涡旋式压缩的制造方法
涡旋式压缩的制造方法
【专利摘要】本发明涉及涡旋式压缩机，在具备注入流路的涡旋式压缩机中，在制冷剂的吸入刚刚结束到排出的整个过程期间，能使过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致可靠性降低。与用于向压缩中途的压缩室（20）供给制冷剂的注入流路（31a）连通的注入口（1f）、以及设置于固定涡旋件（1）而用于将在压缩室（20）内成为过压缩的制冷剂向压缩室（20）外释放的过压缩防止释放口（1h）设置成，注入口（1f）以及过压缩防止释放口（1h）之中的至少一方在压缩室（20）中的吸入结束到排出的整个过程期间与压缩室（20）连通，而且，在注入流路（31a）设置用于将在压缩室（20）内成为过压缩的制冷剂向压缩室（20）外释放的异常升压防止释放口。
【专利说明】涡旋式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷/空调机所使用的涡旋式压缩机。
【背景技术】
[0002]对于涡旋式压缩机，在运行期间吸入了过多的液体制冷剂的情况下，另外在从过多的液体制冷剂滞留在压缩室内的状态进行起动的情况下，压缩室内会变成过压缩状态，过度的压缩负荷会施加在轴承上，从而有时会导致压缩机故障。
[0003]存在以下涡旋式压缩机，即:为了防止上述故障而设置释放阀，将在压缩室内过度升压的制冷剂从释放阀向压缩室外排出(例如参考专利文献I)。
[0004]上述专利文献I的涡旋式压缩机具备用于向压缩中途的压缩室供给制冷剂的注入口，在与该注入口连接的注入流路的中途设置释放流路。并且，采用以下形式，即:将成为过压缩状态的压缩室内的制冷剂向注入流路引导，从该处经由释放流路以及释放阀向压缩室外排出。
[0005]专利文献1:日本特开2001-27188号公报(摘要、图1)
[0006]通常，注入口并不是在从制冷剂的吸入刚刚结束起直到排出瞬间的一个循环的整个过程中都与压缩室连通的，而是在一部分过程中进行连通。因此，如专利文献I的涡旋式压缩机那样，如果是将释放流路设置在注入流路内的结构，则在注入流路不与压缩室连通的期间，释放流路将不发挥作用。
[0007]因而，在注入流路不与压缩室连通的期间的运行中，若过多的液体制冷剂被吸入，则不能进行释放，压缩室与注入流路连通，在释放流路发挥作用之前都进行压缩，担心有可能损害可靠性。另外，由于涡旋件最外周部的压缩室通常不与注入流路连通，因此，在从在压缩室内滞留了过多的液体制冷剂的状态起进行起动的情况下，同样不能从经由注入流路的释放流路进行释放，存在损害可靠性的课题。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述课题而做出的，目的是得到以下涡旋式压缩机，即:在具备向压缩中途的压缩室供给制冷剂的注入流路的涡旋式压缩机中，在制冷剂的吸入刚刚结束到排出的整个过程期间，能使过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致可靠性降低。
[0009]本发明的涡旋式压缩机，具备:密闭容器；压缩机构部，压缩机构部设置在密闭容器内并具有固定涡旋件以及摆动涡旋件，设置在固定涡旋件以及摆动涡旋件各自的基板上的涡卷齿相互间啮合而形成压缩室；电动机，电动机驱动压缩机构部；注入流路，注入流路用于经由注入口向压缩中途的压缩室供给制冷剂；和第一释放口，第一释放口设置在固定涡旋件上，用于将在压缩室内成为过压缩的制冷剂向压缩室外释放；注入口以及第一释放口设置成，在压缩室的吸入结束到排出的整个过程期间，注入口以及第一释放口中的至少一方与压缩室连通；而且，在注入流路上设置有第二释放口，第二释放口用于将在压缩室内成为过压缩的制冷剂向压缩室外释放。[0010]根据本发明，在从制冷剂的吸入结束到排出的整个过程期间，能将过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致的可靠性降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机的剖视图。
[0012]图2 (a) (b)是表示包括图1的固定涡旋件基板Ia的周围结构的图。
[0013]图3 (a) (b)是表示图1的中间压调整阀和顺应框架周边的结构的放大剖视图。
[0014]图4是表不具有注入回路的制冷循环的图。
[0015]图5是横轴为比焓、纵轴为制冷剂压力地表示图4的制冷循环中的制冷剂状态的
莫里尔焓熵图。
[0016]图6 (a)?(g)是以吸入结束状态为0°而每隔90°地示出摆动涡旋件2相对于固定涡旋件I的相对位置的图。
[0017]图7是相对于旋转角度示出一个压缩室从吸入结束到排出结束为止的各口与压缩室的连通率的变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0018]以下，基于附图就本发明的涡旋式压缩机100的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中就立式涡旋式压缩机进行说明，但本发明不受其限制，也可以适用于卧式涡旋式压缩机。
[0019]图1是本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机100的剖视图。
[0020]该第一实施方式的涡旋式压缩机100具有将通过吸入管42吸入的制冷剂进行压缩后从排出管43向外部排出的功能，具备:作为高压容器的密闭容器10、设置在该密闭容器10内的压缩机构部的固定涡旋件I以及摆动涡旋件2、和驱动摆动涡旋件2的电动机8。
[0021]固定涡旋件I利用螺栓(未图示)将外周部与引导框架15紧固连接，引导框架15被固定在密闭容器10上。在固定涡旋件I的侧面，制冷剂气体的吸入管42贯通密闭容器10地被压入。在固定涡旋件I的基板(以下称为固定涡旋件基板)Ia的一个面(在图1中为下侧)形成固定涡旋件涡卷齿lb，而且，在外周部，两个一对的欧氏导槽Ic基本形成在一条直线上。在该欧氏导槽Ic中，自由往复滑动地卡合有欧氏机构9的两个一对的固定侧键9c0
[0022]摆动涡旋件2配设在固定涡旋件I的下侧，在基板(以下称为摆动涡旋件基板)2a的一个面(图1中的上侧)，形成与固定涡旋件I的固定涡旋件涡卷齿Ib实质上相同形状的涡卷齿2b。固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b相互啮合，从而形成如后述的图6所示的两个压缩室20。并且，固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b的外侧的基板外周部空间(以下也称为吸入空间)2i成为吸入气体氛围(吸入压)的低压空间。
[0023]另外，在摆动涡旋件基板2a中与摆动涡旋件涡卷齿2b相反的一侧的面(图中的下侦D的中心部，形成空心圆筒状的毂部2f，在该毂部2f的内侧面形成摆动轴承2c。在摆动涡旋件2a中与毂部2f相同的一侧的面的外周部，形成可与顺应框架3的推力轴承3a压接滑动的推力面2d。顺应框架3设置在摆动涡旋件2的与固定涡旋件I相反的一侧，在轴向支承摆动涡旋件2，经由轴承在半径方向支承驱动摆动涡旋件2的主轴4。[0024]另外，在摆动涡旋件基板2a的外周部，与固定涡旋件I的欧氏导槽Ic具有大致90。的相位差的两个一对的欧氏导槽2e基本形成在一条直线上。并且，在该欧氏导槽2e中，
自由往复滑动地卡合有欧氏机构9的两个一对的摆动侧键9a。通过如上所述地构成的欧氏机构9，摆动涡旋件2不进行自转而可以进行摆动运动(旋回运动)。
[0025]另外，在摆动涡旋件基板2a中，形成将固定涡旋件I侧的面(图1中为上侧的面)与顺应框架3侧的面(图1中为下侧的面)连通的细孔即抽气孔2j。并且，该抽气孔2j的顺应框架3侧的开口部即下开口部2k配置成，在通常运行时本身形成的圆形轨迹始终收纳于设置在顺应框架3的推力轴承3a的轴承面部内的开口部3f的内部。
[0026]图2是表示包含图1的固定涡旋件基板Ia的周围结构的图，图2 (a)是分解立体图，图2 (b)是图2 Ca)的组装状态的立体图。
[0027]排出口 Id贯通设置在固定涡旋件基板Ia的大致中心部，在排出口 Id的外侧，与两个压缩室20对应地在轴向贯通固定涡旋件基板Ia地设置释放口 le。
[0028]另外，在两个释放口 Ie的更外侧，在轴向贯通固定涡旋件基板Ia地设置向两个压缩室20进行注入的两个注入口 If。另外，将从制冷剂回路流出来的注入制冷剂向注入流路31a引导的注入流入孔Ig形成为，通过固定涡旋件基板Ia的侧面在固定涡旋件基板Ia的上表面开口。
