CN100585187C - 旋转式2级压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转式2级压缩机。具有：有2个偏心部的旋转轴；旋转压缩要素，其通过中间隔板设置低压用压缩要素和高压用压缩要素，该低压用压缩要素和高压用压缩要素在各个压缩室内具备由偏心部的偏心旋转而进行公转运动的滚子；和与密闭容器的内部空间隔开的低压用压缩要素的排出空间。上述排出空间，至少有与上述低压用压缩要素邻接而设置、并轴支承上述旋转轴的轴承和包围该轴承周围的壁之间的空间，具有设置了贯通轴支承在上述轴承上的上述旋转轴和上述密闭容器的内部空间的贯通孔的盖，该盖与上述低压用压缩要素相对、隔离上述排出空间与上述密闭容器的内部空间，该盖和上述副轴承通过弹性体连接。从而，抑制伴随旋转式2级压缩机中的压力载荷和紧固载荷的中间容器的变形，实现降低滑动损耗和冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗。

Description

旋转式2级压缩机

技术领域

本发明涉及使用于具有冷冻循环的空调机的旋转压缩机。

背景技术

以往，作为使用于冷冻循环的旋转式2级压缩机，常见例如在特开昭60-128990号公报(以下，专利文献1)中所公开的构造。该现有技术中的压缩机，具有在密闭容器的内部、在上部由定子和转子组成的电动机。连接电动机的旋转轴具有2个偏心部。作为对应这些偏心部的压缩机构，在密闭容器内部，从电动机侧依次设置高压用压缩元件和低压用压缩元件。

各压缩要素由旋转轴偏心部的偏心旋转使滚子作公转运动。这些偏心部相位相差180°，各压缩要素的压缩工序的相位差是180°。即，两个压缩要素的压缩工序为逆相位。

作为动作流体的气体冷却剂以低压Ps被吸入、压缩到低压用压缩要素内，上升到中间压Pm。以中间压Pm排出的气体冷却剂通过排出空间被排出到中间通路。接着，中间压Pm的气体冷却剂经中间通路被吸入到高压用压缩要素内，被压缩为高压Pd。以高压Pd排出到密闭容器内的气体冷却剂，流下密闭容器内后，排出到压缩机外。

作为这样的密闭容器的内压成为高压的旋转式2级压缩机的排出空间的构造，公知例如专利文献1中所公开的构造。图10中，表示现有技术的旋转式2级压缩机的剖面图。

压缩机100具备由底部21、盖部12和体部22组成的密闭容器13。在密闭容器13内部的上方，设置具有定子7和转子8的电动机14。连接于电动机14的旋转轴2具有两个偏心部5a、5b，轴支承在主轴承9和副轴承19a上。对应该旋转轴2，从电动机14侧依次层叠：具有端板部9a的主轴承9、高压用压缩要素20b、中间隔板15、低压用压缩要素20a及具有端板部19b的副轴承19a，用螺栓等连接要素36实现一体化。

端板部9a经焊接固定到体部22的内壁，支撑主轴承9。端板部19b在副轴承19a上被支撑。

各压缩要素20a和20b构成如下。低压压缩要素20a，由副轴承19a的端部板19b、和圆筒状圆柱体10a、镶嵌在偏心部5a外围的圆筒状滚子11a和中间隔板15构成压缩室23a。此外，高压压缩要素20b，由主轴承9的端板部9a、圆筒状圆柱体10b、镶嵌在偏心部5b外围的圆筒状滚子11b和中间隔板15构成压缩室23b。

这些压缩室23a、23b，通过连接螺旋弹簧那样的作用力附加机构的平板状叶轮(vane)(图10中未示出)，接触随偏心部5a、5b的偏心运动旋转的滚子11a、11b的外围上，并且通过作进退运动，将压缩室23a、23b分割为压缩空间和吸入空间。

压缩要素20a、20b通过偏心部5a、5b作偏心旋转来驱动滚子11a、11b。如图10所示，偏心部5a和偏心部5b相位相差180°，压缩要素20a、20b的压缩工序的相位差是180°。即，两个压缩要素的压缩工序为逆相位。

用图10的箭头表示作为动作流体的气体冷却剂的流动。通过配管31供给的低压Ps的气体冷却剂由与配管31连接的吸入口25a吸入到低压用压缩要素20a内，滚子11a通过偏心旋转被压缩到中间压Pm。压缩室23a内的压力一变为预先设定的压力，开口的排出阀28a若以中间压Pm开口，则成为中间压Pm的气体冷却剂被排出到与排出口26a连通的排出空间33。该排出空间33是由副轴承19a和盖35隔离密闭容器13内的密闭空间29的空间，其内部压力基本成为中间压Pm。

