CN1042565C - 旋转压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种带有摆动式叶片的结构，它可防止叶片相接的根部折断，从而提高可靠性，而且可以减小无效容积。采用这种叶片的旋转压缩机中，在叶片(4)与转子(3)相接的根部形成凸出部分(41)，同时，在摆动套筒(5)上设置容纳凸出部分(41)的凹部(52)。
Description
技术领域
本发明涉及一种主要用于致冷装置中的旋转压缩机。技术背景
通常，旋转压缩机有在密闭壳体内设置的由电动机驱动的压缩元件，该压缩元件带有气缸、转子和叶片，所述气缸带有气缸室以及在气缸室开口的吸入口和排出口；所述转子插嵌在从上述电动机延伸出来的驱动轴的偏心轴部分上，它随着该驱动轴的旋转在上述气缸室内旋转；所述叶片在上述气缸的吸入口和排出口中间的部位上沿径向可自由伸缩地被支撑住，该叶片在其背面一侧作用有由上述排出口排出的部分高压气体作为背压，通过这种背压，使上述叶片的前端与上述转子的外周面始终保持接触，从而将上述气缸室内部划分成与上述吸入口连通的低压室和与上述排出口连通的高压室。
然而，如上所述，将上述叶片可自由伸缩地支撑在上述气缸中，通过在该叶片的背面一侧施加背压，使得其前端与上述转子的外周面始终保持接触，在这种情况下，当该转子与上述叶片相对旋转时，由于该叶片与转子外周面的接触部位处是很难供入润滑油的金属接触，因而上述叶片与转子因滑动阻力而产生的磨擦损失会变得很大，从而出现动力损耗增大的问题。另外，由于高压室压缩的高压气体从上述叶片的前端侧与上述转子的接触部位向上述低压室一侧泄漏，因而还出现了压缩效率降低的问题。
因而，本申请人在过去提出了能够解决上述问题的旋转压缩机方案(特愿平4-252750号)。这一申请尚未公开，不能作为本申请的现有技术。为了较容易地对本发明申请进行理解，在这里对其进行一下描述。上述旋转压缩机如图8所示，是一台带有具备气缸室A1的气缸A，与驱动轴的偏心轴部分B1相嵌合并安装在上述气缸室A1内的转子C的旋转压缩机。上述转子C的外周部分沿直径方向向外呈突伸状结合有叶片D，而且，在上述气缸A中所设置的吸入口A2和排出口A3的中间部位上，形成带有开口朝向上述气缸室A1的开口部分A4的横截面为圆形的保持孔A5，在该保持孔A5中设置有摆动套筒E，该摆动套筒E带有可自由伸缩地容纳上述叶片D突伸的前端侧的容纳槽E1，并可摆动地保持在上述气缸A中，由于在该套筒E的容纳槽E1中可自由伸缩地插入有上述叶片D的突伸的前端侧，从而将上述气缸室A1的内部划分成与上述吸入口A2相连通的低压室Y和与上述排出口A3相连通的高压室X，另外，通过将上述叶片D插入上述套筒E中，使得上述转子C形成不能自转的形式，而让该转子C沿着上述气缸室A1的内周面进行运转。而且，在同一个图中，F是上述排出口A3外部一侧设置的阀片，G为阀片F的支撑板。
随着上述驱动轴B的驱动上述转子C在气缸室A1内运转时，与上述转子C的外周部分结合的上述叶片D，随着上述套筒E的摆动而在其容纳槽E1中伸缩移动，从而将上述气缸室A1的内部划分成高压室X和低压室Y，来自上述吸入口A2的气体流体吸入该低压室Y内，而上述高压室X中压缩的气体流体则从上述排出口A3向外部排出。
如上所述，这种所谓摆动式叶片中，在上述转子C的外周面上沿直径方向向外突伸设置有上述叶片D，而且，将叶片D的突伸的前端侧可自由伸缩地插入上述套筒E的容纳槽E1中，而以往的是将上述叶片D支撑在上述气缸A一侧，让该叶片突伸的前端与转子C的外周面始终保持接触，而该现有结构是使叶片D与转子C不产生相对移动，另外，由于叶片D与该转子C的外周面也不进行接触，这样，由于没有转子C与叶片D的接触所产生的磨擦损失，因而能够减小动力损失，而且，还能阻止高压室X中的高压气体从叶片D与转子C的接触面向上述低压室Y一侧泄漏，从而能够提高压缩效率。
然而，根据上述的结构，在气缸室A1中的转子C运转时，突伸设置在上述转子C外周面上的叶片D，其前端侧在上述套筒E的容纳槽E1中伸缩移动，且该套筒E在上述保持孔A5内摆动，由于叶片D是追随上述转子C的运转而移动的，因而，在该转子C沿着如图中顺时针的方向运转时，上述叶片D的与转子C相接的根部，在上述低压室Y一侧会有沿图8箭头Z方向的拉伸应力集中，另外，上述叶片D的与转子C相接的根部，在高压室X一侧会有压缩应力集中，因此，存在着在该相接的根部导致上述叶片D容易折断的问题。
