CN1950612A - 密闭型旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种密闭型旋转式压缩机，在密闭箱(1)内收容有通过转轴(4)连接的电动机部(3)和第一、第二压缩机构部(2A、2B)，第二二压缩机构部(2B)利用密闭箱内压力与作用于叶片前端部的缸室(14b)内压力的压力差对叶片(15b)推压施力，可在通过吸入孔(d)将低压制冷剂导入缸室(14b)内来进行压缩运转的通常运转、以及将高压制冷剂导入缸室(14b)内使叶片(15b)离开偏心辊(13b)从而不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换，设有一端具有在缸室(14b)内直接开口的开口部(e)、另一端与密闭箱(1)内连通的高压导入通路(P)，在高压导入通路(P)的中途部设有电磁开闭阀(28)。

Description

密闭型旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及一种例如构成空调机的制冷循环的密闭型旋转式压缩机。

背景技术

一般的密闭型旋转式压缩机的结构为箱内高压型，即在密闭箱内收容有电动机部及与该电动机部连接的压缩机构部，将在压缩机构部压缩的气体临时排出到密闭箱内。

所述压缩机构部在设于缸体内的缸室内收容有偏心辊。另外，在缸体内设有叶片室，其内可自由滑动地收纳有叶片(blade)。利用压缩弹簧推压施力，使所述叶片的前端缘始终朝缸室侧突出，从而弹性地抵接在偏心辊的周面上。由此，缸室沿着偏心辊的旋转方向被叶片分割成吸入室和压缩室。

然而，近年来，上下具有两套所述压缩机构部的双缸密闭型旋转式压缩机正在标准化。另外，在这种压缩机中，若能够包括始终起着压缩作用的压缩机构部和根据需要可在压缩—停止之间切换的压缩机构部，则可增加规格，较为有利。

例如，在日本专利特开平1-247786号公报中公开了如下技术：具有两个缸室，具有根据需要使任意一方的叶片的背面侧变为中间压、并将高压导入缸室的高压导入构件，利用叶片前端侧与背面侧的压力差强行地使叶片离开偏心辊予以保持，从而使压缩作用中断。

发明的公开

这种压缩机在功能上极其出色，但为了构成高压导入构件，设有连通一方缸室和密闭箱内的高压导入孔，另外，为使叶片的背面侧变为中间压而密闭地在制冷循环中设有两段式节流机构，从该节流机构的中间部分开设有与一侧的叶片室连通、且中途部具有电磁开闭阀的旁通制冷剂管。

即，必须对压缩机进行钻孔加工以形成高压导入构件，且制冷循环中的节流装置必须为两段式节流机构，另外，在该两段式节流机构与缸室之间连接旁通制冷剂管等，从而使配管长度变长。因此，不但结构复杂、对成本产生恶劣影响，而且通常运转时的吸入阻抗变大，可能会使效率降低。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种以具有多个压缩机构部为前提、至少一个压缩机构部可在进行压缩运转的通常运转和不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换、且通过缩短配管长度来简化配管以实现成本抑制的小型、高性能的密闭型旋转式压缩机。

为了实现上述目的，本发明的密闭型旋转式压缩机，在密闭箱内收容有通过转轴连接的电动机部和多个压缩机构部，至少一个压缩机构部利用作用于叶片背面部的密闭箱内压力与作用于叶片前端部的缸室内压力的压力差对叶片推压施力，可在通过吸入孔将低压制冷剂导入缸室内来进行压缩运转的通常运转、以及将高压制冷剂导入缸室内使叶片离开偏心辊从而不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换，设有一端具有在可进行运转切换的压缩机构部的缸室内直接开口的开口部、另一端与密闭箱内连通的高压导入通路，在该高压导入通路的中途部设有开闭高压导入通路的开闭构件。

