CN100350155C - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种可变容积的压缩机，排出阀机构(40)设有多个排出口(29a、29b)，并且根据从压缩室(25)排出的排出气体的压力和流量变化而改变打开的排出口(29a、29b)的数量，由此在进行压缩机的可变容积控制时，抑制从小容积到大容积的过压缩损失，提高压缩机的工作效率。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及一种压缩机，特别涉及设在压缩机构的排出口的排出阀机构的结构。
背景技术
以往，例如在具有蒸气压缩式制冷循环的制冷剂回路的制冷装置中，压缩机用于压缩制冷剂。作为该压缩机，例如已经公知有把压缩机构和驱动该压缩机构的电动机收容在密闭型机壳内的旋转式压缩机。
上述压缩机构具有：气缸；实际接触气缸内周面并进行偏心旋转运动的活塞。在气缸和活塞之间形成压缩室。在该压缩室安装把该压缩室划分为低压侧(吸入侧)和高压侧(压缩/排出侧)两部分的叶片，该压缩室的低压侧和高压侧在活塞每旋转一周时相互切换。
在该压缩机中，当电动机起动时，从制冷剂回路的蒸发器向压缩室的低压侧吸入低压的气体制冷剂，同时在该压缩室的高压侧，气体制冷剂被压缩成为高压，排向机壳内。机壳内的气体制冷剂从压缩机的排出管流出并输送到制冷剂回路的冷凝器。压缩机构通过交替切换压缩室的高压侧和低压侧，并重复以上动作，从而实际地连续吸入低压的气体制冷剂，同时排出高压的气体制冷剂。
在上述压缩机构中形成有从压缩室向机壳内排出高压的气体制冷剂的排出口。在该排出口设置排出阀机构。排出阀机构一般使用簧片阀作为阀片。该簧片阀在压缩室的高压侧压力比机壳内的压力高出规定值以上时，利用该压力差进行排出口的开口动作，另一方面，气体制冷剂从压缩室流向机壳内，由此高压侧切换为低压侧，使上述压力差变小，从而进行排出口的关闭动作。
可是，在上述排出阀机构中，在簧片阀的提升量(lift)较小或排出口的开口面积较小的情况下，高压气体制冷剂的通过阻力变大，因此存在压缩室内过度压缩制冷剂而损失动力的问题(过压缩损失)。与此相对，如果增大簧片阀的提升量，则产生阀片的关闭延迟，导致高压气体制冷剂从机壳内向压缩室内逆流，有可能降低体积效率。并且，如果增大排出口的开口面积，簧片阀也变大，其重量增加，因此阀打开时的响应性降低，有可能产生过压缩损失。
另外，如果增大排出口的开口面积，暂且压缩后的制冷剂再次膨胀，存在压缩机的效率降低的问题(再膨胀损失)。具体而言，存在排出制冷剂时残留于排出口的容积内的高压制冷剂，如果增大排出口的开口面积，残留在该排出口内的高压制冷剂的量增加，排出后在压缩室内膨胀的制冷剂的量变多，降低压缩效率。
因此，针对上述问题，提出使用阀片的一部分嵌入排出口的形成为圆锥形状的提升阀(poppet valve)的排出阀机构(例如，参照特开2001-289254号公报)。在该公报的排出阀机构中，通过使用提升阀来获得排出口的开口面积，另一方面，减少排出后残留在排出口的气体制冷剂的量，由此抑制过压缩损失和再膨胀损失。
但是，在使用提升阀的情况下，通过变频器控制来调整电动机的速度并调整工作容积，由于排出口的气体制冷剂的流量增减，过压缩损失成为问题。
具体而言，适合于小流量的阀片一般提升量小、开口面积小，如果在大流量下使用该阀片，由于提升量不足或开口面积不足，致使流速上升，排出阻力变大，导致产生过压缩损失。并且，如果在小流量下使用适合于大流量的阀片，尽管流量小但阀片变大，而且流速变慢，作用于阀片的压力变低，因此打开时的响应性变差，还是会产生过压缩损失。
发明内容
本发明就是基于这些问题而提出的，其目的在于，在可变容积的压缩机中，抑制从小容积到大容积的过压缩损失，提高压缩机的工作效率。
本发明的排出阀机构(40)的排出口(29a、29b)形成有多个，同时利用工作中的排出气体的压力和流量，使打开的排出口(29a、29b)的数量不同。
具体而言，本发明以具有压缩机构(20)和驱动该压缩机构(20)的驱动机构(30)，并且在该压缩机构(20)设有排出阀机构(40)的可变容积的压缩机为前提。
第一发明的特征在于，上述排出阀机构(40)构成为利用作为簧片阀的一个阀片(41)开闭多个排出口(29a、29b)，并且各排出口(29a、29b)配置在从阀片(41)的基端侧到前端侧之间的不同位置，阀片(41)的对应前端侧的排出口(29a)的部分的抗弯强度被设定成小于对应基端侧的排出口(29b)的部分的抗弯强度。
