CN1637296A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

提供一种结构简单，扭矩变动小、效率高的压缩机。压缩机C具备：由在内部构成压缩空间的筒体(8)构成的压缩元件(3)；与筒体内的压缩空间连通的吸入孔和排出孔；具有连续的厚壁部(31)和薄壁部(32)、一面倾斜，而且，配置在筒体内并旋转，对从吸入孔吸入的流体进行压缩、从排出孔排出的压缩部件(9)；配置在吸入孔和排出孔之间并抵在压缩部件的一面上，将筒体内的压缩空间划分为低压室和高压室的叶片(11)。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及一种对制冷剂或空气等流体进行压缩、将其排出的压缩机。
背景技术
以往，例如冷冻机采用通过压缩机对制冷剂进行压缩、使其在回路内循环的方式。作为这种场合的压缩机形式，有称为旋转式压缩机的回转压缩机(例如参照专利文献1)或涡旋压缩机、螺旋压缩机等。
上述回转压缩机虽然具有结构比较简单、生产成本低的优点，但存在振动和扭矩变动大的问题。另外，虽然涡旋压缩机或螺旋压缩机扭矩变动小，但存在加工性差、成本提高的问题。
因此，也开发了在筒体内设置旋转的斜盘、用叶片划分在该斜盘的上下构成的压缩空间并对流体进行压缩的形式(例如，参照专利文献2)。该形式的压缩机，具有能构成结构比较简单、振动小的压缩机的优点。
但是，在上述专利文献2那样结构的场合，由于在整个筒体内，为在斜盘的上下、高压室和低压室邻接的形式，所以，存在高低压压差变大、或由制冷剂泄漏而引起效率降低的问题。
[专利文献1]日本专利公报特开平5-99172号
[专利文献2]日本专利公报特表2003-532008号
发明内容
本发明是为解决有关的现有技术的问题而提出的，其目的就是要提供一种结构简单、扭矩变动小、且效率高的压缩机。
本发明的压缩机具备：由在内部构成压缩空间的筒体构成的压缩元件；与筒体内的压缩空间连通的吸入孔和排出孔；具有连续的厚壁部和薄壁部、一面倾斜，而且，配置在筒体内并旋转，对从吸入孔吸入的流体进行压缩、从排出孔排出的压缩部件；配置在吸入孔和排出孔之间并抵在压缩部件的一面上，将筒体内的压缩空间划分为低压室和高压室的叶片。
技术方案2的发明的压缩机是上述压缩机，具备：驱动元件；用于将该驱动元件的旋转力传递到压缩部件的旋转轴。压缩元件和驱动元件配置在密闭容器内，吸入孔与安装在密闭容器上的吸入管连接，而且，排出孔与密闭容器内连通，在该密闭容器上连接有排出管。
技术方案3的发明的压缩机是上述压缩机，压缩元件具备具有旋转轴的主轴承、堵塞筒体开口的支承部件，而且，筒体具有位于与支承部件相反侧的旋转轴的副轴承。
技术方案4的发明的压缩机是上述压缩机，叶片能自如往复运动地配设在形成于支承部件上的狭槽中，而且，在该支承部件上设有能使叶片经常具有向压缩部件的一面侧运动的趋势的施力装置。
技术方案5的发明的压缩机，是在技术方案2至技术方案4的发明中，将压缩部件与旋转轴制成一体。
技术方案6的发明的压缩机，是在上述各发明中，在压缩部件的另一面上、在厚壁部上形成有凹陷部。
技术方案7的发明的压缩机，是在技术方案1至技术方案5的发明中，压缩部件的另一面倾斜，以使其周边部靠近一面侧。
技术方案8的发明的压缩机是上述压缩机，压缩部件另一面的倾斜，在厚壁部很陡。
技术方案9的发明的压缩机，是在上述各发明中，在压缩部件上设有密封该压缩部件的侧面周围和筒体的间隙的活塞环。
根据本发明的压缩机，由于具备：由在内部构成压缩空间的筒体构成的压缩元件；与筒体内的压缩空间连通的吸入孔和排出孔；具有连续的厚壁部和薄壁部、一面倾斜，而且配置在筒体内旋转，对从吸入孔吸入的流体进行压缩、从排出孔排出的压缩部件；配置在吸入孔和排出孔之间并抵在压缩部件的一面上，将筒体内的压缩空间划分为低压室和高压室的叶片。所以，体积小、结构简单，且能充分发挥压缩功能。
