CN1421608A - 旋转斜盘式压缩机 - Google Patents

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樽谷知二
田中洋彦
川村尚登
望月贤二
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Abstract

一油分离器(39)布置在轴(16)内部的一泄放通道(38)上。通过轴(16)和一个旋转阀(37)一体地旋转，包含在一制冷气体中的油通过油分离器(39)离心地分离出来。离心地分离出来的油被供给到旋转阀(37)和气缸体(12)之间的分界面上，即旋转阀(37)的间隙部。所述离心地分离出来的油还通过一吸入口(41a)和吸入通路(42)而被供给到活塞(21)和气缸孔(12a)之间的间隙中。

Description

旋转斜盘式压缩机
【技术领域】
本发明涉及一种用于车辆空调中的旋转斜盘式压缩机，特别地，本发明涉及一种使用一旋转阀向一气体压缩腔来供给制冷气体的旋转斜盘式压缩机。
【背景技术】
例如，在日本专利公开说明书第7-189902号公开的一旋转斜盘式压缩机中，在围绕穿过壳体的中心延伸的一旋转轴设置的多个气缸孔中容纳有单头活塞。每一个活塞在相应的气缸孔中作直线往复运动。此外，在该壳体中，一旋转斜盘可倾斜地由该旋转轴支撑。该旋转斜盘将旋转轴的旋转运动转换为该活塞的往复运动。该压缩机包含用于可选择地向压缩腔供给制冷气体的一旋转阀，其中每一个压缩腔是在一个气缸孔中由相应的活塞确定的。该旋转阀容纳在壳体内的一中心孔中，并和旋转轴整体式旋转。在该壳体内部形成有用于使压缩腔和中心孔相连通的一个吸入通道。在旋转阀中形成有一个制冷剂供给通道，该制冷剂供给通道可选择地与吸入通道相连通。在每一个单头活塞的吸入行程中，即当该活塞从该上死点向该下死点移动时，旋转阀的制冷剂供给通道就和吸入通道相联通以使制冷气体流入压缩腔中。
然而，在日本专利公开说明书第7-189902号公开的压缩机中，在气缸孔(压缩腔)中压缩的制冷气体将从旋转阀的外圆周表面和中心孔的内圆周表面之间的间隙泄漏出来，从而降低压缩效率。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种具有高压缩效率的旋转斜盘式压缩机，从而提高在旋转阀和壳体之间的密封性能。
为了达到上述目的，本发明提供一种旋转斜盘式压缩机，它具有在壳体中确定的一曲轴腔、安装于在该曲轴腔中延伸的一轴上且与该轴进行一体旋转的一个旋转斜盘、用于分别容纳和旋转斜盘相联接的多个活塞的多个气缸孔，每一个活塞在相应的气缸孔中确定一个压缩腔。该旋转斜盘的旋转使得活塞在相应的气缸孔内线性往复移动，以压缩从由吸入压力控制的第一区域导入该压缩腔的制冷气体，并将被压缩的制冷气体排出到由排出压力控制的第二区域。该制冷气体包含当该制冷气体从其中流过时用于润滑该压缩机内部的润滑油。该压缩机还包含在轴中形成的一个泄放通道和可旋转地设置在壳体部分中的一个旋转阀，其中，所述旋转阀具有和该轴一体旋转的一吸入通道，以使得气缸孔和所述第一区域按照该转运动而彼此相联通。本发明的压缩机的特征在于：在该泄放通道中设置有一油分离器，其中该油分离器形成泄放通道的一部分且具有一适当的形状，该形状适于使包含在由该轴的旋转而从其中通过的该制冷气体中的油产生离心，并且设置有至少一个供给通道以将离心的油料供给到旋转阀和壳体部分之间。
本发明的其他方面和优越性将从下面结合附图的说明中呈现出来，并通过实施例的形式说明本发明的原理。
结合附图并通过下文中对所提供的优选实施例的描述可更好地理解本发明及其目的和优越性。
【附图说明】
图1是一剖视图，其中示出了按照本发明的一实施例的一压缩机。
图2是一沿图1中2-2线所作的剖视图。
