CN100443727C - 旋转式流体机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转式流体机械，特别是解决汽缸和活塞之间间隙问题的旋转式流体机械。该旋转式流体机械包括旋转机构(20)，该旋转机构包含具有环状汽缸室(50)的汽缸(21)、和被收纳在汽缸室中并偏心于该汽缸，且将汽缸室分隔为外侧压缩室(51)和内侧压缩室(52)的环状活塞(22)，及被配置在汽缸室中将各工作室(51、52)分隔为高压一侧和低压一侧的叶片(23)，且上述汽缸和活塞进行相对旋转。并且，汽缸室为了在旋转时使汽缸壁面和活塞壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度(T1)在该汽缸室的一周上发生着改变。再者活塞为了在旋转时使汽缸壁面和活塞壁面之间的间隙成为一定值，活塞宽度(T2)在该活塞的一周上发生着改变。

Description

旋转式流体机械
技术领域
本发明涉及一种旋转式流体机械，特别是关于解决汽缸和活塞之间间隙问题的旋转式流体机械。
背景技术
以往，如专利文献1所揭示的那样，流体机械有包括偏心旋转形活塞机构的压缩机，且上述偏心旋转形活塞机构包含具有环状汽缸室的汽缸和被收纳在上述汽缸室中并进行偏心旋转运动的环状活塞。并且，上述流体机械通过伴随着活塞的偏心旋转运动所产生的汽缸室的容积变化，对制冷剂进行压缩。
[专利文献1]专利公开平6-288358号公报(平6＝平成6年/1994年)
(发明所要解决的课题)
然而，以往的流体机械，丝毫没有考虑到汽缸壁面和活塞壁面之间所产生的间隙。其结果是出现了制冷剂从高压室向低压室泄漏，效率差的问题。
特别是，没有考虑到下记问题，即上述流体机械中，因为形成了外侧压缩室和内侧压缩室，因此在外侧压缩室和内侧压缩室中由于制冷剂的压力所产生的荷载(气体荷载)的作用方向不同，从而在汽缸壁面和活塞壁面之间产生了间隙。
发明内容
本发明是鉴于上述各点而发明的，其目的在于：减小在汽缸壁面和活塞壁面之间产生的间隙，实现效率的提高。
(解决课题的方法)
具体来说，如图1所示，第一发明包括旋转机构20，该旋转机构20具有汽缸21、活塞22和叶片23，上述汽缸21具有环状汽缸室50，上述活塞22为环状，被收纳在汽缸室50中并偏心于上述汽缸21且将汽缸室50分隔为外侧工作室51和内侧工作室52，上述叶片23配置在上述汽缸室50中并将各工作室分隔为高压一侧和低压一侧，此外上述汽缸21和活塞22进行相对旋转。并且，上述汽缸室50，为了在旋转时使汽缸21壁面和活塞22壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度T1在该汽缸室50的一周上发生着改变。
在上述第一发明中，当旋转机构20驱动时，汽缸21和活塞22进行相对旋转，工作室51、52的容积发生变化，可以进行流体的压缩或膨胀。并且，因为上述汽缸室宽度T1在该汽缸室50的一周上发生着改变，所以汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，第二发明包括旋转机构20，该旋转机构20具有汽缸21、活塞22和叶片23，上述汽缸21具有环状汽缸室50，上述活塞22为环状，被收纳在汽缸室50中并偏心于上述汽缸21且将汽缸室50分隔为外侧工作室51和内侧工作室52，上述叶片23配置在上述汽缸室50中并将各工作室分隔为高压一侧和低压一侧，此外上述汽缸21和活塞22各自不进行自转，上述汽缸21和活塞22进行相对旋转。并且，上述活塞22，为了在旋转时使汽缸21壁面和活塞22壁面之间的间隙成为一定值，活塞宽度T2在该活塞22的一周上发生着改变。
在上述第二发明中，当旋转机构20驱动时，汽缸21和活塞22进行相对旋转，工作室51、52的容积发生变化，可以进行流体的压缩或膨胀。并且，因为上述活塞宽度T2在该活塞22的一周上发生着改变，所以汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，第三发明是在上述第二发明的基础上，上述汽缸室50，为了在旋转时使汽缸21壁面和活塞22壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度T1在该汽缸室50的一周上发生着改变。
在上述第三发明中，因为上述汽缸室宽度T1在该汽缸室50的一周上发生着改变的同时，上述活塞宽度T2在该活塞22的一周上也发生着改变，所以汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，第四发明是在上述第一或第三发明的基础上，将汽缸室50一周的起点作为叶片23的中心线，上述汽缸室宽度T1形成为下记形态：从起点即大于等于0度开始到小于等于180度为止的宽度宽，从大于180度到小于360度为止的宽度窄。
