CN103511267B - 级联型叶片压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种级联型叶片压缩机，包括壳体、容置在壳体中的旋转轴、容置在壳体中的气缸体，以及在旋转轴的轴向方向上布置的分隔壁。每个气缸体位于相邻的一对分隔壁之间。气缸体和分隔壁在壳体中限定气缸室。在每个气缸室中容置有转子，并且转子与旋转轴一体地旋转。每个转子包括多个叶片凹槽。在每个叶片凹槽中容置有叶片。在每个气缸室中的每对相邻的叶片限定压缩制冷剂的压缩室。旋转轴被分隔壁旋转地支撑。至少一个分隔壁被相邻的一对气缸室夹置。至少一个被夹置的分隔壁被压配合到壳体中。

Description

级联型叶片压缩机

技术领域

本发明涉及一种级联型叶片压缩机。

背景技术

作为级联型叶片压缩机，例如，在日本特开实用新型公报No.3-118294中公开的压缩机，是公众所知的。这种级联型叶片压缩机的壳体通过前部壳体构件和后部壳体构件形成。在壳体中容置有前部气缸体和后部气缸体。在前部气缸体和后部气缸体之间设置有中央板。在前部气缸体上与中央板相反的端部连接有前部侧板。在后部气缸体上与中央板相反的端部连接有后部侧板。前部侧板、前部气缸体以及中央板限定前部气缸室。中央板、后部气缸体以及后部侧板限定后部气缸室。在前部侧板、中央板和后部侧板中插入有旋转轴。旋转轴被前部侧板、中央板和后部侧板旋转地支撑。

在每个气缸室中容置有转子。每个转子固定至旋转轴，并且在相应的气缸室中与旋转轴一起旋转。每个转子具有多个叶片凹槽。在每个叶片凹槽中容置有叶片，并且叶片被允许纵向地滑动。通过叶片在每个气缸室中形成多个压缩室。当每个转子旋转时，制冷气体在相应的压缩室中被压缩。

在这种级联型叶片压缩机中，每个转子根据通过减小相应的压缩室的体积而带来的制冷气体的压缩而振动。每个转子的振动经由旋转轴传递至分隔壁，分隔壁为前部侧板、中央板以及后部侧板。相较于前部侧板和后部侧板，每个转子的振动更有可能经由旋转轴尤其传递至被气缸室夹置的中央板。结果，中央板振动，从而容易使得整个级联型叶片压缩机振动。特别地，由于转子在级联型叶片压缩机中在旋转轴的轴向方向上串联地布置，因此存在的问题是，旋转轴的轴线是长形的并且可能将增加振动。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够限制被气缸室夹置的分隔壁的振动的级联型叶片压缩机。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，级联型叶片压缩机包括：壳体；容置在壳体中的旋转轴；容置在壳体中的多个气缸体；在旋转轴的轴向方向上布置的多个分隔壁；并且还设置了多个转子。每个气缸体位于相邻的一对分隔壁之间。气缸体和分隔壁限定壳体中的多个气缸室。每个转子容置在其中一个气缸室中。转子与旋转轴一体地旋转。每个转子包括多个叶片凹槽。在每个叶片凹槽中容置有叶片。每个气缸室中每对相邻的叶片限定压缩制冷剂的压缩室。旋转轴被分隔壁旋转地支撑。至少一个分隔壁被相邻的一对气缸室夹置。至少一个被夹置的分隔壁压配合到壳体中。

