具体实施方式
以下,参照附图并对用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)进行详细地说明。需要说明的是,在各附图中,对共同的部分标以相同的附图标记并省略重复的说明。需要说明的是,在图2、图3、图6、图7中,比较例所涉及的喷出口54C由双点划线表示。
《第一实施方式》
<涡旋式压缩机SC>
使用图1及图2对第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC进行说明。图1是第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的剖视图。图2是说明沿着曲柄轴的轴向观察时由涡盘卷板形成的压缩室的图,表示压缩室成为最小密闭空间的状态。
如图1所示,涡旋式压缩机SC在密闭容器1的内部收纳有涡旋式压缩机构部2和电动机3。涡旋式压缩机构部2具备:回旋涡盘4;固定涡盘5;框架6;曲柄轴7;回旋机构8。
回旋涡盘4具有竖直设立在镜板41上的漩涡状的回旋涡盘卷板42(参考图2),在镜板41的背面设有回旋机构8和供曲柄轴7的偏心轴部71***的回旋轴承43。固定涡盘5具有竖直设立在镜板51上的漩涡状的固定涡盘卷板52(参考图2),在镜板51的外周部设有吸入口53,在镜板51的中央部设有喷出口54。回旋涡盘4和固定涡盘5互相以涡盘卷板42、52作为内侧而进行组合,固定涡盘5紧固在框架6上。
曲柄轴7在一方侧(图1的上侧)设有偏心轴部71,并向回旋涡盘4的回旋轴承43***。在另一方侧(图1的下侧)设置有电动机3,并与电动机3的转子(旋转件)连接。需要说明的是,电动机3的定子(固定件)固定在密闭容器1上。当通过电动机3的旋转而使曲柄轴7旋转时,回旋涡盘4在回旋机构8的作用下,不会自转而相对于固定涡盘5进行回旋运动。
设于密闭容器1的吸入管11与固定涡盘5的吸入口53连接。密闭容器1的内部的上部空间12与固定涡盘5的喷出口54连通。密闭容器1的内部的空间13与上部空间12连通。设于密闭容器1的喷出管14与空间13连通。另外,在密闭容器1的内部下侧收容有润滑油21,从而能够通过与曲柄轴7相连的供油装置22向涡旋式压缩机构部2供油。
如此,涡旋式压缩机SC中,通过回旋涡盘4及固定涡盘5各自的镜板41、51和各自的涡盘卷板42、52来形成密闭空间30。密闭空间30借助回旋涡盘4的回旋运动而向回旋涡盘4及固定涡盘5的中心部移动,且其容积减少。由此,涡盘压缩机SC对经由吸入管11而从吸入口53吸入的制冷剂气体进行压缩,并使密闭空间30与喷出口54连通,由此喷出制冷剂气体。被喷出的制冷剂气体从密闭容器1内的上部空间12向空间13内流入,最终从喷出管14喷出。
在此,由涡旋式压缩机SC的回旋涡盘卷板42与固定涡盘卷板52所形成的压缩室成为在刚刚与喷出口54连通之前其容积最小的最小密闭空间31(参考图2)。然后,喷出口54与最小密闭空间31(压缩室)连通,被压缩的制冷剂气体喷出。第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54与现有的圆形形状的喷出口(图2中,由双点划线表示的比较例所涉及的喷出口54C)相比较,成为能够降低喷出时的压力损失这样的形状。由此,能够降低涡旋式压缩机SC的压缩所需的动力,从而提高涡旋式压缩机SC的运转效率。
<喷出口54的形状>
接着,使用图3及图4对第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的形成于固定涡盘5的喷出口54的形状进行说明。图3是表示第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54的形状的局部放大图。需要说明的是,图3表示形成有喷出口54与压缩室刚刚连通之前的最小密闭空间31的状态。
在此,回旋涡盘卷板42的轮廓(profile)由作为内侧的渐开线曲线的内侧轮廓42i、作为外侧的渐开线曲线的外侧轮廓42o以及作为将内侧轮廓42i及外侧轮廓42o连结起来的曲线的前端轮廓42p形成。另外,固定涡盘卷板52的轮廓(profile)由作为内侧的渐开线曲线的内侧轮廓52i、作为外侧的渐开线曲线的外侧轮廓52o以及作为将内侧轮廓52i及外侧轮廓52o连结起来的曲线的前端轮廓52p形成。
如图3所示,第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的形成于固定涡盘5的喷出口54(图3中,由粗实线表示)形成在由固定涡盘卷板52的前端轮廓52p、固定涡盘卷板52的内侧轮廓52i、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o、后述的轨迹42t、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的内侧轮廓42i围成的范围内。
在此,使用图4对轨迹42t进行说明。图4是说明回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o的位置和轨迹42t之间的关系的局部放大图。
图4中示出了从回旋涡盘4形成最小密闭空间31时(参考图3)起沿着压缩方向的相反方向进行回旋运动至90度的过程中的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o。作为一例,在图4中,图示出了从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了15度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o15、从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了30度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o30、从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了45度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o45、从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了60度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o60、从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了75度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o75、从形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向回旋运动了90度的状态的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o90。
