Спиральный компрессор - RU2560647C1

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к спиральным компрессорам, включающим в себя механизмы промежуточного впрыска, и, в частности, к конструкции для увеличения интенсивности потока впрыска.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Типичный спиральный компрессор включает в себя механизм сжатия и приводной механизм в кожухе. Механизм сжатия включает в себя неподвижную спираль и орбитальную спираль. Эти спирали включают в себя противоположные концевые пластины и оболочки спиралей, которые выполнены в виде одного целого с концевыми пластинами и сцепляются друг с другом.

В механизме сжатия спирального компрессора оболочка неподвижной спирали (в дальнейшем называемая оболочкой неподвижной стороны) и оболочка орбитальной спирали (в дальнейшем называемая оболочкой орбитальной стороны) сцепляются друг с другом, тем самым образуя камеру сжатия между неподвижной спиралью и орбитальной спиралью. Орбитальная спираль соединена с шейкой кривошипа кривошипного вала (ведущего вала) приводного механизма. Вращение кривошипного вала побуждает орбитальную спираль орбитально вращаться вокруг неподвижной спирали, и, соответственно, объем камеры сжатия циклически увеличивается и уменьшается. Механизм сжатия всасывает холодильный агент, когда объем камеры сжатия увеличивается, и сжимает холодильный агент и выпускает сжатый холодильный агент, когда объем камеры сжатия уменьшается.

С другой стороны, некоторые спиральные компрессоры включают в себя механизмы впрыска для впрыска холодильного агента среднего давления в механизмы сжатия (см., например, Патентный Документ 1). Механизм сжатия, описанный в Патентном Документе 1, включает в себя канал для впрыска, который проникает в осевом направлении в концевую пластину неподвижной спирали и открывается в месте среднего давления камеры сжатия. Канал для впрыска располагается в центре канавки, образованной между спиральными витками оболочки неподвижной стороны, и имеет диаметр меньше толщины оболочки орбитальной стороны.

В этой конфигурации канал для впрыска поочередно сообщается с первой камерой сжатия, образованной между внутренней периферийной поверхностью оболочки неподвижной стороны и внешней периферийной поверхностью оболочки орбитальной стороны, и второй камерой сжатия, образованной между внешней периферийной поверхностью оболочки неподвижной стороны и внутренней периферийной поверхностью оболочки орбитальной стороны. Конкретно, при орбитальном вращении орбитальной спирали оболочка орбитальной стороны выполняет возвратно-поступательное движение между внутренней периферийной поверхностью и внешней периферийной поверхностью оболочки неподвижной стороны поперек канала для впрыска. В этом возвратно-поступательном движении канал для впрыска сообщается с первой камерой сжатия, когда оболочка орбитальной стороны располагается между каналом для впрыска и внешней периферийной поверхностью оболочки неподвижной стороны, тогда как канал для впрыска сообщается со второй камерой сжатия, когда оболочка орбитальной стороны располагается между каналом для впрыска и внутренней периферийной поверхностью оболочки неподвижной стороны.

Другие механизмы сжатия предназначены для увеличения интенсивностей потока впрыска для большей производительности (см., например, Патентные Документы 2 и 3). В каждом из механизмов сжатия Патентных Документов 2 и 3 неподвижная спираль имеет канал для впрыска, диаметр которого больше толщины зубца оболочки орбитальной стороны для увеличения интенсивности потока впрыска.

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный Документ 1: публикация нерассмотренной патентной заявки Японии № H11-107945;

Патентный Документ 2: патент США № 6619936; и

Патентный Документ 3: публикация нерассмотренной патентной заявки Японии № S63-243481.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

В конфигурации, в которой диаметр канала для впрыска больше толщины оболочки орбитальной стороны, как описано в Патентных Документах 2 и 3, однако канал для впрыска сообщается как с первой камерой сжатия, так и второй камерой сжатия одновременно посредством оболочки орбитальной стороны при работе механизма сжатия. Сообщение между первой камерой сжатия и второй камерой сжатия вызывает утечку холодильного агента между первой камерой сжатия и второй камерой сжатия, имеющими разные давления, приводя к ухудшению эффективности компрессора.

В конфигурации с увеличенным диаметром канала для впрыска, если толщина оболочки орбитальной стороны также увеличена для предотвращения сообщения между первой камерой сжатия и второй камерой сжатия, увеличенная толщина оболочки орбитальной стороны увеличивает массу орбитальной спирали, приводя к увеличениям размера и стоимости механизма сжатия.

Следовательно, целью настоящего изобретения является обеспечение спирального компрессора для промежуточного впрыска с увеличенной интенсивностью потока впрыска, уменьшенным ухудшением эффективности компрессора и уменьшенными увеличениями размера и стоимости механизма сжатия.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

Согласно первому аспекту настоящего изобретения спиральный компрессор включает в себя: механизм (30) сжатия, включающий в себя неподвижную спираль (50), включающую в себя концевую пластину (51) неподвижной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку (52) неподвижной стороны, установленную на концевой пластине (51) неподвижной стороны, и орбитальную спираль (40), включающую в себя концевую пластину (41) орбитальной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку (42) орбитальной стороны, установленную на концевой пластине (41) орбитальной стороны, в котором оболочка (52) неподвижной стороны и оболочка (42) орбитальной стороны сцепляются друг с другом и образуют камеру (35а, 35b) сжатия между спиралями (40, 50), и неподвижная спираль (50) имеет канал (55) для впрыска, который выполнен с возможностью сообщения с камерой (35а, 35b) сжатия через проходное отверстие для сообщения, расположенное в концевой пластине (51) неподвижной стороны.