特别是，由于也并不象以往的那样，在整个筒体内高压和低压邻接，而且，压缩部件具有连续的厚壁部和薄壁部，呈一面倾斜的形状，所以，在与高压室对应的厚壁部，能充分确保与筒体之间的密封尺寸。因此，能有效地防止泄漏的产生，能高效地运转。另外，由于压缩部件的厚壁部起飞轮的作用，所以，扭矩变动也小。
根据技术方案2的发明的压缩机，由于在以上所述的基础上，具备驱动元件和用于将该驱动元件的旋转力传递到压缩部件的旋转轴，压缩元件和驱动元件配置在密闭容器内，吸入孔与安装在密闭容器上的吸入管连接，而且，排出管与密闭容器内连通，在该密闭容器上连接有排出管，所以，可制成所谓内部高压型的压缩机，实现其结构的进一步简化。另外，由于筒体内的高压室和密闭容器内的压力差也变小，所以，还能进一步抑制泄漏。
根据技术方案3的发明的压缩机，由于在以上所述的基础上，压缩元件具备具有旋转轴的主轴承、堵塞筒体开口的支承部件，而且，筒体具有位于与支承部件相反侧的旋转轴的副轴承，所以，不需要通过其它途径设置旋转轴的副轴承用的支承部件，能减少部件个数并进一步使其小型化。
根据技术方案4的发明的压缩机，由于在以上所述的基础上，叶片能自如往复运动地配设在形成于支承部件上的狭槽中，而且，在该支承部件上设有能使叶片经常具有向压缩部件的一面侧运动的趋势的施力装置，所以，没有必要在需要有一定精度的筒体上形成叶片的安装结构，改善了加工性。
根据技术方案5的发明的压缩机，由于在技术方案2至技术方案4的发明的基础上，压缩部件与旋转轴制成一体，所以，可进一步减少部件个数。
根据技术方案6的发明的压缩机，由于在上述各发明的基础上，在压缩部件的另一面上、在厚壁部上形成有凹陷部，所以，能使压缩部件的重量均匀，不使用平衡锤就能抑制由偏心而引起的振动。
根据技术方案求7的发明的压缩机，由于在技术方案1至技术方案5的发明的基础上，压缩部件的另一面倾斜，以使其周边部靠近一面侧，所以，可减小压缩部件旋转时的空气阻力，可进一步提高效率。
根据技术方案8的发明的压缩机，由于在以上所述的基础上，压缩部件另一面的倾斜，在厚壁部很陡，所以，即使由此也能使压缩部件的重量均匀，不使用平衡锤就能抑制由偏心而引起的振动。
根据技术方案9的发明的压缩机，由于在上述各发明的基础上，在压缩部件上设有密封该压缩部件的侧面周围和筒体的间隙的活塞环，所以，能可靠地进行压缩部件和筒体之间的密封，能防止由泄漏引起的效率降低。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的压缩机的纵剖侧视图。
图2是图1的压缩机的又一纵剖侧视图。
图3是图1的压缩机的剖切俯视图。
图4是图1的压缩机的又一剖切俯视图。
图5是图1的压缩机的压缩元件的立体图。
图6是图1的压缩机的压缩元件的又一立体图。
图7是图1的压缩机的压缩元件的其它的又一立体图。
图8是图1的压缩机的压缩元件的侧视图。
图9是图1的压缩机的压缩元件的又一侧视图。
图10是包含图1的压缩机的压缩部件的旋转轴的侧视图。
图11是包含图1的压缩机的压缩部件的旋转轴的又一侧视图。
图12是包含图1的压缩机的压缩部件的旋转轴的仰视图。
图13是包含图1的压缩机的压缩部件的旋转轴的立体图。
图14是本发明的第2实施例的压缩机的纵剖侧视图。
图15是图14的压缩机的又一纵剖侧视图。
图16是图14的压缩机的压缩元件的立体图。
图17是图14的压缩机的压缩元件的又一立体图。
图18是图14的压缩机的压缩元件的其它的又一立体图。
图19是图14的压缩机的压缩元件的侧视图。
图20是图14的压缩机的压缩元件的又一侧视图。
图21是包含图14的压缩机的压缩部件的旋转轴的侧视图。