在法国专利FR 634042中公开了一种流体机械或压缩机，叶片5固定在转子3上，摆动套筒7可摆动地支撑在固定在缸体1上的支撑件9上。在摆动套筒7中形成叶片5可伸缩的槽。在叶片5和转子3相接的叶片根部形成有凸出部分。在支撑件9上形成有与该凸出部分相配合的保持孔。然而，根据上述结构，套筒7的加工性能较差，不适于大批量生产。
本发明的目的是提供一种带有摆动式叶片结构的旋转压缩机，能够防止所述叶片在与上述转子相接的根部折断，提高可靠性，而且能够减小高压室X一侧中的无效容积，提高容积效率。
为了完成上述目的，本发明包括带有气缸室的气缸，配合在驱动轴的偏心轴部分上并安装在上述气缸室中的转子，呈突伸状结合在该转子的外周部分上并将上述气缸室的内部划分成与吸入口相通的低压室和与排出口相通的高压室的叶片，带有可自由伸缩地容纳上述叶片的突伸的前端侧的容纳槽并支撑在上述气缸所设置的保持孔中的套筒，还具有在叶片与转子相接的根部形成的凸出部分以及在套筒上形成的容纳凸出部分的凹部，其特征在于，上述凸出部分和凹部在高压室一侧形成。
上述套筒是摆动套筒，做成具有半圆形横截面的一对套筒单体，在套筒单体相对的表面之间形成上述容纳槽。
上述凸出部分和凹部在低压室一侧形成。
上述转子在与上述摆动套筒相对的外周部分上有与驱动轴平行延伸的嵌合槽，另一方面，上述叶片包括自由伸缩插入上述容纳槽中的插入部分，比该插入部分要厚并嵌合固定在上述嵌合槽上的结合部分以及在上述插入部分与结合部分之间形成的上述凸出部分。
根据本发明，上述转子的外周部分上突出设置着上述叶片，将该叶片的突伸的前端侧可自由伸缩地插入上述套筒的容纳槽，在带有这种所谓的摆动式叶片的结构中，通过上述叶片与转子相接的根部所设置的凸出部分而对叶片加强，从而能够防止该叶片从与上述转子的相接部位处折断。而且，上述套筒中，由于设置有容纳上述凸出部分的凹部，因而上述气缸室内的上述转子运转，当该转子到达上死点位置时，即上述叶片的前端插入到上述套筒的容纳槽的里侧，上述转子的外周面与上述气缸室的内壁面上的上述套筒相对应的部分相接触时，上述叶片相接的根部所设的凸出部分被插入到套筒的凹部内，在上述上死点位置的上述转子外周面与上述套筒之间，而且在高压室X一侧形成的无效容积与没有设置上述凹部的情况相比能够得到减小，因此，一方面能够加强叶片相接的根部，另一方面在排气冲程终了后向吸气冲程转移而往上述低压室Y内吸入气体时，能够减少上述无效容积内残留的高压气体向上述低压室Y一侧逆流而引起的再膨胀，从而不会导致压缩机的容积效率的降低。由于在上述叶片与转子相接的根部高压室X一侧形成有上述的凸出部分，在上述套筒的高压室X一侧设置有容纳上述凸出部分的凹部，从而可以减轻由上述凸出部分作用在上述叶片上的压缩应力，能够有效地防止该叶片的折断，且上述气缸室中的转子运转时，该转子在到达上述气缸室的上死点位置时，通过上述高压室X一侧的叶片的凸出部分插入到上述套筒的凹部中，从而可以使叶片相接的根部得到加强，并且使上述高压室X一侧的上述转子的外周面与上述套筒之间所形成的无效容积得到减小，这样便能够提高压缩机的容积效率。
另外，在本发明中，上述套筒是摆动套筒，形成横截面呈半圆形的1对套筒单体，在该套筒单体相对的表面之间设置容纳槽，由于上述各套筒单体上设置有容纳叶片相接的根部所形成的凸出部分的形状相同的凹部，因而可以将上述套筒单体做成相同的形状，可以使部件通用化，从而提高摆动套筒的加工性能，并且还能防止上述套筒单的安装失误。
本发明的上述凸出部分和凹部还可在低压室一侧形成。这样，上述气缸室内的转子运转，到达上死点时，上述高，低压室X,Y侧所设置的上述叶片的各凸出部分通过插入套筒的各凹部中，可使转子外周面与套筒之间形成的无效容积变小，从而可提高容积效率，并通过凸出部分可减轻压缩应力及拉伸应力。通过对上述叶片进行这样的强化，可通过上述两凸出部分将上述叶片根部的刚性进一步提高。
而在本发明中，与摆动套筒相对的转子的外周部分上沿轴线方向延伸设置有嵌合槽，该嵌合槽中嵌合着结合部分，该结合部分要比叶片的插入部分更厚一些，并通过凸出部分连接到该插入部分上，因而不但可以提高相接的根部的刚性，而且还能提高结合部分的刚性。
