CN111566351B - 旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明的旋转式压缩机在密闭容器内具备电动机部、和通过从电动机部传递的驱动力来压缩制冷剂的压缩机构部。压缩机构部具有被电动机部驱动而旋转的曲柄轴、具有缸室的缸体、封闭缸室的轴承、与偏心轴部一起进行偏心旋转来压缩制冷剂的旋转活塞、将缸室分隔为吸入室和压缩室的叶片、以及以将叶片的末端部按压于旋转活塞的外周面的方式进行施力的叶片弹簧。在缸体，在叶片槽的周围从叶片弹簧收纳孔朝向缸室形成有使叶片弹簧收纳孔延长的叶片弹簧槽。

Description

旋转式压缩机
技术领域
本发明涉及用于空调机等冷热设备的旋转式压缩机。
背景技术
例如像在专利文献1中公开的那样，旋转式压缩机在密闭容器内具备电动机部、和由该电动机部驱动的压缩机构部。压缩机构部具有叶片，上述叶片设置于在缸体的径向形成的叶片槽，并将缸体的缸室分隔为吸入室和压缩室。另外，压缩机构部具有：旋转活塞，收纳于缸室，进行偏心旋转来压缩制冷剂；和叶片弹簧，收纳于在缸体形成的叶片弹簧收纳孔，并以将叶片的末端部按压于旋转活塞的外周面的方式进行施力。
专利文献1：日本特开平11-022675号公报
一般来说，对于旋转式压缩机而言，将叶片槽形成得长，加宽叶片与叶片槽的滑动面积，从而使叶片与叶片槽的滑动状态稳定，这在使可靠性提高的方面是有效的。但是，为了通过叶片弹簧对叶片施力而使其追随于旋转活塞，需要充分地确保叶片弹簧收纳孔的长度。因此，旋转式压缩机若加长叶片槽，则密闭容器也与其对应地扩大，从而存在装置整体大型化的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种不扩大密闭容器就能够加宽叶片与叶片槽的滑动面积，从而使可靠性提高的旋转式压缩机。
本发明所涉及的旋转式压缩机在密闭容器内具备电动机部、和通过从上述电动机部传递的驱动力来压缩制冷剂的压缩机构部，上述压缩机构部具有：曲柄轴，具有偏心轴部，被上述电动机部驱动而旋转；缸体，固定于上述密闭容器，并具有缸室；轴承，设置于上述缸体的两端面，并封闭上述缸室；旋转活塞，与上述偏心轴部嵌合并收纳于上述缸室，与上述偏心轴部一起进行偏心旋转来压缩制冷剂；叶片，设置于在上述缸体的径向形成的叶片槽，并将上述缸室分隔为吸入室和压缩室；以及叶片弹簧，收纳于在上述缸体形成的叶片弹簧收纳孔，以将上述叶片的末端部按压于上述旋转活塞的外周面的方式进行施力，在上述缸体，在上述叶片槽的周围从上述叶片弹簧收纳孔朝向上述缸室形成有使上述叶片弹簧收纳孔延长的叶片弹簧槽。
根据本发明所涉及的旋转式压缩机，即使缩短叶片弹簧收纳孔的长度，也能够通过收纳于叶片弹簧槽的叶片弹簧对叶片施力，从而能够使其追随于旋转活塞。因此，旋转式压缩机能够与缩短叶片弹簧收纳孔的长度对应地将叶片槽形成得长，因此能够加宽叶片与叶片槽的滑动面积，从而能够使可靠性提高。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的整体构造的纵向剖视图。
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的压缩机构部的主要部位的横向剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的缸体的横向剖视图。
图4是图3所示的A-A线箭头方向的剖视图。
图5是本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的变形例，并且是表示压缩机构部的主要部位的横向剖视图。
