CN102619755B - 压缩机及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

一种压缩机及制冷循环装置，其能抑制因将汽缸室内一分为二成吸入侧和排出侧的叶片的机械密封性降低，容积效率高。所述压缩机设有一体型汽缸、滚筒以及叶片，其中，所述一体型汽缸是将轴承部和汽缸部形成为一体而构成的，汽缸部的汽缸室被与一体型汽缸分体形成的封闭构件封闭，所述滚筒被配置成能在汽缸室内偏心旋转，所述叶片被配置成能在设于汽缸部的叶片槽内往复滑动。将滚筒的外周面与轴承部侧端面之间的第一角落部的曲率半径形成为比一体型汽缸的汽缸室内周面与轴承部内表面之间的边界角落部的曲率半径小。

Description

压缩机及制冷循环装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种压缩机及包括该压缩机的制冷循环装置。

背景技术

作为一般的压缩机，已知有如下所述的旋转型压缩机，在该旋转型压缩机中，通过使滚筒在压缩机构部的汽缸室内偏心旋转，来压缩流体。这种压缩机的压缩机构部包括：汽缸部，该汽缸部具有被汽缸内周面围起的汽缸室；封闭构件，该封闭构件对转轴予以支承，且对汽缸室进行封闭；以及叶片，该叶片与滚筒的外周面抵接，将汽缸室内一分为二成吸入侧和排出侧。

此外，上述压缩机还包括汽缸部与轴承部形成为一体的压缩机构部。

在汽缸部与轴承部形成为一体的情况下，在生产过程中，在设于汽缸部的内表面上的汽缸室内的边界角落部处形成具有一定曲率半径的曲面。此外，在汽缸室内偏心旋转的滚筒的与汽缸室内的边界角落部相对的角落部处也设置具有相同曲率半径的曲面。

但是，若使汽缸室内的边界角落部的曲率半径和滚筒的与边界角落部相对的角落部的曲率半径相同，则会在滚筒的外周面与和外周面相抵接的叶片的前端面之间形成间隙空间。若在滚筒的外周面与叶片的前端面之间形成的间隙空间较大，则将汽缸室内一分为二成吸入侧和排出侧的叶片的机械密封性会降低，压缩机的容积效率降低。

专利文献1：日本专利特开平10－131879号公报

发明内容

根据本发明的实施方式，提供一种能抑制因将汽缸室内一分为二成吸入侧和排出侧的叶片的机械密封性降低、容积效率高的压缩机。

本发明实施方式的压缩机包括：转轴；以及一体型汽缸，该一体型汽缸是将对转轴予以支承的轴承部和具有被汽缸内周面围起的汽缸室的汽缸部形成为一体而构成的。

一体型汽缸的汽缸室被与一体型汽缸分体形成的封闭构件封闭，并设有配置成能在汽缸室内滑动旋转的滚筒和配置成能在设于汽缸部的叶片槽内往复滑动的叶片。

此外，将滚筒的外周面与轴承部侧面之间的第一角落部的曲率半径形成为比一体型汽缸的汽缸内周面与轴承部内表面之间的边界角落部的曲率半径小。

藉此，能提供一种机械密封性和润滑性高、容积效率高的压缩机。

附图说明

图1是第一实施方式的压缩机的纵剖视图。

图2是第一实施方式的汽缸室内的主要部分的剖视示意图。

图3是第二实施方式的汽缸室内的主要部分的剖视示意图。

图4是第三实施方式的汽缸室内的主要部分的剖视示意图。

图5是第四实施方式的制冷循环装置的示意图。

(符号说明)

1 密闭壳体

2 压缩机构部

3 电动机部

4 汽缸室

5 汽缸部

6 主轴承部

7 副轴承

8 轴偏心部

9 转轴

10 滚筒

10a 外周面

11 叶片槽

12 叶片

12a 前端面

14 排出阀装置

16 边界角落部

18 第一角落部

19 第二角落部

20 一体型汽缸

30 弹簧

31 润滑油

40 气液分离器

100 压缩机

101 四通阀

102 第一热交换器

103 膨胀装置

104 第二热交换器

A 制冷循环装置

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式的压缩机100的纵剖视图，图2是表示其主要部分的示意图。

