CN1603625A - 旋转式压缩机、汽车空调及使用该压缩机的热泵型热水器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种可将向外界排放的润滑油量降低的一种旋转式压缩机,本发明所提供的垂直旋转式压缩机由布置在气密封容器中的电动元件和由该电动元件驱动的旋转式压缩机构部分构造成,其中:在气密封容器中布置有润滑油分离机构,该分离机构用于将由旋转式压缩机构部分压缩和排放的制冷剂中的润滑油离心分离出来,该分离机构布置在气密封容器和处于气密封容器内的旋转式压缩机构部分之间的空间。

Description

旋转式压缩机、汽车空调 及使用该压缩机的热泵型热水器
技术领域
本发明涉及一种旋转式压缩机,该旋转式压缩机是通过将驱动元件和由该驱动元件驱动的旋转式压缩机构容装在气密封容器中而构造成的。本发明还涉及一种汽车空调器及使用该旋转式压缩机的一种热泵型热水器。
背景技术
在此以前,这种类型的旋转式压缩机为包括第一和第二旋转压缩元件的内部中间压力型多级(两级)压缩系统旋转式压缩机,这种压缩机由布置在气密封容器中的驱动元件及由该驱动元件驱动的旋转式压缩机构部分构造成。
此外,通过滚子和叶片的运行来压缩制冷剂气体并经由第一旋转压缩元件的吸入口将制冷剂气体抽入处于低压腔侧上的气缸中,从而得到中间压力。上述制冷剂气体经由排出口和排出消音室而从高压腔的一侧排到气密封容器中。另外,在第二压缩级中,密封容器中具有中间压力的制冷剂气体通过上述滚子和叶片的运行的压缩作用,从第二旋转压缩元件的吸入口而被抽入处于低压腔侧的气缸中,这样就形成了高温/高压制冷剂气体,这种高温/高压制冷剂气体通过排出口和排出消音室而从高压腔侧排到压缩机的外部。
此外,气密封容器的底部构造成润滑油池,润滑油在装接于回转轴一端(较低端)上的油泵(润滑油供应装置)的作用下从油池向上泵压,这样,润滑油就被供应至旋转式压缩机构部的滑动部分且对该部分进行润滑和密封(例如,参见日本专利No.2507047及待审查的日本专利申请No.2-294587,2000-105004,2000-105005,2003-74997,10-141270)。
然而,在上述内容中,由第一旋转压缩元件压缩的制冷剂气体中混合的润滑油被排到气密封容器中,且在气密封容器内空间的运动过程中在一定程度上与制冷剂气体相分离。从而,由第二旋转压缩元件压缩的制冷剂气体中所混合的润滑油就这样与制冷剂气体一起被排放到压缩机的外侧。
因此,这样就产生了一个问题,即油池中的润滑油使用时间短且其滑动和密封性能降低。此外还存在这样一种可能性,即将润滑油排放到压缩机的外侧会在制冷过程中的制冷循环内产生麻烦或对制冷循环产生负面影响。
另外,在气密封容器的泵压外侧连接有一个润滑油分离器以将润滑油从排放的制冷剂气体中分离出来,从而以这种方式使润滑油再回流至压缩机中,但这样也产生了使安装空间增大的问题。
发明内容
根据本发明,提供一种垂直的旋转式压缩机,该旋转式压缩机是通过将驱动元件和由该驱动元件驱动的旋转式压缩机构部分容装在气密封容器中而构造成的。上述压缩机包括:布置在气密封容器中的润滑油分离装置,该分离装置用于将由旋转式压缩机构部分压缩和排放的制冷剂中的润滑油离心式地分离出来。
此外,根据本发明,在上述发明内容中,润滑油分离装置布置在处于气密封容器和旋转式压缩机构部分之间的空间内且处于旋转式压缩机构部分的附近区域中。
另外,本发明还提供了一种旋转式压缩机,该压缩机是由布置在气密封容器中的驱动元件及由该驱动元件驱动的旋转压缩元件构造成的。上述压缩机包括:构造成上述旋转压缩元件的气缸;支撑件,该支撑件阻塞气缸的开口表面;在支撑件中形成的排出消音室,该排出消音室与气缸的内部相连通;装接在支撑件上的盖子以阻塞排出消音室的处于与气缸相反侧上的开口,其中,在盖子中形成有排出通道,以将从气缸排到排出消音室的制冷剂排到气密封容器的外部。
此外,在本发明的旋转式压缩机中,在盖子中形成有盖侧消音空间,该消音空间与上述排出消音室相连通。
此外,在本发明的旋转式压缩机中,排出通道在排出通道与盖侧消音空间相隔断的状态下与排出消音室相连。
此外,根据本发明所提供的一种旋转式压缩机包括:按这种的方式由第一级压缩元件和第二级压缩元件构造成的旋转式压缩机构部分,即,从第一级压缩元件排放的气体被抽入第二级压缩元件中;电动马达,该电动马达驱动旋转式压缩机构部分;气密封容器,电动马达和旋转式压缩机构部分即容装在该气密封容器中,气密封容器中充注有从第一级压缩元件排出的气体制冷剂;在气密封容器的底部形成的润滑油池部;润滑油供应通道,该供应通道的一端开口于空间部分中,该空间部分是在电动马达的转动轴的外周形成的润滑油通道,供应通道的另一端开口于内气缸空间部分中,该内气缸空间部分形成于处于第二压缩级压缩元件的气缸壁内位于压缩阶段端点和吸入阶段起始点之间。
此外,本发明提供的一种旋转式压缩机包括:按这种的方式由低压缩级侧压缩元件和高压缩级侧压缩元件构造成的旋转式压缩机构部分,即,从低压缩级侧压缩元件排放的气体被抽入高压缩级侧压缩元件中;电动马达,该电动马达驱动旋转式压缩机构部分;气密封容器,电动马达和旋转式压缩机构部分即容装在该气密封容器中,气密封容器中充注有从低压缩级侧压缩元件排出的气体制冷剂;容装在壳体中的压力控制阀,上述壳体构造成旋转式压缩机构,其中,该压力控制阀如此构造成,以便当低压缩级侧压缩元件的排出压力降低至预定值或更低时,将气密封容器中的气体制冷剂引入到高压缩级侧压缩元件的气缸中,当低压缩级侧压缩元件的排出压力超过预定值且增大时,中断气密封容器中的气体制冷剂向所述气缸的引入。
此外,压力控制阀包括:活塞与气缸,活塞可滑动性地安装在气缸内。另外,当低压缩级侧压缩元件的排出压力降低至上述预定值或更低时,低压侧压力、弹簧的弹力的合力以及气密封容器中气体制冷剂的压力以面对的方式施加在活塞上,活塞在上述合力的作用下在气缸内沿一个方向运动,从而将气密封容器中的气体制冷剂引入高压缩级侧压缩元件的气缸内。当低压缩级侧压缩元件的排出压力超过上述预定值且增大时,活塞在气密封容器中的气体制冷剂的压力作用下克服上述合力作用而沿另一个方向运动,从而中断气密封容器中的气体制冷剂向上述气缸的引入。
此外,本发明所提供的汽车空调器包括:上述旋转式压缩机,其中在该压缩机中将二氧化碳用作制冷剂。
另外,本发明还提供了一种热泵型热水器,该热水器包括上述旋转式压缩机,其中,该压缩机中将二氧化碳用作制冷剂。
附图说明
图1所示为根据本发明一个实施例的垂直旋转式压缩机的垂直剖视图;
图2显示了制冷剂气体在图1所示旋转式压缩机的润滑油分离机构中的流动情况;
图3所示为本发明另一个旋转式压缩机的实施例,图中未示了包括有第一和第二旋转压缩元件的内部中间压力型多级(两级)压缩系统旋转式压缩机的垂直侧视图;
图4所示为构造成图3的旋转式压缩机所用的上支撑件的平面视图;
图5所示为根据本发明另一个实施例的旋转式压缩机的垂直侧视图;
图6所示为根据本发明再一个实施例的旋转式压缩机的垂直侧视图;
图7所示为构造成本发明再一个实施例的旋转式压缩机所用的上支撑件的平面视图;
图8所示为根据本发明另一个实施例的两级压缩系统旋转式压缩机的垂直剖视图;
图9所示为图8中两级压缩系统旋转式压缩机的下支撑件的下表面视图;
图10所示为图8中两级压缩系统旋转式压缩机的上支撑件和上盖的上表面视图;
图11所示为图8中两级压缩系统旋转式压缩机的下气缸的下表面视图;
图12所示为图8中两级压缩系统旋转式压缩机的上气缸的上表面视图;
图13显示了图8所示两级压缩系统旋转式压缩机的上气缸内的润滑油供应通道开口周围的放大示意图;
图14所示为根据本发明另一个实施例的两级压缩系统旋转式压缩机的垂直剖视图;
图15所示为图14中两级压缩系统旋转式压缩机的下支撑件的下表面视图;
图16所示为图14中两级压缩系统旋转式压缩机的上支撑件和上盖的上表面视图;
图17所示为图14中两级压缩系统旋转式压缩机的下气缸的下表面视图;
图18所示为图14中两级压缩系统旋转式压缩机的上气缸的上表面视图;
图19显示了图14所示两级压缩系统旋转式压缩机中的压力控制阀的结构示意图,图中未示了中间压力低于预定值的状态;
图20显示了图14所示两级压缩系统旋转式压缩机中的压力控制阀的结构示意图,图中未示了中间压力超过预定值的状态;