图6是仅示出图5所示的压缩机构部的缸体的横向剖视图。
图7是表示本发明的实施方式2所涉及的旋转式压缩机的缸体的横向剖视图。
图8是表示本发明的实施方式3所涉及的旋转式压缩机的压缩机构部的主要部位的横向剖视图。
图9是仅示出图8所示的压缩机构部的缸体的横向剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在各附图中，对相同或者相当的部分标注相同的附图标记，并适当地省略或者简化其说明。另外，对于在各附图中记载的结构，其形状、大小以及配置等能够在本发明的范围内适当地变更。
实施方式1
首先，基于图1～图6对本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机进行说明。图1是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的整体构造的纵向剖视图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的压缩机构部的主要部位的横向剖视图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的缸体的横向剖视图。图4是图3所示的A-A线箭头方向的剖视图。
如图1所示，实施方式1所涉及的旋转式压缩机100是在密闭容器1的内部具有电动机部2、以及通过从该电动机部2传递的驱动力来压缩制冷剂的压缩机构部3的结构。电动机部2与压缩机构部3经由曲柄轴4连结。此外，制冷剂作为一个例子是R410制冷剂。
密闭容器1经由吸入管10而与储液器12连接，并从储液器12获取制冷剂气体。储液器12为了将制冷剂分离为液体制冷剂和气体制冷剂以使得液体制冷剂尽量不向压缩机构部3的内部被吸入而设置。另外，在密闭容器1的上部连接有将所压缩的制冷剂排出的排出管11。在密闭容器1内的底部存积有冷冻机油(未图示)。冷冻机油主要润滑压缩机构部3的滑动部。
电动机部2由通过热压配合等方式固定支承于密闭容器1的内壁面的圆环状的定子20、和与定子20的内侧面对置并能够旋转地设置的转子21构成。在转子21嵌入有曲柄轴4。从外部经由省略图示的气密端子向电动机部2供给电力而进行驱动。
如图1和图2所示，压缩机构部3具备被电动机部2驱动而进行旋转的曲柄轴4、具有缸室50的缸体5、作为封闭缸室50的轴承的上轴承51和下轴承52、旋转活塞6、以及叶片7。
曲柄轴4具有：主轴部40，固定于电动机部2的转子21；副轴部41，隔着缸体5而设置于主轴部40的相反侧；以及偏心轴部42，设置于主轴部40与副轴部41之间。在曲柄轴4的轴心部形成有吸油孔。曲柄轴4在吸油孔内设置有螺旋状的离心泵，能够吸取存积于密闭容器1的底部的冷冻机油，并向压缩机构部3的滑动部供给。
缸体5的外周部通过螺栓等而固定于密闭容器1。如图2所示，缸体5的外周形成为圆形状，在内部形成有作为圆形状的空间的缸室50。该缸室50形成在驱动时压缩制冷剂的压缩室。如图1所示，对于缸室50而言，曲柄轴4的轴向的两端开口，被设置于缸体5的上表面的上轴承51、和设置于缸体5的下表面的下轴承52封闭。另外，供来自吸入管10的制冷剂气体通过的吸入口(省略图示)，以从外周面贯通至缸室50的方式设置在缸体5。
上轴承51能够滑动地嵌合于曲柄轴4的主轴部40，并封闭缸体5的缸室50的一个端面(电动机部2侧)。另一方面，下轴承52能够滑动地嵌合于曲柄轴4的副轴部41，并封闭缸室50的另一个端面(冷冻机油侧)。此外，虽然省略了图示，但在上轴承51形成有将在压缩室中压缩后的制冷剂排出的排出孔。另外，在上轴承51以覆盖排出孔的方式安装有排出消声器。