附图的简单说明
图1是表示本发明旋转压缩机主要部分的平面图；
图2是上述主要部分的放大剖视图；
图3是另一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图4是再一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图5是再一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图6是又一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图7是另一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图8是现有技术实施例的剖视图。
实施本发明的最佳方式
图1是表示出了旋转压缩机压缩元件的气缸部分，该压缩元件1带有具有内部气缸室21的气缸2和安装在上述气缸室21内的转子3，气缸2形成有在该气缸室21开口的吸入口22和排出口23，在该转子3外周的一部分上一体成形有沿径向向外突伸的叶片4，上述气缸2的吸入口22和排出口23的中间部位上形成有横截面为圆形的保持孔25，该保持孔25带有开口朝向上述气缸室21的开口部分24，在该保持孔25中设置有可摆动地保持在上述气缸2中的摆动套筒5，该摆动套筒5带有可自由伸缩地容纳上述叶片4的突伸的前端侧的容纳槽51，通过将上述叶片4的突伸的前端侧自由伸缩地插入该套筒5的容纳槽51中，从而将上述气缸室21的内部5的外周部分上沿轴线方向延伸设置有嵌合槽31，该嵌合槽31中嵌合着结合部分4b，该结合部分4b要比叶片4的插入部分4a更厚一些，并通过凸出部分41、41连接到该插入部分4a上，因而不但可以提高相接的根部的刚性，而且还能提高结合部分4b的刚性。
附图的简单说明
图1是表示本发明旋转压缩机主要部分的平面图；
图2是上述主要部分的放大剖视图；
图3是另一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图4是再一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图5是再一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图6是又一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图7是另一实施例所示主要部分的放大剖视图；
图8是现有技术实施例的剖视图。
实施本发明的最佳方式
图1是表示出了旋转压缩机压缩元件的气缸部分，该压缩元件1带有具有内部气缸室21的气缸2和安装在上述气缸室21内的转子3，气缸2形成有在该气缸室21开口的吸入口22和排出口23，在该转子3外周的一部分上一体成形有沿径向向外突伸的叶片4，上述气缸2的吸入口22和排出口23的中间部位上形成有横截面为圆形的保持孔25，该保持孔25带有开口朝向上述气缸室21的开口部分24，在该保持孔25中设置有可摆动地保持在上述气缸2中的的摆动套筒5，该摆动套筒5带有可自由伸缩地容纳上述叶片4的突伸的前端侧的容纳槽51，通过将上述叶片4的突伸的前端侧自由伸缩地插入该套筒5的容纳槽51中，从而将上述气缸室21的内部划分成出与上述吸入口22相连通的低压室Y和与上述排出口23相连通的高压室X，另一方面，通过将上述叶片4插入上述套筒5中，使上述转子3成为无法自转的形式，该转子3沿着上述气缸室21的内周面运转。而且，该图中，6是驱动轴，将其偏心轴部分61插嵌到上述转子3中。
然而，对于上述结构，在相对于上述转子3与上述叶片4相接的根部，上述高压室X与低压室Y中的至少一侧形成有向外隆起状的凸出部分41，同时，上述套筒5上设置有容纳上述凸出部分41的凹部52。
具体地说，如图2所示的上述叶片4相接的根部与上述套筒5的安装部分的放大图那样，相对于上述转子3的叶片4相接的根部，在上述高压室X一侧横贯叶片4的整个宽度形成有从上述转子3的外周一部分直到上述叶片4相接的根部的直线状隆起的凸出部分41，同时，在上述套筒5上，在与上述保持孔25的开口部分24相对的部位上的上述高压室X一侧形成有容纳上述凸出部分41的凹部52。
