CN110268163A - 封闭式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种封闭式压缩机，包括叶片，该叶片插入到滚子中，与滚子一起旋转，并且通过滚子的旋转而被朝向缸体的内周部推出，以将压缩室分成多个空间，该叶片包括：本体部分，其具有与缸体的内周部接触的密封表面，并且被插入滚子中；以及引导部分，其从本体部分的轴向端部沿与叶片滑出的方向交叉的方向延伸，并且其能滑动地插入到形成在第一轴承和第二轴承中的至少一个上的引导凹槽中，以在缸体的周部的至少某部分中限制叶片朝向缸体的内周部从滚子滑出。由此，能够降低叶片的机械摩擦损失。

Description

封闭式压缩机

技术领域

本发明涉及一种封闭式压缩机，更具体而言涉及一种叶片旋转式压缩机(旋叶式压缩机)。

背景技术

典型的旋转式压缩机是这样一种类型的压缩机，其中滚子和叶片彼此接触，并且缸体的压缩空间相对于叶片而被分成吸入室和排出室。在这种典型的旋转式压缩机(在下文中可互换地称为旋转式压缩机)中，叶片随着滚子旋转而线性地移动，并且因此吸入室和排出室形成可变容积的压缩室以吸入、压缩和排出制冷剂。

与这种旋转式压缩机相反的是，还已知一种叶片旋转式压缩机，其中叶片被插入到滚子中，并且随着滚子旋转，从而在其受离心力和背压作用而被推出时形成压缩室。这种叶片旋转式压缩机与典型的旋转式压缩机相比摩擦损失增大，这是因为由于通常多个叶片与滚子一起旋转，因此叶片的密封表面滑动而与缸体的内周部保持接触。

这种叶片旋转式压缩机的缸体的内周部是圆形的，而近年来已经引入了一种具有所谓的混合缸体的叶片旋转式压缩机(下文中称为混合旋转式压缩机)，其中缸体的内周部呈椭圆形状，以减少摩擦损失并提高压缩效率。

图1是传统的叶片旋转式压缩机的压缩部段的横截面图。

如图所示，传统的混合缸体1的内周部1a具有所谓的对称椭圆缸体的形状，该形状相对于第一中心线L1对称，该第一中心线L1穿过缸体1的内周部1a与滚子2的外周部2a之间的接近位置(以下简称为第一接触点)和缸体1的中心Oc，并且该形状相对于第二中心线L2对称，该第二中心线L2以直角与第一中心线L1相交并穿过缸体1的中心Oc。

另外，滚子2的外周部2a为圆形，在滚子2的外周部2a上沿周向形成有多个叶片槽21。每个单独的叶片4被可滑动地插入叶片槽21中，以将缸体1中的压缩空间分成多个压缩室11a、11b和11c。

背压室22形成在与每个叶片4的背压表面4b对应的叶片槽21的内端部，以允许油(或制冷剂)朝向叶片4的背压表面4b进入，并朝向缸体1的内周部向每个叶片4施加压力。因此，当滚子2旋转时，叶片4被离心力和背压推出并与缸体1的内周部接触，叶片4与缸体1之间的接触点P2沿着缸体1的内周部移动。

另外，吸入口12和排出口13分别形成在缸体1的内周部的相对于缸体1与滚子2之间的第一接触点P1的一侧和另一侧。

同时，叶片旋转式压缩机因其自身性质而具有比典型的旋转式压缩机更短的压缩循环，这可能导致过度压缩，并且这种过度压缩可能造成压缩损失。因此，传统的缸体1具有沿压缩路径(压缩方向)形成的多个排出口13a和13b，以顺序地排出部分已压缩的制冷剂，从而解决了过度压缩的问题。

在这些排出口13a和13b中，位于压缩路径上游的排出口被称为副排出口(或第一排出口)13a，位于下游的排出口被称为主排出口(或第二排出口)13b，并且排出阀51和52分别安装在排出口13a和13b的外侧。

发明内容

技术问题

但是，上述传统的叶片旋转式压缩机中存在着缸体1与叶片4之间的机械摩擦损失增大的问题，因为缸体1的内周部和叶片4的密封表面4a始终隔着油膜而相互接触或相互接近地移动。

传统的叶片旋转式压缩机的另一个问题是，随着缸体1的内周部1a和叶片4的密封表面4a彼此接触，与线速度相关联的半径被延长，进而线速度增大，导致机械摩擦损失增加。

传统的叶片旋转式压缩机的另一个问题是，叶片的接触力，亦即叶片与缸体1的接触力，在缸体1与叶片4保持彼此接触地运动的整个范围的某个部分中是高的，因此导致高的机械摩擦损失，而叶片的接触力在其它部分中却是低的，并因此发生制冷剂泄漏。

问题的解决方案

本发明的一个方面是提供一种叶片旋转式压缩机，其能够通过减小缸体与叶片之间的接触面积来减小缸体与叶片之间的机械摩擦损失。

本发明的另一个方面是提供一种叶片旋转式压缩机，其能够通过减小从滚子的旋转中心到构成压缩室的构件之间的接触点的半径来减小线速度，从而减小机械摩擦损失。

本发明的又一方面是提供一种叶片旋转式压缩机，其通过在叶片具有较高接触力的区域中减小叶片的接触力并在叶片具有较低接触力的区域中增大叶片的接触力，而能够抑制制冷剂泄漏。

为了实现本发明的这些方面，提供了一种旋转式压缩机，其中，背压表面具有比叶片的密封表面更大的面积，并且在叶片与支撑叶片的两个轴向端部的轴承之间具有突出约束部。这样可以通过减小使叶片朝向缸体后退(回投)的背压并确保叶片的接触力来防止制冷剂泄漏，同时可以通过约束叶片的伸出量来减小叶片与缸体之间的机械摩擦损失。