在上述第四发明中，更加确实地使汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，第五发明是在上述第四发明的基础上，在上述汽缸室50中从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不是同心的。
在上述第五发明中，因为只有上述汽缸室50的内壁和外壁的圆心不同心，才能容易地制作汽缸21。
还有，第六发明是在上述第一或第三发明的基础上，上述汽缸室50，在圆周上将一周划分为四个区域，形成为宽度宽的宽区域部Z1、Z3和宽度窄的窄区域部Z2、Z4相互交替连接的形态。
上述第六发明中，在汽缸21和活塞22相对旋转的整个区域里，汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙确实达到最小。
还有，第七发明是在上述第二或第三发明的基础上，上述活塞22和叶片23，以所规定的摇动中心进行相对摇动，将活塞22一周的起点作为活塞22和叶片23的摇动中心，上述活塞宽度T2形成为下记形态：从起点即大于等于0度开始到小于等于180度为止时的宽度窄，从大于180度到小于360度为止时的宽度宽。
在上述第七发明中，更加确实地使汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，第八发明是在上述第七发明的基础上，在上述活塞22中，从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不是同心的。
在上述第八发明中，因为只有上述活塞22的内壁和外壁的圆心不同心，才能容易地制作活塞22。
还有，第九发明是在上述第二或第三发明的基础上，上述活塞22和叶片23，以所规定的摇动中心进行相对摇动，上述活塞22在圆周上划分为四个区域，形成为宽度窄的窄区域部W1、W3和宽度宽的宽区域部W2、W4相互交替连接的形态。
上述第九发明中，在汽缸21和活塞22相对旋转的整个区域里，汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙确实达到最小。
还有，第十发明是在上述第一发明的基础上，上述旋转机构20的活塞22，形成为具有圆环的一部分被断开的断开部的C形形状。并且，上述旋转机构20的叶片23，是以从汽缸室50内周一侧的壁面延伸到外周一侧的壁面，并插入贯穿活塞22断开部的形态设置而成的。再者，在上述活塞22的断开部，以叶片23的进退自如，且叶片23和活塞22的相对摇动自如的方式，设置有与活塞22和叶片23分别进行面接触的摇动衬套(bush)。
在上述第十发明中，叶片23在摇动衬套27之间进行进退动作，且叶片23和摇动衬套27成为一体，相对于活塞22进行摇动动作。由此，汽缸21和活塞22一边相对摇动，一边旋转，旋转机构20进行所规定的压缩等工作。
(发明的效果)
因此，根据本发明，由于使汽缸室宽度T1及活塞宽度T2中的至少一个宽度在一周上进行了改变，所以在一次旋转中能够使汽缸21和活塞22之间的间隙保持一定。其结果是在外侧工作室51及内侧工作室52中，能够抑制制冷剂从高压一侧向低压一侧泄漏。由此，能够实现效率的提高。
还有，根据第四发明，因为上述汽缸室宽度T1形成为下记形态，即从汽缸室50一周的起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止时的宽度宽，从大于180度到小于360度为止时的宽度窄，同时根据第七发明，上述活塞宽度T2形成为下记形态，即从活塞22一周的起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止时的宽度窄，从大于180度到小于360度为止时的宽度宽，所以在一次旋转的整个过程中能够确实地抑制制冷剂的泄漏。由此，能够确实地实现效率的提高。
还有，根据第五发明，因为在上述汽缸室50中从平面来看使其内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不同心，同时根据第八发明，在上述活塞22中从平面来看使其内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不同心，所以能够容易地对汽缸室宽度T1和活塞宽度T2进行改变。