在该第一发明中，在利用作为簧片阀的一个阀片(41)来开闭多个排出口(29a、29b)的结构中，各排出口(29a、29b)分散配置在从阀片(41)的基端侧到前端侧之间，所以可以使排出口(29a、29b)的开口面积比较大，另一方面，可以使阀片(41)的宽度与以往大致相同。即，在该结构中阀片(41)自身不需要形成得较大。因此，由于排出口(29a、29b)的开口面积增大，即使在大容积下使用压缩机构(20)时，也能抑制排出阻力过大，而且阀片(41)较小，开闭响应性良好，所以能够防止产生过压缩。
并且，在该发明中，阀片(41)的抗弯强度在对应各排出口(29a、29b)的部分而不同，所以作用于阀片(41)的压力较大时的开口面积大于较小时的开口面积。因此，如果增大工作容积增加排出流量，则压缩室的内外压力差变大，因此开口面积比较大，可以抑制排出阻力。并且，工作容积较小时，可以减小开口面积，所以能够防止流速过慢或响应性降低。
并且，第二发明的特征在于，在第一发明的压缩机中，在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29b)，在阀片(41)的对应基端侧的排出口(29b)的部分和对应前端侧的排出口(29a)的部分之间，形成宽度尺寸较小的宽度狭窄部(41a)。
并且，第三发明的特征在于，在第一发明的压缩机中，在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29a)，阀片(41)的对应前端侧的排出口(29a)的部分的宽度尺寸小于对应基端侧的排出口(29b)的部分的宽度尺寸。
在这些第二、第三发明中，阀片(41)的前端侧部分比基端侧部分容易挠曲，所以工作容积小时，前端侧的排出口(29a)容易打开，在开口面积较小的状态下排出制冷剂。并且，工作容积大时，包括基端侧在内，两个排出口(29a、29b)打开，在开口面积较大的状态下排出制冷剂。因此，在工作容积小时响应性不会降低，工作容积大时流速不会过快，排出阻力不会变大。
并且，第四发明的特征在于，排出阀机构(40)由利用作为簧片阀的第1阀片(41A)开闭一方排出口(29a)的第1阀机构(40A)、和利用作为提升阀的第2阀片(41B)开闭另一方排出口(29b)的第2阀机构(40B)构成。此处，簧片阀是接触排出口(29a)的开口端面的板状阀片，提升阀是具有接触排出口(29b)的开口内周面的凸部的阀片。
在该第四发明中，利用第1阀片(41A)(簧片阀)和第2阀片(41B)(提升阀)开闭压缩机构(20)的排出口(29a、29b)，所以能够保持簧片阀的高度响应性，并且在提升阀中不增加制冷剂残留在排出口的量，即可获得开口面积并增加排出流量。因此，在小容积时，响应性高的第1阀片(41A)打开，由此可以防止过压缩，在大容积时，能够获得充足的开口面积的第2阀片(41B)也打开，抑制制冷剂的流速，因此可以减少排出阻力。
并且，在大容积时，伴随活塞旋转一周期间的压力上升，簧片阀先打开，然后提升阀打开。因此，利用响应性高的簧片阀可以防止排出初期的过压缩，利用能够获得充足的开口面积的提升阀可以防止排出后期的过压缩。
并且，第五发明的特征在于，在第四发明的压缩机中，第1阀机构(40A)的排出端口直径(ΦDd1)及阀座直径(ΦDs1)小于第2阀机构(40B)的排出端口直径(ΦDd2)及阀座直径(ΦDs2)，第2阀片(41B)的提升量(L2)小于第1阀片(41A)的提升量(L1)。此处，排出端口直径(ΦDd1)(ΦDd2)是排出口(29a、29b)的压缩室侧的开口直径，阀座直径(ΦDs1)(ΦDs2)是阀片(41A、41B)接触排出口(29a、29b)的一侧的开口直径。
在该第五发明中，第1阀机构(40A)的排出端口直径(ΦDd1)及阀座直径(ΦDs1)小于第2阀机构(40B)的排出端口直径(ΦDd2)及阀座直径(ΦDs2)，所以可以使作为簧片阀的第1阀片(41A)小型化，在小容积时充分提高该第1阀片(41A)的开闭响应性。并且，第2阀片(41B)的提升量(L2)小于第1阀片(41A)的提升量(L1)，所以不易产生在大容积时打开的提升阀即第2阀片(41B)的关闭延迟及以此为起因的制冷剂向压缩室(25)内的逆流。
并且，第六发明的特征在于，排出阀机构(40)构成为利用板状的一个阀片(43)开闭多个排出口(29a、29b)，并且各排出口(29a、29b)配置在从阀片(43)的基端侧到前端侧之间的不同位置，阀片(43)的对应前端侧的排出口(29a)的部分(43a)的抗弯强度小于对应基端侧的排出口(29b)的部分(43b)的抗弯强度，对应前端侧的排出口(29a)的部分(43a)形成为簧片阀，对应基端侧的排出口(29b)的部分(43b)形成为提升阀。