为了实现本发明的各方面，提供了一种封闭式压缩机，其包括：缸体，其内周部为椭圆形，并形成压缩室；第一轴承和第二轴承，设置在缸体的上侧和下侧上，并与缸体一起形成压缩室；滚子，其附接到由第一轴承和第二轴承支撑的旋转轴上，相对于缸体的内周部偏心，且在旋转的同时改变压缩室的容积；以及叶片，其插入到滚子中，与滚子一起旋转，并且通过滚子的旋转而被朝向缸体的内周部推出，以将压缩室分成多个空间，所述叶片包括：本体部分，其具有与缸体的内周部接触的密封表面，并且被插入到滚子中；以及引导部分，其从本体部分的轴向端部沿与叶片滑出的方向交叉的方向延伸，并且其可滑动地插入到形成在第一轴承和第二轴承中的至少一个上的引导凹槽中，以在缸体的圆周部的至少某部分中限制叶片朝向缸体的内周部从滚子滑出。

引导部分可从本体部分沿周部延伸。

引导部分可具有滑动表面，该滑动表面的叶片的密封表面侧的外周部径向地支撑在引导凹槽上，并且滑动表面的曲率半径形成为小于或等于引导凹槽的最小曲率半径。

滑动表面的面积可小于本体部分与缸体的内周部之间的接触面积。

引导部分的高度可比引导凹槽的深度短。

本体部分的最大突出长度可比缸体的内周部与滚子的外周部之间的最大间隙短。

与缸体的内周部接触的本体部分的密封表面可以预定的曲率半径弯曲，并且滑动表面的曲率半径可大于或等于本体部分的密封表面的曲率半径。

缸体的内周部和引导凹槽的内周部可以是非圆形的。

摆动衬套可以可旋转地附接到滚子上，并且叶片的本体部分可以可滑动地附接到摆动衬套上，以使叶片滑入和滑出滚子。

为了实现本发明的各方面，提供了一种封闭式压缩机，其包括：缸体，缸体的内周部为椭圆形，且形成压缩室，在内周部的一侧形成有吸入口，在吸入口的一侧形成有至少一个排出口；滚子，其相对于缸体的内周部偏心，并在旋转的同时改变压缩室的容积；以及多个叶片，其插入到滚子中，与滚子一起旋转，并且所述多个叶片通过滚子的旋转而被朝向缸体的内周部推出，以将压缩室分成多个空间，其中，滚子相对于缸体的内周部偏心，其中，如果将缸体与滚子最接近的点称为接触点，则滚子相对于接触点的单次旋转的整个范围包括非接触区域，在非接触区域中，缸体的内周部与叶片的密封表面彼此分离，以及其中，非接触区域包括缸体和滚子之间的线速度最低的区域。

整个范围可包括接触区域，在接触区域中缸体的内周部与叶片的密封表面彼此接触，接触区域包括缸体与滚子之间的线速度最高的区域。

为了实现本发明的各方面，提供了一种封闭式压缩机，其包括：缸体，缸体的内周部为椭圆形，且形成压缩室，在内周部的一侧形成有吸入口，在吸入口的一侧形成有至少一个排出口；滚子，其相对于缸体的内周部偏心，并在旋转的同时改变压缩室的容积；以及多个叶片，其插入到滚子中，与滚子一起旋转，并且通过滚子的旋转而被朝向缸体的内周部推出，以将压缩室分成多个空间，其中，滚子相对于缸体的内周部偏心，其中，如果在多个叶片中已经穿过吸入口的第一叶片和比第一叶片位于更下游的第二叶片形成第一压缩室，则第一压缩室执行排出冲程的过程可包括一非接触区域，在非接触区域中第一叶片和第二叶片中的至少一个与缸体分离。

第一压缩室执行压缩冲程的过程可包括第一叶片和第二叶片与缸体接触的接触区域。

为了实现本发明的各方面，提供了一种封闭式压缩机，其包括：缸体，该缸体的内周部为圆形，且形成压缩室，在内周部的一侧形成有吸入口，在吸入口的一侧形成有至少一个排出口；滚子，其相对于缸体的内周部偏心，并在旋转的同时改变压缩室的容积；以及多个叶片，其插入到滚子中，与滚子一起旋转，并且通过滚子的旋转而被朝向缸体的内周部推出，以将压缩室分成多个空间，其中，如果将缸体的内周部与滚子的外周部最接近的点称为接触点，并且将穿过接触点和缸体的中心的线称为中心线，则在相对于中心线包括排出口的区域中可产生非接触区域，在非接触区域中缸体的内周部与叶片的密封表面分离。

在包括相对于中心线的吸入口的区域中可形成接触区域，在接触区域中缸体的内周部与叶片的密封表面彼此接触。

发明的有益效果

根据本发明的叶片旋转式压缩机，由于在缸体和叶片相对彼此移动的范围的一部分中，缸体和叶片彼此并不接触，因此，能够减少缸体与叶片之间的机械摩擦损失，提高压缩机效率。

此外，随着从滚子的旋转中心到构成压缩室的构件之间的接触点的半径减小，线速度能够减小，因此能够减少叶片中的机械摩擦损失，从而提高压缩机效率。

此外，通过减小使叶片朝向缸体后退的背压并确保叶片的接触力可以防止制冷剂泄漏，而同时通过限制叶片的突出量可以减小叶片与缸体之间的机械摩擦损失。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1是传统的叶片旋转式压缩机的横截面图；