[0029]在固定涡旋件基板Ia的与摆动涡旋件2相反的一侧的面(图2的上表面)上，利用螺栓32a固定背板31。背板31在与固定涡旋件基板Ia接触的接触面侧具有成为注入流路31a的槽。
[0030]注入流路31a被设计成与设置在固定涡旋件基板Ia上的两个注入口 If以及注入流入孔Ig连通，在两个压缩室20通用地设置。根据上述的结构，在进行注入时从注入流入孔Ig流入的制冷剂经由注入流路31a和两个注入口 If向两个压缩机20被供给。
[0031]另外，在背板31中，在与设置于固定涡旋件基板Ia的排出口 Id相向的位置贯通地设置排出口 Id。另外，在背板31中，在与设置于固定涡旋件基板Ia的两个释放口 Ie分别相向的位置上贯通地设置两个释放口 31e。利用该释放口 Ie和释放口 31e构成作为第一释放口的过压缩防止释放口 Ih (参考图2 (b))，在压缩室20内成为过压缩的制冷剂从该过压缩防止释放口 Ih向压缩室20外被释放。过压缩防止释放口 Ih设置于在至少从压缩中途到排出开始为止的期间与压缩室20连通的位置。
[0032]进而，在背板31中，与两个压缩室20对应地设置两个作为第二释放口的异常升压防止释放口 31f。异常升压防止释放口 31f从与固定涡旋件I相反的一侧的面(在图2中是上表面)起在轴向贯通背板31而与注入流路31a连通地构成。
[0033]在此，注入口 If设置于在至少从压缩机20中的吸入刚刚结束后到过压缩防止释放口 Ih开始与压缩机20连通的期间与压缩机20连通的位置。从而，经由注入流路31a与注入口 If连通的异常升压防止释放口 31f也在同一期间与压缩室20连通，在此期间在压缩室20内成为异常升压的制冷剂从异常升压防止释放口 31f向压缩机20外被释放。
[0034]根据上述结构，形成以下结构，即:在从吸入刚刚结束后直到排出结束的整个过程中，异常升压防止释放口 31f或过压缩防止释放口 Ih中的至少一方与压缩室20连通。通过该结构，在从吸入刚刚结束直到排出结束的整个过程中，可以将过压缩(也包括异常升压)的制冷剂瞬间释放。[0035]另外，从迅速消除压缩室20内的异常升压状态的观点出发，异常升压防止释放口31f最好构成为与注入口 If在同轴上连通。并且，在背板31的与固定涡旋件I相反的一侧的面(图2的上表面)，设置两个可分别独立地打开和关闭一个异常升压防止释放口 31f和一个过压缩防止释放口 Ih的释放阀33，利用螺栓32a固定在背板31和固定涡旋件基板Ia上。
[0036]释放阀33由簧片阀构成，该簧片阀具备与背板31抵接的板状的阀体33a和限制阀体33a的变形量的阀程限制器33b，通过阀体33a弹性变形来打开和关闭异常升压防止释放口 31f和过压缩防止释放口 lh。该释放阀33构成为当压缩室20内的制冷剂压力达到规定值时进行打开动作。
[0037]另外，在本实施方式中，在此，在背板31侧设置槽以构成注入流路31a，但也可以在固定涡旋件基板Ia和背板31的相互的接触面的至少一方设置槽以构成注入流路31a。另外，从使用于构成注入流路31a的加工简化的观点出发，在固定涡旋件I上另外设置背板31以构成注入流路31a，但不局限于此，也可以构成为在固定涡旋件I中钻孔形成成为注入流路31a的孔。
[0038]在这里返回到图1的说明。
[0039]在顺应框架3的推力轴承3a的外侧，形成供欧氏机构环状部9b进行往复滑动运动的面3x。在顺应框架3的中心部，形成在半径方向支承通过电动机8旋转驱动的主轴4的主轴承3c和辅助主轴承3h。另外，在顺应框架3中，从与下开口部2k相向的位置起在轴向贯通地形成将推力轴承3a和后述的框架空间15f连通的连通孔3s。
[0040]另外，在顺应框架3中供欧氏机构环状部9b进行往复滑动运动的面3x上，在轴向形成由用于将吸入空间(基板外周部空间)2i和毂部外部空间2h连通的连通孔构成的中间压调整阀后流路3n。另外，在顺应框架3中，设置从毂部外部空间2h在径向延伸的中间压调整阀前流路3j和中间压调整阀空间3p。在中间压调整阀空间3p中，收纳了调整毂部外部空间2h的压力而结果控制框架空间15f的中间压力的中间压力调整阀3t、阀程限制器3y和中间压调整弹簧3m。中间压调整弹簧3m比自然长度缩短地收纳在中间压调整阀空间3p内。
[0041]由引导框架15的内侧面和顺应框架3的外侧面形成的框架空间15f，被环状的上密封件16a和下密封件16b上下隔开。在此，在引导框架15的内周面的两处形成收纳密封件的环状密封槽，但该密封槽也可以形成在顺应框架3的外周面。框架空间15只与顺应框架3的连通孔3s连通，形成为将由设置于摆动涡旋件基板2a的抽气孔2j供给的压缩中途的制冷剂气体封入的结构。
[0042]摆动涡旋件2由电动机8驱动。该电动机8具有安装了主轴4的电动机转子8a和旋转驱动电动机转子8a的定子8b。定子8b被固定在密闭容器10上。
[0043]在主轴4的摆动涡旋件侧(在图1的上侧)的端部，形成与摆动涡旋件2的摆动轴承2c自由旋转地卡合的摆动轴部4b，在其下侧形成与顺应框架3的主轴承3c和辅助主轴承3h自由旋转地卡合的主轴部4c。另外，在主轴4的另一端部，形成与副框架6的副轴承6a自由旋转地卡合的副轴部4d，在该副轴部4d与上述的主轴部4c之间热嵌套电动机转子8a。
[0044]另外，油管4f被压入主轴4的下端面，形成将积存在密闭容器10底部的冷冻机油IOe吸上来的结构。在主轴4中，在轴向贯通地设置高压油供油孔4g，通过油管4f吸上来的冷冻机油IOe向主轴4的上部被引导而供给至各滑动部。
[0045]如图1所示，在引导框架15的内侧面的固定涡旋件侧(图1中的上侧)形成上嵌合圆筒面15a，与形成在顺应框架3的外周面上的上嵌合圆筒面3d卡合。另一方面，在引导框架15的内侧面的电动机8侧(图1中的下侧)形成下嵌合圆筒面15b，与形成在顺应框架3的外周面的下嵌合圆筒面3e卡合。
[0046]另外，在本实施方式中，顺应框架3和引导框架15分开地构成，但不局限于此，也可以用一体的一个框架构成两个框架。
[0047]接着，就该涡旋式压缩机100的动作进行说明。
[0048]低压的吸入制冷剂从吸入管42进入由固定涡旋件I和摆动涡旋件2形成的压缩室20。由电动机8驱动的摆动涡旋件2进行偏心回转运动，同时使压缩室20的容积减少。通过该压缩行程，吸入制冷剂形成高压，通过固定涡旋件I的排出口 Id向密闭容器10内排出。另外，在上述压缩行程中，压缩中途的中间压力的制冷剂气体利用摆动涡旋件2的抽气孔2j经过顺应框架3的连通孔3s向框架空间15f被引导，维持该框架空间15f的中间压力氛围。形成高压的排出气体以高压氛围充满密闭容器10内，不久就从排出管43向压缩机外被排出。
[0049]在稳定运行时，密闭容器空间IOd形成排出气体氛围的高压，因此，密闭容器10底部的冷冻机油IOe利用差压在油管4f和高压油供油孔4g中向着图1中的上方流动。然后，从主轴4的上端向毂部空间2g被引导的高压的冷冻机油IOe在摆动轴承2c减压，形成高于吸入压且为排出压以下的中间压，向毂部外部空间2h流动。另一方面，作为高压油供油孔4g的高压油的另一个路径，从设置在主轴4上的横孔向主轴承3c的高压侧端面被引导，在该主轴承3c减压而形成中间压，同样向毂部外部空间2h流动。
[0050]流动到毂部外部空间2h的中间压的冷冻机油(由于溶解在冷冻机油中的制冷剂的发泡，一般形成气体制冷剂和冷冻机油的二相流)10e，经由连通毂部外部空间2h和吸入空间(基板外周部空间)2i的中间压调整阀31向吸入空间2i被引导，与低压的制冷剂气体一起被吸入压缩室20。通过压缩行程，冷冻机油IOe与高压的制冷剂气体一起从排出口 Id向密闭容器10内释放，在这里与制冷剂气体分离，重新返回密闭容器10的底部。
[0051]在与由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力相比、由毂部外部空间2h的压力Pml跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力Ps的差压与中间压调整阀前流路3j的截面面积之积决定的力更小的情况下，如图3 (a)所示地关闭中间压调整阀31。
