CN1692228A - 回转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种设置有将叶片压紧在滚轮上的螺旋弹簧、能以简单且价廉的结构确保叶片与叶片槽之间的接触面积、抑制作动流体泄漏的小型化的回转式压缩机。该回转式压缩机，具有：密闭容器(1)；布置在密闭容器(1)的内部、设置有叶片槽(4a)的气缸(4)；设置有偏心部(5a)的曲轴；可自由回转地配合在曲轴的偏心部(5a)上、在气缸(4)内部进行偏心回转运动的滚轮(6)；设置在气缸(4)的叶片槽(4a)内与滚轮(6)的前端接触的同时在叶片槽(4a)内进行往复运动的叶片(7)；将叶片(7)压紧在滚轮(6)上的螺旋弹簧(20)，叶片(7)，在叶片(7)的与滚轮(6)相接触的相反侧设置有弹簧孔(7d)，在弹簧孔(7d)中至少容纳一部分螺旋弹簧(20)。

Description

回转式压缩机

技术领域

本发明涉及冷冻冰箱、空调机等所使用的回转式压缩机。

背景技术

图4是从前回转式压缩机的纵向剖视图，图5是从前回转式压缩机的压缩机构部的横向剖视图，图6所示的是从前回转式压缩机的压缩机构部尺寸的横向剖视图，图7及图8是从前回转式压缩机的叶片的立体图。

回转式压缩机是由密闭容器1、设置于其内部的压缩机构部2和电动机3所构成。压缩机构部2是由设置有圆筒部的气缸4；以中心轴L1为中心可回转的曲轴5；配合在曲轴5的偏心部5a上、伴随曲轴5的回转在气缸4的圆筒内部进行偏心回转运动的滚轮6；随滚轮6的偏心回转运动、在气缸4的叶片槽4a内部进行往复运动的叶片7；设置在叶片7的背面7a、将叶片7的前端7b压紧在滚轮6上的螺旋弹簧等的弹簧机构8；夹持气缸4的两端面、可回转自由地支撑曲轴5的电动机3侧的第1径向轴承9；电动机3的相反侧的第2径向轴承10所构成。由气缸4的四周所形成的支撑部4b将压缩机构部2固定在密闭容器1内。电动机3是由焊接在密闭容器1的内部的圆筒状的定子11、热压配合于曲轴5上的圆柱状的转子12所构成。

作动流体从吸入管13通过气缸4的吸入孔4c被导入至由气缸4、滚轮6、叶片7、第1径向轴承9和第2径向轴承10所构成的压缩室内。在电动机3所产生的回转运动使配合在曲轴5的偏心部5a上的滚轮6发生偏心回转运动，随之使压缩室14的容积产生变化而使作动流体受压缩。一旦打开排气孔15的排气阀(未作图示)，受压缩的作动流体经密闭容器1的内部由排气管16被排向密闭容器1的外部。(参阅「冷冻空调便览、新版第5版、II卷机器篇」、日本冷冻协会、平成5年、第30～37页)

回转式压缩机在正常运转时，因产生于叶片7背面7a的排气压力与产生于叶片7的前端7b的压缩室14内的压力之间的压差力及弹簧机构8所产生的力，将叶片7的前端7b压紧在滚轮6上。但是，刚开始运动时，加在叶片7的背面7a上的排气压力与加在叶片7的前端7b的压缩室14内的压力之间几乎不存在压差，因此，依靠弹簧机构8所产生的力将叶片7的前端7b压紧于滚轮6上。

在从前的回转式压缩机中，螺旋弹簧等的弹簧机构8，其一侧端部与叶片7的背面7a相接触，另一侧的端部与密闭容器1的圆筒内壁1 a相接触。当叶片7沿叶片槽4a进行往复运动时，叶片的背面7a最接近密闭容器1的圆筒内壁1a的状态是因滚轮6的偏心回转运动、叶片7的前端7b被压入至气缸4的圆筒内壁4d的状态。此时，在叶片7的背面7a与密闭容器1的圆筒内壁1a之间必需经常确保弹簧机构8的压紧高度以上的空间。

即，将弹簧机构8的压紧高度设定为1cvm、密闭容器1的圆筒内壁1a的内径设定为dmi、气缸4的圆筒内壁4d的内径设定为dci、从叶片7的前端7b至背面7a的长度设定为1vn的话，式1的不等式必须成立。