旋转活塞6以环状构成，能够滑动地嵌合于曲柄轴4的偏心轴部42。旋转活塞6与偏心轴部42一起设置于缸室50，在缸室50内与偏心轴部42一起进行偏心旋转来压缩制冷剂。
如图2所示，在缸体5形成有与缸室50连通并沿径向延伸的叶片槽70。将缸室50分隔为吸入室和压缩室的叶片7设置为能够滑动地嵌入于叶片槽70。叶片7在压缩工序中保持末端部与旋转活塞6的外周部抵接的状态追随于旋转活塞6的偏心旋转而在叶片槽70内进行往复滑动。通过叶片7的末端部与旋转活塞6的外周部抵接，从而将缸室50分隔为吸入室和压缩室。叶片7例如由非磁性材料构成。
另外，如图2所示，在缸体5，在叶片槽70的背面侧形成有叶片弹簧收纳孔80。叶片弹簧收纳孔80的内径形成为比叶片槽70的内径大。在叶片弹簧收纳孔80收纳有与叶片7串联配置的叶片弹簧8。叶片弹簧8以向旋转活塞6的外周面按压叶片7的末端部的方式进行施力。叶片弹簧8例如由螺旋弹簧构成。
接下来，对实施方式1的旋转式压缩机100的动作进行说明。在该旋转式压缩机100中，在将储液器12的制冷剂经过吸入管10和吸入口向缸室50的压缩室导入后，驱动电动机部2。对于旋转式压缩机100而言，若电动机部2驱动，则与曲柄轴4的偏心轴部42嵌合的旋转活塞6进行偏心旋转，从而在缸室50内压缩制冷剂。将在缸室50中压缩后的制冷剂从上轴承51的排出孔向排出消声器的空间内排出后，从排出消声器的排出孔向密闭容器1内排出。将所排出的制冷剂从排出管11排出。
然而，对于旋转式压缩机100而言，将叶片槽70形成得长，加宽叶片7与叶片槽70的滑动面积，从而使叶片7与叶片槽70的滑动状态稳定，这在使可靠性提高的方面是有效的。另一方面，为了通过叶片弹簧8对叶片7施力来追随于旋转活塞6，需要充分地确保叶片弹簧收纳孔80的长度。因此，对于旋转式压缩机100而言，若叶片槽70变长，则密闭容器1也与其对应地扩大，从而装置整体大型化。
为此，如图2和图3所示，在实施方式1中的缸体5，在叶片槽70的周围从叶片弹簧收纳孔80朝向缸室50形成有使叶片弹簧收纳孔80延长的叶片弹簧槽9。即，叶片弹簧8收纳于叶片弹簧收纳孔80和叶片弹簧槽9，在叶片弹簧收纳孔80和叶片弹簧槽9中进行往复动作。此外，叶片弹簧槽9的长度根据压缩机的构造或者制冷剂的种类，适当地变更而形成。
如图4所示，叶片弹簧槽9以与叶片弹簧8的形状对应的圆环状形成，并形成为局部与纵向长的叶片槽70交叉。这是为了使叶片弹簧收纳孔80延长，并且通过叶片弹簧8进行施力以便将叶片7的末端部按压于旋转活塞6的外周面。叶片弹簧槽9由于需要使叶片弹簧8通过，因此设为外径大于叶片弹簧8的外径，并且内径小于叶片弹簧8的内径的大小。
此外，叶片弹簧槽9的大小和形状并不限定于图示的形态。只要能够延长叶片弹簧收纳孔80，并且所收纳的叶片弹簧8能够以将叶片7的末端部按压于旋转活塞6的外周面的方式进行施力，则叶片弹簧槽9也可以是其他的形态。
如以上那样，根据实施方式1所涉及的旋转式压缩机100，即使缩短叶片弹簧收纳孔80的长度，也能够通过收纳于叶片弹簧槽9的叶片弹簧8对叶片7施力，从而能够使其追随于旋转活塞6。因此，旋转式压缩机100能够与缩短叶片弹簧收纳孔80的长度对应地将叶片槽70形成得长，因此能够加宽叶片7与叶片槽70的滑动面积，从而能够使可靠性提高。
另外，叶片弹簧槽9是与螺旋状的叶片弹簧8对应的圆环状。因此，实施方式1所涉及的旋转式压缩机100能够使叶片弹簧8顺利地收纳于叶片弹簧槽9，从而能够提高通过叶片弹簧8对叶片7施力而使其追随于旋转活塞6的功能。