图22是包含图14的压缩机的压缩部件的旋转轴的又一侧视图。
图23是包含图14的压缩机的压缩部件的旋转轴的仰视图。
图24是包含图14的压缩机的压缩部件的旋转轴的立体图。
图25是本发明的第3实施例的压缩机的纵剖侧视图。
图26是图25的压缩机的又一纵剖侧视图。
图27是图25的压缩机的压缩元件的立体图。
图28是图25的压缩机的压缩元件的又一立体图。
图29是图25的压缩机的压缩元件的其它的又一立体图。
图30是图25的压缩机的压缩元件的侧视图。
图31是图25的压缩机的压缩元件的又一侧视图。
图32是包含图25的压缩机的压缩部件的旋转轴的侧视图。
图33是包含图25的压缩机的压缩部件的旋转轴的又一侧视图。
图34是包含图25的压缩机的压缩部件的旋转轴的仰视图。
图35是包含图25的压缩机的压缩部件的旋转轴的立体图。
图36是本发明的第4实施例的压缩机的纵剖侧视图。
图37是图36的压缩机的又一纵剖侧视图。
图38是图36的压缩机的压缩元件的立体图。
图39是图36的压缩机的压缩元件的又一立体图。
图40是图36的压缩机的压缩元件的其它的又一立体图。
图41是图36的压缩机的压缩元件的侧视图。
图42是图36的压缩机的压缩元件的又一侧视图。
图43是本发明的第5实施例的压缩机的纵剖侧视图。
图44是图43的压缩机的又一纵剖侧视图。
图45是图43的压缩机的压缩元件的立体图。
图46是图43的压缩机的压缩元件的又一立体图。
图47是图43的压缩机的压缩元件的其它的又一立体图。
图48是图43的压缩机的压缩元件的侧视图。
图49是图43的压缩机的压缩元件的又一侧视图。
图50是包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的侧视图。
图51是包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的又一侧视图。
图52是包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的仰视图。
图53是包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的立体图。
图54是安装了活塞环状态下的包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的侧视图。
图55是安装了活塞环状态下的包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的又一侧视图。
图56是安装了活塞环状态下的包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的仰视图。
图57是安装了活塞环状态下的包含图43的压缩机的压缩部件的旋转轴的立体图。
具体实施方式
以下，依据附图详细地对本发明的实施方式进行说明。而且，以后所说明的各实施例的压缩机C是起到构成例如冷冻机的制冷剂回路、吸入制冷剂并进行压缩、排出到回路内的作用的。
[实施例1]
图1所示是本发明的第1实施例的压缩机C的纵剖侧视图，图2所示是又一纵剖侧视图，图3所示是压缩机C的剖切俯视图，图4所示是又一剖切俯视图，图5至图7所示是压缩机C的压缩元件3的立体图，图8、图9所示是其侧视图。在各图中，1是密闭容器，在该密闭容器1内，在上侧收纳有驱动元件2，在下侧收纳有由该驱动元件2驱动的压缩元件3。
驱动元件2固定在密闭容器1的内壁上，是由卷绕有定子线圈的定子4和在该定子4的内侧、在中央具有旋转轴5的转子6构成的电动马达。而且，在该驱动元件2的定子4的外周部和密闭容器1之间，形成有处处上下连通的间隙10。