图21显示了由图14所示两级压缩系统旋转式压缩机的压力控制阀所控制的中间压力的解释图;
图22所示为一个总体特征视图,图中未示了在图14所示两级压缩系统旋转式压缩机被使用到热泵型热水器的状态下,外部空气温度与高/低/中间压力之间的关系。
具体实施方式
图1显示了本发明一个实施例的垂直旋转式压缩机,图中示出了内部中间压力型多级(两级)压力系统旋转式压缩机10的垂直剖视图,上述多级压缩系统包括第一和第二旋转压缩元件32、34。
在图1中,参考符号10指示的是内部中间压力型多级压缩系统的垂直旋转式压缩机。旋转式压缩机10包括:由钢板制作的垂直筒形气密封容器12;电动元件14,该电动元件14是布置/容装在气密封容器12的内部空间之上的驱动元件;布置在电动元件14之下的旋转式压缩机构部分18,该旋转式压缩机构部分18包括由电动元件14的转动轴16驱动的第一旋转压缩元件32(第一压缩级)和第二旋转压缩元件34(第二压缩级)。
气密封容器12的下部构造成为油池13,气密封容器由容器主体12A和基本为碗形的端盖(盖体)12B构造成,电动元件14和旋转式压缩机构部分18容装在容器主体12A中,端盖12B阻塞住容器主体12A的上开口。此外,在端盖12B的上表面中心处形成有一个圆形安装孔12D,用于向电动元件14供应电力的接线端20(省略了导线)安装在该安装孔12D上。
电动元件14包括定子22和转子24,定子22沿着气密封容器12的上部空间的内周表面以环形的形式装接。转子24以微小的间隙插在/布置在定子22的内部。转子24固定在转动轴16上,转动轴16穿过容器12的中心且在垂直方向延伸。
定子22包括叠置部件26,其中,圆环形电磁钢板相互叠置在一起,定子22还包括定子线圈28,线圈28通过直接缠绕(对中缠绕)系统而缠绕在叠置部件26的齿部上。另外,转子24也是由电磁钢板制作的叠置部件30以与定子22相同的方式制成的,永久磁铁MG插在/布置在叠置部件30内。
旋转式压缩机构部分18包括:构造成第一、第二旋转压缩元件32、34所用的上下气缸38、40;分别安装在上下偏心部42、44内的上下滚子46、48,以偏心转动,上述上下偏心部42、44布置在上下气缸38、40内;布置在上下气缸38、40之间和滚子46、48之间的中间分隔盘36将第一和第二旋转压缩元件32、34相互分隔开;跨置在滚子46、48上的叶片50、52用以将上下气缸38、40的内部分为低压腔侧和高压腔侧;上支撑件54和下支撑件56,它们作为支撑件用以阻塞上气缸38的上开口表面和下气缸40的下开口表面且作为转动轴16的轴承。
上支撑件54和下支撑件56布置有:吸入通道60(图中未示上吸入通道),该吸入通道60通过吸入口(未示)而分别与上下气缸38、40的内部相连通;部分凹陷为穴状的排出消音室62、64,排出消音室的穴形部分由上盖66和下盖68堵住。
在这种情况下,下盖68的圆周部分由主螺栓129从下面固定在下支撑件56上。主螺栓129的顶端与上支撑件54相配合。
应注意到:第一旋转压缩元件32的排出消音室64通过连通路径与气密封容器12的内部相连通。这种连通路径由孔构造成(图中未示),该孔延伸过下支撑件56、上支撑件54、上盖66、上下气缸38、40以及中间分隔盘36。在这种情况下,中间排出管121垂直布置在该连通路径的上端,具有中间压力的制冷剂通过该中间排出管121而被排到气密封容器12中。
此外,电动元件14以预定的间隔布置在气密封容器12中的上盖66之上。上盖66的圆周部分由主螺栓78从上面固定在上支撑件54上。主螺栓78的顶端与下支撑件56相配合。
另一方面,处于垂直方向中的油孔80及处于横向中且与油孔80相连通的润滑油供应孔82、84(也形成于上下偏心部分42、44中)形成于转动轴16的轴向中心内,润滑油即从上述孔内而被供应至旋转式压缩机构部分18的滑动部分。
另外,在这种情况下,现有的油料如矿物油、聚烯乙二醇(PAG)、烷基苯油、醚类油料和酯类油料均可被用作润滑油。
在气密封容器12的容器主体12A的侧表面上,套件141、142、143、144均焊接/固定在与上支撑件54、下支撑件56的吸入通道60(图中未示上吸入通道)及上盖66的上侧(该位置与电动元件14的下端基本相对应)相应的位置上。套件141与套件142垂直相邻,套件143以约90度的角度布置在与套件144相偏离的位置处。
此外,将制冷剂气体引入上气缸38所用的制冷剂引入管道92的一端插入套件141中或称为与套件141相连,制冷剂引入管道92的一端与上气缸38的吸入通道(未示)相连通。该制冷剂引入管道92穿过气密封容器12的上部而到达套件144,制冷剂引入管道92的另一端插入套件144中(或称为与套件144相连)而与气密封容器12的内部相连通。
将制冷剂气体引入下气缸40所用的制冷剂引入管道94的一端插入套件142中或称为与套件142相连,制冷剂引入管道94的一端与下气缸40的吸入通道60相连通。制冷剂排出管96被插入套件143中(或称为与套件143相连),制冷剂排出管96的一端与润滑油分离机构100相连,在下文中将对该润滑油分离装置100进行描述。
将由第二旋转压缩元件34压缩且排放的制冷剂中的润滑油分离出来所用的润滑油分离机构100布置在形成于旋转式压缩机构部分18和气密封容器12的内周表面之间的间隙(空间)中,气密封容器12的上述内周表面处于旋转式压缩机构部分18的附近区域中。
此处,将参考图2而对润滑油分离机构100进行描述。也就是说,润滑油分离机构100包括:主体101;空间部分102,该空间部分102在主体101中形成为垂直的长筒形且其上表面开口;连通管104,该连通管104阻塞空间部分102的上表面中的开口;通孔106,该通孔106通过在上支撑件54中形成的连通路径63而将第二旋转压缩元件34的排出消音室62与润滑油分离机构100的空间部分102相连;以及在空间部分102的下侧形成的细孔108。
所形成的连通管104的尺寸基本等于空间部分102的内径,连通管104通过空间部分102的上表面中的一个开口而插入/连接。连通管104的顶端部104A(下端)形成为预定的长度且该部分的管壁厚度小于其他部分的管壁厚度,顶端部104A在空间部分102中向下开口。在空间部分102和连通管104的顶部104A之间形成有间隙。通孔106形成于与连通管104的顶端部104A的上端基本相对应的位置处,这样,来自于排出消音室62的制冷剂就从通孔106经由连通路径63而朝着连通管104的顶端部104A的外壁面排放。应注意到:制冷剂排出管96被插入/被连接在连通管104的上部形成的另一个开口内。
此外,空间部分102的下端形成为朝着精制孔108逐渐变细的锥形,精制孔108的下端朝着在气密封容器12的底部形成的油池13开口。
另外,润滑油分离机构100通过螺栓(图中未示)而从气密封容器12朝着转动轴16旋拧/固定,从而被固定到上支撑件54的外表面。
下面将对上述构造的运行状况进行描述。当通过接线端20和导线(未示)来激励电动元件14的定子线圈28时,电动元件14启动而使转子24转动。通过上述的转动作用,安装在上下偏心部分42、44中的上下滚子46、48即在上述上下气缸38、40中进行偏心转动,上下偏心部分42、44与转动轴16整体性地布置。
因此,由滚子48和叶片52运行压缩所产生的低压制冷剂气体就通过制冷剂引入管道94及在下支撑件56中形成的吸入通道60而从吸入口(未示)被吸入处于低压腔一侧上的下气缸40中,从而得到中间压力。上述气体经过处于高压腔一侧上的下气缸40的排出口(未示)及始于在下支撑件56中形成的排出消音室64的连通路径(未示)而从中间排出管121排放到气密封容器12中。这样,气密封容器12的内部就得到上述中间压力。
此外,气密封容器12中具有中间压力的制冷剂气体从套件144中流出,且经过制冷剂引入管道92及在上支撑件54中形成的吸入通道58而从吸入口(未示)被吸入处于低压腔一侧的上气缸38中。具有中间压力的被吸入制冷剂气体通过滚子46和叶片50的运行而在第二压缩级中受压缩,从而形成一个高温/高压制冷剂气体。上述气体从高压腔侧穿过排出口(未示)而被排放到在上支撑件54中所形成的排出消音室62中。从排出消音室62中排放的制冷剂经由连通路径63而从润滑油分离机构100的通孔106排放到空间部分102中。此时,按照图2中的箭头所示的方向,制冷剂气体和制冷剂气体中混合的润滑油从通孔106朝着空间部分102中的连通管104的顶部分104A的外壁面排放。排放的制冷剂气体和润滑油在顶部分104A的外壁面和空间部分102的内周表面之间形成的间隙中以螺旋的形式回旋,且在排放时在动力的作用下而于空间部分102中向下流动。
