CN107076143A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋压缩机，具备：涡旋压缩机构，其在相对的固定涡旋盘与回转涡旋盘(10)之间形成压缩室，且具有支承回转涡旋盘(10)的推力负荷的止推板(12)；背压供给机构(6)，其将压缩制冷剂气体的一部分作为背压向止推板(12)的背面侧供给，背压供给机构(6)构成为具备：形成于与止推板(12)的背面侧相对的推力面(30)的背压室(31)；将压缩制冷剂气体向背压室(31)供给的背压供给通路(32)；配设于背压室(31)的内周侧和外周侧的内周密封圈(33)和外周密封圈(34)，外周密封圈(34)设置成被挤压在外壳(2a)的内周面(37)与止推板(12)的外周面(12a)之间。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机，特别是涉及优选适用于要求小型化的车辆用空调的涡旋压缩机。

背景技术

车辆用空调所使用的涡旋型的压缩机具备固定涡旋盘和回转涡旋盘。固定涡旋盘和回转涡旋盘分别在圆板状的端板的一面侧一体地形成有涡旋状的涡圈。使该固定涡旋盘和回转涡旋盘以涡圈彼此啮合了的状态相对而使回转涡旋盘相对于固定涡旋盘公转回转运动，使形成于双方的涡圈之间的压缩室从外周侧向内周侧移动且使其容积减少，从而进行制冷剂气体的压缩。

在涡旋压缩机工作时，压缩了的制冷剂气体的反作用力施加于回转涡旋盘的端板和固定涡旋盘的端板。因此，回转涡旋盘被向沿着轴向与固定涡旋盘分开的方向推压，在双方的涡旋盘的涡圈顶端面(齿顶)与对象侧的端板之间产生被称为顶隙的间隙，存在制冷剂气体从该顶隙泄漏而压缩机的效率降低的倾向。

在此，例如像专利文献1、2等所公开那样，公知有一种涡旋压缩机，其中，在回转涡旋盘的端板的背面侧形成隔着止推板(或者未隔着)邻接的背压室，对在压缩室中进行了压缩的制冷剂气体的一部分进行抽吸并向该背压室供给，将回转涡旋盘向固定涡旋盘侧推压，从而涡圈的顶端面始终与对象侧的端板接触。

在如上述那样在回转涡旋盘的端板背面侧形成邻接的背压室而推压回转涡旋盘的情况下，在对回转涡旋盘进行旋转驱动的主轴的轴向观察时，背压室成为包围主轴的环状。这样的环状的背压室其内径越小、外径越大、则面积(宽度)越大而能够提高对回转涡旋盘的推压力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3893487号公报

专利文献2：日本特开平8-159051号公报

如图5所示，为了增大在回转涡旋盘a的背面侧隔着止推板b邻接的背压室c的面积(宽度)，需要缩小位于背压室c的内周侧的O形圈状的内周密封圈d的直径D1，增大位于背压室c的外周侧的外周密封圈e的直径D2，而扩大内周密封圈d与外周密封圈e之间的间隔W1。

然而，分别在外壳f的推力面g形成密封圈槽来配置内周密封圈d和外周密封圈e，因此，扩大内周密封圈d与外周密封圈e之间的间隔W1存在极限，因此，无法有效地增大背压室c的面积。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种涡旋压缩机，能够增大背压室的面积而提高背压形成的推压回转涡旋盘的推压力，使来自顶隙的制冷剂气体的泄漏减少而提高压缩效率的涡旋压缩机。

另外，本发明的进一步的目的在于谋求起动扭矩的减小和起动时的噪音的减少。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的涡旋压缩机采用以下技术方案。

即本发明的一方式的涡旋压缩机具备：涡旋压缩机构；背压供给机构，该背压供给机构将由所述涡旋压缩机构压缩的制冷剂气体的一部分作为背压向止推板的背面侧供给；以及外壳，该外壳***述涡旋压缩机构和所述背压供给机构，所述涡旋压缩机构具有：固定涡旋盘；回转涡旋盘，该回转涡旋盘与所述固定涡旋盘相对而形成对所述制冷剂气体进行压缩的压缩室；所述止推板，该止推板支承所述回转涡旋盘的推力方向的负荷；以及主轴，该主轴对所述回转涡旋盘进行驱动，所述背压供给机构构成为具备：背压室，该背压室形成于所述外壳中的与所述止推板的背面侧相对的推力面；背压供给通路，该背压供给通路对被压缩的所述制冷剂气体的一部分进行抽吸并向所述背压室供给；以及内周密封圈和外周密封圈，该内周密封圈和外周密封圈配设于所述背压室的内周侧和外周侧，并阻止来自所述背压室的所述背压的泄漏，所述外周密封圈设置成被挤压在所述外壳的内周面与所述止推板的外周面之间。