另外，上述叶片4相接的根部上所设的上述凸出部分41如图3所示，也可以做成圆弧形。
在形成上述结构时，上述叶片4通过采用摆动式的形式，可以发挥出上述的各种优点。通过在上述叶片4相接的根部的高压室X一侧所设的上述凸出部分41加强了上述叶片4，从而可以防止该叶片4从与上述转子3相接的根部的折断，而且上述气缸室21内的上述转子3运转时。当该转子3到达上死点位置时，即，如图2所示，上述叶片4的前端插入到上述套筒5的容纳槽51的里侧，当上述转子3的外周面与上述气缸室21的内壁面上的上述套筒5相对应的部分相接触时，上述叶片4的凸出部分41被插入到套筒5的凹部52内，这样能够减少在上述上死点位置的上述转子3外周面与上述套筒5之间的高压室X一侧形成的无效容积，因此，在排气冲程终了后向吸气冲程转换而往上述低压室Y内吸入气体时，能够减少上述无效容积内残留的高压气体向上述低压室Y一侧逆流而引起的再膨胀，从而提高压缩机的容积效率。
如上所述，上述叶片4相接的根部在上述高压室X一侧设置有上述凸出部分41，且上述套筒5上高压室X一侧形成有容纳上述凸出部分41的凹部52，在这种情况下，如图2所示，将形成该凹部52的斜线同上述套筒5的外形所构成的圆弧的交点与形成低压室Y一侧开口部分24的直线同上述圆弧的交点连成一条直线，沿着这条直线最好在套筒5的低压室Y一侧的容纳槽51的开口端附近形成直线状的切口部分53。为什么呢，这是由于只在上述套筒5的和高压室X相对的一侧形成有上述凹部52，从与该凹部52的上述开口部分24相对的部位到上述低压室Y一侧的上述套筒5的开口部分24相对的部分的轨迹为圆弧形时，如图2的假想弧线所示，在上述转子3到达上死点位置时，该转子3为了与上述套筒5的圆弧部分相接，必需将上述套筒5配置在相对于上述气缸室51的内壁面沿径向的外部方向，从而不会减小上述转子3的外周面与套筒5之间的间隔。
而上述凸出部分41如图4所示，还可以在与上述转子3相对的叶片4相接的根部，在上述低压室Y一侧形成从上述转子3外周的一部分到上述叶片4′相接的根部的直线状隆起，在这种情况下，在上述套筒5上，在与保持孔25的开口部分24相对部位的上述低压室Y一侧，设置容纳上述凸出部分41的凹部52。
另外，上述叶片4相接的根部低压室Y一侧所设的上述凸出部分41如图5所示也可以形成圆弧状。
于是，在图4的结构中，与上述的情况相同，通过上述叶片4相接的根部低压室Y一侧形成的上述凸出部分41加强了上述叶片4，从而能够防止该叶片4从与转子3相接的根部折断，同时，在上述气缸室21中的上述转子3运转时，当转子3到达上死点时，上述叶片4的凸出部分41插入上述套筒5的凹部52内，在上述上死点位置的上述转子3外周面与上述套筒5之间且在高压室X一侧形成的无效容积与没有设置上述凹部52的情况相比能够得到减小。
如上所述，上述叶片4相接的根部在上述低压室Y一侧设置有上述凸出部分41，且上述套筒5上低压室Y一侧形成容纳上述凸出部分41的凹部52，在这种情况下，如图4所示，将形成该凹部52的斜线同构成上述套筒5的外形的圆弧的交点与形成高压室X一侧开口部分24的直线同上述圆弧的交点连成一条直线，沿着这条直线最好在套筒5的高压室X一侧的容纳槽51的开口端附近形成直线状的切口部分53。为什么呢，这是由于如图2和图3一样只在上述套筒5的低压室Y的一侧形成有上述凹部52，从与该凹部52的上述开口部分24相对的部位到上述高压室X一侧与上述套筒5的开口部分24相对的部分的轨迹为圆弧形时，如图4的假想弧线所示，在上述转子3到达上死点位置时，该转子3为了与上述套筒5的圆弧部分相接，必需将上述套筒5配置在相对于上述气缸室51的内壁面沿径向的外部方向，从而不会减小上述转子3的外周面与套筒5之间的间隔。
而上述凸出部分41如图6所示，也可以在上述叶片4与转子3相接的根部，上述高压室X一侧和低压室Y一侧各形成一个，在这种情况下，在上述套筒5的高压室X一侧和低压室Y一侧各设置有容纳上述各个凸出部分41、41的凹部52、52。
上述结构中，在气缸室21内的转子3运转时，当该转子3到达上死点时，上述高、低压室X、Y侧的上述叶片4的各凸出部分41、41通过插入上述套筒5的各个凹部52、52中，可使转子3外周面与套筒5之间形成的无效容积变小，从而可提高容积效率，并可通过上述各凸出部分41、41对上述叶片4进行加强，将上述叶片4根部的刚性进一步提高，从而提高了其可靠性。
