CN104948459A - 叶片式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提高了压缩机的启动性能。根据本发明的压缩机包括壳体1至5、吸入通道1b、驱动轴9、转子10和叶片11。在壳体1至5中形成有吸入室13、排出室16和气缸室3a。吸入通道1b使吸入室13与蒸发器60彼此连接。在吸入通道1b中设置有构造成防止制冷剂回流的止回阀20。在排出室16与背压室40之间设置有构造成闭合以将每个背压室40与排出室16切断的开关阀机构44。

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

在日本实用新型早期公开No.3-127095中公开了一种传统的叶片式压缩机(在后文中称为压缩机)。该压缩机包括壳体、驱动轴、转子以及多个叶片。在该壳体中形成有吸入室、排出室以及气缸室。驱动轴以能够绕旋转轴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。叶片以能够在相应的叶片槽中前进和缩回的方式设置。

壳体包括前壳体、前侧板、缸体、后侧板以及后壳体。缸体在作为前侧板的后面的第一面与作为后侧板的前面的第二面之间形成气缸室。气缸室和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、第二面以及叶片形成。在每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。

在前壳体中形成有吸入通道并且在该吸入通道中设置有止回阀。吸入室连接至蒸发器而排出室连接至冷凝器。这样，压缩机、蒸发器、冷凝器等形成车辆空气调节设备的制冷回路。

在该压缩机中，止回阀能够防止制冷剂从吸入室回流到压缩机外的蒸发器。这防止了蒸发器被加热，从而使得能够防止在重新启动驱动轴期间由于车辆内部中的出口空气温度的增加而导致的制冷效率的降低。

然而，对于上述的常规压缩机，由于止回阀在驱动轴停止时闭合，因此压缩机中的气态制冷剂不被释放，该气态制冷剂在压缩机内液化并且与润滑油积聚在一起。随后，当驱动轴重新启动时，则担心在压缩室中可能会出现液态压缩并且启动转矩增大。

再者，当止回阀在驱动轴停止的状态下闭合时，担心的是发生制冷剂从排出室回流至吸入室，以及另外地，从冷凝器回流，并且，积聚在吸入室中的制冷剂或润滑油作为阻力在驱动轴的重新启动期间阻碍止回阀的操作，因而止回阀可能不能快速打开。

已鉴于上述的传统情况而做出本发明，并且本发明的目的是提高压缩机的启动性能。

发明内容

根据本发明的制冷回路中的压缩机包括：壳体，在该壳体中形成有吸入室、排出室以及气缸室；吸入通道，该吸入通道形成在该壳体中并且连接至吸入室以使得吸入室通过吸入通道连接至蒸发器；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，在转子上形成有多个叶片槽；以及叶片，所述叶片以能够在相应的叶片槽中前进和缩回的方式设置。壳体包括第一分隔壁和第二分隔壁，气缸室形成在作为第一分隔壁的后面的第一面与作为第二分隔壁的前面的第二面之间，并且气缸室和排出室通过第二分隔壁彼此隔开。压缩室由气缸室的内表面、转子的外表面、第一面、第二面以及叶片形成。在每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。在吸入通道中设置有构造成防止制冷剂回流的止回阀。在排出室与背压室之间设置有构造成闭合以将每个背压室与排出室切断的开关阀机构。

通过下文的说明和附图中公开的实施方式、附图中例示的图解，以及整个说明书和附图中所公开的本发明的构思，本发明的其他方面以及优点将变得显而易见。

附图说明

图1为根据实施方式的叶片式压缩机的截面图。

图2为沿着图1中的线II-II截取并且沿箭头II方向观察的根据实施方式的叶片式压缩机的截面图。

图3为根据实施方式的叶片式压缩机的主要部分的放大的截面图。

图4为移除了离心分离器的根据实施方式的叶片式压缩机的局部截面后视图。

具体实施方式

下文将参照附图对实施本发明的实施方式进行描述。

如图1和2中所示，在根据实施方式的叶片式压缩机中，缸体3容置并固定在彼此联接的前壳体1和后壳体2中。通过贯穿缸体3而在缸体3中形成在垂直于轴线的方向上成椭圆形的气缸室3a。前侧板4和后侧板5容置并固定在前壳体1和后壳体2中。前壳体1、前侧板4、缸体3、后侧板5和后壳体2对应壳体。

前侧板4的后面是第一面4a。后侧板5的前面是第二面5a。在第一面4a与第二面5a之间形成有气缸室3a。前侧板4对应于根据本发明的第一分隔壁而后侧板5对应于根据本发明的第二分隔壁。