第一实施方式的压缩机100是对制冷剂进行压缩的密闭型旋转压缩机，在纵向较长的圆筒状密闭壳体1的内部包括配置在下方的压缩机构部2和配置在上方的电动机部3。

压缩机构部2和电动机部3被转轴9连接，在电动机部3中产生的旋转动力经由转轴9传递至压缩机构部2。

压缩机构部2具有一体型汽缸20。一体型汽缸20是将位于下方的汽缸部5与配置在汽缸部5的上方且用于将转轴9支承成能旋转的主轴承部6形成为一体而构成的。

一体型汽缸20设有汽缸室4，该汽缸室4是通过端铣刀加工等切削加工从汽缸部5的下方端面穿设而成的空洞部。在该汽缸室4内能偏心旋转且自转地配置有轴偏心部8和与轴偏心部8嵌合的滚筒10，其中，上述轴偏心部8设置在转轴9的长边方向中间部。汽缸室4的下方开口部被副轴承7封闭，该副轴承7不仅是封闭构件，其还是转轴9的支承构件。

即，如图2所示，汽缸室4被汽缸部5的内周面4a、主轴承部6的底部内表面6a和作为封闭构件的副轴承7封闭。

此外，滚筒10形成为具有外周面10a、一端侧面10b和另一端侧面10c的大致圆筒形状，其中，上述外周面10a与汽缸室4的内周面4a相对且没有凹凸、光滑地形成，上述一端侧面10b是与轴承部相对的平面，上述另一端侧面10c是与上述封闭构件相对的平面。

在汽缸部5上穿设有向汽缸室4开口的叶片槽11，大致矩形的叶片12配置成能自由往复移动。叶片12在基端被弹簧30按压、前端面12a与滚筒10的外周面10a抵接的状态下，随着滚筒10的偏心旋转而在叶片槽11内往复移动。藉此，将汽缸室4内一分为二成低压的吸入侧和高压的排出侧。

在汽缸室4的吸入侧设有用于将制冷剂从密闭壳体1外部吸入的未图示的吸入口，该吸入口与密闭壳体1外部的气液分离器40连通。

此外，在主轴承部6中设有未图示的排出通路，该排出通路被仅能在排出方向上打开关闭的排出阀14封闭。此外，在主轴承部6的上部设有排出消音器15，该排出消音器15覆盖排出通路。

在密闭壳体1内的下方贮存有润滑油31，其被供给至压缩机构部2内的汽缸室4和主轴承部6及副轴承7的滑动面。

在此，如图2所示，由汽缸室4的内周面4a和主轴承部6的底部内表面6a形成边界角落部16。由于在加工成型汽缸室4时边界角落部16复制磨削工具的前端形状，因此其在内周面4a的大致整周上形成具有曲率的曲面。将上述被复制的曲面的曲率半径设为Rc。

设置在汽缸室4内的滚筒10具有：第一角落部18，该第一角落部18形成在和主轴承部6相对的一端侧面10b与外周面10a相交的角落部的整周上；以及第二角落部19，该第二角落部19形成在靠副轴承7一侧的另一端侧面10c与外周面10a相交的角落部的整周上。在此，第一角落部18形成为曲率半径为Rr1，第二角落部19形成为曲率半径为Rr2。

滚筒10的外周面10a与汽缸室4的内周面4a之间的间隙Cs、滚筒10的一端侧面10b与主轴承部6的底部内表面6a之间的间隙Ct被由润滑油31形成的油膜填满，藉此，滚筒10的滑动旋转良好，并可确保汽缸室4内的气密性。

一般来说，为了使滚筒10与汽缸室4之间的间隙Ct、Cs最小，滚筒10在汽缸室4内滑动旋转的压缩机形成为第一角落部18的曲率半径Rr1与边界角落部16的曲率半径Rc相等(Rr1＝Rc)，其中，汽缸室4具有边界角落部16，该边界角落部16复制端铣刀等磨削工具刀的前端形状。

但是，此时，由滚筒10的外周面10a、主轴承部6的底部内表面6a和叶片12的前端面12a围成的空间U变大，从而无法维持汽缸室4的吸入侧与排出侧之间较高的气密性。

特别是，在汽缸室4形成得较小而磨削工具的大小相对变大的情况下，因由滚筒10的外周面10a、主轴承部6的底部内表面6a和叶片12的前端面12a围成的空间U的大小对气密性的影响变得显著。

因此，本实施方式的滚筒10的第一角落部18的曲率半径Rr1形成为比边界角落部16的曲率半径Rc小(Rr1＜Rc)。藉此，与图2中用虚线X表示的边界角落部16的曲率半径Rc和第一角落部18的曲率半径Rr1相等(Rc＝Rr1)的情况相比，由主轴承部6、滚筒10和叶片12围成的空间U变小，从而能确保较高的气密性。

