CN1034042A - 流体压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流体压缩机，具有偏心设置在缸 体内部的其外周面上形成了螺旋形槽的活塞，该活塞 具有能在此槽内自由滑动出入的螺旋形板部件，为使 此板部件的外周边缘部分能朝向缸体的排放一侧，而 使上述螺旋形槽设置成倾斜。

Description

本发明涉及压缩例如制冷循环用的汽态制冷介质的流体压缩机。

以往如图6所示那样的螺旋泵（美国专利说明书U.S.P    No.2，527，536）为大家所知。此泵是在回转体1的外周面上构成螺旋形槽2，再把螺旋形板3滑动自由地嵌入此槽2内卷绕而形成旋转部件，并将该部件装设在套筒4内而构成。从而通过旋转驱动回转体1，在此回转体1的外周和套筒4的内表面间的被螺旋形板3封闭的流体从一端向另一端移送。也就是这种螺旋泵只是移送流体而不压缩流体。

因此，本申请人在此次申请前申请的日本专利特愿昭62-191564说明书中提供了一种使在如上述那样的螺旋泵回转体1的外周面上形成的螺旋状槽2的节距从一侧向另一侧慢慢变小，从而使之具有了压缩作用的流体压缩机。

这种方式的流体压缩机，是如图7所示那样，通过由转子5a构成的电动机5的驱动，使固定在转子5a上的缸体6回转，把相对缸体6的轴心线1而具有偏心量为e的活塞7支承在此缸体6内。此外，将螺旋状板8设置在此活塞7的外周上，并使此螺旋状板8的外周边缘和缸体6的内面相连接上。并且从安设着吸入管9a的吸入孔9b向缸体6内的低压侧6c吸入被压缩流体。

进而，这样的流体压缩机，通过上述缸体6的回转，使封闭在由螺旋形板8所形成的空间，即动作室10内的流体，在上述活塞7的外周和缸体6的内表面间，从活塞7的一端向其另一端移送。此时，由于各动作室10……的容积形成从开始移送一端11a朝11b慢慢变小，故而使吸入缸体6内的流体在移送中逐步受压缩。并且在缸体6的上述移送终端11b，使被压缩的流体向密闭壳体12内的高压室12a排放。而且，使排放在密闭壳体12内的被压缩成高压的流体从安装着管子13a的排放孔13b排出。

然而，在这样型式的流体压缩机中，在中间夹着板8而形成的相邻两个动作室10a和10b中，位于移送终端11b的动作室10b与位于开始移送端11a的动作室10a相比为高压。因此，成为两个动作室10a、10b的分界的板8的高压测的面8a受到来自高压侧动作室10a的压力△P的推压，发生由此引起的力偶。

但是，在原来的流体压缩机中，如图8所示那样，使用来嵌合板8的槽13的深度方向相对活塞7的轴线1形成直角。并且，板8就成为沿上述槽13的深度方向，也就是活塞7的法线方向滑动，从而在上述槽13上滑进滑出。因此，在板8和活塞7之间因上述力偶而产生了如图中箭头B₁，B₂所示那样的局部的侧压F₁，F₂。并且还有因此而使板8产生局部磨损的问题。进而还有流体从因这种磨损而在板8和槽13间产生的间隙漏泄的问题，在此场合，必需予先将进行吸入之际的流体压力设定得高一些，以补偿因漏泄引起的压力损失部分。

因此，在如上所述的原来的流体压缩机中，板部件是以相对活塞轴线大致成直角状态嵌合在活塞槽内，从而沿活塞的法线方向滑动，在上述槽中滑进滑出。

而且，象这样通过板部件沿活塞的法线方向滑动而在上述槽内滑进滑出的，都是由于来自高压侧动作室的推压力，而在板部件和活塞间产生了局部的侧压。因此存在在板部件上发生局部磨损这样的问题。进而存在因板部件的局部磨损而使流体的漏泄容易发生等的问题，在此场合，必需予先提高在进行吸入时的流体压力的设定值，以对因漏泄引起的压力损失部分进行补偿。

本发明的目的在于提供一种不会使板部件局部磨损，此外也不会因该磨损而产生压力损失的流体压缩机。并进一步提供可靠性高的流体压缩机。

为了达到上述目的，本发明，是把板部件斜着设置，以便使其外周端部朝向缸体轴方向的排放端。

本发明，就是通过如上方法使板部件不会产生局部磨损的。

实施例

图1至图3是有关本发明的第一实施例。图1为表示用于制冷循环的汽态制冷介质用的封闭型压缩机20。此压缩机20是将电动组件22和压缩组件23组装在封闭壳体21内。电动组件22是由安装固定在壳体21的内壁上的定子24，以及配置在此定子24的内侧上的转子25组成。

