CN1040787C - 叶片与转子作成整体的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种旋转压缩机，它的在转子上沿径向向外凸出的、把汽缸室分隔成压缩室与吸气室的叶片与转子做成一体，并且在汽缸中设置带有能容纳叶片前端部的容纳槽，且能转动的圆柱形支承件。转子可在有润滑油供应的驱动轴的偏心轴部分上转动。这样，叶片与转子没有相对滑动，因此，由摩擦造成的动力损耗少；而且减少了从叶片的背压室向吸气室与压缩室的气体泄漏，和从压缩室向吸气室的气体泄漏，从而提高了容积效率和指示效率。

Description

叶片与转子作成整体的旋转式压缩机

本发明涉及一主要用于冷冻装置的，叶片与转子没有相对滑动，摩擦损失少的旋转压缩机。

以往的旋转压缩机，有例如日本专利文献JP3-70890所公开的那种压缩机，它具有带汽缸室的汽缸，装在汽缸中的转子和叶片，并且将从开在上述吸气室上的吸气口吸入的气体压缩后，从开在压缩室上的排气口排出，驱动轴的偏心轴部分装在上述转子上，并且能相对转动，上述叶片从上述转子的径向向外凸出，与该转子做成一个整体，同时，在上述汽缸中设有支承件，该支承件上有可容纳叶片的前端部分的容纳槽。

还有例如日本专利文献实开昭61-114082所公开的那样的压缩机。这种已有的压缩机如图24和图25所示，在密封的壳体内设置用电机驱动的压缩部件A，该压缩部件A具有带汽缸室B的汽缸C；套在从上述电机延伸出来的驱动轴D的偏心轴部分上的转子E，转子E因驱动轴D的旋转而在上述汽缸室B内公转；以及设置在上述汽缸C上，能够在吸气口F和排气口G的中间部位作进退运动的叶片H等部件，上述叶片H的后立背面上有从上述排气口G排出的高压气体的一部分以背压的方式作用在上面，由于这一背压，使上述叶片H的前端面始终与上述转子E的外圆周的一部分相接触，从而把上述汽缸室B分隔成压缩室X和吸气室Y。此外，在上述排气口G上还设置有板状的排气阀I，排气阀I或与在排气口出口的周围形成的阀座面紧贴，或与其分离，使上述排气口G关闭或打开。

此外，当上述驱动轴D的旋转使上述转子E在汽缸室B内公转的时候，由上述叶片H所划定的汽缸室B中的压缩室X内的气体受到压缩，在上述压缩行程结束后过渡到排气行程时，被压缩的高压气体由于上述排气阀I打开而从上述排气口G排入壳体内，然后，当排气行程结束过渡到吸气行程时，就使上述排气阀I将上述排气口G关闭，而将低压气体从上述吸气口F吸入汽缸室B中的由上述叶片划定的吸气室Y内，然后又重复上述压缩行程和排气行程。

但是，如上所述，在叶片H支承在汽缸C中能作进退运动的同时，受到背压的作用，而使叶片H的前端与转子E的外圆表面相接触。在叶片H与转子E之间发生相对移动的时候，上述叶片H上有背压的作用，因而使叶片H的前端紧压在转子的外圆表面上。虽然这种紧压接触是必要的，然而，叶片H与转子外圆表面的接触是中间没有润滑油的金属直接接触，所以存在着因叶片H与转子外圆表面之间的滑动而造成的摩擦损失很大，因而动力消耗也很大的问题。此外，由于要使叶片H的前端与转子E的外圆表面相接触，在上述叶片H的后端面上加上了利用排气口G排出来的高压气体所产生的背压，而存在于上述叶片H的背压室内的高压气体，会如图24中箭头a所表示的那样，经过叶片H的侧面与叶片滑动槽之间的间隙，漏到上述吸气室Y中去，存在着客积效率低的缺点。另外，上述压缩室X内的压力是从低压变化到高压的，当压缩室内的压力比背压低时，上述背压室内起作用的高压气体会经过上述叶片H的侧面与叶片滑动槽之间的间隙泄漏到压缩室X里去，所以还存在着指示效率低的问题。再者，如图24的箭头b所示，在上述压缩室X内受到压缩的高压气体会从上述叶片H的前端与转子E接触的部位泄漏入上述吸气室内，这和上面所说的叶片II侧面的泄漏加在一起，就使得容积效率进一步降低了。

鉴于上述各种问题，本发明的目的在于消除叶片与转子之间的相对滑动，减少摩擦损失和动力损耗，并且减少从叶片的后背压室和压缩室泄漏到吸气室去的气体，从而提高容积效率和指示效率，同时提供一种把叶片和转子牢固而且简单地连接成一个整体的结构。

为了达到上述目的，本发明的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机具有带有汽缸室的汽缸，安装在上述气缸室内并在该汽缸室内公转的转子，以及把上述汽缸室分隔成压缩室和吸气室的叶片，这种压缩机把从开在上述吸气室上的吸气口吸入的气体经过压缩后，从开在压缩室上的排气口排出，其特征在于，上述转子套在有润滑油供入的驱动轴的偏心轴部分上，可以发生相对转动，而上述叶片则与上述转子做成一个整体从转子的径向向外凸出，同时，在上述汽缸上设有能容纳上述叶片的端部并允许叶片自由进退的容纳腔以及能转动的圆形支承件。