还有，根据第六发明，因为以宽度宽的宽区域部Z1、Z3和宽度窄的窄区域部Z2、Z4相互交替连接的四个区域形成上述汽缸室50，还有，根据第九发明，以宽度窄的窄区域部W1、W3和宽度宽的宽区域部W2、W4相互交替连接的四个区域形成上述活塞22，所以在汽缸21和活塞22相对旋转的整个区域中，能够确实地使汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙达到最小。
还有，根据第十发明，因为设置摇动衬套27以作为连接活塞22和叶片23的连接部件，摇动衬套27构成与活塞22及叶片23分别为实际面接触的形态，所以能够防止运转时活塞22和叶片23产生磨损，及其接触部烧结的现象。
还有，因为设置上述摇动衬套27，摇动衬套27和活塞22及叶片23分别进行面接触，所以也有良好的接触部密封性能。因此，能够确实地防止工作室51、52中制冷剂的泄漏，能够防止效率的降低。
还有，因为上述叶片23与汽缸21设置为一体，将其两端保持在汽缸21上，所以运转中不易在叶片23上附加异常的集中荷载，且不易引起应力集中。由此，滑动部不易受到损伤，从这点上来看也能提高机构的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一所涉及的压缩机的纵向剖面图。
图2是显示压缩机的横向剖面图。
图3是显示压缩机动作的横向剖面图。
图4(a)是汽缸的横向剖面图，图4(b)是显示汽缸室宽度变化的变化特性图。
图5(a)是活塞的横向剖面图，图5(b)是显示活塞宽度变化的变化特性图。
图6是显示压缩机每个动作中气体荷载作用方向的横向剖面图。
图7是显示实施例二所涉及的汽缸的横向剖面图。
图8是显示实施例二所涉及的活塞的横向剖面图。
图9是显示汽缸和活塞之间几何间隙变化的变化特性图。
(符号说明)
1    压缩机
10   外壳
20   压缩机构(旋转机构)
21   汽缸
22   活塞
23   叶片
24   外侧汽缸
25   内侧汽缸
27   摇动衬套
30   电动机(驱动机构)
33   驱动轴
50   汽缸室
51   外侧压缩室(外侧工作室)
52   内侧压缩室(内侧工作室)
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例加以详细说明。
(实施例一)
如图1～图3所示，本实施例规定本发明适用于压缩机1。上述压缩机1设置在例如制冷剂回路中。
上述制冷剂回路被构成为进行例如冷气及暖气中至少任意一种运转。也就是，上述制冷剂回路是例如在压缩机1里热源一侧热交换器即室外热交换器、和膨胀机构即膨胀阀及利用一侧热交换器即室内热交换器按照上述顺序连接而成的。并且，在上述压缩机1里被压缩的制冷剂在室外热交换器中放热后，在膨胀阀中膨胀。上述已膨胀的制冷剂在室内热交换器中吸热，并返回到压缩机1。反复此循环，用室内热交换器对室内空气进行冷却。
上述压缩机1是将压缩机构20和电动机30收纳在外壳10内，构成为全封闭型的旋转式流体机械。
上述外壳10是由圆筒状的胴体部11、和固定在上述胴体部11上端部的上部镜板12及固定在胴体部11下端部的下部镜板13构成的。在上述上部镜板12中设置有贯穿上述镜板12的吸入管14。上述吸入管14连接在室内热交换器上。还有，在上述胴体部11设置有贯穿上述胴体部11的喷出管15。上述喷出管15被连接在室外热交换器上。
上述电动机30包括定子31和转子32，构成驱动机构。上述定子31配置在压缩机构20的下方，被固定在外壳10的胴体部11上。驱动轴33连接在上述转子32上，上述驱动轴33构成为与转子32一起旋转。
上述驱动轴33设置有在上述驱动轴33的内部沿轴方向延伸的供油通路(省略图示)。还有，在驱动轴33的下端部设置有供油泵34。并且，上述供油通路是从上述供油泵34开始向上方延伸的。上述供油通路通过供油泵34将存储在外壳10内底部的润滑油供给给压缩机构20的滑动部。
在上述驱动轴33的上部形成有偏心部35。上述偏心部35，所形成的直径较上述偏心部35的上下部分的直径大，且从驱动轴33的轴心开始只按照规定量进行偏心。
上述压缩机构20构成旋转机构，并被构成于固定在外壳10的上部机壳16和下部机壳17之间。
上述压缩机构20具有汽缸21、活塞22和叶片23，上述汽缸21具有环状汽缸室50，上述活塞22为环状，且被配置在上述汽缸室50内，将汽缸室50分隔为外侧压缩室51和内侧压缩室52，上述叶片23如图2所示将外侧压缩室51及内侧压缩室52分隔为高压一侧和低压一侧。上述活塞22构成为在汽缸室50内对于汽缸21进行相对偏心旋转运动。也就是，上述活塞22和汽缸21相对进行偏心旋转。在本实施例一中，具有汽缸室50的汽缸21构成可动一侧的共动部件，配置在汽缸室50内的活塞22构成固定一侧的共动部件。