附图说明

图1是本发明的一实施形态的密闭型旋转式压缩机的纵剖视图和制冷循环构成图。

图2是将该实施形态的第一压缩机构部和第二压缩机构部各自的一部分分解表示的立体图。

图3是用于说明该实施形态的通常运转时的作用的图。

图4是用于说明该实施形态的特殊运转时的作用的图。

图5是用于说明该实施形态的高压导入通路的连接位置的图。

图6是用于说明其它实施形态的高压导入通路的连接位置的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的一实施形态进行说明。

图1是密闭型旋转式压缩机R的截面结构和具有该密闭型旋转式压缩机R的制冷装置的制冷循环构成图。

首先对密闭型旋转式压缩机R进行说明，1是密闭箱，在该密闭箱1内的下部设有下述的第一压缩机构部2A和第二压缩机构部2B，在上部设有电动机部3。这些电动机部3和第一、第二压缩机构部2A、2B通过转轴4连接。

所述电动机部3使用例如无刷直流同步电动机(也可使用交流电动机或商用电动机)，包括：固定在密闭箱1的内表面上的定子5；以及在该定子5的内侧隔开规定间隔地配置、并嵌合在所述转轴4上的转子6。另外，电动机部3与可改变运转频率的变频器(inverter)30相连，并通过该变频器与进行变频控制的控制部40电气性连接。

所述第一、第二压缩机构部2A、2B各自具有在转轴4的下部夹着中间隔板7地上下配置的第一缸体8A和第二缸体8B。这些第一、第二缸体8A、8B设定为相互的外形形状尺寸不同而内径尺寸相同。第一缸体8A的外径尺寸形成为稍大于密闭箱1的内径尺寸，在压入密闭箱1内周面后，通过从密闭箱1外部进行焊接加工来定位固定。

在第一缸体8A的顶面部重叠有主轴承9，它与阀盖a一起通过安装螺栓10安装固定在缸体8A上。在第二缸体8B的底面部重叠有副轴承11，它与阀盖b一起通过安装螺栓12安装固定在第二缸体8B上。

所述中间隔板7及副轴承11的外径尺寸比第二缸体8B的内径尺寸大一定量，而且该缸体8B的内径位置偏离缸体中心。因此，第二缸体8B的外周的一部分比中间隔板7及副轴承11的外径更向径向突出。

另一方面，所述转轴4的中途部和下端部可自由旋转地由主轴承9和副轴承11枢支。另外，转轴4贯穿各缸体8A、8B内部，且一体地具有以大致180°的相位差形成的两个偏心部4a、4b。各偏心部4a、4b相互具有相同的直径，并以位于各缸体8A、8B内径部的形态进行组装。在各偏心部4a、4b的周面上嵌合有相互具有相同直径的偏心辊13a、13b。

所述第一缸体8A和第二缸体8B由所述中间隔板7、主轴承9及副轴承11界定上下表面，在各自的内部形成有缸室14a、14b。各缸室14a、14b相互形成为相同的直径及高度尺寸，在各缸室14a、14b中分别可自由偏心旋转地收容有所述偏心辊13a、13b。

各偏心辊13a、13b的高度尺寸形成为与各缸室14a、14b的高度尺寸大致相同。由此，虽然偏心辊13a、13b相互有180°的相位差，但通过在缸室14a、14b内偏心旋转，可在缸室内设定为相同的排除容积。在各缸体8A、8B中设有与缸室14a、14b连通的叶片室22a、22b。在各叶片室22a、22b中可相对于缸室14a、14b自由突出、退回地收容有叶片15a、15b。

图2是将第一压缩机构部2A和第二压缩机构部2B各自的一部分分解表示的立体图。

所述叶片室22a、22b包括：可供叶片15a、15b的两侧面自由滑动地进行移动的叶片收纳槽23a、23b；以及一体地连设在各叶片收纳槽23a、23b端部并收容叶片15a、15b的后端部的竖孔部24a、24b。尤其在所述第一缸体8A上设有连通外周面和叶片室22a的横孔25，用于收容弹簧构件26。弹簧构件26是夹在叶片15a的背面侧端面与密闭箱1内周面之间、通过对叶片15a施加弹力(背压)使叶片15a的前端缘与偏心辊13a接触的压缩弹簧。