在该操作过程中,制冷剂气体中混合的润滑油从制冷剂气体中离心分离出来且附着在空间部分102的外表面等上。润滑油沿着上述外表面流动而到达空间部分102之下形成的精制孔108,并回流至气密封容器12下部的油池内。
当由第二旋转压缩元件34压缩的制冷剂气体中混合的润滑油在润滑油分离机构100的作用下离心分离时,则可将制冷剂气体中混合的润滑油有效分离出来。
因此,由于可显著减少压缩机10的润滑油排放量,这样就可预先消除这样一种劣势即润滑油在压缩机10中的使用时间短或对制冷循环的内部产生负面影响。
此外,由于润滑油分离机构100布置在气密封容器12和旋转式压缩机构部分18之间的空间中,这样就可避免压缩机10由于布置润滑油分离机构100而增大体积。
另外,由于润滑油分离机构100布置在旋转式压缩机10的气密封容器12中,这样就可避免包括压缩机10在内的制冷循环部分增大,从而有助于装置尺寸的最小化。
此外,由于润滑油分离机构100安装在上支撑件54的外表面上,其中,在该上支撑件54中形成有第二旋转压缩元件34的排出消音室62,因此,这样就可使由第二旋转压缩元件34压缩且排到排出消音室62的制冷剂进入润滑油分离机构100所经过的路径最短。旋转式压缩机10的设计变化也可被最小化。因此,这样就可最大限度地抑制成本的增加。
应注意到:在本实施例中,根据包括有第一和第二旋转压缩元件32、34的两级压缩系统的垂直旋转式压缩机已对垂直旋转式压缩机进行了描述。但是,本发明并不仅限于该实施例。本发明甚至可有效应用于:包括有权利要求1上述单个气缸的垂直旋转式压缩机;内部高压型旋转式压缩机;或包括三级、四级或更多级旋转压缩元件的一种多级压缩系统旋转式压缩机。权利要求3上述的发明内容可应用于包括两级或多级旋转压缩元件的内部中间压力垂直旋转式压缩机。
此外,在本实施例中,由润滑油分离机构100分离出的润滑油回流至气密封容器12中的油池中,但本发明并不仅限于该实施例,润滑油可回流至旋转式压缩机构部分18的滑动部分中。
就如在上述内容中详述的那样,根据本发明,将由旋转式压缩机构部分压缩和排放的制冷剂中的润滑油离心分离出来所用的润滑油分离装置布置在气密封容器中。这样就可避免旋转式压缩机增大且可显著降低被排放至旋转式压缩机外部的润滑油的量。
因此,可避免包括旋转式压缩机在内的制冷循环部分的增大,从而有助于装置的最小化。通过布置润滑油分离装置可防止旋转式压缩机的总长度的增大。特别地,由于润滑油分离装置布置在气密封容器中的旋转式压缩机构部分的附近区域中,将由旋转式压缩机构部分所压缩的制冷剂引导入润滑油分离装置中所用的路径可被减少,这样可减小旋转式压缩机的设计变化。
下面将参考图3-7而对本发明的另一个实施例进行详细描述。图3所示为内部中间压力型多级(两级)压缩系统旋转式压缩机210的垂直侧面剖视图,该旋转式压缩机210包括根据本发明旋转式压缩机实施例的第一和第二旋转压缩元件232、234。
在附图中,参考符号210指示的是内部中间压力型多级压缩系统旋转式压缩机,其中将二氧化碳(CO2)用作制冷剂。多级压缩系统旋转式压缩机210包括:由钢板制作的筒形气密封容器212;布置/容装在气密封容器212的内部空间的上侧的驱动元件214;布置在驱动元件214之下的旋转式压缩机构部分218,该旋转式压缩机构部分218包括第一旋转压缩元件232(第一压缩级)和由驱动元件214的转动轴216驱动的第二旋转压缩元件234(第二压缩级)。
气密封容器212的底部构造成为油池,气密封容器由容器主体212A和基本为碗形的端盖(盖体)212B构造成,驱动元件214和旋转式压缩机构部分218容装在容器主体212A中,端盖212B阻塞住容器主体212A的上开口。在端盖212B的上表面中心处形成有圆形安装孔212D,用于向驱动元件214供应电力的接线端220(图中省略了导线)安装在该安装孔212D上。
驱动元件214包括定子222和转子224,定子222沿着气密封容器212的上部空间的内周表面以环形的形式装接。转子224以微小的间隙插在/布置在定子222内。转子224固定在转动轴216上,转动轴216穿过容器212的中心且在垂直方向中延伸。
定子222包括叠置部件226,其中,圆环形电磁钢板相互叠置在一起,定子222还包括定子线圈228,线圈228通过直接缠绕(对中缠绕)系统缠绕在叠置部件226的齿部。另外,转子224也是由电磁钢板制作的叠置部件230以与定子222相同的方式制成的,永久磁铁MG插在/布置在叠置部件230内。
中间分隔盘236保持在第一旋转压缩元件232和第二旋转压缩元件234之间。也就是说,旋转式压缩机构部分218的第一旋转压缩元件232和第二旋转压缩元件234包括:中间分隔盘236;布置在中间分隔盘236上/下的上气缸238和下气缸240;安装在上下偏心部分242、244中的上下滚子246、248以180度的相位差在上下气缸238、240中偏心转动,上述上下偏心部分242、244布置在转动轴216上;上下叶片(图中未示),上述叶片受弹簧(图中未示)和一个反向压力的作用,叶片的顶端跨置在上下滚子246、248上且将上下气缸238、240的内部分为低压腔侧和高压腔侧;上支撑件254和下支撑件256,它们作为支撑件用以阻塞气缸238的上开口表面和气缸40的下开口表面且作为转动轴216的轴承。
上支撑件254和下支撑件256配置有:吸入通道258、260,上述吸入通道通过吸入口(未示)而分别与上下气缸238、240的内部相连通;由部分凹陷为穴状的凹陷部分254A(处于下支撑件256一侧上的该部分未在图中未示出来)形成为排出消音室262、264,排出消音室的穴形部分由上盖266和下盖268堵住,在下文中将对上述凹陷部分进行描述。上支撑件254形成为沿着筒形气密封容器212的内周延伸的形状且被部分切除,这样,在驱动元件214一侧供应的润滑油就作为润滑剂向下流动。处于上支撑件254上/下的气密封容器212的内部相互连通。
此处,为构造成第一和第二旋转压缩元件232、234,上支撑件254、第二旋转压缩元件234、中间分隔盘236、第一旋转压缩元件232和下支撑件256按顺序布置,且通过多个紧固螺栓278而与上盖266和下盖268整体性地固定在一起。也就是说,利用多个紧固螺栓278而从上支撑件254的上盖266的侧面将第一和第二旋转压缩元件232、234的外周固定。紧固螺栓278以预定的间隔固定在转动轴216的四个周向位置处。
应注意到:排出消音室264通过连通路径(图中未示)而与气密封容器212相连通。上述连通路径延伸过上下气缸238、240及中间分隔盘236。中间排出管(图中未示)垂直布置在该连通路径的上端上,由第一旋转压缩元件232压缩的且具有中间压力的制冷剂从该中间排出管而被排到气密封容器212中。
此外,即使在这种情况下,考虑到易燃性、毒害性等性能特征,则将上述二氧化碳(CO2)即有利于生态的自然制冷剂作为制冷剂。且利用现存的油料如矿物油、烷基苯油、醚类油料和酯类油料(PAG)作为润滑油。
在气密封容器212的容器主体212A的侧表面上,套件341、342、343均焊接/固定在与上支撑件254、下支撑件256的吸入通道258、260及上盖266的侧表面相应的位置上。套件(图中未示)被焊接/固定在与上盖266的上侧相应的位置(在这种情况下,该位置与驱动元件214的下端基本相对应)。
此外,将制冷剂气体引入上气缸238所用的制冷剂引入管道292的一端(实际为一个管件)插入套件341中或称为与套件341相连,制冷剂引入管道292的一端与上气缸238的吸入通道260相连通。该制冷剂引入管道292穿过气密封容器212的上部而到达布置在与驱动元件214的下端基本相对应位置处的套件(图中未示),制冷剂引入管道292的另一端插入上述套件中(或称为与上述套件相连)而与气密封容器212的内部相连通。
此外,将制冷剂气体引入下气缸240所用的制冷剂引入管道294的一端(实际为一个管件)插入套件342中或称为与套件342相连,制冷剂引入管道294的一端与下气缸240的吸入通道258相连通。