В этом спиральном компрессоре оболочка (42) орбитальной стороны имеет толстый участок (45), включающий в себя увеличивающийся участок (45а) толщины зубца и расположенный в месте, соответствующем каналу (55) для впрыска, толщина зубца увеличивающегося участка (45а) толщины зубца увеличивается от начала закручивания до конца закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, и толстый участок (45) имеет толщину больше или равную размеру отверстия канала (55) для впрыска, измеряемому вдоль толщины зубца оболочки (42) орбитальной стороны. Размер отверстия представляет собой диаметр, когда канал (55) для впрыска имеет круглую форму, и представляет собой ширину, когда канал (55) для впрыска имеет, например, овальную форму.

В первом аспекте при орбитальном вращении орбитальной спирали (40) канал (55) для впрыска поочередно сообщается с первой камерой (35а, 35b) сжатия, образованной между внутренней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внешней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны, и второй камерой (35а, 35b) сжатия, образованной между внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внутренней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны. То есть, когда орбитальная спираль (40) орбитально вращается, оболочка (42) орбитальной стороны выполняет возвратно-поступательное движение между внутренней периферийной поверхностью и внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны поперек канала (55) для впрыска. В этом возвратно-поступательном движении канал (55) для впрыска сообщается с первой камерой (35а, 35b) сжатия, когда оболочка (42) орбитальной стороны располагается между каналом (55) для впрыска и внутренней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны, тогда как канал (55) для впрыска сообщается со второй камерой (35а, 35b) сжатия, когда оболочка (42) орбитальной стороны располагается между каналом (55) для впрыска и внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны. Когда канал (55) для впрыска сообщается с первой камерой (35а, 35b) сжатия, холодильный агент среднего давления протекает в первую камеру (35а, 35b) сжатия, тогда как, когда канал (55) для впрыска сообщается со второй камерой (35а, 35b) сжатия, холодильный агент среднего давления протекает во вторую камеру (35а, 35b) сжатия.

Так как оболочка (42) орбитальной стороны имеет толстый участок (45), толщина которого больше или равна размеру отверстия канала (55) для впрыска, когда оболочка (42) орбитальной стороны перемещается поперек канала (55) для впрыска, канал (55) для впрыска закрывается толстым участком (45). Таким образом, весь канал (55) для впрыска закрывается оболочкой (42) орбитальной стороны, и, таким образом, канал (55) для впрыска не сообщается с первой камерой (35а, 35b) сжатия и второй камерой (35а, 35b) сжатия одновременно в этом аспекте.

Во втором аспекте настоящего изобретения в спиральном компрессоре первого аспекта толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны включает в себя уменьшающийся участок (45b) толщины зубца, толщина зубца которого уменьшается от стороны, расположенной рядом с увеличивающимся участком (45а) толщины зубца, к концу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны.

Во втором аспекте участок толстого участка (45) оболочки (42) орбитальной стороны в пределах диапазона от увеличивающегося участка (45а) толщины зубца до уменьшающегося участка (45b) толщины зубца используется для открывания и закрывания канала (55) для впрыска.

В третьем аспекте настоящего изобретения в спиральном компрессоре второго аспекта толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны включает в себя непрерывный участок (45с), который является непрерывным относительно увеличивающегося участка (45а) толщины зубца и уменьшающегося участка (45b) толщины зубца между увеличивающимся участком (45а) толщины зубца и уменьшающимся участком (45b) толщины зубца. Непрерывный участок (45с) может иметь одинаковую толщину зубца или может иметь слегка варьирующуюся толщину зубца между увеличивающимся участком (45а) толщины зубца и уменьшающимся участком (45b) толщины зубца.

В третьем аспекте участок толстого участка (45) оболочки (42) орбитальной стороны, находящийся в диапазоне от увеличивающегося участка (45а) толщины зубца до уменьшающегося участка (45b) толщины зубца через посредство непрерывного участка (45с), используется для открывания и закрывания канала (55) для впрыска.

В четвертом аспекте настоящего изобретения в спиральном компрессоре первого, второго или третьего аспектов толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны представляет собой участок внешней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны, который выступает радиально наружу относительно спиральной формы внутренней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны, и оболочка (52) неподвижной стороны имеет углубленный участок (57), который соответствует толстому участку (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубляется радиально наружу от внутренней периферийной поверхности оболочки (52) неподвижной стороны в соответствии с толстым участком (45).

В первом, втором и третьем аспектах толстый участок (45) может быть образован посредством выступания внутренней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны или выступания как внутренней периферийной поверхности, так и внешней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны. С другой стороны, в четвертом аспекте толстый участок (45) образован посредством выступания внешней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны, и углубленный участок (57) образован во внутренней периферийной поверхности оболочки (52) неподвижной стороны и соответствует толстому участку (45).

В четвертом аспекте при орбитальном вращении орбитальной спирали (40) поверхность толстого участка (45) оболочки (42) орбитальной стороны перемещается вдоль поверхности углубленного участка (57) оболочки (52) неподвижной стороны. Так как толстый участок (45) соответствует углубленному участку (57), ни отказ в работе, ни утечка холодильного агента не происходят между толстым участком (45) и углубленным участком (57) при орбитальном вращении орбитальной спирали (40).

В пятом аспекте настоящего изобретения в спиральном компрессоре любого одного из первого-четвертого аспектов канал (55) для впрыска расположен таким образом, что канал (55) для впрыска сообщается с камерой (35а, 35b) сжатия непосредственно после того, как всасывающий канал камеры (35а, 35b) сжатия был полностью закрыт при работе механизма (30) сжатия.