中间通路30是连通排出空间33和吸入口25b的通路。由排出空间33和中间通路30、以及吸入口25b组成的一个连通的空间，是与密闭容器13隔离，内部压力是中间压Pm的空间。因此，由排出阀28a开口的排出口26a排出的压力Pm的气体冷却剂，排出到排出空间33后，通过中间通路30，到与高压压力要素20b的压力室23b连通的吸入口25b。

其后，通过中间通路30，由吸入口25b吸入到高压用压缩要素20b内的中间压Pm的气体冷却剂，通过滚子11b的公转被压缩到高压Pd。压缩室23b内的压力一变为预先设定的压力，开口的排出阀28b若以高压Pd开口，则气体冷却剂从排出口26b被排出到密闭容器13的内部空间的密闭空间29。被排出到该密闭空间29的气体冷却剂，通过电动机14的隙间由排出管27排出。

排出空间33具备：对应端板部19b，与低压用压缩要素20a相反侧开口的大致凹状的中间容器19；和在中央有贯通孔40、闭塞中间容器19的开口部分的圆板状盖35。

中间容器19是将，成为低压侧压缩要素20a的一壁面的端板部19b；位于端板部19b的中央位置、轴支承旋转轴2的副轴承19a；和在端板部19b上、在副轴承19a的外围侧按照包围副轴承19a那样设置的外壁部19c一体成形的容器。副轴承19a和外壁部19c具有分别与盖35接触的接触面，两者的接触面位于相同高度即同一平面上。

利用这样的构造，将中间压力的排出空间33与高压的内部空间29隔壁，在低压侧压缩要素20a压缩后的气体与来自容器13内部的高压侧压缩要素20b的排出(高压)气体隔离的状态，确立导入到高压侧压缩要素20b的路径，使阶段性地压缩气体的2级压缩机构成为可能。

在现有技术的排出空间33的构造中，如图11所示，从盖35的外面作用高压Pd和中间压力Pm的压差(Pd-Pm)，将压力载荷传送到副轴承19a。由向该副轴承19a的压力载荷，使端板部19b的中央变形为凸状。通过变形有如图10所示的端板部19b和滚子11a之间的滑动损耗和自同一部分冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗增大这一课题。

尤其是如图11所示，在用螺栓等连接要素36连接中间容器19和盖35的情况下，还增加组装时的初始载荷。如果副轴承19a和外壁19c的接触面尺寸精度、面精度产生差异，则有在副轴承部19a产生紧固载荷、端板部19b的变形增大这一课题。

并且，连接要素36的紧固载荷强的情况下，由于还伴随外壁部19c的变形，因此向上述副轴承部19a增加载荷，有自外壁部19c和盖35间，冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗增大这一课题。

专利文献1：特开昭60-128990号公报(第4页第1图)

发明内容

本发明的目的在于：在形成低压侧压缩要素的排出空间的中间容器中，抑制因压力载荷和紧固载荷引起的变形，以降低滑动损耗。并且，抑制紧固载荷强的情况下的外壁部的变形，降低冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗。

为了达到上述目的，本发明的一种旋转式2级压缩机，在密闭容器内具备：电动机；由该电动机驱动的、具有两个偏心部的旋转轴；通过中间隔板设置各压缩室至少由通过所述偏心部的偏心旋转而进行公转运动的滚子构成的低压用压缩要素和高压用压缩要素的旋转压缩要素；和与连接于所述低压用压缩要素的压缩室和所述高压用压缩要素的压缩室的所述密闭容器的内部空间相隔开的所述低压用压缩要素的排出空间，所述排出空间，邻接所述低压用压缩要素而设置，至少具有用于轴支承所述旋转轴的副轴承和包围该副轴承周围的壁之间的空间，具有设置了贯通所述旋转轴和所述密闭容器的内部空间的贯通孔的盖，该旋转轴被轴支承在所述副轴承上，该盖与所述低压用压缩要素相对、隔开所述排出空间与所述密闭容器的内部空间，该盖和所述副轴承之间介入弹性体。