[0052]另外，在与由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力相比、由毂部外部空间2h的压力Pml跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力Ps的差压与中间压调整阀前流路3j的截面面积之积决定的力更大的情况下，如图3 (b)所示地打开中间压调整阀31，毂部外部空间2h通过中间压调整阀前流路3j和中间压调整阀后流路3n与吸入空间(基板外周部空间)2i连通。
[0053]如上所述，毂部外部空间2h维持由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力以下的毂部外部空间2h的压力跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力的差压，被设定成比吸入空间2i高出该差压部分的中间压。
[0054]换句话说，毂部外部空间2h的中间压Pml由根据中间压调整弹簧3m的弹簧力和中间压调整阀前流路3j的截面面积大致决定的规定压力α，控制为Pml=Ps+a (Ps是吸入氛围压力即低压)。
[0055]这样，毂部外部空间2h由中间压Pml进行控制，因此作用于摆动涡旋件2的向下的力的一部分被该中间压消除，可实现推力的减小。
[0056]通过压缩作用使固定涡旋件I和摆动涡旋件2欲在轴向分离的气体推力、和通过毂部外部空间2h的中间压Pml使顺应框架3与摆动涡旋件2欲分离的力的合计，作为图1的向下的力作用在顺应框架3上。
[0057]另一方面，作为图1的向上作用的力，有引导压缩中途的制冷剂气体形成中间压力氛围的框架空间15f的中间压Pm2所产生的力。以下就框架空间15f的中间压Pm2进行说明。
[0058]设置在摆动涡旋件基板2a中的抽气孔2j的下开口部2k，与设置在顺应框架3中的连通孔3s的推力轴承3a侧的开口部即上开口部3u (图1中的上侧开口部)始终或间歇地连通。因此，来自以固定涡旋件I和摆动涡旋件2形成的压缩室20的压缩中途的中间压(高于吸入压力且为排气压力以下)的制冷剂气体，经由摆动涡旋件2的抽气孔2j和顺应框架3的连通孔3s向框架空间15f被引导。
[0059]说是被引导，由于框架空间15f是通过上密封件16a和下密封件16b密封的封闭空间，因此，制冷剂气体在稳定运行时响应压缩室20的压力变化而在压缩室20与框架空间15f之间在双方向上具有很小的流动，形成所谓呼吸的状态。
[0060]框架空间15f的中间压Pm2根据由所连通的压缩室20的位置大致决定的规定的倍率β，成为下式。
[0061]Pm2=Ps X β
[0062]这里以吸入氛围压力即低压控制Ps。
[0063]图1的向上作用的力，除了因该框架空间15f的中间压Pm2引起的力以外，还有因作用在引导框架15中下端面的露出到高压氛围的部分上的高压引起的力，这些力的合计作为向上的力作用于顺应框架3。
[0064]在稳定运行时，上述向上的力被设定成高于向下的力。因此，顺应框架3的上嵌合圆筒面3d被引导框架15的上嵌合圆筒面15a引导，另外，下嵌合圆筒面3e被引导框架15的下嵌合圆筒面15b引导，向上方浮起。摆动涡旋件2与顺应框架3紧密接触地滑动，也同样浮起，结果是，摆动涡旋件2的摆动涡旋件涡卷齿2b的齿尖和齿底与固定涡旋件I的固定涡旋件涡卷齿Ib的各个齿底和齿尖接触并滑动。
[0065]下面，就本实施方式的动作进行说明。
[0066]图4是表示具有注入回路106的制冷循环的图。图5是横轴为比焓h、纵轴为制冷剂压力P地表示图4的制冷循环中的制冷剂状态的莫里尔焓熵图。在图5中，实线表示注入运行时的莫里尔焓熵图，虚线表示通常运行时的莫里尔焓熵图。另外，图5中的[I]?
[8]所示的各制冷剂状态与图4所示的制冷循环中的注入运行时的[I]?[8]中的制冷剂的各个状态相对应。
[0067](注入运行时)
[0068]从涡旋式压缩机100排出的高压高温的气相制冷剂(状态[I])通过冷凝器101被热交换后液化，形成高压液体制冷剂(状态[2])。然后，高压液体制冷剂被分支成两部分，一方直接流入内部热交换器103，另一方流入注入回路106而在第一膨胀阀102被减压之后(状态[3])，流入内部热交换器103。
[0069]从冷凝器101流出后直接流入内部热交换器103的一方侧的高压液体制冷剂与流入注入回路106的另一方侧的制冷剂进行热交换并被冷却，形成状态[4]的制冷剂。状态
[4]的制冷剂在第二膨胀阀104被减压，形成低压二相制冷剂(状态[5])后流入蒸发器105。流入蒸发器105的低压二相制冷剂与通过蒸发器105的空气进行热交换后形成低压气体制冷剂(状态[6])，被重新吸入涡旋式压缩机100。
[0070]另一方面，流入注入回路106的另一方侧的制冷剂在第一膨胀阀102被减压而形成中间压制冷剂(状态[3])。并且，中间压制冷剂(状态[3])在内部热交换器103与一方侧的制冷剂进行热交换而吸热，形成干度更高的气液二相状态或被加热到过热蒸汽的状态(状态[7])(图5表示中间压制冷剂被加热到过热蒸汽的情况)。然后，被加热的注入回路106的中间压制冷剂(状态[7])从涡旋式压缩机100的注入管41通过注入流路31a，从注入口 If向压缩室20内被注入。
[0071]在压缩室20的内部，被压缩到中间压的制冷剂与由注入口 If注入的制冷剂合流，形成中间压制冷剂(状态[8])，被进一步压缩到高压，重新从涡旋式压缩机100排出。
[0072](通常运行时)
[0073]在不进行注入运行的通常运行时，使第一膨胀阀102的开度为完全关闭。由此，截断向涡旋式压缩机100的注入流路31a流入的支流的注入回路106，使涡旋式压缩机100吸入通过了冷凝器101、内部热交换器103、第二膨胀阀104、蒸发器105的所有制冷剂。
[0074]接着，就涡旋式压缩机100的压缩过程进行说明。
[0075]图6是以吸入结束状态为0°而每隔90°地示出摆动涡旋件2相对于固定涡旋件I的相对位置的图。在图6中，灰色所示的部分表示通过使固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b啮合而形成的两个压缩室20。另外，在图6中也一并示出了(a)?(g)的各个旋转角度处的注入口 If、过压缩防止释放口 Ih以及排出口 Id与压缩室20的连通状态。另外，图7是相对于旋转角度示出一个压缩室20从吸入结束到排出结束为止的各口与压缩室20的连通率的变化的曲线图。
[0076]压缩室20进行以下动作，S卩:随着摆动涡旋件2的摆动运动，旋转角度从0°起增大，随之使容积减少，同时从外周部向中心方向移动。
[0077]图6 Ca)表示形成压缩室20、制冷剂的吸入结束的状态，压缩室20在吸入刚刚结束后就开始与注入口 If连通。此时，过压缩防止释放口 Ih以及排出口 Id未与压缩室20连通。
[0078]通过压缩室20与注入口 If连通，制冷剂从注入回路106经过涡旋式压缩机100的注入管41、注入流入孔Ig以及注入流路31a，从注入口 If被注入到压缩机20内。
[0079]然后，压缩室20在将制冷剂从注入口 If注入的同时，一面压缩内部的制冷剂一面使其向中心方向移动(图6 (b)—图6 (c)—图6 (d)—图6 (e))。并且，压缩室20在从吸入结束状态起经过了 360°时，注入口 If结束与压缩室20的连通，之后的压缩室20内的制冷剂在与排出口 Id连通之前都没有制冷剂从外部流入地继续压缩(图6 (f)—图6 (g))。
[0080]然后，在从吸入结束状态起经过了 540°时，压缩室20与排出口 Id连通，内部的被压缩的制冷剂被向密闭容器10内排出。并且此时，最外周部的压缩室20与注入口 If开始重新连通，制冷剂从注入口 If流入压缩室20。通过重复这些动作来进行注入运行。
[0081]另一方面，过压缩防止释放口 Ih如图7所示，注入口 If与压缩室20的连通率经过100%之后开始下降，在成为0%之前开始连通，在旋转角度经过360°时，连通率到达100%。然后，旋转角度经过540°时排出口 Id开始连通，之后过压缩防止释放口 Ih也处于与压缩室20连通的状态，在旋转角度600°附近，连通率成为0%。
[0082]当因起动时等的过渡期或液体制冷剂的压缩等导致压缩室20的内压异常上升时，顺应框架3向引导框架15侧被沿垂直方向按压，摆动涡旋件2与固定涡旋件I的齿底和齿尖分离，制冷剂从中央的压缩室20向最外周部的压缩室20被释放。但是，由于齿底与齿尖之间的间隙非常小，因此仅依靠从这里的释放并不能完全地释放，存在轴承部损伤等破坏可靠性的可能。