在所述第二缸体8B侧的叶片室22b中除了叶片15b之外没有收容任何构件，如下所述，根据叶片室22b的设定环境和下述的压力切换机构(构件)K的作用，使叶片15b的前端缘与所述偏心辊13b接触。

各叶片15a、15b的前端缘俯视形成为半圆状，可以与偏心辊的转角无关地与俯视为圆形形状的偏心辊13a、13b的周壁线接触。另外，在所述偏心辊13a、13b沿缸室14a、14b的内周壁偏心旋转时，叶片15a、15b沿叶片收纳槽23a、23b往复运动，从而将缸室14a、14b分割成吸入室和压缩室。另外，叶片15a、15b的后端部可自由地从竖孔部24a、24b进退。

如上所述，基于所述第二缸室8B的外形形状尺寸与所述中间隔板7及副轴承11的外形尺寸的关系，第二缸体8B的外形的一部分露出在密闭箱1内。该露出在密闭箱1内的部分设计成与所述叶片室22b相当，由此，叶片室22b及叶片15b后端部直接受到箱内压力。

特别地，由于第二缸体8B及叶片室22b是结构物，故即使受到箱内压力也没有任何影响，由于叶片15b可自由滑动地收容在叶片室22b中，且后端部位于叶片室22b的竖孔部24b中，故直接受到箱内压力。

另外，叶片15b的前端部与第二缸室14b相对，叶片前端部受到缸室14b内的压力。其结果是，叶片15b根据前端部和后端部受到的相互的压力大小，从压力大的一侧向压力小的方向移动。

设有保持机构35，它与设在第二缸体8B上的叶片室22b的纵孔部24b相邻设置，并在通常运转时以比导入缸室14b中的吸入压力与导入叶片室22b中的密闭箱1内压力的压差小的力对叶片15b朝使其离开偏心辊13a的方向施力。所述保持机构35可使用永磁体、电磁体或弹性体中的任一种。

若进一步说明，则保持机构35以比作用于第二缸室14b中的吸入压力与作用于叶片槽22中的密闭箱1内压力的压差小的力对所述叶片15朝使其离开偏心辊13的方向施力并予以保持。通过采用永磁体作为保持机构35，可始终以规定的力来磁力吸引叶片15。

或者，也可以用电磁体代替永磁体，根据需要进行磁力吸引。或者，保持机构35也可以采用作为弹性体的拉伸弹簧。通过将该拉伸弹簧的一端部挂在叶片15的背面端部，从而始终以规定的弹力施加拉力。

在各缸体8A、8B上设有供安装螺栓10、12插通或螺旋插入的安装孔或螺纹孔，且只在第一缸体8A上设有圆弧状的通气用孔部27。

再次如图1所示，在所述密闭型旋转式压缩机R中具有由管子构成的高压导入通路(高压导入构件)P，在该高压导入通路的中途部设有电磁开闭阀(开闭构件)28，从而可自由开闭高压导入通路P。

对所述高压导入通路P进行说明，其一端部贯穿密闭箱1而面对内部。另外，高压导入通路P与密闭箱1的外周面平行地沿轴向朝下部侧延伸，在中途部设有所述电磁开闭阀28。

高压导入通路P的另一端在密闭箱1的下部再次贯穿密闭箱1并向内部延伸，且与形成在构成第二压缩机构部2B的第二缸体8B上的开口部、即孔部e相连，从而在第二缸室14b内直接开口。

图5表示连接有吸入管16b的吸入孔d和构成高压导入通路P的开口部的所述孔部e相对于第二缸体8B的连接位置的设定条件的图。即，构成高压导入通路P的开口部的孔部e设置在从偏心辊13b关闭所述吸入孔d的位置(压缩开始位置)起再转90度的范围内的由偏心辊13b关闭的位置(孔部e与压缩室隔断的位置)上。

