CN101321952A - 封闭式压缩机 - Google Patents

Abstract

在止动件中，在与排出簧片的可动端附近对应的位置处设置与排出簧片的可动端附近具有预定的间隙的第一调节部，由于封闭式压缩机具有两段弹簧特性，即直到排出簧片的可动端附近接触第一调节部为止，弹簧特性弱，而在接触之后，弹簧特性强，所以可以获得容易打开并且关闭速度快的排出阀装置，可以改进关闭时的延迟。

Description

封闭式压缩机

技术领域

本发明涉及一种主要用于制冷/冷藏设备等的封闭式压缩机的排出阀装置。

背景技术

作为传统的封闭式压缩机，如在例如日本专利待审公报No.10-318146中公开的那样，存在一种具有排出阀装置的封闭式压缩机，该排出阀装置被设计成通过减少开/闭排出簧片(discharge reed)时的损耗来降低操作时的噪声以及提高能量效率。

下面参照附图说明上述传统的封闭式压缩机。图13是传统的封闭式压缩机的剖视图，图14是传统的封闭式压缩机的俯视图。此外，图15是传统的封闭式压缩机的分解图，图16是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图，图17是传统的排出阀装置的弹簧特性图。

在图13、图14、图15、图16和图17中，封闭式壳体(container)401具有连接到冷却系统(图中未示出)的排出管402和吸入管403。封闭式壳体401在其底部储存油404，在其中容纳包括定子405和转子406的电动机元件407以及由该电动机元件407驱动的压缩机构408，并且在其内部填充有制冷剂409。

接着，说明压缩机构408的主要结构。气缸(cylinder)410具有轴承部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，并且阀板413关闭压缩室411。顶盖(head)415覆盖阀板413。

吸气消声器(suction muffler)416由作为制冷气体的吸入通道的尾管417和消音空间(sound deadening space)(图中未示出)构成，该吸气消声器416在封闭式壳体401中开口，另一端与压缩室411的内部连通。

曲轴418具有主轴部419和偏心部420，并且曲轴418被气缸410的轴承部412轴支撑，并且转子406被压配合到曲轴418上。活塞421被插入到气缸410中使其能够往复运动/滑动，并且活塞421和偏心部420之间通过连杆422连接。

接着，说明压缩机构408具有的排出阀装置414。在阀板413中，在与气缸410相反的一侧设置有与气缸410连通的排出孔423和形成为包围排出孔423的阀座部424。排出簧片425由片簧材料构成，并且具有用于开闭阀座部424的开/闭部426。

顶盖415具有容纳排出阀装置414的排出室427，并且一体形成调节排出簧片425的打开程度的止动件428。依次布置阀板413、排出簧片425以及顶盖415，并且通过螺栓429将阀板413、排出簧片425以及顶盖415整体连接到气缸410侧。

下面说明具有上述结构的封闭式压缩机的操作。如果向电动机元件407供电，则转子406转动，并且曲轴418被转动驱动。此时，由于通过连杆422将偏心部420的偏心转动运动传递到活塞421，因此活塞421在压缩室411中进行往复运动。

随着活塞421的往复运动，使封闭式壳体401中的制冷剂409从吸气消声器416吸入到压缩室411中，而低压制冷剂409通过吸入管403从冷却系统(图中未示出)流入到封闭式壳体401中。已经被吸入到压缩室411中的制冷剂409通过活塞421的运动而被压缩，并且经由阀板413的排出阀装置414排出到顶盖415的排出室427中。另外，已经被排出到顶盖415的排出室427中的高压的制冷剂409气体被从排出管402排出到冷却系统(图中未示出)。

此时，排出阀装置414进行以下预定的开/闭操作：由于排出簧片425打开，通过排出孔423使压缩室411与顶盖415的排出室427连通，由于排出簧片425关闭，中断压缩室411与顶盖415的排出室427之间的连通。然而，在上述传统的结构中，直到排出簧片425接触止动件428为止，排出簧片425仅可以获得恒定的弹簧特性。

这里，更加详细地讨论排出阀装置414的操作。当排出阀装置414的排出簧片425打开时，如果气缸410的内部与顶盖415的排出室427的内部之间的压差变大，则通过被压缩的高压制冷剂409气体向上推动排出簧片425的开/闭部426，开/闭部426接触止动件428。

此外，如果气缸410的内部与顶盖415的排出室427的内部之间的压差变小，则通过弹性变形的恢复力使排出簧片425的开/闭部426与止动件428分开，从而关闭阀座部424。