并且，第七发明的特征在于，在第六发明的压缩机中，在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29b)，在阀片(43)的对应基端侧的排出口(29b)的部分和对应前端侧的排出口(29a)的部分之间，形成宽度尺寸较小的宽度狭窄部(43c)。
并且，第八发明的特征在于，在第六发明的压缩机中，在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29a)，阀片(43)的对应前端侧的排出口(29a)的部分的宽度尺寸小于对应基端侧的排出口(29b)的部分的宽度尺寸。
在这些第六～八发明中，使一个阀片(43)具有簧片阀(43a)和提升阀(43b)两个的功能，而且簧片阀(43a)比提升阀(43b)先打开。因此，在小容积工作时，响应性高的簧片阀(43a)可靠地开闭，在大容积工作时，簧片阀(43a)和提升阀(43b)两个开闭，由此能够获得充足的开口面积。并且，即使在大容积工作时，由于簧片阀(43a)先可靠地开闭，所以开口初期的流速不会过度上升。
并且，第九发明的特征在于，排出阀机构(40)由利用第1阀片(41A)开闭一方排出口(29a)的第1阀机构(40A)、和利用第2阀片(41B)开闭另一方排出口(29b)的第2阀机构(40B)构成，第1阀片(41A)和第2阀片(41B)两个均由簧片阀构成，并且第1阀片(41A)的抗弯强度被设定为小于第2阀片(41B)的抗弯强度。
并且，第十发明的特征在于，在第九发明的压缩机中，第1阀片(41A)的厚度小于第2阀片(41B)的厚度。
在这些第九、第十发明中，排出阀机构(40)使用两个簧片阀(41A、41B)，并且使两者的抗弯强度不同，由此使一方比另一方先进行开闭，所以在小容积工作时，响应性高的第1簧片阀(41A)可靠地开闭，在大容积工作时，两个簧片阀(41A、41B)两个均开闭，由此可以获得充足的开口面积。
根据第一发明，形成为利用一个作为簧片阀的阀片(41)打开多个排出口(29a、29b)的结构，并且利用排出制冷剂的流量和压力改变打开的排出口(29a、29b)的数量。因此，在使压缩机(1)大容积工作时，开口面积变大，所以抑制排出阻力，抑制流速的上升和与其相伴随的过压缩损失。并且，在使压缩机(1)小容积工作时，开口面积变小，流速不会过慢，而且由于在阀片(41)设有抗弯强度薄弱的部分，所以能够抑制响应性的降低和与其相伴随的过压缩损失。这样，根据第一发明，即使工作容积变化时，也能在整个区域抑制过压缩损失，所以与以往相比能够提高工作效率。
并且，根据第二、三发明，通过减小阀片(41)的部分宽度尺寸，即使在小容积时，阀片(41)的开闭响应性也不会降低，所以结构简单，抑制成本上升。
并且，根据第四发明，可以利用簧片阀(41A)的高度响应性抑制小容积时的过压缩，利用提升阀(41B)的充足的开口面积抑制大流量时的过压缩。因此，与工作容积无关，可以提高压缩机的效率。另外，在大容积工作时，利用簧片阀(41A)可以防止旋转活塞(24)旋转一周期间的排出初期的过压缩，利用提升阀可以防止排出后期的过压缩。
并且，根据第五发明，通过特定簧片阀(41A)及提升阀(41B)的排出端口直径(ΦDd1)(ΦDd2)、阀座直径(ΦDs1)(ΦDs2)以及提升量(L1)(L2)的关系，可以提高第四发明的效果，可靠提高压缩机的效率。
并且，根据第六发明，使一个阀片(43)具有簧片阀(43a)和提升阀(43b)两个的功能，并且使簧片阀(43a)比提升阀(43b)先进行开闭，所以和第四发明相同，可以利用簧片阀(43a)的高度响应性抑制小容积时的过压缩，利用提升阀(43b)侧的充足的开口面积抑制大流量时的过压缩。因此，与工作容积无关，可以提高压缩机的效率。
并且，根据第七、八发明，通过减小阀片(43)的部分宽度尺寸，即使在小容积时，阀片(43)的开闭响应性也不会降低，所以结构简单，抑制成本上升。
并且，根据第九发明，使用抗弯强度不同的两个簧片阀(41A、41B)，利用压力和流量使排出口(29a、29b)的开口面积分步地变化，所以能够满足小容积时的高度响应性和大容积时的充足的开口面积。因此，和上述各项发明相同，从小容积工作时到大容积工作时，可以减少过压缩损失，实现高效工作。
并且，根据第十发明，仅通过使两个簧片阀(41A、41B)的厚度不同，即可实现第九发明的作用效果，能够使排出阀机构(40)的结构简单化，可以防止成本上升。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的压缩机的剖面结构图。