[0083]但是，在本实施方式中，从吸入刚刚结束之后，注入流路31a通过注入口 If与压缩室20连通，在该注入流路31a上设置与外部连通的异常升压防止释放口 31f。S卩，图6 (a)所示的最外周部的压缩室20在刚结束吸入后就与注入口 If连通，因此在最外周部的压缩室20内发生异常压力上升的情况下，压缩室20内的制冷剂通过注入口 If和注入流路31a从异常升压防止释放口 31f推起释放阀33而向压缩室20外被释放。
[0084]另外，在结束了与注入口 If连通的、图6 (e)所示的中央部的压缩室20内发生液体制冷剂等的异常升压的情况下，压缩室20内的制冷剂从过压缩防止释放口 Ih推起释放阀33而向压缩室20外被释放。
[0085]另外，在本例子中，从图7的抽气孔2j的连通率特性可以看出，框架空间15在旋转角度180°附近到330°附近之间，经由抽气孔2j与压缩室20连通。因此，在该连通期间在框架空间15f内发生异常升压的情况下，框架空间15f内的制冷剂通过设置在顺应框架3中的连通孔3s和设置在摆动涡旋件基板2a中的抽气孔2j到达压缩室20内。然后，到达压缩室20内的制冷剂通过注入口 If或过压缩防止释放口 Ih向压缩室20外被释放。因此，可以防止过大的力作用于顺应框架3的推力轴承3a。
[0086]如以上说明的那样，在本实施方式中，构成为，在刚刚结束吸入直到排出瞬间的整个过程中，压缩室20与异常升压防止释放口 31f或过压缩防止释放口 Ih连通。因此，除了在压缩过程中的过压缩时，在由于压缩机起动时等的过渡期或液体制冷剂的压缩等造成压缩室20内的压力异常上升时，也可以将压缩室20内的制冷剂瞬间向压缩室20外释放。即，压缩室20无论处于在从涡旋件最外周部向中心方向移动的过程中的哪个位置，都可以将过压缩(包括异常压缩)的制冷剂瞬间释放。其结果，可以得到能够防止因过压缩造成可靠性降低的涡旋式压缩机。
[0087]另外，由于利用设置在固定涡旋件基板Ia与背板31的相互的接触面中的至少一方的槽构成注入流路31a，因此与在固定涡旋件基板Ia内穿孔设置的结构相比，能够更容易加工。
[0088]另外，构成为使异常升压防止释放口 31f和注入口 If在同轴上连通，因此可以将在压缩室20内异常升压的制冷剂快速向压缩室20外释放。
[0089]另外，构成为，当打开和关闭两个异常升压口和两个过压缩防止释放口 Ih总共四个释放口时，由能单独地打开和关闭一个异常升压释放口和一个过压缩防止释放口 Ih的、大致相同形状的两个释放阀33进行打开和关闭。这样，通过将各释放阀33形成为相同的结构，可以实现零部件的通用，有助于降低成本。
[0090]另外，在框架空间15f发生异常升压的情况下，无论压缩室20的位置如何，也同样可以将过压缩的制冷剂瞬间释放。
[0091]另外，在本实施方式中，构成为使用中间压调整弹簧3m控制框架空间15f的中间压力，但中间压调整弹簧3m不是必须的结构，也可以省略。但是，从减轻推力的观点出发，优选设置中间压调整弹簧3m。
[0092]附图标记说明
[0093]I固定涡旋件，Ia固定涡旋件基板，Ib固定涡旋件涡卷齿，Ic欧氏导槽，Id排出口，Ie释放口，If注入口，Ig注入流入孔，Ih过压缩防止释放口，2摆动涡旋件，2a摆动涡旋件基板，2b摆动涡旋件涡卷齿，2c摆动轴承，2d推力面，2e欧氏导槽，2f毂部，2g毂部空间，2h毂部外部空间，2i吸入空间，2j抽气孔，2k下开口部，3顺应框架，3a推力轴承，3c主轴承，3d上嵌合圆筒面，3e下嵌合圆筒面，3f开口部，3h辅助主轴承，3 j中间压调整阀前流路，31中间压调整阀，3m中间压调整弹簧，3n中间压调整阀后流路，3p中间压调整阀空间，3s连通孔，3t中间压力调整阀，3u上开口部，3x面，3y阀程限制器，4主轴，4b摆动轴部，4c主轴部，4d副轴部，4f油管，4g高压油供油孔，6副框架，6a副轴承，8电动机，8a电动机转子，8b定子，9欧氏机构，9a摆动侧键，9b欧氏机构环状部，9c固定侧键，10密闭容器，IOd密闭容器空间，IOe冷冻机油，15引导框架，15a上嵌合圆筒面，15b下嵌合圆筒面，15f框架空间，16a上密封件，16b下密封件，20压缩室，31背板，31a注入流路，31e释放口，31f异常升压防止释放口，32a螺栓，33释放阀，33a阀体，33b阀程限制器，41注入管，42吸入管，43排出管，100涡旋式压缩机，101冷凝器，102第一膨胀阀，103内部热交换器，104第二膨胀阀，105蒸发器，106注入回路。
【权利要求】
1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 密闭容器； 压缩机构部，所述压缩机构部设置在所述密闭容器内并具有固定涡旋件以及摆动涡旋件，设置在所述固定涡旋件以及摆动涡旋件各自的基板上的涡卷齿相互间啮合而形成压缩室; 电动机，所述电动机驱动所述压缩机构部； 注入流路，所述注入流路用于经由注入口向压缩中途的所述压缩室供给制冷剂；和 第一释放口，所述第一释放口设置在所述固定涡旋件上，用于将在所述压缩室内成为过压缩的制冷剂向所述压缩室外释放； 所述注入口以及所述第一释放口设置成，在所述压缩室的吸入结束到排出的整个过程期间，所述注入口以及所述第一释放口中的至少一方与所述压缩室连通；而且，在所述注入流路上设置有第二释放口，该第二释放口用于将在所述压缩室内成为过压缩的制冷剂向所述压缩室外释放。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述注入流路由槽构成，该槽设置在背板和所述固定涡旋件的所述基板的相互的接触面中的至少一方，该背板安装在所述基板的与所述涡卷齿相反的一侧。
3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述压缩室由两个压缩室构成，所述第一释放口、所述第二释放口以及所述注入口与所述两个压缩室分别对应地设置，而且，所述注入流路在所述两个压缩室通用地设置，与两个所述第二释放口以及两个所述注入口连通。
4.根据权利要求2所述的`涡旋式压缩机，其特征在于，所述压缩室由两个压缩室构成，所述第一释放口、所述第二释放口以及所述注入口与所述两个压缩室分别对应地设置，而且，所述注入流路在所述两个压缩室通用地设置，与两个所述第二释放口以及两个所述注入口连通。
5.根据权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，与所述两个压缩室对应地设置有两个能单独地打开和关闭一个所述第一释放口和一个所述第二释放口的释放阀，所述两个释放阀为大致相同的形状。
6.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于，与所述两个压缩室对应地设置有两个能单独地打开和关闭一个所述第一释放口和一个所述第二释放口的释放阀，所述两个释放阀为大致相同的形状。
7.根据权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述释放阀由簧片阀构成，该簧片阀具备板状的阀体和限制阀体变形量的阀程限制器。
8.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述释放阀由簧片阀构成，该簧片阀具备板状的阀体和限制阀体变形量的阀程限制器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第二释放口和所述注入口在同轴上连通地构成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 在轴向支承所述摆动涡旋件的顺应框架； 在半径方向支承所述顺应框架的引导框架；形成在所述摆动涡旋件与所述顺应框架之间、成为从排出压力减压的中间压力的框架空间； 在所述摆动涡旋件的所述基板中设置在使所述框架空间与所述压缩室始终或间歇地连通的位置上的抽气孔；和 设置在所述顺应框架上、控制所述框架空间的中间压力的中间压调整阀。
11.根据权利要求9所述的涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 在轴向支承所述摆动涡旋件的顺应框架； 在半径方向支承所述顺应框架的引导框架； 形成在所述摆动涡旋件与所述顺应框架之间、成为从排出压力减压的中间压力的框架空间； 在所述摆动涡旋件的所述基板中设置在使所述框架空间与所述压缩室始终或间歇地连通的位置上的抽气孔；和 设置在所述顺应框架上、控制所述框 架空间的中间压力的中间压调整阀。