В пятом аспекте канал (55) для впрыска может располагаться ближе к концу закручивания, чем к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны. Таким образом, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны также располагается рядом с концом закручивания, и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также располагается рядом с концом закручивания.

В шестом аспекте настоящего изобретения в спиральном компрессоре любого одного из первого-пятого аспектов механизм (30) сжатия имеет асимметричную спиральную конструкцию, в которой оболочка (52) неподвижной стороны имеет длину спирали, отличную от длины спирали оболочки (42) орбитальной стороны, и канал (55) для впрыска располагается в центральном участке спиральной канавки, образованной оболочкой (52) неподвижной стороны.

В симметричной спиральной конструкции два всасывающих отверстия обеспечивались бы на концах закручивания оболочки (42) орбитальной стороны и оболочки (52) неподвижной стороны, и камера (35а, 35b) сжатия также имела бы симметричную конструкцию. Таким образом, два канала (55) для впрыска обеспечивались бы рядом с оболочкой (52) неподвижной стороны. С другой стороны, так как шестой аспект использует асимметричную спиральную конструкцию, одно всасывающее отверстие обеспечено на концах закручивания оболочки (42) орбитальной стороны и оболочки (52) неподвижной стороны, и является достаточным одного канала (55) для впрыска.

В асимметричной спиральной конструкции один канал (55) для впрыска образован в центральном участке спиральной канавки оболочки (52) неподвижной стороны и используется как первой камерой (35а, 35b) сжатия, так и второй камерой (35a, 35b) сжатия. В качестве результата, диапазон угла, в котором канал (55) для впрыска открывается в каждую из камер (35а, 35b) сжатия, меньше, чем в случае, где два канала (55) для впрыска обеспечены рядом с оболочкой (52) неподвижной стороны. Следовательно, когда канал (55) для впрыска закрыт, когда канал (55) для впрыска поочередно сообщается с первой камерой (35а, 35b) сжатия и второй камерой (35а, 35b) сжатия, повышение давления вследствие изменения объема камеры (35а, 35b) сжатия является небольшим.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении толстый участок (45) включающий в себя увеличивающийся участок (45а) толщины зубца, толщина зубца которого увеличивается от начала закручивания к концу закручивания, располагается на участке оболочки (42) орбитальной стороны, соответствующем каналу (55) для впрыска, и толстый участок (45) имеет толщину, большую или равную размеру отверстия канала (55) для впрыска. Таким образом, даже когда канал (55) для впрыска расширен, весь канал (55) для впрыска может закрываться оболочкой (42) орбитальной стороны, когда канал (55) для впрыска закрыт.

Соответственно первая камера (35а, 35b) сжатия и вторая камера (35а, 35b) сжатия не сообщаются друг с другом, и, таким образом, утечка холодильного агента между первой камерой (35а, 35b) сжатия и второй камерой (35а, 35b) сжатия может быть уменьшена даже с увеличенным размером отверстия канала (55) для впрыска, тем самым уменьшая ухудшение эффективности компрессора. Кроме того, размер отверстия канала (55) для впрыска может быть увеличен, таким образом, обеспечивая возможность увеличенной интенсивности потока впрыска. Более того, необходимо обеспечить толстый участок (45) только в части оболочки (42) орбитальной стороны, и таким образом, увеличение массы орбитальной спирали (40) может быть уменьшено. В качестве результата, увеличения размера и стоимости механизма могут быть уменьшены.

Во втором и третьем аспектах толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны образован в пределах диапазона от увеличивающегося участка (45а) толщины зубца до уменьшающегося участка (45b) толщины зубца. Таким образом, как участок ближе к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, чем увеличивающийся участок (45а) толщины зубца, так и участок ближе к концу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, чем уменьшающийся участок (45b) толщины зубца, могут быть выполнены более тонкими, чем толстый участок (45). Эта конфигурация дополнительно гарантирует уменьшение увеличения массы орбитальной спирали (40).

В четвертом аспекте толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны располагается на внешней стороне оболочки (42) орбитальной стороны, и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны располагается на внутренней стороне оболочки (52) неподвижной стороны и соответствует толстому участку (45). Таким образом, при орбитальном вращении орбитальной спирали (40) ни отказ в работе, ни утечка холодильного агента не происходят между толстым участком (45) и углубленным участком (57). Кроме того, так как выступание внешней стороны оболочки (42) орбитальной стороны и углубление внутренней стороны оболочки (52) неподвижной стороны могут легко выполняться, сложность изготовления может быть уменьшена.

В пятом аспекте канал (55) для впрыска может располагаться ближе к концу закручивания, чем к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны. Таким образом, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также могут располагаться рядом с концом закручивания. Более того, толстый участок (45) и углубленный участок (57) могут более легко обрабатываться на конце закручивания, чем в начале закручивания, тем самым облегчая изготовление.

В шестом аспекте механизм (30) сжатия имеет асимметричную спиральную конструкцию, и канал (55) для впрыска располагается в центральном участке спиральной канавки оболочки (52) неподвижной стороны. Таким образом, один канал (55) для впрыска используется как первой камерой (35а, 35b) сжатия, так и второй камерой (35а, 35b) сжатия. Если канал (55) для впрыска для первой камеры (35а, 35b) сжатия и канал (55) для впрыска для второй камеры (35а, 35b) сжатия были бы обеспечены отдельно, канал располагался бы рядом с оболочкой, и, таким образом, каналы (55) для впрыска открывались бы в каждую из камер (35а, 35b) сжатия в более широком диапазоне угла. С другой стороны, один канал (55) для впрыска может уменьшить диапазон угла, с которым канал (55) для впрыска открывается в каждую из камер (35а, 35b) сжатия. Следовательно, канал (55) для впрыска может закрываться с небольшим ростом давления вследствие изменения объема камер (35а, 35b) сжатия, тем самым уменьшая рост среднего давления. В результате ухудшение эффективности компрессора может быть уменьшено.