本发明的其它方面和优点将通过结合附图的、通过对本发明的原理举例来示出的以下描述而变得明显。

附图说明

本发明及其目的和优点可通过参照对目前优选实施方式的描述以及附图而最好地理解，附图中：

图1为描绘了根据实施方式的级联型叶片压缩机的纵向截面图；

图2为沿着图1的线2-2截取的截面图；

图3为沿着图1的线3-3截取的截面图；

图4为示出了突出部和它的周围物的局部放大的纵向截面图；

图5为沿着图1的线5-5截取的截面图；以及

图6为描绘了根据另一实施方式的中央板和它的周围物的局部放大的纵向截面图。

具体实施方式

将参照图1至5描述根据实施方式的级联型叶片压缩机（在后文中，仅称作“压缩机”）。

如图1中所示，压缩机10的壳体11由具有闭合端部的圆柱形后部壳体构件12和具有连接至后部壳体构件12的开口端部（图1中的左端部）的闭合端部的圆柱形前部壳体构件13构造而成。后部壳体构件12和前部壳体构件13由金属材料制成（在本实施方式中，由铝制成）。在壳体11中容置有旋转轴23。在后部壳体构件12（壳体11）中容置有第一气缸体14和第二气缸体15。即，在壳体11中容置有多个气缸体（在本实施方式中为两个）。第一气缸体14和第二气缸体15由金属材料制成（在本实施方式中，由铝制成）并且为圆柱形的。第一气缸体14布置在比第二气缸体15更靠近前部壳体构件13的位置处。

在壳体11的内部，用作分隔壁的前部侧板16结合至第一气缸体14的位于前部壳体构件13附近的前部端部表面（第一端部表面）。前部侧板16由金属材料制成（在本实施方式中，由铝制成）并且成形为盘状。

用作分隔壁的中央板17结合至第一气缸体14的位于第二气缸体15附近的后部端部表面（第二端部表面）与第二气缸体15的位于第一气缸体14附近的前部端部表面（第一端部表面）。即，中央板17被相邻的一对第一气缸体14和第二气缸体15夹置。中央板17由金属材料制成（在本实施方式中，由铝制成）并且成形为盘状。

用作分隔壁的后部侧板18结合至第二气缸体15上与第一气缸体14相反的后部端部表面（第二端部表面）。后部侧板18由金属材料制成（在本实施方式中，由铝制成）并且成形为盘状。相应地，前部侧板16形成在第一气缸体14的与中央板17相反的端部上。后部侧板18形成在第二气缸体15上与中央板相反的端部上。前部侧板16、中央板17和后部侧板18沿旋转轴23的轴向方向布置。

每个气缸体14、15位于相邻的一对分隔壁之间。即，第一气缸体14位于相邻的一对前部侧板16和中央板17之间。第二气缸体15位于相邻的一对中央板17和后部侧板18之间。

前部侧板16、第一气缸体14和中央板17在壳体11中限定第一气缸室21。中央板17、第二气缸体15和后部侧板18在壳体11中限定第二气缸室22。中央板17被夹置在相邻的一对第一和第二气缸室21和22之间。

旋转轴23被插入到前部侧板16、第一气缸体14、中央板17、第二气缸体15以及后部侧板18中。此外，轴承B2布置在中央板17和旋转轴23之间，轴承B2为第一类轴承。而且，轴承B1布置在前部侧板16和旋转轴23之间，轴承B1为第二类轴承。此外，轴承B3布置在后部侧板18和旋转轴23之间，轴承B3为第二类轴承。旋转轴23经由轴承B1、轴承B2和轴承B3通过前部侧板16、中央板17和后部侧板18旋转地支撑。轴承B2与旋转轴23之间的间隙设定为小于轴承B1和轴承B3与旋转轴23之间的间隙。离合器K联接至旋转轴23的末端。当驱动车辆发动机时，来自车辆发动机的驱动力经由离合器K传递至旋转轴23以使得旋转轴23旋转。

在第一气缸室21中容置有第一转子31。第一转子31为圆柱形的并且固定至旋转轴23以与旋转轴23一体地旋转。并且，在第二气缸室22中容置有第二转子32。第二转子32为圆柱形的并且固定至旋转轴23以与旋转轴23一体地旋转。

如图2中所示，第一转子31包括多个（在本实施方式中为五个）径向布置的第一叶片凹槽31a。每个第一叶片凹槽31a敞开至第一转子31的外周表面并且在轴向方向上在整个第一转子31上延伸。在每个第一叶片凹槽31a中容置有第一叶片31b，第一叶片31b能够移动到第一叶片凹槽31a中或从第一叶片凹槽31a中移出。根据由旋转轴23的旋转引起的第一转子31的旋转，每个第一叶片31b的末端接触第一气缸体14的内周表面。于是，在第一气缸室21中，第一转子31的外周表面、第一气缸体14的内圆柱表面、每对相邻的第一叶片31b、前部侧板16以及中央板17限定第一压缩室21a。在第一转子31的旋转方向上，用于增加第一压缩室21a的体积的阶段对应吸气阶段，用于减小第一压缩室21a的体积的阶段对应压缩阶段。

