CN1261692C - 密闭型两缸转子压缩机及其制造方法 - Google Patents

密闭型两缸转子压缩机及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明在密闭型两缸转子压缩机中，谋求在持续确保曲轴的可靠性，以最小限度的变更、廉价制造的同时，可以不扩大压缩机全体尺寸而增加推除量或者加长滚柱端面的密闭长度，使压缩机的能力或者效率提高。将压缩机构部(21)的两个压缩要素，通过曲轴(5)的具有180度相位差的两个偏心部(52)、(52A)进行驱动，使嵌入副轴承(11)的副轴承嵌入部(56)的外径小于嵌入主轴承(7)的主轴承嵌入部(51))的外径，使在两个偏心部(52)、(52A)中的反偏心轴侧的外周面丛主轴承嵌入部(51)的外周面凹陷，在连接两个偏心部(52)、(52A)的连接部(53)上，在设置比主轴承嵌入部(51)的外径小的部分(54)的同时，使该小径部分(54)的轴向长度在主轴承侧的滚柱(52)的高度以上。

Description

密闭型两缸转子压缩机及其制造方法
技术领域
本发明涉及在压缩机构部上具有两个缸的密闭型两缸转子压缩机及其制造方法，特别是适用于在空调机、冷气应用制品等的冷冻机上所使用的密闭型两缸转子压缩机及其制造方法。
背景技术
密闭型两缸压缩机作为小型、高效、低振动的压缩方式被广泛采用。
作为原有的密闭型两缸转子压缩机具有如下结构，是在密闭容器内，具备有电动机部、和通过设置有具有180度相位差的两个偏心部的曲轴与前述电动机部连结的压缩机构部，该压缩机构部具备两个压缩要素，构成各自的压缩要素的两个缸通过隔板连结，具有前述缸和前述隔板及闭塞前述缸的闭塞部，通过支撑前述曲轴的主轴承以及副轴承构成两个压缩室，在这些两个压缩室内，嵌合于前述偏心部的滚柱偏心旋转，进行压缩作用，嵌入前述副轴承的副轴承嵌入部的外径小于嵌入前述主轴承的主轴承嵌入部的外径，在副轴承侧的前述偏心部中的反偏心轴侧的外径与前述副轴承的外径相同，在副轴承侧的前述偏心部中的反偏心轴侧的外径也小于前述主轴承嵌入部的外径，在主轴承侧的前述偏心部中的反偏心轴侧的外径与嵌入于前述主轴承的主轴承嵌入部的外径相同，连接前述两个偏心部的连接部的轴向长度小于前述两个滚柱的高度。
于是，在原有的技术中，在形成曲轴后，将副轴承侧的滚柱从副轴承侧插入，在副轴承侧的偏心部嵌合，将主轴承侧的滚柱从主轴承侧插入，在主轴承侧的偏心部嵌合。
在相关的现有技术中，因为在使副轴承嵌入部的外径小于主轴承嵌入部的外径的同时，使在副轴承侧的偏心部中的反偏心轴侧的外径小于主轴承嵌入部的外径，所以副轴承侧的压缩要素可以使偏心部的偏心量大于主轴承侧。据此，若不变更滚柱的密封长度，则会使其压缩要素的推除量(换言之为汽缸容量)增加，从而可以增加压缩能力(换言之为冷冻能力)。另外，代替谋求推除量的增加，若使其滚柱的密封长度(换言之是低压部和高压部的密封长度)增长，则减少了动作流体从高压侧向低压侧的泄漏，可以谋求压缩机效率的提高。
作为与此现有技术相关的文献，可举出日本特开平5-10279号公报以及特开2001-271773号公报。
但是，在上述现有技术中，在主轴承侧的偏心部中的反偏心轴侧的外径与主轴承嵌入部的外径相同，因为连接两个偏心部的连接部的轴向长度小于两个滚柱的高度，所以在主轴承侧的压缩要素中的偏心部的偏心量不能简单地增大，存在难以谋求在主轴承侧的压缩要素中的压缩能力的增大或者效率提高的课题。
例如，在相关的现有技术中，可以考虑通过使在主轴承侧的偏心部中的反偏心轴侧的外径小于主轴承嵌入部的外径这样的简单的构造变更，来增加推除量，即使这样，也存在主轴承侧的滚柱无法从主轴承侧以及副轴承侧的任何一侧插入的课题。即，若想要将主轴承侧的滚柱从主轴承侧插入，则滚柱从主轴承嵌入部向偏心部移动时，其滚柱的下端面就会与偏心部的上面接触，从而无法插入，另一方面，若想从副轴承侧插入，则滚柱从副轴承侧的偏心部向主轴承侧的偏心部移动时，其滚柱的上端面就会与主轴承侧的偏心部的下面接触，从而无法插入。
