CN104948458B - 叶片式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种几乎不引起功率损耗和制冷气体等的回流的叶片式压缩机。其包括壳体(1、3、5)、驱动轴(8)、转子(15)、叶片(17)及背压供给装置。背压供给装置包括上通道(4c)、下通道(4d)和旋转通道(8b)。上通道形成在第二分隔壁(3a)上，其自排出室(10)延伸并通向轴孔(4b)。下通道形成在第二分隔壁(3a)中并与压缩阶段的背压室(15d)连通。旋转通道形成在驱动轴中并根据驱动轴在旋转方向上的相位或驱动轴的旋转角度间歇地使上通道与下通道彼此连通。下通道包括构造成通向轴孔并与旋转通道连通的缓冲室(4e)和构造成自缓冲室延伸并通向第二面(4a)的排出孔(4f)。轴孔与驱动轴之间设有密封环(23)以从第二面密封缓冲室。

Description

叶片式压缩机

技术领域

本发明涉及一种叶片式压缩机。

背景技术

日本专利早期公开No.2012-127335公开了一种常规的叶片式压缩机(在下文中称作压缩机)。该压缩机包括壳体、驱动轴、转子和多个叶片。在壳体中形成有吸入室、排出室和气缸室。驱动轴以能够绕旋转轴线旋转的方式设置在壳体中。转子以能够与驱动轴同步旋转的方式设置在气缸室中。在转子中形成有多个叶片槽。叶片以能够前进和缩回的方式设置在相应的叶片槽中。

壳体包括前壳体、后壳体、气缸体、前侧板、后侧板和端架。气缸体在第一面与第二面之间形成气缸室，其中，第一面为前侧板的后面，第二面为后侧板的前面。气缸室和排出室通过后侧板彼此隔开。

压缩室由气缸室的内表面、转子的外表面、第一面、第二面和每个叶片形成。在各个叶片与对应的叶片槽之间形成有由第一面和第二面限定的背压室。在排出室与背压室之间设置有能够将排出室中的润滑油供应至各个背压室的背压供给装置。

在后侧板中形成有以可旋转的方式支承驱动轴的轴孔。背压供给装置包括上通道、下通道和旋转通道。上通道形成在后侧板中。上通道自排出室延伸并且在轴孔中开口。具体地，上通道在形成于后侧板与端架之间的供给室中开口。下通道形成在后侧板中。下通道与处于压缩阶段的背压室相连通。并且，旋转通道形成在驱动轴中。旋转通道根据驱动轴在旋转方向上的相位或根据驱动轴的旋转角度而间歇地使上通道与下通道相互连通。

在该压缩机中，存在于排出室中的高压润滑油通过上通道到达旋转通道。当旋转通道根据驱动轴的相位而与下通道相连通时，旋转通道中的高压润滑油通过下通道供应至背压室。当旋转通道根据驱动轴的相位而不与下通道连通时，很难通过下通道将旋转通道中的高压润滑油供应至背压室。

因此，在压缩阶段中，高压润滑油被间歇地供应至背压室并且叶片被间歇地按压在气缸室的内表面上。这样可以调节供应至背压室的润滑油的量，减小按压叶片的力，从而减少功率需求。并且，当驱动轴停止旋转并且排出室与背压室彼此不连通时，可以防止来自排出室的制冷气体回流到吸入室中。

然而，对于上述常规的压缩机，由于背压供给装置穿过驱动轴，因此担心的是来自下通道的润滑油可能通过驱动轴与轴孔之间的间隙泄露到气缸室中。因此，在压缩机的操作过程中，担心的是排出室中的高压润滑油可能会浪费地泄露至背压室以外的某些地方，从而产生功率损耗。并且，当压缩机不工作时，即使通过不连通的背压供给装置避免了制冷气体等的回流，但是仍存在以下担心：来自排出室的制冷气体等可能通过驱动轴与轴孔之间的间隙回流至气缸室、吸入室、甚至是压缩机外部的蒸发器中。