上述汽缸21包括外侧汽缸24和内侧汽缸25。外侧汽缸24和内侧汽缸25的下端部由镜板26连接从而使它们成为一体。并且，上述内侧汽缸25被滑动自如地嵌入驱动轴33的偏心部35。也就是，上述驱动轴33沿上下方向贯穿上述汽缸室50。
上述活塞22与上部机壳16形成为一体。还有，在上部机壳16和下部机壳17分别形成有支撑上述驱动轴33用的轴承部18、19。这样一来，本实施例的压缩机1成为上述驱动轴33沿上下方向贯穿上述汽缸室50，且偏心部35的轴方向两侧部分通过轴承部18、19保持在外壳10上的贯穿轴结构。
上述压缩机构20，包括将活塞22和叶片23相互可动地连接的摇动衬套27。上述活塞22形成为圆环的一部分被断开的C形形状。上述叶片23构成为在汽缸室50的直径方向的线上，从汽缸室50内周一侧的壁面延伸到外周一侧的壁面，且插入贯穿活塞22断开处的形态，并被固定在外侧汽缸24和内侧汽缸25上。上述摇动衬套27构成为在活塞22的断开部，连接活塞22和叶片23的连接部件。
上述外侧汽缸24的内周面和内侧汽缸25的外周面，为相互配置在同一圆心上的圆筒面，在它们之间形成有一个汽缸室50。上述活塞22形成为该活塞22外周面的直径小于外侧汽缸24内周面的直径，该活塞22内周面的直径大于内侧汽缸25外周面的直径。由此，在活塞22的外周面和外侧汽缸24的内周面之间形成有工作室即外侧压缩室51，在活塞22的内周面和内侧汽缸25的外周面之间形成有工作室即内侧压缩室52。
上述活塞22和汽缸21，处于活塞22的外周面和外侧汽缸24的内周面在一点上实际接触的状态(严格地说，这一状态指的是具有微米级的间隙，但在该间隙制冷剂的泄漏不会成为影响压缩机工作的问题)时，在与该接点的相位相差180度的位置上，活塞22的内周面和内侧汽缸25的外周面在一点上实际接触了。
上述摇动衬套27是由相对于叶片23而言位于喷出一侧的喷出侧衬套2a、和相对于叶片23而言位于吸入一侧的吸入侧衬套2b构成的。上述喷出侧衬套2a和吸入侧衬套2b均形成为剖面形状大致呈半圆形的相同形状，并以平坦面之间相对的形态配置的。并且，上述喷出侧衬套2a和吸入侧衬套2b的相对面之间的空间构成叶片槽28。
叶片23插入到上述叶片槽28中，摇动衬套27的平坦面与叶片23是实际面接触的，圆弧状的外周面与活塞22是实际面接触的。摇动衬套27是在叶片槽28中插入叶片23的状态下，叶片23在其面方向上，在叶片槽28内进退的方式构成的。同时，摇动衬套27构成为相对于活塞22而言，与叶片23成为一体并进行摇动。因此，上述摇动衬套27是以下记形态构成的，即以上述摇动衬套27的中心点作为摇动中心，上述叶片23和活塞22之间能够相对摇动，且上述叶片23相对于活塞22而言能够朝着上述叶片23的面方向进退。
再者，在此实施例中，关于将喷出侧衬套2a和吸入侧衬套2b作为分体结构的示例进行了说明，但上述两个衬套2a、2b也可以是将一部分连接而成的一体结构。
在上述结构中，当驱动轴33旋转时，外侧汽缸24及内侧汽缸25，在叶片23位于叶片槽28内进退的同时，以摇动衬套27的中心点为摇动中心进行摇动。由于此摇动动作，活塞22和汽缸21之间的接触点在图3中按照从图3(a)到图3(d)的顺序进行移动。此时，上述外侧汽缸24及内侧汽缸25绕着驱动轴33的周围进行公转，但各自不进行自转。
还有，上述外侧压缩室51的容积，在活塞22的外侧，按照图3(c)、图3(d)、图3(a)、图3(b)的顺序减少。上述内侧压缩室52的容积，在活塞22的内侧，按照图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)的顺序减少。
在上述上部机壳16上设置有上部盖板40。并且，在上述外壳10内，上部机壳16和上部盖板40的上方形成为吸入空间4a，下部机壳17的下方形成为喷出空间4b。在上述吸入空间4a里，吸入管14的一端开口，在上述喷出空间4b里，喷出管15的一端开口。
在上述上部机壳16和上部盖板40之间，形成有腔室4c。
在上述上部机壳16，形成有向吸入空间4a开口，半径方向长且沿轴方向贯穿的纵孔42。上述上部机壳16和下部机壳17之间，在位于外侧汽缸24的外周形成有气囊4f。上述气囊4f通过上部机壳16的纵孔42与吸入空间4a连通，构成为吸入压的低压环境。
上述上部机壳16的纵孔42，在图2中，形成在叶片23的右侧。上述纵孔42，向外侧压缩室51及内侧压缩室52开口，将上述外侧压缩室51和内侧压缩室52以及吸入空间4a连通。