也就是说，直到排出簧片425接触止动件428为止，排出簧片425的弹簧特性表现出如图17所示的不具有拐点的恒定的弹簧特性。结果，如果排出簧片425的弹簧特性弱，则直到排出簧片425接触止动件428为止，通过该恒定的弹簧特性获得排出簧片425的与气体流量(flow rate)对应的打开程度，从而排出簧片425容易打开，并且可以减少过度压缩。然而，当排出簧片425关闭时的速度变慢，从而在关闭时发生延迟，高压的制冷剂409在压缩室411中反向流动，并且活塞421的实际工作容积变小，从而制冷能力降低。

另一方面，在排出簧片425的弹簧特性已经加强的情况下，相反地，尽管排出簧片425容易关闭，但是还存在打开时弹簧力上升以及过度压缩增加的问题。

发明内容

本发明的封闭式压缩机是如下的封闭式压缩机：止动件在与排出簧片的可动端附近对应的位置处设置有与排出簧片的可动端附近具有预定的间隙的第一调节部，并且该封闭式压缩机可以具有如下的两段弹簧特性：直到排出簧片的可动端附近接触第一调节部为止，弹簧特性弱，而在接触之后，弹簧特性强。

通过这样的构造，由于可以具有两段弹簧特性，所以可以获得容易打开并且关闭速度快的排出阀装置，从而可以提供一种过度压缩小、制冷能力高、并且能量效率高的封闭式压缩机。

附图说明

图1是本发明的实施例1中的封闭式压缩机的剖视图。

图2是本发明的实施例1中的封闭式压缩机的俯视图。

图3是本发明的实施例1中的排出阀装置的分解图。

图4是本发明的实施例1中的排出阀装置在中期打开时的侧剖视图。

图5是本发明的实施例1中的排出阀装置在最终打开时的侧剖视图。

图6是本发明实施例1中的排出阀装置的弹簧特性图。

图7是本发明的实施例2中的封闭式压缩机的剖视图。

图8是本发明的实施例2中的封闭式压缩机的俯视图。

图9是本发明的实施例2中的排出阀装置的分解图。

图10是本发明的实施例2中的排出阀装置在中期打开时的侧剖视图。

图11是本发明的实施例2中的排出阀装置在最终打开时的侧剖视图。

图12是本发明的实施例2中的排出阀装置的弹簧特性图。

图13是传统的封闭式压缩机的剖视图。

图14是传统的封闭式压缩机的俯视图。

图15是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的分解图。

图16是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的侧剖视图。

图17是传统的封闭式压缩机的排出阀装置的弹簧特性图。

具体实施方式

下面，将利用附图说明本发明的实施例。

第一实施例

图1是本发明的实施例1中的封闭式压缩机的剖视图。图2是本发明的实施例1中的封闭式压缩机的俯视图。此外，图3是本发明的实施例1中的排出阀装置的分解图，图4是本发明的实施例1中的排出阀装置在中期打开时的侧剖视图。此外，图5是本发明的实施例1中的排出阀装置在最终打开时的侧剖视图，图6是本发明的实施例1中的排出阀装置的弹簧特性图。

在图1、图2、图3、图4、图5和图6中，封闭式壳体101具有连接到冷却系统(图中未示出)的排出管102和吸入管103。封闭式壳体101在其底部储存油104，在其中容纳包括定子105和转子106的电动机元件107以及由该电动机元件107驱动的压缩机构108，并且在其内部填充有制冷剂109。希望制冷剂109是不同于近年来与环境问题有关的专用氟利昂(specified flonobject)的制冷剂，并且是作为天然制冷剂的R134a或R600a等。

接着，说明压缩机构108的主要结构。气缸110具有轴承部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关闭压缩室111。形成有用于容纳排出阀装置114的排出室115的顶盖116覆盖阀板113。吸气消声器117由作为制冷气体的吸入通道的尾管118和消声空间(图中未示出)构成，该吸气消声器117在封闭式壳体101中开口，另一端与压缩室111的内部连通。

此外，曲轴119具有主轴部120和偏心部121，并且曲轴119被气缸110的轴承部112轴支撑，转子106被压配合到曲轴119上。活塞122被插入气缸110中使其能够往复运动/滑动，并且活塞122和偏心部121之间通过连杆123连接。