本发明是基于上述常规情形做出的，并且本发明的目标是提供一种几乎不引起功率损耗并且几乎不引起制冷气体等的回流的叶片式压缩机。

发明内容

根据本发明的叶片式压缩机包括：壳体，该壳体中形成有吸入室、排出室和气缸室；驱动轴，该驱动轴以能够绕旋转轴线旋转的方式设置在壳体中；转子，该转子在气缸室中设置成能够与驱动轴同步旋转，其中在该转子上形成有多个叶片槽；以及叶片，叶片以能够前进和缩回的方式设置在相应的叶片槽中。该壳体包括第一分隔壁和第二分隔壁，气缸室形成在第一面与第二面之间，该第一面为第一分隔壁的后面，该第二面为第二分隔壁的前面，并且气缸室和排出室通过第二分隔壁彼此隔开。压缩室通过气缸室的内表面、转子的外表面、第一面、第二面和叶片形成。在各个叶片与叶片槽中的对应的一个叶片槽之间形成有由第一面和第二面限定的背压室。在排出室与背压室之间设置有构造成能够将排出室中的润滑油供应至各个背压室的背压供给装置。在第二分隔壁中形成有以可旋转的方式支承驱动轴的轴孔。背压供给装置包括上通道、下通道和旋转通道，该上通道形成在第二分隔壁中并且构造成自排出室延伸并且通向轴孔，该下通道形成在第二分隔壁上并且与处于压缩阶段的背压室相连通，该旋转通道形成在驱动轴中并且构造成根据驱动轴在旋转方向上的相位或根据驱动轴的旋转角度而间歇地使上通道与下通道相互连通。下通道包括缓冲室和排出孔，该缓冲室构造成通向轴孔并且与旋转通道相连通，该排出孔构造成自缓冲室延伸并且通向第二面。在轴孔与驱动轴之间设置有密封环并且该密封环构造成从第二面侧密封缓冲室。

根据在下文的描述及附图中公开的实施方式、在附图中举例示出的图解、以及在全部描述和附图中公开的发明理念，本发明的其他方面和优点将显而易见。

附图说明

图1是根据实施方式的叶片式压缩机的截面图。

图2是沿图1中箭头A方向观察的沿线A-A截取的根据该实施方式的叶片式压缩机的截面图。

图3是沿图1中箭头B方向观察的沿线B-B截取的根据该实施方式的叶片式压缩机的截面图。

图4是根据该实施方式的叶片式压缩机的主要部分的放大的截面图。

图5是根据该实施方式的叶片式压缩机的主要部分的放大的截面图。

具体实施方式

以下将参照附图对实施本发明的实施方式进行描述。

如图1所示，根据该实施方式的叶片式压缩机包括前壳体1、后侧板3和后壳体5。该前壳体1、后侧板3和后壳体5对应于壳体。

前壳体1包括呈筒形的气缸形成部7a和设置在气缸形成部7a的前端且与气缸形成部7a形成为一体的第一分隔壁2。在气缸形成部7a中，气缸室7由后向前凹入。如图2和图3所示，气缸室7定形为柱状，其与驱动轴8的旋转轴线O正交的截面是椭圆形的。如图1所示，在第一分隔壁2上形成有向前伸出的凸台1a。轴孔2b在凸台1a内形成为使驱动轴8的前部通过该轴孔2b穿过。第一分隔壁2的后面是与旋转轴线O正交的第一面2a。

而且，在气缸形成部7a的外周面上凹设有环形的吸入室9。如图2所示，吸入室9与气缸室7经由两个吸入端口9c相连通。

如图1所示，后侧板3包括第二分隔壁3a和凸出部3b。该第二分隔壁3a抵接前壳体1的气缸形成部7a的后端。第二分隔壁3a的前面是与旋转轴线O正交的第二面4a。在第二分隔壁3a中，容置驱动轴8的后端部8a的轴孔4b由前向后凹入。

后壳体5容置前壳体1的气缸形成部7a以及后侧板3。在后壳体5上形成有安装部5a。安装部5a附接至车辆的发动机等(未示出)。在后壳体5与后侧板3之间形成有排出室10。气缸室7与排出室10通过第二分隔壁3a隔开。

在后壳体5中形成有进口9a和出口10a，该进口9a构造成使吸入室9通向外部，而出口10a构造成使排出室10的上部通向外部。在气缸形成部7a的外周面上，在吸入室9的前侧和后侧配合有O型环13a和O型环13b。O型环13a在吸入室9的前侧密封在后壳体5与前壳体1之间。O型环13b在吸入室9的后侧密封在后壳体5与前壳体1之间。而且，O型环13c配合在第二分隔壁3a的外周面上。O型环13c密封在第二分隔壁3a与后壳体5之间。

驱动轴8经由轴密封装置11和滑动轴承12a以能够绕旋转轴线O旋转的方式设置在前壳体1的轴孔2b中。在第一分隔壁2中形成有构造成连通吸入室9和轴密封装置11的连通路径9b。

