涡旋压缩机转让专利

申请号 : CN201010518145.2

文献号 : CN102080655B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 高桥广康西木照彦茗原将史

申请人 : 三菱电机株式会社

摘要 :

本发明提供一种涡旋压缩机,该涡旋压缩机能够防止反转运转中的轴承部的润滑不良导致的轴的烧伤、能够提高可靠性,并能够提高质量。本发明的涡旋压缩机(100)的压缩机构部(40)具有固定涡旋件(1)、摆动涡旋件(2)、欧氏环(9)、驱动摆动涡旋件(2)的主轴(4)及导向框架(15),该导向框架(15)固定在密闭容器(10)内,在径向支承主轴(4)并且与固定涡旋件(1)连接而结合,在摆动涡旋件(2)的底板部设置有使摆动涡旋件(2)的轴毂部空间与膨胀行程的压缩室连通的连通孔,以在电动机(20)的反转运转时使摆动涡旋件(2)的轴毂部空间的压力比密闭容器(10)内的压力低,由该差压向压缩机构部(40)供给冷冻机油(10e)。

权利要求 :

1.一种涡旋压缩机,在密闭容器内具有压缩机构部、驱动上述压缩机构部的电动机、及润滑上述压缩机构部的冷冻机油,上述密闭容器内为高压,其特征在于:上述压缩机构部具有固定涡旋件、摆动涡旋件、欧氏环、主轴、及导向框架,该固定涡旋件具有底板部和形成于上述底板部的一个面上的板状涡旋齿;

该摆动涡旋件具有底板部、和形成于上述底板部的一个面上的与上述固定涡旋件的上述板状涡旋齿相同形状的板状涡旋齿,该板状涡旋齿与上述固定涡旋件的上述板状涡旋齿组合而形成压缩室;

该欧氏环防止上述摆动涡旋件的自转;

该主轴固定在上述电动机上,对上述摆动涡旋件进行驱动;

该导向框架固定在上述密闭容器中,在径向支承上述主轴,并且与上述固定涡旋件连接而结合;

在上述摆动涡旋件的上述底板部设置有使上述摆动涡旋件的轴毂部空间与膨胀行程的上述压缩室连通的连通孔,使得当上述电动机进行反转运转时上述摆动涡旋件的轴毂部空间的压力变得比上述密闭容器内的压力低,由该差压将上述冷冻机油供给到上述压缩机构部,在上述连通孔设置连通止回阀,使得当上述电动机正转运转时制冷剂不从上述压缩室经由上述连通孔流入到上述轴毂部空间。

2.一种涡旋压缩机,在密闭容器内具有压缩机构部、驱动上述压缩机构部的电动机、及润滑上述压缩机构部的冷冻机油,上述密闭容器内为高压,其特征在于:上述压缩机构部具有固定涡旋件、摆动涡旋件、欧氏环、主轴、及导向框架,该固定涡旋件具有底板部和形成于上述底板部的一个面上的板状涡旋齿;

该摆动涡旋件具有底板部、和形成于上述底板部的一个面上的与上述固定涡旋件的上述板状涡旋齿相同形状的板状涡旋齿,该板状涡旋齿与上述固定涡旋件的上述板状涡旋齿组合而形成压缩室;

该欧氏环防止上述摆动涡旋件的自转;

该主轴固定在上述电动机上,对上述摆动涡旋件进行驱动;

该导向框架固定在上述密闭容器中,在径向支承上述主轴,并且与上述固定涡旋件连接而结合;

在上述摆动涡旋件的上述底板部设置有使上述摆动涡旋件的轴毂部空间与膨胀行程的上述压缩室连通的连通孔,使得当上述电动机进行反转运转时上述摆动涡旋件的轴毂部空间的压力变得比上述密闭容器内的压力低,由该差压将上述冷冻机油供给到上述压缩机构部,上述摆动涡旋件的上述底板部中的上述连通孔的位置,为在上述主轴旋转一周中的规定的旋转范围使上述连通孔与上述轴毂部空间连通、且当上述电动机正转运转时上述压缩室的压缩途中的制冷剂不流入到上述轴毂部空间的位置,即,上述压缩室的压缩途中的压力比上述轴毂部空间压力小的位置。

说明书 :

涡旋压缩机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种涡旋压缩机。

背景技术

[0002] 以往,很小的干扰就会引起摆动涡旋件的抖动,该摆动涡旋件的抖动使得顺应框架(コンプライアントフレ一ム)及摆动涡旋件容易起伏,为了改善这样的不稳定性,提出了这样的涡旋压缩机(例如,参照专利文献1),该涡旋压缩机具有固定涡旋件及摆动涡旋件、顺应框架及导向框架;该固定涡旋件及摆动涡旋件设在密闭容器内,各个的板状涡旋齿以在相互之间形成压缩室的方式啮合;该顺应框架在轴向支承该摆动涡旋件,同时,在轴向支承对该摆动涡旋件进行驱动的主轴;该导向框架在径向支承该顺应框架,固定在密闭容器内;通过顺应框架相对于导向框架的轴向移动能够使摆动涡旋件在轴向移动;其特征在于:在顺应框架与导向框架之间形成框架空间,使框架空间内的压力比吸入压力高、处于排出压力以下。
[0003] [专利文献1]日本特开2000-161254号公报

