CN107288880A - 旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转式压缩机，其能够抑制叶片与活塞局部接触，提高叶片的动作可靠性。在中间隔板的外周部，在上叶片及下叶片滑动的位置设置有凹部。在上活塞及下活塞处于下止点时，上叶片及下叶片的滑动方向上的全长的80％以上，分别收纳在上气缸内及下气缸内。凹部相对于中间隔板周向的宽度W比上叶片及下叶片的厚度T大，将凹部的深度设为D、将上叶片及下叶片的全长设为L时，满足D≧0.1×L。

Description

旋转式压缩机
技术领域
本发明涉及旋转式压缩机。
背景技术
在旋转式压缩机中，相对于旋转轴偏心设置的环状的活塞在气缸内旋转，伴随活塞的旋转而在气缸内往复移动的板状的叶片的前端压接于活塞的外周面，由此，气缸内被划分为压缩室和吸入室。在双气缸型的旋转式压缩机中，叶片在由端板和中间隔板夹持的气缸的叶片槽内，以被弹簧施力的状态进行滑动。
在这种旋转式压缩机中，在气缸内由活塞压缩气体制冷剂时，旋转轴相对于轴向挠曲微小量。伴随旋转轴的挠曲，活塞相对于与旋转轴正交的方向倾斜，叶片相对于滑动方向倾斜旋转式压缩机的上下方向(旋转轴的轴向)上的叶片和叶片槽的余隙量。因此，叶片的前端和活塞的外周面的接触状态发生变化，成为在被限制于叶片槽内的状态下滑动的叶片的前端与活塞的外周面局部接触的状态。此时，由于在旋转轴向上，叶片的前端的面压局部增大，所以叶片、活塞等可能产生磨损或损坏。
作为关联技术的旋转式压缩机，已知有为了抑制叶片与活塞局部接触，而将叶片相对于旋转轴方向分割成两个，在旋转轴方向上排列的两个叶片的前端分别与活塞的外周面接触的结构。在该结构中，将倾斜分散在两个叶片上，减轻了活塞和叶片的局部接触状态。
专利文献1：国际公开第2014/025025号
发明内容
但是，在上述关联技术的旋转式压缩机中，由于将叶片分割成两个，各叶片彼此产生滑动阻力，因此，对叶片整体的滑动性带来影响，叶片整体的动作可靠性降低。另外，由于对分割成两个的叶片分别配置有弹簧，所以构造复杂，制造成本增加。
本发明是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供一种能够抑制叶片与活塞局部接触，提高叶片的动作可靠性的旋转式压缩机。
本发明一方面提供一种旋转式压缩机，其特征在于，具有：密闭的立式圆筒状的压缩机框体，其上部设有制冷剂的排出部，下部设有制冷剂的吸入部；压缩部，其配置于所述压缩机框体内的下部，将从所述吸入部吸入的制冷剂压缩后从所述排出部排出；以及电动机，其配置于所述压缩机框体内的上部，驱动所述压缩部，其中，所述压缩部具有：环状的上气缸及下气缸；上端板，其封闭所述上气缸的上侧；下端板，其封闭所述下气缸的下侧；中间隔板，其配置于所述上气缸和所述下气缸之间，将所述上气缸的下侧及所述下气缸的上侧封闭；旋转轴，其被设于所述上端板的主轴承部和设于所述下端板的副轴承部支承，通过所述电动机进行旋转；上偏心部及下偏心部，其相互错开180°的相位差地设置于所述旋转轴上；上活塞，其嵌合于所述上偏心部，沿着所述上气缸的内周面进行公转，在所述上气缸内形成上气缸室；下活塞，其嵌合于所述下偏心部，沿着所述下气缸的内周面进行公转，在所述下气缸内形成下气缸室；上叶片，其从设于所述上气缸的上叶片槽向所述上气缸室内突出并与所述上活塞抵接，将所述上气缸室划分为上吸入室和上压缩室；以及下叶片，其从设于所述下气缸的下叶片槽向所述下气缸室内突出并与所述下活塞抵接，将所述下气缸室划分为下吸入室和下压缩室，在所述中间隔板的外周部，在所述上叶片及所述下叶片滑动的位置设有凹部，在所述上活塞及所述下活塞处于下止点时，所述上叶片及所述下叶片的滑动方向上的全长的80％以上，分别收纳在所述上气缸内及所述下气缸内，所述凹部相对于所述中间隔板周向的宽度W比所述上叶片及所述下叶片的厚度T大，将所述凹部的深度设为D、将所述上叶片及所述下叶片的全长设为L时，满足D≧0.1×L。