在上盖266中形成有排出通道266A,该排出通道266A开口于与套件343相对应的位置处且与排出消音室262的内部相连通。该上盖266以这样的厚度构造而成,即与从套件343处插入的制冷剂排出管296相连通的管件C被安装/插入且是可连接的,排出通道266A是通过在上盖266的厚度壁中切制孔而形成的。也就是说,在上盖266中形成的排出通道266A从套件343的一侧朝着转动轴216延伸,然后向下弯折并延伸至排出消音室262。
此外,制冷剂排出管296被插入套件343中(或称为与套件343相连),制冷剂排出管296经由管件C而延伸过在上盖266中形成的排出通道266A以与排出消音室262的内部相连通。也就是说,管件C不象常用的管件那样穿过上支撑件254,而是穿过在上盖266中形成的排出通道266A,且开口于排出消音室262中以使制冷剂排出管296与排出消音室262相连。另外,从上气缸238排入排出消音室262中的制冷剂从排出通道266A流入套件343,然后流过制冷剂排出管296而被排放到气密封容器212的外部。
另一方面,将紧固螺栓278插入多个螺栓孔278A、278B、278C和278D,以预定的间隔相对于转动轴216对中布置且处于上支撑件254外周附近区域中,这些螺栓孔278A、278B、278C和278D按照逆时针方向(参见图4)依序布置。在上支撑件254中形成的凹进部分254A在上支撑件254的外径附近区域中凹进/形成为四叶草形且避开各个螺栓孔278A、278B、278C和278D。凹进部分254A在螺栓孔278C、278D之间凹进/形成,在上述螺栓孔278C、278D之间安装有制冷剂排出管296的常用管件。因此,这样就增大了排出消音室262的容积。应注意到:参考符号270指示的是气缸238的排出口,该排出口由排出阀可开启性地封闭,上述排出阀是由片簧(未示)构造成的。
下面将对上述构造的运行状况进行描述。当通过接线端220和导线(未示)来激励驱动元件214的定子线圈228时,驱动元件214启动而使转子224转动。通过上述的转动作用,安装在上下偏心部分242、244中的上下滚子246、248即在上述上下气缸238、240中进行偏心转动,上下偏心部分242、244与转动轴216整体性地布置。
因此,由滚子248和叶片(未示)运行压缩所产生的低压制冷剂就通过制冷剂引入管道294及在下支撑件256中形成的吸入通道258而从吸入口(图中未示)被吸入处于低压腔一侧的下气缸240中,从而得到中间压力。上述气体经由从高压腔一侧的下气缸240开始的连通路径(图中未示)而从中间排出管排放到气密封容器212中。这样,气密封容器12的内部就实现了上述中间压力。
此外,气密封容器212中具有中间压力的制冷剂气体从套件中流出,且经过制冷剂引入管道292及在上支撑件254中形成的吸入通道(图中未示)而从吸入口被吸入处于低压腔一侧的上气缸238中。被吸入低压腔一侧的气缸238中的中间压力制冷剂气体通过滚子246和叶片的运行而在第二压缩级中受压缩,从而形成高温/高压制冷剂气体。上述气体从高压腔侧穿过排出口而流入上支撑件254中所形成的排出消音室262中。
此外,这样可消除流入排出消音室262的高温/高压排出气体产生的振动。此后,上述气体流经在上盖266中形成的排出通道266A,然后从管件C流过制冷剂排出管296且流入外部的气体冷却器(图中未示)或类似部件。在制冷剂于气体冷却器中辐射热量之后,通过减压器(图中未示)将制冷剂减压且使其流入脱水器(未示)中。
然后,制冷剂蒸发而从制冷剂引入管道294导入第一旋转压缩元件232中。该循环重复进行。
如上述,将从气缸238排放至排出消音室262中的制冷剂排放到气密封容器212的外部所用的排出通道266A形成于上盖266中,上述上盖266封闭在上支撑件254中形成的凹进部分254A的开口,上支撑件254位于与排出消音室262的气缸238相对的一侧上。因此,即使在上支撑件254的螺栓孔278C、278D之间形成凹进部分254A而增大排出消音室262的容积时,排放制冷剂所用的制冷剂排出管296的管件C仍可被插入/连接到上盖266中。因此,即使在不增大气密封容器212的情况下仍可减小由排出气体的振动所产生的噪音。
下面,图5显示了根据本发明另一个实施例的旋转式压缩机210的垂直剖面侧视图。应注意到:在该图中,与图3和图4中相同的部件均以相同的参考符号来指示,因此,此处省略了对该内容的描述。在上面的实施例上述的旋转式压缩机210中,在上盖266中形成有一个与排出消音室262相连通的上盖侧排出消音室272。
在较厚的上盖266中,除套件343的连接部之外的部分均在驱动元件214的一侧受到切制而凹陷形成排出消音室272。此外,排出消音室272与排出消音室262相连。因此,排出消音室262被进一步增大,制冷剂气体即按照图中的虚线箭头所示方向流动。也就是说,由于在上盖266中形成有与排出消音室262相连通的上盖侧排出消音室272,因此,排出消音室262的容积可被进一步增大。这样,即使在不增大气密封容器212的情况下也可降低由排出气体的振动所产生的噪音,并可进一步减小由上述振动产生的噪音。
下面,图6显示了根据本发明再一个实施例的旋转式压缩机210的垂直剖面侧视图。应注意到:在该图中,与图3-5中的部件相同的部件均以同样的参考符号来指示,因此,此处省略了对该内容的描述。在图5所示实施例上述的旋转式压缩机210中,排出通道266A通过分隔盘266B与上盖侧排出消音室272分隔开,且在这种情况下与排出消音室262相连通。
这样,与上盖侧排出消音室272分隔开的排出通道266A与排出消音室262相连通。因此,制冷剂气体按照附图中虚线箭头所示的方向流动。除图5所示的功能之外,可将从气缸238的排出口至排出通道266A的距离拉长。这样可进一步减小由排放的气体产生的振动,从而可显著增大对排出气体进行消音的效果。
下面,图7所示为构造成本发明再一个实施例的旋转式压缩机210所用的上支撑件254的平面视图。应注意到:在该图中,与图3-6中相同的部件均以同样的参考符号来指示,因此,此处省略了对该内容的描述。在上面的实施例上述的旋转式压缩机210中,上支撑件254的外径基本形成为环形,上支撑件254的外周形成为圆形且与筒形气密封容器212的内周完全相接触。
在上支撑件254中形成有凹进部分254A,如上所述,凹进部分254A凹进/形成为四叶草形以避开各个螺栓孔278A、278B、278C和278D。凹进部分254A在螺栓孔278C、278D之间凹进/形成,在上述螺栓孔278C、278D之间安装有制冷剂排出管296的管件。也就是说,上支撑件254的外径形成为与筒形气密封容器212的内周完全相接触的环形。此外,凹进部分254A在上支撑件254的外径附近区域中凹进形成为四叶草形以避开各个螺栓孔278A、278B、278C和278D。因此,由于排出消音室262中的容积可进一步增大,因而可实现与上述效果相似的效果。应注意到,参考符号270指示的是气缸238的一个排出口,该排出口由一个排出阀可开启性地封闭,上述排出阀是由一个片簧(未示)构造成的。在上支撑件254的强度范围内或在排出消音室262的功能范围内于上支撑件254中形成有连通路径(图中未示),该连通路径可使在驱动元件214一侧上供应的作为润滑剂的油料向下流动。
应注意到:在图3-7所示的各个实施例中,本发明被适用到内部中间压力型多级压缩系统的旋转式压缩机210中,但并不仅限于这种压缩机,本发明对包括单个气缸在内的旋转式压缩机也是有效的。
如上详述,根据本发明,即使在支撑件中形成的排出消音室的容积增大的情况下,也可确保安装排放制冷剂所用管道的安装尺寸。因此,这样可有效降低由排出气体的振动产生的噪音。
此外,由于在上述盖子中形成有与排出消音室相连通的盖侧消音空间,这样可进一步增大排出消音室的容积。因此,则可进一步降低由排出气体的振动所产生的噪音。
另外,由于与盖侧消音空间相分隔开的排出通道与排出消音室相连,这样则可加长排出通道与气缸之间的距离。因此则可进一步降低排出气体的振动,从而可显著地增大对排出气体的消音效果。
