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CN113167276B - 旋转式压缩机以及冷冻循环装置 - Google Patents

旋转式压缩机以及冷冻循环装置 Download PDF

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CN113167276B CN201880099766.6A CN201880099766A CN113167276B CN 113167276 B CN113167276 B CN 113167276B CN 201880099766 A CN201880099766 A CN 201880099766A CN 113167276 B CN113167276 B CN 113167276B
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Abstract

本发明提供旋转式压缩机以及冷冻循环装置。在实施方式的旋转式压缩机中,分隔板的轴向的厚度比第1凸缘部的轴向的厚度以及第2凸缘部的轴向的厚度薄。第1滚子的分隔板侧的端面能够朝轴孔露出的部分的面积为Sc1。第1滚子的第1凸缘部侧的端面能够朝第1槽部的外周的内侧区域露出的部分的面积为Se1。此时,1<Sc1/Se1≤1.6成立。第2滚子的分隔板侧的端面能够朝轴孔露出的部分的面积为Sc2。第2滚子的第2凸缘部侧的端面能够朝第2槽部的外周的内侧区域露出的部分的面积为Se2。此时,1<Sc2/Se2≤1.6成立。在第1凸缘部的第1表面以及第2凸缘部的第2表面上形成有固体润滑薄膜。

Description

旋转式压缩机以及冷冻循环装置
技术领域
本发明的实施方式涉及旋转式压缩机以及冷冻循环装置。
背景技术
在冷冻循环装置中利用旋转式压缩机。旋转式压缩机使辊在缸室内部偏心旋转,对气体制冷剂进行压缩而朝外部送出。滚子在形成缸室的端面的部件(轴承或者分隔板)的表面上滑动。当形成缸室的端面的部件磨损时,旋转式压缩机的压缩性能降低。要求能够抑制压缩性能降低的旋转式压缩机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-202200号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明要解决的课题在于提供能够抑制压缩性能降低的旋转式压缩机以及冷冻循环装置。
用于解决课题的手段
实施方式的旋转式压缩机为,在容器内收纳对被压缩气体进行压缩的压缩机构部、以及润滑油。上述压缩机构部具有轴、第1缸体、第2缸体、分隔板、第1轴承、第2轴承、第1凸缘部、第2凸缘部、第1偏心部、第2偏心部、第1滚子以及第2滚子。第1缸体形成第1缸室。第2缸体沿着上述轴的轴向而与上述第1缸体排列配置。第2缸体形成第2缸室。分隔板配置在上述第1缸体与上述第2缸体之间。分隔板具有供上述轴通过的轴孔。分隔板封闭上述第1缸室以及上述第2缸室。第1轴承隔着上述第1缸体而配置在与上述分隔板相反一侧。第1轴承支承上述轴。第2轴承隔着上述第2缸体而配置在与上述分隔板相反一侧。第2轴承支承上述轴。第1凸缘部形成于上述第1轴承的上述第1缸体侧。第1凸缘部具有封闭上述第1缸室的第1表面。第2凸缘部形成于上述第2轴承的上述第2缸体侧。第2凸缘部具有封闭上述第2缸室的第2表面。第1偏心部形成为圆柱状。第1偏心部形成于上述轴。第1偏心部在上述轴向上配置于上述第1缸体的位置。第2偏心部形成于上述轴。第2偏心部在上述轴向上配置于上述第2缸体的位置。第1滚子沿着上述第1偏心部的外周面配置。随着上述轴的旋转,第1滚子沿着上述第1凸缘部的上述第1表面移动。第2滚子沿着上述第2偏心部的外周面配置。随着上述轴的旋转,第2滚子沿着上述第2凸缘部的上述第2表面移动。上述分隔板的上述轴向的厚度比上述第1凸缘部的上述轴向的厚度以及上述第2凸缘部的上述轴向的厚度薄。上述第1轴承具有第1槽部,该第1槽部以环状形成于上述第1凸缘部的表面,并与上述轴同轴状地配置。上述第2轴承具有第2槽部,该第2槽部以环状形成于上述第2凸缘部的表面,并与上述轴同轴状地配置。