CN107035690A - 回转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的回转压缩机，在密闭容器内具备电动机部以及由电动机部驱动的压缩机构部，压缩机构部具备：曲轴，其由电动机部旋转驱动；汽缸，其具备汽缸室；旋转活塞，其嵌合于曲轴的偏心轴部，并在汽缸室内偏心旋转；板状的叶片，其前端部被推压于旋转活塞而将汽缸室划分为吸入室和压缩室；叶片槽，其形成于汽缸，并以往复滑动自如的方式收容叶片，在叶片的吸入室侧的侧面设置有切口或者第一槽。

Description

回转压缩机

技术领域

本发明涉及回转压缩机，特别是涉及提高叶片向旋转活塞的追随性的回转压缩机。

背景技术

回转压缩机以使嵌于曲轴的偏心轴部的旋转活塞以线接触状态在汽缸内的中央空间部的内壁面偏心旋转的方式配设于汽缸内。另外，汽缸具有沿径向延伸的叶片槽，在该叶片槽中设置有叶片。而且叶片追随旋转活塞的偏心旋转运动而在叶片槽内进行往复运动，将形成于汽缸与旋转活塞的间隙的空间划分为压缩室和吸入室。

在这样的结构中，若旋转活塞进行偏心旋转(公转)，则连续重复进行从吸入制冷剂气体的工序向压缩制冷剂气体的工序依次过渡的一系列的吸入工序和压缩工序。压缩后的气体从压缩室向密闭容器内释放后，从排出管向制冷回路送入。

在回转压缩机的压缩工序中，伴随曲轴的旋转，叶片在叶片槽内在移动到最前方(旋转活塞侧)的下止点、和移动到最后方的上止点之间进行往复运动。从曲轴的偏心轴部的相位0°到相位180°，由压缩室内外的压差所产生的推压负载从位于叶片后方的背压室作用于叶片，使叶片向下止点移动。而且，在180°以上的相位伴随曲轴的旋转，叶片承受来自旋转活塞的负载而向上止点移动(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-166495号公报

在回转压缩机中，在叶片从上止点向下止点移动期间(曲轴的相位成为180°之前)，若叶片与叶片槽之间的滑动阻力增大，则叶片不再追随旋转活塞。在该情况下，叶片与旋转活塞分离，当再接触时发生产生噪声的问题。另外，由于叶片不追随旋转活塞而在叶片与旋转活塞之间产生间隙，因此发生制冷剂从高压侧向低压侧泄漏而性能降低的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题所做出的，目的在于获得能够减小叶片与叶片槽之间的滑动阻力，从而提高叶片向旋转活塞的追随性的压缩机。

本发明的回转压缩机，在密闭容器内具备：电动机部以及由所述电动机部驱动的压缩机构部，所述压缩机构部具备：曲轴，其由所述电动机部旋转驱动；汽缸，其具备汽缸室；旋转活塞，其嵌合于所述曲轴的偏心轴部，并在所述汽缸室内偏心旋转；板状的叶片，其前端部被推压于所述旋转活塞而将所述汽缸室划分为吸入室和压缩室；以及叶片槽，其形成于所述汽缸，并将所述叶片以往复滑动自如的方式进行收容，在所述叶片的所述吸入室侧的侧面设置有切口或者第一槽。

优选地，在所述汽缸中在所述叶片的后端部侧具有背压室，该背压室将在所述压缩机构部压缩后的制冷剂向所述叶片的后端部引导，所述叶片槽的侧面与所述叶片槽的侧面的所述切口或者所述第一槽之间的空间连通于所述背压室，将所述压缩后的制冷剂经由所述背压室向所述空间供给。

根据本发明，由于在叶片的吸入室侧的侧面设置有切口或者第一槽，因而能够对叶片的吸入室侧的侧面作用排出压，从而能够降低叶片的吸入侧与排出侧的压力负载之差。因此能够提高叶片与叶片槽之间的滑动性，其结果能够提高叶片向旋转活塞的追随性。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的回转压缩机的整体简略剖视图。

图2是本发明的实施方式1的回转压缩机的主要部分的详细图。

图3是本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的立体图。

图4是表示回转压缩机的比较例中的叶片侧部产生的力的示意图。

图5是表示本发明的实施方式1的在回转压缩机的叶片侧部产生的力的示意图。

图6是以与比较例比较的方式来表示本发明的实施方式1的回转压缩机的曲轴的相位与叶片侧部负载之间的关系的曲线图。

图7是表示本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的切口的变形例1的立体图。

图8是表示本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的通路的变形例2的立体图。

附图标记说明：1…密闭容器；1a…排出管；2…储能器；3…电动机部；4…压缩机构部；5…上轴承；5a…排出孔；5b…排出阀；6…排出消声器；6a…排出穴；7…汽缸；7a…叶片槽；7b…背压室；7c…吸入室；7d…排出室；7e…吸入口；7f…排出口；8…下轴承；9…吸入管；10…曲轴；10a…偏心轴部；10b…主轴部；10c…副轴部；11…旋转活塞；12…叶片；12a…后端部；12b…切口；12c…侧面；12d…前端部；12e…第一槽；13…叶片弹簧；14…空间；31…定子；32…转子；71…汽缸室；71a…贯通孔。

