CN1697930A - 冷媒压缩机 - Google Patents

Abstract

一种阀板具有多个吸气孔和分别开闭这些吸气孔的多个吸入簧片阀。这些吸入簧片阀中至少有2个具有不同的固有频率。在这种构成中，有一个吸入簧片阀的固有频率较大。因此即使在运转频率变化很大的情况下，压缩机也能够不产生关闭延迟和上升量的减小，能高效地向气缸内吸入冷媒气体，进而能够提高制冷能力和压缩效率。

Description

冷媒压缩机

技术领域

本发明涉及一种用于冷冻冷藏装置等的密闭型压缩机的效率提高。

背景技术

最近几年，强烈期望提高用于冷冻冷藏装置等的密闭压缩机的效率。现有的密闭压缩机，例如通过使用压缩部的阀门装置的两个吸气孔来提高吸入效率，来改善压缩效率。例如特开平3-175174号日本公报说明了这种压缩机。以下参照图，说明现有的压缩机的一例。

图6是现有的冷媒压缩机的截面图，图7是现有的冷媒压缩机阀门的分解立体图。将吸气管52的一端即出口部52A连接在密闭容器51上，吸气管52的另一端与制冷循环的低压侧管子(图示没有)连接。电机53由定子54和转子55构成，驱动压缩部56。而且制冷机油57存放在密闭容器51的底部。盘簧58弹性地支撑电机53和压缩部56。

用气缸盖61、气缸体62、阀板64、吸气簧片阀67、活塞68、连杆70和吸气消声器30构成压缩部56。由吸气空间61A和吐气空间61B形成气缸盖61。气缸体62具有气缸63。阀板64有两个吸气孔65和两个吐气孔66。吸入簧片阀(以下简称为阀)67具有变形部67A。连杆70连接在曲柄69的偏心部69A。吸气消声器30在吸气空间61A内经过连通管30A连通阀板64的吸气孔65，并从入口部30B吸入冷媒气体。

以下说明具有以上构成的冷媒压缩机的动作。首先，通过电机53驱动压缩部56，使活塞68在气缸63内往复运动。将从外部制冷循环(图示没有)返回的低温低压冷媒气体，首先从吸气管52吸入密闭容器51内。而后将冷媒气体从吸入消声器30的入口部30B吸入、经过连通管30A通入吸气孔65。在吸入行程中，通过使阀门67的变形部67A折曲，冷媒气体冲开阀门67从而被导入气缸63。在压缩行程中，关闭阀门67，压缩冷媒气体，使其变成高温高压，而后从排出孔66通入排出管，并导入外部制冷循环(图示没有)，产生制冷作用。

此时，由于将阀门67设计成相应于低速的运转频率，具有时间控制良好的开关动作的固有频率，所以压缩机能够减小吸入损失和高体积效率运转。

可是如果因冷却负荷条件变化使得从低速的运转频率变为高速运转频率，就会在由阀门67的固有频率决定的开闭动作的定时上产生偏差。此时，即使气缸63内的压力超过气缸盖61的吸气空间61A内的压力，也不结束阀门67的关闭动作。因此，通过关闭延迟，冷媒气体逆流，则体积效率低下，降低了制冷能力和制冷效率。

为了减小通过阀门67关闭延迟产生的冷媒气体的逆流，想到对应于高速运转而提高固有频率的设计的对策。由于在这种情况下，增大变形部67A的弹性常数，则变形部67A的弯曲量减小而增大了吸入损失，降低了制冷能力和制冷效率。

发明内容

本发明的冷媒压缩机具有活塞、气缸和阀板。阀板设计在气缸的开口端，其具有几个吸气孔。本发明的冷媒压缩机还具有在气缸开口端和阀板之间设置的，分别开闭多个吸气孔的多个吸气簧片阀。吸入簧片阀中至少一个具有与其它簧片阀不同的固有频率。通过这样的构成，即使运转频率变化，也能防止吸入簧片阀的关闭延迟和弯曲量减少。

附图说明

图1是本发明实施方式的冷媒压缩机的截面图。

图2是图1中冷媒压缩机上的吸入簧片阀的正面图。

图3是图1中冷媒压缩机上的气缸盖部截面图。

图4是本发明实施方式的冷媒压缩机的低速运转时一个行程中的气缸内压力、簧片阀弯曲量的坐标图。

图5是本发明实施方式的冷媒压缩机的高速运转时一个行程中的气缸内压力、簧片阀弯曲量的坐标图。

图6是现有冷媒压缩机的截面图。

图7是图6的冷媒压缩机的阀门分解立体图。

具体实施方式

图1是本发明实施方式的冷媒压缩机的截面图。图2是吸入簧片阀的正面图。图3是气缸盖的截面图。

吸入管2的一端即出口部2A连接在密闭容器1上，吸入管2的另一端与冷冻循环的低压侧管子(图中没有)连接。由定子4和转子5构成的电机3驱动压缩部6。而且，制冷机油7存放在密闭容器1的底部。盘簧8弹性支撑电机3和压缩部6。