这里，使用具体的数值对实施方式1的旋转式压缩机的效果进行说明。对旋转式压缩机100的尺寸而言，作为一个例子，将缸体5的外径设为150mm左右，内径设为70mm左右。而且，将旋转活塞6的外径设为45mm左右，叶片槽70的长度设为35mm左右，叶片7的高度设为20mm左右，叶片弹簧槽9设为10mm左右。对于使旋转式压缩机100动作时的一般的制热运转条件而言，作为动作压力，吸入压力为0.2MPaG左右，排出压力为4.2MPaG左右。运转频率是120rps程度。
一般来说，叶片7与叶片槽70的滑动条件的严格程度由支承叶片7的压力P与叶片7的动作速度V之积即PV值表示。压力P是将吸入压力与排出压力之差除以叶片7与叶片槽70的滑动面积而得的值。在PV值为9.00W/mm2以上的情况下，叶片7与叶片槽70的滑动条件严格，从而产生由吸入压力与排出压力之差大导致的压缩机的故障，因此需要对叶片槽70进行锰处理等表面处理。
在实施方式1的旋转式压缩机100中，由于设置有叶片弹簧槽9，增加了叶片7与叶片槽70的滑动面积，因此PV值变为7.00W/mm2，从而不需要叶片槽70的表面处理。另一方面，在以往的旋转式压缩机中，叶片槽的长度仅能够确保30mm，因此PV值为9.00W/mm2，从而需要对叶片槽进行表面处理。
接下来，对旋转式压缩机100的动作制冷剂进行说明。旋转式压缩机100的动作制冷剂，除了R410A制冷剂之外，也可以使用丙烷或者R1234yf等HC制冷剂、或者HFO制冷剂。对于HC制冷剂和HFO制冷剂而言，吸入压力与排出压力之差小，因此支承叶片7的压力变小，从而需要比R410A制冷剂强的基座弹簧力。例如，将旋转式压缩机100的尺寸设为缸体5的外径为160mm左右，内径为70mm左右。而且，将旋转活塞6的外径设为45mm左右，将叶片槽70的长度设为40mm左右，将叶片7的高度设为20mm左右，并将叶片弹簧槽9设为20mm左右。在使用丙烷作为动作制冷剂的情况下，对于使旋转式压缩机动作时的一般的制热运转条件而言，作为动作压力，吸入压力为0.2MPaG左右，排出压力为2.0MPaG左右。运转频率为120rps左右。
基于上述数值的PV值是7.08W/mm2。因此，在实施方式1的旋转式压缩机100中，无需叶片槽70的表面处理。另一方面，在以往的旋转式压缩机中，叶片槽的长度例如仅能够确保10mm左右，因此PV值为14.17W/mm2，从而需要对叶片槽进行表面处理。这样，在实施方式1所涉及的旋转式压缩机100中，即使在使用HC制冷剂或者HFO制冷剂作为动作制冷剂的情况下，也能够使可靠性提高。
接下来，基于图5和图6对实施方式1所涉及的旋转式压缩机的变形例进行说明。图5是本发明的实施方式1所涉及的旋转式压缩机的变形例，并且是表示压缩机构部的主要部位的横向剖视图。图6是仅示出图5所示的压缩机构部的缸体的横向剖视图。
在图5和图6所示的旋转式压缩机中，使叶片弹簧收纳孔80延长的叶片弹簧槽9从缸体5的外周面的附近位置朝向缸室50，形成于叶片槽70的周围。叶片弹簧收纳孔80为了固定叶片弹簧8的座卷部分而设置。即，图5和图6所示的旋转式压缩机是将叶片弹簧收纳孔80的长度尽量缩短的结构，将叶片槽70形成得更长，从而能够将叶片7与叶片槽70的滑动面积确保得宽。
实施方式2
接下来，基于图7对本发明的实施方式2所涉及的旋转式压缩机进行说明。图7是表示本发明的实施方式2所涉及的旋转式压缩机的缸体的横向剖视图。此外，对于与在实施方式1中说明的旋转式压缩机相同的结构，标注相同的附图标记，并适当地省略其说明。