图2是根据本发明的叶片旋转式压缩机的纵截面图；

图3是沿图2的叶片旋转式压缩机中的压缩部段的"V-V"截取的截面图；

图4是图3的叶片旋转式压缩机中的叶片的立体图；

图5是图4的叶片的俯视图；

图6是被组装在滚子与轴承之间的图4的叶片的截面图；

图7是如何在图4的叶片上施加力的示意图；

图8是图3的叶片的另一个实施例的俯视图；

图9是根据本发明的引导凹槽的一个示例的俯视图，其是沿主轴承中形成的引导凹槽的线VI-VI截取的截面图；

图10是示出了当滚子旋转时产生的接触区域和非接触区域的俯视图；

图11是示出了根据本发明，如果上部区域和下部区域分别被限定为相对于第一中心线的接触区域和非接触区域，则叶片的接触力如何根据背压的变化而相对于滚子的曲柄角(旋转角)变化的曲线图；以及

图12A和图12B是在接触区域和非接触区域中施加到叶片上的接触力的示意图。

具体实施方式

以下，将基于附图中所示的实施例详细描述根据本发明的叶片旋转式压缩机。

图2是根据本发明的叶片旋转式压缩机的纵截面图，图3是沿图2的叶片旋转式压缩机中的压缩部段的"V-V"截取的截面图。

如图2所示，在根据本发明的叶片旋转式压缩机中，马达部段200安装在外壳100内，而通过旋转轴250机械连接的压缩部段300被安装在马达部段200的一侧上。根据压缩机的安装方式，外壳100可在竖直或横向方向上，或竖直地或横向地被分割。当外壳100被竖直地分割时，马达部段和压缩部段分别沿轴线布置在上侧和下侧，当外壳100被横向地分割时，马达部段和压缩部段分别布置在左侧和右侧。

压缩部段300包括缸体330，缸体330具有借助分别安装在轴线两侧的主轴承310和副轴承320而形成在其中的压缩空间410。根据该实施例，缸体330的内周部是椭圆形的，而不是圆形的。缸体330可以呈具有一对长轴和短轴的对称椭圆的形状，或者呈具有多对长轴和短轴的非对称椭圆的形状。这种非对称椭圆缸体通常被称为混合缸体，并且本实施例涉及使用混合缸体的叶片旋转式压缩机。

如图2和图3所示，根据该实施例的混合缸体(在下文中，简称为缸体)330的外周部331可以是圆形的，或者可以是非圆形的，只要它被固定到外壳100的内周部即可。当然，主轴承310或副轴承320也可以固定到外壳100的内周部，缸体330可以利用螺栓紧固到固定于外壳100的轴承上。

此外，在缸体330的中心形成一空的空间区域，以形成包括内周部332的压缩空间333。上述空的空间区域由主轴承310和副轴承320密封以形成压缩空间333。稍后将描述的滚子340可旋转地附接到压缩空间333。

形成压缩空间333的缸体330的内周部332可包括多个圆。例如，如果穿过缸体330的内周部332和滚子340的外周部341几乎彼此接触的点(在下文中称第一接触点)P1和缸体330的中心Oc的线被称为第一中心线L1，则第一中心线L1的一侧(图中的上侧)可以是椭圆形的，而另一侧(图中的下侧)可以是圆形的。

此外，如果以直角与第一中心线L1相交并穿过缸体330的中心Oc的线被称为第二中心线L2，则缸体330的内周部332的两个相对侧(图中的左侧和右侧)可以关于第二中心线L2对称。当然，左侧和右侧可以是不对称的。

在缸体330的内周部332上具有吸入口334及排出口335a、335b，这些排出口形成在相对于缸体330的内周部332与滚子340的外周部341几乎彼此接触的点的周部的两个相对侧上。

穿透外壳100的吸入管120直接连接到吸入口334，而排出口335a、335b朝向外壳100中的内部空间110连通，并且间接连接到附接到并穿透外壳100的排出管130。因此，制冷剂通过吸入口334被直接吸入压缩空间333，而压缩后的制冷剂通过排出口335a和335b被排出到外壳100中的内部空间110中，然后被释放到排出管130。因此，外壳100的内部空间110保持在作为排放压力的高压中。

此外，虽然吸入口334中没有安装吸入阀，但是排出口335a和335b中安装有排出阀336a和336b，以打开或关闭排出口335a和335b。排出阀336a可以是簧片阀，其一端固定而另一端为自由端。此外，除了簧片阀之外，还可以根据需要使用活塞阀等作为排出阀336a和336b。

在排出阀336a和336b为簧片阀的情况下，阀凹槽337a和337b形成在缸体330的外周部上，使得排出阀336a和336b安装在阀凹槽上。因此，排出口335a和335b的长度可以减到最小，从而减小死体积。阀凹槽337a和337b可以呈三角形形状，以确保实现如图3中的平坦的阀片。

同时，多个排出口335a和335b可沿着压缩路径(压缩方向)形成。为了方便起见，在多个排出口335a和335b中，位于压缩路径上游的排出口被称为副排出口(或第一排出口)335a，而位于下游的排出口被称为主排出口(或第二排出口)335b。

然而，副排出口并不是必要的单元，而是可以根据需要可选地设置。例如，在该实施例中，在缸体330的内周部332通过具有稍后描述的长压缩循环而适当地减少制冷剂的过度压缩的情况下，可以不设置副排出口。另外，为了将被压缩的制冷剂的过压缩量减小到最小值，也可以如现有技术那样，在主排出口335b的前方、即相对于压缩方向的主排出口335b的更上游设置副排出口335a。

同时，上述滚子340可旋转地设置在缸体330的压缩空间333中。滚子340的外周部是圆形的，并且旋转轴250整体地附接到滚子340的中心。这样，滚子340具有与旋转轴350的中心匹配的中心Or，并且与旋转轴250一起围绕滚子340的中心Or旋转。