图2是压缩机构的横剖面图。
图3是排出阀机构的放大剖面图。
图4(a)和图4(b)是排出阀的平面图。
图5是表示第二实施方式的排出阀机构的第2阀机构的放大剖面图。
图6是表示第二实施方式的排出阀机构的第1阀机构的放大剖面图。
图7是第三实施方式的排出阀机构的放大剖面图。
图8(a)和图8(b)是排出阀的平面图。
图9是表示第四实施方式的排出阀机构的第2阀机构的放大剖面图。
图10是表示第四实施方式的排出阀机构的第1阀机构的放大剖面图。
图11是排出阀的平面图。
具体实施方式
(发明的第一实施方式)
以下，参照附图详细说明本发明的第一实施方式。
该实施方式涉及旋转活塞型压缩机(1)。如图1所示，该压缩机(1)在机壳(10)内收容着压缩机构(20)、驱动该压缩机构(20)的电动机(驱动机构)(30)，是全封闭型结构。该压缩机(1)通过利用电动机(30)驱动压缩机构(20)，在吸入制冷剂并将其压缩后排出，使其在制冷剂回路内循环。
上述机壳(10)由构成该机壳(10)的周壁的圆筒状壳身(11)、和固定在该壳身(11)的上下两端的盖板(12、13)构成。并且，压缩机构(20)和电动机(30)均固定在机壳(10)的壳身(11)上，压缩机构(20)位于电动机(30)的下方。
在上述机壳(10)靠近壳身(11)下侧的部分设有吸入管(14)。另一方面，在上部盖板(12)设有连通机壳(10)的内外的排出管(15)。并且，在上部盖板(12)设有用于向电动机(30)供给电力的端子(terminal)(16)。
上述压缩机构(20)具有气缸(21)、前端盖(front head)(22)、后端盖(rear head)(23)和旋转活塞(24)，被配置在机壳(10)内的下部侧。气缸(21)、前端盖(22)和后端盖(23)利用螺栓等固定单元被固定装配成一体，前端盖(22)固定在气缸(21)的上端，后端盖(23)固定在气缸(21)的下端。并且，该压缩机构(20)通过将前端盖(22)点焊在壳身(11)上，而被固定在机壳(10)上。
上述气缸(21)形成为厚壁的圆筒状。并且，在气缸(21)的内周面、前端盖(22)的下端面和后端盖(23)的上端面之间，划分形成有使旋转活塞(24)进行旋转动作的压缩室(25)。
上述电动机(30)可以实现使用变频器的可变转速控制。并且，上述压缩机(1)可以通过调整电动机(30)的转速来改变工作容积。
上述电动机(30)具有定子(31)和转子(32)，定子(31)固定在机壳(10)的上述压缩机构(20)的上方。具体而言，上述定子(31)通过热装固定在机壳(10)的周壁即壳身(11)上。该定子(31)的线圈通过图外面的导线与端子(16)的端子插针电连接。并且，在上述转子(32)连接着驱动轴(33)。该驱动轴(33)通过机壳(10)的中心，并且在上下方向贯通上述压缩室(25)。为了支撑该驱动轴(33)，在压缩机构(20)的前端盖(22)和后端盖(23)分别形成有轴承部(22a、23a)。
上述驱动轴(33)位于压缩室(25)中的部分的直径大于其上下部分，构成为从该驱动轴(33)的旋转中心偏心规定量的偏心部(33a)。并且，在该偏心部(33a)安装着上述压缩机构(20)的旋转活塞(24)。旋转活塞(24)形成为如压缩机构(20)的横剖面图即图2所示的圆环状，其外周面形成为实际上在一点接触气缸(21)的内周面。
在上述气缸(21)沿着该气缸(21)的径向形成叶片槽(21a)。在该叶片槽(21a)将形成为长方形板状的叶片(26)安装成可以在该叶片槽(21a)内向气缸(21)的径向滑动。叶片(26)构成为通过弹簧(27)被向径向内方施力，在前端持续挤压接触上述旋转活塞(24)外周面的状态下，伴随着驱动轴(33)的旋转在叶片槽(21a)内进退。
上述叶片(26)将气缸(21)的内周面和旋转活塞(24)的外周面之间的压缩室(25)划分为吸入侧的低压室(25a)和压缩/排出侧的高压室(25b)。并且，在气缸(21)形成有：在径向上从气缸(21)的外周面贯通到内周面并连通吸入管(14)和低压室(25a)的吸入口(28)；在轴向上贯通前端盖(22)并连通高压室(25b)和机壳(10)内的空间的排出口(29)。
在上述吸入口(28)通过上述吸入管(14)连接着未图示的来自蓄能器(accumulator)的吸入配管。另一方面，在上述前端盖(22)设有排出阀机构(40)。排出阀机构(40)在上述前端盖(22)安装着开闭排出口(29)的阀片(41)。