下面将参考图8-13而对本发明的另一个实施例进行描述。图8显示了根据本发明旋转式压缩机另一个实施例的两级压缩系统旋转式压缩机401。也就是说,图中所示为包括有第二级压缩元件420和第一级压缩元件440的中间压力圆顶型两级压缩系统旋转式压缩机401的垂直剖视图。
如图8所示,根据本实施例的两级压缩系统旋转式压缩机401包括:由钢板制成的筒形气密封容器402;布置在气密封容器402内部空间上侧上的电动马达403;布置在电动马达403下面的旋转式压缩机构部分410;以及润滑油供应机构470,该供油机构470将润滑油供应至旋转式压缩机构部分410的滑动部分等处。
应注意到:在两级压缩系统旋转式压缩机401中,考虑到易燃性、毒害性等性能特征,则将上述二氧化碳(CO2)即有利于生态的自然制冷剂作为制冷剂。且利用现存的油料如矿物油、烷基苯油、醚类油料和酯类油料作为润滑油。
下面将对上述构造进行详细描述。气密封容器402由容器主体402a和基本为碗形的端盖402b构造成,电动马达403的旋转式压缩机构部分410容装在容器主体402a中,端盖402b阻塞住容器主体402a的上开口。容器的底部构造成油池402c。在端盖402b的上表面中心处形成有圆形安装孔402d,用于向电动马达403供应电力的接线端(图中省略了导线)安装在该安装孔402d上。
电动马达403包括定子406和转子407,定子406沿着气密封容器402的上部空间的内周表面以环形的形式装接。转子407以微小的间隙插在/布置在定子406内。
定子406包括叠置部件406a,其中,圆环形电磁钢板相互叠置在一起,定子406还包括定子线圈406b,线圈406b通过直接缠绕(对中缠绕)系统缠绕在叠置部件406a的齿部上。转子407也是由电磁钢板制作的叠置部件407a以与定子406相同的方式制成的,永久磁铁MG插在/布置在叠置部件407a内。此外,转子407固定在一根转动轴404上,转动轴404在垂直方向中延伸过电动马达403的中心。
旋转式压缩机构部分410包括由电动马达403的转动轴404驱动的第二级压缩元件420和第一级压缩元件440。第二级压缩元件420和第一级压缩元件440包括:中间分隔盘460;布置在中间分隔盘460上/下的上下气缸421、441;以180度的相位差布置在转动轴404上且处于上下气缸421、441内的上下偏心部分422、442;安装在上下偏心部分422、442中的上下滚子423、443(参见图11、12)用于偏心转动;上下叶片(参见图11、12)424、444跨置在上下滚子423、443上以将上下气缸421、441的内部分为低压腔侧和高压腔侧;上下支撑件425、445,它们作为支撑件用以阻塞上气缸421的上开口表面和下气缸441的下开口表面且作为转动轴404的轴承。
在上下支撑件425、445中,吸入通道426a、446a分别将吸入口426、446(参见图11、12)与上下气缸421、441的内部相连,在上下支撑件425、445中布置有凹进的排出消音室427、447。应注意到:排出消音室427、447与排出口429、449相连通。这些排出消音室427、447的开口分别由盖子封闭。也就是说,排出消音室427由上盖428封闭,排出消音室447由下盖448封闭。
此外,在上支撑件425的中部垂直形成有一个上部轴承424a,另外,以与上部轴承424a相同的方式形成有一个下部轴承444a以延伸过下支撑件445的中部。另外,转动轴404由上支撑件425的上部轴承424a及下支撑件445的下部轴承444a支撑。
上盖428封闭排出消音室427的上表面开口以将气密封容器402分隔为排出消音室427侧和电动马达403侧。如图10所示,上盖428由基本为环圈形的钢盘构造成,在上盖428中形成有孔以使上支撑件425的上部轴承424a通过。上盖的周向部分由主螺栓467从上面固定在上支撑件425上。主螺栓467的顶端与下支撑件445相配合。应注意到:如图10所示,第二级压缩元件420上用于开启/封闭排出口429的排出阀430在布置于上支撑件425的上部的状态下,上述排出阀被定位在排出消音室427中。
下盖448由环圈形钢盘制成且由主螺栓465在其周向部分中从下部固定在下支撑件445上。应注意到:主螺栓465的顶端与上支撑件425相配合。
如图9所示,第一级压缩元件440上用于开启/封闭排出口449的一个排出阀450在一种状态下布置在下支撑件445的下表面中,在上述状态下,上述排出阀被定位在排出消音室447中。
如图9和图10所示,排出阀430、450由弹性部件如垂直的长金属盘制成。排出阀430、450由处于其一端侧上的螺栓(未示)固定且被旋拧/安装到上支撑件425或下支撑件445上,通过这种方式则使排出阀弹性贴靠在处于其另一端侧的排出口429、449上并封闭该排出口429、449。
此外,排出消音室447通过连通路径(图中未示)而与气密封容器402中的上盖428的电动马达403侧相连,上述连通路径是延伸过上下气缸421、441及中间盘460的孔。另外,中间排出管466垂直布置在连通路径(图中未示)的上端,该中间排出管466以这种方式构造,从而将具有中间压力制冷剂排到气密封容器402中。
如图8所示,第一级压缩元件440的吸入管451连接/安装到下支撑件445的吸入通道446a上。图中虽未示,但第二级压缩元件420的吸入管431的一端连接入上盖428上侧的气密封容器402中。吸入管的另一端与第二级压缩元件420的吸入通道426a相连。第二级压缩元件420的排出管432以这种方式安装,即该排出管432可从第二级压缩元件420的排出消音室427中取出。
下面将对润滑油供应机构470进行描述。通过将管子扭转为螺旋形而形成的浆状件471装接在转动轴404的下部。浆状件471的下端浸入存储在油池402c中的润滑油中且与转动轴404同时进行转动,这样通过离心力的作用而形成泵机构以将油池402c中的润滑油向上泵压。由浆状件471向上泵压的润滑油通过在浆状件471中形成的油槽472、布置在转动轴轴向中心的垂直方向中的润滑油连通路径473及润滑油连通路径474而供应至下部轴承444a、上部轴承424a和空间部分475。上述润滑油连通路径474布置在横向且与布置在与垂直方向中的润滑油连通路径473相连通。上述空间部分475是在中间分隔盘460的中间部分中形成的润滑油供应通道。空间部分475是滚子内的空间,该空间被转动轴404的上下偏心部分422、442和上下支撑件分隔开。上述构造与已知的常用润滑油供应机构的结构相同。此外,本实施例的润滑油供应机构470与常用构造的不同之处在于:该机构的一端在作为润滑油通道的空间部分475中开启,该机构的另一端包括有在上气缸421中开口的润滑油供应通道477。
如图13所示,润滑油供应通道477在上气缸421中的开口477a在空间部分485中开启,该空间部分485形成于上气缸421中的压缩阶段端点481和吸入阶段起始点482之间。
下面将对根据上述所构造的本实施例的两级压缩系统旋转式压缩机401的运行情况进行描述。
通过接线端405和导线(图中未示)对电动马达403的定子线圈406b进行激励。在定子线圈406b受激励时,电动马达403启动,转子407进行转动。通过转子407的转动,第二级压缩元件420和第一级压缩元件440中与转动轴404整体布置的上下偏心部分422、442进行转动,安装在上下偏心部分422、442中的上下滚子423、443在上下气缸421、441中偏心转动。
因此,在第一级压缩元件440中,与外部相连的制冷循环中的制冷剂经过吸入管451、在下支撑件445中形成的吸入通道446a且进一步通过在图11所示下气缸441下表面视图所示的吸入口446而被吸入处于低压腔侧上的下气缸441的压缩腔441a中。被吸入处于低压腔侧上的下气缸441的压缩腔441a中的低压(LP)制冷剂在下滚子443和较低叶片444的运行下受压缩而得到一个中间压力(MP),且通过排出口449而从高压腔上的下气缸441排到在下支撑件445中形成的排出消音室447中。
被排到排出消音室447中且具有中间压力的气体制冷剂通过连通路径(图中未示)而从中间排出管466排到气密封容器402中,这样气密封容器402的内部就得到中间压力。
