CN1031360C

CN1031360C - 回转式压缩机

Info

Publication number: CN1031360C
Application number: CN 93103182
Authority: CN
Inventors: 中田裕吉; 石原伸; 关口浩一
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-04-23
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1996-03-20
Anticipated expiration: 2013-03-05
Also published as: CN1080029A; MY109769A; JPH05302584A

Abstract

本发明公开了一种回转式压缩机，该压机的排气量范围为17-36ml/rev，压缩机构的压缩缸内径与其高度之比的范围为1.6-1.7，在从压缩缸的滑片槽往回转90°±5°角的位置上所形成的压缩缸内表面和转子外表面之间的间隙大小为压缩缸高度的0.022%-0.066%，压缩缸的滑片槽度宽减去滑片度宽所得到的值的范围为压缩缸高度的0.037%-0.077%。

Description

本发明涉及一种回转式压缩机，尤其涉及一种例如用于室内空调器和类似装置上的制冷机的回转式压缩机。

首先，结合图1-3描述常规的回转式压缩机的结构。

在这种回转式压缩机中，由转子1和定子2组成的电机3被装在密闭壳体11内的上部，而由压缩缸4、转子5、上轴承6、下轴承7和一片滑片8组成的压缩机构9被装于壳体内的下部。通过曲轴机构10将电机3和压缩机构9相互连接，转子5可旋转地装配在曲轴10的偏心部分10a上。润滑油12积在封闭壳体11的底部。

大致由于下面三个原因使这类回转式压缩机在工作时性能变差。

第一个原因是由于压缩机构9的滑动部件的摩擦引起的损失。第二个原因是由于制冷剂的流动阻力所引起的损失。第三个原因是由于压缩机构9内制冷剂气体的泄漏引起的损失。

由于压缩机构9的滑动部件的摩擦引起的损失存在于转子5的内表面和曲轴10的偏心部分10a的外表面之间、曲轴10的外表面和上轴承6的内表面之间、曲轴10的外表面和下轴承7的内表面之间、压缩缸4的滑片槽4a和滑片8的侧表面8a之间以及转子5的外表面和滑片8的尖端处8b之间。

由于制冷剂的流动阻力所引起的第二种损失主要发生在压缩缸4的制冷剂吸入口4b，设在下轴承7和消声盖13所构成的空间14内。

由于压缩机构9内制冷剂气体的泄漏所引起的第三种损失发生在如图3所示的转子5的上方和下方所形成的间隙15内(转子5和上轴承6、下轴承7之间所形成的间隙，即由于压缩缸和转子之间的高度差所形成的间隙)，如图2所示的压缩缸4的内表面和转子5的外表面之间所形成的间隙16，如图2所示的压缩缸4的滑片槽4a和滑片8之间所形成的间隙17以及如图3所示的滑片8的上方和下方之间形成的间隙18(该间隙由于压缩缸和滑片间的高度差所至)。

为了减少由上述三个主要原因引起的损失，对于因压缩机构9的滑动部件的摩擦引起的第一种损失来说，只要选择上述滑动部件的材料使其能改善表面的粗糙程度或减小摩擦阻力就足以减少这种损失。对于由制冷剂的流动阻力引起的第二种损失而言，只要加大流通面积就足够了。但是，涉及到现有的压缩机构9内制冷气体的泄漏，从理论上讲几乎不存在气体泄漏，因此，只能根据在“密封式制冷剂”(1981年7月30日出版)的第5.3.2条中所公开的各种试验来分析气体的泄漏。

在一种回转式压缩机中，其排气量在17-36ml/rev的范围内，压缩缸4的内径与其高度之比所得的值设定在1.6-1.7的范围内。例如，在一种排气量为32.1ml/rev。压缩缸4的高度及其内径分别为35mm和58mm的回转式压缩机中，通过试验可得到间隙15、16、17和18的大小与压缩缸4的高度之比和EER(制冷能力/压缩机输出)之间的关系，EER代表该压缩机的运行性能。图4、5、6和7示出了所得到的结果。