如图2和图3所示，转子15压配合在驱动轴8中。转子15定形为柱状，其与旋转轴线O正交的截面为圆形的，并且其在气缸室7中设置成能够与驱动轴8同步旋转。在转子15的外周面上具有以略微倾斜的方式朝向旋转轴线O凹入的五个叶片槽15a。各个叶片槽15a包括矩形部15b和圆孔部15c，矩形部15b构造成截面为矩形并且设有面对叶片17延伸的两个平行平面，圆孔部15c构造成截面为圆形并且形成在比矩形部15b更接近驱动轴8的位置处，圆孔部15c与矩形部15b是相连续的。叶片17以能够前进和缩回的方式容置在相应的叶片槽15a中。在各叶片17的底面与对应的叶片槽15a之间形成有背压室15d。

通过成对的相邻叶片17、转子15的外周面、气缸室7的内周面、第一面2a和第二面4a形成五个压缩室19。处于吸入阶段的压缩室19与吸入室9经由吸入端口9c彼此连通。

如图3所示，在前壳体1的气缸形成部7a与后壳体5之间形成有两个排出空间10b。处于排出阶段的压缩室19与排出空间10b经由相应的排出端口10c彼此连通。在各个排出空间10b中设置有排出阀10d和保持件10e，该排出阀10d构造成关闭排出端口10c，该保持件10e构造成调节排出阀10d的抬高量。

如图1和图4所示，在后侧板3的中央形成有以一定厚度朝向排出室10凸出的凸出部3b。在凸出部3b中形成有在竖直方向上以柱状延伸的油分离室21。形成为两级筒的形状的分离缸21a压配合在油分离室21的上端。分离缸21a的上端与排出室10的上部相连通并且面向出口10a。在油分离室21中形成有面向分离缸21a的下部的筒状导引面21b。

排出空间10b与油分离室21经由相应的排出通路10f相连通。通过排出通路10f排出的制冷气体绕导引面21a旋动。油分离室21经由位于下端的连通孔21c与排出室10相连通。油分离室21、排出通路10f、分离缸21a、导引面21b和连通孔21c形成离心分离器20。

如图4和图5所示，在第二分隔壁3a上形成有上通道4c，该上通道4c自排出室10的下端延伸并且通向轴孔4b。上通道4c从第二分隔壁3a的下端向上朝着驱动轴8延伸。上通道4c的上端面向驱动轴8的周面，而上通道4c的下端与排出室10相连通。

在驱动轴8的后端部8a中，在驱动轴8的外周面上形成有旋转通道8b，该旋转通道8b沿旋转轴线O由后向前延伸。旋转通道8b形成为驱动轴8的周面上的槽，其使上通道4c与后文描述的缓冲室4e相连通。而且，在驱动轴8中在比旋转通道8b更靠前侧的位置处凹设有环形槽8c。

在第二分隔壁3a上形成有与处于压缩阶段的背压室15d相连通的下通道4d。下通道4d包括缓冲室4e和两个排出孔4f，缓冲室4e构造成通向轴孔4b并且与旋转通道8b相连通，该两个排出孔4f构造成从缓冲室4e沿旋转轴线O向前延伸并且通向第二面4a。缓冲室4e形成为与驱动轴8同轴的环形槽。由此，润滑油通过缓冲室4e被均匀地供应至背压室15d。该两个排出孔4f关于驱动轴8的旋转轴线O彼此对称。

而且，在第二分隔壁3a的第二面4a上凹设有两个排油槽4g，该两个排油槽4g绕旋转轴线O形成为弧状。该两个排油槽4g同样关于驱动轴8的旋转轴线O彼此对称。排油槽4g通过转子15的旋转而与处于吸入阶段的背压室15d等相连通。

旋转通道8b根据驱动轴8在旋转方向上的相位或根据旋转轴8的旋转角度而间歇地使上通道4c和下通道4d彼此连通或彼此不连通。上通道4c、下通道4d和旋转通道8b形成能够将排出室10中的润滑油供应至各个背压室15d的背压供给装置。如图5所示，在轴孔4b中形成有滑动层25，以减小施加至以可旋转的方式支承在轴孔4b中的驱动轴8的外周面的摩擦力。滑动层25通过镀锡形成。