此外，滚子340的中心Or相对于缸体330的中心Oc、即缸体330中的内部空间的中心偏心，因此滚子340的外周部341的一侧将近与缸体330的内周部332接触。这里，如果缸体330上的将近接触滚子340的一侧的点被称为第一接触点P1，则穿过缸体330的中心的第一中心线L1上的第一接触点P1可在位置上对应于形成缸体330的内周部332的椭圆曲线的短轴。

另外，可在滚子340的外周部341上的合适数量的位置处沿周向形成多个衬套凹槽342，并且摆动衬套343(其形成一类叶片槽)可旋转地附接到每个衬套凹槽342。作为摆动衬套343，两个近似半球形的衬套以叶片351、352和353的厚度大小的间隔附接到每个衬套凹槽342。因此，附接到摆动衬套343的叶片351、352和353可以在作为铰接点的摆动衬套343上旋转，同时沿着缸体330的内周部332移动。

这里，背压室344可形成在滚子340的中心部分中，亦即，在摆动衬套343所附接到的衬套凹槽342与旋转轴250之间，以允许油(或制冷剂)朝向叶片351、352和353的第一背压表面，并朝向缸体330的内周部向叶片351、352和353施加压力。背压室344由主轴承310和副轴承320密封。每个背压室344可单独地与背压流路径(未示出)连通，或者多个背压室344可以与背压流路径连通。

如果第一叶片351是相对于压缩方向最靠近第一接触点P1的叶片，然后是第二叶片352，然后是第三叶片353，则第一叶片351和第二叶片352彼此间隔开，第二叶片352和第三叶片353彼此间隔开，第三叶片353和第一叶片351彼此间隔开，所有这些叶片都以相同的圆周角间隔开。

因此，假设第一叶片351和第二叶片352形成第一压缩室333a，第二叶片352和第三叶片353形成第二压缩室333b，并且第三叶片353和第一叶片351形成第三压缩室333c，则所有压缩室333a、333b和333c在相同的曲柄角下具有相同的容积。

叶片351、352和353呈近似长方体(cuboid)的形状。这里，每个叶片的与缸体330的内周部332接触的两个纵向端部中的一个被称为叶片的密封表面355a，而面对背压室344的另一个被称为第一背压表面355b。

叶片351、352和353的密封表面355a被弯曲以与缸体330的内周部332线性接触，叶片351、352和353的第一背压表面355b可被制成为平坦的，以便插入背压室344中并接收均匀的背压Fb。

在附图中，未解释的附图标记210表示定子，未解释的附图标记220表示转子。

在具有上述混合缸体的叶片旋转式压缩机中，当向马达部段200施加电力并且马达部段200的转子220以及与转子220附接的旋转轴250旋转时，滚子340与旋转轴250一起旋转。

然后，借助由滚子340的旋转产生的离心力Fc和形成在叶片351、352和353的第一背压表面355b上的背压Fb而将叶片351、352和353推出滚子340，从而叶片351、352和353的密封表面355a与缸体330的内周部332接触。

然后，叶片351、352和353在缸体330中的压缩空间333中形成与叶片351、352和353一样多的压缩室332a、332b和332c。当每个压缩室333a、333b和333c随着滚子340的旋转而移动时，它们的容积随着缸体330的内周部332的形状和滚子340的偏心率而变化。填充在每个压缩室333a、333b和333c中的制冷剂重复地经历一系列过程，其中，当制冷剂沿着滚子340和叶片351、352和353移动时，制冷剂被吸入、压缩和排出。

这将在下面更详细地进行描述。

即，第一压缩室333a的容积相对于第一压缩室333a连续地增加，直到第一叶片351通过吸入口334、第二叶片352到达吸入完成点，制冷剂从吸入口334连续地被吸入到第一压缩室333a。

接着，当第二叶片352到达吸入完成点(或制冷剂开始被压缩的角度)时，第一压缩室333a被密封，并与滚子340一起沿排出口的方向移动。在该过程中，第一压缩室333a的容积连续减小，并且第一压缩室333a中的制冷剂被逐渐压缩。

接着，当第一叶片351穿过第一排出口335a并且第二叶片352并未到达第一排出口335a时，第一压缩室333a与第一排出口335a连通，并且第一排出阀336a借助第一压缩室333a的压力而打开。然后，第一压缩室333a中的部分制冷剂通过第一排出口335a排出到外壳100的内部空间110中，因此第一压缩室333a的压力下降到某一压力。当然，在没有第一排出口335a的情况下，第一压缩室333a中的制冷剂不被排出，而是进一步朝向用作主排出口的第二排出口335a移动。

接着，当第一叶片351通过第二排出口335b且第二叶片352达到制冷剂开始排出的角度时，第二排出阀336b由第一压缩室333a的压力打开，且第一压缩室333a中的制冷剂通过第二排出口336b排出到外壳100的内部空间110中。

对于第二叶片352和第三叶片353之间的第二压缩室333b以及第三叶片353和第一叶片351之间的第三压缩室333c，同样重复上述一系列的过程。因此，根据该实施例的叶片旋转式压缩机在滚子340的每次旋转中执行三个排出冲程(如果包括通过第一排出口的排出冲程则执行六个排出冲程)。

在这种情况下，叶片的密封表面滑动，同时始终保持与缸体的内周部接触，并且这可能导致由缸体与叶片之间的摩擦引起的机械损失(或摩擦损失)的较大的增加。考虑到这一点，可以降低背压，但这可能导致叶片的密封表面与缸体的内周部分开，从而导致制冷剂泄漏。特别地，在压缩冲程的过程中，随着相应压缩室中的压力增加，叶片的密封表面通过接收气体压力而滑出缸体。然后，缸体和叶片彼此进一步间隔开，从而制冷剂泄漏增多。