В частности, так как канал (55) для впрыска располагается таким образом, что канал (55) для впрыска сообщается с камерой (35а, 35b) сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт при работе механизма (30) сжатия, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также могут располагаться на самой внешней стороне каждой оболочки. Таким образом, эта конфигурация может легко применяться к асимметричной спиральной конфигурации, имеющей традиционную форму.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ. 1 - вертикальный разрез спирального компрессора в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

ФИГ. 2 - вид снизу неподвижной спирали, на котором оболочка неподвижной стороны и оболочка орбитальной стороны сцепляются друг с другом;

ФИГ. 3А - разрез, показывающий спиральную форму оболочки орбитальной стороны, и ФИГ. 3В представляет собой вид снизу спиральной формы оболочки неподвижной стороны;

ФИГ. 4А-4D - разрезы, показывающие рабочие состояния механизма сжатия, причем на ФИГ. 4А показано состояние, в котором угол поворота кривошипа составляет 0° (360°), на ФИГ. 4В показано состояние, в котором угол поворота кривошипа составляет 90°, на ФИГ. 4С показано состояние, в котором угол поворота кривошипа составляет 180°, а на ФИГ. 4D показано состояние, в котором угол поворота кривошипа составляет 270°;

ФИГ. 5 - частично увеличенный вид, показывающий вариант толстого участка оболочки орбитальной стороны;

ФИГ. 6 - вид, показывающий вариант канала для впрыска.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться со ссылкой на чертежи.

Спиральный компрессор (1) в соответствии с этим вариантом осуществления предназначен для выполнения хода сжатия схемы циркуляции холодильного агента (не показано) для цикла паровой компрессионной холодильной машины, сжимает холодильный агент низкого давления, всасываемый из испарителя, до холодильного агента высокого давления и выпускает холодильный агент в конденсатор (рассеиватель тепла). ФИГ. 1 представляет собой вертикальный разрез спирального компрессора (1). На ФИГ. 2 показана конфигурация механизма сжатия.

Спиральный компрессор (1) включает в себя кожух (10) в форме вытянутого закрытого контейнера. В кожухе (10) электродвигатель (20) и механизм (30) сжатия размещаются снизувверх. Электродвигатель (20) включает в себя статор (21), прикрепленный к телу кожуха (10), и ротор (22), расположенный внутри статора (21). Кривошипный вал (25) соединен с ротором (22).

Механизм (30) сжатия включает в себя орбитальную спираль (40) и неподвижную спираль (50). Орбитальная спираль (40) включает в себя, приблизительно, круглую пластинчатую концевую пластину (41) орбитальной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку (42) орбитальной стороны, установленную на концевой пластине (41) орбитальной стороны. Цилиндрический выступ (43), в который вставляется эксцентриковый участок (26) кривошипного вала (25), выступает от задней поверхности (нижней поверхности) концевой пластины (41) орбитальной стороны. Орбитальная спираль (40) поддерживается на корпусе (32) ниже орбитальной спирали (40) через посредство муфты (31) Олдхема. С другой стороны, неподвижная спираль (50) включает в себя, приблизительно, круглую пластинчатую концевую пластину (51) неподвижной стороны и имеющую форму спиральной стенки оболочку (52) неподвижной стороны, установленную на концевой пластине (51) неподвижной стороны. В механизме (30) сжатия оболочка (52) неподвижной стороны и оболочка (42) орбитальной стороны сцепляются друг с другом, тем самым образуя множество камер (35) сжатия между участками контакта этих оболочек (42, 52).

Спиральный компрессор (1) этого варианта осуществления использует так называемую асимметричную спиральную конструкцию, в которой количество витков (т.е. длина спирали) у оболочки (52) неподвижной стороны и у оболочки (42) орбитальной стороны является разным. Камеры (35) сжатия состоят из первой камеры (35а) сжатия, образованной между внутренней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внешней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны, и второй камеры (35b) сжатия, образованной между внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внутренней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны.

В механизме (30) сжатия всасывающий канал (36) образован во внешнем крае неподвижной спирали (50). В этом варианте осуществления, использующем асимметричную спиральную конструкцию, один всасывающий канал (36) сообщается как с первой камерой (35а) сжатия, так и второй камерой (35b) сжатия. Всасывающий канал (36) соединен с всасывающей трубкой (11). Всасывающий канал (36) периодически сообщается с каждой из первой камеры (35а) сжатия и второй камеры (35b) сжатия в соответствии с обращением орбитальной спирали (40). Всасывающий канал (36) имеет всасывающий обратный клапан (не показан), который предотвращает протекание холодильного агента из камер (35) сжатия обратно во всасывающую трубку (11).

В механизме (30) сжатия выпускной канал (53) образован в центральном участке концевой пластины (51) неподвижной стороны. Выпускной канал (53) периодически сообщается с каждой из первой камеры (35а) сжатия и второй камеры (35b) сжатия по мере обращения орбитальной спирали (40). Выпускной канал (53) открывается в звукопоглощающее пространство (54) в верхнем участке неподвижной спирали (50).

