CN101313151A - 封闭式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种封闭式压缩机，其具有弹簧簧片在其固定端处与排出簧片分开预定的间隙、并且在排出簧片的开/闭部处与排出簧片分开的间隙大于在固定端处分开的间隙的结构。该结构在与排出簧片的开/闭部对应的位置处使排出簧片和弹簧簧片的可动部之间的距离增大。因此，可以在排出簧片的打开初期，使具有小弹簧常数的位移范围扩大，从而可以提高排出阀装置的弹簧特性。

Description

封闭式压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于冰箱制冷机等的压缩机。
背景技术
如在例如日本专利待审公报No.H09-105383中公开的那样，一些传统的封闭式压缩机具有排出阀装置，该排出阀装置通过减少开/闭排出簧片(discharge reed)过程中的损耗来减少工作期间的噪声以及提高能量效率。
下面参照附图说明一种传统的封闭式压缩机。
图7是传统的封闭式压缩机的剖视图。图8是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图。图9是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的分解图。图10是传统的封闭式压缩机的弹簧特性(spring characteristic)图。
在图7、图8、图9和图10中，封闭的壳体401具有联接到冷却系统(未示出)的排出管402和吸入管403。封闭的壳体401在其底部贮存油404，储存由定子405和转子406形成的电动机元件407以及由电动机元件407驱动的压缩机构408，并填充有制冷剂409。
下面说明压缩机构408的主要结构。气缸(cylinder)410具有轴承412和大致筒状的压缩室411。阀板413在与气缸410相反的一侧具有排出阀装置414以阻挡(block)压缩室411。顶盖415覆盖阀板413。吸气消声器(suction muffler)416的一端在封闭的壳体401中开口，另一端与压缩室411的内部连通。曲轴417具有主轴418和偏心部419，并且曲轴417可转动地安装(pivot on)在气缸410的轴承412上。转子406被压配合到曲轴417。活塞420被可往复滑动地插入压缩室411中，并且活塞420通过连杆421连接到偏心部419。
下面说明包括在压缩机构408中的排出阀装置414。阀板413在与气缸410相反的一侧具有水平长凹部422。凹部422的底部具有与气缸410连通的排出口423、形成为覆盖排出口423的阀座424、以及形成在与阀座424大致相同的平面上的底座425。凹部422的两端具有分别用于固定止动件428的两端上的固定部448和449的安装部458和459。
止动件428具有：固定部448和449，其用于固定止动件428；和调节部436，其用于在止动件428和底座425之间保持排出簧片426和弹簧簧片427，并调节弹簧簧片427的打开量。止动件428的调节部436成形为其侧视形状与包括阀座424和底座425的平面大致平行。
排出簧片426由舌状片簧材料制成，并且具有固定到底座425的排出簧片保持部430和用于开闭阀座424的开/闭部431。弹簧簧片427由舌状片簧材料制成，并且具有固定到底座425的弹簧簧片保持部432和可动部433。保持部432的附近具有被多次折叠并且与排出簧片保持部430的附近的上表面结合的垫片434。
依次将排出簧片426和弹簧簧片427布置在凹部422的底部上。将止动件428的固定部448和449分别锁定到安装部458和459。经由填料(packing)将顶盖415紧固、按压和固定，以防止布置在顶盖415和阀板413之间的制冷气体流出。从而，在固定部和阀板413的底座425之间弹性保持弹簧簧片427的垫片434和排出簧片保持部430，使得弹簧簧片427和排出簧片426彼此分开预定的间隙。
弹簧簧片427的可动部433未被固定，并且与止动件428的调节部436分开预定的间隙。然而，将垫片434布置在弹簧簧片保持部432和排出簧片保持部430之间，使得弹簧簧片427的可动部433布置成与排出簧片426的开/闭部431平行。
下面说明具有上述结构的封闭式压缩机的操作。当将电力供给到电动机元件407时，转子406转动以使曲轴417转动。此时，偏心部419的偏心转动经由连杆421传递到活塞420，由此使活塞420在压缩室411中往复运动。