另外，上述套筒5除了形成带有沿直径方向一侧向上述气缸室21开放、另一侧封闭的容纳槽51的圆柱状外，还可以形成如图6所示的横截面呈半圆形的1对套筒单体5a、5b，在该套筒单体5a、5b相对的表面之间，设置容纳上述叶片4突伸的前端侧的槽51，上述各套筒单体5a、5b圆弧方向的一个端部上，在上述叶片4相接的根部，设置有容纳高、低压室侧所设置的各凸出部分41的形状相同的凹部52，也可以将上述各单体5a、5b支撑在上述保持孔25上。这样，在如图6所示的叶片4相接的根部，在上述高、低压室侧分别设置有凸出部分41的情况下，上述摆动套筒5上可很容易地形成上述容纳槽51及凹部52，使制造更为方便，而且，由于套筒单体5a、5b做成相同的形状，便可使部件通用化，另外，将这些套筒单体5a、5b对称安装在上述气缸2的保持孔25上时，由于上述各套筒单体5a、5b做成相同的形状因而可以防止上述套筒单体5a、5b的安装失误。
根据以上各个实施例，它示出了在上述转子3的外周面的一部分上一体形成的上述叶片4，在本发明中，当然也可以采用如图7所示的结构，即在上述转子3的外周面上，设置例如沿轴向延伸的嵌合槽31，在该嵌合槽31中呈埋入状态结合着上述叶片4的根部。在这种情况下，在如图7所示的叶片4相接的根部上形成上述凸出部分41，同时，让安装在上述嵌合槽31中的叶片4的结合部分4b比安装在上述容纳槽51的插入部分4a更厚，这样不但可以提高相接的根部的刚性，而且还能提高嵌合槽31中的结合部分4b的刚性。另外，在上述叶片4与上述转子3分别形成的情况下，上述凸出部分41如图7所示，除了形成于高、低压室两侧外，也可以只形成于其中任何一侧。
Claims (4)
1．一种旋转压缩机，它包括带有气缸室(21)的气缸(2)，配合在驱动轴(6)的偏心轴部分(61)上并安装在上述气缸室(21)中的转子(3)，呈突伸状结合在该转子(3)的外周部分上并将上述气缸室(21)的内部划分成与吸入口(22)相通的低压室(Y)和与排出口(23)相通的高压室(X)的叶片(4)，带有可自由伸缩地容纳上述叶片(4)的突伸的前端侧的容纳槽(51)并支撑在上述气缸(2)所设置的保持孔(25)中的套筒(5)，还具有在叶片(4)与转子(3)相接的根部形成的凸出部分(41)以及在套筒(5)上形成的容纳凸出部分(41)的凹部(52)，其特征在于，上述凸出部分(41)和凹部(52)在高压室一侧形成。
2．根据权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，上述套筒(5)是摆动套筒，做成具有半圆形横截面的一对套筒单体(5a),(5b)，在套筒单体(5a),(5b)相对的表面之间形成上述容纳槽(51)。
3．根据权利要求2所述的旋转压缩机，其特征在于，上述凸出部分(41)和凹部(52)在低压室一侧形成。
4．根据权利要求2或3所述的旋转压缩机，其特征在于，上述转子(3)在与上述摆动套筒(5)相对的外周部分上有与驱动轴(6)平行延伸的嵌合槽(31)，另一方面，上述叶片(4)包括自由伸缩插入上述容纳槽(51)中的插入部分(4a)，比该插入部分(4a)要厚并嵌合固定在上述嵌合槽(31)上的结合部分(4b)以及在上述插入部分(4a)与结合部分(4b)之间形成的上述凸出部分(41)。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP109628/93 | 1993-05-11 | ||
| JP5109628A JPH06323272A (ja) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | ロータリー圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1109692A CN1109692A (zh) | 1995-10-04 |
| CN1042565C true CN1042565C (zh) | 1999-03-17 |
Family
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