Кожух (10) разделен посредством дискообразного корпуса (32) на верхнее пространство (15) стороны всасывания и нижнее пространство (16) стороны выпуска. Пространство (16) стороны выпуска сообщается со звукопоглощающим пространством (54) через посредство прохода (56) для сообщения. Во время работы, так как холодильный агент, выпускаемый из выпускного канала (53), протекает в пространство (16) стороны выпуска через звукопоглощающее пространство (54), пространство (16) стороны выпуска становится пространством высокого давления, заполненным холодильным агентом, сжатым в механизме (30) сжатия. Выпускная трубка (13), прикрепленная к кожуху (10), открывается в пространство (16) стороны выпуска.

Маслоотстойник для хранения масла для холодильной машины обеспечен на дне кожуха (10). В кривошипном вале (25) образован первый проход (27) для подачи масла, который открывается в маслоотстойник. В концевой пластине (41) орбитальной стороны образован второй проход (44) для подачи масла, соединенный с первым проходом (27) для подачи масла. В спиральном компрессоре (1) масло для холодильной машины в маслоотстойнике подается в камеры (35) сжатия на стороне низкого давления через посредство первого прохода (27) для подачи масла и второго прохода (44) для подачи масла.

Затем будет описываться конфигурация для впрыска холодильного агента среднего давления в камеры (35а, 35b) сжатия в механизме (30) сжатия.

Неподвижная спираль (50) имеет канал (55) для впрыска, который сообщается с камерами (35) сжатия через посредство проходного отверстия для сообщения, образованного в концевой пластине (51) неподвижной стороны. Канал (55) для впрыска соединен с трубкой (12) для впрыска. Трубка (12) для впрыска прикреплена к концевой пластине (51) неподвижной стороны.

Канал (55) для впрыска расположен в месте, в котором канал (55) для впрыска сообщается с камерой (35а, 35b) сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт при работе механизма (30) сжатия. Канал (55) для впрыска сообщается с первой камерой (35а) сжатия или второй камерой (35b) сжатия непосредственно после того, как всасывающий канал был полностью закрыт после завершения всасывания холодильного агента в камеру (35а, 35b) сжатия. Конкретно, в форме оболочки, показанной на ФИГ. 3А, предполагая, что спиральная оболочка (42) орбитальной стороны разделена на первую зону (Z1), вторую зону (Z2), третью зону (Z3) и четвертую зону (Z4), расположенные от начала закручивания (т.е. от центра) до конца закручивания (т.е. до внешней части), положение канала (55) для впрыска в неподвижной спирали (50) соответствует границе между второй зоной (Z2) и третьей зоной (Z3) (см. ФИГ. 3В). В этом варианте осуществления обеспечен один канал (55) для впрыска, и этот канал (55) для впрыска образован в центральном участке спиральной канавки оболочки (52) неподвижной стороны.

Здесь, в типичном спиральном компрессоре, толщина зубца оболочки орбитальной стороны является одинаковой от начала закручивания до конца закручивания. В качестве другого примера, в некоторых спиральных компрессорах толщина зубца оболочки орбитальной стороны уменьшается с постоянной величиной от начала закручивания до конца закручивания. В общем, оболочка неподвижной стороны и оболочка орбитальной стороны спирального компрессора образованы в виде эвольвенты. Если толщина зубца является одинаковой от начала закручивания до конца закручивания, радиус основной окружности эвольвенты является одинаковым и не варьируется по всем оболочкам. Если толщина зубца уменьшается с постоянной величиной от начала закручивания до конца закручивания, радиус основной окружности эвольвенты уменьшается от начала закручивания до конца закручивания в оболочках.

В этом варианте осуществления толщина зубца оболочки (42) орбитальной стороны является одинаковой между первой зоной (Z1) и четвертой зоной (Z4), увеличивается по направлению к концу закручивания во второй зоне (Z2) и уменьшается по направлению к концу закручивания в третьей зоне (Z3). В этой конфигурации радиус основной окружности эвольвенты является одинаковым в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4), радиус основной окружности эвольвенты во второй зоне (Z2) больше, чем радиус основной окружности эвольвенты в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4), и радиус основной окружности эвольвенты в третьей зоне (Z3) меньше, чем радиус основной окружности эвольвенты в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4). Центр основной окружности эвольвенты во второй зоне (Z2) и третьей зоне (Z3) может совпадать с центром основной окружности эвольвенты в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4) или может отличаться от центра основной окружности эвольвенты в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4). Форма типичной оболочки орбитальной стороны, имеющей одинаковую толщину зубца от начала закручивания до конца закручивания, обозначена в виде виртуальной линии на ФИГ. 3А.

Канал (55) для впрыска представляет собой круглое отверстие, диаметр которого незначительно больше, чем толщина зубца первой зоны (Z1) и четвертой зоны (Z4) оболочки (42) орбитальной стороны. Для сравнения, на ФИГ. 3В канал (55') для впрыска, который может блокироваться посредством типичной оболочки орбитальной стороны с одинаковой толщиной зубца, обозначен виртуальной линией. В оболочке (42) орбитальной стороны этого варианта осуществления толщина второй зоны (Z2) и третьей зоны (Z3) больше или равна диаметру канала (55) для впрыска, и канал (55) для впрыска, диаметр которого больше, чем толщина зубца оболочки в первой зоне (Z1) и четвертой зоне (Z4), может блокироваться в пределах от второй зоны (Z2) до третьей зоны (Z3).