【文档编号】F04C18/02GK103486027SQ201310149292
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】茗原将史, 西木照彦, 高桥广康, 三坂令 申请人:三菱电机株式会社
【专利摘要】本发明涉及涡旋式压缩机，在具备注入流路的涡旋式压缩机中，在制冷剂的吸入刚刚结束到排出的整个过程期间，能使过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致可靠性降低。与用于向压缩中途的压缩室（20）供给制冷剂的注入流路（31a）连通的注入口（1f）、以及设置于固定涡旋件（1）而用于将在压缩室（20）内成为过压缩的制冷剂向压缩室（20）外释放的过压缩防止释放口（1h）设置成，注入口（1f）以及过压缩防止释放口（1h）之中的至少一方在压缩室（20）中的吸入结束到排出的整个过程期间与压缩室（20）连通，而且，在注入流路（31a）设置用于将在压缩室（20）内成为过压缩的制冷剂向压缩室（20）外释放的异常升压防止释放口。
【专利说明】涡旋式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及制冷/空调机所使用的涡旋式压缩机。
【背景技术】
[0002]对于涡旋式压缩机，在运行期间吸入了过多的液体制冷剂的情况下，另外在从过多的液体制冷剂滞留在压缩室内的状态进行起动的情况下，压缩室内会变成过压缩状态，过度的压缩负荷会施加在轴承上，从而有时会导致压缩机故障。
[0003]存在以下涡旋式压缩机，即:为了防止上述故障而设置释放阀，将在压缩室内过度升压的制冷剂从释放阀向压缩室外排出(例如参考专利文献I)。
[0004]上述专利文献I的涡旋式压缩机具备用于向压缩中途的压缩室供给制冷剂的注入口，在与该注入口连接的注入流路的中途设置释放流路。并且，采用以下形式，即:将成为过压缩状态的压缩室内的制冷剂向注入流路引导，从该处经由释放流路以及释放阀向压缩室外排出。
[0005]专利文献1:日本特开2001-27188号公报(摘要、图1)
[0006]通常，注入口并不是在从制冷剂的吸入刚刚结束起直到排出瞬间的一个循环的整个过程中都与压缩室连通的，而是在一部分过程中进行连通。因此，如专利文献I的涡旋式压缩机那样，如果是将释放流路设置在注入流路内的结构，则在注入流路不与压缩室连通的期间，释放流路将不发挥作用。
[0007]因而，在注入流路不与压缩室连通的期间的运行中，若过多的液体制冷剂被吸入，则不能进行释放，压缩室与注入流路连通，在释放流路发挥作用之前都进行压缩，担心有可能损害可靠性。另外，由于涡旋件最外周部的压缩室通常不与注入流路连通，因此，在从在压缩室内滞留了过多的液体制冷剂的状态起进行起动的情况下，同样不能从经由注入流路的释放流路进行释放，存在损害可靠性的课题。
【发明内容】
[0008]本发明是为了解决上述课题而做出的，目的是得到以下涡旋式压缩机，即:在具备向压缩中途的压缩室供给制冷剂的注入流路的涡旋式压缩机中，在制冷剂的吸入刚刚结束到排出的整个过程期间，能使过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致可靠性降低。
[0009]本发明的涡旋式压缩机，具备:密闭容器；压缩机构部，压缩机构部设置在密闭容器内并具有固定涡旋件以及摆动涡旋件，设置在固定涡旋件以及摆动涡旋件各自的基板上的涡卷齿相互间啮合而形成压缩室；电动机，电动机驱动压缩机构部；注入流路，注入流路用于经由注入口向压缩中途的压缩室供给制冷剂；和第一释放口，第一释放口设置在固定涡旋件上，用于将在压缩室内成为过压缩的制冷剂向压缩室外释放；注入口以及第一释放口设置成，在压缩室的吸入结束到排出的整个过程期间，注入口以及第一释放口中的至少一方与压缩室连通；而且，在注入流路上设置有第二释放口，第二释放口用于将在压缩室内成为过压缩的制冷剂向压缩室外释放。[0010]根据本发明，在从制冷剂的吸入结束到排出的整个过程期间，能将过压缩的制冷剂瞬间释放，可防止因过压缩导致的可靠性降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机的剖视图。
[0012]图2 (a) (b)是表示包括图1的固定涡旋件基板Ia的周围结构的图。
[0013]图3 (a) (b)是表示图1的中间压调整阀和顺应框架周边的结构的放大剖视图。
[0014]图4是表不具有注入回路的制冷循环的图。
[0015]图5是横轴为比焓、纵轴为制冷剂压力地表示图4的制冷循环中的制冷剂状态的
莫里尔焓熵图。
[0016]图6 (a)?(g)是以吸入结束状态为0°而每隔90°地示出摆动涡旋件2相对于固定涡旋件I的相对位置的图。
[0017]图7是相对于旋转角度示出一个压缩室从吸入结束到排出结束为止的各口与压缩室的连通率的变化的曲线图。
【具体实施方式】
[0018]以下，基于附图就本发明的涡旋式压缩机100的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中就立式涡旋式压缩机进行说明，但本发明不受其限制，也可以适用于卧式涡旋式压缩机。
[0019]图1是本发明的一个实施方式的涡旋式压缩机100的剖视图。
[0020]该第一实施方式的涡旋式压缩机100具有将通过吸入管42吸入的制冷剂进行压缩后从排出管43向外部排出的功能，具备:作为高压容器的密闭容器10、设置在该密闭容器10内的压缩机构部的固定涡旋件I以及摆动涡旋件2、和驱动摆动涡旋件2的电动机8。
[0021]固定涡旋件I利用螺栓(未图示)将外周部与引导框架15紧固连接，引导框架15被固定在密闭容器10上。在固定涡旋件I的侧面，制冷剂气体的吸入管42贯通密闭容器10地被压入。在固定涡旋件I的基板(以下称为固定涡旋件基板)Ia的一个面(在图1中为下侧)形成固定涡旋件涡卷齿lb，而且，在外周部，两个一对的欧氏导槽Ic基本形成在一条直线上。在该欧氏导槽Ic中，自由往复滑动地卡合有欧氏机构9的两个一对的固定侧键9c0
[0022]摆动涡旋件2配设在固定涡旋件I的下侧，在基板(以下称为摆动涡旋件基板)2a的一个面(图1中的上侧)，形成与固定涡旋件I的固定涡旋件涡卷齿Ib实质上相同形状的涡卷齿2b。固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b相互啮合，从而形成如后述的图6所示的两个压缩室20。并且，固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b的外侧的基板外周部空间(以下也称为吸入空间)2i成为吸入气体氛围(吸入压)的低压空间。
[0023]另外，在摆动涡旋件基板2a中与摆动涡旋件涡卷齿2b相反的一侧的面(图中的下侦D的中心部，形成空心圆筒状的毂部2f，在该毂部2f的内侧面形成摆动轴承2c。在摆动涡旋件2a中与毂部2f相同的一侧的面的外周部，形成可与顺应框架3的推力轴承3a压接滑动的推力面2d。顺应框架3设置在摆动涡旋件2的与固定涡旋件I相反的一侧，在轴向支承摆动涡旋件2，经由轴承在半径方向支承驱动摆动涡旋件2的主轴4。[0024]另外，在摆动涡旋件基板2a的外周部，与固定涡旋件I的欧氏导槽Ic具有大致90。的相位差的两个一对的欧氏导槽2e基本形成在一条直线上。并且，在该欧氏导槽2e中，
自由往复滑动地卡合有欧氏机构9的两个一对的摆动侧键9a。通过如上所述地构成的欧氏机构9，摆动涡旋件2不进行自转而可以进行摆动运动(旋回运动)。
[0025]另外，在摆动涡旋件基板2a中，形成将固定涡旋件I侧的面(图1中为上侧的面)与顺应框架3侧的面(图1中为下侧的面)连通的细孔即抽气孔2j。并且，该抽气孔2j的顺应框架3侧的开口部即下开口部2k配置成，在通常运行时本身形成的圆形轨迹始终收纳于设置在顺应框架3的推力轴承3a的轴承面部内的开口部3f的内部。
[0026]图2是表示包含图1的固定涡旋件基板Ia的周围结构的图，图2 (a)是分解立体图，图2 (b)是图2 Ca)的组装状态的立体图。
[0027]排出口 Id贯通设置在固定涡旋件基板Ia的大致中心部，在排出口 Id的外侧，与两个压缩室20对应地在轴向贯通固定涡旋件基板Ia地设置释放口 le。
[0028]另外，在两个释放口 Ie的更外侧，在轴向贯通固定涡旋件基板Ia地设置向两个压缩室20进行注入的两个注入口 If。另外，将从制冷剂回路流出来的注入制冷剂向注入流路31a引导的注入流入孔Ig形成为，通过固定涡旋件基板Ia的侧面在固定涡旋件基板Ia的上表面开口。