根据本发明一方面的旋转式压缩机，能够抑制叶片与活塞局部接触，提高叶片的动作可靠性。
附图说明
图1是表示实施例的旋转式压缩机的纵剖面图。
图2是表示实施例的旋转式压缩机的压缩部的分解立体图。
图3是从上方观察实施例的旋转式压缩机的压缩部的横剖面图。
图4是表示实施例的旋转式压缩机的中间隔板的平面图。
图5是用于说明实施例的旋转式压缩机的中间隔板的凹部的局部立体图。
图6A是表示在实施例的旋转式压缩机中，上活塞及下活塞伴随旋转轴的挠曲而倾斜的状态的示意图。
图6B是表示在实施例的旋转式压缩机中，上叶片在上叶片槽内倾斜的状态的示意图。
图6C是表示在实施例的旋转式压缩机中，上叶片的倾斜被中间隔板的凹部矫正的状态的示意图。
符号说明
1 旋转式压缩机
10 压缩机框体
11 电动机
12 压缩部
15 旋转轴
25 储液器
105 上吸入管
104 下吸入管
107 排出管
111 定子
112 转子
121T 上气缸
121S 下气缸
122T 上侧方突出部
122S 下侧方突出部
123T 上气缸内壁
123S 下气缸内壁
125T 上活塞
125S 下活塞
126T 上弹簧
126S 下弹簧
127T 上叶片
127S 下叶片
128T 上叶片槽
128S 下叶片槽
130T 上气缸室
130S 下气缸室
131T 上吸入室
131S 下吸入室
133T 上压缩室
133S 下压缩室
135T 上吸入孔
135S 下吸入孔
136 制冷剂通路孔
140 中间隔板
141 凹部
151 副轴部
152T 上偏心部
152S 下偏心部
153 主轴部
160T 上端板
160S 下端板
161T 主轴承部
161S 副轴承部
L 全长
T 厚度
W 宽度
具体实施方式
以下，基于附图，详细说明本发明的旋转式压缩机的实施例。此外，本发明的旋转式压缩机不受以下的实施例限定。
实施例
旋转式压缩机的结构
图1是表示实施例的旋转式压缩机的纵剖面图。图2是表示实施例的旋转式压缩机的压缩部的分解立体图。图3是从上方观察实施例的旋转式压缩机的压缩部的横剖面图。
如图1所示，旋转式压缩机1具备：配置于密闭的立式圆筒状的压缩机框体10内的下部的压缩部12、配置于压缩机框体10内的上部，经由旋转轴15驱动压缩部12的电动机11、固定于压缩机框体10的外周面的立式圆筒状的储液器25。
储液器25经由作为吸入部的上吸入管105和储液器上L字管31T，与上气缸121T的上气缸室130T(参照图2)连接，且经由作为吸入部的下吸入管104和储液器下L字管31S，与下气缸121S的下气缸室130S(参照图2)连接。
电动机11具备配置于外侧的定子111和配置于内侧的转子112。定子111以热套状态固定于压缩机框体10的内周面，转子112以热套状态固定于旋转轴15上。
在旋转轴15上，下偏心部152S的下方的副轴部151旋转自如地被设于下端板160S的副轴承部161S支承，上偏心部152T的上方的主轴部153旋转自如地被设于上端板160T的主轴承部161T支承，相互错开180°的相位差地设置的上偏心部152T及下偏心部152S分别支承上活塞125T及下活塞125S，由此旋转轴15相对于压缩部12旋转自如地被支承，通过旋转轴15的旋转，使上活塞125T及下活塞125S分别沿着上气缸121T、下气缸121S的内周面进行公转运动。
为了确保在压缩部12中滑动的上活塞125T及下活塞125S等滑动部的润滑性，并将上压缩室133T(参照图2)及下压缩室133S(参照图2)密封，在压缩机框体10的内部封入大致将压缩部12浸泡的量的润滑油18。在压缩机框体10的下侧固定有将支承旋转式压缩机1整体的多个弹性支承部件(未图示)卡止的安装脚310(参照图1)。