(数1)

(d_mi-d_ci)/2＞1_vn+1_cvm    式1

当回转式压缩机的密闭容器1小径化时，式1的左边变小，而右边的弹簧机构8的压紧高度1cvm取决于弹簧机构8的规格。

因此，叶片7的长度1vn变短，叶片7与叶片槽4a的配合部之间的密封长度变短，密封性能降低，由于被导向叶片7的背面7a侧的排气压力与压缩室14的压力之间的压差而产生作动流体的泄漏，故降低了压缩效率。

而且，因滚轮6的偏心回转运动，在叶片7从气缸4的圆筒内壁4d突出的状态下，压缩过程的压力和吸入过程的压力之间的压力差作用于压缩室14内的叶片7的侧面7c，叶片7向叶片槽4a倾倒，由于叶片7的长度1vn缩短，叶片7与叶片槽4a之间的配合长度不足，故倾倒角度增大。因此，由于叶片7与叶片槽4a之间的接触面压力上升，因摩擦而产生的损失增加，故压缩机的效率降低。

且，从前的回转式压缩机，如图8所示，采用的是使叶片7的背面7a凹陷、以此确保容纳弹簧机构8的空间的结构。但是，这样的结构，与叶片7和叶片槽4a之间的配合部的密封性相关的实际上的叶片7的长度变短，与图7所示的叶片一样，不能防止压缩效率的下降。

发明内容

本发明的目的在于消除所述从前的问题点，通过在叶片7的内部容纳了螺旋弹簧等的弹簧机构8的一部分，从而以简单、价廉的结构确保叶片7与叶片槽4a之间的接触面积，抑制作动流体的泄漏的同时，可提供小型化的回转式压缩机。

为了解决所述课题，本发明第1技术方案是一种回转式压缩机，具有：密闭容器；布置在所述密闭容器内部、设置有叶片槽的气缸；设置有偏心部的曲轴；可自由回转地配合在所述曲轴的所述偏心部上、在所述气缸内部进行偏心回转运动的滚轮；设置在所述气缸的所述叶片槽内与所述滚轮的前端接触的同时在所述叶片内槽进行往复运动的叶片；将所述叶片压紧在所述滚轮上的弹簧机构，所述叶片，在所述叶片的与所述滚轮相接触侧的相反侧设置有弹簧孔，所述弹簧孔开设于垂直于所述叶片的往复运动的所述叶片的截面内，至少是容纳有所述弹簧机构的一部分。

本发明第2技术方案是本发明第1技术方案所述的回转式压缩机，所述弹簧机构有多个，所述叶片具有所述多个弹簧孔，在所述各个弹簧孔内至少分别容纳有所述弹簧机构的一部分。

本发明第3技术方案是本发明第1技术方案所述的回转式压缩机，所述弹簧机构为螺旋弹簧。

本发明第4技术方案是本发明第3技术方案所述的回转式压缩机，所述螺旋弹簧的一端被容纳于所述叶片的所述弹簧孔内，在与所述螺旋弹簧的另一端相接触的底座上设置有螺旋弹簧导向机构。

本发明第5技术方案是本发明第4技术方案所述的回转式压缩机，所述螺旋弹簧导向机构设置在所述密闭容器的内侧侧面上。

本发明第6技术方案是本发明第3技术方案所述的回转式压缩机，所述叶片的宽度为3.0mm以上3.5mm以下，所述叶片的冲程为3.0mm以上5.0mm以下，所述螺旋弹簧的直径为2.0mm以上不到3.0mm，并且所述螺旋弹簧的自由长度为直径的5倍以下。