因此，在现有技术中，可以考虑使含有主轴承嵌入部的曲轴全体小径化，如果这样变更，则无法得到曲轴所需的强度，存在可靠性低下的课题。另外，在现有技术中，可以考虑增大在主轴承侧的压缩要素中的缸，以谋求推除量的增加，若这样变更，则在使压缩机全体的尺寸增加的同时，伴随此变更，必须变更多个零件(例如，其他的压缩要素、电动机部、密闭容器等)，存在招致原价提高的课题。
本发明的目的是持续确保曲轴的可靠性，在以最小限度的变更，廉价制造的同时，可以不扩大压缩机全体的尺寸，而增加推除量或者加长滚柱端面的密闭长度，从而提供谋求提高压缩机的能力或者提高效率的密闭型两缸压缩机及其制造方法。
发明内容
为达到前述目的，本发明的密闭型两缸转子压缩机，是在密闭容器内，具备有电动机部，和通过设置有存在180度相位差的两个偏心部的曲轴与前述电动机部连结的压缩机构部，其压缩机构部具备两个压缩要素，构成各自的压缩要素的两个缸通过隔板连结，具有前述缸和前述隔板及闭塞前述缸的闭塞部，通过支撑前述曲轴的主轴承以及副轴承构成两个压缩室，在这些两个压缩室内，嵌合于前述偏心部的滚柱偏心旋转，进行压缩作用，其构成为，使在前述两个偏心部中的反偏心轴侧的外周面比前述主轴承嵌入部的外周面凹陷，使在前述两个偏心部中的反偏心轴侧的外径小于前述主轴承嵌入部的外径，在连接前述两个偏心部的连接部上，在设置外径比前述主轴承嵌入部的外径小的部分的同时，使其小径部分的轴向长度在主轴承侧的前述滚柱的高度以上。
为达到前述目的，本发明的密闭型两缸转子压缩机的制造方法是，使嵌入于前述副轴承的副轴承嵌入部的外径小于嵌入于前述主轴承的主轴承嵌入部的外径，使前述两个偏心部的反偏心轴侧的外径小于嵌入于前述主轴承的主轴承嵌入部的外径，在连接前述两个偏心部的连接部上，设置外径比前述主轴承嵌入部的外径小的部分的同时，使其小径部分的轴向长度在主轴承侧的前述滚柱的高度以上地形成前述曲轴后，将主轴承侧的滚柱从前述曲轴的副轴承侧插入，而且，依次通过副轴承侧的偏心部以及前述连接部，嵌合于前述主轴承侧的偏心部。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例的密闭型两缸转子压缩机的纵剖视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是在图1的密闭型两缸转子压缩机中使用的曲轴和滚柱的组装工程图。
图4是图3的B-B剖视图。
图5是图3的变型例的组装工程图。
图6是表示本发明的第2实施例的密闭型两缸转子压缩机的纵剖视图。
具体实施方式
下面，使用附图说明本发明的密闭型两缸转子压缩机的多个实施例。另外，在各实施例的图中的同一符号表示同一物品或者相当的物品。
首先，使用图1至图5说明本发明的第1实施例的密闭型两缸转子压缩机。图1是表示本发明的第1实施例的密闭型两缸转子压缩机的纵剖视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是在图1的密闭型两缸转子压缩机中使用的曲轴和滚柱的组装工程图，图4是图3的B-B剖视图，图5是图3的变型例的组装工程图。
密闭型两缸转子压缩机20是具备有压缩机主体30以及气液分离器2而构成。此密闭型两缸转子压缩机20构成在空调机、冷气应用品等的冷冻机中的冷冻循环的一部分。而且，作为致冷剂应使用比HCFC类致冷剂更有利于地球环境的HFC类致冷剂(例如HFC410A致冷剂)或者自然类致冷剂等。
压缩机主体30在密闭容器1内收纳电动机部21以及压缩机构部22而构成。电动机部21和压缩机构部22通过曲轴5连结。电动机部21具有定子3以及转子4而构成。定子3通过烧嵌配合等固定于容器筒部件1b上，转子4通过压入等固定于曲轴5上。在转子4的上下端部平衡配重27被安装。