在上述构造的旋转压缩机中，对于上述转子而言，因为在它与有润滑油供入的驱动轴的偏心轴部分发生相对转动时，没有以前压缩机那样的与叶片之间的相对滑动，所以和以前那种叶片与转子有相对滑动的压缩机比较起来，摩擦损失和动力消耗就少。即，由于驱动轴的供油通路经常将润滑油供入与上述转子相配合的驱动轴的偏心轴部分，使两者之间为流体接触，转子与偏轴部分之间的相对转动的摩擦阻力就可以很小，而且，与叶片上受到背压的作用，叶片与转子之间有相对滑动的情况相比，摩擦损失也小，所以动力消耗就能减少。此外，由于把叶片与转子做成整体，就没有必要在叶片上施加背压，所以以叶片的后端面室向吸气室和压缩室的气体泄漏就没有了，就能提高容积效率和指示效率，更进一步，由于把叶片和转子做成一个整体，象以往的那种气体通过叶片与转子的间隙，从压缩室X漏到吸气室Y中去的情况也没有了，这样，和上面所说的没有叶片后端面室的气体泄漏加在一起，就能更进一步地提高容积效率。

另外，最好把上述能转动的圆形支承件分割成两个半圆形的零件，使叶片能在这两个半圆形零件的平面部分上自由滑动，同时，最好使上述叶片的前端部的位置比支承件的旋转中心更沿着转子的半径方向向外伸出。

此时，由两个半圆形零件组成的支承件中处在压缩室一侧的半圆形零件，在容纳它的圆筒形孔的孔壁内，由于它的朝向压缩室一侧受到压缩室内气体的压力，因而使它沿着转子半径方向向外侧压紧。其结果是，处在压缩室一侧的半圆形零件，由于圆筒形孔的孔壁的凸轮状的作用，就象楔子一样向叶片方向压紧，使得该半圆形零件的平面部分与叶片之间的密封性能提高了。此外，处在吸气室一侧的半圆形零件，也由于压缩室一侧的半圆形零件的楔子作用，通过叶片向着容纳它的圆筒形孔的孔壁压紧，使得吸气室一侧的半圆形零件与叶片以及与汽缸壁之间的密封性能也提高了。这样，防止了压缩气体的泄漏，提高了容积效率。再者，由于上述叶片的前端部的位置始终处在比支承件的旋转中心更沿着转子的半径方向向外伸出的位置上，叶片与半圆形零件的平面部分的接触面积增大了，也就是密封长度加长了，提高了密封性能。由于这一缘故，也防止了压缩气体的泄漏，提高了宽容积效率。

此外，因为上述支承件是由完全分开的两个半圆形零件组成的，把叶片插入支承件中央的容纳部分去的作业就简单了，组装的工艺性也好了。

另外，在上述转子上开有能插入上述叶片的底端一部分的安装槽，最好是在将上述叶片的底端一部分嵌入到该安装槽之后用钎焊把它们焊成整体。

这时，由于将叶片嵌入转子的安装槽后还进一步用钎焊把它们焊在一起，转子与叶片的连接就牢固了，而且，这种连接也很简单易行。

另外，最好是把上述转子与叶片用这样的方式连接成一个整体，即：在上述转子的外圆周上开台阶形安装槽，在其轴线方向的中央开深槽，在轴线方向的两侧开浅槽，并且从该台阶形安装槽的深槽的两个端面沿轴向向外开设贯通的销孔，同时，在上述叶片的底部做出具有能嵌入上述台阶形安装槽的深槽内的嵌合凸台的嵌合部分，并在嵌合凸台上开销孔，把上述叶片的嵌合部嵌入上述台阶形安装槽内，再用一根销子销住上述各个销孔。

这样，就能把叶片和转子牢固而且简单地连接成一个整体。

此外，也可以在上述转子的外圆周的一部分上做出凸台，同时，在上述叶片上开设能让上述凸台嵌入的槽，将凸台与槽嵌装之后，用销子把上述凸台与叶片串在一起，使叶片与转子成为一个整体。

这样，也可以把叶片和转子牢固而简单地连接成一体。

此外，最好在上述转子外圆上对着排气口的部位设置向排气口方向凸出，并且能突入该排气口的凸台。

这时，由于在转子外圆上对着排气口的部位设置了向排气口方向凸出并能突入该排气口的凸台，当从压缩行程过度到排气行程时，上述在转子上设置的凸台就能从离开排气口的位置逐渐突入上述排气口内，而且，在这一突入过程中还能把排气口内的压缩气体挤压出去。因此，能够减小上部余隙，也就是当上述排气行程终止后，过度到吸气行程，向上述吸气室内吸入低压气体时，可以减少残留在上述排气口内的高压气体逆向流入上述吸气室内的流量。其结果是，能防止压缩损失以及上述吸气室内吸入的气体过热和脉动。还有，在排气行程开始时，也就是在排气量很大的排气行程的初期，上述凸台并未突入排气口内，所以能充分保证气体的排出畅通，排气阻力小，防止气体的过度压缩，也就没有因这种过度压缩而造成的动力损失。

还有，上述转子的厚度，最好是将与压缩室相接触的高温侧壁部分设计得薄一些，而与吸气室相接触的低温侧壁部分设计得厚一些。

在这种情况下，由于将转子轴向的厚度设计成与压缩室相接触的高温侧壁部分薄，而与吸气室相接触的低温侧壁部分厚，而转子又不自转，所以运转时，能够解消因为转子沿圆周上所产生的温度差而引起转子出现厚度方向热膨胀量有差别这样的不利因素。