在实施方式2所涉及的旋转式压缩机中，其特征在于，具有从叶片弹簧收纳孔80的侧壁连接叶片槽70的侧壁的倾斜部81，叶片弹簧槽9从倾斜部81朝向缸室50而形成。若通过钻孔加工形成叶片弹簧收纳孔80，则存在缸室50侧的端部变为与钻头的末端形状大致相同的三角形状的情况。即使在这样的情况下，也能够从倾斜部81朝向缸室50形成叶片弹簧槽9，从而能够延长叶片弹簧收纳孔80。
这里，使用具体的数值对实施方式2的旋转式压缩机的效果进行说明。对于旋转式压缩机的尺寸而言，作为一个例子，缸体5的外径为140mm左右，内径为70mm左右。旋转活塞6的外径为45mm左右，叶片槽70的长度为30mm左右，叶片7的高度为20mm左右，叶片弹簧槽9为10mm左右，倾斜部81的长度为10mm左右。对于使旋转式压缩机动作时的一般的制冷运转条件而言，作为动作压力，吸入压力为1.0MPaG左右，排出压力为3.5MPaG左右。运转频率为120rps左右。
基于上述数值的PV值是6.56W/mm2。因此，在实施方式2的旋转式压缩机中，无需叶片槽70的表面处理。另一方面，在以往的旋转式压缩机中，叶片槽的长度例如仅能够确保20mm左右，因此PV值为9.84W/mm2，从而需要叶片槽的表面处理。
因此，如实施方式2的旋转式压缩机那样，即使在叶片弹簧收纳孔80具有从叶片弹簧收纳孔80的侧壁连接叶片槽70的侧壁的倾斜部81，并从倾斜部81朝向缸室50形成叶片弹簧槽9的情况下，也能够获得与上述实施方式1的旋转式压缩机相同的作用效果。
实施方式3
接下来，基于图8和图9对本发明的实施方式3所涉及的旋转式压缩机进行说明。图8是表示本发明的实施方式3所涉及的旋转式压缩机的压缩机构部的主要部位的横向剖视图。图9是仅示出图8所示的压缩机构部的缸体的横向剖视图。此外，对于与在实施方式1中说明的旋转式压缩机相同的结构，标注相同的附图标记，并适当地省略其说明。
如图8和图9所示，实施方式3所涉及的旋转式压缩机是以下结构，即，以将叶片7的末端部按压于旋转活塞6的外周面的方式进行施力的叶片弹簧8收纳于在缸体5形成的叶片弹簧槽90。在叶片槽70的周围从缸体5的外周面朝向缸室50形成有该叶片弹簧槽90。
图9所示的A-A线向视剖面与在实施方式1中说明的图4所示的形状相同。即，实施方式3所涉及的旋转式压缩机的叶片弹簧槽90也以与螺旋状的叶片弹簧8的形状对应的圆环状形成，并形成为局部与纵向长的叶片槽70交叉。因此，该旋转式压缩机能够使叶片弹簧8顺利地收纳于叶片弹簧槽90，因此能够提高通过叶片弹簧8对叶片7施力而使其追随于旋转活塞6的功能。
此外，叶片弹簧槽90需要使叶片弹簧8通过，因此设为外径大于叶片弹簧8的外径，并且内径小于叶片弹簧8的内径的大小。另外，叶片弹簧槽90的大小和形状并不限定于图示的形态。只要收纳的叶片弹簧8能够以将叶片7的末端部按压于旋转活塞6的外周面的方式进行施力，叶片弹簧槽90也可以是其他的形态。
因此，实施方式3的旋转式压缩机能够通过收纳于具有充分的长度的叶片弹簧槽90的叶片弹簧8对叶片7施力而使其追随于旋转活塞6。另外，旋转式压缩机能够与叶片弹簧槽90的长度无关地将叶片槽70在缸体5的径向上形成得长，因此能够加宽叶片7与叶片槽70的滑动面积，从而能够使可靠性提高。
这里，使用具体的数值对实施方式3的旋转式压缩机的效果进行说明。对于旋转式压缩机的尺寸而言，作为一个例子，缸体5的外径为160mm左右，内径为70mm左右。旋转活塞6的外径为45mm左右，叶片槽70的长度为40mm左右，叶片7的高度为20mm左右，叶片弹簧槽90为20mm左右。对于使旋转式压缩机动作时的一般的制热运转条件而言，作为动作压力，吸入压力为0.2MPaG左右，排出压力为4.7MPaG左右。运转频率是120rps左右。