如图3中所示，第二转子32包括多个（在本实施方式中为五个）径向布置的第二叶片凹槽32a。每个第二叶片凹槽32a敞开至第二转子32的外周表面并且在轴向方向上在整个第二转子32上延伸。在每个第二叶片凹槽32a中容置有第二叶片32b，第二叶片32b能够移动到第二叶片凹槽32a中或从第二叶片凹槽32a中移出。根据由旋转轴23的旋转引起的第二转子32的旋转，每个第二叶片32b的末端接触第二气缸体15的内周表面。于是，在第二气缸室22中，第二转子32的外周表面、第二气缸体15的内圆柱表面、每对相邻的第二叶片32b、中央板17以及后部侧板18限定第二压缩室22a。在第二转子32的旋转方向上，用于增加第二压缩室22a的体积的阶段对应吸气阶段，用于减小第二压缩室22a的体积的阶段对应压缩阶段。

如图1中所示，在前部壳体构件13中形成有吸气口13a。吸气口13a连接至外部制冷回路（未示出）。在前部壳体构件13中形成有与吸气口13a流体连通的吸气空间Sa。此外，在前部侧板16中形成有与吸气空间Sa流体连通的吸气入口16a。此外，在第一气缸体14中形成有在轴向方向上延伸通过第一气缸体14的第一吸气通道14a。而且，在第二气缸体15中形成有在轴向方向上延伸通过第二气缸体15的第二吸气通道15a。在中央板17中形成有将第一吸气通道14a和第二吸气通道15a彼此连接的第一连通通道17a。在吸气阶段，第一压缩室21a和吸气空间Sa经由吸气入口16a和第一吸气通道14a彼此连通。在吸气阶段，第二压缩室22a和吸气空间Sa经由吸气入口16a、第一吸气通道14a、第一连通通道17a以及第二吸气通道15a彼此连通。

如图2中所示，在第一气缸体14的外周表面中形成有一对第一切口部14b。每个第一切口部14b从第一气缸体14的外周表面凹进并且在轴向方向上在整个第一气缸体14上延伸。在第一气缸体14中形成有第一排气口14c，在压缩阶段，第一排气口14c将第一压缩室21a与在第一气缸体14的外周表面的外部的第一切口部14b形成的空间彼此连接。第一排气阀14v附接至第一气缸体14上形成第一切口部14b的外周表面，以使得第一排气口14c通过第一排气阀14v开启和闭合。已经在第一压缩室21a中被压缩的制冷气体在第一排气阀14v弯曲时从第一排气口14c排到第一气缸体14外。相应地，第一气缸体14的外部限定第一排气空间Da1。

如图3中所示，在第二气缸体15的外周表面中形成有一对第二切口部15b。每个第二切口部15b从第二气缸体15的外周表面凹进并且在轴向方向上在整个第二气缸体15上延伸。在第二气缸体15中形成有第二排气口15c，在压缩阶段，第二排气口15c将第二压缩室22a与在第二气缸体15的外周表面的外部的第二切口部15b形成的空间彼此连接。第二排气阀15v附接至第二气缸体15上形成第二切口部15b的外周表面，以使得第二排气口15c通过第二排气阀15v开启和闭合。已经在第二压缩室22a中被压缩的制冷气体在第二排气阀15v弯曲时从第二排气口15c排到第二气缸体15外。相应地，第二气缸体15的外部限定第二排气空间Da2。如图1中所示，在中央板17中形成有将第一排气空间Da1和第二排气空间Da2彼此连接的第二连通通道17b。

在后部壳体构件12中形成有排气口12h。排气口12h连接至外部制冷回路。在后部壳体构件12和后部侧板18之间限定了排气室12a。在排气室12a中设置有用于从制冷气体中分离润滑油的油分离器40。油分离器40的外壳40a为具有闭合端部的圆柱形。外壳40a以被夹置在后部壳体构件12和后部侧板18之间的状态下结合至后部壳体构件12和后部侧板18。圆柱形油分离管40b配合到在外壳40a的开口的附近的部分中。在外壳40a的底部部分中形成有将外壳40a的内部与排气室12a的底部部分彼此连接的油通道40c。在后部侧板18和外壳40a中形成有将第二排气空间Da2和外壳40a内部的空间彼此连接的连通通道41。