根据上述方式的涡旋压缩机，配设于背压室的外周侧的外周密封圈设置成被挤压在外壳的内周面与止推板的外周面之间，因此，无需如以往那样在外壳的推力面形成用于外周密封圈的密封圈槽。因此，能够不受密封圈槽影响就将背压室的宽度向外周侧扩大。由此，能够增大背压室的面积而提高背压形成的推压回转涡旋盘的推压力，使制冷剂气体的泄漏减少而提高压缩效率。

在上述方式的涡旋压缩机中，也可以是，以由所述外壳的内周面、所述推力面、所述止推板的外周面形成截面是直角三角形的环状空间的方式使所述止推板的外周面倾斜，所述外周密封圈被挤压在所述外壳的内周面、所述止推板的外周面以及所述推力面这三个面之间。

根据上述方式，形成外周密封圈被挤压在外壳的内周面、止推板的外周面以及推力面这三个面之间的三角密封构造。因此，能够将外周密封圈配置于推力面的最外周部，能够增大背压室的宽度和面积。

在上述方式的涡旋压缩机中，也可以是，将所述外周密封圈嵌装于在所述止推板的外周面形成的外周槽中，所述外周密封圈被挤压在该外周槽与所述外壳的内周面之间。

根据上述方式，外周密封圈仅与止推板的外周面(外周槽)和外壳的内周面接触，不与推力面接触，因此，能够将形成于推力面的背压室的宽度扩大到最大限度而增大面积。

在上述方式的涡旋压缩机中，也可以是，所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的顶隙的大小设定成如下大小：在向所述回转涡旋盘供给所述背压之前，所述压缩室的压力能够泄漏，在向所述回转涡旋盘供给了所述背压之后，所述压缩室的压力***漏。

根据上述方式，在涡旋压缩机的起动时，固定涡旋盘与回转涡旋盘之间的顶隙增大而压缩室的泄漏较多，因此，可获得起动扭矩较小就足够这样的效果。并且，在涡旋压缩机起动后，压缩室的压力逐渐升高，该压力的一部分作为背压被背压供给机构向止推板的背面供给，在该背压的作用下，回转涡旋盘被推压而顶隙变窄，压缩室的泄漏变小而压缩效率正常化。

因此，在起动时回转涡旋盘不会受到背压就一下子向固定涡旋盘侧移动而与固定涡旋盘碰撞，能够有效地防止由碰撞带来的冲击音、也就是说起动时的噪音。

发明效果

如以上那样，根据本发明的涡旋压缩机，能够增大背压室的面积而提高背压形成的推压回转涡旋盘的推压力，使来自顶隙的制冷剂气体的泄漏减少而提高压缩效率，并且谋求起动扭矩的减小和起动时的噪音的减少。

附图说明

图1是表示本发明的涡旋压缩机的一个例子的纵剖视图。

图2是放大图1的I I部来表示本发明的第一实施方式的背压供给机构的纵剖视图，(a)表示背压未作用时、(b)表示背压起作用时。

图3是表示本发明的第二实施方式的背压供给机构的纵剖视图，(a)表示背压未作用时、(b)表示背压起作用时。

图4是表示本发明的第三实施方式的回转涡旋盘和固定涡旋盘的局部纵剖视图，(a)表示背压未作用时、(b)表示背压起作用时。

图5是表示现有技术的问题点的背压室附近的纵剖视图。

符号说明

1 涡旋压缩机

2 外壳

5 涡旋压缩机构

6 背压供给机构

8 固定涡旋盘

9 压缩室

10 回转涡旋盘

12 止推板

12a、12b 止推板的外周面

14 主轴

25 低压室

28 高压室

30 推力面

31 背压室

32 背压供给通路

33 内周密封圈

34 外周密封圈

37 外壳的内周面

41 外周槽

C 顶隙

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的多个实施方式。

[第一实施方式]