基于上述数值的PV值是8.85W/mm2。因此，在实施方式3的旋转式压缩机中，无需叶片槽70的表面处理。另一方面，在以往的旋转式压缩机中，叶片槽的长度例如仅能够确保20mm左右，因此PV值为17.71W/mm2，从而需要叶片槽70的表面处理。
以上基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式的结构。例如，图示的旋转式压缩机100的内部结构是一个例子，并不限定于上述的内容，即使是包含其他的结构要素的旋转式压缩机，也能够相同地进行实施。具体而言，是具备两个压缩室的双旋转式压缩机等。总之，本发明在不脱离其技术思想的范围内，包括本领域技术人员通常进行的设计变更和应用的变更的范围。
附图标记说明
1…密闭容器；2…电动机部；3…压缩机构部；4…曲柄轴；5…缸体；6…旋转活塞；7…叶片；8…叶片弹簧；9…叶片弹簧槽；10…吸入管；11…排出管；12…储液器；20…定子；21…转子；40…主轴部；41…副轴部；42…偏心轴部；50…缸室；51…上轴承；52…下轴承；70…叶片槽；80…叶片弹簧收纳孔；81…倾斜部；90…叶片弹簧槽；100…旋转式压缩机。

Claims (4)

1.一种旋转式压缩机，其中，
所述旋转式压缩机在密闭容器内具备电动机部、和通过从所述电动机部传递的驱动力来压缩制冷剂的压缩机构部，
所述压缩机构部具有：
曲柄轴，具有偏心轴部，被所述电动机部驱动而旋转；
缸体，固定于所述密闭容器，并具有缸室；
轴承，设置于所述缸体的两端面，并封闭所述缸室；
旋转活塞，与所述偏心轴部嵌合并收纳于所述缸室，与所述偏心轴部一起进行偏心旋转来压缩制冷剂；
叶片，设置于在所述缸体的径向形成的叶片槽，并将所述缸室分隔为吸入室和压缩室；以及
叶片弹簧，收纳于在所述缸体形成的叶片弹簧收纳孔，并以将所述叶片的末端部按压于所述旋转活塞的外周面的方式进行施力，
在所述缸体，在所述叶片槽的周围从所述叶片弹簧收纳孔朝向所述缸室形成有使所述叶片弹簧收纳孔延长的叶片弹簧槽。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中，
所述叶片弹簧收纳孔具有从该叶片弹簧收纳孔的侧壁连接所述叶片槽的侧壁的倾斜部，
从所述倾斜部朝向所述缸室形成有所述叶片弹簧槽。
3.一种旋转式压缩机，其中，
所述旋转式压缩机在密闭容器内具备电动机部、和通过从所述电动机部传递的驱动力来压缩制冷剂的压缩机构部，
所述压缩机构部具有：
曲柄轴，具有偏心轴部，被所述电动机部驱动而旋转；
缸体，固定于所述密闭容器，并具有缸室；
轴承，设置于所述缸体的两端面，并封闭所述缸室；
旋转活塞，与所述偏心轴部嵌合并收纳于所述缸室，与所述偏心轴部一起进行偏心旋转来压缩制冷剂；
叶片，设置于在所述缸体的径向形成的叶片槽，并将所述缸室分隔为吸入室和压缩室；以及
叶片弹簧，收纳于在所述缸体形成的叶片弹簧槽，并以将所述叶片的末端部按压于所述旋转活塞的外周面的方式进行施力，
所述叶片弹簧槽是在所述叶片槽的周围从所述缸体的外周面朝向所述缸室形成的结构。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转式压缩机，其中，
所述叶片弹簧是螺旋状，
所述叶片弹簧槽是与所述叶片弹簧的形状对应的圆环状。
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