发明内容

[0004] 在密闭容器内部为高压(排出压力)、压缩机构部配置于电动机上方的立式涡旋压缩机中,密闭容器底部的储存冷冻机油的油池成为高压(排出压力)状态。为了将该高压的冷冻机油供给到处于密闭容器内的上部的压缩机构部,在主轴的压缩机构部侧附近形成压力比高压(排出压力)低的例如中间压力的空间(后面称为轴毂部空间)。在高压的油池与中间压力的轴毂部空间之间通过差压使高压的冷冻机油在主轴的内部上升,供给到中间压力的轴毂部空间。该供油方式称 为差压供油方式。
[0005] 例如,若在装置(例如空调机)安装时存在配线错误(向装置的端子的配线错误(三相电源的相的顺序错开的所谓反相)),则通常反相防止继电器工作,不向涡旋压缩机供给电力。
[0006] 然而,在因上述装置安装时的配线错误而使反相防止继电器工作、使涡旋压缩机不起动的场合,有时使反相防止继电器短路或将其拆下,强制地使涡旋压缩机起动。 [0007] 若因为三相电源的相的顺序错开的所谓反相而使涡旋压缩机起动,则进行与正转相反的反转运转。
[0008] 若差压供油方式的涡旋压缩机连续地进行反转运转,则压缩机构部不压缩制冷剂,而是进行使制冷剂膨胀的动作。
[0009] 在压缩机构部进行使制冷剂膨胀的动作的场合,密闭容器内的压力不上升,所以,在油池与轴毂部空间之间不发生差压。因此,存在压缩机构部的轴承的润滑不良导致主轴烧伤这样的问题。
[0010] 本发明就是为了解决上述那样的问题而作出的,其目的在于提供一种涡旋压缩机,该涡旋压缩机能够防止反转运转中的轴承部的润滑不良导致的轴的烧伤、提高可靠性,并能够提高质量。
[0011] 本发明的涡旋压缩机,在密闭容器内具有压缩机构部、驱动压缩机构部的电动机、及润滑压缩机构部的冷冻机油,密闭容器内为高压,其特征在于:
[0012] 压缩机构部具有固定涡旋件、摆动涡旋件、欧氏环、主轴、及导向框架; [0013] 该固定涡旋件具有底板部和形成于底板部的一个面上的板状涡旋齿; [0014] 该摆动涡旋件具有底板部、和形成于底板部的一个面上的与固定涡旋件的板状涡旋齿相同形状的板状涡旋齿,该板状涡旋齿与固定涡旋件的板状涡旋齿组合而形成压缩室;
[0015] 该欧氏环防止摆动涡旋件的自转;
[0016] 该主轴固定在电动机上,对摆动涡旋件进行驱动;
[0017] 该导向框架固定在密闭容器中,在径向支承主轴,并且与固定涡旋件连接而结合;
[0018] 在摆动涡旋件的底板部设置有使轴毂部空间与膨胀行程的压缩室连通的连通孔,使得当电动机进行反转运转时摆动涡旋件的轴毂部空间的压力变得比密闭容器内的压力低,由该差压将冷冻机油供给到压缩机构部。
[0019] 发明的效果
[0020] 本发明的涡旋压缩机在摆动涡旋件的底板部设置有使摆动涡旋件的轴毂部空间与膨胀行程的压缩室连通的连通孔,使得当电动机进行反转运转时摆动涡旋件的背压空间的压力变得比密闭容器内的压力低,由其差压将冷冻机油供给到压缩机构部,所以,能够防止反转运转中的轴承部的润滑不良导致的轴的烧伤、提高可靠性,并且能够提高质量。 附图说明
[0021] 图1表示实施方式1,为涡旋压缩机100的纵剖视图。
[0022] 图2表示实施方式1,为固定涡旋件1附近的纵剖视图。
[0023] 图3表示实施方式1,为表示从与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b成直角的方向连通到吸入压力空间1g的阀通道17d的图。
[0024] 图4表示实施方式1,为吸入止回阀组件17的剖视图。
[0025] 图5表示实施方式1,为图2的A部附近的放大图。
[0026] 图6表示实施方式1,为表示欧氏环9的图((a)为俯视图,(b)为右侧视图,(c)为主视图)
[0027] 图7表示实施方式1,为固定涡旋件1的板状涡旋齿1b侧的俯视图。 [0028] 图8表示实施方式1,为摆动涡旋件2的纵剖视图。
[0029] 图9表示实施方式1,为摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b相反侧的面的俯视图。 [0030] 图10表示实施方式1,为摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b侧的面 的俯视图。 [0031] 图11表示实施方式1,为顺应框架3的纵剖视图。
[0032] 图12表示实施方式1,为主轴4的纵剖视图。
[0033] 图13表示实施方式1,为导向框架15的纵剖视图。
[0034] 图14表示实施方式1,为电动机20的纵剖视图。
[0035] 图15表示实施方式1,为副框架6的纵剖视图。
[0036] 图16表示实施方式1,为表示伴随着摆动涡旋件2的摆动的连通孔2k的轨迹的图。
[0037] 图17表示实施方式1,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度0°和旋转角度90°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图((a)是主轴4的旋转角度为0°的图,(b)是主轴4的旋转角度为90°的图)。 [0038] 图18表示实施方式1,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度180°和旋转角度270°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图((c)是主轴4的旋转角度为180°的图,(d)是主轴4的旋转角度为270°的图)。
[0039] 图19表示实施方式1,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度360°和旋转角度450°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图((e)是主轴4的旋转角度为360°的图,(f)是主轴4的旋转角度为450°的图)。
[0040] 图20表示实施方式1,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度540°和旋转角度630°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图((g)是主轴4的旋转角度为540°的图,(h)是主轴4的旋转角度为630°的图)。
[0041] 图21表示实施方式1,为表示第一室20a的压力与主轴4的旋转角度的关系的图。 [0042] 图22表示实施方式1,为表示三相感应电动机的连线的图。
[0043] 图23表示实施方式1,为表示单相感应电动机的连线的图。
[0044] 图24表示实施方式1,为表示装入了涡旋压缩机100的空调机200的制冷剂回路的一例的图。
[0045] 图25表示实施方式1,为空调机200的冷冻循环的ph线图(莫里尔线图)。 [0046] 图26表示实施方式2,为涡旋压缩机300的局部纵剖视图。
[0047] 图27表示实施方式2,为表示连通孔2n的摆动涡旋件2的纵剖视图。 [0048] 图28表示实施方式2,为表示连通孔2n及连通止回阀2p的摆动涡旋件2的纵剖视图。
[0049] 图29表示实施方式2,为连通止回阀2p的放大图。
[0050] 图30表示实施方式2,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度0°和旋转角度90°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图((a)是主轴4的旋转角度为0°的图,(b)是主轴4的旋转角度为90°的图)。 [0051] 图31表示实施方式2,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度180°和旋转角度270°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图((c)是主轴4的旋转角度为180°的图,(d)是主轴4的旋转角度为270°的图)。
[0052] 图32表示实施方式2,为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度360°和旋转角度450°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图((e)是主轴4的旋转角度为360°的图,(f)是主轴4的旋转角度为450°的图)。
[0053] 图33表示实施方式2,为表示第一室20a的压力与主轴4的旋转角度的关系的图。 具体实施方式
[0054] 实施方式1
[0055] 首先,本实施方式具有以下特征。
[0056] (1)一般的涡旋压缩机由于反转运转时排出空间压力Pd不比吸入空间压力Ps大,在主轴的上端面与下端面不产生差压,所以,不能向轴承部进行差压供油,主轴烧伤。然而,本实施方式的涡旋压缩机为了能够在反转运转时按排出差压供油方式向各轴承部供油,将比排出空间压力低的压力(膨胀行程的涡旋内的压力)引入包含主轴上端部的摆动涡旋件的轴毂部空间,为此,在摆动涡旋件的底板部设置通往轴毂部空间的连通孔。这样,在反转运转中主轴的上端面与下端面产生差压,能够进行差压供油,能够向各轴承部供油,防止轴烧伤,能够提高可靠性。