就是说，图24所示的以往那种叶片往复运动的压缩机中，转子由于驱动轴的转动而被强制自转，它的外表面交替地与低温吸气室和高温压缩室接触，所以转子沿圆周上的温度几乎是均匀的。然而在转子不自转的情况下，转子圆周上与低温吸气室和高温压缩室相接触的部分是固定不变的，如以叶片的凸出部分为上方，并作为基准点0°，顺时针方向转动的角度上，270°附近是转子壁部的温度最高点，而90°附近是温度的最低点。因此，在270°附近温度最高，此外与压缩室接触的高温侧壁部分的热膨胀最大，而90°附近温度最低，此处与吸气室接触的低温侧壁部分的热膨胀就小。由于上述热膨胀的差别，转子的厚度会产生几十微米数量级的差别。另一方面，汽缸是设置在充满了排出的高压气体的壳体内的，它的热膨胀可以认为沿汽缸室的圆周上是大致均匀的，而汽缸的厚度是按予先估计的最大热膨用量来设计的，其结果是，对于与吸气室相接触的，膨胀量小的低温侧壁部分的端面来说，间隙就做得大了，由于气体的漏入以及它对吸入气体的加热，就产生了容积效率低这样的缺点。因此，采用将与压缩室相接触的高温侧壁部分设计得薄些，而将与吸气室相接触的低温侧壁部分设计得厚些的措施，在运转的时侯，就可以从积极的方面利用它们的热膨胀的差别，使得高温侧壁部分与低温侧壁部分的厚度趋于一致，就消除了由于转子的厚度不一致而造成的泄漏。

另外，在叶片与转子作成整体的旋转式压缩机中，在把上述叶片做成在转子上沿转子的径向向外凸出，并且与转子成为一个整体的同时，最好把上述叶片的长度和支承件的半径之间的关系设计成这样，即，当上述叶片的前端部伸入到上述支承件的容纳槽的最深部分时，上述叶片的前端部不超过上述支承件的旋转中心。

在这种情况下，当转子和叶片的位置向压缩室一侧移动时，叶片与容纳槽的互相压紧的部位是叶片前端靠吸气室一侧的棱边和容纳槽靠压缩室一侧的入口处的棱边，由于是依靠这两条棱边进行密封的，所以压缩室与吸气室之间可以密封得很好。接着，进行压缩行程之后，当转子和叶片的位置向吸气室一侧移动时，叶片的前端也没有超出支承件的旋转中心，所以叶片与容纳槽的互相压紧的部位也是叶片的前端靠吸气室一侧的棱边和容纳槽靠压缩室一侧的入口处的棱边，由于是依靠这两条棱边进行密封的，所以压缩室与吸气室之间可以密封得很好。

此外，在旋转压缩机中，在把上述叶片做成在转子上沿转子的径向向外凸出，并且与转子成为一个整体的同时，最好在上述支承件的中心部分开设一个大的孔洞，这个孔洞与支承件上的上述容纳槽连通，当上述叶片的前端伸入到上述容纳槽的最深部分时，上述叶片的前端部与上述容纳槽之间的接触部分不超过上述支承件的旋转中心。

在这种情况下，由于开设了孔洞，叶片的前端部与容纳槽接触的接触部位就不会超过支承件的旋转中心。因此，当转子和叶片的位置向压缩室一侧移动时，叶片和容纳槽的相互压紧的部位是叶片的前端部的接触部和容纳槽压缩室一侧的入口的棱边，因为由这两条棱边来密封，所以压缩室与吸气室之间可以密封得很好。接着进行压缩行程之后，在转子和叶片的位置向吸气室一侧移动的时侯，由于叶片的接触部分也没有超过支承件的旋转中心，叶片和容纳槽的相互压紧的部位仍是叶片的接触端部和容纳槽的压缩室一侧的入口的棱边，用这两条棱边来密封，所以压缩室与吸气之间仍可以密封的很好。此外，由于有孔洞，叶片的前端部与容纳槽之间的接触部分不致于超过支承件的旋转中心，所以没有必要把支承件的半径做得很小，从而能使支承件及其附近的结构缩小。

下面简单地说明附图。

图1是本发明叶片与转子作成整体的旋转式压缩机的汽缸的主要部分的剖面图；

图2是叶片的安装结构例子的剖面图；

图3是图2中央的纵剖面图；

图4是同一叶片的另一种安装结构例子的剖面图；

图5是转子的公转角度为0°时的水平剖面图；

图6是同一转子的公转角度为90°时的水平剖面图；

图7是同一转子的公转角度为180°时的水平剖面图；

图8是同一转子的公转角度为270°时的水平剖面图；

图9是同一转子的公转角度315°时的水平剖面图；

图10是叶片与转子作成整体的旋转式压缩机整体结构的纵剖面图；

图11是说明变型例子汽缸主要部分的剖面图；

图12是说明变型例子的转子角度相对应的壁部温度的曲线图；

图13是说明变型例的汽缸主要部分的纵剖面图；

图14是表示变型例中一种转子具体形状的剖面图；

图15同样是表示转子具体形状的变型例的剖面图；

图16是关于本发明旋转压缩机的第二实施例的压缩行程过程中的剖面图；

图17是关于同一个第二实施例的压缩行程终止时刻的剖面图；图18是同一个第二实施例的变型例压缩行程终止时刻的局部剖面图；

图19也是同一个第二实施例的变型例压缩行程终止时刻的局部剖面图；

图20是说明第一实施例的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机在压缩行程的过程中的局部剖面图；