因此，优选的是，背压被适当地降低，使得缸体和叶片在缸体的内周部和叶片的密封表面之间不泄漏制冷剂的范围内彼此间隔开地相对于彼此移动。这样，尽管背压减小，但机械摩擦损失可以减少，并且可以确保基本上施加在叶片上的背压，从而抑制制冷剂泄漏。

为此，在该实施例中，叶片可具有从本体部分的两个轴向端部沿周向延伸的引导部分，并且该引导部分与稍后描述的引导凹槽互锁，以限制叶片的突出量。

图4是图3的叶片旋转式压缩机中的叶片的立体图，图5是图4的叶片的俯视图，图6是装配在滚子与轴承之间的图4的叶片的横截面图，以及图7是如何将力施加在图4的叶片上的示意图。以下，参照图4至图6，以第一叶片为代表示例进行描述，但由于第一叶片与第二叶片及第三叶片相同，因此省略其详细说明。

如图中所示，根据该实施例的第一叶片351包括：本体部分355，其呈近似长方体的形状，该本体部分被插入摆动衬套343中并径向地滑动；以及引导部分356，其形成在本体部分355的两个轴向端部上并以近似弧形延伸。

在本体部分355中，与缸体330的内周部332对应的密封表面355a可以弯曲以与缸体330的内周部332对应，并且接触背压室344的第一背压表面355b可以制成平坦的。这里，第一背压表面355b在与稍后描述的引导部分356的第二背压表面356b加在一起时具有比密封表面355a大得多的面积。

本体部分355的径向长度D1是从后文将描述的引导部分356的滑动表面356a到本体部分355的密封表面355a的长度，其可以是当第一叶片351穿过第一接触点P1时完全插入滚子340中并且第一叶片351的密封表面355a在穿过最突出点时与缸体330的内周部332接触处的长度。

本体部分355的轴向长度D2可大致等于滚子340的轴向长度。因此，当第一叶片351滑入或滑出滚子340时，本体部分355的两个轴向端部与主轴承310的轴承部分311和副轴承320的轴承部分321滑动接触，从而密封压缩室。

同时，引导部分356可具有从本体部分355的两端部沿着周向延伸到两个相对侧的弧形形状。这样，引导部分356可以插入到引导凹槽311a和321a中，并且在引导凹槽311a和321a上滑动，以限制本体部分355径向滑出。

尽管未示出，但是引导部分356可仅沿周向相对于对应的摆动衬套343延伸到一侧。然而，在引导部分356仅向一侧延伸的情况下，当第一叶片351被移位到没有引导部分的位置时，第一叶片351可能不再被支撑，从而使该第一叶片的运动不稳定。因此，如图4和图5所示，优选地，引导部分356相对于摆动衬套343延伸到两个相对侧。

此外，引导部分356具有滑动表面356a，该滑动表面356a的外周部通过与用作缸体330的一些部分(接触区域)中的互锁表面的引导凹槽311a和321a的内周部311b和321b滑动接触而被径向地支撑。

滑动表面356a是弧形的，并且尽管滑动表面356a的曲率半径Rg1优选地小于或等于引导凹槽311a和321a的最小曲率半径Rg2，但是如果可能的话，更优选的是，滑动表面356a的曲率半径(在下文中称第一曲率半径)Rg1更优选地小于引导凹槽311a和321a的最小曲率半径(在下文中称第二曲率半径)Rg2，以防止引导部分356与引导凹槽311a和321a之间的干涉。

如果第一曲率半径Rg1大于第二曲率半径Rg2，则与本体部分355连接的引导部分356的中部并不与引导凹槽311a、321a接触，而是引导部分356的两个相对边缘与引导凹槽311a和321a接触，这可能导致摩擦。

在这种情况下，当第一叶片351通过摆动衬套343旋转时，引导部分356的两端部可以远离用作铰接点的摆动衬套343的中心，从而使得难以将第一叶片351与缸体330之间的距离保持在适当的范围内。再者，在第一曲率半径Rg1大于第二曲率半径Rg2的情况下，优选地，考虑到引导部分356的两端部上的摩擦而使引导部分356的两端部弯曲。

另外，滑动表面356a的曲率半径，即第一曲率半径Rg1，优选地大于或等于第一叶片351的密封表面355a的曲率半径(在下文中称第三曲率半径)Rg3，如果可能的话，更优选地，第一曲率半径Rg1大于第三曲率半径Rg3，以便阻止第一叶片351的密封表面355a与缸体330的内周部332之间的摩擦。如果第一曲率半径Rg1小于第三曲率半径Rg3，则在第一叶片351通过摆动衬套343旋转的同时，第一叶片351的密封表面355a的两个相对边缘与缸体330的内周部332滑动接触，这可能引起摩擦。

这里，每个引导部分356包括分别相对于本体部分355延伸到任一侧的第一引导部分3561和3562，但是第一引导部分3561的周向长度W1和第二引导部分3562的周向长度W2可以不同。

在这种情况下，如图6所示，第二引导部分的周向长度W2(第一叶片351在该周向长度处相对于运动方向而在电流侧被定位)可以比第一引导部分的周向长度W1长。这样，如图7所示，在压缩室Fg中，相对于气体压力Fg的背压Fb的作用点P3可以相对于本体部分355的纵向中心线而在气体压力的作用方向上移位，并且这可以防止由摆动衬套343支撑的第一叶片351受气体压力作用而位移并与缸体分离，从而抑制压缩室之间的泄漏。

另一方面，如图8所示，第一引导部分3561的周向长度W1和第二引导部分3562的周向长度W2可以相等。图8是图3的叶片的另一个实施例的俯视图。在这种情况下，虽然上述引导部分356的总的周向长度相同，但是第一引导部分和第二引导部分都不会过长，并且引导凹槽311a和321a的形状可以与缸体330的内周部322的形状更接近得多。由于这个原因，非接触区域可以更宽，因此可以减小总体机械摩擦，从而导致摩擦损失减小。