气密封容器402中具有中间压力的气体制冷剂流经吸入管431而被吸入第二级压缩元件420,并在该第二级中受压缩。也就是说,具有中间压力的气体制冷剂通过在上支撑件425中形成的吸入通道426a而从图12所示上气缸421的上表面视图中未示的吸入口426被吸入处于低压腔侧上的上气缸421的压缩腔421a中。被吸入的具有中间压力的气体制冷剂在上滚子423和上叶片424的运行作用下在第二压缩级中受压缩而形成具有高温和高压(HP)的气体制冷剂,并通过排出口429而从高压腔侧排放出去。在第二级压缩元件420中排放的制冷剂经由排出管432而从形成于上支撑件425的排出消音室427开始流动,并在布置于两级压缩系统旋转式压缩机401外部的制冷循环(图中未示)中循环流动,且被再次吸入第一级压缩元件440侧。
在进行压缩操作时,存储在油池402c中的润滑油在浆状件471的泵压作用下向上泵送。向上泵压的润滑油通过处于垂直方向中的润滑油连通路径473及处于横向中的润滑油连通路径474而被供应至上下支撑部424a、444a及空间部分475的滑动部分等处。
另外,在进行压缩操作时,在上滚子423和上气缸421之间的接触点485经过开口477a之后,润滑油供应通道477的开口477a以与在上述接触点485和压缩阶段端点481之间形成的空间部分485相连通。上述空间部分485是在压缩阶段端点481和吸入阶段起始点482之间形成的,因此,该部分是一个负压部。这样,通过在空间部分485中使用负压,润滑油供应通道477就可将存储在作为润滑油通道的空间部分475中的润滑油足量供应到上气缸421中。
应注意到:当影响润滑油通道阻力元件或润滑油供应通道477的开口477a与上述空间部分的连通时间改变时,则可对由润滑油供应通道477输入上气缸421的润滑油供应量进行调节。
例如,当润滑油供应通道477的截面面积减小时或以锐角的形式形成润滑油供应通道477的弯折部分时,润滑油供应通道477的油道阻力增大,这样就可减小进入空间部分485的润滑油供应量。另外,当开口477a象图13所示那样扩展时或润滑油供应通道477的开口477a靠近压缩阶段端点481时,润滑油供应通道477向空间部分485开启的时间加长,这样则可增大输入空间部分485的润滑油供应量。
如上所述,在旋转式压缩机构部分中,当转子转动执行压缩功能时,转子与气缸壁相接触。在这种情况下,当转子与气缸壁之间的接触点移动至压缩阶段端点或吸入阶段起始点时,则形成上述负压空间。
因此,在本发明中,应注意到:这种负压区域是在第二级压缩元件的气缸中形成的,当在电动马达的转动轴外周中形成上述润滑油通道时,润滑油供应通道的一端开口于上述空间部分,而其另一端开口于第二级压缩气缸壁内的在压缩阶段端点和吸入阶段起始点之间形成的空间部分。因此,润滑油可从润滑油供应机构的润滑油通道足量供应至第二级压缩元件的气缸中。当润滑油供应通道的油道阻力及润滑油供应通道在压缩阶段端点和吸入阶段起始点等之间形成的内气缸空间部分中的开启时间改变时,则可对输入第二级压缩元件的气缸的润滑油供应量进行调节。
应注意到:在上面的内容中以根据两级压缩系统旋转式压缩机而对上述实施例进行了描述,但本发明并不仅限于该实施例,本发明也可适用于多级压缩系统旋转式压缩机,其中,旋转式压缩机构部分410包括三个、四个或更多个压缩级。
上面详述的多级压缩系统旋转式压缩机适用于室内空调器、商用空调器(组合式空调器)、车用空调器、热泵型热水器、家用电冰箱、商用电冰箱、商用制冷机、商用制冷器/冷却器、自动分配器等。
下面将参考图14-21而对本发明的另一个实施例进行描述。图14所示为两级压缩系统旋转式压缩机的垂直剖视图,在这种情况下,这种压缩机体现了本发明的旋转式压缩机,即具有高压缩级侧压缩元件和低压缩级侧压缩元件的一种中间压力圆顶型两级压缩系统旋转式压缩机。
如图14所示,根据该实施例的两级压缩系统旋转式压缩机501包括:由钢板制成的筒形气密封容器502;布置在气密封容器502内部空间上侧上的电动马达503;布置在电动马达503下面的旋转式压缩机构部分510;容装在壳体中的压力控制阀570,上述壳体形成上述旋转式压缩机构等部分。
这种气密封容器502包括容器主体502a和基本为碗形的端盖502b构造成,电动马达503的旋转式压缩机构部分510容装在容器主体502a中,端盖502b阻塞住容器主体502a的上开口。容器的底部形成油池。在端盖502b的上表面中心处形成有圆形安装孔502d,用于向电动马达503供应电力的接线端505(省略了导线)安装在该安装孔502d上。
电动马达503包括定子506和转子507,定子506沿着气密封容器502的上部空间的内周表面以环形的形式装接。转子507以微小的间隙插在/布置在定子506的内部。以这种方式构造的电动马达的转数可受控制。
定子506包括叠置部件506a,其中,圆环形电磁钢板相互叠置在一起,定子506还包括定子线圈506b,线圈506b通过直接缠绕(对中缠绕)系统而缠绕在叠置部件506a的齿部上。另外,转子507也是由电磁钢板制作的叠置部件507a以与定子506相同的方式制成的,永久磁铁MG插在/布置在叠置部件507a内。另外,转子507固定在一根转动轴504上,转动轴504在垂直方向中延伸过电动马达503的中心。
旋转式压缩机构部分510包括由电动马达503的转动轴504驱动的高压缩级侧压缩元件520及低压缩级侧压缩元件540。高压缩级侧压缩元件520及低压缩级侧压缩元件540包括:中间分隔盘560;布置在中间分隔盘上/下的上下气缸521、541;以180度的相位差布置在转动轴504上且处于上下气缸521、541内的上下偏心部分522、542;安装在上下偏心部分522、542中的上下滚子523、543(参见图17、18)用于偏心转动;上下叶片(参见图17、18)524、544跨置在上下滚子523、543上以将上下气缸521、541的内部分为低压腔侧和高压腔侧;上下支撑件525、545,它们作为支撑件用以阻塞上气缸521的上开口表面和下气缸541的下开口表面且作为转动轴504的轴承。
应注意到:中间隔离盘560、气缸521、541、上支撑件525和下支撑件545构造成上述本发明旋转式压缩机构部分510的壳体。
在上下支撑件525、545中,吸入通道526a、546a分别将吸入口526、546(参见图17、18)与上下气缸521、541的内部相连,在上下支撑件525、545中布置有凹进的排出消音室527、547。应注意到:排出消音室527、547与排出口529、549相连通。这些排出消音室527、547的开口分别由盖子封闭。也就是说,排出消音室527由上盖528封闭,排出消音室547由下盖548封闭。
此外,在上支撑件525的中部垂直形成有上部轴承524a,另外,以与上部轴承524a相同的方式形成有下部轴承544a以延伸过下支撑件545的中部。另外,转动轴504由上支撑件525的上部轴承524a及下支撑件545的下部轴承544a支撑。
此外,上盖528封闭排出消音室527的上表面开口以将气密封容器502分隔为排出消音室527侧和电动马达503侧。如图16所示,上盖528由基本为环圈形的钢盘构造成,在上盖528中形成有孔以使上支撑件525的上部轴承524a通过。上盖的周向部分由主螺栓567从上面固定在上支撑件525上。主螺栓567的顶端与下支撑件545相配合。应注意到:如图16所示,高压缩级侧压缩元件520上用于开启/封闭排出口529的排出阀530在上述排出阀被定位在排出消音室527中的状态下布置在上支撑件525的上部中。
下盖548由环圈形钢盘制成且由主螺栓565在其周向部分从下部固定在下支撑件545上。应注意到:主螺栓565的顶端与上支撑件525相配合。
如图15所示,低压缩级压缩元件540上用于开启/封闭排出口549的一个排出阀550在上述排出阀被定位在排出消音室547中的状态下布置在下支撑件545的下表面。
排出阀530、550由弹性部件如垂直的长金属盘制成。排出阀530、550由处于其一端侧上的螺栓(未示)固定且被旋拧/装接到上支撑件525或下支撑件545上,通过这种方式则使排出阀弹性贴靠在处于其另一端侧的排出口529、549上并封闭上述排出口。
此外,排出消音室547通过连通路径(图中未示)而与气密封容器502中的上盖528的电动马达503侧相连,上述连通路径是延伸过上下气缸521、541及中间盘560的孔。另外,中间排出管566垂直布置在连通路径(图中未示)的上端,该中间排出管566以这种方式构造,从而将具有中间压力制冷剂排到容器502中。