图21是说明上述第一实施例的压缩行程终了时刻的局部剖面图；

图22是第3实施例的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机的压缩部件在压缩行程中的状态的剖面图；

图23是第3实施例的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机的压缩部件在压缩行程终止时的状态的剖面图；

图24是以往的旋转压缩机的压缩部件在压缩行程时的水平剖面图；

图25是同一个以往的旋转压缩机的局部剖面图。

下面，结合附图中的实施例详细说明本发明。

第一实施例

图10中所示的旋转压缩机在密闭的壳体1内部的上方布置有电机2，同时，该电机2的下方布置了压缩部件3，从上述电机2伸出来的驱动轴21用来驱动上述压缩部件3。该压缩部件3具有内部带有汽缸室41的汽缸4、设置在该汽缸4的上下开口部分上的一对顶盖5和底盖6、以及装在上述汽缸室内能够公转的转子7；上述驱动轴21的下部支承在上述一对顶盖和底盖5、6的轴承部分上，同时，上述转子7套装在该驱动轴21的偏心轴部分22上，能自由转动，随着上述驱动轴21的旋转，上述转子7相对于它的偏心轴部分22又滑动又转动。另外，在上述驱动轴21的中心部分上设有供油通路23，此通路23在上述壳体1上的底部存油箱1b上有开口，在该供油通路23的进油口装有油泵24，同时，在上述转子7与偏心轴部分22的滑动接触面上开有上述供油通路23的中间出油口，用上述油泵24把从上述存油箱1b抽上来的润滑油由上述供油通路23供到上述滑动接触面。此外，1a是连接在上述壳体1的上部的外部排气管。

如图1所示，在上述压缩部件3上分别有在上述汽缸4的汽缸室41上开口的吸入气体的吸气口3a，以及在该吸气口3a附近，也开在上述汽缸4的汽缸室41上的压缩气体的排气口3b。在吸气3a和排气口3b的中间部位设有将上述汽缸室41分隔压缩室X和吸气室Y，并且与转子7成为一个整体的叶片8。并且，在上述排气口3b上设置了与该排气口周围形成的阀座平面可以接触也可以离开，从而使上述排气口3b开或关的板式排气阀9。10是上述排气阀9的支承板。

由图1清楚可知，在上述那种旋转压缩机中，叶片8在转子7的外圆的一部分从转子7的径向向外凸出，且与转子做成一个整体，同时，在上述汽缸4上，在上述吸气口3a和排气口3b的中间设有一圆筒形的支承孔42，在该支承孔42内支承着一个柱形的支承件11，它的一侧有向着上述汽缸室41开口的容纳槽11a，并可在支承孔内转动，上述叶片8的凸出的前端部插入该支承部11的客纳槽11a里，能在里面活动。支承孔42和支承件11的形状也可以是球面或球体。

把上述叶片8设置在上述转子7外圆的一部分上的方式，例如，可如图1中那样，在上述转子7上做出能把上述叶片8的底端的一部分插进去的安装槽71，把上述叶片8的底端的一部分插入安装槽71之内，用钎杆等方法把它们做成一体。另外，如图2、图3中所示，在上述转子7的外圆上开一沿轴线方向的台阶形安装槽72，在轴向的中央部分为深槽72a，而在轴向的两端是浅槽72b，从该台阶形安装槽72的深槽的两个端面沿轴向向外开设贯通的销孔73，同时，在上述叶片8的底端上做出具有嵌入上述台阶形安装槽72的深槽内的嵌入凸台81a的嵌入部分81，并在上述嵌入凸台81a上开设销孔82，把上述叶片8的嵌入部分81嵌入上述台阶形安装槽72之后，把一根销子83插入上述各销孔73、82中，就把上述叶片8固定在转子7上了。在这种情况下，最好在嵌入部分81的嵌入台阶形安装槽72内的凸台上涂抹辅助用的粘接剂。另外，如图4所示，也可以在上述转子7外圆的一部分上做出凸台74，同时在上述叶片8上开设能让上述凸台74嵌入的槽84，在将上述凸台74装入槽84之后，将销子85穿进上述凸台74和叶片8中，并且在叶片8与转子7相对的接触面上涂上粘接剂，以此将叶片8与转子7固定在一起。

这样，随着驱动轴21的转动，设在上述转子7上的叶片8的前端部便在上述支承件11的容纳槽11a里前进或后退，并且，随着该支承件11的转动，它一边摇动一边沿半径方向作进或退的运动，叶片8就把上述汽缸室41的内部分隔成了压缩室X和吸气室Y。这样一来，当上述转子7相对于偏心轴部分转动时，就不象以往那样，在上述叶片8的端部与上述转子7的外圆周表面相接触时叶片8与转子7之间会发生相对滑动，就能够消除由于上述叶片8与转子7的摩擦而产生的磨损和由此造成的动力消耗。就是说，在叶片8与转子7之间没有相对滑动，只有转子7与偏心轴部分22之间的相对转动3，并且，在与上述转子7相配合的驱动轴21的偏心轴部分22上，不断地从驱动轴21的供油通路23供给润滑油，使之呈流体接触状态，摩擦阻力可以减小，和以往那种在叶片8上有背压的作用，使它与转子7保持接触并且有相对滑动的情形相比较，能使摩擦损失减少，动力消耗也减少。