由缸盖101、气缸体12、阀板110、吸入簧片阀(以下简称阀)120A、120B、活塞18、连杆20和吸入消声器130构成压缩部6。气缸盖101形成有吸气空间101A和吐气空间101B。气缸体12具有气缸13。连杆20连接在曲柄19的偏心部19A。吸入消声器130在吸气空间101A借助连通管130A连通阀板110的吸气孔112A、112B，从入口部130B吸入冷媒气体。

阀板110具有吸气孔112A、112B和吐气孔(图中没有)。从该阀板110的气缸13侧的开口部114A、114B至缸盖101侧的开口部114C、114D，吸气孔112A、112B向彼此间隔变小的方向倾斜。阀门120A、120B分别具有长度不同的变形部122A、122B。由于变形部122A比变形部122B长，所以阀门120A的弹性常数较小，阀门120A具有比阀门120B低的固有频率。而且，阀门120A、120B相对变形部122A、122B的中心线124A、124B呈非对称。吸气孔112A、112B的中心点位置和阀板120A、120B的点126A、126B各自对应。

密封部128A，128B将设置在阀板110上的吸气孔112A，112B密封。

以下说明具有以上构成的本实施方式的冷媒压缩机构的动作。图4是本实施方式中冷媒压缩机的低速运转时，一个行程中的气缸内压力和簧片板弯曲量的坐标图。图5是本实施方式中冷媒压缩机的高速运转时，一个行程中的气缸内压力和簧片板弯曲量的坐标图。

由电机3驱动压缩部6，活塞18在气缸13内往复运动。将从外部冷却循环(图中没有)返回的低温低压冷媒气体，首先从吸入管2吸入密闭容器1内。又将从吸入消声器130的入口部130B吸入的冷媒气体，经过连通管130A通入吸气孔112A、112B。在吸入行程中，通过弯曲阀门120A、120B的变形部122A、122B，冷媒气体打开阀门120A、120B，导入气缸13。在压缩行程中，关闭阀门120A、120B，冷媒气体被压缩成为高温高压，从吐气孔通过吐出管(图中没有)，从而导入外部冷冻循环产生制冷作用。

活塞18在气缸13内进行往复运动之际，在吸入行程中活塞18移动至下死点侧。在低速运转下，在此吸入行程中，气缸13内的压力140比缸盖101的吸气空间101A内压力低时的差压产生的气压载荷，作用于阀门120A、120B。此时，在点140A处，吸入簧片阀120A、120B开始打开，向气缸13内吸入冷媒气体。点140A意味着由差压产生的气压载荷，变得比阀门120A、120B的弯曲载荷和通过阀门120A、120B的密封部的制冷机油的粘性产生的粘着力的合力大的时间点。

而且在压缩行程中，阀门120A、120B，在气缸13内的压力超过气缸盖101的吸入空间101A内压力的点140B处关闭，结束来自吸入阀门130的冷媒气体的吸入。

在点140A至140B之间，阀门120A边使变形部122A弯曲、边按1次变形模式的固有频率重复两次开闭动作150A。由于阀门120A选定对应低速运转频率的固有频率，阀门120A大致与点140B在同一时间结束关闭。由于阀门120A的弹性常数小，即使在低速运转时的吸入气体的流速缓慢的条件中，也不会有因弯曲量不足而加大吸入损失的情况。

而且，阀门120B有比阀门120A高的固有频率和弹性常数，在点140A至点140B之间，反复4次开关动作150B。此时，第1至第3次的开闭动作150B中，阀门120B在对应冷媒循环量的规定弯曲量作用下开口较大。在第4次开闭动作中，由于在压缩行程中，所以气缸13内和缸盖101的吸气空间101A的压差一直都是非常小。此时的冷媒气体流经更大弯曲的阀门120A的吸气孔112A。因此，流经阀门120B的吸气孔112B的冷媒气体变得微少，通过冷媒气体流动产生的动压变小。即，阀门120B在几乎不弯曲的点141B附近结束开闭动作。

结果，通过阀门120A、120B产生关闭延迟，防止冷媒气体的逆流，同时也防止吸入行程中的弯曲量过小引起的吸入损失的增加。因此，提高了体积效率。

而且在高速运转的情况下，在点141A至141B之间，阀门120B反复3次开关动作151B，在对应冷媒循环量的规定弯曲量下弯曲后，适时地结束关闭。点141A意味着气缸13内的压力比缸盖101的吸气空间101A内压力低的时间点。而点141B意味着气缸13内的压力超过缸盖101的吸气空间101A内的压力的时间点。