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明的实施方式1的回转压缩机的整体简略剖视图。图2是本发明的实施方式1的回转压缩机的主要部分的详细图。图3是本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的立体图。

如图1所示，本发明的实施方式1的回转压缩机在密闭容器1内收纳有电动机部3以及由电动机部3驱动的压缩机构部4。另外，在密闭容器1内的底部贮存有冷冻机油(未图示)。冷冻机油主要润滑压缩机构部4的滑动部。在密闭容器1连接有与储能器2连通的吸入管9，将制冷剂从储能器2取入密闭容器1内。另外，在密闭容器1的上部连接有排出管1a，用于排出压缩后的制冷剂。

电动机部3构成为包括：固定于密闭容器1的定子31、和固定于曲轴10的转子32，从外部经由未图示的气密端子被供给电力而被驱动。另外，电动机部3和压缩机构部4经由曲轴10连结。另外，在曲轴10的轴心部形成有供油流路，在供油流路中设置有泵(未图示)，从而使贮存于密闭容器1的底部的冷冻机油，经由曲轴10内的供油流路向压缩机构部4的滑动部供油。

如图1以及图2所示，压缩机构部4具备：汽缸7、作为两个轴承的上轴承5以及下轴承8、曲轴10、旋转活塞11、排出消声器6以及叶片12。

对此进行更详细的描述。在俯视观察时汽缸7的外周形成为圆形，在俯视观察时在大致中心沿上下方向贯通形成有圆形的贯通孔71a。贯通孔71a的轴向两端的开口被上轴承5和下轴承8封闭，在汽缸7内形成有圆筒状的汽缸室71。在侧面观察时汽缸7具有规定的轴向的高度。

如图2所示，在汽缸7中沿轴向(与图2的纸面正交的方向)贯通设置有叶片槽7a，该叶片槽7a与汽缸室71连通并沿径向延伸。在叶片槽7a中以往复滑动自如的方式收容有板状的叶片12。在汽缸7内在叶片槽7a的后方侧(背面侧)，设置有向叶片12的后端部12a引导排出压的背压室7b。

背压室7b成为与叶片槽7a连通的俯视观察时大致圆形的空间，并与密闭容器1的内部空间连通而成为与密闭容器1内同等的压力空间。如后述那样，由于在回转压缩机的运转过程中，密闭容器1的内部空间处于排出压，因此背压室7b内也处于排出压。

另外，在背压室7b配置有叶片弹簧13。并且叶片12借助该叶片弹簧13的作用力，其前端部12d被推压于旋转活塞11的外周面侧，从而该叶片12具有将汽缸室71划分为吸入室7c和排出室7d的功能。在回转压缩机的运转过程中，叶片12因由压缩室内外的压差产生的推压负载(背压)而被推压于旋转活塞11进行追随。因此，叶片弹簧13主要出于在压缩机起动时(密闭容器1的内部空间与汽缸室71之间没有压力差的状态时)将叶片12推压于旋转活塞11的目的而使用。

另外，在汽缸7以从汽缸7的外周面向汽缸室71贯通的方式设置有吸入口7e，供来自吸入管9的吸入制冷剂通过。

另外，在汽缸7设置有排出口7f，该排出口7f是将形成作为圆形的空间的汽缸室71的圆的边缘部附近切开而形成的。

旋转活塞11构成为环状，旋转活塞11的内周以滑动自如的方式嵌合于曲轴10的偏心轴部10a的外周。而且，伴随曲轴10的旋转，旋转活塞11在汽缸室71内偏心旋转。

如图2以及图3所示，叶片12为平坦的(周向的厚度比径向及轴向的长度小)长方体状的形状，在叶片12的吸入室侧的侧面12c形成有切口12b，该切口12b成为用于将压缩后的制冷剂向叶片12的吸入侧导入的通路。这样由于在叶片12形成有切口12b，由此叶片12成为非对称的形状。

由于形成于切口12b与叶片槽7a之间的空间14连通于背压室7b，且空间14连通于背压室7b，因而经由背压室7b将密闭容器内的排出压的制冷剂向空间14供给。即，由于空间14连通于背压室7b，从而能够将压缩后的制冷剂经由背压室7b导入空间14，即，能够导入叶片12的吸入侧。另外，油也与制冷剂一起导入叶片12的吸入侧。