密封环23配合在形成在驱动轴8中的环形槽8c中。密封环23由PTFE制成。密封环23设置在轴孔4b与驱动轴8之间，或精确地说，设置在轴孔4b的壁表面与驱动轴8的外周面之间。通过密封轴孔4b的壁表面与驱动轴8的外周面之间的间隙，密封环23密封在缓冲室4e与第二面4a侧之间。第二面4a侧包括由第二面4a限定的气缸室7。密封环23防止润滑油通过间隙从缓冲室4e朝向第二面4a泄露到气缸室7中。

尽管未图示，出口10a经由管道连接至冷凝器，冷凝器经由管道连接至膨胀阀，膨胀阀经由管道连接至蒸发器，并且蒸发器经由管道连接至进口9a。冷凝器、膨胀阀和蒸发器形成外部制冷回路。包含该实施方式的叶片式压缩机的制冷回路形成车辆空调设备。

在根据该实施方式的叶片式压缩机中，当驱动轴8由发动机等驱动时，转子15与驱动轴8同步旋转，从而改变各个压缩室19的容量。因此，穿过蒸发器的制冷气体通过进口9a吸入到吸入室9中，然后通过吸入端口9c吸入到各个压缩室19中。然后，在压缩室19中被压缩的制冷气体通过排出端口10c排出至排出空间10b并且通过排出通路10f朝向分离器20的导引面21a排出。因此，润滑油以离心的方式从制冷气体中分离出来。分离出的润滑油在流出油分离室21且穿过连通孔21c后积聚在排出室10中。分离出润滑油的制冷气体通过出口10a朝向冷凝器排出。

在这期间，如果旋转通道8b与上通道4c根据驱动轴8在旋转方向上的相位而不彼此连通时，排出室10中的高压润滑油不被供应至背压室15d中。

另一方面，如果旋转通道8b与上通道4c根据驱动轴8在旋转方向上的相位而彼此连通时，排出室10中的高压润滑油通过上通道4c、旋转通道8b、缓冲室4e和两个排出孔4f供应至背压室15d。

对于根据该实施方式的压缩机，由于密封环23设置在轴孔4b与驱动轴8之间，或精确地说，设置在在轴孔4b的壁表面与驱动轴8的外周面之间以密封在密封轴孔4b的壁表面与驱动轴8的外周面之间的间隙，因此可以防止润滑油通过间隙从缓冲室4e朝向第二面4c泄露至气缸室7中。因此，在压缩机的工作过程中，排出室10中的高压润滑油几乎不会被浪费地供应至背压室15d以外的其他地方，这样可减少功率损耗。

而且，在驱动轴8停止的状态下，根据驱动轴8在旋转方向上的相位，旋转通道8b不与上通道4c彼此连通，从而可以防止制冷气体等从排出室10回流至气缸室7。另外，缓冲室4e与气缸室7通过密封环23密封，从而可以防止来自缓冲室4e的制冷气体等通过轴孔4b与驱动轴8之间的间隙泄露到气缸室7中。由于这些原因，可以可靠地防止高压制冷气体等从排出室10回流至气缸室7。

这样可以防止在重新启动压缩机时在气缸室7中产生液态制冷剂。并且，可以防止制冷气体从气缸室7进一步回流至制冷回路的吸入室9或吸入侧或吸入压力区、防止加热蒸发器、以及防止降低冷却效率。

因此，该压缩机几乎不引起功率损耗并且几乎不引起制冷气体等的回流。

而且，在该压缩机中，通过设置密封环23，可以防止制冷气体或润滑油的泄露，从而增加设计上通道4c、旋转通道8b和缓冲室4e的灵活性。特别地，与旋转通道8b设置为穿过驱动轴8的情况相比，在旋转通道8b设置在驱动轴8的周面上的情况下制冷气体和润滑油更易于泄露，但是由于密封环23能够防止泄露，因此可以采用上述构型。而且，可以在缓冲室4e中设置比常规的开口更大的开口或者使上通道4c形成在更容易发生向气缸室7的泄露的较靠近气缸室7的一侧上。

而且，由于密封环23配合于在驱动轴8上凹入的环形槽8c中，因此，与环形槽在第二分隔壁3a上进一步凹入的情况相比，需要更少的加工工作时间和劳力。而且，由于密封环23能够配合到在驱动轴8上凹入的环形槽8c中，因此易于执行组装。