图3是一放大剖视图，其中示出了在图1中的压缩机的基本部分。
图4是一放大剖视图，其中示出了另一个实施例的压缩机的基本部分。
图5是一放大剖视图，其中示出了另一个可选择实施例的压缩机的基本部分。
图6是一放大剖视图，其中示出了另一个可选择实施例的压缩机的基本部分。
【具体实施方式】
下面将参考附图1-3来描述本发明的一个实施例。在图1到3的实施例中，本发明是以用于车辆空调中的一旋转斜盘式压缩机的形式来实施的。
如图1所示，一前壳件11连接于气缸体12的一前端。后壳件13通过一阀板组件14连接于该气缸体12的一后端。该前壳件11、气缸体12和后壳件13用螺栓11a(见图2)紧固，以构成该压缩机的壳体。将图1的左侧设定为前侧，而将其右侧设定为后侧。
该阀板组件14包含一主板14a、一排放阀板14b、和一保持板14c。该排放阀板14b位于该主板14a的后表面上，保持板14c位于该排放阀板14b的后表面上。排放阀板14b和保持板14c彼此叠置。阀板组件14在主板14a的前表面上于与缸体12相连。
在前壳件11和气缸体12之间确定和形成有一曲轴腔15，一根16延伸穿过该曲轴腔15，并且可旋转地支撑在前壳件11和气缸体12之间。轴16的一前端部通过一第一径向轴承17支撑在前壳件11上。作为一容纳孔的一个中心孔18贯穿性地提供在气缸体12的基本中心位置。轴16的后端部由包含在该中心孔18中的一个第二径向轴承19来支撑。在轴16的前端部提供有一个轴密封20。
在气缸体12中环绕轴16而同心地形成有多个气缸孔12a(图中仅示出了两个)，所述气缸孔是等角度地间隔开的。在每一个气缸孔12a中容纳有一单头活塞21，以使其能够在气缸孔中往复运动。每一个气缸孔12a的前端和后端分别由相应的活塞21和阀板组件14来封闭，从而在该气缸孔12a中确定了一个压缩腔22，其容积相应于活塞21的往复运动而改变。
一连接板23固定于轴16上，以使得该连接板23与轴16在曲轴腔15中一体旋转。连接板23通过一推力轴承24跨靠在前壳件11的内壁表面11b上。该内壁表面11b承受在压缩操作时由作用在活塞21上的一反作用力产生的而施加到轴16上的一个载荷，并且抑制轴16向前端滑动。
一个旋转斜盘25由轴16支撑在该曲轴腔15中，所述轴16延伸穿过形成于旋转斜盘25上的一个孔。此外，旋转斜盘25通过一铰链机构26和连接板23相连接。这样，旋转斜盘25与和轴16一体地旋转的连接板23一起旋转。此外，旋转斜盘25可沿着轴16的轴线方向滑动性地移动，在旋转斜盘25滑动时，它可相对于轴16倾斜。
活塞21通过滑靴27与旋转斜盘25的圆周边缘相配合。因此，由轴16的旋转产生的旋转斜盘25的旋转运动，通过滑靴27转换成活塞21的往复运动。
一止动件28设置在轴16上的旋转斜盘25和气缸体12之间的位置处。该止动件28是由安装在轴16的外圆周表面上的一环形件构成的。旋转斜盘25的一最小倾斜角度是由其跨靠止动件28时确定的，而旋转斜盘25的最大倾斜角度是由其跨靠连接板23时确定的。
如图1所示，一吸入腔29和一排放腔30确定在后壳件13中，排放口33和用于打开和关闭排放口33的排放阀瓣34形成在阀板组件14中。每一个排放口33和相应的排放阀瓣34与一个气缸孔12a相对应，每一个气缸孔12a通过相应的排放口33和排放腔30相联通。吸入腔29和排放腔30通过一外部的制冷循环(未示出)相连接。
气缸体12和后壳件13上布置有一供给通道35，该供给通道35使得曲轴腔15和排放腔30彼此相联通。一控制阀36沿着供给通道35设置，该控制阀36包含一常用的螺线管电磁阀，以使供给通道35通过对螺线管供能而关闭，以及使供给通道35通过不对螺线管供能而打开。
该阀打开的次数是可以按照对于螺线管的激励电流的大小来调节的，该控制阀36还可以起到节流阀的作用。