上轴承5滑动自如地嵌合于曲轴10的主轴部10b，并将汽缸7的叶片槽7a与贯通孔71a的一方的端面(电动机部3侧)封闭。在侧面观察时上轴承5形成为倒T字形。

另外，在俯视观察时在上轴承5在成为与汽缸7的排出口7f相同位置的部位设置排出孔5a，并在排出孔5a安装有排出阀5b。

排出阀5b承受汽缸室71内的压力以及密闭容器1内的压力，在汽缸室71内的压力低于密闭容器1内的压力时，被推压于排出口7f而将排出孔5a封闭。另外，在汽缸室71内的压力高于密闭容器1内的压力时，排出阀5b因汽缸室71内的压力而被向上方推顶，从而打开排出孔5a，将压缩后的制冷剂向汽缸室71外引导。

另外，在上轴承5的上侧安装有排出消声器6，并由排出消声器6和上轴承5形成消音空间。

从上轴承5的排出孔5a排出的高温高压的制冷剂气体暂时进入消音空间，然后从排出消声器6的排出穴6a向密闭容器1内释放。

下轴承8滑动自如地嵌合于曲轴10的副轴部10c，并将汽缸7的叶片槽7a与贯通孔71a的另一方的端面(冷冻机油侧)封闭。在侧面观察时，下轴承8形成为T字形。

接下来，对本发明的实施方式1的回转压缩机的动作进行说明。

在本发明的实施方式1的回转压缩机中，将储能器2的制冷剂经由吸入管9和吸入口7e，并将制冷剂导入吸入室7c之后，驱动电动机部3使曲轴10偏心旋转。由此，汽缸室71内的制冷剂被压缩。在汽缸室71压缩后的制冷剂，从上轴承5的排出孔5a排出到消音空间内之后，经由排出消声器6的排出穴6a向密闭容器1内排出。被排出的制冷剂通过电动机部3的间隙后，从排出管1a排出。

接下来，对制冷剂压缩时的压力进行说明。在制冷剂压缩过程中，汽缸室71内由叶片12划分为吸入室7c和排出室7d。在叶片12未设置切口12b的情况下，由于吸入室7c的压力与排出室7d的压力的压差，而对叶片12施加负载，由此在与叶片槽7a之间产生滑动阻力。

然而，实施方式1的回转压缩机在叶片12设置切口12b，使得排出压作用于叶片12的吸入室侧的侧面12c。因此能够降低在叶片12的两侧面产生的吸入侧与排出侧之间的压力负载之差，从而能够降低叶片12的滑动阻力。由此提高叶片12向旋转活塞11的追随性。其结果叶片12与旋转活塞11不分离，能够抑制噪声，并且减少制冷剂从高压侧向低压侧泄漏。

图4是表示回转压缩机的比较例中的叶片侧部产生的力的示意图。图5是表示本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片侧部产生的力的示意图。即，图4示出使用了未形成切口12b的叶片的情况下压缩机运转过程中的叶片侧部负载的分布。另一方面，图5示出使用了形成有切口12b的实施方式1的叶片12的情况下压缩机运转过程中的叶片侧部负载的分布。在图4以及图5中，Pd为排出压力，Ps为吸入压力，Pm为压缩中压力，F1、f1为因Pd产生的分布负载，F2为因Pd～Pm产生的分布负载，f2为因Pd～Ps产生的分布负载，F3为因Pm产生的分布负载，f3为因Ps产生的分布负载。

如图4以及图5所明确的那样，在叶片12具有切口12b的情况下，借助切口12b使因Pd～Ps产生的分布负载f2(在图5中用A表示的范围的分布负载)增大。由此从分布负载F的合计值(F1+F2+F3)亦即ΣF中减去分布负载f的合计值(f1+f2+f3)亦即Σf所得的值(ΣF-Σf)，比不设置切口12b的结构减小。因此叶片12与叶片槽7a之间的滑动阻力减小，提高叶片12向旋转活塞11的追随性，叶片12不与旋转活塞11分离。其结果不产生噪声，并且也不会发生制冷剂从高压侧向低压侧泄漏，从而能够维持性能。

图6是以与比较例相比较的方式表示本发明的实施方式1的回转压缩机的曲轴的相位与叶片侧部负载之间的关系的曲线图。另外，在图6中示出a为具有切口12b的情况、b为不具有切口12b的情况下曲轴10的相位与叶片侧部负载之间的关系。在图6中横轴为曲柄相位[deg]，纵轴为负载[N]。计算所用的条件是制冷剂为CO₂制冷剂。运转条件为排出压8.3MPa，吸入压4.7MPa，转速40rps，且为将回转压缩机应用于热水器的情况下实际使用的条件。如从图6可明确的那样，在具有切口12b的情况下，无论曲轴10位于哪个角度位置时，与没有切口12b的情况相比，叶片侧部负载都降低。