在上述外侧汽缸24及活塞22，形成有沿半径方向贯穿的横孔43，上述横孔43在图2中，形成在叶片23的右侧。上述外侧汽缸24的横孔43，将外侧压缩室51和气囊4f连通，将外侧压缩室51连通到吸入空间4a。还有，上述活塞22的横孔43，将内侧压缩室52和外侧压缩室51连通，将内侧压缩室52连通到吸入空间4a。并且，上述各纵孔42及各横孔43分别构成制冷剂的吸入口。此外，作为制冷剂的吸入口，也可以只由纵孔42及横孔43中的任意一个形成。
在上述上部机壳16形成有两个喷出口44。上述喷出口44沿轴方向贯穿上部机壳16。上述一个喷出口44的一端面向外侧压缩室51的高压一侧开口，另一个喷出口44的一端面向内侧压缩室52的高压一侧开口。也就是，上述喷出口44，形成在叶片23的附近，相对于叶片23而言，位于纵孔42的相反一侧。另一方面，上述喷出口44的另一端，与上述腔室4c连通。并且，上述喷出口44的外端设置有对该喷出口44进行开关的簧片阀即喷出阀45。
上述腔室4c和喷出空间4b之间，通过形成在上部机壳16和下部机壳17的喷出通道4g而连通。
在上述下部机壳17设置有密封环6a。上述密封环6a装在下部机壳17的环状沟中，并被压接在汽缸21的镜板26的下表面。并且，在上述汽缸21和下部机壳17的接触面，高压润滑油被导入密封环6a的直径方向内侧部分。根据上述结构，上述密封环6a构成调整汽缸21轴方向位置的柔性(compliance)机构60，将活塞22、汽缸21和上部机壳16之间的轴方向间隙缩小。
另一方面，上述汽缸室50，如图4所示，为了在旋转时使汽缸21壁面和活塞22壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度T1在该汽缸室50的一周上发生着改变。
还有，上述活塞22，如图5所示，为了在旋转时使汽缸21壁面和活塞22壁面之间的间隙成为一定值，活塞宽度T2在该活塞22的一周上发生着改变。
以汽缸室50一周的起点作为叶片23的中心线，上述汽缸室宽度T1形成为下记形态，即从起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止的宽度宽，从大于180度到小于360度为止的宽度窄。具体来说，在上述汽缸室50中，从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心是不同心的。也就是，上述汽缸室50的内壁圆的圆心由外壁圆的圆心向旋转角为270度的方向移位。其结果是上述汽缸室宽度T1，从旋转角0度开始变宽，在旋转角为90度时变到最宽。其后，上述汽缸室宽度T1，到旋转角270度为止变窄，在此旋转角270度时变到最窄。然后，上述汽缸室宽度T1，从旋转角270度开始到旋转角0度为止变宽。
再者，上述汽缸室宽度T1，也可以形成为从70度～160度变宽，从250度～340度变窄的形态。
以活塞22一周的起点作为活塞22和叶片23的摇动中心，上述活塞宽度T2形成为下记形态，即从起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止的宽度窄，从大于180度到小于360度为止的宽度宽。具体来说，在上述活塞22中，从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心是不同心的。也就是，上述活塞22的外壁圆的圆心由内壁圆的圆心向旋转角为270度的方向移位。其结果是上述活塞宽度T2，从旋转角0度开始变窄，在旋转角为90度时变到最窄。其后，上述活塞宽度T2，到旋转角270度为止变宽，在此旋转角270度时变到最宽。然后，上述活塞宽度T2，从旋转角270度开始到旋转角0度为止变窄。
再者，上述活塞宽度T2，也可以形成为从70度～160度变窄，从250度～340度变宽的形态。
那么，关于使上述汽缸室宽度T1和活塞宽度T2不同的基本原理加以说明。
在汽缸21的一次旋转中，如图6所示，制冷剂压力，也就是气体荷载的作用方向发生变化。再者，在图6中，以驱动轴的轴心为中心，以通过活塞22摇动中心(叶片的中心)的线为Y轴，以与Y轴垂直相交的线为X轴。
首先，在图6(a)的状态，活塞22位于下止点。在此下止点，外侧压缩室51被分隔为吸入一侧的低压室5b和喷出一侧的高压室5a的同时，内侧压缩室52形成为一室，成为吸入压的低压室5b。因此，在汽缸21及活塞22中，只有外侧压缩室51的高压室5a的气体荷载起作用，作用于汽缸室50的投影面。其作用方向是沿X轴方向指向图6所示的左方。