构造成旋转地支承驱动轴9的轴孔4b和5b分别形成在前侧板4和后侧板5中。驱动轴9经由轴密封装置6和滑动轴承7和8以能够绕旋转轴线O旋转的方式支承在轴孔4b和5b中。滑动轴承8从后侧压配合在后侧板5中的轴孔5b中。驱动轴9的端部通过贯穿前壳体1中的轴孔1a伸出，并且电磁离合器或滑轮(未示出)固定至驱动轴9的端部。驱动力从车辆发动机或马达传递至电磁离合器或滑轮。

转子10在气缸室3a中设置成能够与驱动轴9同步旋转。如图2中所示，在转子10的外周面上径向地凹设有五个叶片槽10。叶片11以能够前进和缩回的方式设置在相应的叶片槽10a中。在每个叶片槽10a与对应的叶片11的下表面之间形成有由第一面4a和第二面5a限定的背压室40。通过成对的相邻的叶片11、转子10的外周面、缸体3的内周面、第一面4a以及第二面5a形成五个压缩室12。

而且，如图1中所示，在前壳体1与前侧板4之间形成有吸入室13。在前壳体1中形成有构造成经由管道将吸入室13和蒸发器60彼此连接的吸入通道1b。通过贯穿前侧板4而在前侧板4中形成与吸入室13连通的两个吸入路径4c。吸入路径4c与缸体3中的相应的吸入空间3b连通。从图2中还可见，吸入空间3b经由吸入端口3c与处于吸入阶段的压缩室12连通。

而且，在缸体3与后壳体2之间形成有两个排出空间3d。排出空间3d经由排出端口3e与处于排出阶段的压缩室12连通。在每个排出空间3d中设置有构造成闭合排出端口3e的排出阀14和构造成调节排出阀14的抬高量的保持器15。

如图3和4中所示，在后侧板5的后面的中央形成以某一厚度向后凸出的凸出部5p。该凸出部5p包括凸起部5e、阶梯部5f和垂悬部5g，凸起部5e构造成绕着驱动轴9和滑动轴承8向后凸出，阶梯部5f构造成厚度比凸起部5e的厚度小并且侧向地伸展，垂悬部5g构造成厚度与阶梯部5f的厚度相等并且向下延伸。在阶梯部5f上凹设有两个排出槽5h和5i，其从靠近上方的中央的位置朝向下方的周侧侧向地延伸。在该两个排出槽5h和5i的下端处分别形成有与相应的排出空间3d相连通的排出端口5j和5k，并且该排出端口5j和5k贯穿该两个排出槽5h和5i。

而且，如图1中所示，在后侧板5与后壳体2之间形成有排出室16。在后壳体2中形成有出口端口2a，该出口端口2a构造成将排出室16连接至冷凝器61。离心分离器50通过被夹置在后侧板5与后壳体2之间而被固定在排出室16中。如图3中所示，分离器50包括端架17和筒形部18，该筒形部18呈筒形并且固定在沿竖直方向延伸的端架17中。

在端架17中形成有油分离室17a，该油分离室17a沿竖直方向呈柱状地延伸。筒形部18压配合在油分离室17a的上端中。因此，油分离室17a的一部分用作构造成使气态制冷剂绕着筒形部18的外周面涡动的导引面17b。图4中示出的排出槽5h和5i与图3中示出的一对左和右排出出口17c相连通，并且排出出口17c两者均与筒形部18和导引面17b之间的空间相连通。

而且，在端架17的下端形成有连通端口17e，该连通端口17e构造成使油分离室17a的底部与排出室16相连通。而且，在端架17上凹设有供给室17f，该供给室17f构造成将后侧板5的凸起部5e与驱动轴9和滑动轴承8一起容置。

如图2和4中所示，在后侧板5的前面的中央凹设有一对形成为扇形的排油槽5c。排油槽5c通过转子10的旋转与处于吸入阶段等的背压室40等相连通。

如图3中所示，在后侧板5的垂悬部5g中形成有自下端向上延伸的第一上通道5m，该第一上通道5m贯穿垂悬部5g。第一上通道5m的下端与排出室16相连通。第一上通道5m的上端与第二上通道5n相连通，该第二上通道5n向着端架17水平地延伸至供给室17f。第一上通道5m和第二上通道5n形成上通道41。

如图3和4中所示，在驱动轴9中形成有一个轴向路径9a和两个径向路径9b。轴向路径9a构造成从后端沿着旋转轴线O的方向延伸，而径向路径9b构造成与该轴向路径9a相连通并且径向地延伸至间歇式端口9x。该两个径向路径9b在相对于驱动轴9的旋转轴线O彼此对称的位置处开口。轴向路径9a和径向路径9b形成从供给室17f延伸至滑动轴承8的内表面的旋转通道42。