图4中，横坐标代表间隙15的大小与压缩缸4的高度之比。从图4可明显地看出，传统的回转式压缩机比值所取的范围为0.054％-0.086％之间。

图5中，横坐标代表间隙16的大小与压缩缸4的高度之比。从图5可明显地看出，传统回转式压缩机该值所取的范围为0.054％-0.097％之间。

图6中，横坐标代表间隙17的大小与压缩缸4的高度之比。正如在图6中可清楚地看到的那样，传统的回转式压缩机该值所取的范围为0.071％-0.100％之间。

图7中，横坐标代表间隙18的大小与压缩缸4的高度之比。正如在图7中可清楚地看到的那样，传统的回转式压缩机该值所取的范围为0.057％-0.094％之间。

在图5和图6的情况中，其EER在一定范围内急剧下降，这就是使性能下降的主要原因。

US-4,915,554公开了一种带平衡重的密封回转式压缩机，但它也没有能解决上述问题。

本发明的任务是提供一种回转式压缩机，该压机的排气量在17-36ml/rev的范围内，用于构成压缩机构的压缩缸的内径与其高度之比在1.6-1.7范围内，并将压缩缸的内表面与转子外表面之间的间隙大小及压缩缸的滑片槽和滑片之间的间隙大小调整在最佳范围内，在该范围内，压机的寿命不会因金属接触而受到影响且性能也不会急剧降低，因此改善了压缩机的性能。

根据本发明的第一个实施例，所提供的回转式压缩机包括安装在封闭壳体内的上部的电机部分以及安装在壳体内下部的压缩机构，该压机的排气量在17-36ml/rev范围内，压缩机构的压缩缸内径与其高度之比的范围为1.6-1.7，压缩缸内表面和转子在从压缩缸的滑片槽往回转90°±5°角之处的转子外表面之间的间隙范围为压缩缸高度的0.022％-0.066％。固定有上轴承表面和下轴承表面以形成压缩腔的压缩缸的两个表面与压缩缸内表面之间的不垂直度不大于压缩缸高度的0.015％。转子外表面的不平直度和椭圆柱度均不大于压缩缸高度的0.009％。转子外表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.0034％(R₂)，压缩缸内表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.0057％(R₂)。

根据本发明的第二个实施例，所提供的回转式压缩机包括安装在封闭壳体内的上部的电机以及安装在壳体内部下部的压缩机构，该压机的排气量在17-36ml/rev范围内，压缩机构的压缩缸的内径与其高度之比的范围为1.6-1.7。压缩缸滑片槽宽度减去滑片的宽度所得到的值的范围为压缩缸高度的0.037％-0.077％，滑片槽表面的不平直度不超过压缩缸高度的0.017％，滑片槽表面的表面粗糙度不超过压缩缸高度的0.021％(R₂)，当滑片在滑片槽中往复运动时，朝向滑片槽表面的滑片表面的不平直度不超过压缩缸高度的0.017％，滑片表面的表面粗糙度不超过压缩缸高度的0.0023％(R₂)。

上文和下文中的R₂是表面光洁度的评定参数，其单位为微米。按照日本标准工业标准JISB0601的规定，十点不规则高度差R₂是指在基本长度内，第三波峰至最高波峰的高度与最低波谷至第三波谷的高度之差。该标准的定义相应于国际标准ISOR486。

以下结合附图对本发明的回转式压缩机进行详细说明。附图中：

图1为回转式压缩机的俯视截面图；

图2是图1的压缩机构的放大截面图；

图3为图2中沿III-III线的截面图；

图4示出了压缩缸高度减去转子高度所得到的值与压缩缸高度之比和回转式压缩机的EER之间的关系曲线；

图5示出了压缩缸内表面和转子外表面之间的间隙和压缩缸高度之比与回转式压缩机的EER之间的关系曲线；

图6示出了压缩缸滑片槽宽度减去滑片宽度所得到的间隙大小与压缩缸高度之比和回转式压缩机的EER之间的关系曲线；

图7示出了压缩缸高度减去滑片高度所得到的间隙大小与压缩缸高度之比和回转式压缩机的EER之间的关系曲线。

下面参考附图1-7对本发明优选的实施例作详细描述。

首先，结合前面对现有技术描述所用的图1-3对本发明的回转式压缩机的主要结构进行描述。

在图1所示的回转式压缩机中，在一个封闭壳体11内，将包括转子1和定子2的电机部分3装于壳体的上部，将包括压缩缸4、转子5、上轴承6、下轴承7和滑片8的压缩机构9装在其下部，通过曲轴机构10将电机部分3和压缩机构9彼此相连，并将转子5可旋转地装配在曲轴10的偏心部分10a上。润滑油12被收集在封闭外壳11的底部。

当具有这种结构的回转式压缩机运转时，在图3所示的转子5的上面和下面之间所形成的间隙15中、在图2所示的压缩缸4的内表面和转子5的外表面之间所形成的间隙16中，在图2所示的压缩缸4的滑片槽4a和滑片8之间所形成的间隙17中以及图3所示的滑片8上、下面所形成的间隙18中存在因压缩机构9内制冷剂气体泄漏而引起的损失。