通过活塞420的往复运动将封闭的壳体401中的制冷剂409从吸气消声器416吸入压缩室411中，而低压制冷剂409通过吸入管403从冷却系统(未示出)流入封闭的壳体401中。吸入压缩室411中的制冷剂409被压缩，并且通过阀板413的排出阀装置414排出到排出室451。这里，排出室451形成在顶盖415中。排出到排出室451中的高压气体被从排出管402排出到冷却系统(未示出)。
此时，排出阀装置414进行如下的开/闭操作：排出簧片426打开以使压缩室411的内部经由排出口423与排出室451的内部连接，排出簧片426关闭以密封压缩室411的内部和排出室451的内部。
现在说明排出阀装置414的特性。当排出阀装置414打开时，排出簧片426的开/闭部431首先打开并且接触弹簧簧片427的可动部433。直到该接触为止，弹簧常数仅由排出簧片426产生并且是小的。在接触之后，由排出簧片426和弹簧簧片427组合产生弹簧常数。在弹簧簧片427接触止动件428之后，得到双支撑(double-support)状态，因此弹簧常数极大地增加。阀特性具有如上所述的三个阶段的弹簧常数。在关闭排出阀装置414时，通过得到的反作用力关闭排出簧片426的开/闭部431。
换句话说，如图10所示，到排出簧片426开始打开、与弹簧簧片427结合、以及接触止动件428的调节部436为止，弹簧特性具有两个拐点。由于该弹簧特性，当排出簧片426打开时得到弱的弹簧力，而当排出簧片426关闭时得到强的弹簧力。因此，排出簧片426容易打开，减小了过度压缩，并且可以提高效率。
当弹簧簧片427的可动部433和排出簧片426的开/闭部431之间的间隙改变时，在仅由排出簧片426产生的弹簧力转变到由排出簧片426和弹簧簧片427产生的组合弹簧力处的拐点改变。结果，排出簧片426的打开量和关闭定时容易波动，并且制冷能力和效率容易波动。
如上所述，垫片434与止动件428形成为一体，在弹簧簧片保持部432和排出簧片保持部430之间形成间隙，弹簧簧片427的可动部433和排出簧片426的开/闭部431平行地布置。结果，可动部433和开/闭部431之间的间隙变得稳定，并且排出簧片426直到打开和接触弹簧簧片427为止的位移减少了变化。因此，在仅由排出簧片426产生的弹簧力转变到由排出簧片426和弹簧簧片427产生的组合弹簧力处的拐点不改变，并且弹簧特性不改变。
结果，排出簧片426的打开量和关闭定时变得稳定，因此减少了制冷能力和效率的波动。
然而，在传统结构中，弹簧簧片427的可动部433和排出簧片426的开/闭部431平行地布置。因此，当排出簧片426的开/闭部431打开并且接触弹簧簧片427的可动部433时，开/闭部431的末端与弹簧簧片427的交会角增大，因此可损坏和折断弹簧簧片427。
同时，当减小垫片434的高度以减小排出簧片426的开/闭部431的末端与弹簧簧片427的交会角时，开/闭部431和弹簧簧片427的可动部433之间的间隙减小。结果，图10的拐点移动到较小位移侧，在位移变大之前当开/闭部431打开时产生的弹簧力增加，并且过度压缩增加以增大输入。结果，封闭式压缩机的效率不利地降低。
发明内容
本发明提供一种封闭式压缩机，其包括：气缸；活塞，其在气缸中往复运动；阀板，其用于密封气缸的开口端，阀板在与气缸相反的一侧具有排出阀装置；以及顶盖，其形成用于储存排出阀装置的排出室。该排出阀装置包括：排出口，其布置在阀板中，并与气缸的内部连通；阀座，其形成在排出口的与气缸相反的一侧；悬臂型排出簧片，其由舌状片簧材料制成，并且具有用于开闭阀座的开/闭部；悬臂型弹簧簧片，其布置在排出簧片的与阀座相反的一侧，并且比排出簧片长；以及止动件，其用于调节排出簧片的打开量。弹簧簧片在弹簧簧片的固定端处与排出簧片分开预定的间隙，并且在排出簧片的开/闭部处与排出簧片分开的间隙大于在固定端处分开的间隙。
该封闭式压缩机具有如下结构：弹簧簧片在固定端处与排出簧片分开预定的间隙，并且在排出簧片的开/闭部处的间隙大于在固定端处的间隙。该结构在与排出簧片的开/闭部对应的位置处使排出簧片和弹簧簧片的可动部之间的距离增大。因此，可以在排出簧片的打开初期，使具有小弹簧常数的位移范围扩大，从而可以提高排出阀装置的弹簧特性。
附图说明
图1是根据本发明的典型实施例1的封闭式压缩机的剖视图。
图2是根据典型实施例1的封闭式压缩机的俯视图。