将随着上述第1滚子的移动而上述第1滚子的上述分隔板侧的端面能够在上述轴孔中露出的部分的面积定义为Sc1。将随着上述第1滚子的移动而上述第1滚子的上述第1凸缘部侧的端面能够在上述第1槽部的外周的内侧区域中露出的部分的面积定义为Se1。此时,1<Sc1/Se1≤1.6成立。将随着上述第2滚子的移动而上述第2滚子的上述分隔板侧的端面能够在上述轴孔中露出的部分的面积定义为Sc2。将随着上述第2滚子的移动而上述第2滚子的上述第2凸缘部侧的端面能够在上述第2槽部的外周的内侧区域中露出的部分的面积定义为Se2。此时,1<Sc2/Se2≤1.6成立。在上述第1凸缘部的上述第1表面以及上述第2凸缘部的上述第2表面形成有固体润滑薄膜。
附图说明
图1是实施方式的包括旋转式压缩机的截面图的冷冻循环装置的概要构成图。
图2是压缩机构部的放大图。
图3是图2的F-F线的压缩机构部的截面图。
图4是第1滚子的受压部分的第1说明图。
图5是第1滚子的受压部分的第2说明图。
图6是第1滚子的受压部分的第3说明图。
图7是第1滚子的受压部分的第4说明图。
图8是第1滚子以及第2滚子的内侧受压面积的说明图。
图9是第1滚子以及第2滚子的外侧受压面积的说明图。
图10是表示第1凸缘部的第1表面的磨损量的推移的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式的旋转式压缩机以及冷冻循环装置进行说明。
在本申请中,如以下那样定义极坐标系的Z方向、R方向以及θ方向。Z方向是轴31的轴向。+Z方向是从压缩机构部33朝向电动机部32的方向。例如,Z方向是铅垂方向,+Z方向是铅垂上方。另外,有时将Z方向称作轴向Z。R方向是轴31的径向。+R侧是径向的外侧且是远离轴31的中心轴的一侧。另外,有时将R方向称作径向R。θ方向是轴31的中心轴的周向。另外,有时将θ方向称作周向θ。
对冷冻循环装置进行简单说明。
图1是本实施方式的包括旋转式压缩机2的截面图的冷冻循环装置的概要构成图。冷冻循环装置1具备旋转式压缩机2、与旋转式压缩机2连接的散热器(例如冷凝器)3、与散热器3连接的膨胀装置(例如膨胀阀)4、以及与膨胀装置4连接的吸热器(例如蒸发器)5。冷冻循环装置1包括二氧化碳(CO2)等制冷剂。制冷剂一边进行相变一边在冷冻循环装置1中循环。
旋转式压缩机2是所谓回转式的压缩机。旋转式压缩机2例如对被取入到内部的低压的气体制冷剂(流体)进行压缩而使其成为高温高压的气体制冷剂。另外,关于旋转式压缩机2的具体构成将后述。
散热器3使从旋转式压缩机2排出的高温高压的气体制冷剂散热。
膨胀装置4使从散热器3送入的高压制冷剂的压力降低,使其成为低温低压的液体制冷剂。
吸热器5使从膨胀装置4送入的低温低压的液体制冷剂气化,使其成为低压的气体制冷剂。在吸热器5中,低压的液体制冷剂在气化时从周围夺取气化热,由此周围被冷却。在吸热器5中通过后的低压的气体制冷剂被取入到上述旋转式压缩机2的内部。
如此,在本实施方式的冷冻循环装置1中,作为工作流体的制冷剂一边在气体制冷剂与液体制冷剂之间进行相变一边循环,利用它们的散热、吸热来进行供暖、制冷等。
对旋转式压缩机2的具体构成进行说明。
本实施方式的旋转式压缩机2具备压缩机主体11以及储液器12。
储液器12是所谓的气液分离器。储液器12设置在上述吸热器5与压缩机主体11之间。储液器12通过吸入管21与压缩机主体11连接。储液器12通过吸入管21将在吸热器5中气化后的气体制冷剂朝压缩机主体11供给。
压缩机主体11具备轴31、使轴31旋转的电动机部32、通过轴31的旋转来对气体制冷剂进行压缩的压缩机构部33、以及收纳这些轴31、电动机部32以及压缩机构部33的圆筒状的密闭容器34。
轴31以及密闭容器34相对于轴31的轴心(轴线)O同轴状地配置。另外,轴31的轴心O是指轴31的中心(旋转中心)。电动机部32在密闭容器34中配置在沿着轴心O的+Z侧(图1中的上侧)。压缩机构部33在密闭容器34中配置在沿着轴心O的-Z侧(图1中的下侧)。
轴31沿着轴向Z贯通电动机部32,并且在压缩机构部33的内部延伸。