并且，在紧固载荷强的情况下，为了连接上述副轴承和上述外壁部，至少具有1个以上有例如大致矩形剖面形状的加强用支撑部，使支撑部的高度比包围副轴承周围的壁的顶部还要低。

此外，作为弹性体，也可采用盖侧为底面的大致圆锥台状的碟型弹簧(皿バネ)，或圆板状的密封垫片。

并且，为了缓解紧固载荷的影响，将盖连接到排出空间的连接要素，相对于旋转轴的轴中心，配置在直径ΦDp的圆周上，相对于副轴承的最大外径Φd和包围副轴承周围的壁的最大内径ΦD，也可使该直径ΦDp为(Φd+ΦD)/2≤ΦDp≤ΦD的范围。

发明效果

根据本发明，可降低低压侧压缩要素中的滑动损耗，或可降低冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗，有助于提高旋转压缩机的性能。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的旋转式2级压缩机的剖面图。

图2是表示本发明一实施方式的旋转式2级压缩机的构成图。

图3是本实施方式的排出空间的纵剖面图。

图4是本实施方式的中间容器的仰视图。

图5是本实施方式的盖的仰视图。

图6是本实施方式的弹性体的剖面图。

图7是本实施方式的密封垫片的剖面图。

图8是本实施方式的应用例的排出空间的纵剖面图。

图9是图8的A-A剖面图。

图10是表示现有技术的旋转式2级压缩机的纵剖面图。

图11是表示现有技术的排出空间中的载荷和变形的图。

图中：1-压缩机，2-旋转轴，5a、5b-偏心部，9-主轴承，10-圆柱体，11a、11b-滚子，19-中间容器，20a、20b-压缩要素，30-中间通路，33-排出空间，35-盖，37-弹性体。

具体实施方式

利用图1至图7，说明本发明的一实施方式。图1是本发明实施方式的旋转式2级压缩机的纵剖面图。在图1中，对与图10相同的部件、材料赋予相同的符号。

压缩机1，具有由底部21、盖部12和体部22组成的密闭容器13。在密闭容器13内部的上方，设置具有定子7和转子8的电动机14。连接电动机14的旋转轴2，具有两个偏心部5a、5b，轴支承着主轴承9和副轴承19a。对应该旋转轴2，自电动机14侧依次层叠具有端板部9a的主轴承9、高压用压缩要素20b、中间隔板15、低压用压缩要素20a及与低压用压缩要素20a共有的端板部19b和外壁部19c和副轴承19a组成的凹状的中间容器19，用螺栓等连接要素36进行一体化。

端部板9a，通过焊接固定在体部22的内壁，支撑主轴承9。端板部19b，在副轴承19a上被支撑。而在本实施方式中，端板部19b用连接要素36固定，但也可通过焊接固定到体部22。

各压缩要素20a和20b，如图1、图2那样构成。低压压缩要素20a，由端板部19b、圆筒状圆柱体10a、镶嵌在偏心部5a外围的圆筒状滚子11a和中间隔板15构成压缩室23a。此外，高压压缩要素20b，由端板部9a、圆筒状圆柱体10b、镶嵌在偏心部5b外围的圆筒状滚子11b和中间隔板15构成压缩室23b。

这些压缩室23a、23b，通过连接螺旋弹簧那样的作用力附加机构(图中未示出)的平板状叶轮(vane)18，接触随偏心部5a、5b的偏心运动旋转的滚子11a、11b的外周上，并且通过作进退运动，将压缩室23a、23b分割为压缩空间和吸入空间。

压缩要素20a、20b通过偏心部5a、5b作偏心旋转来驱动滚子11a、11b。如图1、图2所示，偏心部5a和偏心部5b相位相差180°，压缩要素20a、20b的压缩工序的相位差是180°。即，两个压缩要素的压缩工序为逆相位。

用图1的箭头表示动作流体的气体冷却剂的流动。通过配管31供给的低压Ps的气体冷却剂由与配管31连接的吸入口25a吸入到低压用压缩要素20a内，通过滚子11a偏心旋转被压缩到中间压Pm。压缩室23a内的压力一变为预先设定的压力，开口的排出阀28a若以中间压Pm开口，则成为中间压Pm的气体冷却剂被排出到与排出口26a连通的排出空间33。该排出空间33，邻接低压用压缩要素20a而设置，是由中间容器19、覆盖排出空间33的盖35和弹性体37隔离密闭容器13内的密闭空间29的空间，该内部压力基本成为中间压Pm。中间通路30是连通自排出空间33的排出口26c和吸入口25b的通路。由排出阀28a开口的排出口26a排出的压力Pm的气体冷却剂，排出到排出空间33后，通过排出口26c和中间通路30，到与高压压力要素20b的压力室23b连通的吸入口25b。