图3是根据典型实施例1的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图。
图4是根据典型实施例1的封闭式压缩机的排出阀装置的分解图。
图5是根据典型实施例1的封闭式压缩机的止动件的仰视图。
图6是根据典型实施例1的封闭式压缩机的弹簧特性图。
图7是传统的封闭式压缩机的剖视图。
图8是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图。
图9是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的分解图。
图10是传统的封闭式压缩机的弹簧特性图。
具体实施方式
下面将参照附图说明本发明的压缩机的典型实施例。
第一典型实施例
图1是根据本发明的典型实施例1的封闭式压缩机的剖视图。图2是根据典型实施例1的封闭式压缩机的俯视图。图3是根据典型实施例1的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图。图4是根据典型实施例1的封闭式压缩机的排出阀装置的分解图。图5是根据典型实施例1的封闭式压缩机的止动件的仰视图。图6是根据典型实施例1的封闭式压缩机的弹簧特性图。
在图1、图2、图3、图4、图5和图6中，封闭的壳体101具有联接到冷却系统(未示出)的排出管102和吸入管103。封闭的壳体101在其底部贮存油104，储存由定子105和转子106形成的电动机元件107以及由电动机元件107驱动的压缩机构108，并且填充有制冷剂109。
下面说明压缩机构108的主要结构。该封闭式压缩机包括气缸110和在气缸110内部往复运动的活塞120。气缸110具有轴承112和大致筒状的压缩室111。阀板113在与气缸110相反的一侧具有排出阀装置114，并且阀板113阻挡压缩室111和形成在顶盖115中的排出室151。换句话说，阀板113密封气缸110的开口端。排出室151储存排出阀装置114。顶盖115覆盖阀板113。吸气消声器116的一端在封闭的壳体101中开口，另一端与压缩室111的内部连通。
曲轴117具有主轴118和偏心部119，并且曲轴117可转动地安装在气缸110的轴承112上。转子106被压配合到曲轴117。活塞120被可往复滑动地插入压缩室111中，并且通过连杆121连接到偏心部119。
下面说明包括在压缩机构108中的排出阀装置114。阀板113在与气缸110相反的一侧具有长凹部122。凹部122的底部具有与气缸110连通的排出口123、形成为覆盖排出口123的阀座124、以及形成在与阀座124大致相同的平面上的底座125。凹部122的两端具有分别用于固定止动件128的两端上的固定部148和149的安装部158和159。
用于埋入和固定弹簧簧片127(稍后说明)的多个腿部142和143的保持槽162和163以与底座125相同的高度形成在安装部159附近。
止动件128具有：固定部148和149，其用于固定止动件128；和调节部136，其用于在止动件128和底座125之间保持排出簧片126和弹簧簧片127，并且调节排出簧片126的打开量。止动件128的调节部136成形为其侧视形状与包括阀座124和底座125的平面大致平行。
止动件128在与弹簧簧片127的末端135对应的位置处具有接触部146。接触部146具有比固定部148低的台阶，并且通过压力加工形成。
排出簧片126由舌状片簧材料制成，并且具有固定到底座125的排出簧片保持部130和用于开闭阀座124的开/闭部131。排出簧片保持部130与布置在阀板113中的保持槽162接合。
弹簧簧片127由舌状片簧材料制成，并且具有多对腿部142和143以及可动部133。这里，腿部142和143被固定到以与底座125相同的高度形成的保持槽162和163。在弹簧簧片127的固定端145附近的两侧折叠腿部142和143，并且使腿部142和143与布置在阀板113中的保持槽162和163接合。由止动件128按压的固定端145布置在腿部142和143之间。
依次将排出簧片126和弹簧簧片127布置在凹部122的底部上。止动件128的固定部148和149分别被锁定到安装部158和159。经由填料将顶盖115紧固、按压和固定，以防止存在于顶盖115和阀板113之间的制冷气体流出。从而，在顶盖115和阀板113的底座125之间弹性保持弹簧簧片127的腿部142和排出簧片保持部130。换句话说，在阀板113和止动件128之间保持弹簧簧片127的固定端145，由此以预定的间隙将排出簧片126和弹簧簧片127固定到阀板113。弹簧簧片127是悬臂型，比排出簧片126长，并且布置在排出簧片126的与阀板113相反的一侧。