压缩元件3由固定在密闭容器1的内壁上的支承部件7、用螺栓安装在该支承部件7的下面的筒体8、配置在该筒体8内的压缩部件9、叶片11和排出阀12等构成。支承部件7的上面中央部以同心状向上方突出，在此形成有旋转轴6的主轴承13，下面中央部以同心圆柱状向下方突出，该突出部14的下面14A为平滑面。
另外，在该支承部件7的突出部14内形成有狭槽16，在该狭槽16内插入有能自如地上下往复运动的上述叶片11。在该狭槽16的上部形成有用于将密闭容器1内的高压作为背压施加在叶片11上的背压室17，而且，在狭槽16内配置有作为将叶片11的上面向下方压的施力装置的螺旋弹簧18。
筒体8的中央部向下方凹陷，在该凹陷部19内构成压缩空间21。另外，副轴承22穿过该筒体8的凹陷部19下面中央部。另外，在筒体8上形成有吸入通道24，而且，在密闭容器1上安装有吸入管26，吸入管26与该吸入通道24连接。在筒体8上形成有与压缩空间21连通的吸入孔27和排出孔28，吸入通道24与吸入孔27连通，排出孔28在筒体8的侧面与密闭容器1内连通。另外，上述叶片11位于该吸入孔27和排出孔28之间。
上述旋转轴5插入与其相关的支承部件7和筒体8的中央，由主轴承13能自如旋转地轴支承其上下方向的中央部，而且，下端由副轴承22能自如旋转地轴支承着。而且，上述压缩部件9与相关的旋转轴5的下部制成一体，配置在筒体8的凹陷部19内。
该压缩部件9作为整体呈与旋转轴5同心的近似圆柱状。在此，图10和图11所示是包含压缩部件9的旋转轴5的侧视图，图12所示是仰视图，图13所示是立体图。如图10至图13所示，压缩部件9呈一侧的厚壁部31和另一侧的薄壁部32连续的形状，其上面33(一面)为在厚壁部31较高、在薄壁部32较低的倾斜面。即，上面33呈近似正弦波的形状，即以旋转轴5为中心环绕一周，则从最高的上止点33A经最低的下止点33B返回到上止点33A。另外，通过旋转轴5的上面33的截面形状，无论在何处切，都是与突出部14的下面14A平行，其上面33和下面14A之间为上述压缩空间21。
而且，该压缩部件9的上止点33A中间隔着微小的间隙能自如移动地面向支承部件7的突出部14的下面14A。而且，该间隙由封入在密闭容器1内的润滑油进行密封。另外，上述叶片11抵在该压缩部件9的上面33上，将筒体8内的压缩空间21划分为低压室LR和高压室HR。上述螺旋弹簧18使该叶片11经常具有向上面33侧运动的趋势。
另外，压缩部件9的周向侧面在与筒体8的凹陷部19的内壁之间构成微小的间隙。因此，压缩部件9能自如旋转。而且，该压缩部件9的周向侧面和筒体8的凹陷部19内壁之间也由润滑油进行密封。
上述排出阀12位于筒体8的凹陷部19的侧面，安装在上述排出孔28的外侧(在图3、图4中未图示)，而且，在密闭容器1的上端安装有排出管34。而且，密闭容器1内的底部构成润滑油池36，该润滑油池36内的润滑油供给到压缩元件3等。另外，在密闭容器1内封入有规定量的例如CO2(二氧化碳)、R-134a、或HC系的制冷剂。
以上结构，若给驱动元件2的定子4的定子线圈通电，则转子6从下看向顺时针方向旋转。该转子6的旋转通过旋转轴5传递到压缩部件9，因此，压缩部件9在筒体8内从下看向顺时针方向旋转。此时，压缩部件9的上面33的上止点33A在排出孔28的叶片11侧，制冷剂回路内的制冷剂从吸入孔27通过吸入管26和吸入通道24，被吸入到在叶片11的吸入孔27侧、由筒体8、支承部件7、压缩部件9以及叶片11所围成的空间(低压室LR)内。
然后，若从该状态压缩部件9继续旋转，则从上止点33A通过叶片11、吸入孔27的阶段开始，上述空间的体积由于上面33的倾斜而缩小，空间(高压室HR)内的制冷剂被压缩。然后，直至上止点33A通过排出孔28，被压缩的制冷剂一直从排出孔28排出。另一方面，在上止点33A通过吸入孔27之后，由于在叶片11的吸入孔27侧、由筒体8、支承部件7、压缩部件9和叶片11所围成的空间(低压室LR)的体积扩大，所以，制冷剂回路内的制冷剂通过吸入管26和吸入通道24从吸入孔27被吸入到压缩空间21内。