再有，由于上述叶片8和上述转子7做成一体，就没有必要象以往那样有背压作用在叶片上了，因此，以往的那种从叶片的背压室到上述吸气室Y和压缩室X的气体泄漏就没有了，从而能够提高容积效率和指示效率。此外，也减少了气体从上述压缩室X泄漏到上述吸气室Y中去，进一步提高了容积效率。就是说，虽然有一些气体通过上述叶片8的两侧面与插入叶片8的上述支承件11的容纳槽11a之间的间隙由压缩室X漏入吸气室Y，但是，因为上述压缩室X内的气体是从低压变化到高压的，所以只有当压缩室X内的气体压力与吸气室Y内的气体压力的压力差高于规定的压力时，才会有气体泄漏，除此之外就不会发生气体的泄漏，从而与以往的压缩机相比，从压缩室X到吸气室Y的气体泄漏量就能大幅度地减少。

另外，在上述转子7的外圆上，在与上述排气口3b相对的部位，设有直径比排气口3b小的略呈圆柱状的凸台75，在排气量大的排气行程开始的时刻，上述凸台75处在未伸入排气口3b中的位置，在排气行程进行的过程中，随着排气量的减少，上述凸台75逐渐伸入到上述排气口3b之内，并且由于它的伸入，把上述排气口3b里的压缩气体排到外面去。

其次，对以上这种结构的压缩机的工作过程进行说明。首先，如图5所示，上述转子7的公转角度为0°，开始吸气和压缩行程时，上述叶片8处在一直插入到上述支承件11上的容纳槽11a的深部的状态，此时，设在上述转子7上的凸台75处在伸入上述排气口3b内的状态。然后，当转子7从上面所处的状态公转到90°时，如图6所示，上述凸台75离开上述排气口3b，并且上述叶片8在上述支承件11内一边转动一边摇摆，从它的容纳槽11a向外移动。随着转子7的公转，在由叶片8分隔出来的上述汽缸室41的压缩室X里的气体就受到压缩，而且在上述吸气室Y一边，从上述吸气口3a吸入气体。

此外，如图7所示，当上述转子7的公转角度到达180°时，继续在上述压缩室X内压缩气体，并向上述吸气室Y内吸入气体，此时，上述叶片8处在从上述支承件11的容纳槽11a中退出的量最大的状态。接着，如图8所示，当上述转子7的公转角度达到270°，到达排气行程时，随着上述转子7的公转，在转子7上的叶片8逐渐向容纳槽的里边移动的同时，在上述压缩室X内被压缩的气体从排气口3b被排到外面，而且这时，上述凸台75也开始伸入上述排气口3b内。然后，如图9所示，当转子7从315°向360°(图1)的方向公转时，在上述压缩室X中受到压缩的气体便将终止从排气口3b排出。此时，上述凸台75伸入上述排气口3b内，由于该排气口3b的上部余隙变小了，排气口3b内残存的气体量就少，使得由于这种残存气体逆向流入图5中的吸气室而造成的容积效率下降的程度也减少了。

如上所述，设置在转子7上的凸台75在向排气行程过渡的时候是处在离开排气口3b的位置上，而且与上述转子7的摆动角度相对应，该凸台75逐渐伸入到上述排气口3b内，在伸入同时，把排气口3b内的压缩气体排到外部去。因此，能使上部余隙减小，而且在上述排气行程结束，过渡到吸气行程，向上述吸气室Y内吸入低压气体时，使得在上述排气口3b内残留的高压气体逆向流入上述吸气室Y中去的量减少。结果，防止了压缩损失和上述吸气室Y内吸入的气体过热和脉动。此外，在上述排气行程开始时，即在排气量很大的排气行程的初期，上述凸台75并未伸入排气口3b中，保证了气体充分的排出通路，所以排气阻力小，能防止气体的过度压缩，也就减少了因这种过度压缩而造成的动力损失。

可是，在转子7不自转的情况下，由于与低温的吸气室Y和高温的压缩室X相接触的转子7圆周上的那部分壁是固定不变的，所以如图11中所示的那样，如以叶片8的凸台为基准点0°，顺时针方向取其旋转角度时，转子7壁部温度的变化如图12中所示，高温的峰值在270°附近，而低温的最低值则在90°附近。因此，以270°附近为高峰的与压缩室X接触的高温侧壁部分7a的热膨胀量大，而以90°附近为低谷的与吸气室Y接触的低温侧壁部分7b的热膨胀量小，由于这种热膨胀的差别，转子7的厚度，会象图13中假想线所夸张地表示的那样，产生几十微米数量级的差别。另一方面，由于汽缸4是设置在充满了高压排出气体的壳体之内的，它的热膨胀量在沿汽缸室41的圆周上可以认为基本上是均匀的，而汽缸4的厚度是按照预见到的最大热膨胀量来设计的，结果是，与吸气室Y相接触的，热膨胀量小的低温侧壁部分7b的端面上的间隙就大了，产生了图13中以箭头e表示的泄漏，使得吸入的气体被加热，产生了容积效率低的缺点。

因此，转子7的轴向厚度，如图14中所示，在以叶片凸出部分为基准向顺时针方向取角度时，温度最高的270°附近最薄，而温度最低的90°附近最厚，也就是把转子7的上、下端面做成倾斜面701、702，与压缩室X接触的高温侧壁部分7a处做得最薄，而与吸气室Y接触的低温侧壁部份7b处做得最厚。