在该排出阀机构(40)中，如放大剖面图即图3所示，在前端盖(22)并列形成有两个排出口(第1排出口(29a)和第2排出口(29b))。阀片(41)使用簧片阀，该阀片(41)构成为一端侧被固定在前端盖(22)上，另一端侧开闭两个排出口(29a、29b)。该阀片(41)构成为通过使压缩室(25)(高压室(25b))达到规定的高压压力，在该压缩室(25)和机壳(10)内的压力差达到规定值时打开排出口(29a、29b)，从压缩室(25)排出高压的气体制冷剂，在排出后压缩室(25)的压力下降，上述压力差变小，关闭排出口(29a、29b)。
并且，在上述前端盖(22)设有用于限制阀片(41)的挠曲量(提升量)的阀压板(挡块(stopper))(42)，防止阀片(41)过度挠曲。另外，在上述前端盖(22)安装着覆盖其上面的消音器(45)(图2)。
如图4(a)所示，在上述阀片(41)，在对应位于该阀片(41)的前端侧的第1排出口(29a)的部分和对应位于其基端侧的第2排出口(29b)的部分之间，形成宽度尺寸较小的宽度狭窄部(41a)。通过使阀片(41)形成这种形状，结果，该阀片(41)的对应各排出口(29a、29b)的分的抗弯强度或者刚性不同，对应第1排出口(29a)的前端部分容易挠曲。因此，阀片(41)在作用于该阀片(41)的压力变化时，开口的排出口(29a、29b)的数量变为一个或两个。
另一方面，上述驱动轴(33)设有供油泵(35)和供油路径(未图示)。供油泵(35)设在驱动轴(33)的下端部，伴随该驱动轴(33)的旋转来汲取储存在机壳(10)内下部的制冷机油。供油路径在驱动轴(33)内在上下方向延伸，并且连通设在各部分的供油口(未图示)，以便把供油泵(35)汲取的制冷机油供给压缩机构(20)的各个滑动部分。具体而言，供油路径和供油口构成为向气缸(21)的内周面和活塞(24)的位外周面滑动的部分、和前端盖(22)及后端盖(23)的轴承部(22a、23a)的轴承面等供油。
下面，说明该实施方式涉及的压缩机(1)的工作动作。
首先，通过变频器被控制为规定频率的电流流向电动机(30)，从而使转子(32)旋转，该转子(32)的旋转通过驱动轴(33)传递给压缩机构(20)的旋转活塞(24)。由此，压缩机构(20)进行规定的压缩动作。
参照图2具体说明压缩机构(20)的压缩动作。首先，从气缸(21)的内周面和旋转活塞(24)的外周面实质上在气缸(21)的内周的吸入口(28)的开口部右侧接触的假想线的状态开始说明。在该状态下，压缩室(25)的低压室(25a)的容积最小，通过电动机(30)的驱动，旋转活塞(24)向图示的右方向(顺时针方向)旋转，伴随旋转活塞(24)的旋转，低压室(25a)的容积扩大，低压的气体制冷剂被吸入该低压室(25a)。此时，旋转活塞(24)在低压室(25a)内偏心运动，但由于叶片(26)被旋转活塞(24)持续按压着，所以不会产生气体制冷剂从高压室(25b)流入低压室(25a)。气体制冷剂向低压室(25a)的吸入一直持续到旋转活塞(24)旋转一周，并且气缸(21)和旋转活塞(24)成为在吸入口(28)的开口部右侧再次接触的状态。
这样，结束了气体制冷剂吸入的部分，此次成为气体制冷剂被压缩的高压室(25b)。并且，在该时间点，高压室(25b)的容积最大，在该高压室(25b)充满了低压的气体制冷剂。在高压室(25b)的旁边重新形成低压室(25a)，在该低压室(25a)重复进行制冷剂的吸入。
此时，上述高压室(25b)内仍为低压，所以排出口(29)被阀片(41)关闭，该高压室(25b)成为密闭空间。旋转活塞(24)从该状态下旋转，高压室(25b)的容积减小，高压室(25b)内的气体制冷剂被压缩。并且，高压室(25b)的压力达到规定值，如果压缩室(25)的内外压力差达到设定值，则阀片(41)被高压室(25b)的高压的气体制冷剂推压而挠曲，排出口(29)成为打开状态。因此，高压的气体制冷剂从高压室(25b)被排向机壳(10)内。
此处，在本实施方式中，形成两个排出口(29a、29b)，并且利用一个阀片(41)开闭两个排出口(29a、29b)，同时在其前端侧的抗弯强度小于基端侧。因此，在工作容积小时，排出流量减少，所以利用阀片(41)的内面侧和外面侧的压力差的关系，可以仅使前端侧的第1排出口(29a)打开。此时，阀片(41)的前端侧容易挠曲，所以不会降低开闭第1排出口(29a)时的响应性。
另一方面，通过增大电动机(30)的旋转速度，工作容积增大，如果平均单位时间的排出流量增加，则上述压力差变大，两个排出口(29a、29b)打开。因此，在工作容积大时，开口面积比较大，抑制排出阻力。并且，在大容积工作时，在旋转活塞(24)旋转一周期间的排出初期，第1排出口(29a)迅速打开，由此能够可靠防止该排出初期的过压缩。