[0029]在固定涡旋件基板Ia的与摆动涡旋件2相反的一侧的面(图2的上表面)上，利用螺栓32a固定背板31。背板31在与固定涡旋件基板Ia接触的接触面侧具有成为注入流路31a的槽。
[0030]注入流路31a被设计成与设置在固定涡旋件基板Ia上的两个注入口 If以及注入流入孔Ig连通，在两个压缩室20通用地设置。根据上述的结构，在进行注入时从注入流入孔Ig流入的制冷剂经由注入流路31a和两个注入口 If向两个压缩机20被供给。
[0031]另外，在背板31中，在与设置于固定涡旋件基板Ia的排出口 Id相向的位置贯通地设置排出口 Id。另外，在背板31中，在与设置于固定涡旋件基板Ia的两个释放口 Ie分别相向的位置上贯通地设置两个释放口 31e。利用该释放口 Ie和释放口 31e构成作为第一释放口的过压缩防止释放口 Ih (参考图2 (b))，在压缩室20内成为过压缩的制冷剂从该过压缩防止释放口 Ih向压缩室20外被释放。过压缩防止释放口 Ih设置于在至少从压缩中途到排出开始为止的期间与压缩室20连通的位置。
[0032]进而，在背板31中，与两个压缩室20对应地设置两个作为第二释放口的异常升压防止释放口 31f。异常升压防止释放口 31f从与固定涡旋件I相反的一侧的面(在图2中是上表面)起在轴向贯通背板31而与注入流路31a连通地构成。
[0033]在此，注入口 If设置于在至少从压缩机20中的吸入刚刚结束后到过压缩防止释放口 Ih开始与压缩机20连通的期间与压缩机20连通的位置。从而，经由注入流路31a与注入口 If连通的异常升压防止释放口 31f也在同一期间与压缩室20连通，在此期间在压缩室20内成为异常升压的制冷剂从异常升压防止释放口 31f向压缩机20外被释放。
[0034]根据上述结构，形成以下结构，即:在从吸入刚刚结束后直到排出结束的整个过程中，异常升压防止释放口 31f或过压缩防止释放口 Ih中的至少一方与压缩室20连通。通过该结构，在从吸入刚刚结束直到排出结束的整个过程中，可以将过压缩(也包括异常升压)的制冷剂瞬间释放。[0035]另外，从迅速消除压缩室20内的异常升压状态的观点出发，异常升压防止释放口31f最好构成为与注入口 If在同轴上连通。并且，在背板31的与固定涡旋件I相反的一侧的面(图2的上表面)，设置两个可分别独立地打开和关闭一个异常升压防止释放口 31f和一个过压缩防止释放口 Ih的释放阀33，利用螺栓32a固定在背板31和固定涡旋件基板Ia上。
[0036]释放阀33由簧片阀构成，该簧片阀具备与背板31抵接的板状的阀体33a和限制阀体33a的变形量的阀程限制器33b，通过阀体33a弹性变形来打开和关闭异常升压防止释放口 31f和过压缩防止释放口 lh。该释放阀33构成为当压缩室20内的制冷剂压力达到规定值时进行打开动作。
[0037]另外，在本实施方式中，在此，在背板31侧设置槽以构成注入流路31a，但也可以在固定涡旋件基板Ia和背板31的相互的接触面的至少一方设置槽以构成注入流路31a。另外，从使用于构成注入流路31a的加工简化的观点出发，在固定涡旋件I上另外设置背板31以构成注入流路31a，但不局限于此，也可以构成为在固定涡旋件I中钻孔形成成为注入流路31a的孔。
[0038]在这里返回到图1的说明。
[0039]在顺应框架3的推力轴承3a的外侧，形成供欧氏机构环状部9b进行往复滑动运动的面3x。在顺应框架3的中心部，形成在半径方向支承通过电动机8旋转驱动的主轴4的主轴承3c和辅助主轴承3h。另外，在顺应框架3中，从与下开口部2k相向的位置起在轴向贯通地形成将推力轴承3a和后述的框架空间15f连通的连通孔3s。
[0040]另外，在顺应框架3中供欧氏机构环状部9b进行往复滑动运动的面3x上，在轴向形成由用于将吸入空间(基板外周部空间)2i和毂部外部空间2h连通的连通孔构成的中间压调整阀后流路3n。另外，在顺应框架3中，设置从毂部外部空间2h在径向延伸的中间压调整阀前流路3j和中间压调整阀空间3p。在中间压调整阀空间3p中，收纳了调整毂部外部空间2h的压力而结果控制框架空间15f的中间压力的中间压力调整阀3t、阀程限制器3y和中间压调整弹簧3m。中间压调整弹簧3m比自然长度缩短地收纳在中间压调整阀空间3p内。
[0041]由引导框架15的内侧面和顺应框架3的外侧面形成的框架空间15f，被环状的上密封件16a和下密封件16b上下隔开。在此，在引导框架15的内周面的两处形成收纳密封件的环状密封槽，但该密封槽也可以形成在顺应框架3的外周面。框架空间15只与顺应框架3的连通孔3s连通，形成为将由设置于摆动涡旋件基板2a的抽气孔2j供给的压缩中途的制冷剂气体封入的结构。
[0042]摆动涡旋件2由电动机8驱动。该电动机8具有安装了主轴4的电动机转子8a和旋转驱动电动机转子8a的定子8b。定子8b被固定在密闭容器10上。
[0043]在主轴4的摆动涡旋件侧(在图1的上侧)的端部，形成与摆动涡旋件2的摆动轴承2c自由旋转地卡合的摆动轴部4b，在其下侧形成与顺应框架3的主轴承3c和辅助主轴承3h自由旋转地卡合的主轴部4c。另外，在主轴4的另一端部，形成与副框架6的副轴承6a自由旋转地卡合的副轴部4d，在该副轴部4d与上述的主轴部4c之间热嵌套电动机转子8a。
[0044]另外，油管4f被压入主轴4的下端面，形成将积存在密闭容器10底部的冷冻机油IOe吸上来的结构。在主轴4中，在轴向贯通地设置高压油供油孔4g，通过油管4f吸上来的冷冻机油IOe向主轴4的上部被引导而供给至各滑动部。
[0045]如图1所示，在引导框架15的内侧面的固定涡旋件侧(图1中的上侧)形成上嵌合圆筒面15a，与形成在顺应框架3的外周面上的上嵌合圆筒面3d卡合。另一方面，在引导框架15的内侧面的电动机8侧(图1中的下侧)形成下嵌合圆筒面15b，与形成在顺应框架3的外周面的下嵌合圆筒面3e卡合。
[0046]另外，在本实施方式中，顺应框架3和引导框架15分开地构成，但不局限于此，也可以用一体的一个框架构成两个框架。
[0047]接着，就该涡旋式压缩机100的动作进行说明。
[0048]低压的吸入制冷剂从吸入管42进入由固定涡旋件I和摆动涡旋件2形成的压缩室20。由电动机8驱动的摆动涡旋件2进行偏心回转运动，同时使压缩室20的容积减少。通过该压缩行程，吸入制冷剂形成高压，通过固定涡旋件I的排出口 Id向密闭容器10内排出。另外，在上述压缩行程中，压缩中途的中间压力的制冷剂气体利用摆动涡旋件2的抽气孔2j经过顺应框架3的连通孔3s向框架空间15f被引导，维持该框架空间15f的中间压力氛围。形成高压的排出气体以高压氛围充满密闭容器10内，不久就从排出管43向压缩机外被排出。
[0049]在稳定运行时，密闭容器空间IOd形成排出气体氛围的高压，因此，密闭容器10底部的冷冻机油IOe利用差压在油管4f和高压油供油孔4g中向着图1中的上方流动。然后，从主轴4的上端向毂部空间2g被引导的高压的冷冻机油IOe在摆动轴承2c减压，形成高于吸入压且为排出压以下的中间压，向毂部外部空间2h流动。另一方面，作为高压油供油孔4g的高压油的另一个路径，从设置在主轴4上的横孔向主轴承3c的高压侧端面被引导，在该主轴承3c减压而形成中间压，同样向毂部外部空间2h流动。
[0050]流动到毂部外部空间2h的中间压的冷冻机油(由于溶解在冷冻机油中的制冷剂的发泡，一般形成气体制冷剂和冷冻机油的二相流)10e，经由连通毂部外部空间2h和吸入空间(基板外周部空间)2i的中间压调整阀31向吸入空间2i被引导，与低压的制冷剂气体一起被吸入压缩室20。通过压缩行程，冷冻机油IOe与高压的制冷剂气体一起从排出口 Id向密闭容器10内释放，在这里与制冷剂气体分离，重新返回密闭容器10的底部。
[0051]在与由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力相比、由毂部外部空间2h的压力Pml跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力Ps的差压与中间压调整阀前流路3j的截面面积之积决定的力更小的情况下，如图3 (a)所示地关闭中间压调整阀31。
[0052]另外，在与由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力相比、由毂部外部空间2h的压力Pml跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力Ps的差压与中间压调整阀前流路3j的截面面积之积决定的力更大的情况下，如图3 (b)所示地打开中间压调整阀31，毂部外部空间2h通过中间压调整阀前流路3j和中间压调整阀后流路3n与吸入空间(基板外周部空间)2i连通。