止动件128的固定部149按压形成在弹簧簧片127的腿部142和143之间的固定端145，以在弹簧簧片127和排出簧片126之间保持由图3的A所示的预定的间隙。
因此，末端135朝向与底座125相反的一侧(止动件128侧)上升，并且弹簧簧片127的可动部133和排出簧片126的开/闭部131之间的由B所示的间隙比由A所示的预定间隙大。末端135接触止动件128的接触部146，由此使由B所示的间隙精确地保持在预定大小。
下面说明具有上述结构的封闭式压缩机的操作。当将电力供给到电动机元件107时，转子106转动以使曲轴117转动。此时，经由连杆121将偏心部119的偏心转动传递到活塞120，由此使活塞120在压缩室111中往复运动。
通过活塞120的往复运动将封闭的壳体101中的制冷剂109从吸气消声器116吸入压缩室111中，并且低压制冷剂109通过吸入管103从冷却系统(未示出)流入封闭的壳体101中。吸入到压缩室111中的制冷剂109被压缩，并且通过阀板113的排出阀装置114被排出到形成在顶盖115中的排出室151。排出到排出室151中的高压气体被从排出管102排出到冷却系统(未示出)。
此时，排出阀装置114进行如下的开/闭操作：排出簧片126打开以使压缩室111经由排出口123与排出室151连接，排出簧片126关闭以密封压缩室111和排出室151。
现在说明排出阀装置114的特性。当打开排出阀装置114时，排出簧片126的开/闭部131打开并且接触弹簧簧片127的可动部133。直到该接触为止，弹簧常数仅由排出簧片126产生，因此是小的。在接触之后，由排出簧片126和弹簧簧片127组合产生弹簧常数。
在弹簧簧片127接触止动件128之后，得到双支撑状态，因此弹簧常数极大地增加。阀特性具有如上所述的三个阶段的弹簧常数。通过得到的弹簧的反作用力关闭排出簧片126的开/闭部131。
在实施例1中，弹簧簧片127在固定端145处与排出簧片126分开预定的间隙，并且在开/闭部131处与排出簧片126分开的间隙大于在固定端145处分开的间隙。因此，关于弹簧特性，在由排出簧片126产生的弹簧力转变到由排出簧片126和弹簧簧片127产生的组合弹簧力处的拐点移动，并且可以在排出簧片126的打开初期，使具有小弹簧常数的位移范围扩大。
下面参照附图说明这些特性。图6是根据本发明的典型实施例1的封闭式压缩机的弹簧特性图。实线表示本发明的弹簧特性，虚线表示用于比较的传统的弹簧特性。本发明的弹簧特性的拐点200和202与用于比较的传统的弹簧特性的拐点202和204一起示出。如图6所示，传统的弹簧特性的拐点204向本发明的弹簧特性的拐点200移动。因此，可以在排出簧片126的打开初期，使具有小弹簧常数的位移范围扩大。
当仅由排出簧片126产生的低弹簧力作用的时间长时，可减少过度压缩，因此可提高封闭式压缩机的效率。
在实施例1中，弹簧簧片127的末端135接触止动件128的接触部146，使得弹簧簧片127的可动部133和排出簧片126的开/闭部131之间的由B所示的间隙大小变得稳定。
结果，当排出簧片126打开时，直到接触弹簧簧片127为止的位移变化变小。换句话说，在由排出簧片126产生的弹簧力转变到由排出簧片126和弹簧簧片127产生的组合弹簧力处的拐点的变化减少，使得排出簧片126的打开量和关闭定时变得稳定，因此减少了制冷能力和效率的波动。
在封闭式压缩机的起动时间，从制冷循环(未示出)返回制冷剂109和油104。制冷剂109和油104二者被压缩并排出，使得在排出簧片126和弹簧簧片127之间有很多油104。
通常，在封闭式压缩机的起动时间，吸入压力高，并且较高密度的制冷剂109被压缩并排出，直到封闭的壳体101的内部减压为止，从而向排出簧片126的开/闭部131施加大的负载。
通过止动件128的调节部136调节排出簧片126的开/闭部131的位移，使得通过高密度的制冷剂109将开/闭部131强有力地压向弹簧簧片127的可动部133。这里，可动部133布置在开/闭部131和止动件128的调节部136之间。由于大的压力负载作用，通过油104将排出簧片126的开/闭部131吸向弹簧簧片127的可动部133。