[0057] (2)在本实施方式的涡旋压缩机中,为了在反转运转时能够向轴承部进行差压供油,向包含摆动轴承部的摆动涡旋件的轴毂部空间引入比排出空间压力低的压力(膨胀行程的涡旋内的压力),用于引入比排出空间压力低的压力的摆动涡旋件上的通往轴毂部空间的连通孔的位置设置在如下位置,该位置是为了防止在反转运转时因从密闭容器底部的油池连续地吸引冷冻机油而导致冷冻机油耗尽、使轴毂部空间与连通孔不360°时常连通那样的位置,而且是在正转运转时涡旋件内的压缩途中的制冷剂不流入到轴毂部空间的位置(压缩室的压缩途中的压力比轴毂部空间压力小的位置)。这样,能够防止反转运转中的油耗尽、提高可靠性。另外,能够防止正转运转时的压缩气体向轴毂部空间流出,能够防止正转运转时的性能下降。
[0058] (3)本实施方式的涡旋压缩机在固定涡旋件的底板部的与板状涡旋齿相反侧的面上,在与吸入压力空间对应的位置,设置具有溢流阀和阀柱护套的溢流阀组件。具有吸入止回阀组件的涡旋压缩机若在制冷剂充满了压缩室的状态时由于某种原因而进行与正转相反的反转运转起动,则将产生由液体压缩引起的冲撞压力。由冲撞压力使固定涡旋件的板状涡旋齿偏移,从而发生机械锁定,或压缩性能下降。当在压缩室中发生液体压缩时,溢流阀组件使液体制冷剂逃逸到压缩室的外部(密闭容器的内部空间),抑制由液体压缩引起的冲撞压力的发生。
[0059] 图1~图25表示实施方式1,图1为涡旋压缩机100的纵剖视图,图2为固定涡旋件1附近的纵剖视图,图3为表示从与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b成直角的方向连通到吸入压力空间1g的阀通道17d的图,图4为吸入止回阀组件17的剖视图,图5为图2的A部附近的放大图,图6为表示欧氏环9的图((a)为俯视图,(b)为右侧视图,(c)为主视图),图7为固定涡旋件1的板状涡旋齿1b侧的俯视图,图8为摆动涡旋件2的纵剖视图,图9为摆动涡旋件2的与板状涡旋齿2b相反侧的面的俯视图,图10为摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b侧的面的俯视图,图11为顺应框架3的纵剖视图,图12为主 轴4的纵剖视图,图13为导向框架15的纵剖视图,图14为电动机20的纵剖视图,图15为副框架6的纵剖视图,图16为表示伴随着摆动涡旋件2的摆动的连通孔2k的轨迹的图,图17为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度0°和旋转角度90°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图,图18为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度180°和旋转角度270°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图,图19为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度360°和旋转角度450°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图,图20为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度540°和旋转角度630°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系的图,图21为表示第一室20a的压力与主轴4的旋转角度的关系的图,图22为表示三相感应电动机的连线的图,图23为表示单相感应电动机的连线的图,图24为表示装入了涡旋压缩机100的空调机200的制冷剂回路的一例的图,图25为空调机200的冷冻循环的ph线图(莫里尔线图)。
[0060] 如图1所示,涡旋压缩机100在密闭容器10内至少具有压缩机构部40、电动机20、连接压缩机构部40与电动机20的主轴4、支承主轴4的压缩机构部40的相反侧端部(副轴部4d(参照图12))的副框架6、及储存在密闭容器10的底部的油池10g中的冷冻机油10e。
[0061] 压缩机构部40具有:以至少各个的板状涡旋齿1b(参照图2、图7)、板状涡旋齿2b(参照图8、图10)在相互之间形成压缩室1d(参照图2)的方式啮合的固定涡旋件1及摆动涡旋件2、欧氏环9、顺应框架3及导向框架15。
[0062] 下面,依次说明压缩机构部40的主要构成要素。
[0063] 主要参照图2~图7说明固定涡旋件1(也言及欧氏环9)。固定涡旋件1在其外周部附近用螺栓(图中未表示)连接在导向框架15上。
[0064] 如图7所示,在固定涡旋件1的底板部1a的外周部附近开设有多个孔(在图7中为12个)。决定固定涡旋件1相对于导向框架15的位置的两个定位用孔1j大致处于对角线上。
[0065] 两个定位用孔1j以外的孔为用螺栓将固定涡旋件1连接在导向框架15上时的螺栓孔1k,在图7中螺栓孔1k设置了10个。这为一例,螺栓孔1k的数量可为任意。 [0066] 在底板部1a的一方的面(在图2中为下侧)上形成板状涡旋齿1b。 [0067] 如图7所示,在固定涡旋件1的外周部,一对欧氏导向槽1c形成在从固定涡旋件1的中心线偏移了规定尺寸d1的直线上。
[0068] 在该欧氏导向槽1c中能够往复自由滑动地卡合欧氏环9的一对固定涡旋件侧爪9c(参照图6)。
[0069] 如图6所示,在欧氏环9上,在相同的面上形成具有大致180°的相位的一对固定涡旋件侧爪9c,和相位与一对固定涡旋件侧爪9c大致相差90°、具有大致180°的相位的一对摆动涡旋件侧爪9a。
[0070] 一对摆动涡旋件侧爪9a卡合在摆动涡旋件2的摆动涡旋件欧氏导向槽2e中(参照图9)。欧氏环9防止摆动涡旋件2的自转。
[0071] 另外,以从与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b成直角的方向连通到吸入压力空间1g的方式设置阀通道17d(参照图3)。
[0072] 以从与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b成直角的方向连通到吸入压力空间1g的方式,使吸入管10a(图1、图2)贯通密闭容器10,并压入到固定涡旋件1中。 [0073] 另外,吸入止回阀组件17(参照图4)以滑动的方式设置在阀通道17d(参照图3)中。
[0074] 吸入止回阀组件17如图4所示由吸入止回阀17a和弹簧17b构成。吸入止回阀17a由弹簧17b以在吸入管10a的方向关闭的方式施力。吸入止回阀17a抵接在吸入管10a的端面而停止,受到密封而防止制冷剂的逆流。
[0075] 另外,排出高压的制冷剂气体的排出口1f形成在固定涡旋件1的 底板部1a的大致中央部(参照图2、图7)。
[0076] 另外,在图7中,形成于溢流孔1h附近的两个长孔1m省略了详细内容,但这里也成为将制冷剂吸入到压缩室1d的吸入口。
[0077] 固定涡旋件1的板状涡旋齿1b(参照图2)与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b(参照图3)啮合,在相互之间形成压缩室1d(参照图2)。
[0078] 另外,在固定涡旋件1的底板部1a的与板状涡旋齿1b相反一侧的面上,在与吸入压力空间1g对应的位置设置有溢流阀组件50。
[0079] 如图5所示,溢流阀组件50具有溢流阀50a和阀柱护套50b。
[0080] 溢流孔1h贯通固定涡旋件1的底板部1a。溢流孔1h连通到吸入压力空间1g。溢流阀50a自由开闭地封闭溢流孔1h的与吸入压力空间1g相反侧的开口部。 [0081] 当处于液体制冷剂充满了压缩室1d的状态时,涡旋压缩机100若由于某种原因而进行与正转相反的反转运转起动,则将产生由液体压缩引起的冲撞压力,详细情况在后面说明。由于冲撞压力,因固定涡旋件1的板状涡旋齿1b偏移而导致机械锁定,或压缩性能下降。当在压缩室1d中产生液体压缩时,溢流阀组件50使液体制冷剂逃逸到压缩室1d的外部(密闭容器10的内部空间),抑制液体压缩引起的冲撞压力的产生。 [0082] 下面参照图8~图10说明摆动涡旋件2。摆动涡旋件2在底板部2a的一方的面上设有与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b实质上同一形状的板状涡旋齿2b,与固定涡旋件1的板状涡旋齿1b组合而形成压缩室1d(参照图2)。
[0083] 如图8所示,在底板部2a的与板状涡旋齿2b相反一侧的面的大致中心部,形成有空心圆筒状的轴毂部2f,能够自由旋转地与主轴4上端的摆动轴部4b卡合。 [0084] 另外,在底板部2a的与板状涡旋齿2b相反一侧的面上,形成有能够与顺应框架3的推力轴承3a进行压接滑动的推力面2d。