电动机部32是所谓的内转子型的DC无刷马达。具体而言,电动机部32具备定子36以及转子37。定子36形成为筒状,通过热压配合等而固定于密闭容器34的内壁面。转子37配置在定子36的内侧。转子37与轴31的上部连结。通过向设置于定子36的线圈供给电流,由此转子37使轴31旋转驱动。
接着,对压缩机构部33进行说明。
图2是压缩机构部的放大图。压缩机构部33是具有多个缸室的多气缸的压缩机构部。例如,实施方式的压缩机构部33是具有2个缸室51a、52a的两气缸的压缩机构部。压缩机构部33具备多个缸体51、52、分隔板53、主轴承(第1轴承)54、副轴承(第2轴承)55、多个滚子56、57、主消声部件91以及副消声部件92。
多个缸体包括第1缸体51以及第2缸体52。第1缸体51以及第2缸体52在轴向Z上排列配置。第1缸体51以及第2缸体52形成为在轴向Z上开口的筒状。第1缸体51以及第2缸体52与轴31同轴状地配置在轴的径向R外侧。由此,在第1缸体51中形成有成为第1缸室51a的内部空间。第1缸体51的内周面形成环状的第1缸室51a的外周面。在第2缸体52中形成有成为第2缸室52a的内部空间。第2缸体52的内周面形成环状的第2缸室52a的外周面。
在本申请中,有时将轴向Z上的第1缸体51以及第2缸体52的分隔板53侧称作“内侧”。此外,有时将轴向Z上的第1缸体51的主轴承54侧以及第2缸体52的副轴承55侧称作“外侧”。
分隔板53在轴向Z上配置在第1缸体51与第2缸体52之间,且被夹在第1缸体51与第2缸体52之间。分隔板53在轴向Z上面向第1缸室51a的内部空间而封闭第1缸室51a。同样,分隔板53面向第2缸室52a的内部空间而封闭第2缸室52a。此外,在分隔板53上设置有供轴31在轴向Z上通过的轴孔53h。上述轴31贯通第1缸体51、第2缸体52以及分隔板53。
如图1所示,在第1缸体51上形成有沿着径向R延伸的第1吸入孔76。第1吸入孔76的径向R的内侧端部向第1缸室51a开口。第1吸入孔76的径向R的外侧端部与从储液器12伸出的吸入管21连接。由此,第1缸室51a能够从储液器12吸入气体制冷剂。此外,在第1缸体51、分隔板53以及第2缸体52上形成有沿着轴向Z延伸的第2吸入孔79。第2吸入孔79的轴向Z的上侧端部向第1吸入孔76开口。即,第2吸入孔79是从第1吸入孔76分支而形成的。第2吸入孔79的轴向Z的下侧端部向第2缸室52a开口。由此,第2缸室52a能够从储液器12吸入气体制冷剂。
主轴承54隔着第1缸体51而位于与分隔板53相反一侧。主轴承54将轴31支承为能够旋转。主轴承54具有形成于第1缸体51侧的端部的第1凸缘部54f。第1凸缘部54f具有封闭第1缸室51a的第1表面54s。
副轴承55隔着第2缸体52而位于与分隔板53相反一侧。副轴承55将轴31支承为能够旋转。副轴承55具有形成于第2缸体52侧的端部的第2凸缘部55f。第2凸缘部55f具有封闭第2缸室52a的第2表面55s。
在上述轴31上,沿着轴向Z排列设置有第1偏心部41和第2偏心部42。第1偏心部41设置在与第1缸室51a对应的轴向Z的位置上,且配置在第1缸室51a的内部。第2偏心部42设置在与第2缸室52a对应的轴向Z的位置上,且配置在第2缸室52a的内部。第1偏心部41以及第2偏心部42分别形成为沿着轴向Z的圆柱状,且相对于轴心O在径向R上各偏心相同量。第1偏心部41以及第2偏心部42为,在沿着轴向Z观察的俯视时例如形成为相同形状相同大小,并且例如在周向θ上具有180°的相位差地配置。
多个滚子包括第1滚子56以及第2滚子57。第1滚子56以及第2滚子57分别形成为沿着轴向Z的圆筒状。第1滚子56沿着第1偏心部41的外周面嵌合而配置于第1缸室51a。同样,第2滚子57沿着第2偏心部42的外周面嵌合而配置在第2缸室52a。在各滚子56、57的内周面与各偏心部41、42之间设置有间隙,该间隙允许各滚子56、57相对于各偏心部41、42的相对旋转。随着轴31的旋转,第1滚子56以及第2滚子57分别一边使各滚子56、57的外周面与各缸体51、52的内周面滑动接触,一边在各缸室51a、52a的内部偏心旋转。
接着,对缸体的内部构成进行说明。
