CN103782036A - 具有两个气缸的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有两个气缸（6a、6b）的旋转式压缩机，其在气缸（6）内具有旋转活塞（8）的两个压缩构件（4a、4b）隔着分隔板（5）相邻配置，由电动构件（2）驱动旋转的曲柄轴（7）插通在分隔板（5）的贯通孔（5a）中，插入到曲柄轴偏心部（7a、7b）的旋转活塞（8）通过曲柄轴（7）旋转而偏心旋转，并且通过旋转活塞（8）的偏心旋转对气缸（6）内的工作流体进行压缩，其中，分隔板（5）贯通孔（5a）的内径（ΦDc）大于一方的曲柄轴偏心部（7a）的外径（ΦDb），且小于另一方的曲柄轴偏心部（7b）的外径ΦDa，由此使贯通孔（5a）的内径（ΦDc）的扩大停留在最小限度，能够抑制贯通孔（5a）内部与压缩室（11a、11b）之间的泄漏，并且能够提高压缩室（11a、11b）的气密性，提供高效率的压缩机（11a、11b）。

Description

具有两个气缸的旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及空调机、冷冻机、鼓风机、热水机等中使用的具有两个气缸的旋转式压缩机。

背景技术

冷冻装置、空气调节装置等中，使用压缩机来吸入蒸发器中蒸发的气体制冷剂，将其压缩至冷凝所需的压力，并将高温高压的气体制冷剂送出至制冷剂回路中。作为这种压缩机之一，已知有旋转式压缩机。其中，在压缩机内部形成有两个压缩室的具有两个气缸的旋转式压缩机因具有低振动、低噪声性、可高速运转等特性，而作为高性能压缩机不断进行研发，要求实现一种小型且更高容积的压缩机。

旋转式压缩机的高容积化中，采用将气缸的高度升高而扩大容积的方法、或将曲柄轴的偏心量增大而将压缩室的封闭容积设计得更大等的方法。

当将气缸的高度升高而增大容积的情况下，为适应轴承负载的增大，需要使曲柄轴大径化，这导致压缩机的效率下降。

另一方面，对将增大曲柄轴的偏心量的方法应用于具有两个气缸的旋转式压缩机的情况进行说明。具有两个气缸的旋转式压缩机中，两个压缩室之间用分隔板隔开，在该分隔板上需要形成有用于插通曲柄轴的贯通孔。该贯通孔的大小在组装时受到能够插入曲柄轴的直径的制约，一般而言其以稍大于曲柄轴偏心部的直径的直径构成。

利用图5，对在这种制约下，将曲柄轴的偏心量设定得较大的情况的技术问题进行说明。图5（a）是偏心量小的情况下的曲柄轴和旋转活塞（rolling piston）、分隔板的组装图。图5（b）是保持分隔板的贯通孔不变而将偏心量设定得较大的情况下的组装图。

通过增大曲柄轴偏心部107a、107b相对于曲柄轴107的偏心量，在偏心方向的反方向，旋转活塞108a、108b的端面和分隔板105的端面的密封部140的长度减小。在密封部140，在高度方向设置有微小的间隙，用于使旋转活塞108a、108b偏心旋转。为抑制制冷剂从该间隙泄漏，优选密封部140的长度尽可能长地构成，但是如前所述，由于增大曲柄轴偏心部107a、107b的偏心量，密封部140的长度减小，导致制冷剂经由密封部140的泄漏增加之类的问题发生。

应对上述的技术问题，图6和图7表示例如专利文献1所记载的旋转式压缩机。图6是该旋转式压缩机的侧视截面图，图7是该主要部分放大图。

如图6、图7所示，为了将分隔板105的贯通孔105a设计得较小，按每个曲柄轴偏心部107a、107b将曲柄轴107分割为单元，并将各个单元用连结部141连接而进行组装，由此使分隔板105的贯通孔105a的直径比曲柄轴偏心部107b小。由此，上述的密封部140的长度能够设定得较大，提高了压缩室111a、111b的气密性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－337210号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在现有技术的结构中，由于将曲柄轴107分割为单元，所以难以确保组装后的同轴度。而且，因为在分隔板105的贯通孔105a新设中间部轴承，所以会产生轴承损耗增加等问题。另外，部件数量的增大也会导致成本方面的问题。

本发明用于解决现有技术的问题，其目的在于，无需增加部件数量，就使分隔板的贯通孔的直径变小，充分确保密封部的强度，由此提供一种压缩室的气密性得以提高并且高效率的压缩机。

用于解决课题的方法

为了解决上述现有技术的问题，本发明的有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：在气缸内具有旋转活塞的两个压缩构件隔着分隔板相邻配置，由电动构件驱动旋转的曲柄轴插通于上述分隔板的贯通孔，上述曲柄轴旋转而使得插入到曲柄轴偏心部的上述旋转活塞偏心旋转，通过上述旋转活塞的偏心旋转对上述气缸内的工作流体进行压缩，其中，上述贯通孔的内径ΦDc大于一方的上述曲柄轴偏心部的外径ΦDb，小于另一方的上述曲柄轴偏心部的外径ΦDa。

通常，曲柄轴偏心部的外径需要对从旋转活塞在压缩构件压缩的工作流体受到的负载具有充分的轴承耐力的直径。因此，为了实现高容积化，需要扩大曲柄轴偏心部的直径，但是若将两个曲柄轴偏心部的直径都扩大，则由于能够组装的尺寸上的制约，分隔板的贯通孔的内径随同曲柄轴偏心部的直径扩大而变大，这将导致包括旋转活塞端面和分隔板的密封部的长度必然减小。

本发明中，另一方的曲柄轴偏心部的外径ΦDa构成得比分隔板的贯通孔的内径大，所以在该压缩构件中，能够对从要压缩的工作流体受到的负载确保充分的轴承耐力，在此基础上能够尽可能确保密封部的长度，而无需扩大分隔板的贯通孔的内径。

发明的效果

根据本发明，即使压缩机的容积设定得较大，也能够将分隔板与旋转活塞端面的密封部设得长，所以能够提高压缩室的气密性，实现高效率化的具有两个气缸的旋转式压缩机。

附图说明

图1是本发明的实施方式的具有两个气缸的旋转式压缩机的纵截面图。

图2是本发明的实施方式的压缩构件的俯视图。

图3是表示本发明的实施方式的曲柄轴、分隔板和旋转活塞的组装时的位置关系的说明图。

图4是表示现有技术的曲柄轴、分隔板和旋转活塞的组装时的位置关系的说明图。

图5（a）是现有技术的偏心量设得较小的压缩机构主要部分的组装图，（b）是现有技术的偏心量设得较大的压缩机构主要部分的组装图。

图6是现有技术的具有两个气缸的旋转式压缩机的侧视图。

图7是该主要部分放大图。

附图标记的说明

1 密闭容器

2 电动构件

3 曲柄轴

4 压缩构件

5 分隔板

5a 贯通孔

6 气缸

7 曲柄轴

7a 另一方的曲柄轴偏心部

7b 一方的曲柄轴偏心部

7c 曲柄轴主轴部

7d 曲柄轴副轴部

8 旋转活塞

11a、11b 压缩室

12 蓄液器（accumulator）

20 贮油部

22a、22b 叶片

具体实施方式

第一发明的旋转式压缩机是一种具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：在气缸内具有旋转活塞的两个压缩构件隔着分隔板相邻配置，由电动构件驱动旋转的曲柄轴插通于上述分隔板的贯通孔，上述曲柄轴旋转而使得插入到曲柄轴偏心部的上述旋转活塞偏心旋转，通过上述旋转活塞的偏心旋转对上述气缸内的工作流体进行压缩，其中，上述贯通孔的内径ΦDc大于一方的上述曲柄轴偏心部的外径ΦDb，小于另一方的上述曲柄轴偏心部的外径ΦDa。由于另一方的曲柄轴偏心部的外径ΦDa构成得比分隔板的贯通孔的内径大，所以在该压缩构件中，能够对从压缩的工作流体受到的负载确保充分的轴径。而且，因为虽然增加了偏心量但未扩大分隔板的贯通孔的内径，所以能够尽可能确保密封部的长度。

第二发明具体而言是在第一发明的具有两个气缸的旋转式压缩机中：一方的上述曲柄轴偏心部的轴向高度Hb比另一方的上述曲柄轴偏心部的轴向高度Ha高。在仅通过偏心部的轴径不能确保所需的轴承耐力的情况下，也能够利用轴承高度，提高耐力，能够使分隔板的贯通孔的内径的扩大停留在最小限度。

第三发明具体而言是在第一发明或第二发明的具有两个气缸的旋转式压缩机中：在一方的上述曲柄轴偏心部中压缩的上述压缩构件的压缩室容积，设定得小于另一方的上述压缩压缩构件的压缩室容积。偏心部的轴径扩大导致分隔板的贯通孔的内径扩大的压缩构件中，通过使压缩室容积比另一方的压缩构件小，并使偏心部的轴承负载本身减小，能够确保可靠性。

第四发明具体而言是在第一发明至第三发明的具有两个气缸的旋转式压缩机中：在另一方的上述曲柄轴偏心部中压缩的上述压缩构件，配置于靠近主要对上述曲柄轴进行轴支承的主轴承的位置。因此，负载大的压缩构件能够在轴承附近轴支承，所以施加于轴承的力矩得以减小，在实现本发明的基础上能够确保高度可靠性。此处，主要轴支承的主轴承是指在曲柄轴本身由多个轴承支承时轴承直径的二次方与轴承长度之积最大的轴承，在具有两个气缸的旋转式压缩机的情况下，一般而言设置在电动构件侧。

第五发明具体而言是在第一发明至第四发明的具有两个气缸的旋转式压缩机中：润滑油或上述工作流体充满在上述贯通孔中，其中，在上述压缩构件中压缩的上述工作流体的排出压力施加于上述润滑油或上述工作流体。通过使压缩室内部形成为大致与排出压力相同的压力（同压），对滑动部的润滑油供给变容易，所以压缩机的可靠性优异。但是，具有两个气缸的旋转式压缩机中，高压润滑油或工作流体充满贯通孔内部的情况下，有可能因压力差而漏入到压缩室内。另一方面，当低压的润滑油或工作流体充满分隔板的贯通孔内部时，可以认为，压缩后的工作流体从压缩和排出过程中的压缩室经由该密封部露出，但是与吸入过程中的压缩室不存在压力差，经由该密封部保持压力差的时间变短。即在高压的润滑油等充满贯通孔内部的情况更显著地显现出本发明的确保该密封部的长度的效果。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，并不由本实施方式限定本发明。

（实施方式）

图1是本发明的实施方式的具有两个气缸的压缩机的旋转式压缩机的纵截面图，图2是压缩构件的俯视图。

图1中，在密闭容器1内收纳有电动构件2和压缩构件4。电动构件2使曲柄轴7旋转，压缩构件4由曲柄轴7驱动。

该压缩构件4包括：各自独立地进行压缩动作的压缩构件4a、4b。压缩构件4a具有形成圆筒状空间的气缸6a、和配置在气缸6a内的旋转活塞8a。压缩构件4b具有形成圆筒状空间的气缸6b、和配置在气缸6b内的旋转活塞8b。

在曲柄轴7设置有曲柄轴偏心部7a、7b。分隔板5配置在两个压缩构件4a、4b之间。在压缩构件4a的电动构件2侧，配置有主轴承31。主轴承31与轴支承曲柄轴主轴部7c的轴承部一起形成上端板。上端板封闭压缩构件4a的电动构件2侧。在压缩构件4b的贮油部20侧，配置有副轴承32。副轴承32与轴支承曲柄轴副轴部7d的轴承部一起形成下端板。下端板封闭压缩构件4b的贮油部20侧。

在分隔板5的上表面配置有气缸6a，在分隔板5的下表面配设有气缸6b。另外，在气缸6a内收纳有另一方的曲柄轴偏心部7a，在气缸6b内收纳有一方的曲柄轴偏心部7b。

曲柄轴偏心部7a、7b与曲柄轴7构成为一体。在另一方的曲柄轴偏心部7a，旋转自如地安装有旋转活塞8a，在一方的曲柄轴偏心部7b，旋转自如地安装有旋转活塞8b。

如图2所示，在气缸6a形成有叶片槽21a，在气缸6b形成有叶片槽21b。在叶片槽21a滑动自如地配置有叶片22a，在叶片槽21b滑动自如地配置有叶片22b。背压施加于叶片22a，使叶片22a始终与旋转活塞8a抵接。背压施加于叶片22b，使叶片22b始终与旋转活塞8b抵接。在气缸6a形成有吸入通路9a，在气缸6b形成有吸入通路9b。吸入管10a与吸入通路9a连接，吸入管10b与吸入通路9b连接。吸入通路9a与吸入通路9a相互独立，吸入管10a与吸入管10b相互独立。吸入管10a经由吸入通路9a与压缩室11a连通，吸入管10b经由吸入通路9b与压缩室11b连通。

另外，为了防止压缩室11a、11b内的液压缩，在吸入管10a、10b设置有蓄液器12。蓄液器12对制冷剂进行气液分离，仅将制冷剂气体导向吸入管10a、10b。蓄液器12中，圆筒状的外壳13的上部与制冷剂气体导入管14连接，下部与两条制冷剂气体导出管15a、15b连接。制冷剂气体导出管15a、15b的一端与吸入管10a、10b连接，制冷剂气体导出管15a、15b的另一端延伸至外壳13的内部空间的上部。

当曲柄轴7由电动构件2驱动而旋转时，曲柄轴偏心部7a、7b在气缸6a、6b内做偏心旋转，旋转活塞8a、8b边与叶片22a、22b抵接边做旋转运动。旋转活塞8a和旋转活塞8b各自以错开半个旋转的周期，在两气缸6a、6b内反复进行制冷剂气体的吸入和压缩。从制冷剂气体导入管14吸入低压制冷剂在外壳13内气液分离，分离液体制冷剂后的制冷剂气体通过各个制冷剂气体导出管15a、15b、吸入管10a、10b、吸入通路9a、9b，被吸入到压缩室11a、11b。

另外，密闭容器1的底部的贮油部20的润滑油从曲柄轴副轴部7d的下端经由曲柄轴7的内部，供给至贯通孔5a，充满由分隔板5、旋转活塞8a、8b和曲柄轴7包围的区域。

以下，就如上所述那样构成的具有两个气缸的旋转式压缩机，说明其动作和作用。

图3是表示本发明的实施方式的旋转式压缩机的曲柄轴、分隔板和旋转活塞的组装时的位置关系的主要部分侧视图。

组装时，分隔板5从曲柄轴副轴部7d侧插入，通过一方的曲柄轴偏心部7b，配置在一方的曲柄轴偏心部7a与另一方的曲柄轴偏心部7b之间。因此，分隔板5的贯通孔5a的内径ΦDc需要设定为大于一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb。

另一方面，在本发明的实施方式中，另一方的曲柄轴偏心部7a的外径ΦDa设定为大于贯通孔5a的内径ΦDc，分隔板5不能从曲柄轴主轴部7c侧插入。这样，通过将曲柄轴主轴部7a的外径ΦDa设定得较大，能够提高压缩时对从旋转活塞8a受到的负载的耐力，即使压缩构件4a的容积形成得较大，也能实现高度可靠性。

另外，图3中，润滑油充满了贯通孔5a。排出压力施加于该位于贯通孔5a的润滑油。另外，有时贯通孔5a也被工作流体充满。在此情况下，排出压力施加于位于贯通孔5a的工作流体。由分隔板5的端面与旋转活塞8a、8b的端面构成的密封部40，确保压缩室11a与压缩室11b的压力差。然而，在该密封部40在高度方向设置有微小的间隙，以使得旋转活塞8能够偏心旋转，并且为了抑制从间隙泄漏，优选密封部40的长度（径向的长度）构成得尽可能长。本发明的实施方式中，通过将一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb设定得较小，能够使贯通孔5a的内径ΦDc小。另外，与一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb的径向的减少长度相应地，能够增大旋转活塞8b的径向长度，所以能够使密封部40在径向形成得较长，能够防止润滑油从贯通孔5a漏入压缩室11a、11b。

作为比较例，图4表示一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb设定为与另一方的曲柄轴偏心部7a的外径ΦDa相等的情况的组装图。

随着通过贯通孔5a的一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb的扩大，贯通孔5a的内径ΦDc也扩大，所以尽管旋转活塞8b的外径和一方的曲柄轴偏心部7b的偏心量相等，密封部40的长度依然变短，由此可知这会导致润滑油从贯通孔5a更多地漏入压缩室11a、11b。

这样，将组装时插入到分隔板5的贯通孔5a的一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb设定为小于另一方的曲柄轴偏心部7a的外径ΦDa，并且将贯通孔5a的内径ΦDc保留在外径较小的一方的曲柄轴偏心部7b能够通过的程度的大小，由此能够扩大密封部40的长度，抑制高压的润滑油进入到压缩室11。

另外，为了弥补伴随一方的曲柄轴偏心部7b的外径ΦDb小于另一方的曲柄轴偏心部7a的外径ΦDa而出现的轴承耐力的降低，如图3所示，也可以将一方的曲柄轴偏心部7b的轴高Hb设定为比另一方的曲柄轴偏心部7a的轴高Ha高。由此，在仅靠一方的曲柄轴偏心部7b的轴径不能确保所需的轴承耐力的情况下，也能够利用轴承高度Hb提高耐力，能够使分隔板5的贯通孔5a的内径ΦDc的扩大停留在最小限度。

另外，压缩构件4b的压缩室容积也可以设定为小于压缩构件4a的压缩室容积。压缩构件4b的压缩室容积是由气缸6a、旋转活塞8a、主轴承31的上端板和分隔板5形成的压缩室11a的容积，压缩构件4a的压缩室容积是由气缸6b、旋转活塞8b、副轴承32的下端板和分隔板5形成的压缩室11b的容积。

由此，本来一方的曲柄轴偏心部7b的轴径的扩大成为分隔板5的贯通孔5a的内径ΦDc扩大的原因，但在此能够通过将压缩构件4b的压缩室11a的容积设得比压缩构件4a的压缩室11b小，减小一方的曲柄轴偏心部7b的轴承负载，能够确保可靠性。

另外，也可以将另一方的曲柄轴偏心部7a中压缩的压缩构件4a配置在靠近主要轴支承曲柄轴7的主轴承31的位置。能够在主轴承31的附近轴支承负载较大的压缩构件4a，所以施加于主轴承31的力矩得以减少，实现本发明，并在此基础上能够确保高度可靠性。

另外，本发明中，对具有两个气缸的旋转式压缩机进行了说明，但对具有两个以上的气缸的旋转式压缩机也设置同样的结构，由此能够实现该效果。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的具有两个气缸的旋转式压缩机通过抑制经由分隔板和旋转活塞的端面的密封部的泄漏，能够提高压缩室的气密性，实现压缩机的高效率化。由此，不仅能够适用于利用HFC类制冷剂等的空调机用压缩机，还能用于利用作为自然制冷剂的CO₂的空调机或热泵式热水机等用途。

Claims (5)

1.一种具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：

在气缸内具有旋转活塞的两个压缩构件隔着分隔板相邻配置，

由电动构件驱动旋转的曲柄轴插通于所述分隔板的贯通孔，

所述曲柄轴旋转而使得插入到曲柄轴偏心部的所述旋转活塞偏心旋转，

通过所述旋转活塞的偏心旋转对所述气缸内的工作流体进行压缩，其中，

所述贯通孔的内径ΦDc大于一方的所述曲柄轴偏心部的外径ΦDb，小于另一方的所述曲柄轴偏心部的外径ΦDa。

2.如权利要求1所述的具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：

一方的所述曲柄轴偏心部的轴向高度Hb比另一方的所述曲柄轴偏心部的轴向高度Ha高。

3.如权利要求1或2所述的具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：

在一方的所述曲柄轴偏心部中压缩的所述压缩构件的压缩室容积，设定得小于另一方的所述压缩压缩构件的压缩室容积。

4.如权利要求1～3中的任一项所述的具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：

在另一方的所述曲柄轴偏心部中压缩的所述压缩构件，配置于靠近主要对所述曲柄轴进行轴支承的主轴承的位置。

5.如权利要求1～4中的任一项所述的具有两个气缸的旋转式压缩机，其特征在于：

润滑油或所述工作流体充满在所述贯通孔中，其中，在所述压缩构件中压缩的所述工作流体的排出压力施加于所述润滑油或所述工作流体。

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