一旋转阀37形成在轴16的一后端部，轴16和旋转阀37一体地形成。因此，当轴16旋转时，旋转阀37和轴16一体地旋转。一泄放通道38形成在轴16和旋转阀37的内部。该泄放通道38的后端部(即基本上是旋转阀37的中心部)是锥形的，这样，其直径在向后的方向上增大，以确定一油分离器39。该油分离器39分离混合在制冷气体中的油。油分离器39从前端向后端向外扩大，即从曲轴腔15朝着吸入腔29的方向沿制冷气体流动的上游侧向下游侧扩大。因此，在从制冷气体流动的上游侧向下游侧的方向上，油分离器39的截面积是逐渐增大的。油分离器39的内径在其后端时形成最大尺寸。一种以雾状形式存在的油通常加入到该制冷气体中以用于润滑压缩机组件。
泄放通道38具有形成在第一径向轴承17后面的一入口38a。油分离器39的后端在泄放通道38中与和分离器39的最大直径具有相同直径的一个连接腔41b相联通。该连接腔41b和吸入腔29彼此相联通，以使制冷气体可以在其中流过。这样，泄放通道38用作为使曲轴腔15和吸入腔29彼此相联通的一个泄流通道。
如图1所示，与泄放通道38相联通的一吸入口41a形成于与轴16一体的旋转阀37中。气缸孔12a的吸入通路42按照轴16和旋转阀37在图2中的箭头方向的旋转而相继与吸入口41a相联通。一吸入通道41由吸入口41a和连接腔41b构成。
吸入通道41从油分离器39的后端部(下游)向后延伸，每一个吸入通路42形成于气缸体12的内部，并且其一端与一个气缸孔12a相联通，而其另一端设置在与吸入口41a相应的位置。当旋转阀37旋转时，气缸孔12a的吸入通路42在吸入行程中与吸入通道41相联通，而气缸孔12a的吸入通路42在压缩和排放行程中不与吸入通道41相联通。此时，在旋转阀37和气缸体12之间的滑动表面(密封区域)是完全密封的。
下面将对按上述内容构造的压缩机的操作过程进行描述。
当轴16旋转时，旋转斜盘25通过连接板23和铰链机构26而与轴16一体地旋转。旋转斜盘25的旋转运动通过滑靴27转换成每一个活塞21的往复运动。通过这样一系列的连续操作，在就每一个压缩腔中连续重复进行制冷剂的吸入、压缩和排放。由吸入压力(第一压力)控制从一外部制冷剂循环供给到吸入腔29中的制冷剂被吸入到每一个压缩腔22中，并经受由相应的活塞21的运动而产生的压缩作用。然后，被压缩的制冷剂通过相应的排放口33而排放到排放腔30中，其中控制排放腔30的排放压力(第二压力)高于第一压力。被排放到排放腔30中的制冷剂通过排放通道而被供给到外部制冷剂循环中。
控制阀36打开的次数或供给通道35打开的次数是按照施加到外部制冷剂循环中的载荷来调节的，即由一控制器(未示出)来控制的所需制冷性能。这样，在排放腔30和曲轴腔15之间的联通状态得到了改变。
当在外部制冷剂循环上的载荷较大时，供给通道35打开的次数将减少，而从排放腔30供给到曲轴腔15中的制冷气体流将减少。当供给到曲轴腔15中的制冷气体流速减少时，由于该制冷气体通过泄放通道38和类似部件而释放到吸入腔29中，因此曲轴腔15中的压力逐渐地降低。其结果是，在曲轴腔15内部的压力和通过活塞21在气缸孔12a内部的压力之间的压力差变小，从而使旋转斜盘25相对于轴16的倾斜角度增加。因此，活塞21的冲程次数有所增加，同时其位移量也有所增加。
另一方面，当在外部制冷剂循环上的载荷变小时，控制阀36打开的次数将增加。因此，从排放腔30供给到曲轴腔15中的制冷气体的流速将增加。当供给到曲轴腔15中的制冷气体的流速超过通过泄放通道38释放到吸入腔29中的制冷气体的流速时，在曲轴腔15中的压力逐渐上升。其结果是，在曲轴腔15中的压力和通过活塞21在气缸孔12a中的压力之间的压力差变大，从而使旋转斜盘25相对于轴16的倾斜角度减小。因此，活塞21的冲程次数有所下降，同时其排放能力也有所下降。