接着，说明压缩机构108具有的排出阀装置114。在阀板113中，在与气缸110相反的一侧设置有与气缸110连通的排出孔124和形成为包围排出孔124的阀座部125。排出簧片126由片簧材料构成，并且具有用于开/闭阀座部125的开/闭部129。

止动件127调节排出簧片126的打开程度，并且在与排出簧片126的可动端附近对应的位置具有第一调节部132，该第一调节部132与排出簧片126具有预定的间隙。此外，止动件127在与排出簧片126的开/闭部129附近对应的位置具有第二调节部133，该第二调节部133具有比第一调节部132宽的间隙。

依次布置排出簧片126和止动件127，并且通过铆钉134将排出簧片126和止动件127整体连接并固定到阀板113上。

下面说明具有上述结构的封闭式压缩机的操作和作用。如果向电动机元件107供电，则转子106转动，并且曲轴119被转动驱动。此时，由于通过连杆123将偏心部121的偏心转动运动传递到活塞122，因此活塞122在压缩室111中进行往复运动。

随着活塞122的往复运动，使封闭式壳体101中的制冷剂109从吸气消声器117吸入到压缩室111中，并且低压制冷剂109通过吸入管103从冷却系统(图中未示出)流入到封闭式壳体101中。已经被吸入到压缩室111中的制冷剂109被压缩，并且经由阀板113的排出阀装置114被排出到排出室115中。另外，已经被排出到排出室115中的高压制冷剂109气体被从排出管102排出到冷却系统(图中未示出)。

此时，排出阀装置114进行以下的开/闭操作：由于排出簧片126打开，通过排出孔124使压缩室111的内部与顶盖116的内部连通，由于排出簧片126关闭，中断压缩室111和顶盖116之间的连通。

这里，直到排出簧片126接触止动件127的第一调节部132为止，排出簧片126通过高压制冷剂109气体的反作用力而打开，在这种情况下，直到排出簧片126接触止动件127的第一调节部132为止，获得不具有拐点的恒定的弹簧特性，由于使该期间的第一弹簧常数小，弹簧力弱，从而容易打开排出簧片126。

接着，在排出簧片126已经接触止动件127的第一调节部132之后，由于排出簧片126以接触第一调节部132的部位为支撑点而又另外弯曲，所以与第一弹簧常数相比，该期间的第二弹簧常数变大。结果，在接触了第一调节部132之后，通过强的弹簧力获得强的弹簧反作用力，当排出簧片126已经进入到其关闭过程时，由于该强的弹簧反作用力，排出簧片126关闭的速度变快。

像上述那样，可以具有两段弹簧特性，即直到排出簧片126的可动端附近接触第一调节部132为止，弹簧力弱，而在接触之后，弹簧力强。因此，获得容易打开并且关闭速度快的排出阀装置114，从而可以提供一种过度压缩小、制冷能力高、且能量效率高的封闭式压缩机。

在实施例1中，尽管已经举例说明了设置有一个第一调节部132的封闭式压缩机，但是通过设置多个第一调节部132，也可以设定在打开时具有更加合适的容易程度(easiness)并且依照排出簧片126的打开具有更加合适的反作用力的弹簧特性，另外，可以提供一种过度压缩小、制冷能力高、且能量效率高的封闭式压缩机。

在排出簧片126已经接触止动件127的第一调节部132之后，如果额外打开排出簧片126，则排出簧片126接触第二调节部133。由于第二调节部133接触排出簧片126的开/闭部129附近，所以排出簧片126几乎不会移过该位置。因此，抑制了由排出簧片126的变形而出现的内应力的增大，并且，即使是在通过液体压缩使排出簧片126的弯曲变大的情况下或者是在压缩具有高浓度的制冷气体等的情况下，也可以防止排出簧片126的应力过度增大，所以可以避免其破裂，从而可以获得高可靠性。

此外，在液体压缩等已经发生的情况下，通过高浓度的液体制冷剂向排出簧片126的开/闭部129施加大的载荷，排出簧片126的开/闭部129被强有力地推向止动件127的接触面。然而，由于止动件127通过铆钉134被固定到阀板113，所以止动件127不会被移除，从而可以提供一种可靠性高的封闭式压缩机。

当排出簧片126接触止动件127的接触面时，尽管排出簧片126经受了冲击，但是在实施例1中，止动件127的接触面被设计成如弧形那样工作，施加到排出簧片126上的冲击的应力几乎不会对排出阀装置114的特性和可靠性产生影响。