[0085] 如图9所示,在底板部2a的外周部,在大致一条直线上形成有两个与固定涡旋件1的欧氏导向槽1c具有90度的相位差的一对欧氏导 向槽2e。在该欧氏导向槽2e中能够自由往复滑动地卡合欧氏环9的摆动涡旋件侧爪9a(参照图6)。
[0086] 另外,在底板部2a设置有使压缩室1d与推力面2d连通的抽出孔2j,抽出压缩途中的制冷剂气体、向推力面2d引导。
[0087] 另外,在底板部2a设置有使压缩室1d与轴毂部空间2h连通的的连通孔2k(参照图8、图10)。该使压缩室1d与轴毂部空间2h连通的连通孔2k在本实施方式中为最重要的构成部分。
[0088] 为了在涡旋压缩机100的反转运转时使摆动涡旋件2的轴毂部空间2h形成为比油池10g(密闭容器10内部)低的压力,将冷冻机油10e从油池10g经过主轴4的中空空间4g引导至轴毂部空间2h,设置有连通孔2k,详细情况将在后面说明。 [0089] 下面参照图11说明顺应框架3。由设于导向框架15的内周部的上侧圆筒面15a、下侧圆筒面15b(参照图13)在径向支承顺应框架3的设于其外周部的上下两个上侧圆筒面3d、下侧圆筒面3e。
[0090] 在顺应框架3的大致中心部嵌合作为与顺应框架3分开的部件的主轴承3c及副主轴承3h,该主轴承3c及副主轴承3h在径向支承由电动机20(参照图1、图14)进行旋转驱动的主轴4。
[0091] 另外,设置有从推力轴承3a面内向轴向贯通的连接通道3s,该推力轴承侧的开口部3k以面向摆动涡旋件抽出孔2j的方式配置。
[0092] 下面,参照图12说明主轴4。在主轴4的上端部,形成有与摆动涡旋件2的摆动轴承2c能够自由旋转地卡合、与主轴部4c偏心规定尺寸的摆动轴部4b。
[0093] 在摆动轴部4b的下侧热装有主轴平衡件4e。
[0094] 另外,在嵌合主轴平衡件4e的部分的下方,形成有能够自由旋转地与顺应框架3的主轴承3c及副主轴承3h卡合的主轴部4c。
[0095] 另外,在主轴部4c的下部,形成有能够自由旋转地与副框架6的副轴承6a(参照图15)卡合的副轴部4d。在该副轴部4d与主轴部4c之间,热装有电动机20的转子8(参照图1)。
[0096] 在转子8的上端的端环8c(参照图14)上,固定有上平衡件8a。 另外,在转子8的下端的端环8c(参照图14)上,按与上平衡件8a相差180°的相位固定有下平衡件8b。 [0097] 通过合计3个平衡件(主轴平衡件4e(参照图12)、上平衡件8a、下平衡件8b)获得主轴4的静平衡及动平衡。
[0098] 另外,在主轴4的下端压入油管4f,形成为吸引存储在密闭容器10底部的油池10g中的冷冻机油10e的结构。
[0099] 下面参照图13说明导向框架15。在图13中用一点划线表示顺应框架3、密闭容器10的一部分。
[0100] 导向框架15的外周面15g通过热装或焊接等固定于密闭容器10。另外,通过切去导向框架15的外周部而获得的切口部15c确保流路10h(参照图13),该流路10h用于将从固定涡旋件1的排出口1f排出的高压的制冷剂气体引导至设在压缩机构部40与电动机20之间的排出管10b(参照图1)。切口部15c设在与排出管10b相反侧的位置(大致相差
180°相位的位置)。
[0101] 另外,在导向框架15的内周面,在两个部位设置与形成于顺应框架3的外周面的上侧圆筒面3d、下侧圆筒面3e卡合的上侧圆筒面15a、下侧圆筒面15b、及收容密封材料的密封槽。
[0102] 在密封槽15h中设置密封材料16a,在密封槽15i中设置密封材料16b。由使用这两个密封材料16a、16b而密封的导向框架15的内周面和顺应框架3的外周面构成的框架空间15f(参照图13),仅与顺应框架3的连接通道3s连通,形成为将从抽出孔2j供给的压缩途中的制冷剂气体封入的结构。
[0103] 下面参照图14说明电动机20。电动机至少具有定子7和转子8。在这里,电动机20为感应电动机(单相、三相)。但是,也可为其它的无刷直流电动机。 [0104] 定子7至少具有图中未表示的定子铁心、绕组、绝缘材料(槽绝缘垫片(スロツトセル)等)。
[0105] 定子铁心的整体截面形状为大致环状,在外周侧形成有截面形状为环状的铁心支承件。从该铁心支承件在内侧以放射状在周向按大致 相等间隔设置有齿部。 [0106] 齿部的周向的宽度在径向大致均匀。即,齿部朝着转子铁心的内周侧具有大致平行的形状。齿部的内径侧的前端部形成两侧在周向扩展那样的圆弧状。 [0107] 将由邻接的两个齿部和铁心支承件的一部分围住的空间称为槽。齿部的数量与槽的数量相同。
[0108] 齿部的周向的宽度在径向大致均匀,所以,槽的周向宽度从内侧朝外侧逐渐变大。 [0109] 槽的内周侧(转子侧)开口。将该槽的内周侧(转子侧)的开口的部分称为槽开口部。
[0110] 绕组从该槽开口部插入到槽内。
[0111] 在各槽的内部经由槽绝缘垫片等的绝缘材料(图中未表示)形成按三相或单相的集中绕组方式或分布绕组方式卷绕的绕组。绕组使用在铜线的外侧形成有绝缘覆膜的磁线等。
[0112] 定子铁心通过用模具将薄板的电磁钢板(例如0.1~1.0mm左右的板厚的无方向性电磁钢板(各晶体的晶轴方向尽可能地随机配置,以便不偏往钢板的特定方向表现出磁特性))冲裁成规定的形状、层叠规定片数(多片)而构成。
[0113] 在定子7的内径侧经由空隙(图中未表示)配置转子8,该转子8通过模铸在层叠了电磁钢板的转子铁心处形成有笼型绕组。
[0114] 转子铁心也与定子铁心同样地通过用模具将薄板的电磁钢板(例如0.1~1.0mm左右的板厚的无方向性电磁钢板)冲裁成规定的形状、层叠规定片数(多片)而构成。 [0115] 对于定子7与转子8之间的空隙,例如其径向尺寸为0.2~2.0mm左右。 [0116] 另外,虽然未图示,但在定子7上形成有从密闭容器10内的上部落下到下部的冷冻机油10e通过的孔或切口。
[0117] 下面参照图15说明副框架6。副框架6支承主轴4的压缩机构部40的相反侧的端部(副轴部4d(参照图12))。
[0118] 在副框架6上形成有主轴4的副轴部4d能够自由旋转地滑动的副轴承6a。 [0119] 另外,在副框架6上形成有使从电动机20向下方落下的冷冻机油10e落下到油池10g的油孔6b。
[0120] 下面,说明使用高压壳体类型(密闭容器10内部为冷冻循环的高压侧)的顺应框架3的涡旋压缩机100的基本动作。
[0121] 通过涡旋压缩机100的运转从冷冻循环的吸入侧将吸入制冷剂(低压的制冷剂)从吸入管10a吸入。通过吸入制冷剂的吸入压力克服弹力将吸入止回阀17a压下到阀停止面(图中未表示),吸入制冷剂进入到由固定涡旋件1及摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b形成的压缩室1d。
[0122] 通过电动机20经由主轴4驱动的摆动涡旋件2进行偏心回旋运动,减少压缩室1d的容积。通过该压缩行程使吸入制冷剂成为高压,从固定涡旋件1的排出口1f排出到密闭容器10内。
[0123] 而且,在压缩行程中,压缩中途的中间压力的制冷剂气体从摆动涡旋件2的抽出孔2j(参照图8)经由顺应框架3的连接通道3s被引导至框架空间15f,维持该空间的中间压力环境(抽出孔2j以外的结构参照图2)。成为了高压的排出气体以高压环境充满密闭容器10内部,从排出管10b排出到涡旋压缩机100的外部。
[0124] 储存在密闭容器10的底部的油池10g中的冷冻机油10e,由差压(密闭容器10内的高压与轴毂部空间2h的中间压力的差压)通过在轴向贯通主轴4的中空空间4g被引导至摆动轴承空间2g(参照图8)。通过该摆动轴承空间2g的节流作用而形成为中间压力的冷冻机油10e,充满由摆动涡旋件2和顺应框架3围住的空间、即轴毂部空间2h。 [0125] 经由连通轴毂部空间2h与低压环境空间的压力调整阀18(参照图1、图2)被引导到低压空间(吸入压力空间1g),与低压的制冷剂气体一起被吸入到压缩室1d。通过压缩行程冷冻机油10e与高压的制冷剂气体一起被从排出口1f向密闭容器10内排出。 [0126] 本实施方式的涡旋压缩机100的特征在于:轴毂部空间2h在主轴4的旋转角度的规定范围内经由连通孔2k与最外周的室(将该室称为最外周室)连通,所述最外周的室通过使固定涡旋件1的板状涡旋齿1b和摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b啮合而形成。 [0127] 本实施方式的涡旋压缩机100的上述特征的作用效果在后面说明。 [0128] 通过使固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b啮合而形成的压缩室1d(最外周室),通过主轴4的旋转而逐渐被压缩,一边提高压力,一边朝中央部移动。
[0129] 例如参照图17。当主轴4的旋转角度为0°时,成为完成了制冷剂的吸入的状态,能够形成密闭了的第一室20a(最外周室)。该密闭了的第一室20a随着主轴4的旋转而一边减小容积一边提高压力,同时朝中央部(排出口1f附近)移动。