本发明第7技术方案是本发明第1技术方案所述的回转式压缩机，作动流体是二氧化碳。

根据本发明，可提供在以简单、价廉的结构确保叶片与叶片槽之间的接触面积、抑制作动流体泄漏的同时能小型化的回转式压缩机。

附图的简单说明

图1是涉及本发明实施形态1的回转式压缩机的叶片的立体图。

图2是涉及本发明实施形态1的回转式压缩机的压缩机构部的叶片槽附近的横向剖视图。

图3是涉及本发明实施形态2的回转式压缩机的压缩机构部的叶片槽附近的横向剖视图。

图4是从前的回转式压缩机的纵向剖视图。

图5是从前回转式压缩机的压缩机构部的横向剖视图。

图6是从前回转式压缩机的压缩机构部尺寸的横向剖视图。

图7是从前回转式压缩机的叶片的立体图。

图8是从前回转式压缩机的叶片的立体图。

具体实施方式

以下用图1、图2及图3就本发明的几个实施形态进行说明。以下的说明是关于本发明的具体实例进行陈述，不是对权利要求书记载的内容进行限定。

本发明的若干个实施形态的回转式压缩机是关于除气缸4、叶片7及弹簧机构8以外的回转式压缩机的结构，图4至图8所示的是与从前的回转式压缩机相同的结构，相同的结构零件使用了相同的编号。另外，省略了与从前的例子相同的结构及作用的说明。

[实施形态1]

图1是本发明实施形态1中的回转式压缩机的叶片的立体图。图2是本发明实施形态1中的回转式压缩机的压缩机构部的叶片槽附近的横向剖视图。图2所示的是叶片7的前端7b被压入至气缸4的圆筒内壁4d的状态。

本实施形态，如图1所示，作为弹簧机构8设置有外径尺寸小于叶片7的背面7a的宽度及高度的螺旋弹簧20，在叶片7的背面7a设置有直径大于螺旋弹簧20的外径而小于叶片7的宽度及高度、在叶片7的往复运动方向、深度1vna的2个弹簧孔7d，2个弹簧孔7d分别容纳螺旋弹簧20的一端，使螺旋弹簧20的反叶片侧的端部与密闭容器1的圆筒内壁1 a接触。另外，随滚轮6的偏心回转运动，在使叶片7的前端7b呈现被压入至气缸4的圆筒内壁4d面的状态下，叶片7的长度1vn为叶片7的背面7a与密闭容器1的圆筒内壁1a之间所产生的最小限度间隙1cr的长度。

螺旋弹簧20即便是在最压缩状态下压紧高度也不容许在1cvm以下，而且即使叶片7从气缸4的圆筒内壁4d最突出的状态时由于螺旋弹簧20将叶片7紧压在滚轮6上，故螺旋弹簧20必须在自由长度1cvf以下(未作图示)。因此，将伴随滚轮6的偏心回转运动的叶片7的往复运动的冲程设定为lst，弹簧孔7d由式2的不等式中的深度1vna构成。

(数2)

1_cvm-1_cr＜1_vna＜1_cvf-1_st-1_cr    式2

接着说明所述结构所形成的效果。

本实施形态中的回转式压缩机，由于叶片7的弹簧孔7d中容纳了一部分螺旋弹簧20，因滚轮6的偏心回转运动，使叶片7的前端7b呈现被压入至气缸4的圆筒内壁4d面的状态，在叶片7的背面7a与密闭容器1的圆筒内壁1a之间可设定比螺旋弹簧20的压紧高度1cvm小的间隙1cr。因此，用式1、式3表示。

(数3)

(d_mi-d_ci)/2＞1_vn+1_cr    式3

但是，如背景技术中所说明，dmi为密闭容器1的圆筒内壁1a的内径，dci为气缸4的圆筒内壁4d的内径，1vn为叶片7的前端7b至背面7a的长度。

即，从前的回转式压缩机，当密闭容器1小径化时，只是缩短叶片7的长度1vn、降低叶片7与叶片槽4a之间配合部中的密封性，而在本实施形态中的回转式压缩机，即便密闭容器1的半径短缩的只是螺旋弹簧20的压紧高度1cvm与间隙1cr之差部分，叶片7的长度1vn与小径化前相同，再加上由于弹簧孔7d的外径小于叶片7的宽度及高度，在叶片7的侧面不产生缺损，不损害叶片7与叶片槽4a之间配合部的长度，所以可保持叶片7与叶片槽4a之间配合部的密封性。

即，由于在叶片7的弹簧孔7d中可以容纳一部分螺旋弹簧20，即便使回转式压缩机小径化，叶片7的长度与从前的回转式压缩机相比能够增长。从而，与从前的回转式压缩机相比，可更可靠地保持叶片7与叶片槽4a之间配合部的密封性。