第二实施例

图7是本发明的实施例2中的封闭式压缩机的剖视图，图8是本发明的实施例2中的封闭式压缩机的俯视图。此外，图9是本发明的实施例2中的排出阀装置的分解图，图10是本发明的实施例2中的排出阀装置在中期打开时的侧剖视图。此外，图11是本发明的实施例2中的排出阀装置在最终打开时的侧剖视图，图12是本发明的实施例2中的排出阀装置的弹簧特性图。

在图7、图8、图9、图10、图11和图12中，封闭式壳体201具有连接到冷却系统(图中未示出)的排出管202和吸入管203。封闭式壳体201在其底部储存油204，在其中容纳包括定子205和转子206的电动机元件207以及由该电动机元件207驱动的压缩机构208，并且在其内部填充有制冷剂209。希望制冷剂209是不同于近年来与环境问题有关的专用氟利昂的制冷剂，并且是作为天然制冷剂的R134a或R600a等。

接着，说明压缩机构208的主要结构。气缸210具有轴承部212和大致筒状的压缩室211。阀板213在与气缸210相反的一侧具有排出阀装置214，并且阀板213关闭压缩室211。形成有用于容纳排出阀装置214的排出室215的顶盖216覆盖阀板213。吸气消声器217由作为制冷气体的吸入通道的尾管218和消声空间(图中未示出)构成，该吸气消声器217在封闭式壳体201中开口，另一端与压缩室211的内部连通。

此外，曲轴219具有主轴部220和偏心部221，并且曲轴219被气缸210的轴承部212轴支撑，转子206被压配合到曲轴219上。活塞222被插入气缸210中使其能够往复运动/滑动，并且活塞222和偏心部221之间通过连杆223连接。

接着，说明压缩机构208具有的排出阀装置214。在阀板213中，在与气缸210相反的一侧设置有与气缸210连通的排出孔224和形成为包围排出孔224的阀座部225。排出簧片226由片簧材料构成，并且具有用于开/闭阀座部225的开/闭部229。

调节排出簧片226的打开程度的止动件227与顶盖216形成为一体，并且该止动件227在与排出簧片226的可动端附近对应的位置具有第一调节部232，该第一调节部232与排出簧片226的可动端附近具有预定的间隙。此外，止动件227在与开/闭部229对应的位置具有第二调节部233，该第二调节部233具有比第一调节部232大的间隙。

此外，将由四氟乙烯成形的配合帽(fitted cap)234装配到第一调节部232和第二调节部233的接触面，四氟乙烯是具有无粘性且具有耐制冷性、化学稳定性和耐热性的固体润滑材料。依次布置阀板213、排出簧片226和顶盖216，并且通过螺栓235将阀板213、排出簧片226和顶盖216固定到气缸210侧。

下面说明具有上述结构的封闭式压缩机的操作和作用。如果向电动机元件207供电，则转子206转动，并且曲轴219被转动驱动。此时，由于通过连杆223将偏心部221的偏心转动运动传递到活塞222，因此活塞222在压缩室211中进行往复运动。

随着活塞222的往复运动，使封闭式壳体201中的制冷剂209从吸气消声器217吸入到压缩室211中，并且低压制冷剂209通过吸入管203从冷却系统(图中未示出)流入到封闭式壳体201中。已经被吸入到压缩室211中的制冷剂209被压缩，并且经由阀板213的排出阀装置214被排出到顶盖216中。另外，已经被排出到排出室215中的高压制冷剂209气体被从排出管202排出到冷却系统(图中未示出)。

此时，排出阀装置214进行以下的开/闭操作：由于排出簧片226打开，通过排出孔224使压缩室211的内部与顶盖216的内部连通，由于排出簧片226关闭，中断压缩室211和顶盖216之间的连通。

这里，直到排出簧片226接触止动件227的第一调节部232为止，排出簧片226通过高压制冷剂209气体的反作用力而打开，在这种情况下，直到排出簧片226接触止动件227的第一调节部232为止，获得不具有拐点的恒定的弹簧特性，由于使该期间的第一弹簧常数小，弹簧力弱，从而容易打开排出簧片226。

接着，如图10所示，在排出簧片226已经接触止动件227的第一调节部232之后，由于排出簧片226以接触第一调节部132的部位为支撑点而又另外弯曲，因此与第一弹簧常数相比，该期间的第二弹簧常数变大。结果，在接触了第一调节部232之后，通过强的弹簧力获得了强的弹簧反作用力，当排出簧片226已经进入到其关闭过程时，由于该强的弹簧反作用力，排出簧片226关闭的速度变快。