再次如图1所示，具有这种结构的密闭型旋转式压缩机R组装在制冷循环装置的制冷循环回路中。即，在密闭箱1的上端部连接有排出管18。该排出管18经由冷凝器19、膨胀机构20及蒸发器21与蓄存器17相连。

在所述蓄存器17的底部连接有相对于压缩机R的吸入管16a、16b。一侧的吸入管16a贯穿密闭箱1，并通过在缸体8A上形成的吸入孔直接连通到第一缸室14a内。另一侧的吸入管16b的中途部具有止回阀29，与密闭型旋转式压缩机R相连。即，吸入管16b贯穿密闭箱1，并通过在第二缸体8B上形成的所述吸入孔d直接连通到第二缸室14b内。仅如图5所示，所述高压导入通路P在第二缸室14b内开口的孔部e连接在所述吸入管16b的附近位置上。

由中途部具有所述电磁开闭阀28的高压导入通路P、以及与第二缸室14b相连并在中途部具有止回阀29的吸入管16b构成压力切换机构K。基于该压力切换机构K的切换动作、即电磁开闭阀28的开闭操作，如下所述地向第二缸室14b中导入排出到密闭箱1内的高压气体、或导入经过蓄存器17后的低压气体。

下面，对具有所述密闭型旋转式压缩机R的制冷循环装置的作用进行说明。

(1)选择通常运转(全功率运转)时

图3是对此时的作用进行说明的图，该图的上部概略地表示密闭型旋转式压缩机R和蓄存器17的作用和制冷剂的流路，该图的下部概略地表示第二压缩机构部2B的作用。

选择通常运转(全功率运转)时，所述控制部40进行控制使设置在高压导入通路P上的电磁开闭阀28关闭，另外，控制部40通过变频器30将运转信号发送给电动机部3的变频回路。转轴4被驱动旋转，从而第一压缩机构部2A和第二压缩机构部2B同时作用。

即，偏心辊13a、13b在各缸室14a、14b内进行偏心旋转。在第一压缩机构部2A，由于叶片15a始终被弹簧构件26弹性地推压施力，故叶片15a的前端缘与偏心辊13a的周壁滑接，从而使第一缸室14a内部二分为吸入室和压缩室。在偏心辊13a与缸室14a内周面的滚动接触位置和叶片收纳槽23a一致、叶片15a退到最后方的状态下，该缸室14a的空间容量达到最大。制冷剂气体从蓄存器17通过第一吸入管16a吸入、充满第一缸室14a。

伴随偏心辊13a的偏心旋转，偏心辊相对于第一缸室14a内周面的滚动接触位置移动，从而使缸室14a的被隔出的压缩室的容积减小。即，先前导入缸室14a中的气体逐渐地被压缩。转轴4继续旋转，第一缸室14a的压缩室的容量进一步减小，气体被压缩，在上升到规定压力时，未图示的排出阀打开。高压气体通过阀盖a排出到密闭箱1内并充满密闭箱1。接着，从密闭箱上部的排出管18排出。

另外，由于设在高压导入通路P上的电磁开闭阀28关闭，故即使充满密闭箱1内部的高压气体从高压导入通路P的一端部侵入，也会在中途部被截断，因此排出压力(高压)不会导入作为另一端部的第二缸室14b。

另一方面，在蒸发器21中蒸发、且在蓄存器17中被气液分离的低压蒸发制冷剂从第二吸入管16b通过止回阀29导入第二压缩机构部2B、即第二缸室14b中。第二缸室14b内成为吸入压(低压)环境，另一方面，其叶片室22b露出到密闭箱1内而处在排出压(高压)下。在所述叶片15b上，前端部为低压条件而后端部为高压条件，故在前后端部存在压差。