Конкретно, оболочка (42) орбитальной стороны имеет в месте, соответствующем каналу (55) для впрыска, толстый участок (45), включающий в себя увеличивающийся участок (45а) толщины зубца, толщина зубца которого увеличивается от начала закручивания до конца закручивания оболочки (42) орбитальной стороны. Толстый участок (45) включает в себя уменьшающийся участок (45b) толщины зубца, толщина зубца которого уменьшается от увеличивающегося участка (45а) толщины зубца к концу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны. Увеличивающийся участок (45а) толщины зубца образован во второй зоне (Z2) оболочки орбитальной стороны. Уменьшающийся участок (45b) толщины зубца образован в третьей зоне (Z3) оболочки орбитальной стороны. Толщина зубца толстого участка (45) больше или равна диаметру канала (55) для впрыска.

Толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны образован посредством выступания внешней периферийной поверхности (внешней стороны) относительно спиральной формы внутренней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны. С другой стороны, оболочка (52) неподвижной стороны включает в себя углубленный участок (57), который соответствует толстому участку (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубляется радиально наружу от внутренней периферийной поверхности (внутренней стороны) оболочки (52) неподвижной стороны.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

В этом варианте осуществления, как показано на ФИГ. 4А-4D, на которых орбитальное вращение орбитальной спирали (40) показано для каждых 90°, при орбитальном вращении орбитальной спирали (40) канал (55) для впрыска поочередно сообщается с первой камерой (35а) сжатия, образованной между внутренней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внешней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны, и второй камерой (35b) сжатия, образованной между внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны и внутренней периферийной поверхностью оболочки (42) орбитальной стороны.

Конкретно, орбитальная спираль (40) орбитально вращается в порядке ФИГ. 4A, 4B, 4C и 4D, и оболочка (42) орбитальной стороны выполняет возвратно-поступательное движение при орбитальном вращении между внутренней периферийной поверхностью и внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны. В этом возвратно-поступательном движении оболочка (42) орбитальной стороны перемещается поперек канала (55) для впрыска радиально от внешней части к внутренней части или радиально от внутренней части к внешней части.

Когда оболочка (42) орбитальной стороны располагается между каналом (55) для впрыска и внешней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны (см. ФИГ. 4В), канал (55) для впрыска сообщается с первой камерой (35а) сжатия. Когда оболочка (42) орбитальной стороны располагается между каналом (55) для впрыска и внутренней периферийной поверхностью оболочки (52) неподвижной стороны (см. ФИГ. 4В), канал (55) для впрыска сообщается со второй камерой (35b) сжатия. Когда канал (55) для впрыска сообщается с первой камерой (35а) сжатия, холодильный агент среднего давления протекает в первую камеру (35а) сжатия. Когда канал (55) для впрыска сообщается со второй камерой (35b) сжатия, холодильный агент среднего давления протекает во вторую камеру (35b) сжатия.

Так как оболочка (42) орбитальной стороны имеет толстый участок (45), толщина которого больше или равна диаметру канала (55) для впрыска, канал (55) для впрыска блокируется посредством толстого участка (45), когда оболочка (42) орбитальной стороны перемещается поперек канала (55) для впрыска (ФИГ. 4А и 4С). Таким образом, весь канал (55) для впрыска закрывается оболочкой (42) орбитальной стороны, первая камера (35а) сжатия и вторая камера (35b) сжатия не сообщаются с каналом (55) для впрыска одновременно в этом варианте осуществления.

Толстый участок (45) может быть образован посредством выступания внутренней периферийной поверхности или как внутренней периферийной поверхности, так и внешней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны. В этом варианте осуществления толстый участок (45) образован посредством выступания внешней периферийной поверхности оболочки (42) орбитальной стороны, и углубленный участок (57), соответствующий толстому участку (45), образован в оболочке (52) неподвижной стороны. Таким образом, при орбитальном вращении орбитальной спирали (40) поверхность толстого участка (45) на внешней стороне оболочки (42) орбитальной стороны перемещается вдоль поверхности углубленного участка (57) на внутренней стороне оболочки (52) неподвижной стороны. Так как толстый участок (45) соответствует углубленному участку (57), ни отказ в работе, ни утечка холодильного агента не происходят между толстым участком (45) и углубленным участком (57) при орбитальном вращении орбитальной спирали (40).

Кроме того, в этом варианте осуществления канал (55) для впрыска располагается ближе к концу закручивания, чем к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, таким образом, что канал (55) для впрыска сообщается с камерой (35а, 35b) сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт. Таким образом, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны располагается рядом с концом закручивания, и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также располагается рядом с концом закручивания. Таким образом, канал (55) для впрыска открывается или закрывается в месте, расположенном рядом с концом закручивания оболочки (42, 52) при орбитальном вращении орбитальной спирали (40).

Симметричная спиральная конструкция имеет два всасывающих отверстия на концах закручивания оболочки (42) орбитальной стороны и оболочки (52) неподвижной стороны, и камера сжатия, которая также имеет симметричную конструкцию, имеет два канала (55) для впрыска обычно. С другой стороны, этот вариант осуществления использует асимметричную спиральную конструкцию, имеющую одно всасывающее отверстие на концах закручивания оболочки (42) орбитальной стороны и оболочки (52) неподвижной стороны, и, таким образом, имеет один канал (55) для впрыска.