如图1所示，压缩部12将从上吸入管105及下吸入管104吸入的制冷剂压缩后从后述的排出管107排出。如图2所示，压缩部12是从上向下叠层具有内部形成有中空空间的鼓出部的上端板盖170T、上端板160T、环状的上气缸121T、中间隔板140、环状的下气缸121S、下端板160S及平板状的下端板盖170S而构成。压缩部12整体通过配置于大致同心圆上的多个贯穿螺栓174、175及辅助螺栓176从上下被固定。
如图3所示，在上气缸121T上，沿着与电动机11的旋转轴15同心圆上形成有上气缸内壁123T。在上气缸内壁123T内配置有具有比上气缸121T的内径小的外径的上活塞125T，在上气缸内壁123T和上活塞125T之间形成有吸入、压缩、排出制冷剂的上压缩室133T。在下气缸121S上，沿着与电动机11的旋转轴15同心圆上形成有下气缸内壁123S。在下气缸内壁123S内配置有具有比下气缸121S的内径小的外径的下活塞125S，在下气缸内壁123S和下活塞125S之间形成有吸入、压缩、排出制冷剂的下压缩室133S。
如图2及图3所示，上气缸121T具有从圆形状的外周突出的上侧方突出部122T。在上侧方突出部122T设有从上气缸室130T放射状地向外方延伸的上叶片槽128T。在上叶片槽128T内，配置有可滑动的上叶片127T。下气缸121S具有从圆形状的外周突出的下侧方突出部122S。在下侧方突出部122S设有从下气缸室130S放射状地向外方延伸的下叶片槽128S。在下叶片槽128S内，配置有可滑动的下叶片127S。
在上气缸121T的与上叶片槽128T重合的位置，从外侧面设有不贯通到上气缸室130T的深度的上弹簧孔124T。在上弹簧孔124T内配置有上弹簧126T。在下气缸121S的与下叶片槽128S重合的位置，从外侧面设有不贯通到下气缸室130S的深度的下弹簧孔124S。在下弹簧孔124S内配置有下弹簧126S。
另外，在下气缸121S上形成有下压力导入路129S，该下压力导入路129S通过开口部使下叶片槽128S的径向外侧和压缩机框体10内连通，从而导入压缩机框体10内的被压缩的制冷剂，通过制冷剂的压力对下叶片127S施加背压。此外，压缩机框体10内的被压缩的制冷剂也从下弹簧孔124S导入。另外，在上气缸121T上形成有上压力导入路129T，该上压力导入路129T通过开口部使上叶片槽128T的径向外侧和压缩机框体10内连通，从而导入压缩机框体10内的被压缩的制冷剂的开口部，通过制冷剂的压力对上叶片127T施加背压。此外，压缩机框体10内的被压缩的制冷剂也从上弹簧孔124T导入。
如图3所示，在上气缸121T的上侧方突出部122T，设有与上吸入管105嵌合的上吸入孔135T。在下气缸121S的下侧方突出部122S，设有与下吸入管104嵌合的下吸入孔135S。
如图2所示，上气缸室130T的上下分别由上端板160T及中间隔板140封闭。下气缸室130S的上下分别由中间隔板140及下端板160S封闭。
如图3所示，上叶片127T被上弹簧126T按压而与上活塞125T的外周面抵接，由此，上气缸室130T被划分成与上吸入孔135T连通的上吸入室131T、与设于上端板160T的上排出孔190T连通的上压缩室133T。下叶片127S被下弹簧126S按压而与下活塞125S的外周面抵接，由此，下气缸室130S被划分成与下吸入孔135S连通的下吸入室131S、与设于下端板160S的下排出孔190S连通的下压缩室133S。
如图2所示，在上端板160T上设有贯穿上端板160T与上气缸121T的上压缩室133T连通的上排出孔190T，在上排出孔190T的出口侧，在上排出孔190T的周围形成有上阀座(未图示)。在上端板160T上形成有从上排出孔190T的位置沿上端板160T的周向槽状延伸的上排出阀收纳凹部164T。
