[发明专利]流体机械以及涡旋式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及涡旋式压缩机等流体机械特别是适用于冷冻乃至空调装置的制冷剂压缩机的涡旋式压缩机。

技术背景

以往，压缩气体流体的涡旋式压缩机等的流体机械为已知的。

在这样的流体机械中，具有漏斗形的低压侧外壳和高压侧外壳，低压侧外壳设有导入低压气体流体的吸入口，高压侧外壳设有排出高压气体流体的排出口。通过将两壳体连结一体而密闭的外壳内收纳设置涡旋式压缩机等压缩机构。这种情况下，漏斗形的低压侧外壳上，在与高压侧外壳连结的大径的广口部侧配置压缩机构的主体部分，并在直径小的狭窄部分配置旋转轴等压缩机构驱动部。例如参照特许第3227075号公报(图1)。

但是，上述以往的流体机械中，为确保从低压侧外壳上设置的吸入口向压缩机构内部导入压缩的气体流体的流路剖面积，需要将低压侧外壳的内周面和压缩机构的外周面间形成的间隙部δ设定为大尺寸。该间隙部δ由于增加外壳侧的直径，确保必要尺寸，所以相应于这样的增量而使流体机械的外形尺寸对应地增大，成为小型化的障碍。

另外，例如低压侧外壳的胴部一般由铝铸件制造。但是，为确保强度，从侧壁面到底面的角部可能会是半径Ro的曲面形状。因此，上述的间隙部δ需是至少以为防止δo(参照图3B)的胴部5A和旋转涡旋部件27之间的干涉的、曲面形状终止而形成推力承受面5B的平坦面的开始位置为基准而设定的间隙部。即，为避免旋转涡旋体对角部的曲面形状干涉，需使从胴部5A的内周面到旋转涡旋部件27的滑动范围的间隙部δ大于δo。因此，也不能避免流体机械的外观尺寸增大。另外，在铝铸件胴部5A上，由于设置作为拔模斜度的小斜面，所以越向侧壁面，外形越大。因此，以往的流体机械外形无意义地变大。

从这样的背景出发，希望能够既充分确保将从吸入口导入的气体流体向压缩机构引导的流路剖面积，由减小外形尺寸而实现形状的小型化。

另外，涡旋式压缩机是在外壳内配置呈咬合状态的固定涡旋体和旋转涡旋体的压缩机。固定涡旋体和旋转涡旋体之间形成有多个压缩室。涡旋式压缩机形成驱动旋转涡旋体公转，使压缩室从外周位置在其容积减小的同时向中心位置移动，从而压缩流体的结构。

为使旋转涡旋体相对固定涡旋体公转驱动，在外壳内设置曲柄轴，其能围绕其轴线自由旋转。该曲柄轴的一端部上设有大径轴部。另外，在大径轴部上设有经由驱动衬套等而与旋转涡旋体连结并以规定的旋转半径旋转驱动旋转涡旋部件的偏心销。曲柄轴的大径轴部支承在外壳上。大径轴部经由通过例如特许第2868998号公报所示的球轴承构成的主轴承而支承在外壳上。

在曲柄轴的另一端侧设有将外壳内与外部密封(隔离)的密封部件。

例如，用于冷冻循环的涡旋式压缩机中，将吸入的制冷剂导入轴承的内圈和外圈之间，由其含有的润滑油进行轴承的润滑。

球轴承的情况下，其构成部件之间(内圈和球、球和外圈)是点接触。因此，球轴承是对应于所支承的负荷的比较大的结构，内部能确保充分导入该制冷剂的间隙。另一方面，作为主轴承使用球轴承，外壳出现大型化的问题。

这种涡旋式压缩机中，因安装上的关系，要求尽量的小型化和轻量化。因此，作为主轴承例如提案使用特开2000-2250号公报公开的带外圈针状滚动轴承使外壳小型化的问题。

但是，带外圈针状滚动轴承比球轴承内部间隙小。因此，若作为主轴承使用带外圈针状滚动轴承，则会出现制冷剂不能充分导入轴承内，轴承润滑不充分的问题。

因此，特开2000-2250号公报公开的带外圈针状滚动轴承在外圈的轴向端部的形状上进行改进而确保制冷剂导入的间隙。

但是，特开2000-2250号公报公开的结构需要使用具有特殊形状的带外圈滚针轴承，所以存在增加成本的问题。

另外，特开2000-108647号公报和特开2000-320477号公报等提案有这样的结构：在由漏斗形的前部外壳和与该前部外壳的大径开口部连接的后部外壳构成的外壳内收纳由一对固定涡旋部件和旋转涡旋部件构成的涡旋式压缩机构的涡旋式压缩机中，将固定涡旋体固定设置在后部外壳上，并在该固定涡旋体的端板和外壳之间以介入的方式安装(以下称为介装)密封材料，将外壳内部划分为高压的排出腔侧和低压的吸入腔侧。

在此，固定涡旋部件由端板和涡卷状卷包构成，该涡卷状卷包使轴线与该端板的单面大致垂直而立起。同样，旋转涡旋部件由端板和轴线与该端板的单面大致垂直而立起而成的涡卷状卷包构成。