同时，引导凹槽311a和321a形成在接触滚子340的主轴承310的轴承部分311和副轴承320的轴承部分321中。如前所述，如果引导部分3561和3562分别形成在本体部分355的两个轴向端部上，则引导凹槽311a和321a分别形成在主轴承310和副轴承320中，而如果第一叶片351的引导部分356仅形成在本体部分355的两个轴向端部中的一个上，则引导凹槽可以仅形成在主轴承310或副轴承320中。

图9是根据本发明的引导凹槽的一个示例的俯视图，其是沿形成于主轴承中的引导凹槽的线VI-VI截取的截面图，图10是示出当滚子旋转时产生的接触区域和非接触区域的俯视图。这里，由于主轴承中的引导凹槽和副轴承中的引导凹槽关于滚子对称，所以下文中主轴承中的引导凹槽将被作为代表性示例进行描述。

参照图9，引导凹槽311a形成在主轴承310的轴承部分311的下侧，其与滚子340的顶面一起形成轴承表面。

此外，引导凹槽311a的相对于第一中心线L1的上侧可以是椭圆形的，下侧可以是近似圆形的。这里，优选地，引导凹槽311a的形状几乎与缸体330的内周部332相对应，以在叶片351和缸体332之间产生尽可能大的非接触区域。此外，可以根据叶片的数量或叶片上的引导部分的形状来调节引导凹槽311a的形状。

另外，取决于形状，引导凹槽311a可具有：接触区域A1，在接触区域中叶片的密封表面与缸体的内周部332彼此接触；以及非接触区域A2，在非接触区域中叶片的密封表面与缸体的内周部彼此分离。

这里，接触区域A1可包括相对于压缩室的压缩方向的相应的压缩室开始压缩之处到其开始排出之处的区域的至少一部分，而非接触区域A2可包括相对于压缩室的压缩方向的相应的压缩室开始排出之处到其完成吸入之处的区域的至少一部分。

例如，假设在多个叶片中，已经穿过吸入口334的第一叶片351和比第一叶片351处于更下游的第二叶片352形成第一压缩室333a，则可以产生接触区域A1，其中在第一压缩室333a执行吸入冲程时第一叶片351和第二叶片352与缸体330接触，如图10的(a)和(b)所示，并且可以产生接触区域A1，其中在第一压缩室333a执行压缩冲程时第一叶片351和第二叶片352的密封表面355a仍然与缸体330的内周部332接触，如图10的(c)所示。

当滚子340进一步旋转并且第一压缩室333a穿过第一排出口335a时，如图10的(d)所示，可以产生非接触区域A2，其中，并不是第一叶片351和第二叶片352中的一个(图中为第一叶片)的密封表面与缸体的内周部分开，而是具有相对较小接触面积的引导部分356与引导凹槽311a接触。

这里，接触区域和非接触区域可根据叶片的数量以及引导部分的长度和形状来调整。例如，在如该实施例中那样设置三个叶片的情况下，可在第一中心线L1的上部区域中，相对于压缩方向从吸入口334的端部到第一中心线L1形成接触区域A1，而可在第一中心线L1的下部区域的至少一部分中形成非接触区域A2。即，叶片与缸体之间具有最高线速度的区域可以形成为接触区域A1，而叶片与缸体之间具有恒定线速度的区域可以形成为非接触区域A2。

此外，缸体330的整个内周部332或上部区域的某部分可以形成为非接触区域。然而，由于大约中间水平位的非接触区域是由吸入口334自然产生，对应于从接触点P1到形成上部区域的一些部分的吸入口334的端部的范围，因此可以不需要形成对应于该范围的非接触区域。

另外，引导凹槽311a的内部面积小于滚子340沿轴线的一侧(例如，上侧)的面积，因此优选的是，当滚子340旋转时，引导凹槽311a、321a不暴露于滚子340之外。

此外，引导凹槽311a的内部可以与背压室344连通，并且与背压室344一起形成一种背压空间。因此，引导部分356的第二背压表面356b位于引导凹槽311a内，并且在引导凹槽311a内接收背压Fb。

此外，优选的是，形成引导凹槽311a的内周部的第二滑动表面311b与滚子340的外周部之间的水平距离t应该足够维持最小密封间隙。

图11是示出了根据本发明，如果上部区域和下部区域分别被限定为相对于第一中心线的接触区域和非接触区域，则叶片的接触力如何根据背压的变化而相对于滚子的曲柄角(旋转角)变化的曲线图。这里，0°和360°为接触点。

参照图10和图11，叶片(例如，第一叶片)351在从接触点P到吸入口334的区域中保持一定程度的接触力。如图10所示，该区域为一接触区域，其中第一叶片351的密封表面355a与缸体330的内周部332接触而第一叶片351的引导部分356与轴承310和320的引导凹槽311a和321a分离。因此，在该区域中，第一叶片351的第一背压表面和第二背压表面355b都接收背压，这样就增大了叶片的接触力。然而，由于叶片的线速度在该区域中较低，因此叶片的接触力并没有大幅增加，而是保持在一恒定水平。

然后，在第一叶片351穿过吸入口334的区域(大致60°～90°)中，由于吸入的制冷剂，叶片的接触力暂时急剧下降。

之后，在叶片351穿过吸入口334之后基本上形成压缩室333a的情况下，叶片的接触力在该区域(大约从90°到120°)中升高到最大值。在该区域中，如前所述，第一叶片351的第一背压表面355b和第二背压表面356b两者均接收背压，并且同时，缸体330的内周部332进入长椭圆半径范围，这导致缸体330与叶片351之间的线速度增加较大。即，由于叶片351穿过缸体330的长半径范围的区域包括缸体330与叶片350之间的线速度最高的区域，因此叶片的接触力在该区域中升高到最大值。