然后，汽缸21旋转90度，成为图6(b)所示的状态时，在外侧压缩室51，低压室5b的容积扩大，高压室5a的容积减小。另一方面，内侧压缩室52被分隔为吸入一侧的低压室5b和喷出一侧的高压室5a的同时，进行高压室5a的压缩和低压室5b的吸入。因此，在汽缸21及活塞22中，外侧压缩室51和内侧压缩室52的高压室5a的气体荷载起作用，作用于汽缸室50的投影面。其作用方向为从X轴旋转45度如图6所示的左上方的方向。此时，外侧汽缸24和活塞22在X轴的左端接近。并且，因为汽缸21在气体荷载的作用方向上被挤压，所以外侧汽缸24和活塞22之间接近部的间隙M1变大的同时，在X轴的右端，内侧汽缸25和活塞22之间接近部的间隙N1也变大。
并且，汽缸21再旋转90度，成为图6(c)所示的状态时，活塞22位于上止点。在此上止点，内侧压缩室52被分隔为吸入一侧的低压室5b和喷出一侧的高压室5a的同时，外侧压缩室51形成为一室，成为吸入压的低压室5b。因此，在汽缸21及活塞22中，只有内侧压缩室52的高压室5a的气体荷载起作用，作用于汽缸室50的投影面。其作用方向是沿X轴方向指向图6所示的右方。
紧接着，汽缸21又旋转90度，成为图6(d)所示的状态时，在内侧压缩室52，低压室5b的容积扩大，高压室5a的容积减小。另一方面，外侧压缩室51被分隔为吸入一侧的低压室5b和喷出一侧的高压室5a的同时，进行高压室5a的压缩和低压室5b的吸入。因此，在汽缸21及活塞22中，外侧压缩室51和内侧压缩室52的高压室5a的气体荷载起作用，作用于汽缸室50的投影面。其作用方向为从X轴旋转45度如图6所示的右下方的方向。此时，内侧汽缸25和活塞22在X轴的左端接近。并且，因为汽缸21在气体荷载的作用方向上被挤压，所以内侧汽缸25和活塞22之间接近部的间隙M2变大的同时，在X轴的右端，外侧汽缸24和活塞22之间接近部的间隙N2也变大。
从上述内容可以看出，最为理想的是使上述汽缸室50的内壁圆的圆心由外壁圆的圆心开始向旋转角为270度的方向上移位，使汽缸室宽度T1在旋转角为90度时最宽，在旋转角为270度时最窄。另一方面，最为理想的是使上述活塞22的外壁圆的圆心由内壁圆的圆心开始向旋转角为270度的方向上移位，使活塞宽度T2在旋转角为90度时最窄，在旋转角为270度时最宽。其结果是使得间隙M1及间隙M2变窄。由此，如上所述，对于汽缸室50及活塞22的宽度T1、T2进行了图4及图5所示的设定。
(运转工作)
其次，关于上述压缩机1的运转工作进行说明。
当启动电动机30时，转子32的旋转通过驱动轴33传达给压缩机构20的外侧汽缸24及内侧汽缸25。这样一来，在上述压缩机构20中，叶片23在摇动衬套27之间进行往返运动(进退动作)，并且叶片23和摇动衬套27成为一体，相对于活塞22进行摇动动作。因此，外侧汽缸24及内侧汽缸25相对于活塞22一边进行摇动一边进行公转，压缩机构20分别进行所规定的压缩工作。
具体来说，当驱动轴33由活塞22处于上止点的图3(c)的状态开始顺时针旋转时，在外侧压缩室51开始吸入行程，向图3(d)、图3(a)、图3(b)的状态变化，外侧压缩室51的容积增大，制冷剂通过纵孔42以及横孔43被吸入。
在上述活塞22位于上止点的图3(c)的状态时，一个外侧压缩室51形成在活塞22的外侧。在这种状态下，外侧压缩室51的容积几乎最大。伴随着驱动轴33从上述状态顺时针旋转，向图3(d)、图3(a)、图3(b)的状态变化，外侧压缩室51的容积减少，制冷剂被压缩。在上述外侧压缩室51的压力成为一定值，与喷出空间4b之间的压差达到设定值时，喷出阀45因外侧压缩室51的高压制冷剂而打开，高压制冷剂从喷出空间4b向喷出管15流出。
另一方面，内侧压缩室52，在驱动轴33从活塞22处于下止点的图3(a)的状态开始顺时针旋转时，开始吸入行程，向图3(b)、图3(c)、图3(d)的状态变化，内侧压缩室52的容积增大，制冷剂通过纵孔42以及横孔43被吸入。
在上述活塞22位于下止点的图3(a)的状态时，一个内侧压缩室52形成在活塞22的内侧。在这种状态下，内侧压缩室52的容积几乎最大。伴随着驱动轴33从上述状态顺时针旋转，向图3(b)、图3(c)、图3(d)的状态变化，内侧压缩室51的容积减少，制冷剂被压缩。在上述内侧压缩室52的压力成为一定值，与喷出空间4b之间的压差达到设定值时，喷出阀45因内侧压缩室52的高压制冷剂而打开，高压制冷剂从喷出空间4b向喷出管15流出。
在进行上述驱动时，只要成为图6(b)所示的状态，在X轴的左端，外侧汽缸24和活塞22之间接近部的间隙M1就有增大的倾向。同时，在X轴的右端，内侧汽缸25和活塞22之间接近部的间隙N1也有增大的倾向。
还有，只要成为图6(d)所示的状态，在X轴的左端，内侧汽缸25和活塞22之间接近部的间隙M2就有增大的倾向。同时，在X轴的右端，外侧汽缸24和活塞22之间接近部的间隙N2也有增大的倾向。