除了由于各偏心部41、42以及各滚子56、57的相位差而不同的部分之外,第1缸体51的内部构成与第2缸体52的内部构成相互大致相同。因此,在此处以第1缸体51的内部构成为代表进行说明。并且,对于在第2缸体52中具有与第1缸体51相同的功能的构成,标注相同的符号而省略其说明。
图3是图2的F-F线的压缩机构部33的截面图。
如图3所示,在第1缸体51的内周面上设置有朝向径向R的外侧延伸的叶片槽71。在叶片槽71中插入有能够沿着径向R滑动移动的叶片72。叶片72由未图示的施力机构朝向径向R的内侧施力,其前端部在第1缸室51a内与第1滚子56的外周面抵接。由此,叶片72将第1缸室51a的内部分隔为吸入室74和压缩室75。叶片72随着第1滚子56的偏心旋转而在第1缸室51a内进退。由此,进行向吸入室74吸入气体制冷剂的吸入动作以及在压缩室75中压缩气体制冷剂的压缩动作。
此外,在第1缸体51上设置有上述第1吸入孔76以及排出槽77。第1吸入孔76的径向R的内侧端部向第1缸室51a的吸入室74开口。排出槽77设置于压缩室75。排出槽77沿着轴向Z设置于第1缸体51的内周面,且与后述的主轴承排出孔连通。排出槽77将在压缩室75中压缩后的气体制冷剂朝主轴承排出孔引导。另一方面,设置于第2缸体52的排出槽77与后述的副轴承排出孔连通。第2缸体52的排出槽77将在压缩室75中压缩后的气体制冷剂朝副轴承排出孔引导。
如图2所示,在主消声部件91与主轴承54之间形成主消声室91a。在第1缸室51a的压缩室75中压缩后的气体制冷剂,从形成于第1凸缘部54f的主轴承排出孔(未图示)朝主消声室91a排出。排出到主消声室91a的气体制冷剂,从主消声室排出口91e朝密闭容器34的内部排出。在副消声部件92与副轴承55之间形成副消声室92a。在第2缸体52的压缩室75中压缩后的气体制冷剂,从形成于第2凸缘部55f的副轴承排出孔(未图示)朝副消声室92a排出。副消声室92a经由形成于第2缸体52、分隔板53以及第1缸体51的贯通孔(未图示)而与主消声室91a连通。因此,排出到副消声室92a的气体制冷剂朝主消声室91a移动,并从主消声室排出口91e朝密闭容器34的内部排出。
密闭容器34在电动机部32的转子37的+Z侧具有排出管35。排出管35将排出到密闭容器34内部的气体制冷剂朝散热器3等、密闭容器34外部的冷冻循环装置的构成设备排出。
上述主轴承54的第1凸缘部54f具有第1槽部61。第1槽部61形成于第1凸缘部54f的第1缸体51侧的表面。从轴向Z观察,第1槽部61形成为环状。第1槽部61与轴31同轴状地配置在轴31的径向R的外侧。由此,在轴31与第1槽部61之间形成有支承轴31的第1衬套66。
同样,副轴承55的第2凸缘部55f具有第2槽部62。在轴31与第2槽部62之间形成有支承轴31的第2衬套67。
在多缸的压缩机构部33中,在主轴承54与副轴承55之间配置有多个缸体,因此主轴承54与副轴承55之间的距离变长。因此,在主轴承54与副轴承55之间,轴31容易挠曲。即使在轴31一边挠曲一边旋转的情况下,第1衬套66以及第2衬套67也一边与轴31一起挠曲一边支承轴31。由此,能够抑制与轴31的旋转相伴随的主轴承54以及副轴承55的磨损。
分隔板53的轴向Z的厚度Tc比第1凸缘部54f的轴向Z的厚度Te1以及第2凸缘部55f的轴向Z的厚度Te2薄。由此,主轴承54与副轴承55之间的距离变短。因而,能够抑制轴31的挠曲。
接着,对设置于压缩机构部33的供油通路80进行说明。
在密闭容器34的内部收容有润滑油。作为润滑油(冷冻机油),收容有聚亚烷基二醇(PAG)油。PAG油与POE油、PVE油等其他润滑油相比,溶解了制冷剂的情况下的粘度降低较小。尤其是,即使二氧化碳制冷剂被压缩而变为高温,PAG油的粘度降低也较小,因此能够维持良好的润滑状态。
如图2所示,供油通路80具有:设置于轴31的主通路81;设置于第1偏心部41的副通路82及连通路84;以及设置于第1偏心部41的+Z方向的端部通路85。在第2偏心部42也同样地设置有副通路以及连通路。此外,在第2偏心部42的-Z方向也同样地设置有端部通路。此处,以设置于第1偏心部41的副通路82、连通路84以及端部通路85为代表进行说明。