制冷剂从排出孔28通过排出阀12被排出到密闭容器1内。然后，排出到密闭容器1内的高压制冷剂通过驱动元件2的定子4和转子6的气隙，在密闭容器1内的上部(驱动元件2的上方)与润滑油分离，从排出管34排出到制冷剂回路。另一方面，分离了的润滑油从在密闭容器1和定子4之间形成的间隙10向下流，返回到润滑油池36。
根据这样的结构，压缩机C体积小、结构简单，而且，能充分地发挥其压缩功能。特别是，由于压缩部件9的下面侧是密闭容器1内的高压，也不象现有的压缩机那样，在整个筒体内高压和低压邻接，而且，压缩部件具有连续的厚壁部31和薄壁部32，呈一面倾斜的形状，所以，在与高压室HR对应的厚壁部32，能充分地确保与筒体8的凹陷部19的内壁之间的密封尺寸。
因此，能有效地防止在压缩部件9和筒体8之间产生的制冷剂泄漏，能高效地运转。另外，由于压缩部件9的厚壁部31起飞轮的作用，所以，扭矩变动也小。另外，由于压缩机C是所谓的内部高压型的压缩机，所以，可实现其结构的进一步简化。
另外，在实施例中，由于筒体8具有位于与支承部件7相反侧的旋转轴5的副轴承22，所以，不必通过其它途径设置旋转轴5的副轴承用的支承部件，能减少部件个数并可进一步减少体积。另外，由于在支承部件7上构成有叶片11的狭槽16，进一步将螺旋弹簧18设置在支承部件7内，所以，没有必要在需要有一定精度的筒体8上形成叶片的安装结构，改善了加工性。再有，如实施例所示，如果将压缩部件9与旋转轴5制成一体，则可进一步减少部件个数。
[实施例2]
以下，图14至图24所示是本发明的第2实施例的压缩机C，图14所示是第2实施例的压缩机C的纵剖侧视图，图15所示是又一纵剖侧视图，图16至图18所示是该场合的压缩机C的压缩元件3的立体图，图19、图20所示是其侧视图，图21和图22所示是该场合的包含压缩部件9的旋转轴5的侧视图，图23所示是仰视图，图24所示是立体图。
而且，在各图中，由于用与图1至图13中相同的标号表示的零件或部位，是相同或具有同样功能的零件或部位，所以，省略其说明。在这种场合，在与压缩部件9的厚壁部31对应部分上，从下面(另一面)38形成有凹陷部39。该凹陷部39的深度以沿着上面33的倾斜的形式构成，与上止点33A对应的位置凹陷得最深。
在此，既然在压缩部件9上构成有厚壁部31和薄壁部32，厚壁部31侧的重量就会比薄壁部32侧的重量大，产生重量偏心现象。但是，如该实施例所示，由于通过形成凹陷部39，能减少厚壁部31侧的重量，所以，在以旋转轴5为中心的全周，能使压缩部件9的重量均匀，不使用平衡锤就能抑制由偏心产生的振动。
[实施例3]
以下，图25至图35所示是本发明的第3实施例的压缩机C，图25所示是第3实施例的压缩机C的纵剖侧视图，图26所示是又一纵剖侧视图，图27至图29所示是该场合的压缩机C的压缩元件3的立体图，图30、图31所示是其侧视图，图32和图33所示是该场合的包含压缩部件9的旋转轴5的侧视图，图34所示是仰视图，图35所示是立体图。
而且，在各图中，由于用与图1至图24中相同的标号表示的零件或部位，是相同或具有同样功能的零件或部位，所以，省略其说明。在这种场合，压缩部件9的下面(另一面)38为从旋转轴5侧向周边部、并随着该周边部侧的上升而靠近上面33侧那样的倾斜面。因此，由于能降低压缩部件9由于旋转轴5而旋转时的空气阻力，所以，能进一步提高运转效率。
[实施例4]
