被輸送到背壓室8中。
如果背壓室8中的壓強變得高于設定壓強，閥11將被開啟，蓄積在背壓室8中的潤滑油流經連通通道10，撞擊在擋油部件14(圖中未示出)上，并被輸送到抽吸空間3中，從而對固定渦卷部件與繞轉渦卷部件之間的嚙合部分起到了潤滑油和密封油的作用。
在圖1所示的實施方式中，由于吸入管1與抽吸空間3、或者背壓調節機構9與連通通道10是疊合在一起的，所以，為了便于描述，假定它們相對于軸13在左右方向上是分開的。圖1中未表示出擋油部件14，但在圖2中表示出了該部件。
圖2是局部放大的剖面圖，表示固定渦卷部件與繞轉渦卷部件相互嚙合時的狀態。下面將參照圖2對第一實施方式的結構進行介紹。圖2是沿圖1中的P-P線所作的剖面圖。
該實施方式中的固定渦卷部件2上制有漸開線槽2c(下文稱為槽2c)和抽吸空間3。繞轉渦卷部件4的渦卷體4a被插入到槽2c中，由此使固定渦卷部件2與繞轉渦卷部件4相互嚙合。抽吸空間3與吸入制冷劑的吸入管1連通。
抽吸空間3中制有連通通道10，用于將潤滑油經背壓調節機構9的閥11輸送到抽吸空間3中。連通通道10的出口開在抽吸空間3中，該出口處設置有擋油部件14，其用于使從連通通道10輸送來的潤滑油發生撞擊。
第一實施方式中的擋油部件14包括位于制冷劑通道一側的平面14a、以及位于潤滑油通道一側的凸面14b，凸面沿抽吸空間3的壁面延伸。制冷劑通道側表面14a與吸入管1的壁面30a的延伸相重合。
在第一實施方式的渦旋式壓縮機中，潤滑油從背壓室8經連通通道10輸送到抽吸空間3中。通過使潤滑油與擋油部件14相撞，可減小輸送到壓縮室5中的潤滑油量(潤滑油供送率)。也就是說，擋油部件14被用作潤滑油流動路徑上的阻流器，輸送到壓縮室5中的潤滑油被控制到密封油所需的最小油量，從而可防止由抽吸過熱而導致的容積效率惡化。因而，能提供一種可靠而高效的渦旋式壓縮機。
另外，在該實施方式中，在擋油部件14與抽吸空間3的壁面之間形成了第一間隙15和第二間隙16。第一間隙15將潤滑油從連通通道10沿抽吸空間3的壁面引向吸入管1的方向。第二間隙16將潤滑油從連通通道10沿抽吸空間3的壁面引向繞轉渦卷部件4中心的方向。采用這樣結構，從連通通道10流出的潤滑油將被分到兩個方向上。
采用這樣的結構，沿外周方向流經第一間隙15的那一部分潤滑油被輸送到繞轉渦卷部件4的外周方向上。因而，在潤滑油被輸送到壓縮室5中之前，潤滑油與來自于吸入管1的制冷劑可充分地混合，從而提高密封效果。混合后的潤滑油被輸送向形成于外周方向上的壓縮室5中，其中，外周方向是相對于繞轉渦卷部件4的渦卷體4a而言的。沿繞轉渦卷部件4的中心方向流經第二間隙16的另一部分潤滑油被輸送到形成于中心方向上的壓縮室5中，其中，中心方向是相對于繞轉渦卷部件4的渦卷體4a而言的。
在具有這種結構的渦旋式壓縮機中，第一間隙15和第二間隙16將潤滑油分成了兩個油流，這兩個間隙是在擋油部件14與抽吸空間3的壁面之間形成的。利用這樣的設計，就能在無偏向地保持優良平衡的條件下輸送潤滑油，并能減小輸送到壓縮室5中的潤滑油量(潤滑油供送率)。也就是說，可最小化抽吸時由潤滑油造成的制冷劑過熱現象，并能在最大程度上提高壓縮室5的密封效果，從而提供一種高效的渦旋式壓縮機。
盡管在第一實施方式中第一間隙15和第二間隙16的尺寸基本上是相同的，但也可采用如下的結構。
也就是說，如果第一間隙15被制得大于第二間隙16(圖中未示出)，從連通通道10流出并被引入到第一間隙15中的潤滑油就更多地被輸送到外周方向上。這樣，潤滑油與制冷劑相互混合起來，從而能提高密封效果。因而，可減少要被輸送到壓縮室5中的潤滑油量，這樣就能提供一種高效率的渦旋式壓縮機。
尤其在渦旋式壓縮機處于高負荷工況的條件下，由于在形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為外周方向上的壓縮室5中、渦卷體方向(軸向方向)上的間隙變大，所以，優選地是使第一間隙15大于第二間隙16。由于第一間隙15被制成大于第二間隙16，潤滑油能充分地與制冷劑進行混合，從而提高了密封效果，且能將更多的潤滑油輸送到形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為外周方向的壓縮室5中，由此能更為有效地降低泄漏損失。