其后，通过中间通路30，由吸入口25b吸入到高压用压缩要素20b内的中间压Pm的气体冷却剂，通过滚子11b的公转被压缩到高压Pd。压缩室23b内的压力一变为预先设定的压力，开口的排出阀28b就以高压Pd开口。气体冷却剂从排出口26b被排出到作为密闭容器13的内部空间的密闭空间29。被排出到该密闭空间29的气体冷却剂，通过电动机14的间隙由排出管27排出。

图3示出了排出空间33的纵剖面图，图4示出了中间容器19的仰视图。排出空间33由连接要素36连接中间容器19、盖35和弹性体37而构成。弹性体37，夹入平坦面19d和盖35之间的间隙。

中间容器19是铸件或铁系的烧结构件，副轴承19a、端板部19b和外壁部19c一体成型。端板部19a是平板状，具有来自低压用压缩要素20a的排出孔26a，和用于设置图1所示的排出阀28a的台座38。

中间容器19，为对应低压用压缩要素20a，在相反侧的盖35方向开口的大致凹状，外壁部19c具有通过成型或切削和研磨与端板部19b平行而与盖35接触的接触面。

外壁部19c，是最大内径ΦD的大致圆筒形状，有连接要素36用的贯通孔39，和连通用于连接到中间通路30的排出口30的排出口26c。外壁部19c的内侧因设有贯通孔39，故为花瓣状。即，利用将来自连到贯通孔39的连接要素36的应力和外壁部19c连接的构造，使应力传递成为可能。

贯通孔39，在直径ΦDp的圆周上大致沿圆周方向均等设置4个以上。直径ΦDp，对应直径ΦD和后述的副轴承19a的最大外径Φd，为(ΦD+Φd)/2≤ΦDp≤ΦD的范围。

副轴承19a为最大外径Φd的大致圆筒形状。外径侧为阶梯形状，具有与盖35面对的平坦面19d。平坦面19d是比外壁部19c高度还低、横跨副轴承19a全周被削掉设置的平坦面。在平坦面19d和盖35之间，在所得到的所定间隙位置设置了平坦面19d。

副轴承19a的内径侧也是阶梯，由轴支承图1所示的旋转轴2的接触部19e，和非轴支承比接触部19e直径还大的旋转轴2的非接触部19f组成。在此，平坦面19d设在不是接触部19e的非接触部19f的外围部分。平坦面19d与中间容器19一体形成，但也可采用切削等机械加工。

盖35如图5所示，为用冲压机加工冲切成型的圆板状部件。盖35的外径做得比中间容器19的最大内径ΦD还大。但是，对接触外壁部19c的平面，也可施以切削、研磨加工。在盖35中，与中间容器19的贯通孔39相同位置，设同样个数的连接要素36用的贯通孔39。在盖35的中央，设中央孔40，以贯通图1的旋转轴2和副轴承19a的先端部分。中央孔40的直径比副轴承19a的最大直径Φd还小。

此外，如图6所示，在本实施一方式中弹性体37是大致圆锥台形状的碟型弹簧(皿バネ)。碟型弹簧是将铜材料压制成型的。弹性体37通过副轴承19a的先端设置于平坦面19d。

此时，如图3所示，以弹性体37的底面为盖35的一侧。使半径大的大致圆锥台的底面侧接触盖35进行设置，对应设置在反对侧，可取得更宽的部件间的密封区域(seal区域)。

此外，弹性体37也可是如图7的剖面图所示的圆板状的密封垫片。当为密封垫片时，为更易变形，采用橡胶材料或树脂材料。

通过以上的构成，外壁部19c和盖35面接触，确保密封性。另一方面，平坦面19和盖35的间隙，通过弹性体37变形、紧密接触，确保密封性。本形状，盖35由于如图11所示，即使因外压承受压力载荷，弹性体37也变形，故抑制端板部19b的变形。并且，即使在外壁部19c和平坦面19d产生加工误差，也可确保密封性，同时可抑制端板部19b的变形。