主通路81与轴心O同轴状地设置,且形成在轴31的内部。主通路81沿着轴向Z在轴31的内部延伸。主通路81在由副轴承45支承的轴31的端部向密闭容器34的内部开口。压缩机构部33的一部分浸渍在密闭容器34所收容的润滑油中。润滑油流入主通路81。在主通路81的内部设置有随着轴31的旋转而将润滑油汲取到主通路81内的旋板等泵机构(未图示)。
副通路82是设置于第1偏心部41的外周面的槽。副通路82形成在第1偏心部41的外周面与第1滚子56的内周面之间。副通路82沿着轴向Z而遍及第1偏心部41整体地延伸。
连通路84沿着径向R设置在第1偏心部41的内部。连通路84设置在主通路81与副通路82之间,将主通路81与副通路82连接。被汲取到主通路81的润滑油,利用随着轴31的旋转而产生的离心力,在连通路84中通过而流入到副通路82。进而,从副通路82朝压缩机构部33的各种滑动部分供给润滑油。
端部通路85的径向R的内侧端部向主通路81开口。端部通路85的径向R的外侧端部向轴31的外周面开口。被汲取到主通路81的润滑油,利用随着轴31的旋转而产生的离心力,在端部通路85中通过而朝轴31的外周面供给。进而,从轴31的外周面朝压缩机构部33的各种滑动部分供给润滑油。
对各滚子56、57在轴向Z上承受的压力进行说明。
首先,对各滚子56、57的内侧端面(分隔板53侧的端面)承受的压力进行说明。
如上所述,由压缩机构部33压缩后的气体制冷剂被朝密闭容器34的内部排出。密闭容器34内部的气体制冷剂以及润滑油为高压的状态。同样,经由供油通路80而被供给润滑油的部分也为高压的状态。经由供油通路80的副通路82,朝分隔板53的轴孔53h的内侧区域即中央部区域53A供给润滑油。经由供油通路80的副通路82以及端部通路85,朝第1凸缘部54f的第1槽部61的外周的内侧区域即第1端部区域61A供给润滑油。另外,第1衬套66的-Z方向的前端配置在比第1凸缘部54f的第1缸体51侧的表面更靠+Z方向的位置。因此,在径向R上从轴31的外周到第1槽部61的外周为止为第1端部区域61A。同样,也朝第2凸缘部55f的第2槽部62的外周的内侧区域即第2端部区域62A供给润滑油。因而,中央部区域53A、第1端部区域61A以及第2端部区域62A均为高压的状态。
图4是第1滚子的受压部分的第1说明图。同样,图5是第2说明图,图6是第3说明图,图7是第4说明图。图4至图7是图2的F-F线的主要部分截面图。
需要抑制润滑油从中央部区域53A直接流入第1缸室51a。因此,在第1滚子56进行偏心旋转的过程中,中央部区域53A的外周(轴孔53h的内周)始终配置在第1滚子56的外周的内侧。此外,第1偏心部41通过轴孔53h而配置于第1缸室51a。因此,第1偏心部41的外径小于轴孔53h的内径。因而,在第1滚子56进行偏心旋转的过程中,中央部区域53A的外周(轴孔53h的内周)的一部分配置在第1滚子56的内周(第1偏心部41的外周)的外侧。
由此,如图4所示,中央部区域53A的外周的一部分配置在第1滚子56的内周与外周之间。即,第1滚子56的内侧端面的一部分成为向中央部区域53A露出的露出区域56p。
图5至图7表示从图4起第1滚子56每次偏心旋转90deg的状态。通过第1滚子56的偏心旋转,第1滚子56的内侧端面的沿着内周的各部分能够成为露出区域56p。
图8是第1滚子以及第2滚子的内侧端面的受压面积的说明图。通过第1滚子56的偏心旋转,第1滚子56的内侧端面的沿着内周的环状的区域是能够向中央部区域53A露出的部分。该环状的区域是从中央部区域53A承受高压的高压区域c1。将第1滚子56的内侧端面的高压区域c1的面积(内侧受压面积)设为Sc1。
同样,第2滚子57的内侧端面的沿着内周的环状的区域,能够朝中央部区域53A露出。该环状的区域是从中央部区域53A承受高压的高压区域c2。将第2滚子57的内侧端面的高压区域c2的面积(内侧受压面积)设为Sc2。
第1缸体51的内部构成与第2缸体52的内部构成,除了各偏心部41、42在周向θ上配置于不同相位这一点以外都相同。此外,中央部区域53A的外径(轴孔53h的内径)沿着轴向Z恒定。因此,第1滚子56的内侧受压面积Sc1与第2滚子57的内侧受压面积Sc2相等。