如图4和5中所示，在后部壳体构件12的内周表面12e上面对中央板17的外周表面17e的部分中形成有朝着中央板17突出的突出部51。突出部51在后部壳体构件12的整个内周表面12e上周向延伸。突出部51接触中央板17的整个外周表面17e。即，中央板17通过将突出部51压配合到中央板17中而附接至后部壳体构件12。

如图4中所示，在中央板17的外周表面17e中形成有安装凹槽17f。安装凹槽17f在中央板17的整个外周表面17e上周向延伸。在安装凹槽17f上安装有环形塑料密封构件61。密封构件61的一部分从中央板17的外周表面17e上突出，并且密封构件61的外周表面接触后部壳体构件12的内周表面12e。密封构件61密封后部壳体构件12的内周表面12e和中央板17的外周表面17e之间的界面。

下文将描述用于组装压缩机10的方法。首先，通过多个螺栓68（在图1中，仅仅示出了螺栓68中的一个）将前部侧板16、第一转子31、第一气缸体14、中央板17、第二转子32、第二气缸体15以及后部侧板18与旋转轴23同轴地组装。O型环62接着被安装到后部侧板18的外周表面上、密封构件61被安装到中央板17的外周表面17e上，并且O型环63被安装到前部侧板16的外周表面上。此外，前部侧板16、第一转子31、第一气缸体14、中央板17、第二转子32、第二气缸体15、后部侧板18以及旋转轴23被插入到后部壳体构件12中。此时，中央板17压配合到突出部51中。此外，O型环64安装到后部壳体构件12的开口端部表面，并且后部壳体构件12的开口被前部壳体构件13闭合。前部壳体构件13和后部壳体构件12通过螺栓69（在图1中，仅仅示出了螺栓69中的一个）彼此紧固。从而，组装了本实施方式的压缩机10。

接下来，将描述本实施方式的操作。当车辆发动机被驱动以使得旋转轴23经由离合器K旋转时，第一转子31和第二转子32同步地旋转。接着，制冷气体经由吸气口13a从外部制冷回路吸入到吸气空间Sa中。已经被吸入到吸气空间Sa中的制冷气体在吸气阶段经由吸气入口16a和第一吸气通道14a吸入到第一压缩室21a中，并且在吸气阶段经由吸气入口16a、第一吸气通道14a、第一连通通道17a和第二吸气通道15a吸入到第二压缩室22a中。

已经吸入到第一压缩室21a中的制冷气体通过在压缩阶段减小第一压缩室21a的体积而被压缩，并且在第一排气阀14v弯曲时从第一排气口14c排放到第一排气空间Da1中。此外，已经吸入到第二压缩室22a中的制冷气体通过在压缩阶段减小第二压缩室22a的体积而被压缩，并且在第二排气阀15v弯曲时从第二排气口15c排放到第二排气空间Da2中。

已经排放到第一排气空间Da1中的制冷气体经由第二连通通道17b流动到第二排气空间Da2中并且与已经从第二排气口15c中排出到第二排气空间Da2中的制冷气体结合。接着，在第二排气空间Da2中的制冷气体经由连通通道41流入到外壳40a中，被吹到油分离管40b的外表面并且在绕着油分离管40b的外周表面回旋时被引入外壳40a中的下部部分。此时，润滑油通过离心分离从制冷气体中分离。接着，已经从制冷气体中分离的润滑油被移动至外壳40a的底部部分并且经由油通道40c被储存在排气室12a的底部部分。在油分离器40中，已经移除了润滑油的制冷气体在油分离管40b内部向上移动并且经由排气口12h排放到外部制冷回路。