并且，由于设贯通孔39的配置为(ΦD+Φd)/2≤ΦDp≤ΦD，故将来自连接要素36的连接载荷作为向刚性高的外壁部19c的垂直应力传递，缓和向副轴承19a传递载荷。因此，即使在连接载荷强的情况下，也可抑制因来自副轴承19a的载荷而引起端板部19b的变形。

而且，由于在非接触部19f侧设平坦面19d，故例如即使在平坦面19d受载荷的情况下，也可缓和向副轴承19a的径向的变形，可抑制端板部19b和接触部19e的变形。

而且，由于使副轴承19a为阶梯形状，故容易进行弹性体37组装时的定位，可防止弹性体37的位置偏离。

下面，利用图8至图9，说明本实施方式的应用例。图8是本实施方式的中间容器19的仰视图，图9是图8的A-A剖面图。在外壁部19c和副轴承19a之间，设置3个具有大致矩形剖面形状的支撑部的梁41。

梁41沿连接贯通孔39的中心和副轴承19a的中心的直线设置。这是因为提高贯通孔39周围的刚性，以更缓和连接要素36的载荷。也可至少设1个作为该支撑部的梁41，而如图所示，通过对应各贯通孔39设置，进一步提高效果。

梁41如图9所示，与外壁部19c相比高度变低，为与平坦面19d大致相同的高度。但是，梁41的高度，也可比平坦面19d还低。排出口26c设置为，被以梁41隔开的3个空间内、连通与排出口26a同一的空间。

利用本构造，抑制因紧固载荷造成的外壁部19c的变形，进一步提高外壁部19c和盖35的密封性。由于使作为梁41一端的长边部分的高度比外壁部19b的顶部低，故不增加因梁41造成的从盖35向端板部19b传递的载荷。即，可抑制端板部19b的变形增加，同时可抑制外壁部19c的变形。

并且，根据排出口26c的位置，梁41无流体的障碍。即，抑制因梁41引起的流体损耗的增加。

如上所述，本实施方式，抑制由形成低压侧压缩要素的排出空间的中间容器中的压力载荷和紧固载荷引起的变形，降低滑动损耗。进而抑制紧固载荷强时的外壁部的变形，降低冷却剂或冷冻机油的泄漏损耗。

Claims (7)

1.一种旋转式2级压缩机，

在密闭容器内具备：电动机；由该电动机驱动的、具有两个偏心部的旋转轴；通过中间隔板设置各压缩室至少由通过所述偏心部的偏心旋转而进行公转运动的滚子构成的低压用压缩要素和高压用压缩要素的旋转压缩要素；和与连接于所述低压用压缩要素的压缩室和所述高压用压缩要素的压缩室的所述密闭容器的内部空间相隔开的所述低压用压缩要素的排出空间，

所述排出空间，邻接所述低压用压缩要素而设置，至少具有用于轴支承所述旋转轴的副轴承和包围该副轴承周围的壁之间的空间，具有设置了贯通所述旋转轴和所述密闭容器的内部空间的贯通孔的盖，该旋转轴被轴支承在所述副轴承上，该盖与所述低压用压缩要素相对、隔开所述排出空间与所述密闭容器的内部空间，特征在于：

该盖和所述副轴承之间介入弹性体。

2.根据权利要求1所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

至少设置了1个以上架在所述副轴承和所述壁之间的支撑部。

3.根据权利要求2所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

所述支撑部的高度比所述壁的顶部低。

4.根据权利要求2所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

将所述盖连接到所述排出空间的连接要素所贯通的孔设置在所述壁和所述副轴承之间，所述支撑部被设在所述孔和所述副轴承之间。

5.根据权利要求1所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

作为所述低压用压缩要素的一部分、具有设置了所述壁的端板部的所述排出空间，具有中间容器和所述盖，该中间容器在内部具有所述副轴承，并通过所述端板部和所述壁在与所述低压用压缩要素相对的方向上具有开口部分，

在所述副轴承中设有与所述盖相对的平坦面，在该平坦面和所述盖之间设有所述弹性体。

6.根据权利要求1所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

所述弹性体为所述盖侧为底面的大致圆锥台状的碟型弹簧或圆板状的密封垫片。

7.根据权利要求1所述的旋转式2级压缩机，其特征在于，

将所述盖连接到所述排出空间的连接要素，相对于所述旋转轴的轴中心，配置在直径ΦDp的圆周上，所述直径ΦDp相对于所述副轴承的最大外径Φd和所述壁的最大内径ΦD，为(Φd+ΦD)/2≤ΦDp≤ΦD。

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