而且，形成有沿径向方向贯穿滑动轴承8的两个第一下通道8a。第一下通道8a在一端处通向后文描述的第二下通道5s并且在另一端处通向径向路径9b。与第一下通道8a相连通的第二下通道5s通向后侧板5中的轴孔5b。第二下通道5s沿滑动轴承8的外周面形成并且构造为呈环状且与驱动轴9同轴。此外，在后侧板5中形成有两个第三下通道30，该两个第三下通道30从第二下通道5s延伸至转子10的端面。两个第三下通道30都与处于压缩阶段的背压室40相连通。第一下通道8a、第二下通道5s和第三下通道30形成下通道43。

上通道41、供给室17f、旋转通道42和下通道43对应于构造成将背压室40与排出室16切断的开关阀机构44。旋转通道42根据驱动轴9沿旋转方向的相位或根据驱动轴9的旋转角度而间歇地使上通道41和下通道43彼此连通。

如图1中所示，在吸入通道1b中设置有止回阀20，该止回阀20构造成防止制冷剂的回流。止回阀20包括筒形部20a和阀体20b，筒形部20a构造成呈筒形并且压配合在吸入室13中，阀体20b构造成在筒形部20a中上下滑动。筒形部20a和阀体20b限定阀室20f。在阀室20f中设置有弹簧20c，该弹簧20c构造成向上迫压阀体20b。在筒形部20a中装配有簧环20d，该簧环20d构造成限制阀体20b的上部位置。

贯穿筒形部20a的侧壁形成有与吸入路径4c相连通的开口端口20e。簧环20d位于该开口端口20e的上方。而且，在与开口端口20e正交的位置处形成有贯穿筒形部20a的侧壁的长形孔20g。与吸入室13相连通的该长形孔20g将阀室20f中的压力调节为与吸入室13中的压力相对应。

出口部2a经由管道连接至冷凝器61，冷凝器61经由管道连接至膨胀阀62，膨胀阀62经由管道连接至蒸发器60，而蒸发器60经由管道连接至吸入通道1b。管道、冷凝器61、膨胀阀62和蒸发器60形成外部制冷回路。包括压缩机的该制冷回路形成车辆空调设备。

在如上所述构造而成的压缩机中，当驱动轴9由发动机等驱动时，转子10与驱动轴9同步旋转，从而改变压缩室12的容量。因此，吸入室13中的制冷剂通过吸入路径4c、吸入空间3b和吸入端口3c被吸入到压缩室12中。

而且，在压缩室12中被压缩的制冷剂通过排出端口3e、排出空间3d和排出端口5j和5k排出至排出室16。排出室16中的高压制冷剂通过冷凝器61和膨胀阀62供给至蒸发器60。由此对车辆内部进行空气调节。

在这期间，在止回阀20中，吸入室13处于负压，并且因此，经由长形孔20g与吸入室13相连通的阀室20f也处于负压。因此，阀体20b抵抗弹簧20c的推力向下滑动，并且因此，吸入通道1b与开口端口20e彼此连通。因此，蒸发器60中的制冷剂通过吸入通道1b、开口端口20e和吸入路径4c被连续地吸入到压缩室12中。

而且，排出至排出端口5j和5k的制冷剂穿过排出槽5h和5i，如图4所示，并且随后从分离器50的排出出口17c朝向导引面17b排出，如图3所示。因此，制冷剂绕着导引面17b涡动，并且润滑油从该制冷剂离心地分离。

分离出来的润滑油在流出油分离室17a并穿过连通端口17e后积聚在排出室16中。处于高压下的排出室16中的润滑油通过第一上通道5m和第二上通道5n供给至供给室17f。压配合在后侧板5中的轴孔5b中的滑动轴承8相对于驱动轴9旋转。供给至供给室17f的润滑油被供给到滑动轴承8与驱动轴9之间以提供滑动轴承8与驱动轴9之间的润滑。

然后，当该两个径向路径9b根据驱动轴9在旋转方向上的相位而与该两个第一下通道8a相连通时，轴向路径9a和两个径向路径9b中的高压润滑油通过第一下通道8a、第二下通道5s和第三下通道30被供给至图2和图3中所示的背压室40。

而且，当两个径向路径9b与两个第一下通道8a的连通根据驱动轴9在旋转方向上的相位而被切断时，该轴向路径9a和该两个径向路径9b中的高压润滑油不通过第一下通道8a、第二下通道5s和第三下通道30供给至背压室40。