第一转子31和第二转子32根据通过在压缩阶段减小第一压缩室21a和第二压缩室22a的体积带来的制冷气体的压缩而振动。第一转子31和第二转子32的振动经由旋转轴23传递至前部侧板16、中央板17以及后部侧板18。特别地，由于中央板17被相邻的一对第一气缸室21和第二气缸室22夹置，因此，相较于前部侧板16和后部侧板18，第一转子31和第二转子32的振动更有可能经由旋转轴23传递至中央板17。

然而，在本实施方式中，通过将突出部51压配合到中央板17中，中央板17与后部壳体构件12接合。相应地，中央板17和后部壳体构件12之间的固定是牢固的。即使第一转子31和第二转子32的振动经由旋转轴23传递至中央板17，中央板17仍然被后部壳体构件12约束，因而限制中央板17的振动。此外，轴承B2与旋转轴23之间的间隙设定为小于轴承B1和轴承B3与旋转轴23之间的间隙。即，通过尽可能地减小轴承B2与旋转轴23之间的间隙，限制了旋转轴23关于中央板17的振动。此外，密封构件61位于后部壳体构件12的内周表面12e和中央板17的外周表面17e之间。相应地，已经从第一转子31和第二转子32经由旋转轴23传递至中央板17的振动被密封构件61的弹性变形吸收。因此，密封构件61用作缓冲构件，该缓冲构件减缓已经传递至中央板17的振动。结果，限制了伴随第一转子31和第二转子32的振动而发生的整个压缩机10的振动。

上述实施方式具有以下优点。

（1）突出部51设置在后部壳体构件12上以使得通过将突出部51压配合到中央板17中而使中央板17与后部壳体构件12接合。相应地，与中央板不通过压配合与后部壳体构件接合的情形相比，牢固地实现了后部壳体构件12和中央板17之间的固定。当制冷气体在压缩阶段中在第一压缩室21a和第二压缩室22a中被压缩时，第一转子31和第二转子32可伴随第一转子31和第二转子32的旋转而振动。然而，即使第一转子31和第二转子32的振动经由旋转轴23传递至中央板17，中央板17仍然被后部壳体构件12约束，因而限制了中央板17的振动。

（2）突出部51形成在后部壳体构件12上。例如，考虑了朝着后部壳体构件12e的内周表面突出的突出部形成在中央板17的外周表面17e上的情形。然而，由于中央板为相对薄的构件，因此在一些情形中，突出部是难以形成的。相应地，突出部51形成在后部壳体构件12上是优选的。

（3）密封构件61位于后部壳体构件12的内周表面12e和中央板17的外周表面17e之间。已经从第一转子31和第二转子32经由旋转轴23传递至中央板17的振动被密封构件61的弹性变形吸收，用以进一步限制中央板17的振动。

（4）轴承B2与旋转轴23之间的间隙设定为小于轴承B1和轴承B3与旋转轴23之间的间隙。即，由于轴承B2与旋转轴23之间的间隙被设定为尽可能地小，因此限制了旋转轴23关于中央板17的振动，以使得中央板17经由旋转轴23的振动可能进一步地被限制。

（5）突出部51在后部壳体构件12的整个内周表面12e上周向延伸。因此，与突出部设置在后部壳体构件12的内周表面12e的一个部分上的情形相比，关于中央板17的外周表面的接触面积被增加，以使得后部壳体构件12和中央板17之间的固定变得更牢固。

（6）根据本实施方式，调节突出部51的位置以使得中央板17固定在后部壳体12上的位置也被调节。结果，前部侧板16与中央板17之间的距离以及中央板17与后部侧板18之间的距离也被调节。

上述实施方式可进行如下修改。

作为上述实施方式中的突出部51的替代性方案，可在中央板17的外周表面17e上设置如图6中所示的突出部71。突出部71朝着后部壳体构件12的内周表面12e突出。中央板17可通过压配合突出部71而与后部壳体构件12接合。

在本实施方式中，朝着后部侧板18突出的突出部可进一步形成在后部壳体12的内周表面12e上面对后部侧板18的外周表面的一部分上。突出部可用于通过压配合将后部侧板18与后部壳体构件12接合。根据这种构造，即使第一转子31和第二转子32的振动经由旋转轴23传递至后部侧板18，但后部侧板18的振动仍然受到限制。相应地，进一步地限制了整个压缩机10的振动。朝着后部壳体构件12的内周表面12e突出的突出部可设置在后部侧板18的外周表面上以使得后部侧板18可通过压配合突出部而与后部壳体构件12接合。