在另一方面，如果第二間隙16被制成大于第一間隙15(圖中未示出)，則被引向較大的第二間隙16的潤滑油量較大，這些潤滑油被輸送到形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為中心方向的壓縮室5中，并能提高密封效果。因而，能提供一種高效的渦旋式壓縮機。
尤其在渦旋式壓縮機處于低負荷工況的條件下，由于在形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為中心方向上的壓縮室5中、渦卷體方向(軸向)上的間隙變大，所以，優選地是使第二間隙16大于第一間隙15。由于第二間隙16被制成大于第一間隙15，所以更多的潤滑油被輸送到形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為中心方向的壓縮室5中，由此能更為有效地降低泄漏損失。
下文將參照圖3描述第二實施方式的渦旋式壓縮機。第二實施方式的渦旋式壓縮機與第一實施方式壓縮機的區別僅在于擋油部件14的結構不同，因而略去對其它部分的結構和工作原理的描述。圖3是局部放大的剖面圖，表示當本發明第二實施方式的繞轉渦卷部件和固定渦卷部件相互嚙合時的狀態。
利用位于制冷劑通道一側的凹面14a和位于潤滑油通道一側的凸面14b，使第二實施方式的擋油部件14的橫截面形狀基本上為月牙形，其中，凹面14a沿制冷劑的流動方向延伸，凸面14b沿抽吸空間3的壁面延伸。制冷劑通道側表面14a包括位于吸入側的端部17、位于吸入側的平端面17a、位于中心側的端部18、位于中心側的平端面18a、以及中央表面19，中央表面19利用月牙形的曲面將兩個端面17a與18a連接起來。吸入側端面17a與吸入管1的壁面30a的延伸相重合，其中，吸入管1與抽吸空間3連通。擋油部件14的制冷劑通道側表面14a被制成這樣的形狀使得吸入側端面17a的切線與中心側端面18a切線之間的交角α成為銳角。
對于具有這種結構的渦旋式壓縮機，在吸入管1的壁面的延伸上形成吸入側端面17a，由此可以使制冷劑的流動平滑，并能最小化由于在吸入制冷劑過程中產生渦流而造成的壓強損失，且可提高抽吸效率。通過將交角α設定成銳角，可將制冷劑的流動方向定向在繞轉渦卷部件4的外周方向上，因而，制冷劑和潤滑油將平滑地流向形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為外周方向的壓縮室5，從而能提高壓縮室5的容積效率。尤其是在渦旋式壓縮機以高負荷工作的情況下，該壓縮室5的渦卷體方向上的間隙將增大，上述的設計能提高容積效率，從而能提供一種高效的渦旋式壓縮機。
如圖3所示，如果吸入側端部17被制成圓弧形(曲線r1)，中心側端部18被制成圓弧形(曲線r2)，則由于能防止流體在兩端部處脫離和撞濺，制冷劑將平滑地流動，從而能提供一種高效的渦旋式壓縮機。
在該實施方式中，交角α是銳角，但交角α也可以是鈍角。
也就是說，擋油部件14的制冷劑通道側表面14a被制成這樣的形狀使得吸入側端面17a的切線與中心側端面18a的切線之間的交角α成為一個鈍角。
利用這樣的結構，可最小化由于在吸入制冷劑過程中產生渦流而造成的壓強損失，且可提高抽吸效率。由于交角α是鈍角，制冷劑會平滑地流經形成于從繞轉渦卷部件4的渦卷體4a看為中心方向上的壓縮室5。當渦旋式壓縮機以低負荷工作時，該壓縮室5在渦卷體方向上的間隙將增大，但如果采用了上述結構，就可提高壓縮室5的容積效率，從而能提供一種更高效的渦旋式壓縮機。
如果使用的是HFC基的制冷劑或HCFC基的制冷劑，則在吸氣過程中會產生渦流、制冷劑與潤滑油的不充分混合將增大壓強損失和泄漏損失，但如果采用了上述實施方式中的結構，就能使制冷劑平滑地流動，并防止形成渦流。因而，制冷劑和潤滑油在被壓縮之前能充分地混合，從而可防止壓強損失和泄漏損失。