通过以上动作，从压缩机构(20)排到机壳(10)内的气体制冷剂在从消音器(45)的内部流出到外部后，从下方到上方通过电动机(30)的定子(31)和转子(32)之间的间隙和设在定子(31)和机壳(10)之间的未图示的空隙，并且，流出到电动机(30)上方的高压气体制冷剂从排出管(15)排出到机壳(10)外面，在未图示的制冷剂回路中循环。
第一实施方式的效果
根据本第一实施方式，在利用一个阀片(簧片阀)(41)开闭两个排出口(29a、29b)的结构中，在从阀片(41)的基端侧到前端侧之间的两处配置各排出口(29a、29b)，所以能够使排出口(29a、29b)的开口面积比较大，并且使阀片(41)的宽度和以往大致相同。因此，在该结构中不需要扩大阀片(41)的宽度。所以，使阀片(41)变小，开闭的响应性不会降低。另一方面，排出口(29a、29b)形成为两个，所以能够扩大开口面积。因此，即使压缩机构(20)在大容积下工作时，也能抑制排出阻力过大。
并且，在本实施方式中，使阀片(41)的抗弯强度部分不同，根据流量和压力的变化而改变打开排出口(29a、29b)的数量，所以在使压缩机(1)在大容积下工作时，通过扩大开口面积可以抑制排出阻力，可靠抑制流速的增大及与其相伴随的过压缩损失。另外，在使压缩机(1)在小容积下工作时，阀片(41)在抗弯强度较小的前端部分容易挠曲，前端侧的第1排出口(29a)开闭，所以能够抑制响应性降低及与其相伴随的过压缩损失。并且，像这样即使在工作容积变化时也能抑制过压缩损失，所以与以往相比能够提高工作效率。
并且，如图4(a)所示，阀片(41)仅通过缩小第1排出口(29a)和第2排出口(29b)之间的宽度，即可使对应第1排出口(29a)的前端侧部分的抗弯强度减小，所以能够使排出阀机构(40)形成简单的结构，抑制成本上升。
第一实施方式的变形例
在图4(a)所示例中，在阀片(41)形成位于对应第1排出口(29a)的部分和对应第2排出口(29b)的部分之间的宽度狭窄部(41a)，但阀片(41)也可以如图4(b)所示，形成为对应第1排出口(29a)的部分(41b)的宽度较窄的形状。即使形成这种结构，阀片(41)的对应第1排出口(29a)的前端部分(41b)也容易开口，所以在低容积工作时，第1排出口(29a)迅速开口，能够进行响应性良好的工作。并且，在大容积工作时，两个排出口(29a、29b)开口。因此，即使在该变形例中，也能进行抑制过压缩损失的高效工作。
(本发明的第二实施方式)
本发明的第二实施方式是对第一实施方式的排出阀机构(40)的结构进行变更的示例。
该排出阀机构(40)由按图1的假想线所示设在后端盖(23)侧的第1阀机构(40A)、和设在前端盖(22)侧的第2阀机构(40B)构成。
在该第二实施方式中，如图6所示，在后端盖(23)形成第1排出口(29a)，第1阀机构(40A)构成为利用作为簧片阀的第1阀片(41A)开闭第1排出口(29a)。并且，如图5所示，在前端盖(22)形成第2排出口(29b)，第2阀机构(40B)构成为利用作为提升阀的第2阀片(41B)开闭第2排出口(29b)。该提升阀(41B)形成为使簧片阀的一部分嵌入排出口(29b)。
上述第1排出口(29a)形成为使排出端口直径(ΦDd1)和阀座直径(ΦDs1)相等。另一方面，第2排出口(29b)形成为阀座直径(ΦDs2)大于排出端口直径(ΦDd2)的锥孔。并且，第1排出口(29a)的排出端口直径(ΦDd1)和阀座直径(ΦDs1)形成为分别小于第2排出口(29b)的排出端口直径(ΦDd2)和阀座直径(ΦDs2)。另外，第1阀片(41A)的提升量(L1)被设定成大于第2阀片(41B)的提升量(L2)。
在该第二实施方式中，利用第1阀片(簧片阀)(41A)和第2阀片(提升阀)(41B)开闭压缩机构(20)的两个排出口(29a、29b)，所以能够利用簧片阀(41A)的高度响应性和提升阀(41B)的大流量特性。因此，在小容积时，响应性高的第1阀片(41A)打开，由此可以防止过压缩，在大容积时，能够获得充足的开口面积的第2阀片(41B)也打开，可以抑制制冷剂的流速，所以能够减小排出阻力。并且，在大容积时，作为第1阀片的簧片阀(41A)先打开，所以能够防止旋转活塞(24)旋转一周期内排出初期的过压缩。