接着,对各滚子56、57的外侧端面(主轴承54或者副轴承55侧的端面)承受的压力进行说明。
如图2所示,需要抑制润滑油从第1端部区域61A直接流入第1缸室51a。因此,在第1滚子56进行偏心旋转的过程中,第1端部区域61A的外周(第1槽部61的外周)始终配置在第1滚子56的外周的内侧。此外,在第1滚子56进行偏心旋转的过程中,第1端部区域61A的外周的一部分配置在第1滚子56的内周的外侧。因而,第1端部区域61A的外周的一部分配置在第1滚子56的内周与外周之间。第1滚子56的外侧端面的一部分向第1端部区域61A露出。
图9是第1滚子以及第2滚子的外侧受压面积的说明图。
通过第1滚子56的偏心旋转,第1滚子56的外侧端面的沿着内周的环状的区域是能够朝第1端部区域61A露出的部分。该环状的区域是从第1端部区域61A承受高压的高压区域e1。将第1滚子56的外侧端面的高压区域e1的面积(外侧受压面积)设为Se1。
同样,第2滚子57的外侧端面的沿着内周的环状的区域能够朝第2端部区域62A露出。该环状的区域是从第2端部区域62A承受高压的高压区域e2。将第2滚子57的外侧端面的高压区域e2的面积(外侧受压面积)设为Se2。
第1端部区域61A的外径(第1槽部61的外径)与第2端部区域62A的外径(第2槽部62的外径)可以相等也可以不同。在两者相等的情况下,第1滚子56的外侧受压面积Se1与第2滚子57的外侧受压面积Se2相等。在两者不同的情况下,第1滚子56的外侧受压面积Se1与第2滚子57的外侧受压面积Se2不同。
接着,将各滚子56、57的内侧端面所承受的力与外侧端面所承受的力进行比较。
如图2所示,中央部区域53A的外径(轴孔53h的内径)Dc大于第1端部区域61A的外径(第1槽部61的外径)De1。因此,第1滚子56的内侧受压面积Sc1大于第1滚子56的外侧受压面积Se1。即,1<Sc1/Se1成立。另外,中央部区域53A的压力与第1端部区域61A的压力相等。因而,第1滚子56的内侧端面所承受的+Z方向的力大于外侧端面所承受的-Z方向的力。由此,第1滚子56被朝向主轴承54的第1凸缘部54f按压。
同样,中央部区域53A的外径(轴孔53h的内径)Dc大于第2端部区域62A的外径(第2槽部62的外径)De2。因此,第2滚子57的内侧受压面积Sc2大于第2滚子57的外侧受压面积Se2。即,1<Sc2/Se2成立。另外,中央部区域53A的压力与第2端部区域62A的压力相等。因而,第2滚子57的内侧端面所承受的-Z方向的力大于外侧端面所承受的+Z方向的力。由此,第2滚子57被朝向副轴承55的第2凸缘部55f按压。
如上所述,分隔板53的轴向Z的厚度Tc比第1凸缘部54f的轴向Z的厚度Te1以及第2凸缘部55f的轴向Z的厚度Te2薄。在该情况下,分隔板53容易挠曲,因此分隔板53与第1滚子56以及第2滚子57之间的摩擦力有可能变大。与此相对,第1滚子56被朝向第1凸缘部54f按压,第2滚子57被朝向第2凸缘部55f按压。由此,能够抑制第1滚子56以及第2滚子57与分隔板53之间的摩擦。
在形成第1缸室51a的外侧端面的第1凸缘部54f的第1表面54s上形成有固体润滑薄膜59。固体润滑薄膜59可以仅形成于第1表面54s,也可以形成于主轴承54的整个表面。作为固体润滑薄膜59,优选形成磷酸锰薄膜或者二氧化钼薄膜。这些固体润滑薄膜59的耐磨损性优异,并且有助于降低与第1滚子56之间的初始摩擦。另外,也可以在与第1表面54s接触的下层形成磷酸锰薄膜,在与第1滚子56接触的上层形成二氧化钼薄膜。磷酸锰薄膜的耐磨损性优异,因此压缩机的可靠性提高。二氧化钼薄膜的初始摩擦的降低效果较大,因此压缩机的初始特性提高。
同样,在形成第2缸室52a的外侧端面的第2凸缘部55f的第2表面55s上也形成有固体润滑薄膜59。
如上所述,第1滚子56被朝向第1凸缘部54f按压,第2滚子57被朝向第2凸缘部55f按压。与此相伴,能够抑制第1滚子56以及第2滚子57与分隔板53之间的摩擦。因此,固体润滑薄膜59只要仅形成于第1凸缘部54f以及第2凸缘部55f即可。无需在分隔板53、各滚子56、57上形成固体润滑薄膜59。因而,能够抑制旋转式压缩机2的成本。