[0130] 图2所示的压缩室1d与处于固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合部的最外周(图17的主轴4的旋转角度大致为0°~90°)时的第一室20a大体一致。
[0131] 形成于固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合部的最外周的最外周室,每隔主轴4的旋转角度360°重新形成。
[0132] 图2所示的压缩室1d表示每隔主轴4的旋转角度360°重新形成的、形成在固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合部的最外周的最外周室。
[0133] 在这里,将接连形成的、形成在固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合部的最外周的最外周室中的一个,设为第一室20a(压缩室1d)。 [0134] 图16表示形成于摆动涡旋件2的底板部2a的连通孔2k的、伴随着摆动涡旋件2的摆动产生的旋转轨迹,在图中用细实线的圆表示不与轴毂部空间2h连通的连通孔2k,用粗实线的圆表示连通到轴毂部空间2h的连通孔2k。
[0135] 如图16所示,连通孔2k在主轴4的旋转角度的大致90°的范围内连通到轴毂部空间2h。在主轴4的旋转角度的其它的大致270°的范围内,连通孔2k由顺应框架3的推力轴承3a的面封闭。
[0136] 在这里,进行主轴4的旋转角度的定义。如图17所示,设第一室20a完成了制冷剂的吸入时的主轴4的旋转角度为0°。
[0137] 图16的“主轴4的旋转角度0°”与图17的(主轴4的旋转角度0°)一致。另外,图16的“主轴4的旋转角度90°”与图17的(主轴4的旋转角度90°)一致。 [0138] 因此,连通孔2k的顺应框架3侧的开口部必须满足以下的条件。 [0139] (1)连通孔2k的顺应框架3侧的开口部在主轴4的旋转角度0°~90°(大致的范围)之间连通到轴毂部空间2h。
[0140] (2)连通孔2k的顺应框架3侧的开口部在主轴4的旋转角度90°~360°(大致的范围)之间不连通到轴毂部空间2h(连通孔2k由顺应框架3的推力轴承3a的面封闭)。
[0141] 连通孔2k的与顺应框架3相反侧的开口部(板状涡旋齿2b侧)与第一室20a(压缩室1d的一个)的连通,必须至少在连通孔2k的顺应框架3侧的开口部与轴毂部空间2h连通时处于连通状态。
[0142] 当连通孔2k的顺应框架3侧的开口部不与轴毂部空间2h连通时,连通孔2k的与顺应框架3相反侧的开口部(板状涡旋齿2b侧)与第一室20a(压缩室1d的一个)的连通可连通,也可不连通。
[0143] 在图17~图20中,设吸入完成状态为旋转角度0°,关于主轴4的旋转角度0°、90°、180°、270°、360°、450°、540°、630°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2k的关系。
[0144] 如图17所示,主轴4的旋转角度为0°,完成吸入、形成第一室20a。第一室20a的容积此时最大。另外,如图所示,第一室20a与连通孔2k连通。
[0145] 另外,如图16所示,连通孔2k开始与轴毂部空间2h连通,所以,轴毂部空间2h与第一室20a处于连通状态。
[0146] 若主轴4从旋转角度0°旋转90°,则第一室20a一边减小其容积 一边在逆时针方向而且向内侧移动。即使主轴4的旋转角度为90°,也与连通孔2k连通。 [0147] 另外,如图16所示,连通孔2k仍然与轴毂部空间2h连通,所以,轴毂部空间2h与第一室20a处于连通状态。
[0148] 如图18所示,若主轴4从旋转角度90°旋转90°而成为180°,则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向而且向内侧移动。在主轴4的旋转角度为180°时,不与连通孔2k连通。在主轴4处于旋转角度90°到180°之间的某处时,连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部成为与第一室20a非连通的状态。由固定涡旋件1的板状涡旋齿1b封闭连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部。或者,连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部在还未完成吸入的下一个最外周室候补的空间开口。
[0149] 如图18所示,若主轴4从旋转角度180°旋转90°而成为270°,则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向而且向内侧移动。在主轴4的旋转角度为270°时,连通孔2k在还未完成吸入的下一个最外周室候补的空间开口,所以,连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部处于与第一室20a非连通状态。
[0150] 如图19所示,若主轴4从旋转角度270°旋转90°而成为360°(主轴4旋转了一周),则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向向内侧移动。在主轴4的旋转角度为360°时,连通孔2k在完成了吸入的下一个最外周室的空间开口,所以,连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部处于与第一室20a非连通的状态。
[0151] 如图19所示,若主轴4从旋转角度360°旋转90°而成为450°,则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向而且向内侧移动。在主轴4的旋转角度为450°时,连通孔2k在完成了吸入的下一个最外周室的空间开口,所以,连通孔2k的板状涡旋齿2b侧的开口部处于与第一室20a非连通的状态。
[0152] 如图20所示,若主轴4从旋转角度450°旋转90°而成为540°,则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向而且向内侧移 动。在主轴4的旋转角度为540°时,第一室20a与排出口1f连通。因此,第一室20a的压力与排出压力Pd大致相等。正确地说,在主轴4成为旋转角度540°之前,第一室20a与排出口1f连通。
[0153] 如图20所示,若主轴4从旋转角度540°旋转90°而成为630°,则第一室20a一边进一步减小其容积,一边在逆时针方向而且向内侧以与排出口1f连通了的状态移动。 [0154] 图21为表示第一室20a的压力与主轴4的旋转角度的关系的曲线图,表示从完成吸入制冷剂的吸入、形成第一室20a的主轴4的旋转角度0°到主轴4的旋转角度630°的第一室20a的压力变化。
[0155] 在主轴4的旋转角度为0°时,完成吸入制冷剂的吸入、形成第一室20a,所以第一室20a的压力与吸入压力Ps相等。
[0156] 此后,随着主轴4的旋转,第一室20a一边减小其容积一边向内侧移动,第一室20a内的压力逐渐上升。
[0157] 在主轴4的旋转角度为0°~90°的区间,如上述那样,轴毂部空间2h与第一室20a连通。如图21也表示的那样,在该主轴4的旋转角度为0°~90°的区间,第一室20a的压力比轴毂部空间2h的中间压力低。因此,轴毂部空间2h的制冷剂及冷冻机油10e被吸引进入到第一室20a。因此,即使轴毂部空间2h与第一室20a连通,第一室20a的压力也不会逃逸到轴毂部空间2h。
[0158] 若主轴4的旋转角度超过90°,则轴毂部空间2h与第一室20a成为非连通状态,第一室20a的压力持续上升。在图17~图20的固定涡旋件1的板状涡旋齿1b和摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的规格下,当主轴4的旋转角度处于450°~540°的某处时,第一室20a与排出口1f连通,第一室20a的压力成为排出压力Pd。
[0159] 下面说明在主轴4的旋转角度为0°~90°的区间、轴毂部空间2h与第一室20a连通所产生的效果。
[0160] 在电动机20中使用三相或单相的感应电动机的场合,在装置(例如空调机)的组装中,因三相感应电动机中的通往涡旋压缩机100的玻璃端子10f(参照图1)的电源端子的连接错误、单相感应电动机中 的运转电容器的连线错误等,有时在生产线的测试中导致电动机20反转。
