CN1089866C - 封闭式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种封闭式压缩机，具有装该封闭容器内的气缸、同轴地设在该气缸内的旋转轴、对该旋转轴进行旋转驱动的旋转轴驱动机构、设置在气缸的端面一侧且支承旋转轴同时在气缸内形成压缩室的轴承、随着旋转轴的旋转在压缩室内对被压缩气体进行压缩的压缩机构、设在主轴承上并将在压缩室内压缩后的被压缩气体向压缩室外排出的排出孔52、以及对排出孔52进行开闭的排出阀50，排出阀50具有设在排出孔52的靠压缩室外侧的阀座53以及与阀座53作面接触的阀体54。本发明可防止转速上升时阀体的破损。

Description

封闭式压缩机
本发明涉及空调机等所用的封闭式压缩机，尤其涉及消音结构的改良。
构成空调机或冰箱等的冷冻循环装置中所用的封闭式压缩机是在封闭容器内装入压缩机构，并从设于该压缩机构内的压缩室经过消音器后向压缩机构外部排出(制冷剂)。
在从压缩室向消音器排出的部位设有图9所示的排出阀1。排出阀1具有供制冷剂气体流通的孔部2、在图9中该孔部2的上端形成的环状阀座3、及与该阀座3相对设置且被一定的推压力推向阀座3的阀体4。
封闭式压缩机是在压缩机构的压缩室内部对制冷剂气体G进行压缩。一旦制冷剂气体在压缩室内部升压到规定压力，排出阀1的阀体4就打开，向消音器内排出(制冷剂)。
上述的传统封闭式压缩机具有以下问题。即，阀座3的与阀体4抵接的部位3a的剖面为半圆形状，使阀座3与阀体4成为线接触。因此，一旦转速升高，阀座3与阀体4之间的撞击就有可能导致阀体4破损。
为此本发明的目的在于提供一种即使转速上升也能防止阀体破损的封闭式压缩机。
为了解决上述问题并实现上述目的，本发明技术方案1是一种对被压缩气体进行压缩的封闭式压缩机，具有：封闭容器、装在该封闭容器内的气缸、同轴地设在该气缸内的旋转轴、对该旋转轴进行旋转驱动的旋转轴驱动机构、设置在上述气缸的端面一侧且支承上述旋转轴、同时在上述气缸内形成压缩室的轴承、随着上述旋转轴的旋转而在上述压缩室内对上述被压缩气体进行压缩的压缩机构、设在上述轴承上并将在上述压缩室内压缩后的上述被压缩气体向上述压缩室外排出的排出孔、以及对该排出孔进行开闭的排出阀，其特点是，上述排出阀具有设在上述排出孔的靠上述压缩室外侧的阀座、以及与该阀座进行面接触的阀体，上述阀座形成与上述阀体进行面接触的环状阀座平面部以及供上述被压缩流体流通的阀座内径部。
本发明技术方案2是在技术方案1中，使上述阀座平面部与上述阀座内径部之间的面积比为0.1以上。
本发明技术方案3是在技术方案1或2中，使上述阀座平面部与上述阀座内径部之间的面积比为0.5以下。
采用上述技术方案后产生以下的作用。即，技术方案1的排出阀具有设置在排出孔的靠压缩室外侧的阀座和与该阀座进行面接触的阀体，故即使转速上升也不会对阀体施加过大的破坏力，可以防止阀体的破损。另外，由于阀座形成与阀体进行面接触的环状阀座平面部和供被压缩流体流通的阀座内径部，故用简单的结构即可实现阀体与阀座的面接触。
采用技术方案2，由于使阀座平面部与阀座内径部之间的面积比为0.1以上，故可以扩大面接触的范围，能有效地防止阀体的破损。
采用技术方案3，由于使阀座平面部与阀座内径部之间的面积比在0.5以下，故可以减轻施加在阀体上的背压，可以防止排出阀的打开延迟。
对附图的简单说明
图1是本发明一实施形态的双气缸式旋转压缩机主要部分的纵剖图。
图2是装入该双气缸式旋转压缩机内的主轴承及旋转轴的立体图。
图3是装入该双气缸式旋转压缩机内的排出阀。
图4表示装入该双气缸式旋转压缩机内的阀座平面部面积与阀座内径部面积之比、运转频率及阀破坏区域关系的曲线图。
图5是表示该排出阀的阀座平面部面积与阀座内径部面积之比及开阀时间之间的关系的曲线图。
图6是表示装入该双气缸式旋转压缩机内的压缩室内制冷剂体积与压力之间关系的曲线图。