在本实施方式中，朝着前部侧板16突出的突出部可进一步形成在壳体11的内周表面上面对前部侧板16的外周表面的一部分上。突出部可用于通过压配合使得前部侧板16与壳体11接合。根据这种构造，即使第一转子31和第二转子32的振动经由旋转轴23传递至前部侧板16，但前部侧板16的振动仍然受到限制。结果，进一步地限制了整个压缩机10的振动。朝着壳体11的内周表面突出的突出部可设置在前部侧板16的外周表面上以使得前部侧板16可通过压配合突出部而与壳体11接合。

在本实施方式中，突出部可设置在后部壳体构件12的内周表面12e的一部分上。

在本实施方式中，突出部可形成在后部壳体构件12的内周表面12e上，并且朝着后部壳体构件12的内周表面12e突出的突出部可设置在中央板17的外周表面17e上。通过压配合使得突出部的尖端彼此压靠，中央板17可与后部壳体构件12接合。

在本实施方式中，例如海绵之类的缓冲材料可作为缓冲构件设置在后部壳体构件12的内周表面12e和中央板17的外周表面17e之间。

在本实施方式中，可省略密封构件61。

在本实施方式中，轴承B2与旋转轴23之间的间隙可与轴承B1和轴承B3与旋转轴23之间的间隙为相同的尺寸。

在本实施方式中，壳体11中可容置有三个或更多个气缸体。在该情形下，分隔壁在旋转轴23的轴向方向上布置并且每个分隔壁位于气缸体之间或位于每个气缸体的相反的端部处。气缸体和分隔壁在壳体中限定多个气缸室，并且在每个气缸室中容置有转子。在壳体和至少一个分隔壁之间设置有突出部，该至少一个分隔壁中的每一个被气缸室夹置。特别地，突出部设置在分隔壁与壳体11中的至少一个上。分隔壁可通过压配合突出部而与壳体11接合。

因此，本实施例和实施方式应当被视为描述性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同方式范围内进行修改。

Claims (6)

1.一种级联型叶片压缩机，包括：

壳体；

容置在所述壳体中的旋转轴；

容置在所述壳体中的多个气缸体；

在所述旋转轴的轴向方向上布置的多个分隔壁，其中，每个所述气缸体位于相邻的一对所述分隔壁之间，其中，所述气缸体和所述分隔壁在所述壳体中限定多个气缸室；以及

多个转子，每个所述转子容置在其中一个所述气缸室中，其中，所述转子与所述旋转轴一体地旋转，并且其中

每个所述转子包括多个叶片凹槽，

在每个所述叶片凹槽中容置有叶片，

在每个所述气缸室中的每对相邻的叶片限定压缩制冷剂的压缩室，

所述旋转轴被所述分隔壁旋转地支撑，

所述级联型叶片压缩机的特征在于，至少一个所述分隔壁被相邻的一对所述气缸室夹置，其中，至少一个被夹置的所述分隔壁被压配合到所述壳体中，并且

所述旋转轴插入到压配合至所述壳体中的所述分隔壁内。

2.根据权利要求1所述的级联型叶片压缩机，其中，在所述壳体上设置有朝着所述分隔壁突出的突出部。

3.根据权利要求2所述的级联型叶片压缩机，其中，所述突出部在所述壳体的整个内周表面上周向延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的级联型叶片压缩机，其中，在压配合的所述分隔壁和所述壳体之间设置有缓冲构件。

5.根据权利要求4所述的级联型叶片压缩机，其中，所述缓冲构件包括密封构件。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的级联型叶片压缩机，其中

在所述旋转轴和被压配合到所述壳体中的所述分隔壁之间设置有第一类型的轴承，

在所述旋转轴和被布置在所述气缸体的相反两端部上的所述分隔壁中的每一个分隔壁之间设置有第二类型的轴承，以及

所述第一类型的轴承与所述旋转轴之间的间隙小于每个所述第二类型的轴承与所述旋转轴之间的间隙。