密闭容器1是由容器下部件1a、和容器筒部件1b、及容器上部件1c构成的。在容器筒部件1b上，容器上部件1c和容器下部件1a嵌合，在其嵌合部被焊接从而密闭内部。容器筒部件1b是由铁板形成的上下开口的圆筒状。
于是，压缩机构部22是由主轴承7、曲轴5、副轴承11、两个缸8、8A、两个滚柱9、9A、两个叶片17、以及一个隔板10为主要构成要素构成的。压缩机构22在隔板10的两侧配置有缸8、8A、滚柱9、9A、叶片17，具有由在这些的外侧上配置的主轴承7以及副轴承11构成的两个压缩要素。象这样，隔板10呈被两个压缩要素夹持的状态而共用。
一方的压缩要素(主轴承侧的压缩要素)的压缩室由隔板10、缸8、主轴承7以及滚柱9构成，另一方的压缩要素(副轴承侧的压缩要素)的压缩室由隔板10、缸8A、副轴承11以及滚柱9A构成。
于是，主轴承7在容器筒部件1b上通过焊接等固定，在此主轴承7上，曲轴5的主轴承嵌入部51可自由旋转地嵌入。在曲轴5上，形成具有180度相位差的偏心的两个偏心部，在这两个偏心部上，滚柱9、9A可自由旋转地嵌合。相对于主轴承7，缸8以及隔板10通过螺栓6被固定，相对于副轴承11，缸8A以及隔板10通过螺栓6A被固定。在此副轴承11上，曲轴5前端侧的副轴承嵌入部56可自由旋转地嵌入。象这样，两个压缩要素通过主轴承7固定于密闭容器1。
曲轴5使副轴承嵌入部56的外径D1小于主轴承嵌入部51的外径D2。换言之，使主轴承嵌入部51的外径D2大于副轴承嵌入部56的外径。据此，可以得到曲轴5所需的强度，可以确保可靠性。
另外，曲轴5，使在两个偏心部52、52A中的反偏心轴侧的外周面比主轴承嵌入部51的外周面，仅凹陷尺寸δ(参照图3)。于是，在连接两个偏心部52、52A的连接部53上，设置外径比主轴承嵌入部51的外径小的部分54，该小径部分54的轴向长度L2设定为在主轴承侧的滚柱9的高度L1以上。另外，与主轴承嵌入部51相比，使副轴承嵌入部侧所需的强度小于主轴承嵌入部51侧所需的强度即可，即使副轴承嵌入部56、偏心部52A、连接部53以及偏心部52的外径减小，也可以确保其可靠性，通过将副轴承嵌入部侧的部分，做成在强度上允许的小径，可以更大地设定偏心量，可以增加冷冻能力。
主轴承侧的滚柱9从曲轴5的副轴承嵌入部56侧插入，如图3(a)所示，通过副轴承嵌入部56，嵌合到副轴承侧的偏心部52A上，接着，如图3(b)所示，直至通过小径部分54后，如图3(c)所示，利用将其小径部分54的轴向长度L2设定为滚柱9的高度L1以上，使之在小径部分54的范围内横向移动，再有，如图3(d)所示，使之向轴方向移动，通过嵌合于主轴承侧的偏心部52进行组装。
而且，在曲轴5上，在连接部53中的小径部分54和偏心部52、52A之间，一体形成外径比小径部分54大、且与主轴承嵌入部51同心的圆弧状的大径部分55、55A。象这样，通过使大径部分55、55A一体形成，可以持续确保在压缩要素部中的曲轴5的强度，使偏心部52、52A的厚度变薄，可以减少偏心部52、52A与滚柱9、9A的内面的摩擦，可以提高效率。
在这里，就有关图5所示的曲轴5的变型例进行说明。此变型例的曲轴5与图3所示的相比较，其不同点在于，仅在小径部分54与偏心部52之间设置大径部分55，在小径部分54与偏心部52A之间不设置大径部分55A，同时，仅在没有设置大径部分55A的部分，使大径部分55的轴向的厚度加厚。此变形例的曲轴5的小径部分54的轴向长度与图3的小径部分54的轴向长度相同。而且，将滚柱9组装到此变型例中的曲轴5上的方法，如图5(a)-(d)所示，因为与图3(a)-(d)基本相同，所以省略说明。
此变型例的曲轴5，因为仅在小径部分54和主轴承侧的偏心部52之间设置大径部分55，在小径部分54和副轴承侧的偏心部52A之间不设置大径部分55A，所以仅在没有设置大径部分55A的部分，可以增加大径部分55的轴方向的厚度，可以持续达到本发明的基本效果，增大曲轴5的强度，提高可靠性。