在上排出阀收纳凹部164T收纳有：簧片阀式的上排出阀200T，其后端部通过上铆钉202T固定于上排出阀收纳凹部164T内，其前部开闭上排出孔190T；以及上排出阀压板201T整体，其后端部与上排出阀200T重叠并通过上铆钉202T固定于上排出阀收纳凹部164T内，其前部弯曲(翘曲)而限制上排出阀200T的开度。
在下端板160S上设有贯穿下端板160S与下气缸121S的下压缩室133S连通的下排出孔190S。在下端板160S上形成有从下排出孔190S的位置沿下端板160S的周向槽状延伸的下排出阀收纳凹部(未图示)。
在下排出阀收纳凹部收纳有：簧片阀式的下排出阀200S，其后端部通过下铆钉202S固定于下排出阀收纳凹部内，其前部开闭下排出孔190S；以及下排出阀压板201S整体，其后端部与下排出阀200S重叠并通过下铆钉202S固定于下排出阀收纳凹部内，其前部弯曲(翘曲)而限制下排出阀200S的开度。
在相互密合固定的上端板160T和具有鼓出部的上端板盖170T之间形成有上端板盖室180T。在相互密合固定的下端板160S和平板状的下端板盖170S之间形成有下端板盖室180S(参照图1)。贯穿下端板160S、下气缸121S、中间隔板140、上端板160T及上气缸121T，设有使下端板盖室180S与上端板盖室180T连通的制冷剂通路孔136。
以下，对旋转轴15的旋转带来的制冷剂的流动进行说明。在上气缸室130T内，通过旋转轴15的旋转，与旋转轴15的上偏心部152T嵌合的上活塞125T沿着上气缸室130T的外周面(上气缸121T的内周面)进行公转，由此，上吸入室131T一边扩大容积，一边从上吸入管105吸入制冷剂，上压缩室133T一边缩小容积，一边压缩制冷剂。当压缩后的制冷剂的压力比上排出阀200T的外侧的上端板盖室180T的压力高时，上排出阀200T开启，从上压缩室133T向上端板盖室180T排出制冷剂。排出到上端板盖室180T的制冷剂从设于上端板盖170T的上端板盖排出孔172T(参照图1)排出到压缩机框体10内。
另外，在下气缸室130S内，通过旋转轴15的旋转，与旋转轴15的下偏芯部152S嵌合的下活塞125S，沿着下气缸室130S的外周面(下气缸121S的内周面)进行公转，由此，下吸入室131S一边扩大容积一边从下吸入管104吸入制冷剂，下压缩室133S一边缩小容积一边压缩制冷剂。当压缩后的制冷剂的压力比下排出阀200S的外侧的下端板盖室180S的压力高时，下排出阀200S打开，从下压缩室133S向下端板盖室180S排出制冷剂。排出到下端板盖室180S的制冷剂通过制冷剂通路孔136及上端板盖室180T从设于上端板盖170T的上端板盖排出孔172T排出到压缩机框体10内部。
排出到压缩机框体10内的制冷剂通过设于定子111外周的连通上和下的切口(未图示)、或定子111的绕组部的间隙(未图示)、或定子111与转子112的间隙115(参照图1)被引导到电动机11的上方，从配置于压缩机框体10的上部的作为排出部的排出管107排出。
旋转式压缩机的特征性结构
接着，对实施例的旋转式压缩机1的特征性结构进行说明。图4是表示实施例的旋转式压缩机1的中间隔板140的平面图。图5是用于说明实施例的旋转式压缩机1的中间隔板140的凹部的局部立体图。
如图4及图5所示，在中间隔板140的外周部，在上叶片127T及下叶片127S滑动的位置设有截面呈圆弧状的凹部141。即，凹部141在与上叶片槽128T及下叶片槽128S的中间隔板140外周侧的端部分别对置的位置形成。另外，凹部141从中间隔板140的、旋转轴15方向上的一端侧形成至另一端侧。
如图5所示，凹部141相对于中间隔板140的周向的宽度W比上叶片127T及下叶片127S的厚度T大。由此，如后述，上叶片127T及下叶片127S可进入凹部141内，能够矫正上叶片127T及下叶片127S相对于滑动方向的倾斜。