如图4所示,轨迹42t被设定作为在从回旋涡盘4形成最小密闭空间31时起沿着压缩方向的相反方向进行回旋运动至90度的过程中将回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o在固定涡盘卷板52的外侧轮廓52o的外侧处最为接近的点连结起来的轨迹。
<作用·效果>
与比较例所涉及的涡旋式压缩机进行对比并使用图5对第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的作用·效果进行说明。图5是对于第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC及比较例所涉及的涡旋式压缩机而言、示出回旋涡盘4的旋转角度和喷出口的开口面积之间的关系的曲线图。
在最小密闭空间31的压缩室刚刚与喷出口54连通之后,喷出口54相对于压缩室而言完全不开口,使喷出口54的一部分开口,从而成为喷出口54的剩余部分由回旋涡盘卷板42闭塞的状态。图5的纵轴为喷出口54(喷出口54C)实际向压缩室开口的开口面积,图5的横轴为回旋涡盘4的旋转角度(曲柄轴7的旋转角度)。
另外,比较例所涉及的涡旋式压缩机和第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC除了喷出口的形状不同的点以外为相同的结构,省略其说明。需要说明的是,比较例所涉及的涡旋式压缩机中,图3所示的状态为形成喷出口54C与压缩室刚刚连通之前的最小密闭空间31的状态,且第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的设定容量比和比较例所涉及的涡旋式压缩机的设定容量比相等。
如图5的曲线图所示,具有喷出口54的第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC与具有喷出口54C的比较例所涉及的涡旋式压缩机相比,能够增大向压缩室开口的开口面积,因此,能够降低从压缩室向上部空间12(参考图1)喷出时的制冷剂气体的流速,从而能够降低压力损失。
尤其是,刚刚开口后的开口面积小的区间为压力损失变大的旋转角度的区间。与其相对地,具有喷出口54的第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC如图5所示那样,能够自刚刚开口后起迅速地增大开口面积。由此,能够降低压力损失大的区间。
如上所述,第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC与比较例所涉及的涡旋式压缩机相比较,能够在始终维持设定容积比的状态下,扩大喷出口的尺寸,降低在喷出口处的制冷剂气体的流速,从而能够降低喷出时的压力损失。由此,能够降低涡旋式压缩机SC的压缩所需的动力,从而提高涡旋式压缩机SC的运转效率。
《第二实施方式》
接着,对第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC进行说明。第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC与第一实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC相比较,形成于固定涡盘5的喷出口的形状不同。其他结构相同,而省略说明。
<喷出口的形状>
使用图6对第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54A的形状进行说明。图6是表示第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54A的形状的局部放大图。
喷出口54A(图6中,由粗实线表示)形成在图3所示的第一实施方式的喷出口54A的范围(即,由固定涡盘卷板52的前端轮廓52p、固定涡盘卷板52的内侧轮廓52i、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o、轨迹42t、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的内侧轮廓42i围成的范围)的内侧,且为由直线及/或曲线构成的形状。作为一例,图6所示的喷出口54A由四条圆弧(曲线54Aa、曲线54Ab、曲线54Ac、曲线54Ad)和一条直线(直线54Ae)形成。
如此,根据第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC,能够利用立铣刀(end mill)加工等公知的加工技术来形成喷出口54A,因此能够容易地进行喷出口54A的加工。
《第三实施方式》
接着,对第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC进行说明。第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC与第一实施方式及第二实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC相比较,形成于固定涡盘5的喷出口的形状不同。其他结构相同,而省略说明。
<喷出口的形状>
使用图7对第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54B的形状进行说明。图7是表示第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54B的形状的局部放大图。
喷出口54B(图7中,由粗实线表示)形成在图3所示的第一实施方式的喷出口54A的范围(即,由固定涡盘卷板52的前端轮廓52p、固定涡盘卷板52的内侧轮廓52i、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的外侧轮廓42o、轨迹42t、形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的内侧轮廓42i围成的范围)的内侧,且为由直线及/或曲线构成的形状。作为一例,图7所示的喷出口54B由四条圆弧(曲线54Ba、曲线54Bb、曲线54Bc、曲线54Bd)和一条直线(直线54Be)形成。
进而,喷出口54B的形状与形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p一致(或大致一致)。作为一例,在图7所示的喷出口54B中,形成喷出口54B的曲线54Bc与形成最小密闭空间31时的回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p一致。
如此,通过使第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC的喷出口54B的形状与回旋涡盘卷板42的前端轮廓42p一致(或大致一致),由此能够自刚刚开口后起迅速地增大开口面积。由此,能够抑制流速的增加,从而能够降低压力损失。
以上对第一~第三实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC进行了说明,但本实施方式所涉及的涡旋式压缩机SC并不局限于上述实施方式的结构,在不超出发明的主旨的范围内能够进行各种各样的变更。