在这种情况下，当运转时，由于最初厚度较薄的高温侧壁部分7a的热膨胀量比最初厚度较厚的低温侧壁部分7b的大，如图中假想线所示的那样，高温侧壁部分7a与低温侧壁部分7b的厚度就均匀一致了，沿转子7圆周的上下端面的间隙，都能保持为均等的微小间隙，从而减少通过该转子7的上下端面部分的泄漏，进一步减少对吸入的气体的加热，进一步提高容积效率。此外，通常采用钼、镍、铬合金之类的材料来制造转子7，其高温侧壁部分7a与低温侧壁部分的厚度差设定在十几微米的程度。

另外，如图15所法，也可以把转子7的高度做成这种形状，即，把与压缩室X接触的，角度从180°到360°的那半个圆筒所形成的高温侧壁部分7a做成一样厚，而把与吸气室Y接触的，角度从0°到180°的那半个圆筒所形成的低温侧壁部分7b做成一样厚，使它的上、下端面呈有台阶703、704的形状。在这种情况下，虽然在有台阶的部分端面稍有不均匀，但是和图14所示的转子相比，加工就简单容易了，而和单一高度的圆筒形转子相比，运转时的高温侧壁部分7a和低温侧壁部分7b的端面也大致平齐了，也能减少通过端面而造成的泄漏。

如上所述，在上面实施例的旋转压缩机中，由于把汽缸4的汽缸室41分隔成压缩室X和吸气室Y的叶片8是在转子7的径向向外凸出，并与转子7做成一个整体的，同时，在上述汽缸4上设有能够转动的支承件11，支承件11上有容纳上述叶片8凸出的前端部分的容纳槽11a，并且使上述转子7和与该转子7相配并且有润滑油供应的驱动轴的偏心轴部分之间能够相对转动，没有了以往压缩机上那种叶片和转子之间的相对滑动，所以和叶片与转子有相对滑动的压缩机比较起来，摩擦损失和动力消耗就少了。还有，在与上述转子7配合的驱动轴的偏心轴部分上，从驱动轴的供油通路不断地有润滑油供来，它们之间是流体接触，与叶片和转子之间的接触相比，摩擦阻力较小，和以往的压缩机中叶片8在有背压的作用下与转子发生相对滑动的情形比较起来，摩擦损失就少，动力损耗也少。此外，由于把叶片8与转子7做成一体，就没有必要在叶片8上加背压了，从叶片的背压室泄漏到吸气室Y和压缩室X中去的气体也就没有了，能够提高容积效率和指示效率。更进一步，由于把叶片8和转子7做成一体，就能防止从压缩室X到吸气室Y的气体泄漏，这一点和上述没有气体从背压室泄漏出来的情况叠加起来，就更进一步提高了容积效率。

此外，由于在转子7的外表面对着排气口3b的部位上设有向着上述排所口3b凸出，并且能伸入该排气口3b中去的凸台75，当从压缩行程向排气行程过渡时，上述在转子7上设置的凸台75便从离开排气口3b的位置逐渐地伸入到排气口3b内，而且，在伸入的同时把排气口3b里的压缩气体排到外面去了，所以上部余隙就小了，而且当排气行程结束之后过渡到吸气行程，向上述吸气室Y内吸入低压气体时，残存在上述排气口3b内的高压气体逆向流入上述吸气室Y中去的量也就少了。其结果是，由于在排气行程开始时，也就是排气量很大的排气行程的初期，上述凸台75并未伸入排气口3b内，气体的排出通路有充分的保证，所以排气阻力小，能防止气体的过度压缩，也就消除了由于过度压缩而造成的动力损失。

再者，由于转子的厚度在与压缩室X接触的高温侧壁部分7a做得薄，而与吸气室Y接触的低温侧壁部分7b做得厚，这样，在运转时就能在积极的方面利用转子7沿圆周的产生的温度差而引起的热膨胀的差别，使高温侧壁部分7a和低温侧壁部分7b的厚度一致，从而减少因转子厚度不匀而造成的泄漏，使容积效率进一步提高。

第2实施例

如图20和图21所示，在第1实施例中，在转子7的外圆上把叶片8和转子做成一个整体，同时，在汽缸4中的汽缸室41的径向向外的部位上有能自由转动的支承件11，在支承件11中开设了超过旋转中心O，长度比较长的，可容纳叶片8的凸出的前端部的容纳槽11a随着借助于偏心部分，也不是曲柄销22的偏心转动而造成的转子7的公转，使叶片8在容纳槽11a中前进和后退，同时，使支承件11摆动，把吸入吸气室Y中的低压气体在压缩室X中进行压缩。这样，借助于叶片8和转子7做成一体，取消了两者的带压力的接触，就减少了泄漏，改进了容积效率。

可是，如图20所示，在第1实施例中的压缩行程的进行过程中，虽然当转子7和叶片8的位置朝着左边的箭头所指示的方向移动时，叶片8和容纳槽11a以叶片右侧前端部8e和容纳槽左端部g互相支撑住，由于端部8e、g上棱边的接触，使压缩室X对于吸气室Y有了良好的密封，然而，当如图21所示，压缩行程快要结果的时候，转子7和叶片8的位置移动向着右箭头所示的方向变化，并且，叶片8的前端部超过了支承件11的旋转中心O时，槽的左端部和叶片8离开了，上面所说的以8e、g两棱边互相支撑的情况消失了，只有叶片8的右侧面与容纳槽11a压紧接触，使叶片8的左侧面与容纳槽11a之间空出微小的间隙，高压气体就从压缩室X通过这个间隙流入容纳槽11a的底部，很容易发生向吸气室Y的泄漏，同时，在压缩行程终了时，存在容纳槽11a底部的气体会再膨胀，还会产生容积效率降低的问题。