结合图2对制冷剂泄漏进行描述。首先，借助于随曲轴10旋转而偏心转动的转子机构5和滑片8将从压缩缸4的吸入口4b吸入的制冷剂气体压缩到某一特定压力，然后排出。在此期间，由于制冷剂气体以箭头19的方向流过间隙15、以箭头20的方向流过间隙16、以箭头21的方向流过间隙17以及以箭头22的方向流过间隙18时所存在的压力差使制冷剂气体泄漏。

图4-7示出了试验结果曲线。从这些曲线中可以看出，在与间隙16和17有关的试验中，在一定范围内其EER急剧下降。根据本发明，将在从压缩缸的滑片槽往回转90°±5°角的位置上所形成的间隙16的大小调整为压缩缸高度的0.022％-0.066％。另一方面，将间隙17的大小调整为压缩缸高度的0.037-0.077％。

为了使间隙16、17的大小与压缩缸高度之比落在上述范围内，将固定上轴承6的表面和下轴承7的表面以形成压缩腔的压缩缸4的两个表面与压缩缸4的内表面之间的不垂直度选定为不大于压缩缸4的高度的0.016％，将压缩缸4的内表面的表面粗糙度选定为不大于压缩缸4的高度的0.0057％(R₂)，将转子5外表面的不平直度、椭圆柱度和表面粗糙度分别选定为不大于压缩缸4的高度的0.009％，0.009％及0.0034％(R₂)，将滑片槽4a表面的不平直度及表面粗糙度分别选定为不大于压缩缸4的高度的0.017％和0.021％(R₂)，将滑片侧表面8b的表面不平直度和表面粗糙度分别选定为不大于压缩缸4的高度的0.009％和0.0023％(R₂)。

图4、5、6和7中的曲线是根据选用具有32.1ml/rev排气置、压缩缸内径为58mm，高度为35mm的回转式压缩机所得到的结果而作出的，但是，若采用排气量为17-36ml/rev，压缩缸内径与其高度之比的范围为1.3-2.0回转式压缩机也具有相同效果。

如上所述，根据本发明可以提供一种不因金属接触和制冷剂泄漏而导致EER下降的回转式压缩机，因此可以提高这类压缩机的性能。

Claims

1.一种回转式压缩机，它包括：

一个安装在封闭外壳(11)内上部位置并包括有转子(1)和定子(2)的电机部分(3)；以及

一个安装在封闭外壳(11)内下部位置并包括有压缩缸(4)，转子(5)，上轴承(6)，下轴承(7)和滑片(8)的压缩机构(9)；

其中所述电机部分(3)和所述压缩机构(9)靠曲轴(10)将其互相连接，所述转子(5)可旋转地装配在所述曲轴(10)的偏心部分(10a)上，润滑油(12)积存在所述封闭壳体(11)的底部，

其特征在于，

其排气量范围为17-36ml/rev，所述压缩机构(3)的压缩缸(4)的内径与其高度之比在1.6～1.7的范围内，在压缩缸(4)的滑片槽(4a)往回转90°±5°角的位置上所形成的压缩缸(4)内表面和转子(5)外表面之间的间隙(16)大小为压缩缸(4)高度的0.022-0.066％。

2.如权利要求1所述的回转式压缩机，其特征在于，固定上轴承和下轴承表面以形成压缩腔的压缩缸的两个表面与压缩缸的内表面之间的不垂直度不大于压缩缸高度的0.016％，转子外表面的不直度和椭圆柱度均不大于压缩缸高度的0.009％，转子外表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.0034％(R_z)。压缩缸内表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.0057％(R₂)。

3.一种回转式压缩机，它包括：

其特征在于，

其排气量范围为17-36ml/rev，所述压缩机构(3)的压缩缸(4)的内径与其高度之比在1.6-1.7的范围内，在压缩缸(4)的滑片槽(4a)宽度减去滑片(8)宽度所得到的值在压缩缸(4)高度的0.037％-0.077％的范围内。

4.如权利要求3所述的回转式压缩机，其特征在于，滑片槽表面的不平直度不大于压缩缸高度的0.017％，滑片槽表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.021％(R₂)。当滑片在滑片槽中往复运动时，朝向滑片槽表面的滑片表面的不平直度不大于压缩缸高度的0.017％，滑片上述表面的表面粗糙度不大于压缩缸高度的0.0023％(R₂)。