然而，上述汽缸室宽度T1成为在旋转角为90度时最宽，在旋转角为270度时最窄，另一方面，上述活塞宽度T2成为在旋转角为90度时最窄，在旋转角为270度时最宽。由此，在一次旋转中，间隙M1及间隙M2变窄，能够使汽缸21和活塞22之间维持狭窄的间隙。
(实施例一的效果)
如上所述，根据本实施例，由于使汽缸室宽度T1及活塞宽度T2在一周上发生着变化，所以外侧汽缸24和活塞22之间的间隙、以及内侧汽缸25和活塞22之间的间隙在一次旋转中，能够保持一定。其结果是在外侧压缩室51及内侧压缩室52，能够抑制制冷剂从高压一侧向低压一侧泄漏。由此，能够实现效率的提高。
特别是，使上述汽缸室宽度T1形成为从汽缸室50一周的起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止变宽，从大于180度到小于360度为止变窄的同时，使上述活塞宽度T2形成为从活塞22一周的起点(大于等于0度)开始到小于等于180度为止变窄，从大于180度到小于360度为止变宽。其结果是在一次旋转的整个过程中能够确实地抑制制冷剂的泄漏。由此，能够确实地实现效率的提高。
还有，因为在上述汽缸室50中从平面来看使其内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不同心，同时在上述活塞22中从平面来看使其内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不同心，所以能够容易地对汽缸室宽度T1和活塞宽度T2进行改变。
还有，由于设置摇动衬套27以作为连接上述活塞22和叶片23的连接部件，且摇动衬套27构成与活塞22及叶片23分别为实际面接触的形态，因此能够防止运转时活塞22和叶片23产生磨损，及其接触部烧结的现象。
并且，由于设置上述摇动衬套27，使摇动衬套27和活塞22及叶片23之间分别进行面接触，因此也有良好的接触部密封性能。所以，能够确实地防止外侧压缩室51和内侧压缩室52中制冷剂的泄漏，能够防止压缩效率的降低。
还有，由于将上述叶片23与汽缸21设为一体，将其两端保持在汽缸21上，所以运转中不易在叶片23上附加异常的集中荷载，且不易引起应力集中。由此，滑动部不易受到损伤，从这点上来看也能提高机构的可靠性。
(实施例二)
下面，关于本发明的实施例二参照附图加以详细说明。
上述实施例一是使汽缸室宽度T1和活塞宽度T2在两个区域进行变化，取而代之，本实施是使其在四个区域进行变化，如图7～图9所示。
具体来说，上述汽缸室50，在圆周上将一周划分为四个区域，形成宽度宽的宽区域部Z1、Z3和宽度窄的窄区域部Z2、Z4相互交替连接的形态。另一方面，上述活塞22，在圆周上划分为四个区域，形成宽度窄的窄区域部W1、W3和宽度宽的宽区域部W2、W4相互交替连接的形态。
也就是，上述汽缸室50，如图7所示，作为宽区域部Z1在90度的范围形成了夹着叶片23的第一区域部Z1。由上述第一区域部Z1开始按照顺时针方向，依次在90度的范围形成了窄区域部Z2即第二区域部Z2、宽区域部Z3即第三区域部Z3和窄区域部Z4即第四区域部Z4。
还有，上述活塞22，如图8所示，作为窄区域部W1在90度的范围形成了夹着摇动衬套27的断开部分的第一区域部W1。由上述第一区域部W1开始按照顺时针方向，依次在90度的范围形成了宽区域部W2即第二区域部W2、窄区域部W3即第三区域部W3和宽区域部W4即第四区域部W4。
上述汽缸21和活塞22之间的几何间隔，如图9所示，是沿着余弦波状曲线S变化的。也就是，从在实施例一的图6(b)及图6(d)中，间隙M1、N1、M2、N2变大的现象可以得出几何间隔是沿着曲线S进行变化的。
于是，在上述汽缸室50相互交替形成了宽区域部Z1、Z3和窄区域部Z2、Z4。同时，与上述汽缸室50的宽区域部Z1、Z3和窄区域部Z2、Z4对应，在上述活塞22相互交替形成了窄区域部W1、W3和宽区域部W2、W4。
其结果是在上述汽缸21和活塞22相对旋转的整个区域中，汽缸21壁面和活塞22壁面之间产生的间隙确实达到最小。
(其他实施例)
本发明在上述实施例一及实施例二中，也可以采用下述结构。
在上述实施例一及实施例二中，对汽缸室宽度T1和活塞宽度T2都进行了改变，但在第一发明中，可以只对汽缸室宽度T1进行改变，还有，在第二发明中，也可以只对活塞宽度T2进行改变
还有，本发明也可以将上述汽缸21作为固定一侧，将上述活塞22作为可动一侧。
还有，上述汽缸21，也可以在其上端用镜板26将外侧汽缸24和内侧汽缸25连接为一体，上述活塞22也可以与下部机壳17形成为一体。