由于二氧化碳制冷劑會使排出壓強與吸入壓強之間存在很高的壓強差，所以會增大壓縮室的泄漏，從而即使密封油輕微地缺乏也會使性能惡化，但如果采用了上述實施方式中的結構，則可消除由于潤滑油偏向供應而造成潤滑油供應短缺的問題，且制冷劑和潤滑油在被壓縮之前充分地混合，從而可提高密封性能。
從上述實施方式可清楚地看出，根據本發明，在固定渦卷部件的抽吸空間中形成潤滑油供應通道，在抽吸空間內設置有擋油部件。根據本發明，利用潤滑油撞擊到擋油部件上時產生的阻力，可控制輸送到壓縮室中的潤滑油量。也就是說，可使抽吸過熱降低到最小，并輸送作為密封油的最少量的潤滑油，從而提供了一種高效的渦旋式壓縮機。
在本發明中，間隙形成于擋油部件與抽吸空間的壁面之間。根據本發明，撞擊到擋油部件上的潤滑油流經該間隙，并被分開引向繞轉渦卷部件的外周方向和中心方向。因而，可防止潤滑油的供應偏向于繞轉渦卷部件的中心方向，并防止繞轉渦卷部件的外周方向上的潤滑油供應減小。也就是說，不必增大潤滑油量(供送率)來補償繞轉渦卷部件的外周方向上潤滑油供應的短缺，能減輕抽吸過熱現象，以充分地供應密封油，從而可提供一種更高效的渦旋式壓縮機。
在本發明中，間隙包括第一間隙和第二間隙，且第一間隙大于第二間隙，其中，第一間隙被制成從潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從潤滑油供應通道通向壓縮室。根據本發明，由于較多的潤滑油是通過第一間隙引入的，且被輸送到繞轉渦卷部件的外周方向上，所以能提供一種在負載很高時更高效的渦旋式壓縮機。
另外，在本發明中，間隙包括第一間隙和第二間隙，且第二間隙大于第一間隙，其中，第一間隙被制成從潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從潤滑油供應通道通向壓縮室。根據本發明，由于較多的潤滑油是通過第二間隙引入的，且被輸送到繞轉渦卷部件的中心方向上，所以能提供一種在負載很低時更高效的渦旋式壓縮機。
在本發明中，擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，該曲面的其中一個端面形成在與抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，該曲面的一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是銳角。根據本發明，由于吸入側的端面形成在抽吸空間的壁面的延伸面上，所以能最小化由于抽吸制冷劑過程中產生渦流而帶來的壓強損失，并能提高抽吸效率。另外，由于交角是銳角，所以制冷劑在中心側端面上會轉彎，從而平滑地流向形成于繞轉渦卷部件的外周方向的壓縮室，從而能提高位于外周側的壓縮室的容積效率。
在本發明中，擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，該曲面的其中一個端面形成在與抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，該曲面的一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是鈍角。根據本發明，由于吸入側的端面形成在抽吸空間的壁面的延伸面上，所以能最小化由于抽吸制冷劑過程中產生渦流而帶來的壓強損失，并能提高抽吸效率。另外，交角是鈍角，制冷劑被引向中心側端面，并平滑地流向形成于繞轉渦卷部件的中心方向的壓縮室，從而能提高位于中心側的壓縮室的容積效率。
在本發明中，構成擋油部件上位于制冷劑通道那一側側面的至少一端被制成圓弧形。根據該發明，可防止制冷劑的流動在兩端處出現脫離，從而能提高抽吸效率。