然后，在第一叶片351穿过缸体330的内周部332上的长椭圆半径范围或长半径点的时间点之后，叶片与缸体330的接触力也急剧下降。这是因为，如前所述，虽然第一叶片351的第一背压表面355b和第二背压表面256b在该区域都接收背压，但是缸体330和叶片351之间的线速度降低，同时压缩室中的压力升高，导致对叶片的排斥力增大。即，在该区域中，由于对叶片的排斥力随着压缩室中的压力的升高而逐渐增大，所以叶片的接触力逐渐减小。

然后，在第一叶片351穿过第一中心线之后，该第一叶片穿过第一排出口，在该点处，第一叶片351的引导部分356与主轴承和副轴承的引导凹槽311a和321a接触，而第一叶片351的密封表面355a进入非接触区域，在该非接触区域中，该密封表面与缸体330的内周部332分离。然后，叶片的接触力持续减小，并且在一些情况下，根据背压而下降到零或更低。

即，在该区域中，由于随着压缩室中的压力升高，对叶片的排斥力逐渐增大，所以叶片的接触力持续减小。此外，如果背压降低到排放压力的大约0.6倍，则第一叶片351上朝向缸体的压力进一步降低，导致叶片的接触力降低到零或更低。然而，如在该实施例中，如果在第一叶片355的本体部分355的顶端和底端上形成沿周向延伸的引导部分356，并且在引导部分356上形成第二背压表面356b，则第一叶片351的背压表面增加，并且朝向缸体施加在第一叶片上的力增加与背压面积相对应的量，即使背压室344的背压减小，由此也提高了叶片的接触力。参照图11，与0°时的叶片接触力相比，该区域中的叶片接触力更接近于传统曲线(其中背压为排放压力)。

因此，机械摩擦损失并不是在第一叶片351的密封表面355a上发生，而是仅在第一叶片351的引导部分356上发生。在这种情况下，第一叶片351的引导部分356与主轴承和副轴承的引导凹槽311a和321a线性接触，并且此线性接触表面的长度比第一叶片351的密封表面355a的长度短。这可以导致在该区域中的机械摩擦损失的减少。此外，在非接触区域A2中，引导部分356在比叶片351、352和353的密封表面355a相对于滚子340的旋转中心Or更短的距离处与引导凹槽311a和321a接触，从而导致线速度的降低和机械摩擦损失的进一步减少。

当叶片351形成压缩室时，即从开始排放(相对于接触点大约270°)的位置直到叶片351在穿过第一排出口335a之后到达第二排出口335b(大约300°至320°)为止，具有减小的接触力的这种区域继续存在。

然后，可以看出，在第一叶片351穿过第二排出口之后到达第一接触点的区域中，叶片的接触力逐渐上升。更具体而言，随着第一叶片351接近第二排出口335b，压缩室333a中的压力升高并沿摆动衬套343的横向方向推动叶片351。由此，第一叶片351与摆动衬套343紧密接触，叶片351从摆动衬套343向后方滑动的速度变慢。此外，即使在形成第一叶片351的引导部分356的第一滑动表面356a与形成两个轴承310和320的引导凹槽311a和321a的第二滑动表面311b和321b分离时，一旦第一叶片351的密封表面355a开始与缸体330的内周部332接触，叶片的接触力仍会上升。

图12A和图12B是在接触区域和非接触区域中施加到叶片上的接触力的示意图。如图12A所示，在接触区域A1中，尽管背压Fb和Fb施加在叶片351的第一背压表面355b和第二背压表面356b上，但是由于叶片的引导部分356与轴承310和320的引导凹槽311a和321a分离，所以施加在第一背压表面355b上的背压Fb是传递到叶片351的主要背压。因此，尽管叶片351的背压面积增加，但背压的大部分面积并未大幅增加，并且如果背压处于低于排放压力的中间压力水平，则与传统技术(其中背压是排放压力)相比，叶片的接触力可大幅降低。

另一方面，如图12B所示，在非接触区域中，尽管背压Fb和Fb施加在叶片351的第一背压表面355b和第二背压表面356b上，但是由于叶片351的密封表面355a与缸体330的内周部332分离，所以施加在第二背压表面356b上的背压Fb'是传递到叶片351的主背压。然而，考虑到背压减小了叶片的背压面积的增加量，传递到叶片的实际背压增加，从而提高叶片的接触力。仍然，应注意的是，由于叶片的支撑面积减少到引导部分的面积，因此可减少机械摩擦损失。

这样，在滚子相对于缸体与滚子之间的第一接触点P1的单次旋转中，在由缸体与叶片所形成的整个范围的一部分的接触区域中，缸体的内周部与叶片的密封表面彼此机械地接触或者与它们之间的油膜接触。另一方面，在其它部分，即非接触区域中，缸体的内周部与叶片的密封表面彼此不接触，同时彼此机械地分离，保持用于防止或最小化空气泄漏的密封间隙。因此，能够减少在缸体与叶片之间产生的总摩擦损失，从而提高压缩机性能。

此外，在叶片的密封表面不与缸体的内周部接触的非接触区域中，引导部分以一距离与引导凹槽接触，该距离小于叶片的密封表面相对于滚子的旋转中心的距离。因此，与当叶片的密封表面与缸体的内周部接触时相比，相同区域中的线速度可以减小。因此，能够进一步降低非接触区域的机械摩擦损失。