在制冷气体通过该泄放通道38流入到吸入腔29中时，在油分离器39的内圆周表面附近的气体流随着油分离器39的旋转而进行涡旋流动。通过涡旋流动，混合在制冷气体中的油从制冷气体中离心地分离出来。该离心地分离出来的油附着在油分离器39的内圆周表面上，然后沿着油分离器39的内圆周表面向后移动。随后，所述的油通过油分离器39的旋转运动而产生的离心力而从油分离器39排放到吸入通道41中。该离心地分离出来的油沿图3中箭头的方向移动。
供给到吸入通道41中的油而后供给到旋转阀37和气缸体12之间的间隙中。吸入通道41根据轴16和旋转阀37的旋转而相继与吸入通路42相联通，从而使得该油供给到每一个活塞21和相应的气缸孔12a之间的间隙中。就是说，吸入口41a在实施例中用作给每一个活塞21和相应的气缸孔12a之间的间隙供油的一油供给通道43。
在油分离器39中分离的油来自于制冷气体的一部分，该部分制冷气体通过连接腔41b流入到吸入腔29中。被引入吸入腔29(在该部分气体中油的含量较小)中的制冷气体通过压缩腔22和排放腔30排放到外部制冷剂循环中。
如上所述，混合在制冷气体中的油通过使用布置在旋转阀37和轴16的整体结构内部的油分离器39而被分离出来。分离出来的油被供给到旋转阀37和气缸体12之间的间隙中，从而减小旋转阀37和气缸体12之间的摩擦。此外，由于聚集在旋转阀37的外圆周表面和气缸体12的内圆周表面之间的油遮蔽着该气体，从而防止了该气体通过间隙泄漏出去。这样就有效地防止了气体泄漏出压缩腔22，从而提高了压缩机的压缩效率。
吸入通道41和每一个吸入通路42都是通过旋转阀37的旋转而彼此相联通的。并且由油分离器39分离出来的油通过吸入通道41和相应的吸入通路42而供给到每一个活塞21和相应的气缸孔12a之间的间隙中。这样就防止了气体从间隙中的泄漏。
此外，一油分离机构由形成于轴16内部的泄放通道38的一部分而构成。这防止了由于增加该油分离机构而造成的压缩机体积过大。
油分离器39的内圆周表面是倾斜的，与流过油分离器39内部的制冷气体流的上游相比，其下游的内径变大。这有利于油附着在油分离器39的内圆周表面上以使其在轴16旋转时的离心力作用下从油分离器39中排放到外部。
对于本领域的技术人员来说，可以看出：在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以以多种具体的形式来实施本发明。特别是，应认识到：本发明可以以下面的形式来实施。
该油分离器可以不以其内圆周表面是倾斜的、使得在下游侧与其上游侧相比其内部直径是增大的形式来形成。例如，如图4所示，油分离器39可以以其附着有油的内部直径从上游侧到下游侧是不变的形式来形成。
吸入通道不是必须布置在相对于轴上的该油分离器的后侧。例如，如图5所示，吸入通道41可以布置在相对于轴16来说与油分离器相同的位置上，或在油分离器39的上游侧位置上。利用这样一种结构也可将通过离心分离出来的油供给到吸入通道41中。
用于供给油的油供给通道可以和吸入通道分开布置。例如，如图6所示，在吸入通道41的旁边，用于供给所分离出来油的一个独立的油供给通道43可以布置在气缸体12和旋转阀37中。按照这种结构，可将离心地分离出来的油从油供给通道43供给到旋转阀37和气缸体12之间，以及每一个活塞21和相应的气缸孔12a之间。
在图6中，油供给通道43连接于沿着吸入通路42中的一点上，但是油供给通道43可以直接与气缸孔12a相连。
在图示实施例中，吸入腔29是布置在后壳件13中的，但是吸入腔29可以被省略掉，而制冷剂可以直接流入到连接腔41b中。
在该实施例中，虽然泄放通道38是形成在轴16中的，但是，泄放通道38也可以是形成于所述轴的外圆周表面上的一个槽。