因此，在压缩阶段中，高压润滑油被间歇地供给至背压室40，并且叶片11间歇地被压靠于气缸室3a的内表面。结果，叶片11在叶片槽10a中被润滑，从而防止了颤动。而且，防止了制冷剂从压缩室12泄漏，并且提高了压缩效率。

通过间歇地将润滑油供给至背压室40，能够调节背压供给量并且从而调节叶片11的背压。这使得能够减小叶片11的压紧力并且因而减小运行期间的功率需求。

现在，当驱动轴9停止时，阀体20b通过屈服于止回阀20中的弹簧20c的推力而向上滑动，进而抵靠在簧环20d上，并且关闭吸入通道1b和开口端口20e。在压缩机不包括任何阻碍压缩机内的制冷剂和润滑油的回流的装置的情形中，即使在止回阀20闭合时，排出室16和背压室40中的制冷剂和润滑油仍然可能会通过叶片槽10a与叶片11之间的间隙从背压室40回流至压缩室12并且甚至回流至吸入室13。在那种情形下，如果制冷剂和润滑油积聚在压缩室12中，则在压缩机的重新启动期间可能会发生液态压缩。而且，如果制冷剂和润滑油积聚在吸入室13中，则止回阀20难以在压缩机的重新启动期间抵抗制冷剂和润滑油的阻力而快速打开。

然而，该压缩机设置有构造成使背压室40与排出室16切断的开关阀机构44。也就是说，该开关阀机构44设置在止回阀20的上游来防止制冷剂从排出室16回流至吸入室13。因此，当两个径向路径9b与两个第一下通道8a的连通在驱动轴9的旋转停止的状态下被切断时，不会发生制冷剂从排出室16回流至背压室40，也不会发生驱动轴9的反向旋转。即使驱动轴9在两个径向路径9b与两个第一下通道8a相连通的状态下停止旋转，轻微的制冷剂的回流和驱动轴9的反向旋转也会导致驱动轴9的相位变化，因此，两个径向路径9b与两个第一下通道8a的连通被切断，从而防止了进一步的制冷剂的回流和驱动轴9的反向旋转。

因此，通过该压缩机，液态制冷剂和润滑油不易积聚在压缩室12中。因此，当驱动轴9重新启动时，在压缩室12中不易发生液态压缩，并且启动转矩不易增加。

而且，开关阀机构44将背压室40与排出室16切断。因此，在止回阀20闭合的状态下，存在于吸入室13中的制冷剂仅包括在止回阀20闭合时已经余留在吸入室13中的制冷剂、从压缩室12回流至吸入室13中的制冷剂，以及通过开关阀机构44轻微泄漏的制冷剂。吸入室13中的制冷剂的量小于在不设置开关阀机构44的情况下的量。

因此，通过该压缩机，当驱动轴9重新启动时，吸入室13中的制冷剂和润滑油的用于阻碍止回阀20的打开运动的阻力小于在没有开关阀机构44的情形中的阻力。这允许止回阀20平稳地打开。

因此，压缩机能够平稳地启动并且获得优异的启动性能。

而且，由于开关阀机构44容纳在后侧板5和驱动轴9中，因此能够减小部件的数量并且能够减小压缩机的尺寸。

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，虽然根据实施方式的开关阀机构44利用驱动轴9的旋转，但根据本发明的叶片式压缩机也可以改为使用止回阀或电磁阀。

Claims (2)

1.一种在制冷回路中的叶片式压缩机，包括：

壳体，在所述壳体中形成有吸入室、排出室和气缸室；

吸入通道，所述吸入通道形成在所述壳体中并且连接至所述吸入室而使得所述吸入室通过所述吸入通道连接至蒸发器；

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所述叶片槽中，

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、所述第二面以及所述叶片形成压缩室，

在每个所述叶片与所述叶片槽中的对应的一个叶片槽之间形成有由所述第一面与所述第二面限定的背压室，

在所述吸入通道中设置有止回阀，所述止回阀构造成防止制冷剂的回流，并且

在所述排出室与所述背压室之间设置有开关阀机构，所述开关阀机构构造成闭合以将每个所述背压室与所述排出室切断。

2.根据权利要求1所述的叶片式压缩机，其中：

在所述第二分隔壁中形成有轴孔，所述轴孔构造成旋转地支承所述驱动轴；并且

所述开关阀机构包括上通道、下通道以及旋转通道，所述上通道形成在所述第二分隔壁中并且构造成从所述排出室延伸并通向所述轴孔，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彼此连通。