[0161] 在由变换器驱动的无刷直流电动机的场合,通常在驱动电路中内装有检测电源的反相而切断向无刷直流电动机的通电的保护电路,所以,若存在电源端子与涡旋压缩机100的玻璃端子10f(参照图1)的连接错误,则涡旋压缩机100不起动。然而,若在驱动电路中检测到电源的反相、与无刷直流电动机的连接存在错误,则有时涡旋压缩机反转。 [0162] 在图22的三相感应电动机的连线中,若正确地将三个电源端子(U相、V相、W相)连接于涡旋压缩机100的玻璃端子10f(参照图1),则电动机20进行规定的正转运转。然而,在例如图22所示那样弄错U相与V相的连接(电源的V相连接于U相绕组,电源的U相连接于V相绕组)的场合,电动机20进行与规定的正转运转相反的反转运转。 [0163] 另外,在图23的单相感应电动机的连线中,通常运转电容器与辅助绕组串联,该串联电路与主绕组并联。
[0164] 若因运转电容器的连接错误将运转电容器连接于主绕组、将该串联电路与辅助绕组并联(图23的括号内),则电动机20进行与规定的正转运转相反的反转运转。 [0165] 在这里,参照图24说明了装入涡旋压缩机100的装置(空调机200)的制冷剂回路的一例。
[0166] 空调机200具有室外机201和室内机202。室外机201和室内机202用作为连接配管(延长配管)的气体管205及液体管207连接。
[0167] 室外机201具有用于连接气体管205的气体侧阀214和用于连接液体管207的液体侧阀215。
[0168] 室内机202具有用于连接气体管205的气体侧连接部216和用于连接液体管207的液体侧连接部217。
[0169] 气体管205及液体管207使用规定直径·长度的铜管。在安装空调机200时,气体管205及液体管207根据现场的状况而制成。
[0170] 气体管205及液体管207由气体侧阀214、液体侧阀215、气体侧连接部216、液体侧连接部217分别具有的喇叭形螺母(图中未表示)固定。
[0171] 室外机201具有压缩制冷剂的压缩机(在这里为涡旋压缩机100)、在制冷运转和采暖运转中切换制冷剂的流动方向的四通阀204(在关闭状态下进行制冷运转)、作为热源侧热交换器的室外热交换器211、第一减压装置210、中压储罐209、及第二减压装置208。 [0172] 在制冷运转和采暖运转中切换制冷剂的流动方向的四通阀204,在图24中用实线表示制冷运转时的制冷剂的流路。另外,用虚线表示采暖运转时的制冷剂的流路。 [0173] 作为热源侧热交换器的室外热交换器211在制冷运转时作为冷凝器动作,在采暖运转时作为蒸发器动作。另外,由室外送风机(图中未表示)向室外热交换器211送风,促进制冷剂与空气的热交换。
[0174] 在第一减压装置210、第二减压装置208中例如使用电子膨胀阀。 [0175] 在中压储罐209中,气液二相制冷剂流入,与涡旋压缩机100的吸入配管218进行热交换、成为液体制冷剂而流出。
[0176] 室内机202具有作为利用侧热交换器的室内热交换器206。室内热交换器206在制冷运转时作为蒸发器动作。另外,在采暖运转时作为冷凝器动作。另外,由室内送风机(图中未表示)向室内热交换器206送风,促进制冷剂与空气的热交换,并且将调和空气送出到空调空间。将室内机202的制冷剂回路作为室内制冷剂回路。
[0177] 根据图25分别关于采暖运转和制冷运转说明空调机200的制冷剂回路的动作。 [0178] [132]在采暖运转时,从涡旋压缩机100排出的高压·高温的气体制冷剂(图25的点1)通过四通阀204,再通过气体侧阀214、气体管205、气体侧连接部216,流入到室内热交换器206。
[0179] 在室内热交换器206中,气体制冷剂通过与室内空气(比气体制冷剂的温度低)进行热交换,受到冷却而冷凝。在室内热交换器206的出口附近,成为高压的液体制冷剂(图25的点2)。该高压的液体 制冷剂被过冷却成比冷凝温度低规定温度。 [0180] 从室内热交换器206出来的高压的液体制冷剂经过液体侧连接部217、液体管207、液体侧阀215,流入到第二减压装置208。在第二减压装置208中,高压的液体制冷剂被减压,成为中压的气液二相制冷剂(图25的点3)。
[0181] 从第二减压装置208出来的中压的气液二相制冷剂流入到中压储罐209。流入到了中压储罐209的中压的气液二相制冷剂,与在涡旋压缩机100的吸入配管218中流动的低压·低温的气体制冷剂热交换,成为中压的液体制冷剂(图25的点4)。 [0182] 从中压储罐209出来的中压的液体制冷剂由第一减压装置210减压,成为低压的气液二相制冷剂(图25的点5)。
[0183] 从第一减压装置210出来的低压的气液二相制冷剂流入室外热交换器211。在室外热交换器211中,低压的气液二相制冷剂与外气(温度比低压的气液二相制冷剂高)热交换而蒸发。然后,成为低压的气体制冷剂(图25的点6)。
[0184] 然后,低压的气体制冷剂与中压储罐209的中压的气液二相制冷剂热交换而被加热(图25的点7),被吸入到涡旋压缩机100。
[0185] 在进行制冷运转时,从涡旋压缩机100排出的高压·高温的气体制冷剂(图25的点1)流入到室外热交换器211。
[0186] 在室外热交换器211中,气体制冷剂与外气(温度比气体制冷剂低)进行热交换,受到冷却而冷凝。在室外热交换器211的出口附近,成为高压的液体制冷剂(图25的点2)。而且,该高压的液体制冷剂被过冷却为比冷凝温度低规定温度。
[0187] 从室外热交换器211出来的高压的液体制冷剂流入到第一减压装置210。在第一减压装置210中,高压的液体制冷剂被减压,成为中压的气液二相制冷剂(图25的点3)。 [0188] 从第一减压装置210出来的中压的气液二相制冷剂流入到中压储罐209。流入到了中压储罐209的中压的气液二相制冷剂,与在涡旋压缩机100的吸入配管218中流动的低压·低温的气体制冷剂进行热交 换,成为中压的液体制冷剂(图25的点4)。 [0189] 从中压储罐209出来的中压的液体制冷剂由第二减压装置208减压,成为低压的气液二相制冷剂(图25的点5)。
[0190] 从第二减压装置208出来的低压的气液二相制冷剂经过液体侧阀215、液体管207、液体侧连接部217流入到室内热交换器206。在室内热交换器206中,低压的气液二相制冷剂与室内空气(温度比低压的气液二相制冷剂高)进行热交换而蒸发。然后,成为低压的气体制冷剂(图25的点6)。
[0191] 然后,低压的气体制冷剂与中压储罐209的中压的气液二相制冷剂进行热交换而被加热(图25的点7),被吸入到涡旋压缩机100中。
[0192] 下面,说明在电动机20使用三相或单相的感应电动机的场合,在装置(例如空调机)的组装中由于三相感应电动机中的通往涡旋压缩机100的玻璃端子10f(参照图1)的电源端子的连线错误、单相感应电动机中的运转电容器的连线错误等,使得在生产线的测试中电动机20反转的场合的问题。
[0193] 在生产线中,空调机200分别组装室外机201和室内机202。
[0194] 室外机201若使用涡旋压缩机100等组装制冷剂回路,则制冷剂(例如R22、R410A、R407C等)从设于四通阀204与室外热交换器211之间的充入口填充到制冷剂回路。此时,四通阀204关闭,成为制冷运转回路。因此,涡旋压缩机100的排出侧与室外热交换器211连通。从充入口填充到制冷剂回路的制冷剂被填充到室外热交换器211及涡旋压缩机100的密闭容器10内部。
[0195] 在空调机200的生产线中,将制造中的室外机201连接到标准样机的室内机202,进行出厂测试。此时,若存在三相感应电动机中的通往涡旋压缩机100的玻璃端子10f(参照图1)的电源端子的连线错误、单相感应电动机中的运转电容器的连线错误,则在涡旋压缩机100的起动时电动机20反转运转。
[0196] 在该电动机20反转运转时,压缩机构部40不作为压缩机、而是成为膨胀机。即,没有排出阀的涡旋压缩机100的、填充制冷剂后的 起动时的动作如下。而且,涡旋压缩机100具有吸入止回阀组件17。对没有吸入止回阀组件17的涡旋压缩机也提及。 [0197] (1)与排出口1f连通的一个压缩室1d(设为压缩室A)吸入密闭容器10内的制冷剂(冷冻循环整体的制冷剂平衡为同一压力),若主轴4的反转进行、关闭压缩室A,则一边扩大容积,一边向外侧移动。此时,压缩室A内的压力逐渐下降。
[0198] (2)若压缩室A通过连通孔2k与轴毂部空间2h连通,则压缩室A的压力比冷冻循环的平衡压力低,所以,作为冷冻循环的平衡压力的轴毂部空间2h的压力下降。轴毂部空间2h与压缩室A的容积比例如为10∶1左右,根据该容积比和连通前的各个的压力,决定压缩室A与轴毂部空间2h连通后的轴毂部空间2h及压缩室A的压力。若主轴4的反转进一步进行,则轴毂部空间2h及压缩室A的压力进一步下降相当于压缩室A的容积增加的量。
[0199] (3)若主轴4的反转进一步进行、压缩室A开放,则压缩室A与吸入压力空间1g连通。吸入压力空间1g由吸入止回阀组件17关闭,所以,吸入压力空间1g的制冷剂量增加。 [0200] (4)形成于压缩室A的内侧的下一个压缩室B也进行同样的动作。因此,轴毂部空间2h的压力进一步下降。另外,吸入压力空间1g的制冷剂量也进一步增加。 [0201] (5)通过反复进行上述的动作,轴毂部空间2h的压力变得比密闭容器10内的压力(与起动前的冷冻循环的平衡压力大致相等)低。即,油池10g的压力变得比轴毂部空间2h的压力大,所以,由该差压使冷冻机油10e在主轴4的中空空间4g中上升,流入到轴毂部空间2h。这样,能够向摆动轴承2c等的各轴承供油。因此,能够抑制在未设置使轴毂部空间2h与压缩室1d连通的连通孔2k的场合发生的、电动机20反转运转时的主轴4的烧伤。