如图14所示,低压缩级侧压缩元件540的吸入管551连接/装接到下支撑件545的吸入通道546a上。图中虽未示,但高压缩级侧压缩元件520的吸入管531的一端连接入上盖528上侧的气密封容器502中。吸入管的另一端与高压缩级侧压缩元件520的吸入通道526a相连。高压缩级侧压缩元件520的排出管532以这种方式安装,即可将排出管531从高压缩级侧压缩元件520的排出消音室527中取出。
压力控制阀570布置于由中间分隔盘560、气缸521、541、上支撑件525、下支撑件545等构造成的旋转式压缩机构部分5 10的壳体中。该压力控制阀570由一个气缸571、上下两个活塞572、573、活塞杆574、连通路径576、577、578等构造成。
如图14、19、20所示,气缸571从旋转式压缩机构部分510的下气缸541延伸过上支撑件525的上表面,气缸571的上表面开口入气密封容器502中。活塞572、573可滑动性地容装在气缸571中,通过这样的构造,这样则可将由从气缸上表面的一个开口(参见图16)引入气密封容器中的气体制冷剂产生的中间压力施加到上活塞的上表面上。弹簧575布置在下活塞573的下面,这样设置该弹簧则可使其以预定的压力从下面上推活塞573。在连通路径576中,其中布置有弹簧575的气缸57 1的一部分与低压缩级侧压缩元件540的吸入通道546a相连。
借助于这种构造,弹簧575从下面施加的弹力和由低压缩级侧压缩元件540吸入的制冷剂所产生的低压力的合力施加到活塞572、573上,由气密封容器502中的气体制冷剂产生的中间压力则从上面施加。此外,当中间压力降低至一个预定的压力时,以这种方式设置弹力,弹簧575则将活塞572、573推至预定的位置。当中间压力超过预定的压力且增大时,活塞572、573则被向下推至预定的位置。
如图19和图20所示,当活塞573、574移动至预定的上部位置时,连通路径577将气密封容器502与气缸571内的两个活塞573、574之间的一部分相连。当活塞573、574移动至预定的较低位置时,上述连通路径开口在气缸571内上活塞572的上表面位置。
如图19和图20所示,当活塞573、574移动至上述预定的上位置时,连通路径578将高压缩级侧压缩元件520的气缸内压缩腔521a与气缸571内的活塞573、574之间的一部分相连。以这种方式形成上述连通路径,这样,当活塞573、574移动至预定的较低位置时,上活塞572的侧表面就封闭在气缸571内开启的开口。
例如,可假定两级压缩系统旋转式压缩机501被应用于热泵型热水器中,该两级压缩系统旋转式压缩机501具有图21所示的压力性能特征。在这种情况下,当外部空气处于-10℃时,在两级压缩系统旋转式压缩机501中,中间压力约为5MpaG,排出压力约为12MpaG,低压力约为2MpaG。以这样一种方式来设置弹簧575的弹力,即活塞572、573移动至预定的上位置且以节省的动力执行上述操作。
此外,如图18所示,连通路径578在进入压缩腔521a中的开口位置被设置在从低压缩级侧压缩元件540中的压缩腔521a中的吸入口526延伸至排出口529的位置附近。应注意到:在进行上述动力节省运行时,通过上述位置来设置高压缩级侧压缩元件中压缩的制冷剂量。
另外,在两级压缩系统旋转式压缩机501中,考虑到易燃性、毒害性等性能特征,则将上述二氧化碳(CO2)即有利于生态的自然制冷剂用作制冷剂。且利用现存的油料如矿物油、烷基苯油、醚类油料和酯类油料作为润滑油。
下面将对根据上述内容所构造的实施例的两级压缩系统旋转式压缩机501的运行进行描述。首先对基本运行模式进行描述。通过接线端505和导线(图中未示)来激励电动马达503的定子线圈506b。在定子线圈506b受激励时,电动马达503启动,转子507进行转动。通过转子507的转动,高压缩级侧压缩元件520和低压缩级侧压缩元件540中与转动轴504整体布置的上下偏心部分522、542进行转动,安装在上下偏心部分522、542中的上下滚子523、543在上下气缸521、541中偏心转动。
因此,在低压缩级侧压缩元件540中,与外部相连的制冷循环中的制冷剂经过吸入管551、在下支撑件545中形成的吸入通道546a且进一步通过在图17所示下气缸下表面视图所示的吸入口546而被吸入处于低压腔侧上的下气缸541的压缩腔541a中。被吸入压缩腔541a中的低压(LP)制冷剂在下滚子543和较低叶片544的运行下受压缩而得到中间压力(MP),且通过排出口549而从高压腔侧上的下气缸541排到下支撑件545中形成的排出消音室547中。
被排到排出消音室547中且具有中间压力的气体制冷剂通过连通路径(图中未示)而从中间排出管566排到气密封容器502中,这样气密封容器502的内部就得到中间压力。
气密封容器502中具有中间压力的气体制冷剂流经吸入管531而被吸入高压缩级侧压缩元件520,并在该第二压缩级中受压缩。也就是说,具有中间压力的气体制冷剂通过在上支撑件525中形成的吸入通道526a而从图18所示上气缸521的上表面视图中未示的吸入口526被吸入处于低压腔侧上的上气缸521的压缩腔521a中。被吸入的具有中间压力的气体制冷剂在上滚子523和上叶片524的运行作用下在第二压缩级中受压缩而形成具有高温和高压(HP)的气体制冷剂,并通过排出口529而从高压腔侧排放出去。在高压缩级侧压缩元件520中排出的制冷剂经由排出管532而从形成于上支撑件525的排出消音室527开始流动,并在布置于两级压缩系统旋转式压缩机501外部的制冷循环(图中未示)中循环流动,且被再次吸入低压缩级侧压缩元件540侧。
根据本发明的两级压缩系统旋转式压缩机501被应用于一种热泵型热水器,图21显示了在进行水加热过程中该压缩机的运行性能特征。在这种情况下,当外部空气温度超过-10℃时,该运行表现为基本运行模式,在图21的运行性能中,当外部空气温度处于-10℃或更高时,高压侧的压力(HP)为12MpaG或更高,中间压力MP为5MpaG或更高,低压侧的压力为4MpaG或更高,高压缩级侧压缩元件520的高/低压力差为7MpaG或更少。因此,在两级压缩系统旋转式压缩机501中,当中间压力为预定值(在这种情况下为5MpaG)或更高时,在气密封容器502中,在从上向下的方向中对活塞572、573所施加的中间压力(MP)被设定得大于一个合力,上述合力是在向上的方向中从下对活塞572、573所施加的弹簧575的弹力与从连通路径576所导出的低压侧压力的合力。
通过这样的设置,在两级压缩系统旋转式压缩机501中,当外部空气温度处于-10℃或更高时(即中间压力为5MpaG或更高),活塞572、573被预先定位在较低的位置处,连通路径578被关闭。因此,在这种状态下,气密封容器502通过连通路径577、578不与高压缩级侧压缩元件520中的压缩腔521a直接相连,这样就可执行上述基本运行模式。
但是,当外部空气温度处于-10℃或更低时(即中间压力为5MpaG或更低),施加到下活塞573下表面上的合力大于施加到活塞572上表面上的气密封容器502的中间压力,活塞572、573则移动至预定的较高位置。结果,气密封容器502则通过连通路径577、气缸571和连通路径578而与高压缩级侧压缩元件520的压缩腔521a直接相连。
因此,在高压缩级侧压缩元件520中,即使在上滚子523与气缸521之间的接触点超过吸入口526的情况下,直到该接触点超过连通路径578的一个开口578a(参见图18)才可在接触点的转动前侧上进行压缩作用。这就意味着气缸的容积被减小。因此,高压缩级侧压缩元件520中的吸入量减小,中间压力则相对于图21所示传统的虚线而移至上面的实线处。因此,与传统的性能特征相比较,高压侧压缩元件520中的高低压力差被降低。这种操作称为动力节省运行。