图10是表示第1凸缘部的第1表面的磨损量的推移的曲线图。在图10中,利用与第1滚子56的内侧受压面积Sc1与外侧受压面积Se1之比的大小相应的两种标记来表示磨损量。利用“□”标记来表示1<Sc1/Se1≤1.6的情况下的磨损量。利用“×”标记表示1.6<Sc1/Se1的情况下的磨损量。另外,在图10中,表示形成于第1凸缘部54f的第1表面54s的磷酸锰薄膜的磨损量。
在1<Sc1/Se1≤1.6的情况下,第1滚子56被朝向第1凸缘部54f的第1表面54s较弱地按压。在该情况下,在旋转式压缩机2的运转的初始阶段,第1表面54s的磨损量增加(初始磨损)。但是,当运转时间超过t1时,由于初始磨合的效果而磨损量几乎不增加(稳定磨损)。即,通过运转初始阶段的第1表面54s与第1滚子56之间的滑动,两者的接触状态被均匀化,而第1表面54s的滑动面变得平滑。由此,在经过t1时间后摩擦系数降低,成为磨损量几乎不增加的状态。
与此相对,在1.6<Sc1/Se1的情况下,第1滚子56被朝向第1表面54s较强地按压。在该情况下,即使运转时间超过t1,磨损量也持续增加。即,在压缩机的运转的初始阶段,滑动面未变得平滑,无法得到初始磨合的效果。尤其是,在冷冻循环装置1的制冷剂为二氧化碳的情况下,制冷剂被压缩为高压,因此密闭容器34的内部压力变高。由此,第1滚子56被朝向第1表面54s较强地按压,因此无法得到初始磨合的效果。
根据以上所述,第1滚子56的内侧受压面积Sc1与外侧受压面积Se1之比优选满足1<Sc1/Se1≤1.6。同样,第2滚子57的内侧受压面积Sc2与外侧受压面积Se2之比优选满足1<Sc2/Se2≤1.6。
如以上详细说明的那样,在实施方式的旋转式压缩机2中,分隔板53的轴向Z的厚度比第1凸缘部54f的轴向Z的厚度以及第2凸缘部55f的轴向Z的厚度薄。由此,主轴承54与副轴承55之间的距离变短。因而,能够抑制主轴承54与副轴承55之间的轴31的挠曲。
1<Sc1/Se1成立。由此,第1滚子56被按压于第1凸缘部54f的第1表面54s。此外,1<Sc2/Se2成立。由此,第2滚子57被按压于第2凸缘部55f的第2表面55s。
在第1凸缘部54f的第1表面54s以及第2凸缘部55f的第2表面55s上形成有固体润滑薄膜59。由此,即使在第1滚子56被按压于第1表面54s而移动的情况下,第1表面54s的耐磨损性也提高。此外,即使第2滚子57被按压于第2表面55s而移动的情况下,第2表面55s的耐磨损性也提高。
Sc1/Se1≤1.6以及Sc2/Se2≤1.6成立。由此,即使在气体制冷剂被压缩为高压的情况下,第1滚子56也被较弱地按压于第1凸缘部54f的第1表面54s。此外,第2滚子57被较弱地按压于第2凸缘部55f的第2表面55s。因而,能够得到初始磨合的效果。因此,能够抑制第1表面54s以及第2表面55s的磨损量。因而,能够抑制旋转式压缩机2的压缩性能降低。
固体润滑薄膜59优选为磷酸锰薄膜或者二氧化钼薄膜。
固体润滑薄膜59优选具有下层的磷酸锰薄膜以及上层的二氧化钼薄膜。
磷酸锰薄膜的耐磨损性优异,因此旋转式压缩机2的可靠性提高。二氧化钼薄膜的初始摩擦的降低效果较大,因此旋转式压缩机2的初始特性提高。
旋转式压缩机2的被压缩气体为二氧化碳气体,润滑油为聚亚烷基二醇油。
在被压缩气体为二氧化碳的情况下,被压缩为高压。即使在该情况下,Sc1/Se1≤1.6以及Sc2/Se2≤1.6也成立,因此能够抑制第1表面54s以及第2表面55s的磨损量。此外,与其他润滑油相比,聚亚烷基二醇油在制冷剂溶解了的情况下的粘度降低较小。由此,即使被压缩气体被压缩而成为高温,也能够维持良好的润滑状态。因而,能够抑制第1表面54s以及第2表面55s的磨损量。
实施方式的冷冻循环装置1具有上述旋转式压缩机2、与旋转式压缩机2连接的散热器3、与散热器3连接的膨胀装置4、以及与膨胀装置4连接的吸热器5。
在上述旋转式压缩机2中,能够抑制压缩性能降低。因而,能够提供一种可靠性优异的冷冻循环装置。
根据以上说明过的至少一个实施方式,1<Sc1/Se1≤1.6以及1<Sc2/Se2≤1.6成立。由此,能够抑制旋转式压缩机2的压缩性能降低。