还有，在第一发明中，活塞22也可以形成为不具有断开部的完整环状。此时，叶片23被分割为外侧叶片23和内侧叶片23，形成为外侧叶片23由外侧汽缸21进退并与活塞22接触，内侧叶片23由内侧汽缸21进退并与活塞22接触。
还有，本发明的旋转式流体机械，除了压缩机以外，当然也可以是使制冷剂膨胀的膨胀机和泵等。
(实用性)
如以上所说明的那样，本发明对于具有外侧工作室和内侧工作室的旋转式流体机械是有用的。

Claims (10)

1.一种旋转式流体机械，该旋转式流体机械包括旋转机构(20)，该旋转机构(20)具有汽缸(21)、活塞(22)和叶片(23)，上述汽缸(21)具有环状汽缸室(50)，上述活塞(22)为环状，被收纳在汽缸室(50)中并偏心于上述汽缸(21)且将汽缸室(50)分隔为外侧工作室(51)和内侧工作室(52)，上述叶片(23)配置在上述汽缸室(50)中将各工作室分隔为高压一侧和低压一侧，并且上述汽缸(21)和活塞(22)进行相对旋转，其特征在于：
上述汽缸室(50)，为了在旋转时使汽缸(21)壁面和活塞(22)壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度(T1)在该汽缸室(50)的一周上发生着改变。
2.一种旋转式流体机械，该旋转式流体机械包括旋转机构(20)，该旋转机构(20)具有汽缸(21)、活塞(22)和叶片(23)，上述汽缸(21)具有环状汽缸室(50)，上述活塞(22)为环状，被收纳在汽缸室(50)中并偏心于上述汽缸(21)且将汽缸室(50)分隔为外侧工作室(51)和内侧工作室(52)，上述叶片(23)配置在上述汽缸室(50)中将各工作室分隔为高压一侧和低压一侧，并且上述汽缸(21)和活塞(22)各自不进行自转，上述汽缸(21)和活塞(22)进行相对旋转，其特征在于：
上述活塞(22)，为了在旋转时使汽缸(21)壁面和活塞(22)壁面之间的间隙成为一定值，活塞宽度(T2)在该活塞(22)的一周上发生着改变。
3.根据权利要求2所述的旋转式流体机械，其特征在于：
上述汽缸室(50)，为了在旋转时使汽缸(21)壁面和活塞(22)壁面之间的间隙成为一定值，汽缸室宽度(T1)在该汽缸室(50)的一周上发生着改变。
4.根据权利要求1或3所述的旋转式流体机械，其特征在于：
将汽缸室(50)一周的起点作为叶片(23)的中心线，上述汽缸室宽度(T1)形成为下记形态：从起点即大于等于0度开始到小于等于180度为止的宽度宽于从大于180度到小于360度为止的宽度。
5.根据权利要求4所述的旋转式流体机械，其特征在于：
在上述汽缸室(50)中，从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不是同心的。
6.根据权利要求1或3所述的旋转式流体机械，其特征在于：
上述汽缸室(50)，在圆周上将一周划分为四个区域，形成为宽区域部(Z1、Z3)和窄区域部(Z2、Z4)相互交替连接的形态，其中所述宽区域部(Z1、Z3)的宽度宽于所述窄区域部(Z2、Z4)的宽度。
7.根据权利要求2或3所述的旋转式流体机械，其特征在于：
上述活塞(22)和叶片(23)，是以所规定的摇动中心进行相对摇动的，将活塞(22)一周的起点作为活塞(22)和叶片(23)的摇动中心，上述活塞宽度(T2)形成为下记形态：从起点即大于等于0度开始到小于等于180度为止的宽度窄于从大于180度到小于360度为止的宽度。
8.根据权利要求7所述的旋转式流体机械，其特征在于：
在上述活塞(22)中，从平面来看内壁圆的圆心和外壁圆的圆心不是同心的。
9.根据权利要求2或3所述的旋转式流体机械，其特征在于：
上述活塞(22)和叶片(23)，是以所规定的摇动中心进行相对摇动的，且上述活塞(22)在圆周上划分为四个区域，形成为窄区域部(W1、W3)和宽区域部(W2、W4)相互交替连接的形态，其中所述窄区域部(W1、W3)的宽度窄于所述宽区域部(W2、W4)的宽度。
10.根据权利要求1所述的旋转式流体机械，其特征在于：
上述旋转机构(20)的活塞(22)，形成为具有圆环的一部分被断开的断开部的C形形状，上述旋转机构(20)的叶片(23)，是以从汽缸室(50)内周一侧的壁面延伸到外周一侧的壁面，并插入贯穿活塞(22)断开部的形态设置而成的，另一方面，在上述活塞(22)的断开部，以叶片(23)的进退自如，且叶片(23)和活塞(22)相对摇动自如的方式，设置有与活塞(22)和叶片(23)分别进行面接触的摇动衬套。
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