[0053]如上所述，毂部外部空间2h维持由中间压调整弹簧3m的弹簧常数决定的弹簧力以下的毂部外部空间2h的压力跟吸入空间(基板外周部空间)2i的压力的差压，被设定成比吸入空间2i高出该差压部分的中间压。
[0054]换句话说，毂部外部空间2h的中间压Pml由根据中间压调整弹簧3m的弹簧力和中间压调整阀前流路3j的截面面积大致决定的规定压力α，控制为Pml=Ps+a (Ps是吸入氛围压力即低压)。
[0055]这样，毂部外部空间2h由中间压Pml进行控制，因此作用于摆动涡旋件2的向下的力的一部分被该中间压消除，可实现推力的减小。
[0056]通过压缩作用使固定涡旋件I和摆动涡旋件2欲在轴向分离的气体推力、和通过毂部外部空间2h的中间压Pml使顺应框架3与摆动涡旋件2欲分离的力的合计，作为图1的向下的力作用在顺应框架3上。
[0057]另一方面，作为图1的向上作用的力，有引导压缩中途的制冷剂气体形成中间压力氛围的框架空间15f的中间压Pm2所产生的力。以下就框架空间15f的中间压Pm2进行说明。
[0058]设置在摆动涡旋件基板2a中的抽气孔2j的下开口部2k，与设置在顺应框架3中的连通孔3s的推力轴承3a侧的开口部即上开口部3u (图1中的上侧开口部)始终或间歇地连通。因此，来自以固定涡旋件I和摆动涡旋件2形成的压缩室20的压缩中途的中间压(高于吸入压力且为排气压力以下)的制冷剂气体，经由摆动涡旋件2的抽气孔2j和顺应框架3的连通孔3s向框架空间15f被引导。
[0059]说是被引导，由于框架空间15f是通过上密封件16a和下密封件16b密封的封闭空间，因此，制冷剂气体在稳定运行时响应压缩室20的压力变化而在压缩室20与框架空间15f之间在双方向上具有很小的流动，形成所谓呼吸的状态。
[0060]框架空间15f的中间压Pm2根据由所连通的压缩室20的位置大致决定的规定的倍率β，成为下式。
[0061]Pm2=Ps X β
[0062]这里以吸入氛围压力即低压控制Ps。
[0063]图1的向上作用的力，除了因该框架空间15f的中间压Pm2引起的力以外，还有因作用在引导框架15中下端面的露出到高压氛围的部分上的高压引起的力，这些力的合计作为向上的力作用于顺应框架3。
[0064]在稳定运行时，上述向上的力被设定成高于向下的力。因此，顺应框架3的上嵌合圆筒面3d被引导框架15的上嵌合圆筒面15a引导，另外，下嵌合圆筒面3e被引导框架15的下嵌合圆筒面15b引导，向上方浮起。摆动涡旋件2与顺应框架3紧密接触地滑动，也同样浮起，结果是，摆动涡旋件2的摆动涡旋件涡卷齿2b的齿尖和齿底与固定涡旋件I的固定涡旋件涡卷齿Ib的各个齿底和齿尖接触并滑动。
[0065]下面，就本实施方式的动作进行说明。
[0066]图4是表示具有注入回路106的制冷循环的图。图5是横轴为比焓h、纵轴为制冷剂压力P地表示图4的制冷循环中的制冷剂状态的莫里尔焓熵图。在图5中，实线表示注入运行时的莫里尔焓熵图，虚线表示通常运行时的莫里尔焓熵图。另外，图5中的[I]?
[8]所示的各制冷剂状态与图4所示的制冷循环中的注入运行时的[I]?[8]中的制冷剂的各个状态相对应。
[0067](注入运行时)
[0068]从涡旋式压缩机100排出的高压高温的气相制冷剂(状态[I])通过冷凝器101被热交换后液化，形成高压液体制冷剂(状态[2])。然后，高压液体制冷剂被分支成两部分，一方直接流入内部热交换器103，另一方流入注入回路106而在第一膨胀阀102被减压之后(状态[3])，流入内部热交换器103。
[0069]从冷凝器101流出后直接流入内部热交换器103的一方侧的高压液体制冷剂与流入注入回路106的另一方侧的制冷剂进行热交换并被冷却，形成状态[4]的制冷剂。状态
[4]的制冷剂在第二膨胀阀104被减压，形成低压二相制冷剂(状态[5])后流入蒸发器105。流入蒸发器105的低压二相制冷剂与通过蒸发器105的空气进行热交换后形成低压气体制冷剂(状态[6])，被重新吸入涡旋式压缩机100。
[0070]另一方面，流入注入回路106的另一方侧的制冷剂在第一膨胀阀102被减压而形成中间压制冷剂(状态[3])。并且，中间压制冷剂(状态[3])在内部热交换器103与一方侧的制冷剂进行热交换而吸热，形成干度更高的气液二相状态或被加热到过热蒸汽的状态(状态[7])(图5表示中间压制冷剂被加热到过热蒸汽的情况)。然后，被加热的注入回路106的中间压制冷剂(状态[7])从涡旋式压缩机100的注入管41通过注入流路31a，从注入口 If向压缩室20内被注入。
[0071]在压缩室20的内部，被压缩到中间压的制冷剂与由注入口 If注入的制冷剂合流，形成中间压制冷剂(状态[8])，被进一步压缩到高压，重新从涡旋式压缩机100排出。
[0072](通常运行时)
[0073]在不进行注入运行的通常运行时，使第一膨胀阀102的开度为完全关闭。由此，截断向涡旋式压缩机100的注入流路31a流入的支流的注入回路106，使涡旋式压缩机100吸入通过了冷凝器101、内部热交换器103、第二膨胀阀104、蒸发器105的所有制冷剂。
[0074]接着，就涡旋式压缩机100的压缩过程进行说明。
[0075]图6是以吸入结束状态为0°而每隔90°地示出摆动涡旋件2相对于固定涡旋件I的相对位置的图。在图6中，灰色所示的部分表示通过使固定涡旋件涡卷齿Ib与摆动涡旋件涡卷齿2b啮合而形成的两个压缩室20。另外，在图6中也一并示出了(a)?(g)的各个旋转角度处的注入口 If、过压缩防止释放口 Ih以及排出口 Id与压缩室20的连通状态。另外，图7是相对于旋转角度示出一个压缩室20从吸入结束到排出结束为止的各口与压缩室20的连通率的变化的曲线图。
[0076]压缩室20进行以下动作，S卩:随着摆动涡旋件2的摆动运动，旋转角度从0°起增大，随之使容积减少，同时从外周部向中心方向移动。
[0077]图6 Ca)表示形成压缩室20、制冷剂的吸入结束的状态，压缩室20在吸入刚刚结束后就开始与注入口 If连通。此时，过压缩防止释放口 Ih以及排出口 Id未与压缩室20连通。
[0078]通过压缩室20与注入口 If连通，制冷剂从注入回路106经过涡旋式压缩机100的注入管41、注入流入孔Ig以及注入流路31a，从注入口 If被注入到压缩机20内。
[0079]然后，压缩室20在将制冷剂从注入口 If注入的同时，一面压缩内部的制冷剂一面使其向中心方向移动(图6 (b)—图6 (c)—图6 (d)—图6 (e))。并且，压缩室20在从吸入结束状态起经过了 360°时，注入口 If结束与压缩室20的连通，之后的压缩室20内的制冷剂在与排出口 Id连通之前都没有制冷剂从外部流入地继续压缩(图6 (f)—图6 (g))。
[0080]然后，在从吸入结束状态起经过了 540°时，压缩室20与排出口 Id连通，内部的被压缩的制冷剂被向密闭容器10内排出。并且此时，最外周部的压缩室20与注入口 If开始重新连通，制冷剂从注入口 If流入压缩室20。通过重复这些动作来进行注入运行。
[0081]另一方面，过压缩防止释放口 Ih如图7所示，注入口 If与压缩室20的连通率经过100%之后开始下降，在成为0%之前开始连通，在旋转角度经过360°时，连通率到达100%。然后，旋转角度经过540°时排出口 Id开始连通，之后过压缩防止释放口 Ih也处于与压缩室20连通的状态，在旋转角度600°附近，连通率成为0%。
[0082]当因起动时等的过渡期或液体制冷剂的压缩等导致压缩室20的内压异常上升时，顺应框架3向引导框架15侧被沿垂直方向按压，摆动涡旋件2与固定涡旋件I的齿底和齿尖分离，制冷剂从中央的压缩室20向最外周部的压缩室20被释放。但是，由于齿底与齿尖之间的间隙非常小，因此仅依靠从这里的释放并不能完全地释放，存在轴承部损伤等破坏可靠性的可能。
[0083]但是，在本实施方式中，从吸入刚刚结束之后，注入流路31a通过注入口 If与压缩室20连通，在该注入流路31a上设置与外部连通的异常升压防止释放口 31f。S卩，图6 (a)所示的最外周部的压缩室20在刚结束吸入后就与注入口 If连通，因此在最外周部的压缩室20内发生异常压力上升的情况下，压缩室20内的制冷剂通过注入口 If和注入流路31a从异常升压防止释放口 31f推起释放阀33而向压缩室20外被释放。