在本發明中，以HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑作為壓縮機的制冷劑。根據該發明，在使用HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑的條件下，由于考慮到要保持單位循環量的冷卻效果而加大渦卷體的高度，所以會使性能變差，但根據該發明，由于抑止了抽吸過程中渦流的產生，所以可提高抽吸效率，并使制冷劑和潤滑油充分地混合，以提高密封性能，因而可防止性能惡化。這樣就能提供一種使用HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑的渦旋式壓縮機。
在本發明中，以二氧化碳作為壓縮機的制冷劑。根據該發明，在使用二氧化碳制冷劑的條件下，由于二氧化碳制冷劑使壓縮室具有很高的壓強差，所以，由于即使密封油存在輕微的缺乏而導致的泄漏也會使壓縮室的性能變差，但是，如果采用了該實施方式的結構，就能避免潤滑油供應上的偏向性，制冷劑和潤滑油能充分地相互混合，以提高密封性能，因而可防止性能惡化。這樣就能提供一種使用二氧化碳制冷劑的渦旋式壓縮機。
如上所述，按照本發明的設計，能提供一種簡單、便宜、有效、可靠的渦旋式壓縮機。
權利要求
1.一種渦旋式壓縮機，在該壓縮機中，固定渦卷部件與繞轉渦卷部件相互嚙合而形成壓縮室，允許所述繞轉渦卷部件沿圓形軌道進行繞轉運動，同時利用自轉約束構件限制所述繞轉渦卷部件的自轉運動，在連續地改變所述壓縮室容積的同時，將制冷劑吸入、壓縮、并排出，其中，在所述固定渦卷部件的抽吸空間中形成潤滑油供應通道，且在所述抽吸空間中設置擋油部件。
2.根據權利要求1所述的渦旋式壓縮機，其特征在于在所述擋油部件與所述抽吸空間的壁面之間形成間隙。
3.根據權利要求2所述的渦旋式壓縮機，其特征在于所述間隙包括第一間隙和第二間隙，且所述第一間隙大于所述第二間隙，其中，第一間隙被制成從所述潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從所述潤滑油供應通道通向所述壓縮室。
4.根據權利要求2所述的渦旋式壓縮機，其特征在于所述間隙包括第一間隙和第二間隙，且所述第二間隙大于所述第一間隙，其中，第一間隙被制成從所述潤滑油供應通道通向吸入管，第二間隙被制成從所述潤滑油供應通道通向所述壓縮室。
5.根據權利要求1所述的渦旋式壓縮機，其特征在于所述擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，所述曲面的其中一個端面形成在與所述抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，且所述曲面的所述一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是銳角。
6.根據權利要求1所述的渦旋式壓縮機，其特征在于所述擋油部件上處于制冷劑通道那一側的側面是凹曲面，所述曲面的其中一個端面形成在與所述抽吸空間相連的吸入管的延伸面上，且所述曲面的所述一個端面的切線與另一端面的切線之間的交角是鈍角。
7.根據權利要求5或6所述的渦旋式壓縮機，其特征在于構成擋油部件上位于制冷劑通道那一側的側面的至少一端被制成圓弧形。
8.根據權利要求1到6之一所述的渦旋式壓縮機，其特征在于以HFC基制冷劑或HCFC基制冷劑作為壓縮機的所述制冷劑。
9.根據權利要求1到6之一所述的渦旋式壓縮機，其特征在于以二氧化碳作為壓縮機的所述制冷劑。
全文摘要
根據本發明，在固定渦卷部件的抽吸空間中形成潤滑油供應通道，并在抽吸空間中設置擋油部件。擋油部件被設置在抽吸空間中，并控制潤滑油的輸送量，制冷劑與潤滑油相互充分地混合。擋油部件端部的切線被設計為相互成銳角，以使制冷劑的流動平穩。
文檔編號F04C18/02GK1823229SQ20048002005
公開日2006年8月23日 申請日期2004年6月9日 優先權日2003年6月12日
發明者鶸田晃, 森本敬, 二上義幸, 飯田登, 澤井清 申請人:松下電器產業株式會社