图7是表示该排出阀的阀座平面部面积与阀座内径部面积之比、差压及噪音降低量之间关系的曲线图。
图8是表示该双气缸式旋转压缩机上频率与声响功率级之间关系的曲线图。
图9是传统封闭式压缩机内所装的排出阀主要部分的纵剖图。
以下说明本发明实施形态。
图1是本发明一实施形态的双气缸式旋转压缩机10的纵剖图，图2是装入该双气缸式旋转压缩机(封闭式压缩机)10内的主轴承43的立体图。图3表示装入该双气缸式旋转压缩机10内的排出阀50。
双气缸式旋转压缩机10具有封闭容器20、装在该封闭容器20内的电动机部30(旋转驱动机构)、压缩机构40以及在封闭容器20内支承压缩机构40的框架60。
电动机部30具有安装在封闭容器20内壁部上的定子部31、旋转自如地设置在该定子部31的中空部的转子部32以及固定在该转子部32的中心部的旋转轴33。另外，旋转轴33的一端形成延伸到后述的上下气缸41、42内的偏心部33a、33b。
压缩机构40具有：圆筒状的上气缸41以及下气缸42，安装在上气缸41的上端面且在上气缸41内形成后述的压缩室45同时支承旋转轴33的主轴承43，安装在下气缸42的下端面且在下气缸42内形成后述的压缩室46同时支承旋转轴33的副轴承44，在上气缸41内形成的压缩室45，在下气缸42内形成的压缩室46，旋转自如地偏心设置在这些压缩室45、46内又分别与旋转轴33的偏心部33a、33b嵌合的转子47a、47b，以及在上气缸41的下端面与下气缸42的上端面之间进行分隔的分隔板48。
在上下气缸41和42上分别设有将制冷剂气体G引入压缩室45和46内的吸气通道41a和42a(未图示)。
在图1中主轴承43的上侧安装着第1消音室49a及第2消音室49b。在压缩室45和第1消音室49a之间设有排出阀50。另一方面，在图1中副轴承44的下侧安装着第3消音室49c。在压缩室46和第3消音室49c之间设有排出阀50。
排出阀50具有主体51、设在该主体51上的孔部52、设在孔部52的靠消音室一侧的阀座53、与该阀座53相对设置的阀体54、以一定的压力将该阀体54推压到阀座53一侧的挡块55。
阀座53具有设在图2中孔部52的上端一侧的阀座平面部53a以及位于该阀座平面部53a内侧的阀座内径部53b。另外，阀座平面部53a的面积(以下称“面积B”)和阀座内径部53b的面积(以下称“面积A”)之比如下所示定为最佳值。
与阀体54抵接的阀座53的阀座平面部53a的面积越大，阀座53与阀体54就越能成为面接触，阀体54就不易被破坏。如图4所示，(面积B/面积A)越小，则阀体54受破坏的区域越低。尤其是当(面积B/面积A)为0.1以下时，成为阀破坏区域的频率便急剧降低。因此，(面积B/面积A)最好为0.1以上。
另一方面，如果阀座53的阀座平面部53a增大，则施加背压的面积就增大，阀体54就难以打开。而且一旦(面积B/面积A)增大，孔部52就变窄，使制冷剂的流速加快。因此，将阀体54向上推的力就变小，使阀打开的时间t延迟。这样，有时就不能发挥规定的冷却能力。
如图5所示，阀的打开时间t在(面积B/面积A)为0.5以下时，就与(面积B/面积A)成比例缩短。而当(面积B/面积A)为0.5以上时就变得固定了。因此，(面积B/面积A)最好在0.5以下。
这种双气缸式旋转压缩机10是按如下方式对制冷剂气体G进行压缩的。即，一旦使电动机部30工作，旋转轴33立即旋转，转子47a和47b就在压缩室45内作偏心旋转。同时制冷剂气体G经过吸气通道41c和42c(未图示)而被引入压缩室45和46内。在压缩室45和46内由于转子47a和47b的作用，使内部的制冷剂气体G受到压缩并被升压。升压到规定压力后的制冷剂气体G从各自的排出阀50向第1消音室49a及第3消音室49c内排出，并在第2消音室49b内合流后向封闭容器20内排出。