在本实施例中，在上活塞125T及下活塞125S处于下止点时，上叶片127T及下叶片127S的滑动方向(相对于上气缸121T及下气缸121S的往复方向)上的全长L的80％以上分别收纳在上气缸121T内及下气缸121S内。
凹部141相对于中间隔板140的径向的深度D为上叶片127T及下叶片127S的全长L的10％以上。即，在将凹部141的深度设为D、将上叶片127T及下叶片127S的全长设为L时，满足下式(1)。
D≧0.1×L···(1)
中间隔板的凹部的作用
在旋转式压缩机1中，在上气缸121T内及下气缸121S内通过上活塞125T及下活塞125S压缩制冷剂时，旋转轴15相对于轴向挠曲微小量。如图6A所示，伴随旋转轴15的挠曲，上活塞125T及下活塞125S相对于与旋转轴15正交的方向倾斜。伴随上活塞125T及下活塞125S倾斜，如图6B所示，上叶片127T及下叶片127S相对于滑动方向倾斜旋转式压缩机1的上下方向(旋转轴15的轴向)上的上叶片127T和上叶片槽128T的余隙量、下叶片127S和下叶片槽128S的余隙量。因此，上叶片127T的前端和上活塞125T的外周面的接触状态、以及下叶片127S的前端和下活塞125S的外周面的接触状态发生变化，有可能成为在被限制于上叶片槽128T及下叶片槽128S内的状态下滑动的上叶片127T及下叶片127S的前端与上活塞125T及下活塞125S的外周面局部接触的状态。
但是，在本实施例中，即使在如图6B所示那样上活塞125T及下活塞125S、上叶片127T及下叶片127S伴随旋转轴15的挠曲而发生了倾斜的情况下，如图6C所示，倾斜状态的上叶片127T及下叶片127S的端部进入凹部141内，从而凹部141作为上叶片127T及下叶片127S的余隙(游隙)起作用。因此，被限制于上叶片槽128T内及下叶片槽128S内而进行滑动的上叶片127T及下叶片127S的高度方向(旋转轴15方向)上的限制力被减小，在上叶片槽128T内及下叶片槽128S内，上叶片127T及下叶片127S的姿势容易发生变化。由此，上叶片127T(下叶片127S)从向上气缸室130T(下气缸室130S)突出的量少时的倾斜状态(图6C中的实线)，顺畅地矫正为向上气缸室130T(下气缸室130S)突出的量多时的适当状态(图6C中的虚线)，能够使上叶片127T(下叶片127S)恢复为适当的滑动状态。中间隔板140的凹部141在深度D满足上述式(1)时，能够适当地获得上叶片127T及下叶片127S相对于高度方向的倾斜矫正作用。此外，图6B及图6C表示的是上活塞125T的倾斜所引起的上叶片127T在上叶片槽128T内的倾斜状态，但是下活塞125S的倾斜所引起的下叶片127S在下叶片槽128S内的倾斜状态也相同。
在凹部141的深度D小于上叶片127T及下叶片127S的全长L的10％的情况下，深度D不够，矫正上叶片127T及下叶片127S的倾斜状态的作用不足，所以不予优选。
另外，凹部141是在对中间隔板140的厚度方向进行切削加工时，为了相对于加工夹具将中间隔板140定位，供定位销嵌入的定位用凹部。因此，在本实施例中，通过将定位用凹部作为用于矫正上叶片127T及下叶片127S的倾斜的凹部141加以利用，无需在中间隔板140的外周部追加加工凹部141，抑制了旋转式压缩机1的制造成本的增加。
另外，在铸造中间隔板140时，凹部141作为中间隔板140的外形形状的一部分而形成。因此，在凹部141上设有在铸造中间隔板140时用于将中间隔板140从成形模内取出的拔模斜度。具体而言，凹部141形成为其相对于中间隔板140径向的深度D从中间隔板140的、旋转轴15方向上的一端侧朝向另一端侧逐渐减小的倾斜状。由此，中间隔板140在铸造时能够从成形模内取出。在本实施例中，将这种凹部141用作用于矫正上叶片127T及下叶片127S的倾斜的凹部141，所以具有斜度。因此，中间隔板140的另一端的凹部141的深度D，也满足上述式(1)。