油分离器不必具有一锥形的侧向剖面形状。
旋转阀不限于与轴整体形成，旋转阀可以是安装在轴内的一独立组件。
按照本发明的油分离器可以在一可变排量的摆动斜盘式压缩机中来实施。
因此，这些例子和实施例应被认为是示意性的，而不是限制性的，并且本发明并不仅限于这里所给出的细节，而可以在附加权利要求的范围和等价范围内进行修改。

Claims (8)

1.一种旋转斜盘式压缩机，它具有：在一壳体(13)中确定的一曲轴腔(15)；安装于在曲轴腔(15)中延伸的一轴(16)上以与轴一体旋转的一个旋转斜盘(25)；分别与旋转斜盘(25)相配合而用于容纳多个活塞(21)的多个气缸孔(12a)，每一个活塞(21)在相应的气缸孔(12a)中确定一个压缩腔(22)，其中旋转斜盘(25)的旋转使得活塞(21)在相应的气缸孔(12a)内直线地往复移动，以压缩从由吸入压力控制的第一区域(29)导入压缩腔(22)的制冷气体，并且将被压缩的制冷气体排放到由排出压力控制的一个第二区域(30)，其中，制冷气体包含当制冷气体从压缩机中流过时用于润滑压缩机内部的润滑油，在轴(16)中形成有一个泄放通道(38)，以及可旋转地设置在壳体(13)部分中的一旋转阀(37)，其中该旋转阀具有和轴(16)一体旋转的一吸入通道(41)，以使得气缸孔(12a)和第一区域(29)按照该旋转运动而彼此相联通，其特征在于，
在泄放通道(38)中设置有一个油分离器(39)，其中，该油分离器(39)形成泄放通道(38)的一部分且具有一适当的形状，该形状适于使包含在由该轴(16)的旋转而从其中通过的制冷气体中的油产生离心；并且
设置有至少一个供给通道(43)以将离心出的油料供给到旋转阀(37)和壳体部分之间。
2.如权利要求1所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，延伸过油分离器(39)的泄放通道(38)从制冷流体在泄放通道(38)中流动的上游侧向其下游侧是扩大的。
3.如权利要求1所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，穿过油分离器(39)的泄放通道(38)的截面面积从前端向后端逐渐变大。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，每一个气缸孔(12a)还包含能和吸入通道(41)相联通的一个吸入通路(42)，并且通过与吸入通路(42)相连通的供给通道(43)而将离心地分离出来的油供给到活塞(21)和相应的气缸孔(12a)之间。
5.如权利要求4所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，油分离器(39)的内径在远离轴(16)的轴线的方向中扩大。
6.如权利要求1所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，相对于流过泄放通道(38)的制冷气体来说，所述的至少一个供给通道(43)布置在油分离器(39)的下游侧。
7.如权利要求1所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，泄放通道(38)形成为用于将曲轴腔(15)的压力释放到第一区域(29)中的一个通道。
8.如权利要求1所述的旋转斜盘(25)式压缩机，其特征在于，吸入通道(41)包括与吸入通路(42)相对准的一个吸入口(41a)且进行连通，以及与第一区域(29)相邻的一连接腔(41b)，该吸入口(41a)也用作为供给通道(43)。
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