此外，由于滑动层25可以通过镀层形成，因此可以通过省去滑动轴承来减少零件的数目并且可以实现减重。

此外，在该压缩机中，上通道4c的开口面向驱动轴8的周面，而旋转通道8b形成在驱动轴8的周面上并且与缓冲室4e相连通，其中，缓冲室4e的开口面向驱动轴8的周面。即，背压供给装置经由驱动轴8的周面形成，而非经由驱动轴8的后端面形成。通过该构型，减少了驱动轴8和后侧板3上的加工区域的数量，从而使加工更容易。

上文已经参照实施方式描述了本发明，但是，毋庸置疑，本发明不局限于上述实施方式并且可以在不偏离本发明的主旨和范围的情况下根据需要进行修改和应用。

例如，在实施方式中，在驱动轴8上仅凹设有一个旋转通道8b，但是在该驱动轴8上可以凹设有多个旋转通道8b。

而且，在根据本发明的压缩机中，在在驱动轴的后端形成有供给室的情况下，上通道可以延伸至供给室或延伸至驱动轴的周面。而且，旋转通道可以是设置成延伸穿过驱动轴的轴向孔或凹设在驱动轴的周面上的轴槽。此外，缓冲室可以绕驱动轴环状地凹设或者绕驱动轴部分地凹设。

而且，在根据本发明的压缩机中，在轴孔与驱动轴的外周面之间可以设置有滑动轴承。而且，滑动层可以通过涂层形成。

此外，在根据本发明的压缩机中，壳体可以由前壳体、气缸体、后壳体、前侧板、后侧板等形成，或者这些部件中的一部分部件可以一体地构造而成。

将密封环设置在轴孔与驱动轴之间便足以。就此而言，可以将密封环配合至凹设在第二分隔壁上的环形槽中。

Claims (3)

1.一种叶片式压缩机，包括：

壳体，在所述壳体中形成有吸入室、排出室和气缸室；

驱动轴，所述驱动轴以能够绕旋转轴线旋转的方式设置在所述壳体中；

转子，所述转子在所述气缸室中设置成能够与所述驱动轴同步旋转，其中，在所述转子上形成有多个叶片槽；以及

叶片，所述叶片以能够前进和缩回的方式设置在相应的叶片槽中，

其中，所述壳体包括第一分隔壁和第二分隔壁，所述气缸室形成在第一面与第二面之间，所述第一面为所述第一分隔壁的后面，所述第二面为所述第二分隔壁的前面，并且所述气缸室和所述排出室通过所述第二分隔壁彼此隔开，

由所述气缸室的内表面、所述转子的外表面、所述第一面、所述第二面和所述叶片形成压缩室，

在每个所述叶片与对应的一个所述叶片槽之间形成有由所述第一面和所述第二面限定的背压室，

在所述排出室与所述背压室之间设置有背压供给装置，所述背压供给装置构造成能够将所述排出室中的润滑油供应至各个所述背压室中，

在所述第二分隔壁中形成有轴孔，所述轴孔以可旋转的方式支承所述驱动轴，

所述背压供给装置包括上通道、下通道和旋转通道，所述上通道形成在所述第二分隔壁中并且构造成自所述排出室延伸并且通向所述轴孔，所述下通道形成在所述第二分隔壁中并且与处于压缩阶段的所述背压室相连通，所述旋转通道形成在所述驱动轴中并且构造成根据所述驱动轴在旋转方向上的相位而间歇地使所述上通道与所述下通道相互连通，

所述下通道包括缓冲室和排出孔，所述缓冲室形成为与驱动轴同轴的环形槽，并且所述缓冲室构造成通向所述轴孔并且与所述旋转通道相连通，所述排出孔构造成自所述缓冲室延伸并且通向所述第二面，

所述缓冲室的开口与上通道的开口面向所述驱动轴的周面，

所述旋转通道形成为在所述驱动轴的周面上的槽并且连通所述上通道和所述缓冲室，

所述缓冲室在沿所述驱动轴的轴向方向比所述上通道的所述开口更靠近所述第二面的位置处开口，并且

在所述轴孔与所述驱动轴之间设置有密封环，并且所述密封环构造成从所述第二面侧密封所述上通道、所述旋转通道和所述缓冲室。

2.根据权利要求1所述的叶片式压缩机，其中，在所述驱动轴中凹设有环形槽，并且所述密封环配合在所述环形槽中。

3.根据权利要求1所述的叶片式压缩机，其中，在所述轴孔中形成有滑动层，以减小施加至以可旋转的方式支承在所述轴孔中的所述驱动轴的外周面上的摩擦力。