并且，第1阀机构(40A)的排出端口直径(ΦDd1)和阀座直径(ΦDs1)小于第2阀机构(40B)的排出端口直径(ΦDd2)和阀座直径(ΦDs2)，所以在小容积时，能够可靠提高作为簧片阀的第1阀片(41A)的开闭响应性。另外，在大容积时打开的第2阀片(41B)的提升量(L2)小于第1阀片(41A)的提升量(L1)，所以不易产生第2阀片(41B)的关闭延迟及以此为起因的制冷剂向压缩室(25)内的逆流。
这样，在本实施方式中，通过组合作为第1阀片(41A)的簧片阀和作为第2阀片(41B)的提升阀，可以利用簧片阀(41A)的高度响应性抑制小容积时的过压缩，利用提升阀(41B)的充足的开口面积抑制大容积时的过压缩。因此，与工作容积无关，可以提高压缩机(1)的工作效率。特别是，通过按上面所述特定第1阀机构(40A)和第2阀机构(40B)的排出端口直径(ΦDd1)(ΦDd2)、阀座直径(ΦDs1)(ΦDs2)和提升量(L1)(L2)的特定关系，可以提高该效果。
(本发明的第三实施方式)
本发明的第三实施方式是使一个阀片具有簧片阀和提升阀的功能的示例。
该排出阀机构(40)和第一实施方式相同设在前端盖(22)侧。在该排出阀机构(40)中，第1排出口(29a)是内径一定的圆形孔，第2排出口(29b)形成为从压缩室(25)的内侧向外侧内径逐渐变大的锥孔。第1排出口(29a)形成于阀片(43)的前端侧的位置，第2排出口(29b)形成于其基端侧的位置。
阀片(43)的对应第1排出口(29a)的部分形成为平板状，对应第2排出口(29b)的部分形成为与该第2排出口(29b)嵌合的截头圆锥状。即，阀片(43)的前端部分构成簧片阀(43a)，成为其基端侧的部分构成提升阀(43b)。并且，阀片(43)如图8(a)所示，在位于第1排出口(29a)和第2排出口(29b)之间的部分形成宽度狭窄部(43c)，或者如图8(b)所示，对应第1排出口(29a)的簧片阀(43a)的部分的宽度形成得较狭窄。由此，阀片(43)的对应第1排出口(29a)的前端部分的簧片阀(43a)的抗弯强度小于基端侧的提升阀(43b)的抗弯强度。
在该第三实施方式中，使阀片的前端侧形成为簧片阀(43a)，并且使其比作为提升阀(43b)的基端侧容易挠曲，由此提高小容积时的第1排出口(29a)的开闭响应性，可以防止过压缩。并且，使作为该簧片阀(43a)的基端侧的部分构成为提升阀(43b)，所以在大容积时能够在第2排出口(29b)确保充分的流量。因此，能够实现抑制从小容积时到大容积时的过压缩损失的高效工作。
并且，与簧片阀(43a)相比，把提升阀(43b)设在基端侧，所以提升阀(43b)的提升量一定小于簧片阀(43a)的提升量。因此，可以防止提升阀(43b)关闭时的响应性降低。
(本发明的第四实施方式)
本发明的第四实施方式是分别使用作为簧片阀的两个阀片来构成排出阀机构(40)的示例。
该排出阀机构(40)和第二实施方式相同，由设在后端盖(23)侧的图10的第1阀机构(40A)和设在前端盖(22)侧的图9的第2阀机构(40B)构成。第1阀机构(40A)和第2阀机构(40B)分别使用作为簧片阀的第1阀片(41A)和第2阀片(41B)。第1阀片(41A)和第2阀片(41B)如图11所示，前端部分的外廓均是圆弧状，并且比基端部粗。
第1阀片(41A)利用厚度比第2阀片(41B)薄的簧片阀构成。由此，第1阀片(41A)的抗弯强度被设定成小于第2阀片(41B)。并且，第2阀片(41B)的提升量被设定成小于第1阀片(41A)，以使其在关闭时的动作响应性不会降低。
在该第四实施方式中，在从压缩室(25)排出制冷剂时，首先，第1阀机构(40A)打开，然后第2阀机构(40B)打开。因此，在小容积时响应性高的第1阀机构(40A)可靠地开闭，所以能够减小过压缩损失。并且，在大容积时两个的阀机构(40A、40B)均开闭，所以流速不会过快，该情况时也能减小过压缩损失。
因此，在该第四实施方式中，和上述各实施方式相同，能够实现减少从小容积工作时到大容积工作时的过压缩损失的高效工作。
(本发明的其他实施方式)
本发明的上述实施方式也可以形成如下结构。
例如，在上述各实施方式中，说明了把本发明适用于旋转活塞型的压缩机(1)的示例，但只要是在压缩机构(20)设有排出阀机构(40)的压缩机(1)，本发明的适用对象就不限定于旋转活塞型。例如，本发明也可以适用于活塞和叶片为一体的、在活塞旋转时叶片摇动(摇动活塞型)的压缩机。
并且，在上述实施方式中，说明了通过利用变频器控制电动机(30)的速度从而使工作容积可变的情况，但使工作容积可变的方式不限于上述实施方式。
例如，本发明也可以适用于通过改变电动机的线圈的极对数来控制电动机速度的情况、或不进行电动机的速度控制而改变压缩机构的容积的情况(例如在活塞式压缩机构中改变行程的情况)等。这样，本发明对根据工作条件改变从排出口流出的制冷剂流量的压缩机非常有效。