另外，通过在每个叶片上形成引导部分并将施加到叶片的背压表面的背压降低到低于排放压力的中间压力水平，即使包括引导部分的背压表面的整个面积增加，也可以降低或保持施加到每个叶片上的实际背压，或者即使上述实际背压增加，但与非接触区域中的摩擦损失的减少相比，增加量可以非常小，从而抑制接触区域中的叶片的接触力的增加。

同时，引导部分可以形成在本体部分的两个轴向端部中的任一个上，或者在一些情况下，引导部分可以形成在两个轴向端部中的仅一个(图中的主轴承)上，并且引导凹槽仅形成在主轴承或副轴承中与引导部分对应的任一个上。在这种情况下，在非接触区域中支撑叶片的引导部分受到一种偏心率的影响，因为它仅形成在一个轴向端部上，这可能使叶片的运动相当不稳定，但是可以减少由引导部分引起的摩擦损失。

Claims (15)

1.一种封闭式压缩机，包括：

缸体，所述缸体的内周部为椭圆形，并形成压缩室；

第一轴承和第二轴承，设置在所述缸体的两侧上，并与所述缸体一起形成压缩室；

滚子，其附接到由所述第一轴承和所述第二轴承支撑的旋转轴上，所述滚子相对于所述缸体的内周部偏心，且在旋转的同时改变所述压缩室的容积；以及

叶片，其插入到所述滚子中，与所述滚子一起旋转，并且所述叶片通过所述滚子的旋转而被朝向所述缸体的内周部推出，以将所述压缩室分成多个空间，

其中，所述叶片包括：

本体部分，其具有与所述缸体的内周部接触的密封表面，并且被插入所述滚子中；以及

引导部分，其从所述本体部分的轴向端部沿与所述叶片的滑出方向交叉的方向延伸，并且所述引导部分能滑动地插入到形成在所述第一轴承和所述第二轴承中的至少一个上的引导凹槽中，以在所述缸体的周部的至少某部分中限制所述叶片朝向所述缸体的内周部从所述滚子滑出。

2.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中，所述引导部分从所述本体部分沿所述周部延伸。

3.如权利要求2所述的封闭式压缩机，其中，所述引导部分具有滑动表面，所述滑动表面的所述叶片的密封表面侧的外周部径向地支撑在所述引导凹槽上，并且

其中，所述滑动表面的曲率半径形成为小于或等于所述引导凹槽的最小曲率半径。

4.如权利要求3所述的封闭式压缩机，其中，所述滑动表面的面积小于所述本体部分与所述缸体的内周部之间的接触面积。

5.如权利要求3所述的封闭式压缩机，其中，所述引导部分的高度比所述引导凹槽的深度短。

6.如权利要求3所述的封闭式压缩机，其中，所述本体部分的最大突出长度比所述缸体的内周部与所述滚子的外周部之间的最大间隙短。

7.如权利要求3所述的封闭式压缩机，其中，与所述缸体的内周部接触的所述本体部分的密封表面以预定的曲率半径弯曲，并且所述滑动表面的曲率半径大于或等于所述本体部分的密封表面的曲率半径。

8.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中，所述缸体的内周部和所述引导凹槽的内周部是非圆形的。

9.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中，摆动衬套能旋转地附接到所述滚子上，并且所述叶片的本体部分能滑动地附接到所述摆动衬套上，以使所述叶片滑入和滑出所述滚子。

10.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中，所述滚子相对于所述缸体的内周部偏心，

其中，如果将所述缸体与所述滚子最接近的点称为接触点，则所述滚子相对于所述接触点的单次旋转的整个范围包括一非接触区域，在所述非接触区域中所述缸体的内周部与叶片的密封表面彼此分离，以及

其中，所述非接触区域包括所述缸体和所述滚子之间的线速度最低的区域。

11.如权利要求10所述的封闭式压缩机，其中，所述整个范围包括一接触区域，在所述接触区域中所述缸体的内周部与叶片的密封表面彼此接触，所述接触区域包括所述缸体与所述滚子之间的线速度最高的区域。

12.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中，所述缸体的内周部是圆形的并形成压缩室，吸入口形成在所述缸体的内周部的一侧，至少一个排出口形成在所述吸入口的一侧，并且所述滚子相对于所述缸体的内周部偏心，

其中，如果在多个叶片中已穿过所述吸入口的第一叶片和相对于所述第一叶片位于更下游的第二叶片形成第一压缩室，则所述第一压缩室执行排出冲程的过程包括一非接触区域，在所述非接触区域中所述第一叶片和所述第二叶片中的至少一个与所述缸体分离。

13.如权利要求12所述的封闭式压缩机，其中，所述第一压缩室执行压缩冲程的过程包括一接触区域，在所述接触区域中所述第一叶片和所述第二叶片与所述缸体接触。

14.一种封闭式压缩机，包括：

缸体，所述缸体的内周部为圆形，且形成压缩室，在所述内周部的一侧形成有吸入口，在所述吸入口的一侧形成有至少一个排出口；

滚子，其相对于所述缸体的内周部偏心，并在旋转的同时改变所述压缩室的容积；以及

多个叶片，其插入到所述滚子中，与所述滚子一起旋转，并且所述多个叶片通过所述滚子的旋转而被朝向所述缸体的内周部推出，以将所述压缩室分成多个空间，

其中，如果将所述缸体的内周部与所述滚子的外周部最接近的点称为接触点，并且将穿过所述接触点和所述缸体的中心的线称为中心线，则相对于所述中心线在包括所述排出口的区域中产生一非接触区域，在所述非接触区域中所述缸体的内周部与一叶片的密封表面分离。

15.如权利要求14所述的封闭式压缩机，其中，相对于所述中心线在包括所述吸入口的区域中形成接触区域，在所述接触区域中所述缸体的内周部与一叶片的密封表面彼此接触。