[0202] (6)虽然吸入压力空间1g的制冷剂量继续增加,但若吸入压力空间1g的压力超过规定的压力,则溢流阀50a打开,吸入压力空间1g的制冷剂被释放到密闭容器10内。 [0203] 因此,在具有吸入止回阀组件17的涡旋压缩机100中,为了抑制电动机20的反转运转时的主轴4的烧伤,必须有以下的构成部分。
[0204] (1)连通孔2k,设由固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合形成最外周室的、主轴4的旋转角度为0°,当例如主轴4的旋转角度大致为0°~90°(规定的主轴4的旋转角度范围)时,该连通孔2k使轴毂部空间2h与最外周室连通。
[0205] (2)具有溢流阀50a和阀柱护套50b的溢流阀组件50,在固定涡旋件1的底板部1a的与板状涡旋齿1b相反侧的面上,在与吸入压力空间1g对应的位置,溢流阀组件50能够自由开闭地封闭固定涡旋件1的底板部1a的溢流孔1h。
[0206] 而且,在没有吸入止回阀组件17的涡旋压缩机中,当反转运转起动时,流入到吸入压力空间1g的制冷剂流出到冷冻循环的吸入侧,所以,不需要溢流阀组件50。对于未设有吸入止回阀组件17的涡旋压缩机,(1)连通孔2k为必须的构成部分,对于该连通孔2k,设由固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合形成最外周室的、主轴4的旋转角度为0°,当例如主轴4的旋转角度大致为0°~90°(规定的主轴4的旋转角度范围)时,该连通孔2k使轴毂部空间2h与最外周室连通。
[0207] 下面,对具有搭载了涡旋压缩机100的室外机201和室内机202的空调机200的安装时的连线错误导致的反转运转进行说明。
[0208] 在该场合,以电动机20使用三相感应电动机的涡旋压缩机100为对象。在电动机20由变换器驱动的无刷直流电动机的场合,对于在驱动电路中未内置有检测电源的反相而切断向无刷直流电动机的通电的保护电路的情形,若在安装时三相电源与室外机201的电源连接端子的连接的总顺序错开,则涡旋压缩机100反转,所以成为对象。在电动机20使用单相感应电动机的涡旋压缩机100的场合,即使安装时单相电源与室外机201的电源连接端子的连接的相(二相)的顺序错开,电动机20的反转运转也不会发生。在安装后的运转电容器的维护(更换)时,为极低概率的连线错误可能导致发生反转运转的程度。 [0209] 具有室内机202和室外机201的空调机200在安装时需要在现场用连接配管连接室内机202和室外机201。
[0210] 室内机202具有用于连接气体管205的气体侧连接部216和用于连接液体管207的液体侧连接部217。
[0211] 在出厂时,在室内机202的制冷剂回路(室内热交换器206)中封入氮气等。室内机202的制冷剂回路的两个开放端部例如用带盖的喇叭形螺母封闭,使得氮气不漏到外部(气体侧连接部216、液体侧连接部217)。
[0212] 另外,在室外机201的制冷剂回路中,在出厂时填充有规定量的制冷剂。另外,在涡旋压缩机100中封入规定量的用于润滑压缩机构的冷冻机油10e。
[0213] 在室外机201的制冷剂回路的两个开放端部,分别连接阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215),使得制冷剂不泄漏。在室外机201的阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215)上,安装有与室内机202同样的带盖的喇叭形螺母。由于用阀封闭制冷剂回路,所以,为了在安装时对连接配管进行连接,需要带盖的喇叭形螺母。使用与室内机202同样的带盖的喇叭形螺母是为了使部件通用化。
[0214] 下面说明安装空调机200时的室内机202与室外机201的连接方法。 [0215] 首先,使用工具拆下封闭室内机202的制冷剂回路中的两个开放端部的带盖的喇叭形螺母。此时封入在室内机202的制冷剂回路中的氮气排放到大气中。 [0216] 另外,安装在室外机201的阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215)上的带盖的喇叭形螺母也使用工具拆卸。此时阀关闭,所以,制冷剂维持填充在室外机201的制冷剂回路中的状态。
[0217] 然后,从室内机202、室外机201的带盖的喇叭形螺母(共4个)拆下盖。 [0218] 再将用作连接配管的铜管(两根)切断成规定的长度。规定的长度指与安装状态的室内机202和室外机201之间的距离大体一致。
[0219] 在两根连接配管中分别插入2个拆下了盖的喇叭形螺母。然后使两根连接配管各个的两端扩管。
[0220] 将4个喇叭形螺母连接在室内机202、室外机201的原来的部位。由此完成连接配管的连接。
[0221] 连接完成了的室内机202的制冷剂回路与连接配管的内部,残存有空气或包含了未放出而残留的氮气的空气。
[0222] 因此,在设于室外机201的阀的制冷剂充入口(推压继流阀将其打开、与连接配管侧连通)连接真空泵,进行室内机202的制冷剂回路和连接配管内部的抽真空。 [0223] 一旦室内机202的制冷剂回路和连接配管内部的抽真空完成,则打开室外机201的两个阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215),使填充在室外机201中的制冷剂移动到制冷剂回路整体,完成安装工程。
[0224] 连接配管(气体管205及液体管207)使用规定的直径·长度的铜管。在安装空调机200时,气体管205及液体管207根据现场的状况制作。
[0225] 在一例中,在连接配管(气体管205及液体管207)不超过30m时不需要制冷剂的追加填充。
[0226] 在连接配管(气体管205及液体管207)为30m以上的场合,相应于连接配管尺寸和配管长度填充规定的追加制冷剂。其顺序为,一旦室内机202的制冷剂回路和连接配管的内部的抽真空完成,则打开室外机201的两个阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215),朝室内侧开放制冷剂,一边进行试运转(制冷运转),一边从设于室外机201的阀的制冷剂充入口(推压继流阀将其打开、与连接配管侧连通)填充追加制冷剂(正确地说是吸引到制冷剂回路)。
[0227] 此时,从气体侧阀214的制冷剂充入口将制冷剂填充到冷冻循环 的低压侧。 [0228] 假设安装时三相电源与室外机201的电源连接端子的连接的相顺序错开而成为反相。若在该状态下实施填充追加制冷剂的试运转(制冷运转),则涡旋压缩机100进行反转运转。
[0229] 此时的涡旋压缩机100的反转运转,与空调机200的生产线中的出厂试验时大致相同。
[0230] 若在液体制冷剂存在于使用吸入止回阀组件17的涡旋压缩机100中的状态下起动并且其反转运转,则吸入压力空间1g的压力急剧上升,存在压缩机构部40破坏的危险。 [0231] 在安装空调机200时,在液体制冷剂存在于涡旋压缩机100的状态下,起动而且其成为反转运转的可能性极小。
[0232] 若要列举成为这样的状态的条件,则为这样的场合,即,一旦室内机202的制冷剂回路与连接配管的内部的抽真空结束,则打开室外机201的两个阀(用于连接气体管205的气体侧阀214、用于连接液体管207的液体侧阀215),在使填充在室外机201中的制冷剂移动到了制冷剂回路整体中的时刻中断作业,追加制冷剂的填充等作业拖到第二天进行。 [0233] 特别是在寒冷地区,若因夜间的寒气而使涡旋压缩机100的温度下降,则制冷剂滞留在涡旋压缩机100(液体制冷剂存积在涡旋压缩机100中)中。
[0234] 在该状态下,例如若为了进行追加制冷剂的填充而开始试运转,并且存在连线错误、使用吸入止回阀组件17的涡旋压缩机100反转起动,则吸入压力空间1g的压力急剧上升,存在压缩机构部40破坏的危险。
[0235] 然而,本实施方式的涡旋压缩机100在使用吸入止回阀组件17的场合,使用具有溢流阀50a和阀柱护套50b的溢流阀组件50,所以,在该场合也能够通过溢流阀组件50避免吸入压力空间1g的压力的急剧上升。
[0236] 在涡旋压缩机100正转运转的场合,在完成了制冷剂的吸入的状 态下,若设形成密闭了的最外周室(第一室20a)时的主轴4的旋转角度为0°,则在主轴4的旋转角度处于大致0°~90°的区间,使压缩室1d与轴毂部空间2h连通的连通孔2k,使最外周室与轴毂部空间2h连通。如图21所示,在该区间(主轴4的旋转角度为大致0°~90°),轴毂部空间2h的压力(中间压力)比最外周室的压力大,所以,最外周室的制冷剂不会逃逸到轴毂部空间2h,不对涡旋压缩机100的性能产生影响。