像上述那样，可以具有两段弹簧特性，即直到排出簧片226的可动端附近接触第一调节部232为止，弹簧力弱，而在接触之后，弹簧力强，所以获得容易打开且关闭速度快的排出阀装置214。因此，可以提供一种过度压缩小、制冷能力高、并且能量效率高的封闭式压缩机。

在实施例2中，尽管举例说明了设置有一个第一调节部232的封闭式压缩机，但是通过设置多个第一调节部232，也可以设定在打开时具有更加合适的容易程度并且依照排出簧片226的打开具有更加合适的反作用力的弹簧特性，另外，可以提供一种过度压缩小、制冷能力高、并且能量效率高的封闭式压缩机。

如图11所示，在排出簧片226已经接触止动件227的第一调节部232之后，如果额外打开排出簧片226，则排出簧片226接触第二调节部233。由于第二调节部233接触排出簧片226的开/闭部229附近，所以排出簧片226几乎不会移过该位置。因此，抑制了由排出簧片226的变形而出现的内应力的增大，并且，即使是在通过液体压缩使排出簧片226的弯曲变大的情况下或者是在压缩具有高浓度的制冷气体等的情况下，也可以防止排出簧片226的应力过度增大，从而可以避免其破裂，并且可以获得高可靠性。

在实施例2中，通过模铸来一体成形止动件227和顶盖216，并且第一调节部232和第二调节部233形成在相同的模具上，从而第一调节部232和第二调节部233的高度尺寸完整地反映模具的尺寸精度。通常，由于模具的尺寸精度被控制在几十微米或更小，所以可以获得高的尺寸精度，而不必特别加工第一调节部232和第二调节部233的每一个面，从而可以使高的生产率和稳定的品质共存。

此外，在实施例2中，帽234由以四氟乙烯为代表的氟树脂成形。

四氟乙烯是无粘性的，并且具有极高的固体润滑性。因此，即使帽234和排出簧片226摩擦，由于表面在几乎不被抓住的状态下互相滑动，因此，抑制了当排出簧片226接触止动件227时发生的由金属接触引起的磨损。

另外，四氟乙烯具有无粘性的本质，从而，排出簧片226容易与止动件227分开，从而可以防止排出簧片226关闭时的延迟，并且可以提高封闭式压缩机的制冷能力。

由于四氟乙烯的振动阻尼能力高，并且四氟乙烯具有弹性，因此，使排出簧片226和止动件227接触时的冲击缓和，抑制了冲击噪声的产生，还可以防止排出簧片226由于冲击而被损坏，从而可以提供一种无噪声且可靠性高的封闭式压缩机。

仅对由氟树脂预先成形的配合帽234进行到止动件227的组装，从而可制造性也良好。

在实施例2中，尽管四氟乙烯被用作固体润滑材料，但是即使采用聚萘二酸丁醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、或聚苯硫醚作为具有类似本质的树脂材料，也可以获得类似的作用和效果。

工业应用性

像上述那样，由于本发明涉及的封闭式压缩机可以提供一种改进关闭时的延迟和提高能量效率的封闭式压缩机，因此，该封闭式压缩机还可以应用于空调器、制冷/空调装置等。

Claims (5)

1.一种封闭式压缩机，其包括：

气缸，活塞在所述气缸中进行往复运动；

阀板，其密封所述气缸的开口端，并且在与所述气缸相反的一侧具有排出阀装置；以及

顶盖，在所述顶盖中形成用于容纳所述排出阀装置的排出室，

所述排出阀装置包括：

排出孔，其设置在所述阀板中，与所述气缸的内部连通；

阀座部，其形成在所述排出孔处，位于与所述气缸相反的一侧；

排出簧片，其由片簧材料形成，并且具有用于开闭所述排出孔的开/闭部；以及

止动件，其调节所述排出簧片的打开量，并且所述止动件在与所述排出簧片的可动端附近对应的位置处包括第一调节部，所述第一调节部与所述排出簧片具有预定的间隙。

2.根据权利要求1所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述止动件在与所述排出簧片的所述开/闭部附近对应的位置处包括第二调节部，所述第二调节部具有比所述第一调节部的所述间隙宽的间隙。

3.根据权利要求1或2所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述排出簧片和所述止动件被固定到所述阀板。

4.根据权利要求1或2所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述止动件被成形在所述顶盖中。

5.根据权利要求1或2所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述第一调节部和所述第二调节部的接触面由固体润滑材料制成。

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