图6是表示压缩室45内的制冷剂气体G的体积和压力之间关系的曲线图。即，随着在压缩室45内对制冷剂气体G进行压缩，压缩室45内的制冷剂压力从吸入压力上升到排出压力。然后，排出阀50打开，压缩室45内的制冷剂气体G向第1消音室49a内排出，但由于排出阀50的阻力等原因，排出阀50打开时压缩室45内的压力高于排出压力，制冷剂气体G在这样的状态下向第1消音室49a内排出。
紧接着，由于压缩室45内的压力与第1消音室49a内之间的压力差，使制冷剂气体G膨胀并成为压力变动成分，形成压缩机运转时的噪音。因此，为了降低压缩机运转时的噪音，有效的方法是减少排出阀50打开时压缩室45内的压力与第1消音室49a内的排出压力之间的压力差(差压)。这里，压力室45内与第1消音室49a内之间的差压Pp如下式所示：
Pp＝(Fv+Pd·面积B)/面积A                   …(1)
式中，Fv是排出阀50的阀体54推压阀座53的力。
因此，为了降低差压Pp，(面积B)/(面积A)越小越好。图7表示(面积B)/(面积A)、差压Pp及噪音降低量的关系。从图中可知，与(面积B)/(面积A)为0.5的场合相比，在(面积B)/(面积A)为0.4的场合，噪音要降低1dB。
另外，图8中实线α所示为(面积B)/(面积A)为0.53的场合，虚线β所示为(面积B)/(面积A)为0.22的场合，从中可知噪音显著降低。
这样，若考虑到阀的破损和阀的打开时间，则阀座平面部53a的面积(面积B)与阀座内径部53b的面积(面积A)之比(面积B)/(面积A)最好在0.1≤(面积B)/(面积A)≤0.5的范围之内。若还考虑到噪音问题，则在可能的条件下，应尽量接近0.1，这样更有利于降低噪音。
另外，本发明并不限于上述实施形态。即，上述实施形态是用于双气缸式旋转压缩机，其实也可用于单气缸式旋转压缩机。不言而喻，可在不脱离本发明宗旨的范围内有种种实施形态。
采用上述方案，将产生以下作用。即，采用技术方案1时，由于排出阀具有设置在排出孔的靠压缩室外侧的阀座和与该阀座进行面接触的阀体，故即使转速上升，也不会对阀体施加过大的破坏力，可以防止阀体破损。又由于阀座上形成与阀体作面接触的环状阀座平面部和供压缩流体流通的阀座内径部，故可用简单的结构实现阀体与阀座的面接触。
采用技术方案2时，由于使阀座平面部与阀座内径部之间的面积比为0.1以上，故可扩大面接触的范围，能有效地防止阀体的破损。
采用技术方案3时，由于使阀座平面部与阀座内径部之间的面积比在0.5以下，故可减轻对阀体施加的背压，可防止排出阀打开延迟。

Claims (3)

1.一种封闭式压缩机，是对被压缩气体进行压缩的封闭式压缩机，具有：
封闭容器；
装在该封闭容器内的气缸；
同轴地设在该气缸内的旋转轴；
对该旋转轴进行旋转驱动的旋转轴驱动机构；
设置在所述气缸的端面一侧且对所述旋转轴进行轴支承、同时在所述气缸内形成压缩室的轴承；
随着所述旋转轴的旋转而在所述压缩室内对所述被压缩气体进行压缩的压缩机构；
设在所述轴承上并将在所述压缩室内压缩后的所述被压缩气体向所述压缩室外排出的排出孔；
对该排出孔进行开闭的排出阀，对被压缩气体进行压缩，
其特征在于，所述排出阀具有设在所述排出孔的靠所述压缩室外侧的阀座、以及与该阀座进行面接触的阀体，所述阀座形成与所述阀体进行面接触的环状阀座平面部以及供所述被压缩流体流通的阀座内径部。
2.根据权利要求1所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述阀座平面部与所述阀座内径部之间的面积比为0.1以上。
3.根据权利要求1或2所述的封闭式压缩机，其特征在于，所述阀座平面部与所述阀座内径部之间的面积比为0.5以下。
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