在缸8、8A的叶片槽上，可自由滑动地嵌入叶片17(参照图2)。叶片17通过弹簧18推压，将各压缩室划分为低压室25和高压室26。此弹簧18的推压力设定为与基于滚柱9、9A的往复运动而产生的惯性力相平衡程度的力。而且，在各低压室25上设置缸吸入口14。另外，在本实施例中，滚柱9、9A与叶片17为分别的物体，本发明也可以适用于滚柱与叶片为一体的摇动活塞形式。
从图1回到图4，在隔板10上，形成从侧面开口延伸到中央的一个吸入通路12。另外，在隔板10上，形成从吸入通路12向两侧分歧，直至各压缩要素的吸入室25的缸吸入口14的连通孔13。因为此连通孔13垂直于隔板10而形成，所以该形成可以极容易地进行。通过此吸入通路12以及连通孔13，构成在隔板10中的致冷剂流路，此流路上下对称。
为了扩大吸入通路12的流路截面积，隔板10的厚度至少要比缸8的厚度形成得更厚，在本实施例中，形成为比缸8A的厚度要厚。特别是在本实施例中，隔板10的厚度形成为缸8、8A的厚度的1.25倍以上。
若象上述那样加厚隔板10的厚度，则因为在压缩机构部22中的振摆旋转增大，所以在转子4的上下端部安装着与此相对应大小的平衡配重27。
气液分离器2在密闭容器1的侧面通过卡箍等固定。气液分离器2在上侧具有气液分离器吸入口15。从气液分离器4的下侧延伸的致冷剂配管2a，通过连接管23连接到隔板10的吸入通路12。连接管23通过将外侧连接管和内侧连接管气密地焊接而构成。外侧连接管在密闭容器1上被气密地焊接，内侧连接管焊接到致冷剂配管2a。
说明上述密闭型压缩机20的动作。
若电动机21通电，则转子4通过定子3受到旋转力旋转，固定于转子4的曲轴5旋转。通过曲轴5的两个偏心部的旋转，两个滚柱9、9A在压缩室内偏心旋转的同时，叶片17在叶片槽内往复运动。据此，由气液分离器2被气液分离的致冷剂气体被吸入两个压缩要素的各低压室25，移到高压室26进行压缩，再有，从排出孔(没有图示)变成高压的致冷剂气体排出到密闭容器1内。若具体说明此致冷剂气体的吸入流向，则是从吸入管路吸入的致冷剂气体从吸入通路12在连通孔13向两侧分歧，通过各压缩要素的缸吸入口14吸入到低压室25。
在此压缩动作中，因为作为致冷剂使用HFC类致冷剂，所以与使用HCFC类致冷剂相比较，一般是1.5倍的排出压力，因此，密闭容器1内的空间用1.5倍的压力的致冷剂气体充满。密闭容器1内的高压致冷剂气体，通过在容器上部件1c上通过焊接等安装的排出管16，向外部高压配管排出。
在上述的本实施例中，因为在使嵌入副轴承11的副轴承嵌入部56的外径小于嵌入主轴承7的主轴承嵌入部51的外径，使在两个偏心部52、52A中的反偏心轴侧的外径小于主轴承嵌入部51的外径，在连接两个偏心部52、52A的连接部53上设置外径比主轴承嵌入部51的外径小的部分54的同时，使其小径部分54的轴向长度高于主轴承侧的滚柱52的高度，所以在可以持续确保曲轴5的可靠性，以最小限度的变更、廉价地制造的同时，可以不扩大压缩机全体的尺寸而增加推除量或者加长滚柱52端面的密闭长度，谋求提高压缩机的能力或者提高效率。
另外，因为与构成压缩要素的缸8的厚度相比，隔板10的厚度要更厚，从而形成吸入通路12，所以即使是一个吸入通路12，也可以确保其流路截面积更大，可以减低致冷剂气体的吸入阻力，提高压缩机性能。另外，因为形成一个贯通密闭容器1的吸入管路，所以可以减少一半吸入管路，形成简单的构造，在可以谋求降低材料费、组装加工费等相关的成本的同时，还可以消除在密闭容器1中的两个吸入管路之间的应力集中，可以提高耐压强度，谋求提高可靠性。而且，即使使用有利于地球环境的HFC类致冷剂，也可以充分的确保可靠性。
下面，使用图6说明本发明的第2实施例。图6是本发明的第2实施例的密闭型两缸转子压缩机的纵剖视图。此第2实施例如下所述与第1实施例不同，关于其他点与第1实施例基本相同。