此处,在使用两级压缩系统旋转式压缩机的热泵型热水器中,利用具有较大/低压力差的二氧化碳(CO2)作为制冷剂,当第一压缩级(低压缩级侧)和第二压缩级(高压缩级侧)的吸入体积比率保持约为2∶1的常数时,第一压缩级的压缩比约为2,图22中显示了这种情况下的性能特征。在这种装置中,在外部空气温度为+10℃或更高的区域中,高压缩级侧压缩元件的排出压力(即高压侧的压力)HP为约12MpaG或更高,高压缩级侧压缩元件的吸入压力即低压缩级侧压缩元件的排出压力为约8MpaG或更高的中间压力MP,低压缩级侧压缩元件的吸入压力(即低压侧压力)为4MpaG或更高。因此,在以二氧化碳(CO2)作为制冷剂的两级压缩系统旋转压缩级中,高压缩级侧压缩元件的高/低压力差(即高压侧压缩元件的排出压力HP和高压缩级侧压缩元件的吸入压力MP之间的压力差)为4MpaG。低压缩级侧的压力差等于高压缩级侧的压力差。但是,在两级压缩系统旋转式压缩机中,由于压缩比基本为常数,因此,外部空气温度越低,低压缩级侧压缩元件的排出压力MP也变得越低。因此,高压缩级侧压缩元件的高/低压力差会进一步增大。
但是,如上所述,在本发明中,由于高压缩级侧压缩元件520中的吸入量减少,中间压力就相对于图21所示传统的虚线而移至上部的实线(图22中的实线),因此,该问题得到解决。
如上所述,在根据本实施例的两级压缩系统旋转式压缩机中,在使用两级压缩系统旋转式压缩机501的冷却装置中,由于进行动力节省运行的压力控制阀570容装在构造成旋转式压缩机构部分510的壳体中,这样就与传统的装置不同而在制冷循环中不需要旁路循环、电磁开启/闭合阀或压力检测装置,从而简化了该装置。
而且,通过压力控制阀570的作用,弹簧575的弹力、上述低压侧压力及气密封容器502中的气体制冷剂的合力以正对的方式施加到滑动性地安装在气缸571中的活塞572、573上。当低压缩级侧压缩元件540的排出压力降低至预定值或更小时,活塞572、573在上述合力的作用下克服中间压力而在气缸571内于一个方向(在这种情况下朝着预定的较高位置)中运动。因此,气密封容器502中的气体制冷剂就可被引入高压缩级侧压缩元件520的气缸521中。当低压缩级侧压缩元件540的排出压力超过预定值且增大时,活塞在气密封容器502中的气体制冷剂的作用下克服上述合力而在另一个方向中运动(在这种情况下朝着预定的较低位置),从而中断气密封容器502中的气体制冷剂向气缸521的输入。因此,只将弹簧575作为驱动机构而可简化压力调节装置的结构。
应注意到:在本实施例中以这样一种方式来构造电动马达503,即对马达的转数可受控制。因此,当对电动马达503的转数进行控制时,则可对两级压缩系统旋转式压缩机501的工作能力进行控制。在以这种方式控制电动马达503的转数以控制压缩能力时,上述中间压力也发生变化。即使在这种情况下,压力控制阀570也运行而对中间压力进行调整。
因此,当将本实施例的两级压缩系统回转压缩级501用于汽车冷却器或热泵型热水器中时,则可在变化范围较广的外界空气温度下安全地运行该压缩机。
如上所述,在这种情况下,将气密封容器中的压力设置为本发明旋转式压缩机中的中间压力。当低压缩级侧压缩元件的排出压力降至预定值或更低时,气密封容器中的气体制冷剂被引入高压缩级侧压缩元件的气缸中。当低压缩级侧压缩元件的排出压力超过预定值且增大时,气密封容器中的气体制冷剂被引入气缸中。以这种方式构造的压力控制阀容装在构造成旋转式压缩机构部分的壳体中。因此,与传统的装置不同,在使用两级压缩系统旋转式压缩机的冷却器中不需要旁路循环、电磁开启/闭合阀或压力检测装置。使用两级压缩系统旋转式压缩机的冷却装置可被简化并缩小。应注意到:在上述构造中,当对电动马达的转动进行控制时,则可对上述工作能力进行调节。
此外,压力控制阀由活塞和气缸组成,活塞滑动性地布置在气缸中。另外,低压侧压力、弹簧的弹力与气密封容器中的气体制冷剂的合力正面施加到活塞上。当低压缩级侧压缩元件的排出压力降低至预定值或更低时,活塞在上述合力的作用下在一个方向中移动,这样,气密封容器中的气体制冷剂就被引导至高压缩级侧压缩元件的气缸中。当低压缩级侧压缩元件的排出压力超过预定值且增大时,活塞在气密封容器中的气体制冷剂的作用下克服上述合力而在另一个方向中移动,从而中断气体制冷剂向气缸的输入。当以这种方式构造压力控制阀以实现这种操作时,由于只使用弹簧作为压力控制阀的驱动机构,因此,压力控制阀的结构可被简化。
另外,在根据本发明的汽车空调器中将二氧化碳气体用作制冷剂气体且使用了两级压缩系统旋转式压缩机,因此,则可在外界空气温度在较宽范围内的任何变化的情况下进行加热操作。
此外,在根据本发明的热水器空调器中,将二氧化碳气体用作制冷剂气体且使用了两级压缩系统旋转式压缩机,因此可供应高温度的水,这样则可在外界空气温度在较宽范围内的任何变化的情况下进行水加热操作。

Claims (10)

1.一种通过将驱动元件和由该驱动元件驱动的旋转式压缩机构部分布置在气密封容器中从而构造成的垂直旋转式压缩机,该压缩机包括:
布置在气密封容器中的润滑油分离装置,该分离装置用于将由旋转式压缩机构部分压缩和排放的制冷剂中的润滑油离心分离出来。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征是,润滑油分离装置布置在处于气密封容器和旋转式压缩机构部分之间的空间内的旋转式压缩机构部分的附近区域中。
3.一种通过将驱动元件和由该驱动元件驱动的旋转压缩元件布置在气密封容器中从而构造成的旋转式压缩机,该压缩机包括:
构造成旋转压缩元件的气缸;
封闭气缸的开口表面所用的支撑件;
在所述支撑件中形成的以与气缸的内部相连通的排出消音室;
装接在支撑件上的盖子,以封闭处于气缸相对侧上的排出消音室的开口;
其中,在所述盖子中形成有一个排出通道,以将从气缸排入到排出消音室中的制冷剂排放到气密封容器的外部。
4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机,其特征是,在所述盖子中形成有一个盖侧消音空间,该消音空间与所述排出消音室相连通。
5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机,其特征是,在排出通道与盖侧消音空间分隔开的状态下,排出通道与所述排出消音室相连。
6.一种多级压缩系统旋转式压缩机,其包括:按这样的方式由第一和第二级压缩元件构造成的旋转式压缩机构部分,即从第一级压缩元件中排放的气体被吸入第二级压缩元件中;电动马达,该电动马达驱动旋转式压缩机构部分;气密封容器,旋转式压缩机构部分和电动马达布置在该气密封容器中且在该气密封容器中充注有第一级压缩元件排放的气体制冷剂;在气密封容器底部形成的一个油池部分;润滑油供应通道,该供应通道的一端开口子空间部分,该空间部分作为在电动马达转动轴的外周中形成的一个润滑油通道,润滑油供应通道的另一端开口于气缸内空间部分中,该气缸内空间部分形成于第二级压缩元件的气缸壁内位于压缩阶段端点和吸入阶段起始点之间。
7.一种两级压缩系统旋转式压缩机,其包括:按这样的方式由低级侧压缩元件和高级侧压缩元件构造成的旋转式压缩机构部分,即从低级侧压缩元件中排放的气体被吸入到高级侧压缩元件中;电动马达,该电动马达驱动旋转式压缩机构部分;气密封容器,旋转式压缩机构部分和电动马达布置在该气密封容器中且在该气密封容器中充注有第一级压缩元件排放的气体制冷剂;和布置在壳体中的压力控制阀,所述壳体构造成所述旋转式压缩机构部分,其中,该压力控制阀如此构造成,以便当低级侧压缩元件的排出压力降低至预定值或更低时,将气密封容器中的气体制冷剂引入到高级侧压缩元件的气缸中,当低级侧压缩元件的排出压力超过预定值且增大时,中断气密封容器中的气体制冷剂向所述气缸的引入。
8.根据权利要求7所述的旋转式压缩机,其特征是,压力控制阀包括:活塞和气缸,活塞可滑动性地安装在气缸内,当低级侧压缩元件的排出压力降低至所述预定值或更低时,低压侧压力和弹簧的弹力的合力以及气密封容器中气体制冷剂的压力以面对的方式施加在活塞上,活塞在所述合力的作用下在气缸内沿一个方向运动,从而将气密封容器中的气体制冷剂引入到高级侧压缩元件的气缸内,当低级侧压缩元件的排出压力超过所述预定值且增大时,活塞在气密封容器中的气体制冷剂的压力作用下克服所述合力作用而沿另一个方向运动,从而中断气密封容器中的气体制冷剂向所述气缸的引入。
9.一种车用空调器,其包括:根据权利要求8或权利要求9所述的旋转式压缩机,其特征是,二氧化碳气体用作制冷剂。
10.一种热泵型热水器,其包括:根据权利要求8或9所述的旋转式压缩机,其特征是,将二氧化碳气体用作制冷剂。
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