因此，在活塞120经过压缩室111中的上死点并且开始吸入处理之后，排出簧片126打开很长时间。在该打开过程中，高压制冷剂流回压缩室111中，活塞的位移量充分地减小，并且封闭式压缩机的效率可降低。
然而，在实施例1的封闭式压缩机中，在弹簧簧片127的固定端145附近的两侧折叠多对腿部142和143。在阀板113和止动件128之间保持固定端145，由此以预定的间隙将排出簧片126和弹簧簧片127固定到阀板113。因此，排出簧片126和弹簧簧片127之间的间隙可以防止将弹簧簧片127吸向排出簧片126，并且可以提高制冷能力和效率。
由于形成该间隙不需要新的额外的构件，所以可以减少部件的数量，降低成本，并且提高生产率。
在实施例1的封闭式压缩机中，止动件128具有台阶，并且该台阶形成与弹簧簧片127的末端135接触的接触部146和弹簧簧片127的固定端145之间的台阶。因此，当止动件128将弹簧簧片127的固定端145压向阀板113侧时，通过弹簧簧片127的腿部142固定排出簧片保持部130。使弹簧簧片127的末端135朝向与底座125相反的一侧上升。因此，弹簧簧片127的可动部133具有与排出簧片126的开/闭部131成角度的大间隙，而无需弹簧簧片127的提升处理。因此，可以在排出簧片126的打开初期，使具有小弹簧常数的位移范围容易地扩大。可以提高封闭式压缩机的可制造性。
为了确定地与排出簧片126的开/闭部131成角度，止动件128的按压弹簧簧片127的固定端145的部分被倾斜预定的角度。
当排出簧片126打开并且接触弹簧簧片的可动部133时，弹簧簧片的可动部133具有比排出簧片126的开/闭部131沿相同方向的打开角更大的角度，因此开/闭部131和可动部133之间的交会角变小。换句话说，开/闭部131与可动部133大致面对面地接触，从而防止了开/闭部131的边缘损坏可动部133的接触部分，并且可以提供高可靠性的压缩机。
止动件128具有接触部146，该接触部146具有纵向的台阶；然而，可以通过在固定部148的表面上形成台阶来形成接触部146。
工业应用性
本发明的封闭式压缩机具有稳定的弹簧特性和高效率，因此可以有效地用于空调器或冰箱制冷机。

Claims (8)

1.一种封闭式压缩机，其包括：
气缸；
活塞，其在所述气缸中往复运动；
阀板，其用于密封所述气缸的开口端，所述阀板在与所述气缸相反的一侧具有排出阀装置；以及
顶盖，其形成用于储存所述排出阀装置的排出室，
所述排出阀装置包括：
排出口，其布置在所述阀板中，并与所述气缸的内部连通；
阀座，其形成在所述排出口的与所述气缸相反的一侧；
悬臂型排出簧片，其由舌状片簧材料制成，并且具有用于开闭所述阀座的开/闭部；
悬臂型弹簧簧片，其布置在所述排出簧片的与所述阀座相反的一侧，并且比所述排出簧片长；以及
止动件，其用于调节所述排出簧片的打开量；
其中，所述弹簧簧片在所述弹簧簧片的固定端处与所述排出簧片分开预定的间隙，并且在所述排出簧片的所述开/闭部处与所述排出簧片分开的间隙大于在所述固定端处分开的间隙。
2.根据权利要求1所述的封闭式压缩机，其特征在于，
所述弹簧簧片的末端接触所述止动件的接触部。
3.根据权利要求1所述的封闭式压缩机，其特征在于，
在所述弹簧簧片的所述固定端附近的两侧折叠多对腿部，并且在所述阀板和所述止动件之间保持所述弹簧簧片的所述固定端，由此以预定的间隙将所述排出簧片和所述弹簧簧片固定到所述阀板。
4.根据权利要求2所述的封闭式压缩机，其特征在于，
在所述弹簧簧片的所述固定端附近的两侧折叠多对腿部，并且在所述阀板和所述止动件之间保持所述弹簧簧片的所述固定端，由此以预定的间隙将所述排出簧片和所述弹簧簧片固定到所述阀板。
5.根据权利要求1所述的封闭式压缩机，其特征在于，
所述止动件按压所述弹簧簧片的所述多对腿部之间的位置，由此使所述弹簧簧片的末端朝向所述止动件侧上升。
6.根据权利要求2所述的封闭式压缩机，其特征在于，
所述止动件按压所述弹簧簧片的所述多对腿部之间的位置，由此使所述弹簧簧片的所述末端朝向所述止动件侧上升。
7.根据权利要求3所述的封闭式压缩机，其特征在于，
所述止动件按压所述弹簧簧片的所述多对腿部之间的位置，由此使所述弹簧簧片的末端朝向所述止动件侧上升。
8.根据权利要求4所述的封闭式压缩机，其特征在于，
所述止动件按压所述弹簧簧片的所述多对腿部之间的位置，由此使所述弹簧簧片的所述末端朝向所述止动件侧上升。
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