图1是表示本发明的涡旋压缩机的一个例子的纵剖视图。该涡旋压缩机1装入例如汽车的空调装置而被未图示的发动机的动力驱动，对制冷剂气体进行压缩而向空调装置的制冷剂回路供给。

涡旋压缩机1具备后外壳2b被螺栓3紧固于前外壳2a而成的结构的外壳2，在该外壳2的内部收容有涡旋压缩机构5和背压供给机构6。

如公知那样，涡旋压缩机构5是如下结构：具有：固定涡旋盘8，其利用螺栓7等固定于外壳2(2b)；回转涡旋盘10，其与该固定涡旋盘8相对而形成对制冷剂气体进行压缩的压缩室9；止推板12，其支承回转涡旋盘10的轴向的负荷；主轴14，其对回转涡旋盘10进行驱动。主轴14由轴承15、16轴支承于前外壳2a侧，主轴14的顶端部向外部突出，在主轴14的顶端部安装有未图示的驱动带轮。

固定涡旋盘8和回转涡旋盘10分别在圆板状的端板8a、10a的一面侧一体地形成有涡旋状的涡圈8b、10b。各涡圈8b、10b的顶端部可相对于相对的端板8a、10a平滑地滑动地与相对的端板8a、10a抵接，由端板8a、10a和涡圈8b、10b包围而形成一对压缩室9。

设置于主轴14的偏心销14a借助衬套21和轴承22与回转涡旋盘10的毂10c内周嵌合，若主轴14旋转，则回转涡旋盘10一边被未图示的自转防止机构防止自转一边回转。因此，在固定涡旋盘8的涡圈8b与回转涡旋盘10的涡圈10b之间形成的一对压缩室9从外周侧向内周侧移动且其容积减小，从设置于前外壳2a内的低压室25的未图示的吸入口吸入的制冷剂气体向压缩室9内吸入而被压缩，该被压缩成高压的制冷剂气体经由喷出阀27和高压室28从设置于后外壳2b的未图示的喷出口喷出。

在压缩制冷剂气体时，被压缩的制冷剂气体的反作用力施加于固定涡旋盘8的端板8a和回转涡旋盘10的端板10a，因此，可动式的回转涡旋盘10被沿着轴向向远离固定着的固定涡旋盘8的方向(推力方向)推压。该回转涡旋盘10的推力负荷被止推板12支承，进一步向形成于前外壳2a而与止推板12的背面侧相对的推力面30传递。

背压供给机构6是将利用涡旋压缩机构5进行了压缩的制冷剂气体的一部分作为背压向止推板12的背面侧供给的机构。也如图2所示，该背压供给机构6构成为具备：环状的背压室31，其形成于推力面30；背压供给通路32，其形成于前外壳2a的内部而使高压室28和背压室31连通；内周密封圈33和外周密封圈34，其分别配设于背压室31的内周侧和外周侧。

背压供给通路32是对在压缩室9内被压缩而喷出到高压室28的制冷剂气体的一部分进行抽吸而向背压室31供给的通路。另外，来自背压室31的背压的泄漏被内周密封圈33和外周密封圈34阻止，可确保气密性。内周密封圈33和外周密封圈34是由例如橡胶等弹性材料形成的O形圈，其截面形状在非压缩状态下是圆形，但也能够使用除了圆形以外的截面形状的密封圈。

图2的(a)、(b)是将图1的I I部放大来表示本发明的第一实施方式的背压供给机构6的纵剖视图。止推板12以将背压室31封闭的方式夹装于前外壳2a的推力面30与回转涡旋盘10(端板10a)之间。

内周密封圈33与以往的构造(参照图5)同样地嵌装于密封圈槽35，该密封圈槽35形成于推力面30而位于背压室31的内周侧。另一方面，止推板12的外周面12a倾斜成倾斜度为45度左右，由该外周面12a、前外壳2a的推力面30以及内周面37形成截面是直角等边三角形的环状空间。并且，在该环状空间的内部安装有外周密封圈34。因此，密封圈34被挤压在止推板12的斜面状的外周面12a、推力面30以及内周面37这三个面之间。