本第2实施例的目的就是提供这样一种叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，这种压缩机一方面谋求减少由采用摆动式叶片的构造的转子的外圆部分泄漏气体，另一方面也要减少通过叶片和容纳槽之间的间隙的气体泄漏和这种泄漏气体的再膨胀，更进一步地提高容积效率。

图16和图17中所示是致冷剂压缩用的旋转压缩机。它具有带圆形汽缸室101的汽缸102；在汽缸室101内公转的转子103；凸出在该转子103外圆上与其成为一体、并且把汽缸101的内部分隔为吸气室104和压缩室105的板状叶片106；以及圆柱形的支承件108，该支承件具有能容纳叶片106凸出的前端部并使其在其中自由进退移动的容纳槽107，并且能在位于汽缸室101径向向外的部位上的支承件110内自由转动。借助于与电机连接在一起运动的驱动轴109的曲柄销190的偏心转动，使转子103在汽缸室101的内部作顺时针方向的公转，把从吸气孔110吸进来的低压气体压缩，把高压气体通过排气阀113从排气孔112排入密闭的壳体内。还有，114是阀压板，191是输送润滑油的油孔。此外，虽然图中未表示，但汽缸室101轴线方向的上方和下方是用上盖和下盖封住的。

在上述构造中，叶片106的长度和支承件108的半径之间的关系要这样设计，即，当转子103如图16到图17中所示，随着压缩行程的进行，依照顺时针方向进行公转，终于到达上死点而结束压缩行程，叶片106的前端部分伸到容纳槽107在转子103的半径方向向外最远的距离时，叶片106的前端部分也不超出支承件108的旋转中心O。

这样一来，如图16所示，当转子103和叶片106按左箭头所示的方向移动位置时，叶片106和容纳槽107以叶片右前端8e和容纳槽左端部g互相支撑住，由于这两个端部的棱边的接触，当然在压缩室105与吸气室104之间能密封得很好，即使象图17那样，压缩行程继续进行，转子103和叶片106接右箭头所示的方向移动位置时，叶片106的前端也不超过支承件108的旋转中心O，叶片106和容纳槽107仍以叶片右前端部8e和容纳槽的左端部g互相支撑住，仍然通过这两个端部8e、g保持棱边接触状态，使压缩室105与吸气室104之间密封得很好。

因此，消除了叶片106左侧面与容纳槽107之间的间隙，防止了高压气体从压缩室105流到容纳槽107的底部去，减少了通过容纳槽107向吸气室104的泄漏，同时，也防止了压缩行程结束时容纳槽107底部积存的残留气体的再膨胀，这种结构和把叶片106做成转子103外圆上的凸起成为摆动式叶片结合起来，大大提高了容积效率。

此外，如图18所示，也可以在支承件108的中央开一个由大的圆形孔171形成的凹孔170，凹孔170与支承件108的轴向容纳槽107相通，当叶片106的前端部伸入容纳槽107的最深处时，叶片106的前端与上述容纳槽107之间的接触部分f不超过支承件108的旋转中心O。也可以如图19所示，开设一个由半圆形孔172形成的凹孔170。

在这种情况下，如图18或图19所示，叶片106的前端与容纳槽107的接触部分f不超过支承件108的旋转中心O，叶片106和容纳槽107以上述接触部分f和容纳槽左端部g互相支撑住，通过这两个端部f、g保持棱边接触状态，使压缩室105对于吸气室104密封得很好。此外，在这种情况下，由于用圆形孔171或半圆孔172形成的凹孔170来使得叶片106的前端和容纳槽107的接触部分f不超过支承件件108的旋转中心，所以和图16和图17所示的实施例相比，支承件108可以做得小些，该支承件108周围的结构也可以小些。

如上所述，借助于第2实施例，由于把叶片1076的长度和支承件108的半径之间的关系设计成这样：当叶片106的前端部分伸到容纳槽107最深处时，叶片106前端与容纳槽107接触部分不超过支承件108的旋转中心，所以消除了叶片106与容纳槽107之间微小的空隙，防止了高压气体从压缩室105流入容纳槽107的底部，在减少通过容纳槽107向吸气室104泄漏气体的同时，还防止了压缩行程结束时积存在容纳槽107底部的残留气体的再膨胀，和把叶片106做成转子103外圆上的凸起，成为摆动式叶片结合在一起，就能大大地提高容积效率。

利用上述变型后的实施例，同样能有效地提高容积效率，同时，还由于用了凹孔170，使叶片106的前端与容纳槽107的接触部分不超过支承件108的旋转中心，支承件108周围的结构也可以缩小。

第3实施例

图22、23表示第3实施例的剖面图。4是汽缸，7是转子，22是驱动轴。在上述转子7上有半径方向向外凸出并与转子做成一体的叶片208。上述叶片208可在圆柱形支承件211中央的容纳槽内自由出入，而支承件211则安装在汽缸4的圆柱形支承孔42内，可以自由摆动。上述圆柱形支承件211由完全分离的两个半圆形零件211a、211b组成，而叶片208的侧面与上述半圆形零件211a、211b的圆筒形表面与支承孔42的圆筒表示滑动接触。