此第2实施例是有关两个压缩要素分别通过不同的吸入压力、排出压力而运转的2次压缩，是将两个压缩要素直列连接。具体的说，在以主轴承侧的压缩要素作为第一次的同时，将副轴承侧的压缩要素作为第二次。
若曲轴5旋转，则通过气液分离器2被气液分离的致冷剂气体从在主轴承侧的压缩要素中的缸8的吸入通路12通过缸吸入口14，被吸入低压室25，移到高压室26，进行第一次压缩。将进行了该第一次压缩的致冷剂气体导出到密闭容器1外，进行冷却的同时，分离所含有的润滑油后，从在副轴承侧的压缩要素中的缸8A的吸入通路12A通过缸吸入口14A，吸入到低压室25，移到高压室26进行第二次压缩。该进行了第二次压缩的致冷剂气体，从排出孔(没有图示)成为高压的致冷剂气体，排出到密闭容器1内。
根据此第2实施例，在压缩机全体形状相同的条件下，可以得到比第1实施例更高的压力，在可以任意选择设定各次的压缩要素的推除量的同时，可以将主轴承侧的压缩要素作为第一次，从而可大幅度提高压缩机设计的自由度。当然，也可以达到在第1实施例中所述的本发明的基本效果。
从以上的各实施例的说明即可明确，根据本发明，可以在持续确保曲轴的可靠性，以最小限度的变更、廉价制造的同时，可以不扩大压缩机全体尺寸而增加推除量或者加长滚柱端面的密闭长度，可以得到谋求压缩机的能力或者效率提高的密闭型两缸转子压缩机及其制造方法。

Claims (6)

1.一种密闭型两缸转子压缩机，在密闭容器内，具备有电动机部、通过设置有具有180度相位差的两个偏心部的曲轴与前述电动机部连结的压缩机构部，该缩机构部具备两个压缩要素，构成各自的压缩要素的两个缸通过隔板连结，具有前述缸和前述隔板及闭塞前述缸的闭塞部，通过支撑前述曲轴的主轴承以及副轴承构成两个压缩室，在这两个压缩室内，嵌合于前述偏心部的滚柱偏心旋转，进行压缩作用，其特征在于，使嵌入前述副轴承的副轴承嵌入部的外径小于嵌入前述主轴承的主轴承嵌入部的外径；使在前述两个偏心部中的反偏心轴侧的外周面从前述主轴承嵌入部的外周面凹陷；在连接前述两个偏心部的连接部上，设置外径比前述主轴承嵌入部的外径小的部分的同时，使该小径部分的轴向的长度大于主轴承侧的前述滚柱的高度。
2.如权利要求1所述的密闭型两缸转子压缩机，其特征在于，使前述隔板的厚度大于主轴承侧的前述缸的高度。
3.如权利要求1或2所述的密闭型两缸转子压缩机，其特征在于，在前述连接部的小的外径部分和前述偏心部之间，一体形成比在前述连接部上的小的外径部分半径大、且与前述主轴承嵌入部同心的圆弧状的大径部分。
4.如权利要求3所述的密闭型两缸转子压缩机，其特征在于，前述圆弧状的大径部分仅设置在小的外径部分与主轴承侧的偏心部之间，在小的外径部分与副轴承侧的偏心部之间不设置前述圆弧状的大径部分。
5.如权利要求1或2所述的密闭型两缸转子压缩机，其特征在于，将前述两个压缩要素直列连接，在将主轴承侧的压缩要素作为第一次的同时，将副轴承侧的压缩要素作为第二次。
6.一种密闭型两缸转子压缩机的制造方法，在密闭容器内，具备有电动机部、和通过设置有具有180度相位差的两个偏心部的曲轴与前述电动机部连结的压缩机构部，其压缩机构部具备两个压缩要素，构成各自的压缩要素的两个缸通过隔板连结，具有前述缸和前述隔板及闭塞前述缸的闭塞部，通过支撑前述曲轴的主轴承以及副轴承构成两个压缩室，在这些两个压缩室内，嵌合于前述偏心部的滚柱偏心旋转，进行压缩作用，其特征在于，使嵌入于前述副轴承的副轴承嵌入部的外径小于嵌入于前述主轴承的主轴承嵌入部的外径，使前述两个偏心部的反偏心轴侧的外径小于嵌入于前述主轴承的主轴承嵌入部的外径，在连接前述两个偏心部的连接部上，设置外径比前述主轴承嵌入部的外径小的部分的同时，使该小径部分的轴向长度大于主轴承侧的前述滚柱的高度地形成前述曲轴后，将主轴承侧的滚柱从前述曲轴的副轴承侧插入，而且，依次通过副轴承侧的偏心部以及前述连接部，嵌合于前述主轴承侧的偏心部。
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