以下，图36至图42所示是本发明的第4实施例的压缩机C，图36所示是第4实施例的压缩机C的纵剖侧视图，图37所示是又一纵剖侧视图，图38至图40所示是该场合的压缩机C的压缩元件3的立体图，图41、图42所示是其侧视图。
而且，在各图中，由于用与图1至图35中相同的标号表示的零件或部位，是相同或具有同样功能的零件或部位，所以，省略其说明。在这种场合，压缩部件9的下面(另一面)38整体与实施例3同样，为从旋转轴5侧向周边部并随着该周边部侧的上升而靠近上面33侧那样的倾斜面。而且，在该场合，下面38的倾斜在厚壁部31侧很陡。因此，由于能降低压缩部件9由于旋转轴5而旋转时的空气阻力，进一步提高运转效率，而且，还能进一步在以旋转轴5为中心的全周，使压缩部件9的重量均匀，不使用平衡锤就能抑制由偏心产生的振动。
[实施例5]
以下，图43至图57所示是本发明的第5实施例的压缩机C，图43所示是第5实施例的压缩机C的纵剖侧视图，图44所示是又一纵剖侧视图，图45至图47所示是该场合的压缩机C的压缩元件3的立体图，图48、图49所示是其侧视图，图50和图51所示是该场合的包含压缩部件9的旋转轴5的侧视图，图52所示是仰视图，图53所示是立体图。
而且，在各图中，由于用与图1至图42中相同的标号表示的零件或部位，是相同或具有同样功能的零件或部位，所以，省略其说明。在这种场合，在压缩部件9的侧面周围、沿全周形成有槽41，如图54至图57所示，在该槽41内安装有活塞环42。该活塞环42由PEEK或氟树脂类制成，密封压缩部件9的圆周侧面和筒体8的凹陷部19的内壁之间。这样一来，如果设置活塞环42的话，压缩部件9和筒体8之间能可靠地进行密封，能更加可靠地防止由于制冷剂泄漏而引起的效率降低。
而且，在上述各实施例中，虽然以冷冻机的制冷剂回路中所使用的、用于压缩制冷剂的压缩机为例进行了说明，但并不限于此，本发明对于吸入空气、进行压缩、并将其排出的所谓的空气压缩机也有效。

Claims (9)

1.一种压缩机，其特征是：具备：
由在内部构成压缩空间的筒体构成的压缩元件；
与上述筒体内的压缩空间连通的吸入孔和排出孔；
具有连续的厚壁部和薄壁部、一面倾斜，而且，配置在上述筒体内并旋转，对从上述吸入孔吸入的流体进行压缩、从上述排出孔排出的压缩部件；
配置在上述吸入孔和排出孔之间、抵在上述压缩部件的一面上并将上述筒体内的压缩空间划分为低压室和高压室的叶片。
2.根据权利要求1的压缩机，其特征是：
具备：驱动元件；用于将该驱动元件的旋转力传递到压缩部件的旋转轴，
上述压缩元件和驱动元件配置在密闭容器内，上述吸入孔与安装在上述密闭容器上的吸入管连接，而且，上述排出孔与上述密闭容器内连通，在该密闭容器上连接有排出管。
3.根据权利要求2的压缩机，其特征是：上述压缩元件具备具有上述旋转轴的主轴承、堵塞上述筒体开口的支承部件，而且，上述筒体具有位于与上述支承部件相反侧的上述旋转轴的副轴承。
4.根据权利要求3的压缩机，其特征是：上述叶片能自如往复运动地配设在形成于上述支承部件上的狭槽中，而且，在该支承部件上设有能使上述叶片始终具有向上述压缩部件的一面侧运动的趋势的施力装置。
5.根据权利要求2至权利要求4任一项的压缩机，其特征是：上述压缩部件与上述旋转轴制成一体。
6.根据权利要求1至权利要求5任一项的压缩机，其特征是：在上述压缩部件的另一面上、在上述厚壁部上形成有凹陷部。
7.根据权利要求1至权利要求5任一项的压缩机，其特征是：上述压缩部件的另一面倾斜，以使其周边部靠近一面侧。
8.根据权利要求7的压缩机，其特征是：上述压缩部件另一面的倾斜，在上述厚壁部很陡。
9.根据权利要求1至权利要求8任一项的压缩机，其特征是：在上述压缩部件上设有密封该压缩部件的侧面周围和上述筒体的间隙的活塞环。
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