在此，较为理想的是，第一角落部18的曲率半径Rr1比边界角落部16的曲率半径Rc小(Rr1＜Rc)，且能保持用油膜来确保气密性的间隙Ct、Cs，达到边界角落部16与第一角落部18相接触的程度，既不干涉也不摩擦。

此外，滚筒10的第二角落部19的曲率半径Rr2形成为比第一角落部18的曲率半径Rr1小(Rr2＜Rr1)，与图2中用点划线Y表示的第一角落部18和第二角落部19的曲率半径Rr1、Rr2相等的情况相比，能将由汽缸室4的内周面4a、副轴承7的汽缸室封闭面7a和滚筒10的外周面10a围成的空间V、由副轴承7的汽缸室封闭面7a、叶片12的前端面12a和滚筒10的外周面10a围成的空间W形成得较小。

如上所述，若将U、V、W形成得较小，则能形成气密性更高的汽缸室4，并能形成将汽缸室4内一分为二成低压的吸入侧和高压的排出侧的压缩机构部2。

而且，在滚筒10的外周面10a上没有设置始终与叶片12抵接的槽部，若转轴9旋转、轴偏心部8和滚筒10偏心旋转，则滚筒10在轴偏心部8的周围顺畅地自转。藉此，滚筒10的外周面10a不会局部与叶片12的前端面12a抵接，外周面10a的一部分不会磨损，磨损粉末也不会飞散至压缩机构部2内。

此外，随着滚筒10自转，被供给至外周面10a与汽缸室4的内周面4a之间的间隙Cs的润滑油增多，从而可获得良好的润滑性和气密性。

以下，对如上所述构成的压缩机100的运转进行说明。

一旦从压缩机100外部供给驱动电流而使电动机部3驱动时，转轴9旋转，轴偏心部8及滚筒10在压缩机构部2的汽缸部5的汽缸室4内偏心旋转。

接着，从压缩机100的吸入口被吸入的低温低压的制冷剂会被吸入压缩机构部2的汽缸室4的吸入侧。被吸入汽缸室4内的制冷剂因滚筒10的偏心旋转被压缩而变成高温高压的制冷剂，并从汽缸室的排出侧经由排出通路和排出消音器15排出至密闭壳体1内，然后从设于密闭壳体1上部的排出管32朝密闭壳体1外部排出。

即便是像本实施方式这样具有将汽缸部5和主轴承部6形成为一体的一体型汽缸20的压缩机，通过将滚筒10的第一角落部18的曲率半径Rr1和复制有磨削工具刀的前端形状的汽缸室4的边界角落部16的曲率半径Rc设为Rr1＜Rc，并将曲率半径Rr1和第二角落部19的曲率半径Rr2设为Rr2＜Rr1，就能提供机械密封性和润滑性高、容积效率高的压缩机100。

此外，不用在滚筒10的外周面10a设置槽部就能光滑地自转，从而能提供滚筒10不磨损的可靠性高的压缩机100。

另外，在第一实施方式的一体型汽缸中，将主轴承部6配置在电动机部3侧，但在将主轴承部6和副轴承7上下交换、将作为封闭构件的副轴承7配置在电动机部3侧的情况下，也能得到同样的效果。

(第二实施方式)

在此，图3是表示第二实施方式的汽缸室4内的主要部分的剖视示意图。本实施方式的压缩机100与第一实施方式的压缩机100一样，在密闭壳体1内包括压缩机构部2、电动机部3和转轴9，对于同样的结构省略其说明。

如图3所示，一体型汽缸20的边界角落部16形成为朝主轴承部6侧凹陷(凹下)的曲率半径为Rc的曲面。

在制造过程中使用端铣刀等磨削工具来形成汽缸室4时，只在边界角落部16处加深磨削工具的进给量来进行磨削，从而形成上述凹陷的边界角落部16。

图3的虚线Z表示第一实施方式中第一角落部18的曲率半径Rr1。通过使边界角落部16凹陷，与虚线Z相比，能使曲率半径Rr1更小，在维持间隙Ct、Cs的状态下，能进一步减小由主轴承部6的底部内表面6a、滚筒10的外周面10a和叶片12的前端面12a围成的空间U。

藉此，能提供与第一实施方式的压缩机相比，叶片12处的机械密封性更高、容积效率更高的压缩机100。

此外，通过使边界角落部16凹陷，润滑油31得以积存，从而提高了滚筒10的润滑性，并能减少机械损耗。

(第三实施方式)