如以上说明的那样，根据本实施方式1，在叶片12的吸入室7c侧的侧面12c设置有切口12b，该切口12b将压缩后的制冷剂向叶片12的吸入侧导入。因此对叶片的吸入室7c侧的侧面12c作用排出压，从而能够降低叶片12的吸入侧与排出侧之间的压力负载之差。由此能够降低叶片12与叶片槽7a之间的滑动阻力。其结果能够提高叶片12向旋转活塞11的追随性。

在此，在形成切口12b时，在叶片12本身设置有切口12b，例如，与在叶片槽侧设置切口的情况相比，能够得到以下的效果。叶片槽是一般形成为2mm～5mm左右的狭窄间隙而难以加工的部分。因此难以将向叶片槽形成切口时产生的毛刺以及毛边等，在叶片槽的研磨加工时除去。因此在叶片槽侧设置切口的构造中，因无法除去而残存的残存物导致摩擦阻力增加。

另外，作为叶片槽的成型方法，通常是使用了拉刀或切刀的成型等，但是由于叶片槽设置有切口而成为非对称的形状，因此加工时的加工阻力不均匀。因此难以进行高精度的加工，并且还会缩短工卡模具的寿命。上述问题特别是在较大地形成切口的情况下尤为显著。

当今，为了使回转压缩机高性能化而将偏心量扩大。通过增加偏芯量，由此使叶片向叶片槽的内部大幅度移动，从而叶片的移动量增大。因此若在叶片槽不设置较大的切口，则当叶片向下止点侧移动时，叶片位于比切口更靠前方，能够成为叶片的吸入侧的侧面与切口不对置的状态。在实施方式1中虽然示出了叶片弹簧位于背压室内，且叶片弹簧不从背压室露出的结构，然而根据机种的不同，当叶片向下止点侧移动时，也有成为叶片弹簧的叶片侧的端部侵入到叶片槽内的状态的机种。在这样的机种的情况下，叶片位于比切口更靠前方(旋转活塞侧)，能够成为叶片的吸入侧的侧面与切口不对置的状态。若成为这样的状态，则导致图5所示的f2的UP量降低，无法发挥充分的效果。

与此相对，在实施方式1中，由于在叶片本身设置有切口12b，因此即使在叶片12向下止点移动的状态下，也能够使排出压作用于叶片12的吸入侧的侧面12c，从而f2不降低。

另外，切口12b的形状不限定于如图2所示的俯视观察时的三角形，例如能够以如下方式变形来实施。

图7是表示本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的切口12b的变形例1的立体图。

在图7中，在俯视观察时将切口12b形成为长方形。即使是这样的结构也能够得到与以上说明的切口12b同样的效果。

另外，在上述中，作为用于将压缩后的制冷剂向叶片12的吸入侧导入的本发明的通路，虽然列举切口为例进行了说明，但并不限定于切口，也可以形成为如下图8所示的槽。

图8是表示本发明的实施方式1的回转压缩机的叶片的通路的变形例2的立体图。

在图8中，在叶片12的吸入室侧的侧面12c设置有第一槽12e。即使是这样的结构，也能够得到与以上说明的设置有切口12b的情况同样的效果。另外，第一槽12e的个数不限定于如图8所示的两个，也可以是一个，还可以是多个。另外第一槽12e的尺寸也能够自由地设定。

Claims (2)

1.一种回转压缩机，其特征在于，

在密闭容器内具备：电动机部以及由所述电动机部驱动的压缩机构部，

所述压缩机构部具备：

曲轴，其由所述电动机部旋转驱动；

汽缸，其具备汽缸室；

旋转活塞，其嵌合于所述曲轴的偏心轴部，并在所述汽缸室内偏心旋转；

板状的叶片，其前端部被推压于所述旋转活塞而将所述汽缸室划分为吸入室和压缩室；以及

叶片槽，其形成于所述汽缸，并将所述叶片以往复滑动自如的方式进行收容，

在所述叶片的所述吸入室侧的侧面设置有切口或者第一槽。

2.根据权利要求1所述的回转压缩机，其特征在于，

在所述汽缸中在所述叶片的后端部侧具有背压室，该背压室将在所述压缩机构部压缩后的制冷剂向所述叶片的后端部引导，

所述叶片槽的侧面与所述叶片槽的侧面的所述切口或者所述第一槽之间的空间连通于所述背压室，将所述压缩后的制冷剂经由所述背压室向所述空间供给。