上述压缩组件是将活塞27偏心配置在要固定在上述转子25上的圆柱形缸体26的内部，使这个活塞27处于相对缸体26的内面可转动的状态。此外，为了确保此内部可转动状态，在缸体26的内壁上设置朝中心方向一侧突出的柱销26a，在活塞27上设置嵌插柱销26a用的孔27a，并采取了能确保该活塞27能在柱销26a嵌插进此孔27a内的状态下进退的结合关系的手段。进而把在以后要叙述的板部件28绕装在此活塞27的外周部位上。在封闭壳体21的各端壁内面上分别装设有轴承部件31、32，上述活塞27和缸体26分别被可转动地支承在轴承31、32上。也就是使活塞27在其两端部具有伸出的轴颈33、34，通过将此轴颈33、34嵌插在它们的轴承部件31、32的轴承孔35、36内而形成转动支承。此外，通过使缸体26的两端部嵌合到轴承部件31、32的轴承周表面部分37、38上而形成转动支承。

并且，如在图2中所表示的那样，将此缸体26（以及转子25）的中心轴线和活塞27的中心轴线仅以错开e那样设置成偏心。也就是使缸体26的中心轴线1相对上述活塞27的回转中心轴线1仅产生偏心e那样进行安装。此外，将缸体26的中心轴线设置成和上述转子25的回转中心轴线1相一致。

此外，在活塞27的外周部上形成为使板28能进行绕装的螺旋形槽40。此螺旋形槽40要连续地形成，并使槽的节距如图4所示那样，使其向另一端依次变小那样形成。此外，如图2的局部放大图所示的那样，使此槽40的深度方向和一端的轴承31所处位置的方向相一致的同时，相对活塞27的轴心线1倾斜地构成。并且，在此螺旋形槽40内，进出自由地嵌有螺旋形板28，此板28形成其外周边缘要和缸体26的内表面密切相接触地转动接触，也就是此板28相对活塞27的轴心线1成倾斜，而且使其外周端部28a朝向另一端轴承部件32所处位置的一侧。此外，使此槽40的宽度和板28的厚度相一致。此外，此板28是用例如特氟隆等的弹性材料制成，并利用其弹性，使其螺旋旋入活塞27的螺旋形槽40内而形成嵌合装入。

而且，在上述一端的轴承部件31上形成和位于活塞27的外周部位上的板28的一部分相连通的吸入孔41，此外，此吸入孔41和属于制冷循环系统的吸入管42相连接。另外，在缸体26的另一侧部分上形成和封闭壳体21内部相连通的排放孔43。因此，上述一边的轴承部件31位于缸体26轴向的吸入侧，而另一边的轴承部件32位于同轴方向上的排放侧。此外，除了此排放孔以外或代替此排放孔也可以利用另一边的轴承部件32来设置排放孔。此外，使排出管44和封闭壳体21相连接。

接下来，对由上述组成的压缩机20的作用进行说明，通过使电动组件22动作而使转子25回转，从而使和其成为一体的缸体26也回转。并且使和此缸体26的内表面转动接触的板28附近的活塞27也回转。此活塞27的中心轴线1相对上述缸体26的回转中心轴线1以仅偏心e的距离来安装，且将缸体26的中心轴线和上述转子25的回转中心轴线1设置成一致。而且，活塞27是以偏心状态在缸体26的内表面上进行接触转动。此外，是依靠由上述的柱销26a和孔27b组成的限制手段来确保这个相对回转运动的。

因此，嵌入活塞27的槽40内的螺旋形板28，一面随着活塞27一道回转，一面跟踪缸体26的偏心回转运动而从槽40滑进滑出。并且，在螺旋形板28和缸体26的内周表面经常密切接触状态下进行转动接触的同时，板28的外周边缘相对缸体26的内表面经常密切接触且相互顺利跟踪。从而，确保以板28作为境界的动作室45相互间的分隔状态。就这样，螺旋形板28把缸体26的内周表面和活塞27的外周表面间形成的空间进行分隔，在各板28的节距间形成密闭的动作室45。此被分隔的各动作室45形成某种程度的弯月形。也就是，若对此动作室45就其圆周方向来进行说明的话，被分隔的动作室45处于自缸体26和活塞27相接触的位置开始，间隙依次变大，然后再次变小再达到接触的位置。并且，螺旋形板28的节距是按向着另一端，也就是移送端依次变小那样设定，从而使动作室45的容积随着向移送端的移动而变小。