[0237] 另外,在涡旋压缩机100的反转运转的场合,若在主轴4的旋转角度的整个范围内由连通孔2k使压缩室1d与轴毂部空间2h连通,则上升到轴毂部空间2h的油池的冷冻机油10e增加,存在油池中的冷冻机油10e消失的危险。在结束了制冷剂的吸入的状态下,若设形成密闭的最外周室(第一室20a)时的主轴4的旋转角度为0°,则在主轴4的旋转角度处于大致0°~90°的区间时,连通孔2k使最外周室与轴毂部空间2h连通,所以,上升到轴毂部空间2h的油池的冷冻机油10e增加,油池中的冷冻机油10e消失的危险也小。 [0238] 如以上那样,本实施方式的涡旋压缩机100能够获得以下所示的效果。 [0239] (1)一般的涡旋压缩机由于在反转运转时排出空间压力Pd没有变得比吸入空间压力Ps大,所以在主轴4的上端面与下端面不产生差压,所以,不能向轴承部进行差压供油,主轴4烧伤。然而,本实施方式的涡旋压缩机100为了能够在反转运转时以排出差压供油方式向各轴承部供油,将比排出空间压力Pd低的压力Pm′(膨胀行程的涡旋内的压力)吸引到包含主轴4上端部的摆动涡旋件2的轴毂部空间,为此在摆动涡旋件2的底板部2a上设置有通往轴毂部空间(轴毂部空间2h)的连通孔2k。这样,在反转运转中在主轴4的上端面与下端面产生差压,能够进行差压供油,能够向各轴承部供油,防止轴烧伤,所以,提高可靠性。
[0240] (2)在本实施方式的涡旋压缩机100中,为了在反转运转时能够向轴承部进行差压供油,向包含摆动轴承部2c的摆动涡旋件2的轴毂 部空间2h引入比排出空间压力Pd低的压力Pm′(膨胀行程的涡旋内的压力),用于引入比排出空间压力Pd低的压力Pm′的摆动涡旋件2上的通往轴毂部空间2h的连通孔2k的位置设置在如下位置,该位置是为了防止在反转运转时因从密闭容器10底部的油池10g连续地吸引冷冻机油10e而导致冷冻机油10e耗尽、使轴毂部空间2h与连通孔2k不360°连通那样的位置,而且是在正转运转时涡旋件内的压缩途中的制冷剂不流入到轴毂部空间2h的位置(压缩室的压缩途中的压力比轴毂部空间压力小的位置)。这样,能够防止反转运转中的油耗尽、提高可靠性。另外,能够防止正转运转时的压缩气体向轴毂部空间2h流出,能够防止正转运转时的性能下降。
[0241] (3)本实施方式的涡旋压缩机100在固定涡旋件1的底板部1a的与板状涡旋齿1b相反侧的面上,在与吸入压力空间1g对应的位置上,设置具有溢流阀50a和阀柱护套50b的溢流阀组件50。具有吸入止回阀组件17的涡旋压缩机100,若在制冷剂充满了压缩室1d的状态时由于某种原因而进行与正转相反的反转运转起动,则将产生由液体压缩引起的冲撞压力。由冲撞压力使固定涡旋件1的板状涡旋齿1b偏移,从而发生机械锁定,或压缩性能下降。当在压缩室1d中发生液体压缩时,溢流阀组件50使液体制冷剂逃逸到压缩室1d的外部(密闭容器10的内部空间),抑制由液体压缩引起的冲撞压力的发生。 [0242] 实施方式2
[0243] 一般的涡旋压缩机在反转运转时排出空间压力Pd不变得比吸入空间压力Ps大,所以,不在主轴4的上端面与下端面产生差压,因此,不能向轴承部进行差压供油,主轴4烧伤。
[0244] 实施方式2的涡旋压缩机300为了能够在反转运转时以排出差压供油方式向各轴承部供油,将比涡旋内的排出空间压力Pd低的压力Pm′(膨胀行程的涡旋内的压力)吸引到主轴4上端部空间,为此在摆动涡旋件2中设置有通往轴毂部空间2h的连通孔2n,并且为了防止正转运转时制冷剂从该连通孔2n流入到涡旋内而设置有连通止回阀2p。这样,在反转运转中在主轴4的上端面与下端面产生差压,能 够进行差压供油,能够向各轴承部供油,可防止轴烧伤、提高可靠性。另外,能够防止正转运转时的压缩气体流出到轴毂部空间,能够防止正转运转时的性能下降。
[0245] 在涡旋压缩机300中,为了在反转运转时能够向轴承部进行差压供油,将比排出空间压力Pd低的压力Pm′(膨胀行程的涡旋内的压力)引入到包含摆动轴承2c的摆动涡旋件2的轴毂部空间2h,为了进行该引入动作,将设于摆动涡旋件的与主轴4上端部连通的连通孔2n的位置设置在如下的位置,该位置是为了防止在反转运转时因从密闭容器10底部的油池10g连续地吸引冷冻机油10e而导致冷冻机油10e耗尽、使轴毂部空间2h与连通孔2n不360°连通那样的位置(压缩室的压缩途中的压力比轴毂部空间压力小的位置)。这样,能够防止反转运转中的油耗尽,并能够实现可靠性提高。
[0246] 图26~图32表示实施方式2,图26为涡旋压缩机300的局部纵剖视图,图27为表示连通孔2n的摆动涡旋件2的纵剖视图,图28为表示连通孔2n及连通止回阀2p的摆动涡旋件2的纵剖视图,图29为连通止回阀2p的放大图,图30为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度0°和旋转角度90°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图,图31为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度180°和旋转角度270°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图,图32为将吸入完成状态设为旋转角度0°、关于主轴4的旋转角度360°和旋转角度450°表示摆动涡旋件2相对于固定涡旋件1的相对位置及与连通孔2n的关系的图。图33为表示第一室20a的压力与主轴4的旋转角度的关系的图。
[0247] 图26所示的实施方式2的涡旋压缩机300在以下所示几点与实施方式1的涡旋压缩机100不同。其它构成相同,所以,省略说明。图26的B部具有以下构成部分。 [0248] (1)设置连通孔2n和止回阀收容部2q,该连通孔2n使固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合的涡 旋(压缩室1d)内与轴毂部空间2h连通,该止回阀收容部2q与连通孔2n连通并在涡旋(压缩室1d)开口。
[0249] (2)以在正转运转时制冷剂不通过该连通孔2n从涡旋内流入到轴毂部空间2h的方式设置连通止回阀2p。
[0250] 涡旋压缩机300未设置设于底板部2a的使压缩室1d(第一室20a、最外周室)与轴毂部空间2h连通的连通孔2k。
[0251] 如图27所示,在摆动涡旋件2的底板部2a具有连通孔2n和止回阀收容部2q,该连通孔2n与轴毂部空间2h连通,该止回阀收容部2q与连通孔2n连通,并在板状涡旋齿2b之间的空间开口,收容连通止回阀2p。
[0252] 如图28所示,在止回阀收容部2q收容有连通止回阀2p。连通止回阀2p封闭与轴毂部空间2h连通的连通孔2n的止回阀收容部2q侧的开口部。
[0253] 如图29所示,连通止回阀2p具有止回阀部2p-1和向连通孔2n侧对止回阀部2p-1施力的弹簧2p-2。
[0254] 连通止回阀2p在轴毂部空间2h的压力与涡旋(压缩室1d)的压力的差比弹簧2p-2的力大时打开,轴毂部空间2h与涡旋(压缩室1d)连通。
[0255] 在涡旋压缩机300的正转运转时,轴毂部空间2h的压力比涡旋(压缩室1d)的压力大,所以,连通止回阀2p维持关闭了的状态。
[0256] 如图30~图32所示,止回阀收容部2q按超过了主轴4的旋转角度0°的规定角度与第一室20a连通,连通到超过主轴4的旋转角度270°的规定角度为止。 [0257] 当涡旋压缩机300反转运转时,在超过上述主轴4的旋转角度0°的规定角度与第一室20a连通,在超过了主轴4的旋转角度270°的规定角度,由膨胀行程使第一室20a的压力比轴毂部空间2h的压力低,所以,若该差压产生的力超过弹簧2P-2的力,则止回阀部2p-1打开,轴毂部空间2h与第一室20a连通。这样,轴毂部空间2h的压力下降。反复进行该动作,轴毂部空间2h的压力变得比油池10g的压力(密闭 容器10内的压力)低,能够向轴毂部空间2h进行差压供油。
[0258] 比较实施方式1中的连通孔2k和实施方式2中的如下结构,在以下方面是不同的,实施方式2中的所述结构为:设置有使固定涡旋件1的板状涡旋齿1b与摆动涡旋件2的板状涡旋齿2b的啮合的涡旋(压缩室1d)内部、与轴毂部空间2h连通的连通孔2n,以及与连通孔2n连通而在涡旋(压缩室1d)开口的止回阀收容部2q,并以正转运转时制冷剂不经由该连通孔2n从涡旋内流入到轴毂部空间2h的方式设置连通止回阀2p。 [0259] (1)实施方式1的连通孔2k在正转运转时若压缩室1d的压力为规定值以上,则制冷剂从压缩室1d流入到轴毂部空间2h,所以,压缩室1d与轴毂部空间2h连通的角度(主轴4的旋转角度)存在限制。与此不同,使用实施方式2的连通止回阀2p的方法,在正转运转时即使压缩室1d的压力变高,由于用连通止回阀2p封闭,因此制冷剂也不流入到轴毂部空间2h。因此,连通角度的自由度比实施方式1增加。
[0260] (2)实施方式1的连通孔2k需要用顺应框架3的推力轴承3a封住连通孔2k,但对于实施方式2的连通止回阀2p来说没有这个必要。
[0261] 在上述实施方式1、2中,说明了使用顺应框架3的涡旋压缩机100、300,但也可适用于不使用顺应框架3的涡旋压缩机。