Кроме того, асимметричная спиральная конструкция имеет один канал (55) для впрыска, образованный в центральном участке спиральной канавки оболочки (52) неподвижной стороны, и, таким образом, канал (55) для впрыска используется как первой камерой (35а) сжатия, так и второй камерой (35b) сжатия. В качестве результата, диапазон угла, в котором канал (55) для впрыска открывается в каждую камеру сжатия, меньше, чем в конструкции, включающей в себя два канала (55) для впрыска. Следовательно, когда канал (55) для впрыска закрыт, тогда как канал (55) для впрыска поочередно сообщается с первой камерой (35а) сжатия и второй камерой (35b) сжатия, повышение давления вследствие изменения объема камеры сжатия является небольшим. Кроме того, так как канал (55) для впрыска образован в участке низкого давления на конце закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, как описано выше, канал (55) для впрыска, соответственно, быстро полностью закрывается, тем самым уменьшая рост среднего давления.

Преимущества варианта осуществления изобретения

В этом варианте осуществления толстый участок (45), включающий в себя увеличивающийся участок (45а) толщины зубца, толщина зубца которого увеличивается от начала закручивания к концу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, образован в месте оболочки (42) орбитальной стороны, соответствующем каналу (55) для впрыска. Толщина толстого участка (45) больше или равна диаметру канала (55) для впрыска. Таким образом, даже когда канал (55) для впрыска расширен, как в этом варианте осуществления, весь канал (55) для впрыска закрывается оболочкой (42) орбитальной стороны, когда канал (55) для впрыска закрыт.

Соответственно, первая камера (35а) сжатия не сообщается со второй камерой (35b) сжатия во время орбитального вращения орбитальной спирали (40), утечка холодильного агента между первой камерой (35а) сжатия и второй камерой (35b) сжатия может быть предотвращена даже с каналом (55) для впрыска, имеющим увеличенный диаметр, тем самым уменьшая ухудшение эффективности компрессора (1). Кроме того, так как диаметр канала (55) для впрыска может быть увеличен, интенсивность потока впрыска может быть увеличена. Более того, является достаточным обеспечить толстый участок (45) только в части оболочки (42) орбитальной стороны, и таким образом, увеличение массы орбитальной спирали (40) меньше, чем увеличение массы в случае, где толщина зубца всей оболочки (42) орбитальной стороны увеличивается. Соответственно, увеличения размера и стоимости механизма могут быть уменьшены.

Кроме того, так как толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны располагается в пределах диапазона от увеличивающегося участка (45а) толщины зубца до уменьшающегося участка (45b) толщины зубца, как участок ближе к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, чем увеличивающийся участок (45а) толщины зубца, так и участок ближе к концу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, чем уменьшающийся участок (45b) толщины зубца, могут быть выполнены более тонкими, чем толстый участок (45). Эта конфигурация может дополнительно гарантировать уменьшение увеличения массы орбитальной спирали (40).

В вышеприведенной конфигурации механизм сжатия имеет асимметричную спиральную конструкцию, и канал (55) для впрыска располагается в центральном участке спиральной канавки оболочки (52) неподвижной стороны. Таким образом, механизм имеет один канал (55) для впрыска, который используется как первой камерой (35а) сжатия, так и второй камерой (35b) сжатия. Если канал (55) для впрыска для первой камеры (35а) сжатия и канал (55) для впрыска для второй камеры (35b) сжатия были обеспечены отдельно, каналы (55) для впрыска открывались бы в каждую из камер (35а, 35b) сжатия в более широком диапазоне угла. С другой стороны, один канал (55) для впрыска может уменьшить диапазон угла, с которым канал (55) для впрыска открывается в каждую из камер (35а, 35b) сжатия. Следовательно, канал (55) для впрыска может закрываться с небольшим ростом давления вследствие изменения объема камер (35а, 35b) сжатия, тем самым уменьшая рост среднего давления. В результате ухудшение эффективности компрессора может быть уменьшено.

В частности, так как канал (55) для впрыска располагается таким образом, что канал (55) для впрыска сообщается с камерой сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт при работе механизма (30) сжатия, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также могут располагаться на самой внешней стороне каждой оболочки. Таким образом, эта конфигурация может легко применяться к асимметричной спиральной конфигурации, имеющей традиционную форму.

Кроме того, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны располагается на внешней стороне оболочки (42) орбитальной стороны, и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны располагается на внутренней стороне оболочки (52) неподвижной стороны таким образом, что углубленный участок (57) соответствует толстому участку (45). Таким образом, ни отказ в работе, ни утечка холодильного агента не происходят между толстым участком (45) и углубленным участком (57) во время орбитального вращения орбитальной спирали (40).

Более того, так как канал (55) для впрыска может располагаться в месте ближе к концу закручивания, чем к началу закручивания оболочки (42) орбитальной стороны, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны и углубленный участок (57) оболочки (52) неподвижной стороны также могут располагаться в местах рядом с концом закручивания. Таким образом, толстый участок (45) и углубленный участок (57) могут более легко обрабатываться, чем в случае, где толстый участок (45) и углубленный участок (57) располагаются рядом с началом закручивания. В результате изготовление может легко выполняться.

Более того, так как процесс выступания внешней стороны и оболочки (42) орбитальной стороны и процесс углубления внутренней стороны оболочки (52) неподвижной стороны могут легко выполняться, эти процессы способствуют уменьшению сложности изготовления. Таким образом, управление радиусом основной окружности эвольвенты для увеличения толщины зубца может применяться только к самой внешней периферии каждой из внутренней стороны неподвижной спирали (50) и внешней стороны орбитальной спирали (40). Таким образом, это управление может относительно легко применяться к традиционной спиральной конструкции (т.е. асимметричной спиральной конструкции). Например, в некоторых случаях только изменение спиральной формы является достаточным, без увеличения диаметра концевой пластины спирали. Более того, в применении конструкции настоящего изобретения к традиционной асимметричной спиральной форме центр тяжести спирали располагается рядом с центром спирали, и, таким образом, вес, необходимый для уравновешивания орбитальной спирали (40), может быть уменьшен.