阀门120A在第1次开关动作151A中，在对应冷却循环量的规定弯曲量作用下开口较大。另一方面，在第2次开关动作中，由于在压缩行程中，所以气缸13内同缸盖101的吸气空间101A的压差保持很小的状态。因此冷媒气体在第2次以后，通过更大弯曲的阀门120B的吸气孔112B。因此，阀门120A在几乎不弯曲的点141B附近结束开闭动作。

结果，即使在高速运转的情况下，也不会产生阀门120A、120B的关闭延迟和弯曲量不足，能效率优良的将冷媒气体吸入气缸13内。因此即使在运转频率发生变化的情况下，也能提高压缩机的制冷能力和压缩效率。

而且，阀门120A、120B的形状相对于变形部122A、122B的中心线124A、124B非对称。因此，在作用于阀门120A、120B的气压载荷的作用点126A、126B和阀门120A、120B的弯曲变形的中心线124A、124B处产生偏差。通过这样结构，阀门120A、120B边扭曲变形边开始打开。即，将通过气压载荷产生的扭矩作用于阀门120A、120B。因此，在阀门120A、120B的圆形密封部128A、128B的单侧，通过制冷机油7的粘性而剥离粘合部的力集中作用，阀门120A、120B变得容易打开。因此，在吸入行程中阀门120A、120B的开始打开变早。因此冷媒气体被高效地吸入气缸13内，提高其制冷能力和压缩效率。另外，图2中，虽然阀门120A、120B的形状是其中任何一个都不相对变形部122A、122B的中心线124A、124B对称，但也可以只有一侧是非对称的。

令密闭容器1内的冷媒气体经过吸入消声器130，通过高温的缸盖101内的吸气空间101A，从设置在阀板110上的吸气孔112A、112B吸入气缸13内。在这里，将气缸13内的冷媒气体，通过压缩作用变成大约100℃的高温状态，吐出至缸盖101的吐出空间101B。通过这样的方式，缸盖101被加热至接近80℃的高温状态。

此时，缸盖101内的吸气空间101A的两个吸气孔112A、112B的间隔，最少也要有将密封部128A和密封部128B的宽度相加的距离。在这里，如果如图3所示在吸气孔112A、112B上设置倾斜，就不用考虑密封部128A和密封部128B的宽度，能够大幅减小吸气孔112A、112B的间隔。通过这样构成，能够缩小构成缸盖101内的吸入空间101A的容积和受热面积，降低向流动的冷媒气体的热传导。结果，保持冷媒的温度很低，提高冷媒的密度、加大冷媒的循环量，可提高制冷能力和压缩效率。另外，虽然图3中在两个吸入孔112A、112B上都设置倾斜部分，但也可以只在一侧设置倾斜部分。

另外，虽然本实施方式中，阀门120A、120B的数量是2个，但即使是3个以上也能得到同样的效果。

而且，虽然本实施方式中，通过改变阀门120A、120B的长度变更固有频率，但即使改变阀门120A、120B的宽度或形状来变更固有频率也能得到同样的效果。

而且，虽然本实施方式中，说明了阀门120A、120B的一个行程中开闭次数是2次至4次，但只要是1次以上就能得到同样的效果。

产业上利用的可能性

本发明的冷媒压缩机具有活塞、气缸和阀板。将阀板设计在气缸的开口端，其具有多个吸气孔。本发明的冷媒压缩机还具有在气缸开口端和阀板之间的、分别开闭多个吸气孔的多个吸入簧片阀。吸入簧片阀中至少有一个具有与其它簧片阀不同的固有频率。通过这样的构成，因为能够提高冷媒压缩机的制冷能力和压缩效率，所以能够适合空调器和冷冻冷藏装置等的用途。

Claims (3)

1.一种冷媒压缩机，其特征在于，具有：

活塞；

收容所述活塞的气缸；

设置在所述气缸的开口端，并设置有第1吸气孔和第2吸气孔的阀板；

设置在所述气缸的开口端和所述阀板之间，用于开闭所述第1吸气孔的第1吸入簧片阀；

设置在所述气缸的开口端和所述阀板之间，用于开闭所述第2吸气孔并具有与所述第1吸入簧片阀不同的固有频率的第2吸入簧片阀。

2.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于，

所述第1吸入簧片阀具有第1变形部，所述第2吸入簧片阀具有第2变形部，至少是以下任一种情形：所述第1吸入簧片阀的形状相对于第1变形部的中心线非对称，或者是所述第2吸入簧片阀的形状相对于第2变形部的中心线非对称。

3.如权利要求1所述的冷媒压缩机，其特征在于：

所述第1吸入簧片阀和所述第2吸入簧片阀中的至少一个，从所述阀板的所述气缸的开口端面至另一端面，朝着所述第1吸气孔和所述第2吸气孔的间隔变小的方向倾斜。

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