图4是表示第三实施方式的汽缸室4内的主要部分的剖视示意图。对于本实施方式的压缩机100，省略有关与第二实施方式的压缩机100相同的结构的说明。作为与第二实施方式不同的结构，如图4所示，一体型汽缸20的边界角落部16构成为朝汽缸室4的内周面4a侧凹陷且曲率半径为Rc。

在这种情况下，与第二实施方式一样，能提供一种与第一实施方式的压缩机相比，叶片12处的机械密封性更高、容积效率更高的压缩机100。此外，通过使边界角落部16凹陷，润滑油31得以积存，从而提高了滚筒10的润滑性。

(第四实施方式)

上述第一至第三实施方式的压缩机100可设置在例如空调机或热泵供热水器等的制冷循环装置中。图5是有关使用第四实施方式的压缩机100的制冷循环装置A的图，参照图5对制冷循环装置A的大致情况进行说明。

制冷循环装置A包括与压缩机100连接的四通阀101、第一热交换器102、膨胀装置103、第二热交换器104，这些构件依次用制冷剂配管连接。在该制冷循环装置A内封入有工作流体即制冷剂。

被压缩机100压缩并排出的制冷剂经由四通阀101如实线箭头所示地被供给至第一热交换器102。此时，第一热交换器102起到冷凝器的作用，从制冷剂中夺取冷凝热而使制冷剂凝缩。

在第一热交换器102中被冷凝的工作制冷剂经由制冷剂配管而在膨胀装置103中减压并被供给至第二热交换器104。第二热交换器104起到蒸发器的作用，从制冷剂中夺取蒸发热而使制冷剂蒸发。蒸发了的工作制冷剂经由制冷剂配管和四通阀101而被吸入至压缩机100，制冷剂可在上述路径中循环，使得制冷循环装置A的运转得以持续。

此外，通过利用四通阀101切换流路，制冷剂可在图5中用虚线箭头所示的路径中循环。即，从压缩机100排出的制冷剂从四通阀101在第二热交换器104、膨胀装置103、第一热交换器102中依次流动，在经由四通阀101被吸入压缩机100的路径中循环。此时，第一热交换器102起到蒸发器的作用，第二热交换器104起到冷凝器的作用。

如上所述，通过在制冷循环装置A中使用容积效率高、可靠性高的压缩机100，能提供一种性能高且可靠性高的制冷循环装置。

另外，上述第一至第三实施方式对压缩机构部是一级压缩机的情况进行了说明，但也可以使用多个压缩机构部。例如，也可以设置两级的压缩机构部，并使用对两级的压缩机构部进行分隔的隔板作为对一体型汽缸的汽缸室进行封闭的封闭构件。

此外，对在密闭壳体内设有压缩机构部和电动机部的密闭型压缩机进行了说明，但也可以在开放型的壳体内设置压缩机构部，并在壳体外配置电动机部、发动机等驱动元件来使用。

此外，本发明不限定于上述实施方式本身，在实施阶段能在不脱离本发明思想的范围内对构成要素进行变形来具体化。此外，可以通过对在上述实施方式中公开的多个构成要素进行适当组合来形成各种发明。也可以从全部构成要素中去除若干构成要素。

Claims (4)

1.一种压缩机，包括：

转轴；

一体型汽缸，该一体型汽缸是将对所述转轴予以支承的轴承部和具有被汽缸部内周面围起的汽缸室的所述汽缸部形成为一体而构成的；

封闭构件，该封闭构件具有对所述汽缸室进行封闭的端面，并与所述一体型汽缸分体形成；

滚筒，该滚筒具有与所述汽缸室的内周面相对的外周面、与轴承部相对的一端侧面和与所述封闭构件相对的另一端侧面，并配置成能在所述汽缸室内偏心旋转；以及

叶片，该叶片具有与所述滚筒的外周面抵接的前端面，并配置在设于所述汽缸部的叶片槽内，

其特征在于，

将由所述滚筒的外周面和一端侧面形成的第一角落部的曲率半径形成为比所述汽缸室的内周面与轴承部内表面之间的边界角落部的曲率半径小。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，将由所述滚筒的外周面与另一端侧面形成的第二角落部的曲率半径形成为比所述滚筒的第一角落部的曲率半径小。

3.如权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述一体型汽缸的边界角落部以从所述汽缸内周面或所述轴承部内表面凹陷的方式形成。

4.一种制冷循环装置，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的压缩机。