此外，从上述吸入管42，通过吸入孔41流入缸体26内的汽态制冷介质进入此动作室45，并在被封闭状态下移送时受到压缩。此受到压缩的汽态制冷剂通过排放孔43向封闭壳体21内排放，并通过排放管44返回制冷循环系统中去。

接下来，参照图3对缸体26，活塞27以及板28间的作用力进行说明。

由于以板28作为境界形成的高压侧动作室45a和低压侧动作室45b相互邻接，因此有△P的力加在板28高压侧的面上。此外，因板28为了要和缸体26的内表面接触而扩张，因此，板28向缸体26的内表面施加扩张压△Pe。并且，板28因上述侧压△P和上述扩张压△Pe等的相互作用，而受到来自槽40的槽壁40a的侧压F的作用。由于此侧压F对于面对板28的上述槽壁面40a的侧面上的作用是均匀的，为此，在板28上不会受到局部的侧压。从而可了解到板28的侧面难以产生局部的磨损。此外，由于板28没有局部的磨损，因而也不会发生流体的漏泄，因此，几乎没有压力损失。

此外，相对垂直于活塞27的轴线方向的板28的最佳倾斜角α，就是因相邻接动作室的压力差△P而产生的力偶，与因板28的扩张压力△Pe而发生的力偶处于平衡时的倾斜角。因此，最佳倾斜角α按下式求得。即

(△P·l²)/2 =α·Sinα×△Pe×W

Sinα= (△P·l²)/(2·△Pe·W·d)

α=Sin^-11/2 · (△P)/(△Pe) · (l²)/(W·d)

这里，△P：压差，1：板的伸出高度，d：板的全长，W：板宽，△Pe：板的扩张压力。

此外，在用上述最佳倾斜角α以外的角度使板倾斜的场合，也能使侧压F减少。因此，本发明并不把板的倾斜角限定为上述最佳倾斜角。

再有，也可以在根据本实施例的流体压缩机上，如图4所示那样在活塞51的内部设置通路52的同时，使此通路52，与一个动作室53和缸体54的外部连通，并在其出口处设置达到规定压力值时就打开的校验阀。在这样构造的压缩机中，即使在刚驱动后不久等那样，吸入压较高的场合，在流体受压缩达到非常高压之前，能使流体通过上述较验阀55向缸体54外放掉。

也就是，在将这样的压缩机的压缩特性用图5的图表上的实线56表示那样进行设定的场合，当吸入压力比设定值高时，则如虚线57所示压力将成为突然升高的情况。但是，若使上述较验阀55，例如在20公斤/平方厘米（绝对压力）以上打开的话，流体压力就按例如点划线58所示那样的路线上升，从而能使压力的上升与没有校验阀55的场合相比大幅度地受到抑制。此外，也可通过对上述校验阀55的能力进行多种设定，使之出现二点划线59所示那样的压缩状态。

因此，不会产生起动困难和机构损坏等一类情况。

如以上所述，本发明是把板部件设置成其外周端部向着缸体轴方向的排放一侧倾斜，从而使板部件不会受到局部性的侧压。

因此，本发明具有使板部件上不发生局部磨损的效果。进而，还具有通过防止板部件上的局部磨损，以减少流体的漏泄，进一步提高压缩机的可靠性的效果。

对附图的简单说明。

图1-图3是表示本发明的一实施例，图1为压缩机的纵剖面图，图2为缸体内省略掉一部分后的放大纵剖面图，图3为表示板部件的周边缘部的压力作用的同样是纵剖面图，图4为表示变形例的纵剖面图，图5为表示变形例压缩机特性的曲线图，图6和图7为表示传统例的纵剖面图，图8为表示传统压缩机的板部件外周边缘部分上的压力作用的同样是纵剖面图。

20为压缩机，26为缸体，27为活塞，28为板部件，28a为外周边缘部，40为槽。

Claims (2)

1、一种流体压缩机，是由缸体、活塞和板部件构成，上述缸体被规定成其一端为吸入侧，其另一端为排放侧，上述活塞被偏心设置在此缸体内，而且在其外周面上形成螺旋形槽，并能相对缸体作相对运动，上述螺旋形板部件被嵌入此活塞槽，并能出入自由地在槽内滑动，其外周端部和缸体内表面密切接触，并使被压缩流体从缸体的吸入侧向其排放侧移动的同时受到压缩，且在驱动时，使板部件和活塞间受局部侧压作用，其特征在于上述活塞还具有可防止在上述板部件和上述活塞间产生上述那种局部侧压的机构。

2、根据权利要求1所述的流体压缩机，其特征在于所述防止上述侧压发生的机构是为使上述板部件的外周端部朝向缸体的排放端，而将上述螺旋形槽设计成倾斜。

Images