在该压差的影响下，通过推压施力使叶片15b的前端部与偏心辊13b滑接。即，与第一缸室14a侧的叶片15a受到弹簧构件26的推压施力而进行的压缩作用完全相同的压缩作用也在第二缸室14b中进行。其结果是，在密闭型旋转式压缩机R中，进行第一压缩机构部2A和第二压缩机构部2B这两者都发挥压缩作用的全功率运转。

从密闭箱1通过排出管18排出的高压气体导入冷凝器19中而冷凝液化，在膨胀机构20中绝热膨胀，在蒸发器21中从热交换空气中夺取蒸发潜热而起到制冷作用。另外，蒸发后的制冷剂被导入蓄存器17中进行气液分离，并重新从各吸入管16a、16b吸入压缩机R的第一、第二压缩机构部2A、2B中，从而在上述路径中循环。

(2)选择特殊运转(功率减半运转)时

图4是说明此时的作用的图，该图的上部概略地表示密闭型旋转式压缩机R和蓄存器17的作用和制冷剂的流路，该图的下部概略地表示第二压缩机构部2B的作用。

选择特殊运转(功率减半运转)时，控制部40进行切换设定，使设在高压导入通路P上的开闭阀28打开。在第一压缩机构部2A，如上所述，进行通常的压缩作用，排出到密闭箱1内的高压气体充满密闭箱1，成为箱内高压。

充满密闭箱1内部的高压气体从排出管18排出，但一部分高压气体从密闭箱1直接导入高压导入通路P，通过打开的电磁开闭阀28导入第二缸室14b内。第二缸室14b处在排出压(高压)环境下，另一方面，叶片室22b仍然处在与箱内高压相同的状况下。

因此，叶片15b的前后端部都受到高压的影响，在前后端部不存在压差。叶片15b在与偏心辊13b的外周面分离的位置上不产生移动，保持停止状态，故在第二缸室14b中不进行压缩作用，第二压缩机构部2B处在停止状态。其结果是，仅第一压缩机构部2A的压缩作用有效，从而形成功率减半的运转。

另外，充满第二缸室14b的高压气体的一部分逆流入第二吸入管16b中，欲返回到蓄存器17中。然而，由于在该吸入管16b上设有止回阀29，故阻止其逆流到蓄存器中。另外，由于第二缸室14b的内部为高压，故压缩气体不会从密闭箱1内向第二缸室14b内泄漏，也不会发生由此造成的损失。因此，可在压缩效率不下降的情况下进行功率减半的运转。

无需像以往的压缩机那样在一侧的压缩机构部设置将叶片固定在上死点的复杂机构，可以省去对叶片施力的弹簧构件。另外，可使中途部设有电磁开闭阀28的高压导入通路P在密闭箱1和第二缸室14b之间连通、并在吸入管16b上设置止回阀29从而构成压力切换机构K，因此，可提供一种能以简单的结构使容量可变、在成本上有利、制造性出色、且高效率的密闭型旋转式压缩机。

另外，将所述高压导入通路P的一端开口部、即孔部e设在了第二缸体8B上，但并不局限于此。

图6表示本发明的其它实施形态的压缩机构部的侧视图。例如，如图6所示，也可以在夹在第一压缩机构部2A和第二压缩机构部2B之间的中间隔板7上设置孔部50，在此连接高压导入通路P的端部。

设在中间隔板7上的孔部50的一端部在中间隔板7的周面上开口，并连接高压导入通路P，另一端部在第二缸室14b中开口。在中间隔板7的周面上开口的孔部50的位置不必多说，与上述相同，为使孔部50在从偏心辊13b关闭在第二缸室14b中开口的吸入孔的位置(压缩开始位置)起再转90度的范围内可由偏心辊13b关闭，而处在从与第一压缩机构部2A连通的吸入管16a和与第二压缩机构部2B相连的吸入管16b的连接位置起的规定角度θ的范围内。