接着，对上述那样构成的涡旋压缩机1的作用和效果进行说明。

在涡旋压缩机1起动时，虽然制冷剂气体在压缩室9内被压缩，但其压缩压力还较低，因此，如图2的(a)所示，回转涡旋盘10的端板10a被压缩压力推动而被压靠于止推板12侧。此时，高压室28内的压力也较低，因此，不向背压室31供给背压。

若在涡旋压缩机1起动后压缩室9和高压室28内的压力升高，则高压室28内的压缩了的制冷剂气体的一部分被背压供给通路32抽吸而向背压室31供给。因此，如图2的(b)所示，背压作用于止推板12，止推板12和回转涡旋盘10(端板10a)被推压而从推力面30上浮。因此，使图1所示的回转涡旋盘10的涡圈10b的顶端部和固定涡旋盘8的涡圈8b的顶端部与对象侧的端板8b、10b可靠地接触而防止顶隙(间隙)的产生，能够防止制冷剂气体的泄漏而提高涡旋压缩机1的效率。

在本实施方式中，配设于背压室31的外周侧的外周密封圈34设置成被挤压在前外壳2a的内周面37与止推板12的外周面12a之间。因此，无需如以往那样在推力面30形成用于供外周密封圈34嵌合的密封圈槽(图5所示的外周密封圈e的槽)。

因此，能够使内周密封圈33与外周密封圈34之间的间隔W2相对于图5所示的以往的宽度W1扩大，也能够使在其间形成的背压室31的宽度扩大。施加于宽度扩大了的背压室31的背压在内周密封圈33与外周密封圈34之间的宽度W2的整个范围内作用于止推板12。因此，能够提高背压所形成的推压回转涡旋盘10的推压力，使制冷剂气体的泄漏减少而提高涡旋压缩机1的压缩效率。

而且，通过使止推板12的外周面12a倾斜，由该外周面12a、前外壳2a的内周面37以及推力面30形成截面是直角等边三角形的环状空间，形成外周密封圈34被挤压在这三个面12a、37、30之间的三角密封构造，因此，能够将外周密封圈34配置于推力面30的最外周部，在这点上，也能够增大背压室31的宽度W2和面积。

[第二实施方式]

图3的(a)、(b)是表示本发明的第二实施方式的背压供给机构40的纵剖视图。该背压供给机构40除了保持背压室31的气密性的外周密封圈34的配置构造不同这点以外的结构与第一实施方式所示的背压供给机构6相同，因此，对同一构成部标注同一附图标记而省略说明。

在该背压供给机构40中，止推板12的外周面12b是与前外壳2a的内周面37平行的圆筒面，外周密封圈34嵌装于在止推板12的外周面12b形成的外周槽41中，安装成被挤压在该外周槽41与前外壳2a的内周面37之间。因此，是外周密封圈34不与止推板12接触的构造。

根据上述结构的背压供给机构40，外周密封圈34仅与止推板12的外周面12b(外周槽41)和前外壳2a的内周面37接触，不与推力面30接触。因此，内周密封圈33与外周密封圈34的外周部(即内周面37)之间的间隔W3比第一实施方式(参照图2)中的间隔W2进一步扩大，能够使在其间形成的背压室31的宽度比第一实施方式的该宽度大。施加于宽度扩大了的背压室31的背压在内周密封圈33与外周密封圈34的外周部(内周面37)之间的宽度W3的整个范围内作用于止推板12。因此，背压形成的推压回转涡旋盘10的推压力进一步提高而使制冷剂气体的泄漏减少，能够更加提高涡旋压缩机1的压缩效率。

另外，在涡旋压缩机1起动时，在背压施加于背压室31而止推板12上浮时，外周密封圈34相对于前外壳2a的内周面37滑动、或者变形，因此，由于其滑动阻力或变形阻力，而对止推板12的移动赋予制动力。因此，能够防止由止推板12急剧上浮而回转涡旋盘10与固定涡旋盘8碰撞所导致的异常噪声(起动噪音)的产生。

[第三实施方式]

图4的(a)、(b)是表示本发明的第三实施方式的回转涡旋盘和固定涡旋盘的局部纵剖视图。该实施方式优选与第一实施方式和第二实施方式的结构组合来实施。

在该第三实施方式中，在向回转涡旋盘10供给背压之前，如图4的(a)所示，在固定涡旋盘8的涡圈8b顶端部与回转涡旋盘10的端板10a之间、以及回转涡旋盘10的涡圈10b的顶端部与固定涡旋盘8的端板8a之间产生预定的顶隙C。