如上所述，本发明对于在压缩机构中设有排出阀机构的压缩机非常适用。

Claims (10)

1.一种可变容积的压缩机，具有压缩机构(20)和驱动该压缩机构(20)的驱动机构(30)，并且在该压缩机构(20)上设有排出阀机构(40)，其特征在于，
上述排出阀机构(40)构成为利用一个簧片阀的阀片(41)开闭多个排出口(29a、29b)，并且各排出口(29a、29b)配置在从阀片(41)的基端侧到前端侧之间的不同位置；
阀片(41)的对应前端侧的排出口(29a)的部分的抗弯强度被设定为小于其对应基端侧的排出口(29b)的部分的抗弯强度。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，
在压缩机构(20)上形成两个排出口(29a、29b)；
在阀片(41)的对应基端侧的排出口(29b)的部分与其对应前端侧的排出口(29a)的部分之间，形成宽度尺寸较小的宽度狭窄部(41a)。
3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，
在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29b)；
阀片(41)的对应前端侧的排出口(29a)的部分的宽度尺寸小于其对应基端侧的排出口(29b)的部分的宽度尺寸。
4.一种可变容积的压缩机，具有压缩机构(20)和驱动该压缩机构(20)的驱动机构(30)，并且在该压缩机构(20)上设有排出阀机构(40)，其特征在于，
上述排出阀机构(40)由利用簧片阀的第1阀片(41A)开闭一个排出口(29a)的第1阀机构(40A)、以及利用提升阀的第2阀片(41B)开闭另一个排出口(29b)的第2阀机构(40B)构成。
5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，
第1阀机构(40A)的排出端口直径(ΦDd1)和阀座直径(ΦDs1)小于第2阀机构(40B)的排出端口直径(ΦDd2)和阀座直径(ΦDs2)；第2阀片(41B)的提升量(L2)小于第1阀片(41A)的提升量(L1)。
6.一种可变容积的压缩机，具有压缩机构(20)和驱动该压缩机构(20)的驱动机构(30)，并且在该压缩机构(20)上设有排出阀机构(40)，其特征在于，
上述排出阀机构(40)构成为利用一个板状的阀片(43)开闭多个排出口(29a、29b)，并且各排出口(29a、29b)配置在从阀片(43)的基端侧到前端侧之间的不同位置；
阀片(43)对应前端侧排出口(29a)的部分(43a)的抗弯强度小于其对应基端侧排出口(29b)的部分(43b)的抗弯强度，其对应前端侧的排出口(29a)的部分(43a)形成为簧片阀，其对应基端侧排出口(29b)的部分(43b)形成为提升阀。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，
在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29b)；
在阀片(43)对应基端侧排出口(29b)的部分与其对应前端侧排出(29a)的部分之间，形成宽度尺寸较小的宽度狭窄部(43c)。
8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，
在压缩机构(20)形成两个排出口(29a、29b)；
阀片(43)对应前端侧排出口(29a)的部分的宽度尺寸小于其对应基端侧排出口(29b)的部分的宽度尺寸。
9.一种可变容积的压缩机，具有压缩机构(20)和驱动该压缩机构(20)的驱动机构(30)，并且在该压缩机构(20)上设有排出阀机构(40)，其特征在于，
上述排出阀机构(40)由利用第1阀片(41A)开闭一个排出口(29a)的第1阀机构(40A)、以及利用第2阀片(41B)开闭另一个排出口(29b)的第2阀机构(40B)构成；
第1阀片(41A)和第2阀片(41B)两者均由簧片阀构成，并且第1阀片(41A)的抗弯强度被设定为小于第2阀片(41B)的抗弯强度。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，
第1阀片(41A)的厚度小于第2阀片(41B)的厚度。
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