对本发明的几个实施方式进行了说明,这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中,并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。
符号的说明
R:径向;Z:轴向;θ:周向;1:冷冻循环装置;2:旋转式压缩机;3:散热器;4:膨胀装置;5:吸热器;31:轴;33:压缩机构部;34:密闭容器(容器);41:第1偏心部;42:第2偏心部;51:第1缸体;51a:第1缸室;52:第2缸体;52a:第2缸室;53:分隔板;53h:轴孔;54:主轴承(第1轴承);54f:第1凸缘部;54s:第1表面;55:副轴承(第2轴承);55f:第2凸缘部;55s:第2表面;56:第1滚子;57:第2滚子;59:固体润滑薄膜;61:第1槽部;62:第2槽部。

Claims (5)

1.一种旋转式压缩机,其中,
在容器内收纳对被压缩气体进行压缩的压缩机构部、以及润滑油,
上述压缩机构部具有:
轴;
第1缸体,形成第1缸室;
第2缸体,沿着上述轴的轴向与上述第1缸体排列配置,形成第2缸室;
分隔板,配置在上述第1缸体与上述第2缸体之间,具有供上述轴通过的轴孔,将上述第1缸室以及上述第2缸室进行封闭;
第1轴承,隔着上述第1缸体而配置于与上述分隔板相反一侧,支承上述轴;
第2轴承,隔着上述第2缸体而配置于与上述分隔板相反一侧,支承上述轴;
第1凸缘部,形成在上述第1轴承的上述第1缸体侧,具有将上述第1缸室进行封闭的第1表面;
第2凸缘部,形成在上述第2轴承的上述第2缸体侧,具有将上述第2缸室进行封闭的第2表面;
第1偏心部,形成于上述轴,在上述轴向上配置于上述第1缸体的位置;
第2偏心部,形成于上述轴,在上述轴向上配置于上述第2缸体的位置;
第1滚子,沿着上述第1偏心部的外周面配置,随着上述轴的旋转而沿着上述第1凸缘部的上述第1表面移动;以及
第2滚子,沿着上述第2偏心部的外周面配置,随着上述轴的旋转而沿着上述第2凸缘部的上述第2表面移动,
上述分隔板的上述轴向的厚度比上述第1凸缘部的上述轴向的厚度以及上述第2凸缘部的上述轴向的厚度薄,
上述第1轴承具有第1槽部,该第1槽部以环状形成于上述第1凸缘部的表面,且与上述轴同轴状地配置,
上述第2轴承具有第2槽部,该第2槽部以环状形成于上述第2凸缘部的表面,且与上述轴同轴状地配置,
在将随着上述第1滚子的移动而上述第1滚子的上述分隔板侧的端面能够朝上述轴孔露出的部分的面积设为Sc1,将随着上述第1滚子的移动而上述第1滚子的上述第1凸缘部侧的端面能够朝上述第1槽部的外周的内侧区域露出的部分的面积设为Se1时,1<Sc1/Se1≤1.6成立,
在将随着上述第2滚子的移动而上述第2滚子的上述分隔板侧的端面能够朝上述轴孔露出的部分的面积设为Sc2,将随着上述第2滚子的移动而上述第2滚子的上述第2凸缘部侧的端面能够朝上述第2槽部的外周的内侧区域露出的部分的面积设为Se2时,1<Sc2/Se2≤1.6成立,
在上述第1凸缘部的上述第1表面以及上述第2凸缘部的上述第2表面上形成有固体润滑薄膜,
至少在上述第1滚子、上述第2滚子及上述分隔板上不形成固体润滑薄膜。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其中,
上述固体润滑薄膜是磷酸锰薄膜或者二氧化钼薄膜。
3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其中,
上述固体润滑薄膜具有下层的磷酸锰薄膜以及上层的二氧化钼薄膜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转式压缩机,其中,
上述被压缩气体是二氧化碳,上述润滑油是聚亚烷基二醇油。
5.一种冷冻循环装置,具备:
权利要求1至4中任一项所述的旋转式压缩机;
散热器,与上述旋转式压缩机连接;
膨胀装置,与上述散热器连接;以及
吸热器,与上述膨胀装置连接。
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