该顶隙C的大小设定成压缩室9的压力可泄漏的大小、具体而言0.6毫米～0.8毫米左右。

另外，在背压供给到回转涡旋盘10之后，如图4的(b)所示，回转涡旋盘10在背压的作用下而上浮，因此，顶隙C消失，压缩室9的压力***漏。

此外，也可以在固定涡旋盘8的涡圈8b的顶端部与回转涡旋盘10的涡圈10b的顶端部分别设置有公知的叶端密封。由此，能够更可靠地阻止压缩的泄漏。

根据本结构，在涡旋压缩机1起动时，固定涡旋盘8与回转涡旋盘10之间的顶隙C增大而来自压缩室9的泄漏较多，因此，可获得起动扭矩较小就足够这样的效果。

并且，在涡旋压缩机1起动后，压缩室9的压力逐渐升高，该压力的一部分被图2、图3所示的背压供给机构6、40作为背压向止推板12的背面(背压室31)供给，在该背压的作用下，回转涡旋盘10被推压而顶隙C变窄，减少压缩室9的泄漏而压缩效率正常化。

因此，在起动时回转涡旋盘10不会受到背压就一下子向固定涡旋盘8侧移动而与固定涡旋盘8碰撞，能够有效地防止由碰撞产生的冲击音、即起动噪音。

如以上说明那样，根据本实施方式的涡旋压缩机1，能够增大背压室31的面积而提高在背压形成的推压回转涡旋盘10的推压力，使来自顶隙的制冷剂气体的泄漏减少而提高压缩效率，并且谋求起动扭矩的减小和起动时的噪音的减少。

此外，本发明并不只限定于上述实施方式的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当施加变更、改良，如此施加了变更、改良而成的实施方式也包含于本发明的保护范围。

例如，在上述实施方式中进行了说明的涡旋压缩机1使用于汽车的空调装置，但并不限于汽车用，也能够将本发明适用于住房、大厦、仓库等建筑物的空调装置所使用的涡旋压缩机。

另外，上述实施方式的涡旋压缩机1被汽车的发动机等外部动力驱动，但也可以将本发明适用于一体地设置有电动机的电动涡旋压缩机。

Claims (4)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，具备：

涡旋压缩机构；

背压供给机构，该背压供给机构将由所述涡旋压缩机构压缩的制冷剂气体的一部分作为背压向止推板的背面侧供给；以及

外壳，该外壳***述涡旋压缩机构和所述背压供给机构，

所述涡旋压缩机构具有：

固定涡旋盘；

回转涡旋盘，该回转涡旋盘与所述固定涡旋盘相对而形成对所述制冷剂气体进行压缩的压缩室；

所述止推板，该止推板支承所述回转涡旋盘的推力方向的负荷；以及

主轴，该主轴对所述回转涡旋盘进行驱动，

所述背压供给机构构成为具备：

背压室，该背压室形成于所述外壳中的与所述止推板的背面侧相对的推力面；

背压供给通路，该背压供给通路对被压缩的所述制冷剂气体的一部分进行抽吸并向所述背压室供给；以及

内周密封圈和外周密封圈，该内周密封圈和外周密封圈配设于所述背压室的内周侧和外周侧，并阻止来自所述背压室的所述背压的泄漏，

所述外周密封圈设置成被挤压在所述外壳的内周面与所述止推板的外周面之间。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，

以由所述外壳的内周面、所述推力面、所述止推板的外周面形成截面是直角三角形的环状空间的方式使所述止推板的外周面倾斜，所述外周密封圈被挤压在所述外壳的内周面、所述止推板的外周面以及所述推力面这三个面之间。

3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述外周密封圈嵌装于在所述止推板的外周面形成的外周槽中，并被挤压在该外周槽与所述外壳的内周面之间。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述固定涡旋盘与所述回转涡旋盘之间的顶隙的大小设定成如下大小：在向所述回转涡旋盘供给所述背压之前，所述压缩室的压力能够泄漏，在所述背压供给到所述回转涡旋盘之后，所述压缩室的压力***漏。