[0084]另外，在结束了与注入口 If连通的、图6 (e)所示的中央部的压缩室20内发生液体制冷剂等的异常升压的情况下，压缩室20内的制冷剂从过压缩防止释放口 Ih推起释放阀33而向压缩室20外被释放。
[0085]另外，在本例子中，从图7的抽气孔2j的连通率特性可以看出，框架空间15在旋转角度180°附近到330°附近之间，经由抽气孔2j与压缩室20连通。因此，在该连通期间在框架空间15f内发生异常升压的情况下，框架空间15f内的制冷剂通过设置在顺应框架3中的连通孔3s和设置在摆动涡旋件基板2a中的抽气孔2j到达压缩室20内。然后，到达压缩室20内的制冷剂通过注入口 If或过压缩防止释放口 Ih向压缩室20外被释放。因此，可以防止过大的力作用于顺应框架3的推力轴承3a。
[0086]如以上说明的那样，在本实施方式中，构成为，在刚刚结束吸入直到排出瞬间的整个过程中，压缩室20与异常升压防止释放口 31f或过压缩防止释放口 Ih连通。因此，除了在压缩过程中的过压缩时，在由于压缩机起动时等的过渡期或液体制冷剂的压缩等造成压缩室20内的压力异常上升时，也可以将压缩室20内的制冷剂瞬间向压缩室20外释放。即，压缩室20无论处于在从涡旋件最外周部向中心方向移动的过程中的哪个位置，都可以将过压缩(包括异常压缩)的制冷剂瞬间释放。其结果，可以得到能够防止因过压缩造成可靠性降低的涡旋式压缩机。
[0087]另外，由于利用设置在固定涡旋件基板Ia与背板31的相互的接触面中的至少一方的槽构成注入流路31a，因此与在固定涡旋件基板Ia内穿孔设置的结构相比，能够更容易加工。
[0088]另外，构成为使异常升压防止释放口 31f和注入口 If在同轴上连通，因此可以将在压缩室20内异常升压的制冷剂快速向压缩室20外释放。
[0089]另外，构成为，当打开和关闭两个异常升压口和两个过压缩防止释放口 Ih总共四个释放口时，由能单独地打开和关闭一个异常升压释放口和一个过压缩防止释放口 Ih的、大致相同形状的两个释放阀33进行打开和关闭。这样，通过将各释放阀33形成为相同的结构，可以实现零部件的通用，有助于降低成本。
[0090]另外，在框架空间15f发生异常升压的情况下，无论压缩室20的位置如何，也同样可以将过压缩的制冷剂瞬间释放。
[0091]另外，在本实施方式中，构成为使用中间压调整弹簧3m控制框架空间15f的中间压力，但中间压调整弹簧3m不是必须的结构，也可以省略。但是，从减轻推力的观点出发，优选设置中间压调整弹簧3m。
[0092]附图标记说明
[0093]I固定涡旋件，Ia固定涡旋件基板，Ib固定涡旋件涡卷齿，Ic欧氏导槽，Id排出口，Ie释放口，If注入口，Ig注入流入孔，Ih过压缩防止释放口，2摆动涡旋件，2a摆动涡旋件基板，2b摆动涡旋件涡卷齿，2c摆动轴承，2d推力面，2e欧氏导槽，2f毂部，2g毂部空间，2h毂部外部空间，2i吸入空间，2j抽气孔，2k下开口部，3顺应框架，3a推力轴承，3c主轴承，3d上嵌合圆筒面，3e下嵌合圆筒面，3f开口部，3h辅助主轴承，3 j中间压调整阀前流路，31中间压调整阀，3m中间压调整弹簧，3n中间压调整阀后流路，3p中间压调整阀空间，3s连通孔，3t中间压力调整阀，3u上开口部，3x面，3y阀程限制器，4主轴，4b摆动轴部，4c主轴部，4d副轴部，4f油管，4g高压油供油孔，6副框架，6a副轴承，8电动机，8a电动机转子，8b定子，9欧氏机构，9a摆动侧键，9b欧氏机构环状部，9c固定侧键，10密闭容器，IOd密闭容器空间，IOe冷冻机油，15引导框架，15a上嵌合圆筒面，15b下嵌合圆筒面，15f框架空间，16a上密封件，16b下密封件，20压缩室，31背板，31a注入流路，31e释放口，31f异常升压防止释放口，32a螺栓，33释放阀，33a阀体，33b阀程限制器，41注入管，42吸入管，43排出管，100涡旋式压缩机，101冷凝器，102第一膨胀阀，103内部热交换器，104第二膨胀阀，105蒸发器，106注入回路。
【权利要求】
1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 密闭容器； 压缩机构部，所述压缩机构部设置在所述密闭容器内并具有固定涡旋件以及摆动涡旋件，设置在所述固定涡旋件以及摆动涡旋件各自的基板上的涡卷齿相互间啮合而形成压缩室; 电动机，所述电动机驱动所述压缩机构部； 注入流路，所述注入流路用于经由注入口向压缩中途的所述压缩室供给制冷剂；和 第一释放口，所述第一释放口设置在所述固定涡旋件上，用于将在所述压缩室内成为过压缩的制冷剂向所述压缩室外释放； 所述注入口以及所述第一释放口设置成，在所述压缩室的吸入结束到排出的整个过程期间，所述注入口以及所述第一释放口中的至少一方与所述压缩室连通；而且，在所述注入流路上设置有第二释放口，该第二释放口用于将在所述压缩室内成为过压缩的制冷剂向所述压缩室外释放。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述注入流路由槽构成，该槽设置在背板和所述固定涡旋件的所述基板的相互的接触面中的至少一方，该背板安装在所述基板的与所述涡卷齿相反的一侧。
3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述压缩室由两个压缩室构成，所述第一释放口、所述第二释放口以及所述注入口与所述两个压缩室分别对应地设置，而且，所述注入流路在所述两个压缩室通用地设置，与两个所述第二释放口以及两个所述注入口连通。
4.根据权利要求2所述的`涡旋式压缩机，其特征在于，所述压缩室由两个压缩室构成，所述第一释放口、所述第二释放口以及所述注入口与所述两个压缩室分别对应地设置，而且，所述注入流路在所述两个压缩室通用地设置，与两个所述第二释放口以及两个所述注入口连通。
5.根据权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，与所述两个压缩室对应地设置有两个能单独地打开和关闭一个所述第一释放口和一个所述第二释放口的释放阀，所述两个释放阀为大致相同的形状。
6.根据权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于，与所述两个压缩室对应地设置有两个能单独地打开和关闭一个所述第一释放口和一个所述第二释放口的释放阀，所述两个释放阀为大致相同的形状。
7.根据权利要求5所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述释放阀由簧片阀构成，该簧片阀具备板状的阀体和限制阀体变形量的阀程限制器。
8.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述释放阀由簧片阀构成，该簧片阀具备板状的阀体和限制阀体变形量的阀程限制器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第二释放口和所述注入口在同轴上连通地构成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 在轴向支承所述摆动涡旋件的顺应框架； 在半径方向支承所述顺应框架的引导框架；形成在所述摆动涡旋件与所述顺应框架之间、成为从排出压力减压的中间压力的框架空间； 在所述摆动涡旋件的所述基板中设置在使所述框架空间与所述压缩室始终或间歇地连通的位置上的抽气孔；和 设置在所述顺应框架上、控制所述框架空间的中间压力的中间压调整阀。
11.根据权利要求9所述的涡旋式压缩机，其特征在于，具备: 在轴向支承所述摆动涡旋件的顺应框架； 在半径方向支承所述顺应框架的引导框架； 形成在所述摆动涡旋件与所述顺应框架之间、成为从排出压力减压的中间压力的框架空间； 在所述摆动涡旋件的所述基板中设置在使所述框架空间与所述压缩室始终或间歇地连通的位置上的抽气孔；和 设置在所述顺应框架上、控制所述框 架空间的中间压力的中间压调整阀。
【文档编号】F04C18/02GK103486027SQ201310149292
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】茗原将史, 西木照彦, 高桥广康, 三坂令 申请人:三菱电机株式会社
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