如图22所示，上述转子7在离开支承件211最远的位置上时，驱动轴22的中心与叶片208前端之间的距离L1要比上述驱动轴22的中心与支承件211中心O的距离L2长。也就是说，即使叶片208处在从支承件211的容纳槽朝转子7半径方向退到最远的状态下，叶片208的一部分仍处在支承件211中心O的地方。另外，图23表示转子7处在最接近支承件211的压缩行程结束的状态。

在上述结构中，支承件211由两个半圆形零件211a、211b组成，在该半圆形零件211a、211b中，靠压缩室X一侧的半圆形零件211a从朝向压缩室X的一侧受到压力，向箭头Z所指的方向压紧。结果，压缩室X一侧的半圆形零件211a象楔子一样被夹在支承孔42的圆筒形壁面和叶片208之间，提高了半圆形零件211a的平面部分与叶片208之间的密封性能。此外，吸气室Y一侧的半圆形零件211b也通过叶片208受到压缩室X一侧的半圆形零件211a的楔子作用，朝容纳它的支承孔42的圆筒形壁面压紧，从而提高了吸气室Y一侧的半圆形零件211b与叶片208和支承孔24的圆筒形壁面之间的密封性。所以，容积效率提高了。再者，上述叶片208的前端始终处在比支承件211的旋转中心O离转子7中心更远的位置上，使得叶片208和半圆形零件211a、211b的平面部分的接触面积加大，也就是密封长度加长了，所以密封性就提高了。因此，用这种结构也能提高容积效率。另外，由于上述支承件211是由两个半圆形零件211a和211b组成的，把叶片208插入支承件211中央的客纳槽去的组装工作也容易了。

本旋转压缩机主要用于冷冻装置。由于没有转子与叶片的摩擦，没有这方面的动力消耗，特别适合于要求高效率和耐久性的冷冻装置。

Claims (8)

1、一种叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，它具有带汽缸室的汽缸，装在上述汽缸室内并在该汽缸室内公转的转子，把上述汽缸室分隔成压缩室和吸气室的叶片，并且将从开在上述吸气室上的吸气口吸入的气体压缩后，从开在压缩室上的排气口排出；有润滑油供应的驱动轴的偏心轴部分装在上述转子上，并且能相对转动，上述叶片从上述转子的径向向外凸出，与该转子做成一个整体，同时，在上述汽缸中设有大致为圆形的、能够转动的支承件，该支承件上有可容纳上述叶片的前端部分自由的、并使其能进退运动的容纳槽；其特征在于，在上述转子的外圆周上开有台阶形安装槽，在其轴线方向的中央开深槽，在轴线方向的两侧开浅槽，并且从该台阶形安装槽的深槽的两个端面沿轴向向外开设贯通的的销孔，同时，在上述叶片的底端做出具有能嵌入上述台阶形安装槽的深槽内的嵌合凸台的嵌合部分，并在上述嵌入凸台上开销孔，把上述叶片的嵌合部分嵌入上述台阶形安装槽内，再用一根销子插入上述各销孔中，把上述叶片与转子连接成一个整体。

2、一种叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，它具有带汽缸室的汽缸，装在上述汽缸室内并在该汽缸室内公转的转子，把上述汽缸室分隔成压缩室和吸气室的叶片，并且将从开在上述吸气室上的吸气口吸入的气体压缩后，从开在压缩室上的排气口排出；有润滑油供应的驱动轴的偏心轴部分装在上述转子上，并且能相对转动，上述叶片从上述转子的径向向外凸出，与该转子做成一个整体，同时，在上述汽缸中设有大致为圆形的、能够转动的支承件，该支承件上有可容纳上述叶片的前端部分自由的、并使其能进退运动的容纳槽；其特征在于，在上述转子的外圆周的一部分上做出凸台，同时，在上述叶片上开设能让上述凸台嵌入的槽，将上述凸台嵌入槽之后，用销子把上述凸台与叶片串在一起，使叶片与转子连接成一个整体。

3、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，把上述能够转动的圆形支承件分开成两个半圆形零件，上述叶片布置在该两个半圆形零件的平面部分的中间，能自由滑动，同时，上述叶片的前端的位置，在上述转子的半径方向上，处在比支承件的旋转中心离开上述转子更远的位置上。

4、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，在上述转子上开有能让上述叶片的底端的一部分嵌入的安装槽，上述叶片的底端的一部分嵌入该安装槽中后用钎焊将它们连接成一个整体。

5、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，在上述转子的外圆上对着排气口的部位设置向上述排气口方向凸出，并且能突入该排气口的凸台。

6、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，上述转子的厚度设计成压缩室一侧的高温侧壁部分薄，而吸气室一侧的低温侧壁部分厚。

7、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，在把上述叶片做成在上述转子上沿转子的径向向外凸出并且与该转子成为一个整体的同时，把上述叶片的长度和支承件的半径之间的关系设计成这样，即，当上述叶片的前端部伸入上述容纳槽的最深部分时，上述叶片的前端部不超过上述支承件的旋转中心。

8、如权利要求1或2所述的叶片与转子作成整体的旋转式压缩机，其特征在于，在把上述叶片做成在上述转子上沿该转子的径向向外凸出，并且与转子成为一个整体的同时，在上述支承件的中心部分开设一个大的孔洞，该孔洞与上述容纳槽相连通，当上述叶片的前端伸入到上述容纳槽的最深部分时，上述叶片的前端部与上述容纳槽接触的接触部分不超过上述支承件的旋转中心。

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