[发明专利]只在固定涡卷端板上有排放口及排放阀的涡卷式压缩机

说明书

本发明涉及涡卷式压缩机，更具体地，涉及一种用在使用致冷剂，例如CO₂，并在超临界区域在蒸汽压缩致冷循环中工作的压缩机。

对于蒸汽压缩致冷循环来说，一种最近提出的避免使用氟利昂(一种致冷剂)以保护环境的方法是采用使用CO₂作为工作气体(即致冷剂气体)的致冷循环。这种循环以下叫做“CO₂循环”。其一个例子披露在日本已审专利，第二次公开，平7-18602上。这种CO₂循环的操作类似于传统的使用氟利昂的蒸汽压缩致冷循环。也就是说，由图3中的循环A-B-C-D-A所示(其表示了一CO₂的莫利尔图)，压缩机将气相CO₂压缩(A-B)，热的压缩后的气相CO₂用气体冷却器冷却(B-C)。膨胀器使冷却后的气体膨胀(C-D)，气-液相的CO₂然后蒸发(D-C)，从外部流体例如空气中取得气化潜热，从而冷却外部流体。

CO₂的临界温度约为31摄氏度，也就是说，低于传统的致冷剂氟利昂。因而，当夏季等外界空气温度高的时候，在气体冷却器端的CO₂的温度高于CO₂的临界温度。因而，在这种情况下，CO₂在气体冷却器的出口侧不冷凝(也就是说，图3中的线段B-C不与饱和液体曲线SL相交)。此外，气体冷却器外侧的条件(对应图3中的C点)取决于压缩机的排放压力以及气体冷却器出口侧的CO₂温度，并且此出口侧的CO₂温度取决于气体冷却器的排放能力和外侧温度(其无法控制)。从而，基本上，气体冷却器出口侧的CO₂温度也无法控制。相应地，气体冷却器出口侧的条件(即C点)可以通过控制压缩机的排放压力(也就是说，气体冷却器出口侧的压力)来控制。也就是说，在夏季等外界气温高的时候为了保持足够的冷却能力(即焓差)，气体冷却器出口侧需要较高的压力，如图3中循环E-F-G-H-E所示。为了满足这种条件，压缩机的工作压力与使用氟利昂的传统致冷循环相比必须较高。在一个用于车辆的空调器的例子中，压缩机的工作压力在使用R134(即传统的氟利昂)的情况下为3kg/cm²，而在CO₂的情况下为40kg/cm²。此外这个例子中的压缩机工作停止压力在使用R134的情况下为15kg/cm²，而在CO₂的情况下为100kg/cm²。

这里，一普通的涡卷式压缩机包括一外壳，和外壳中的一固定涡卷和一回转涡卷，每个涡卷包括一端板及制造在端板内表面上的螺旋突起，所述内表面面对另一端板，以便各涡卷的突起啮合并形成螺旋压缩室，在此结构中，引导入的工作气体被在压缩室中压缩，然后随着回转涡卷的回转而排出。这种涡卷压缩机(使用CO₂作为工作气体并具有高工作压力)由于工作气体的泄漏，其工作能力降低，可能会引起问题。因而，为了防止这种降低采用一种浮动结构，其中固定涡卷只能在其轴线方向移动，并且固定涡卷的后表面使用一个背压块支撑。

在上述具有浮动结构的涡卷压缩机中，需要在固定涡卷的端板和背压块上形成一压缩气体的排放口(称为“顶间隙”)，并在背压块的外侧设置一排放阀。从而，顶间隙的体积间隙大，并因而需要大的再压缩力，从而降低压缩机的工作能力。

考虑以上情况，本发明的目的是提供一种包括一尽可能小的排放口的涡卷压缩机，其需要较小的再压缩力并具有改进的工作能力。

从而，本发明提供一种涡卷式压缩机，包括：

一外壳；

一固定涡卷，可在其轴线方向移动，设置在外壳中并包括一端板以及一制造在端板的一个表面上的螺旋突起；

一设置在外壳内并包括一端板以及一制造在端板的一个表面上的螺旋突起的回转涡卷，其中各涡卷的螺旋突起相互啮合，以便形成一螺旋压缩室；以及

一用于支承固定涡卷背面的背压块，其中：

一引导入的工作气体在压缩室中被压缩，并且其后根据回转涡卷的回转动作而被排放；

在固定涡卷的端板上形成一连接压缩室的排放口；

背压块具有一环形形状，背压块的内圆周表面和固定涡卷的背面形成一高压室；以及

一用于打开和关闭排放口的排放阀设置在固定涡卷的端板上并设置在高压室中。