另外，作为连接高压导入通路P的一端部的孔部也可以设在例如副轴承11上。由于所述孔部的位置选择条件与设在第二缸体8B上时、设在中间隔板7上时完全相同，故在此省去其说明。

无论是哪种情况，由于都采用所述密闭型旋转式压缩机R，用于使多个压缩机构部2A、2B中的至少一个压缩机构部(2B)进行空转(非压缩运转)的高压导入通路P在规定缸体(8B)中直接开口地进行设置，故无需复杂的配管结构即可在通常运转和不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换。

另外，虽然高压导入通路P在通常运转时会形成产生再膨胀损失的死余隙容积(dead clearance volume)，但通过将作为开口部的孔部e设置在从偏心辊13b关闭所述吸入孔d的位置起再转90度的范围内可由偏心辊13b关闭的位置上，可使该损失变得极小。另外，由于可以缩短高压导入通路，故可在不产生压力损失的状态下将刚排出到密闭箱1内的气体导入缸室中，从而使作用于叶片前端部和背面部的压力差几乎消除。

另外，在进行使第二压缩机构部2B处于空转(非压缩运转)状态的特殊运转(功率减半运转)时，对第二压缩机构部2B的叶片15b予以保持的保持机构35只需较小的保持力即可。即，在采用磁体作为保持机构35时，只需较小的磁吸附力即可，从而可实现磁体的小型化。由于可减小磁吸附力，故作用在与磁力相反的方向上的压力较小即可，从而可以提高从通常运转(全功率运转)到特殊运转(功率减半运转)的切换性。

另外，无需在连通构成制冷循环的蓄存器17和压缩机R的第二吸入管16b的中途部连接分支管。即，作为将高压气体直接导入第二缸室14b中的方法，可以将高压导入通路的一端部分支连接到与密闭箱1相连的排出管18上，将另一端部分支连接到第二吸入管16b上，从而将制冷循环的高压压力导入第二吸入管。

这种情况下，尤其是第二压缩机构部2B的吸入通路变长，通常运转时的吸入阻抗变大，从而可能使效率下降。因此，可将吸入管16b设为必要的最短长度，从而不产生吸入损失，实现压缩机R的小型化。

在采用上述结构的情况下，高压导入通路也变长，由于压力损失，缸室内的压力变得小于作用于叶片背面的密闭箱内压力。因此，非压缩运转时叶片易于产生晃动，作为其对策，如果使保持叶片的保持机构35的保持力变得更大，则从特殊运转向通常运转的切换便无法顺利地进行。另外，由于配管相互间的连接处变多，故会产生制造性差等问题。

工业上的可利用性：

采用本发明，可起到无需复杂的配管结构即可在通常运转和不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换、且不会加大吸入通路阻抗、不会影响通常运转时的压缩工作等效果。

Claims (2)

1、一种密闭型旋转式压缩机，在密闭箱内收容有通过转轴连接的电动机部和多个压缩机构部，

至少一个压缩机构部利用作用于叶片背面部的密闭箱内压力与作用于叶片前端部的缸室内压力的压力差对叶片推压施力，可在通过吸入孔将低压制冷剂导入所述缸室内来进行压缩运转的通常运转、以及将高压制冷剂导入所述缸室内使叶片离开偏心辊从而不进行压缩运转的非压缩运转之间进行切换，

其特征在于，包括：一端具有在可进行所述运转切换的压缩机构部的缸室内直接开口的开口部、另一端与密闭箱内连通的高压导入通路；以及设在该高压导入通路中途部的开闭该高压导入通路的开闭构件。

2、如权利要求1所述的密闭型旋转式压缩机，其特征在于，所述高压导入通路的一端开口部形成在构成所述压缩机构部的缸体上、或形成在夹在所述多个压缩机构部之间的中间隔板上、或形成在对所述转轴进行轴支承的轴承上，且设在从偏心辊关闭所述吸入孔的位置起再转90度的范围内的由偏心辊关闭的位置上。

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