实施例的效果
如上所述，在实施例的旋转式压缩机1的中间隔板140的外周部，在上叶片127T及下叶片127S滑动的位置设置有凹部141，在上活塞125T及下活塞125S处于下止点时，上叶片127T及下叶片127S的滑动方向上的全长的80％以上，分别收纳在上气缸121T内及下气缸121S内。另外，在将凹部141的深度设为D、将上叶片127T及下叶片127S的全长设为L时，满足D≧0.1×L(式(1))。由此，可以抑制上叶片127T和上活塞125T的局部接触、下叶片127S和下活塞125S的局部接触的发生，抑制上叶片127T、下叶片127S及上活塞125T、下活塞125S的磨损或损坏。因此，能够提高上叶片127T及下叶片127S的动作可靠性。
另外，在实施例的旋转式压缩机1中，将中间隔板140的加工用的定位用凹部作为用于矫正上叶片127T及下叶片127S的倾斜的凹部141，因此无需在中间隔板140的外周部追加加工凹部141。因此，能够抑制旋转式压缩机1的制造成本的增加。
以上，对实施例进行了说明，但实施例不受上述的内容所限定。另外，上述的结构部件包含本领域技术人员可以容易地设想的部件、实质上相同的部件、所谓等同范围的部件。另外，上述的构成部件可以适当组合。而且，在不脱离实施例的主旨的范围内可以进行结构部件的各种省略、置换及变更中的至少一种。

Claims (3)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，具有：
密闭的立式圆筒状的压缩机框体，其上部设有制冷剂的排出部，下部设有制冷剂的吸入部；
压缩部，其配置于所述压缩机框体内的下部，将从所述吸入部吸入的制冷剂压缩后从所述排出部排出；以及
电动机，其配置于所述压缩机框体内的上部，驱动所述压缩部，其中，
所述压缩部具有：
环状的上气缸及下气缸；
上端板，其封闭所述上气缸的上侧；
下端板，其封闭所述下气缸的下侧；
中间隔板，其配置于所述上气缸和所述下气缸之间，将所述上气缸的下侧及所述下气缸的上侧封闭；
旋转轴，其通过所述电动机进行旋转；
上偏心部及下偏心部，其相互错开180°的相位差地设置于所述旋转轴上；
上活塞，其嵌合于所述上偏心部，沿着所述上气缸的内周面进行公转，在所述上气缸内形成上气缸室；
下活塞，其嵌合于所述下偏心部，沿着所述下气缸的内周面进行公转，在所述下气缸内形成下气缸室；
上叶片，其从设于所述上气缸的上叶片槽向所述上气缸室内突出并与所述上活塞抵接，将所述上气缸室划分为上吸入室和上压缩室；以及
下叶片，其从设于所述下气缸的下叶片槽向所述下气缸室内突出并与所述下活塞抵接，将所述下气缸室划分为下吸入室和下压缩室，
在所述中间隔板的外周部，在所述上叶片及所述下叶片滑动的位置设有凹部，
在所述上活塞及所述下活塞处于下止点时，所述上叶片及所述下叶片的滑动方向上的全长的80％以上，分别收纳在所述上气缸内及所述下气缸内，
所述凹部相对于所述中间隔板周向的宽度W比所述上叶片及所述下叶片的厚度T大，
将所述凹部的深度设为D、将所述上叶片及所述下叶片的全长设为L时，满足D≥0.1×L。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中，
所述凹部从所述中间隔板的、所述旋转轴方向上的一端侧形成至另一端侧。
3.根据权利要求2所述的旋转式压缩机，其中，
所述凹部形成为所述深度D从所述中间隔板的所述一端侧朝向所述另一端侧逐渐减小的倾斜状。
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