[发明专利]涡轮压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及纳入到空调机的可逆致冷循环中的涡轮压缩机，更详细地说，涉及可在内部高压运转与内部低压运转之间切换的、在任何运转运转时均使得把旋转涡轮推压到固定涡轮上的推力最佳化的技术。

背景技术

涡轮压缩机配备有将端板上具有涡旋状外壳的固定涡轮及由电动机驱动旋转的涡轮啮合构成的冷媒压缩部。在致冷循环中结束工作的低压冷媒从冷媒压缩部的涡旋外周一侧被吸入，随着向涡旋中心的行进被压缩，从设于中央的排出口作为高压冷媒被排出。

在该冷媒压缩运转时，由于总是从冷媒压缩部沿远离固定涡轮的方向向旋转涡轮上施加压力，从而有必要施加反抗这一压力的背压以防止旋转涡轮的浮起。图12说明这种现有技术的一个例子。

首先，作为一般的说明，涡轮压缩机1备有形成圆筒状的密闭容器2，其内部由框架板3划分成冷媒排出室2a与驱动室2b。在冷媒排出室2a内容纳由固定涡轮4a与旋转涡轮4b啮合构成的冷媒压缩部。

图中虽没有示出，在驱动室2b内容纳有电动机，同时，加入规定量的润滑油。该电动机的驱动轴5贯通框架板3从冷媒压缩部4一侧引出，前端的曲轴5a连接到旋转涡轮4b上。在驱动轴5上穿透设置有给油孔5b，旋转涡轮4b的背面一侧与驱动室2b通过给油孔5b连通。

作为这种现有例子的涡轮压缩机1是内部高压型，冷媒排出室2a与驱动室2b借助贯穿固定涡轮4a与框架板3的连通孔6连通。

在图中未示出的致冷循环中，工作结束后的低压冷媒由吸入配管7a从冷媒压缩部4的涡旋外周一侧吸入，从位于中央的排出口4c作为高压冷媒排出。从冷媒排出室2a经由排出配管7a被导向到图中未示出的四通阀，但高压冷媒的一部分通过连通孔6进入驱动室2b内。

借此，驱动室2b内变成高压，同时，与此相伴随的，经过给油孔5b使旋转涡轮4b的背面一侧也变成高压，但与从冷媒压缩部4加在旋转涡轮4b上的内压不同。即，呈现出涡旋外周一侧(低压冷媒吸入一侧)压力低，而随着向涡旋中心的行进成为高压的压力梯度。

由于在旋转涡轮4b上施加对应于该压力梯度的背压，所以，在这种现有技术的例子中，由密封环8将旋转涡轮4b的背面一侧分离成中央部一侧的主背压室8a及周边部一侧的副背压室8b，在主背压室8a内加上驱动室2b的高压，与此相对，在副背压室8b内中间经过节流阀9a施加作为比该高压的压力低的中间压力。

同时，在副背压室8b与冷媒压缩部4的涡旋外周一侧之间设置当副背压室8b内的中间压力超过规定值时使该过剩压力逸出到冷媒压缩部4一侧的单向阀9b。

而对于涡轮压缩机，除上面的现有技术例中所说明的内部高压型的之外，还有在致冷循环中将工作结束的低压冷媒吸入到驱动室2b内、从同一个驱动室2b导入到冷媒压缩部4内的内部低压型涡轮压缩机。

不管是内部高压型还是内部低压型，把驱动室(电动机室)作为冷媒的循环路径的目的在于防止电动机过热，这两种方式具有下面所述的优点和缺点。

即，在内部高压型的情况下，因吸入气体的过热造成的性能降低小，与此相对，在内部低压型的情况下，在供暖运转时所排出的气体的热量不会被驱动室夺去，所以上升时间快。

但是，在内部低压型的情况下，供应给压缩机的润滑油有可能不与冷媒气体分离地排出到热交换回路中，因此，不仅热交换能力下降，而且由于压缩机内的润滑油不足，有可能把涡轮的滑动部烧坏。同时，内部低压型由于吸入的冷媒通入电动机室内，会因该电动机室内的热量使之过热，冷媒的密度变低容易造成其性能下降。

因此，本申请人吸取内部高压型及内部低压型各自的优点，提出一种在致冷运转时作为内部高压型、在供暖运转时作为内部低压型，可将两种运转模式进行切换的涡轮压缩机的方案(例如，参见特开2000-88386号公报)。

在这种内部高压、内部低压可切换的涡轮压缩机中，由于根据其运转模式，使驱动室内具有不同的压力，所以在上述现有技术例子的方法中，不能对旋转涡轮施加恰当的背压。即，在内部低压运转时，驱动室内成为低压，与此相伴随的，加在旋转涡轮上的背压也变成低压，从而存在着旋转涡轮离开固定涡轮的危险。

本发明为了解决这一问题而提出的，其目的是提供一种不管是在内部高压运转还是内部低压运转时，均能对旋转涡轮施加恰当的背压的涡轮压缩机。

发明内容