Другие варианты осуществления изобретения

Вышеприведенный вариант осуществления может иметь следующие конфигурации.

Например, в вышеприведенном варианте осуществления толщины зубца второй зоны (Z2) и третьей зоны (Z3) оболочки (42) орбитальной стороны больше, чем толщины зубца первой зоны (Z1) и четвертой зоны (Z4), для того, чтобы образовать толстый участок (45). В качестве альтернативы, третья зона (Z3) и четвертая зона (Z4) могут иметь толщину, равную толщине второй зоны (Z2) на конце закручивания, таким образом, что толщина зубца четвертой зоны (Z4) больше, чем толщина зубца первой зоны (Z1). В другой возможной конфигурации первая зона (Z1) и вторая зона (Z2) оболочки (42) орбитальной стороны могут быть образованы в виде одной зоны таким образом, что толщина зубца постепенно увеличивается, и третья зона (Z3) и четвертая зона (Z4) являются такими же, что и показанные на ФИГ. 3А. В этих конфигурациях расширение канала (55) для впрыска может увеличивать интенсивность потока впрыска, и весь канал (55) для впрыска может закрываться толстым участком (45) оболочки (42) орбитальной стороны. Таким образом, утечка холодильного агента не происходит от первой камеры (35а) сжатия ко второй камере (35b) сжатия. Кроме того, так как не является необходимым увеличивать толщину зубца всей оболочки (42) орбитальной стороны, увеличения размера и стоимости могут быть уменьшены. То есть толстый участок (45) настоящего изобретения может иметь любую форму при условии, что канал (55) для впрыска может быть расширен без увеличения толщины зубца всей оболочки (42) орбитальной стороны.

Канал (55) для впрыска не требует расположения в месте, в котором канал (55) для впрыска сообщается с камерой сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт. В некоторых случаях канал (55) для впрыска может располагаться ближе к внутренней периферии спирали, чем положение, показанное на ФИГ. 3В.

Как показано в варианте ФИГ. 5, толстый участок (45) оболочки (42) орбитальной стороны может включать в себя непрерывный участок (45с), который является непрерывным относительно увеличивающегося участка (45а) толщины зубца и уменьшающегося участка (45b) толщины зубца между увеличивающимся участком (45а) толщины зубца и уменьшающимся участком (45b) толщины зубца. В конфигурации, в которой концевой участок на конце закручивания увеличивающегося участка (45а) толщины зубца имеет толщину, равную толщине зубца концевого участка в начале закручивания уменьшающегося участка (45b) толщины зубца, толщина зубца непрерывного участка (45с) является одинаковой. С другой стороны, в конфигурации, в которой концевой участок на конце закручивания увеличивающегося участка (45а) толщины зубца имеет толщину, незначительно отличающуюся от толщины зубца концевого участка в начале закручивания уменьшающегося участка (45b) толщины зубца, непрерывный участок (45с) может иметь толщину зубца, которая незначительно варьируется.

В варианте осуществления канал (55) для впрыска имеет круглую форму. В качестве альтернативы, как показано в варианте ФИГ. 6, канал (55) для впрыска может иметь овальную форму. Таким образом, форма канала (55) для впрыска не ограничена на примере, описанном в варианте осуществления, и может надлежащим образом изменяться при условии, что толщина зубца толстого участка (45) больше или равна диаметру отверстия канала (55) для впрыска в направлении толщины зубца (т.е. диаметру круглого отверстия в вышеприведенном варианте осуществления).

Кроме того, в вышеприведенном варианте осуществления настоящее изобретение применяется к спиральному компрессору с асимметричной спиральной конструкцией. Настоящее изобретение также является применимым к спиральному компрессору с симметричной спиральной конструкцией.

Вышеприведенные варианты осуществления представляют собой только предпочтительные примеры по своей сути и не подразумеваются ограничивать объем, применения и использование изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как описано выше, настоящее изобретение является применимым для спиральных компрессоров, имеющих механизмы промежуточного впрыска.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 спиральный компрессор

30 механизм сжатия

35a первая камера сжатия

35b вторая камера сжатия

40 орбитальная спираль

41 концевая пластина орбитальной стороны

42 оболочка орбитальной стороны

45 толстый участок

45a увеличивающийся участок толщины зубца

45b уменьшающийся участок толщины зубца

50 неподвижная спираль

51 концевая пластина неподвижной стороны

52 оболочка неподвижной стороны

55 канал для впрыска

57 углубленный участок

Реферат

Изобретение относится к спиральным компрессорам, включающим в себя механизмы промежуточного впрыска, и, в частности, к конструкции для увеличения интенсивности потока впрыска. Спиральный компрессор для промежуточного впрыска имеет канал (55) для впрыска, расположенный таким образом, что канал (55) для впрыска сообщается с камерой (35а, 35b) сжатия непосредственно после того, как ее всасывающий канал был полностью закрыт. Оболочка (42) орбитальной стороны имеет толстый участок, включающий в себя увеличивающийся участок толщины зубца, толщина зубца которого увеличивается от начала закручивания к концу закручивания, и уменьшающийся участок толщины зубца, толщина зубца которого уменьшается от увеличивающегося участка толщины зубца к концу закручивания, тем самым увеличивая диаметр канала (55) для впрыска в соответствии с толстым участком. Таким образом, интенсивность потока впрыска может быть увеличена, и ухудшение эффективности компрессора и увеличения размера и стоимости механизма сжатия могут быть уменьшены. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула