CN103790827A - 旋转式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转式压缩机,其减少过压缩损失,提高压缩效率,并且提高COP。在旋转式压缩机中,包括:排出孔(190S、190T),其设置在端板上靠叶片槽(128S、128T)的附近,该排出孔与压缩室(133S、133T)连通,并且一部分位于气缸内壁(123S、123T)的外侧;以及排出槽(137S、137T),其设置在气缸内壁(123S、123T)的叶片槽(128S、128T)附近,使压缩室(133S、133T)与排出孔(190S、190T)连通,并且其一侧端部位于叶片槽(128S、128T)的压缩室(133S、133T)侧壁部的端部。
Description
技术领域
本发明涉及例如空调机使用的旋转式压缩机。
背景技术
图7是表示现有的旋转式压缩机的第一、第二压缩部的放大截面图。图8是图7的D部分放大截面图。如图7和图8所示,现有的旋转式压缩机具有压缩部52,压缩部52包括:在侧部呈放射状地设置有吸入孔(未图示)和叶片槽528S、528T的环状气缸521S、521T;封闭该气缸521S、521T的端部的端板(未图示);与由马达进行旋转驱动的旋转轴的偏心部152S、152T嵌合,沿着气缸521S、521T的气缸内壁523S、523T在气缸521S、521T内公转,在其与气缸内壁523S、523T之间形成工作室130S、130T的环状活塞125S、125T;以及从设置于气缸521S、521T的叶片槽528S、528T内突出到工作室130S、130T内,与环状活塞125S、125T抵接,将工作室130S、130T划分为吸入室131S、131T和压缩室133S、133T的叶片127S、127T,其中,在端板(未图示)的叶片槽528S、528T附近,设置有将压缩室133S、133T内的压缩制冷剂排出到压缩室133S、133T外的排出孔190S、190T,在气缸521S、521T的叶片槽528S、528T附近,设置有将压缩室133S、133T内的压缩制冷剂导向排出孔190S、190T的缺口部537S、537T。
在具有上述结构的旋转式压缩机中,存在如下问题:在环状活塞125S、125T在气缸521S、521T内公转并通过排出孔190S、190T之后,在由气缸内壁523S、523T、环状活塞125S、125T和叶片127S、127T围成的小空间538S、538T中,未从排出孔190S、190T排出的制冷剂气体被压缩而成为过压缩损失,因此压缩效率降低,COP恶化。
目前,公开了如下的密闭型压缩机(例如参照专利文献1),其具备密闭容器和收容在上述密闭容器内的电动机构及压缩机构,上述压缩机构包括:在内侧具有工作室的气缸;通过旋转轴的偏心部而能在上述气缸内旋转的滚筒(环状活塞);与上述滚筒接触且在设置于上述气缸的引导槽内滑动,并将上述气缸的工作室划分为压缩室和吸入室的叶片;以及将上述气缸的工作室封闭的框体(端板),在上述框体上设置有与上述气缸的压缩室连通的排出孔,在上述密闭型压缩机(旋转式压缩机)中,上述排出孔完全位于上述气缸的压缩室的内侧,并且形成为不比上述滚筒的内周缘向内侧突出的圆形、长孔形或者月牙形的形状,而且,上述滚筒形成为圆筒形状、或者排出孔一侧的端面部变厚的圆筒形状。
此外,公开了如下的密闭型旋转式压缩机(例如参照专利文献2),其在密闭箱内收纳有电动机部和经由旋转轴与该电动机部连结的旋转压缩机构部,上述旋转压缩机构部包括:形成气缸室的气缸;在上述气缸的两端面设置并覆盖上述气缸室的第一和第二盖部件;以及将上述气缸室内分离成压缩室和吸入室的滚筒和叶片,其中,在上述第一和第二盖部件的至少一方设置有将在上述气缸室内被压缩的制冷剂排出的排出孔,若设上述叶片位于下止点时的上述压缩室的截面积为B(m2)、上述排出孔的截面积为C(m2)时,则以C/B≤0.15的方式设定该排出孔,同时使上述排出孔的长度为3mm以下,使上述排出孔面对气缸室的面积比例为排出孔截面积的87%以上,并且在上述气缸未设置用于排出制冷剂的缺口槽。
专利文献1:日本特开平05-133363号公报
专利文献2:日本特开2007-198319号公报
发明内容
然而,根据专利文献1公开的现有技术,存在如下问题:由于使排出孔完全位于气缸的压缩室的内侧,并且在气缸的压缩室未设置排出缺口,所以虽然能够减少再膨胀损失,但是在滚筒通过了排出孔之后,在由气缸的内壁、滚筒和叶片围成的空间中,未排出的制冷剂气体被压缩而形成过压缩损失,而且,高压制冷剂气体返回到低压的吸入室一侧,因此压缩效率降低,COP恶化。
此外,根据专利文献2公开的现有技术,由于排出孔面对气缸室的面积比例为排出孔截面积的87%以上,所以与专利文献1公开的技术相比,滚筒通过排出孔之后的、由气缸的内壁、滚筒和叶片围成的空间的容积减少,虽然过压缩损失稍稍降低,但是压缩效率也降低,因此整个制冷循环的COP恶化。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种旋转式压缩机,其减少过压缩损失,提高压缩效率,并且提高COP。
为了解决上述课题并实现发明目的,本发明的旋转式压缩机具有压缩部,该压缩部包括:气缸,其呈环状,在侧部呈放射状地设置有吸入孔和叶片槽;端板,其封闭上述气缸的端部;环状活塞,其与由马达进行旋转驱动的旋转轴的偏心部嵌合,沿着上述气缸的气缸内壁在该气缸内公转,在该环状活塞与上述气缸内壁之间形成工作室;以及叶片,其从设置于上述气缸的叶片槽内突出到上述工作室内而与上述环状活塞抵接,将该工作室划分为吸入室和压缩室,上述旋转式压缩机的特征在于,包括:排出孔,其设置在上述端板上靠上述叶片槽的附近,该排出孔与上述压缩室连通并且一部分位于上述气缸内壁的外侧;以及排出槽,其设置在上述气缸内壁的上述叶片槽附近,使上述压缩室与排出孔连通,并且其一侧端部位于上述叶片槽的压缩室侧壁部的端部。
根据本发明,能够提供一种旋转式压缩机,其减少过压缩损失,提高压缩效率,并且整个制冷循环的COP较高。
附图说明
图1是表示本发明涉及的旋转式压缩机的实施例的纵截面图。
图2是表示实施例1的第一、第二压缩部的俯视图。
图3是图2的A部分放大截面图。
图4是图3的B部分放大截面图。
图5是沿着图3的C-C线的截面图。
图6是表示实施例2的第一、第二压缩部的放大截面图。
图7是表示现有的旋转式压缩机的第一、第二压缩部的放大截面图。
图8是图7的D部分放大截面图。
符号的说明
1旋转式压缩机
10压缩机箱体
11马达
12压缩部
15旋转轴
16供油管
25储液器
31S第一低压联络管(低压联络管)
31T第二低压联络管(低压联络管)
101第一贯通孔(贯通孔)
102第二贯通孔(贯通孔)
104第一吸入管(吸入管、吸入部)
105第二吸入管(吸入管、吸入部)
107排出管(排出部)
111定子
112转子
12S第一压缩部(压缩部)
12T第二压缩部(压缩部)
121S第一气缸(气缸)
121T第二气缸(气缸)
122S第一侧方突出部(侧方突出部)
122T第二侧方突出部(侧方突出部)
123S第一气缸内壁(气缸内壁)
123T第二气缸内壁(气缸内壁)
124S第一弹簧孔(弹簧孔)
124T第二弹簧孔(弹簧孔)
125S第一环状活塞(环状活塞)
125T第二环状活塞(环状活塞)
127S第一叶片(叶片)
127T第二叶片(叶片)
128S第一叶片槽(叶片槽)
128T第二叶片槽(叶片槽)
128Sa、128Ta第一、第二叶片槽的压缩室侧壁部的端部
129S第一压力导入路径(压力导入路径)
129T第二压力导入路径(压力导入路径)
130S第一工作室(工作室)
130T第二工作室(工作室)
131S第一吸入室(吸入室)
131T第二吸入室(吸入室)
133S第一压缩室(压缩室)
133T第二压缩室(压缩室)
135S第一吸入孔(吸入孔)
135T第二吸入孔(吸入孔)
136制冷剂通路
137S、237S第一排出槽(排出槽)
137T、237T第二排出槽(排出槽)
138S第一小空间(小空间)
138T第二小空间(小空间)
140中间分隔板
151副轴部
152S第一偏心部(偏心部)
152T第二偏心部(偏心部)
153主轴部
160S下端板(端板)
160T上端板(端板)
161S副轴承部(轴承部)
161T主轴承部(轴承部)
170S下消音器盖(消音器盖)
170T上消音器盖(消音器盖)
175贯穿螺栓
180S下消音器室(消音器室)
180T上消音器室(消音器室)
190S第一排出孔(排出孔)
190T第二排出孔(排出孔)
200S第一排出阀(排出阀)
200T第二排出阀(排出阀)
201S第一排出阀压板(排出阀压板)
201T第二排出阀压板(排出阀压板)
252储液器支架
253储液器固定带
255系统连接管
R第一、第二压力导入路径的开口部
具体实施方式
下面,参照附图对本发明涉及的旋转式压缩机的实施例进行详细说明。此外,本发明不由该实施例限定。
(实施例1)
图1是表示本发明涉及的旋转式压缩机的实施例的纵截面图,图2是表示实施例1的第一、第二压缩部的俯视图。
如图1所示,实施例的旋转式压缩机1包括:在密闭的纵置圆筒状的压缩机箱体10的下部设置的压缩部12及在压缩机箱体10的上部设置且通过旋转轴15驱动压缩部12的马达11。
马达11的定子111形成为圆筒状,其热装并固定于压缩机箱体10的内周面。马达11的转子112设置在圆筒形状的定子111的内部,热装并固定于将马达11与压缩部12机械性联接的旋转轴15。
压缩部12包括第一压缩部12S、以及与第一压缩部12S并列设置且层叠于第一压缩部12S的上侧的第二压缩部12T。如图2所示,第一、第二压缩部12S、12T具备环状的第一、第二气缸121S、121T,第一、第二气缸121S、121T在第一、第二侧方突出部122S、122T呈放射状设置有第一、第二吸入孔135S、135T、第一、第二叶片槽128S、128T。
如图2所示,在第一、第二气缸121S、121T中,与马达11的旋转轴15同心地形成有圆形的第一、第二气缸内壁123S、123T。在第一、第二气缸内壁123S、123T内,分别设置有外径比气缸内径小的第一、第二环状活塞125S、125T,在第一、第二气缸内壁123S、123T和第一、第二环状活塞125S、125T之间,形成有用于吸入并压缩制冷剂气体且将其排出的第一、第二工作室130S、130T。
在第一、第二气缸121S、121T中,从第一、第二气缸内壁123S、123T沿着径向形成有跨度为整个气缸高度的第一、第二叶片槽128S、128T,在第一、第二叶片槽128S、128T内,分别滑动自如地嵌合有平板状的第一、第二叶片127S、127T。
如图2所示,在第一、第二叶片槽128S、128T的内部,以从第一、第二气缸121S、121T的外周部与第一、第二叶片槽128S、128T连通的方式,形成有第一、第二弹簧孔124S、124T。在第一、第二弹簧孔124S、124T中插入有按压第一、第二叶片127S、127T的背面的叶片弹簧(未图示)。在旋转式压缩机1启动时,由于该叶片弹簧的反弹力,第一、第二叶片127S、127T从第一、第二叶片槽128S、128T内突出到第一、第二工作室130S、130T内,其前端与第一、第二环状活塞125S、125T的外周面抵接,而通过第一、第二叶片127S、127T,将第一、第二工作室130S、130T划分为第一、第二吸入室131S、131T和第一、第二压缩室133S、133T。
此外,在第一、第二气缸121S、121T形成有第一、第二压力导入路径129S、129T,该第一、第二压力导入路径129S、129T通过图1所示的开口部R将第一、第二叶片槽128S、128T的深部与压缩机箱体10内连通,将压缩机箱体10内的被压缩的制冷剂气体导入,并利用制冷剂气体的压力对第一、第二叶片127S、127T施加背压。
在第一、第二气缸121S、121T设置有第一、第二吸入孔135S、135T,该第一、第二吸入孔135S、135T为了从外部向第一、第二吸入室131S、131T吸入制冷剂,而使第一、第二吸入室131S、131T与外部连通。
此外,如图1所示,在第一气缸121S与第二气缸121T之间设置有中间分隔板140,其划分第一气缸121S的第一工作室130S和第二气缸121T的第二工作室130T并将其封闭。在第一气缸121S的下端部设置有下端板160S,其将第一气缸121S的第一工作室130S封闭。此外,在第二气缸121T的上端部设置有上端板160T,其将第二气缸121T的第二工作室130T封闭。
在下端板160S形成有副轴承部161S,旋转轴15的副轴部151由副轴承部161S旋转自如地支承。在上端板160T形成有主轴承部161T,旋转轴15的主轴部153由主轴承部161T旋转自如地支承。
旋转轴15具备相互错开180°相位地偏心的第一偏心部152S和第二偏心部152T,第一偏心部152S与第一压缩部12S的第一环状活塞125S旋转自如地嵌合,第二偏心部152T与第二压缩部12T的第二环状活塞125T旋转自如地嵌合。
当旋转轴15旋转时,第一、第二环状活塞125S、125T沿着第一、第二气缸内壁123S、123T在第一、第二气缸121S、121T内以图2的逆时针方向旋转的方式进行公转,追随该公转,第一、第二叶片127S、127T进行往复运动。通过该第一、第二环状活塞125S、125T和第一、第二叶片127S、127T的运动,使第一、第二吸入室131S、131T和第一、第二压缩室133S、133T的容积连续地变化,压缩部12连续地吸入、压缩并排出制冷剂气体。在后文中说明压缩部12的特征性结构。
如图1所示,在下端板160S的下侧配置有下消音器盖170S,在其与下端板160S之间形成有下消音器室180S。而且,第一压缩部12S向下消音器室180S开口。即,在下端板160S的第一叶片127S附近,设置有使第一气缸121S的第一压缩室133S与下消音器室180S连通的第一排出孔190S(参照图2),在第一排出孔190S配置有防止被压缩的制冷剂气体逆流的舌簧阀型的第一排出阀200S。
下消音器室180S是一个形成为环状的室,是通过贯通下端板160S、第一气缸121S、中间分隔板140、第二气缸121T和上端板160T的制冷剂通路136(参照图2)而将第一压缩部12S的排出侧与上消音器室180T内连通的连通路径的一部分。下消音器室180S使排出制冷剂气体的压力脉动降低。此外,与第一排出阀200S重叠、用于限制第一排出阀200S的挠曲开阀量的第一排出阀压板201S,与第一排出阀200S一起由铆钉固定。第一排出孔190S、第一排出阀200S和第一排出阀压板201S构成下端板160S的第一排出阀部。
如图1所示,在上端板160T的上侧配置有上消音器盖170T,在其与上端板160T之间形成有上消音器室180T。在上端板160T上靠第二叶片127T的附近,设置有使第二气缸121T的第二压缩室133T与上消音器室180T连通的第二排出孔190T(参照图2),在第二排出孔190T配置有防止被压缩的制冷剂气体逆流的舌簧阀型的第二排出阀200T。此外,与第二排出阀200T重叠、用于限制第二排出阀200T的挠曲开阀量的第二排出阀压板201T,与第二排出阀200T一起由铆钉固定。上消音器室180T使排出制冷剂的压力脉动降低。第二排出孔190T、第二排出阀200T和第二排出阀压板201T构成上端板160T的第二排出阀部。
第一气缸121S、下端板160S、下消音器盖170S、第二气缸121T、上端板160T、上消音器盖170T和中间分隔板140,由多个贯穿螺栓175等紧固连结成一体。在由贯穿螺栓175等紧固连结成一体的压缩部12中,上端板160T的外周部通过点焊固结于压缩机箱体10,将压缩部12固定于压缩机箱体10。
在圆筒形状的压缩机箱体10的外周壁,沿轴向隔开间距地从下方依次设置有用于使第一、第二吸入管104、105通过的第一、第二贯通孔101、102。此外,在压缩机箱体10的外侧部,由独立的圆筒形状的密闭容器构成的储液器(Accumulator)25通过储液器支架252和储液器固定带253来保持。
在储液器25的顶部中心连接有与制冷循环的蒸发器连接的系统连接管255,在储液器25的底部设置的底部贯通孔257连接有第一、第二低压联络管31S、31T,其一端延伸到储液器25的内部上方,其另一端被连接到第一、第二吸入管104、105的另一端。
通过储液器25将制冷循环的低压制冷剂导入第一、第二压缩部12S、12T的第一、第二低压联络管31S、31T,经由作为吸入部的第一、第二吸入管104、105,与第一、第二气缸121S、121T的第一、第二吸入孔135S、135T(参照图2)连接。即,第一、第二吸入孔135S、135T与制冷循环的蒸发器并列连接。
在压缩机箱体10的顶部连接有与制冷循环连接并将高压制冷剂气体向制冷循环的冷凝器一侧排出的作为排出部的排出管107。即,第一、第二排出孔190S、190T与制冷循环的冷凝器连接。
在压缩机箱体10内封入有大约直至第二气缸121T的高度的润滑油。此外,润滑油通过插入到旋转轴15的下部的叶片泵(未图示),从安装在旋转轴15的下端部的供油管16被吸取上来并在压缩部12内循环,对滑动部件进行润滑,并且将压缩部12的微小间隙密封。
接着,参照图1~图5,对实施例1的旋转式压缩机1的特征性结构进行说明。图3是图2的A部分放大截面图,图4是图3的B部分放大截面图,图5是沿着图3的C-C线的截面图。
在下端板160S和上端板160T上第一、第二压缩室133S、133T一侧的靠第一、第二叶片槽128S、128T的附近,设置有与第一、第二压缩室133S、133T连通的第一、第二排出孔190S、190T。第一、第二排出孔190S、190T的一部分位于第一、第二气缸内壁123S、123T的外侧。
在第一、第二气缸内壁123S、123T的第一、第二叶片槽128S、128T的附近形成有第一、第二排出槽137S、137T,第一、第二排出槽137S、137T使第一、第二压缩室133S、133T与第一、第二排出孔190S、190T连通,并且其一侧端部位于第一、第二叶片槽128S、128T的压缩室侧壁部的端部128Sa、128Ta。
第一、第二排出槽137S、137T形成为半圆形(或者半圆锥形),该半圆形(或者半圆锥形)为其曲率半径R2与第一、第二排出孔190S、190T的半径R1相等或近似(例如0.9R1≤R2≤1.1R1),并且以越靠近下、上端板160S、160T的位置、深度越深的方式倾斜,曲率半径R2的中心从第一、第二排出孔190S、190T的中心向第一、第二叶片槽128S、128T一侧偏移规定角度α(实施例1中为5°)而形成。如图5所示,第一、第二排出槽137S、137T仅在第一、第二气缸内壁123S、123T的靠近下、上端板160S、160T的部分形成。这是因为,如果第一、第二排出槽137S、137T跨越第一、第二气缸内壁123S、123T的上下方向整个区域地形成,则第一、第二气缸121S、121T的机械强度降低,并且滞留在第一、第二排出槽137S、137T内的压缩制冷剂气体向第一、第二压缩室133S、133T逆流,制冷剂压缩的体积效率降低。
实施例1的旋转式压缩机1中,第一、第二环状活塞125S、125T以逆时针方向旋转的方式进行公转,第一、第二环状活塞125S、125T与第一、第二气缸内壁123S、123T的接触点靠近第一、第二叶片槽128S、128T,第一、第二环状活塞125S、125T完全封闭第一、第二排出孔190S、190T后,第一、第二排出槽137S、137T使第一、第二压缩室133S、133T的第一、第二小空间138S、138T(参照图4)与第一、第二排出孔190S、190T连通,第一、第二小空间138S、138T内的压缩制冷剂气体向第一、第二排出孔190S、190T逃逸,防止制冷剂的过压缩,使过压缩损失降低,提高压缩效率,提高COP。
(实施例2)
接着,参照图6,对实施例2的旋转式压缩机1的特征性结构进行说明。图6是表示实施例2的第一、第二压缩部的放大截面图。
如图6所示,在下端板160S(参照图1)和上端板160T上第一、第二压缩室133S、133T一侧的靠第一、第二叶片槽128S、128T的附近,设置有与第一、第二压缩室133S、133T连通的第一、第二排出孔190S、190T。第一、第二排出孔190S、190T的一部分位于第一、第二气缸内壁123S、123T的外侧。
在第一、第二气缸内壁123S、123T的第一、第二叶片槽128S、128T附近形成有第一、第二排出槽237S、237T,第一、第二排出槽237S、237T使第一、第二压缩室133S、133T与第一、第二排出孔190S、190T连通,并且其一侧端部位于第一、第二叶片槽128S、128T的靠压缩室侧壁部的端部128Sa、128Ta。
第一、第二排出槽237S、237T形成为半圆形(或者半圆锥形),该半圆形(或者半圆锥形)为其曲率半径R3比第一、第二排出孔190S、190T的半径R1大,并且以越靠近下、上端板160S、160T的位置、深度越深的方式倾斜,第一、第二排出槽237S、237T与第一、第二排出孔190S、190T的、位于第一、第二气缸内壁123S、123T的外侧的部分的大部分连通。
实施例2的旋转式压缩机1中,第一、第二环状活塞125S、125T以逆时针方向旋转的方式进行公转,第一、第二环状活塞125S、125T与第一、第二气缸内壁123S、123T的接触点靠近第一、第二叶片槽128S、128T,第一、第二环状活塞125S、125T完全封闭第一、第二排出孔190S、190T后,第一、第二排出槽237S、237T也使第一、第二压缩室133S、133T的第一、第二小空间138S、138T(参照图6)与第一、第二排出孔190S、190T连通,第一、第二小空间138S、138T内的压缩制冷剂气体向第一、第二排出孔190S、190T逃逸,防止制冷剂的过压缩,使过压缩损失降低,提高压缩效率,提高COP。
实施例2的第一、第二排出槽237S、237T与第一、第二排出孔190S、190T的、位于第一、第二气缸内壁123S、123T的外侧的部分的大部分连通,因此第一、第二小空间138S、138T内的压缩制冷剂气体向第一、第二排出孔190S、190T逃逸时的流动阻力较小。
此外,在实施例1和2中,对双气缸型旋转式压缩机的实施例进行了说明,但是本发明的旋转式压缩机也能够应用于单气缸型旋转式压缩机和二级压缩型旋转式压缩机。
Claims (4)
1.一种旋转式压缩机,其具有压缩部,该压缩部包括:
气缸,其呈环状,在侧部呈放射状地设置有吸入孔和叶片槽;
端板,其封闭所述气缸的端部;
环状活塞,其与由马达进行旋转驱动的旋转轴的偏心部嵌合,沿着所述气缸的气缸内壁在该气缸内公转,在该环状活塞与所述气缸内壁之间形成工作室;以及
叶片,其从设置于所述气缸的叶片槽内突出到所述工作室内而与所述环状活塞抵接,将该工作室划分为吸入室和压缩室,
所述旋转式压缩机的特征在于,包括:
排出孔,其设置在所述端板上靠所述叶片槽的附近,该排出孔与所述压缩室连通并且一部分位于所述气缸内壁的外侧;以及
排出槽,其设置在所述气缸内壁的所述叶片槽附近,使所述压缩室与排出孔连通,并且其一侧端部位于所述叶片槽的压缩室侧壁部的端部。
2.如权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于:
所述排出槽形成为半圆形,该半圆形为其曲率半径R2与所述排出孔的半径R1相等或近似,并且以越靠近端板的位置、深度越深的方式倾斜,曲率半径R2的中心从所述排出孔的中心向所述叶片槽一侧偏移规定角度而形成。
3.如权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于:
所述排出槽形成为半圆形,该半圆形为其曲率半径R3比所述排出孔的半径R1大,并且以越靠近端板的位置、深度越深的方式倾斜,所述排出槽与所述排出孔的位于所述气缸内壁的外侧的部分的大部分连通。
4.如权利要求1至3中任一项所述的旋转式压缩机,其特征在于:
所述旋转式压缩机是双气缸型或二级压缩型的旋转式压缩机。
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