且，本实施形态中的回转式压缩机，即便使密闭容器1的半径小径化时为螺旋弹簧20的压紧高度1cvm与间隙1cr之差以上，与从前的小径化的回转式压缩机的密闭容器1相比较，由于叶片7的长度1vn增长，不言而喻，可缓和叶片7与叶片槽4a之间配合部的密封性的降低。

并且，与从前的回转式压缩机相比，由于叶片7与叶片槽4a之间配合长度变长，叶片7相对于叶片槽4a的倾倒角度变小。因此，降低了叶片7与叶片槽4a之间的接触面压，容易保护油膜，提高滑动面的可靠性。而且，因降低叶片7与叶片槽4a之间的接触面压，减少了摩擦所引起的损失，也提高机械效率。

而且，在叶片7的背面7a设置有2个弹簧孔7d，2个弹簧孔7d分别至少容纳有螺旋弹簧20的一部分，由于2个弹簧可将叶片7压紧在滚轮6上，所以可降低设计螺旋弹簧20的弹簧常数。因此，螺旋弹簧20的直径能够小径化，叶片7的厚度不会过大，而得到所述效果。尤其，在叶片7的背面7a的分散位置，螺旋弹簧20的弹簧力能够发挥作用，因此，可将叶片7的前端7b均匀地压紧在滚轮6上，不会发生叶片7的前端7b单侧压紧在滚轮6上，可提高叶片7的前端7b的可靠性。在本实施形态中，就分别使用2个弹簧孔7d与螺旋弹簧20进行了说明，但不限于此，也可以分别使用2个以上的弹簧孔7d与螺旋弹簧20。在使用2个以上的弹簧孔7d与螺旋弹簧20的结构中，能够使螺旋弹簧8的直径更为小型化，当然叶片7的前端7b可均匀地压紧在滚轮6上。

而且，在结构上不使螺旋弹簧20的反叶片侧的端部与密闭容器1的圆筒内壁1a相接触，而在叶片槽4a的密闭容器1的圆筒内壁1a侧设置底部、使螺旋弹簧20的反叶片侧端部相接触的结构也可得到相同的效果。

并且，由于在弹簧机构8上使用的是形状简单、价格低廉的螺旋弹簧20，故可降低成本且容易组装。

在本实施形态中，在弹簧机构8上使用的是螺旋弹簧20，不言而喻，即便以树脂、气体等弹性体替换也可得到相同的效果。

在本实施形态中，就分别使用2个弹簧孔7d与螺旋弹簧20进行了说明，但不受此限制，也适用于分别使用1个弹簧孔7d与螺旋弹簧20的情况。

另外，在本实施形态中，在叶片7的背面7a只需加工并设置式2的不等式所表示范围的深度1vna的弹簧孔7d，很容易实现，因此能够以低廉的成本得到所述效果。

[实施形态2]

以下参阅附图就本发明的第2实施形态进行说明。

图3是本发明实施形态2中回转式压缩机的压缩机构部的叶片槽附近的横向剖视图。图3所示的是叶片的前端压入至气缸的圆筒内壁面的状态。

与第1实施形态不同的是，与螺旋弹簧20的端部相接触的密闭容器1的圆筒内壁1a处为设置螺旋弹簧导向机构1b之点。螺旋弹簧导向机构1b是由直径小于设置在密闭容器1的圆筒内壁1a处的螺旋弹簧20的内径的圆柱状的凸部构成。即，从图3可知，作为螺旋弹簧导向机构1b的圆柱状的凸部呈现穿入螺旋弹簧20内部的状态。

另外，在结构上密闭容器1的圆筒内壁1a的螺旋弹簧导向机构1b的长度短于叶片7的弹簧孔7d的深度1vna。

实施形态2的结构除所述结构之外都与实施形态1相同，不言而喻，可得到由这些结构所产生的相同效果。

接着说明上述结构所引出的效果。

由于叶片7的弹簧孔7d与密闭容器1的圆筒内壁1a处的螺旋弹簧导向机构1b，螺旋弹簧20的两端部除了朝伸缩方向以外，其运动被固定，因此，当螺旋弹簧20反复伸缩时，可防止螺旋弹簧20与叶片7的背面7a上的弹簧孔7d的入口之间发生卡住，可防止因螺旋弹簧20脱出、折弯所引起的故障，能够确保回转式压缩机的可靠性。在弹簧孔7d的入口部分也可加圆角R。这样，由于在弹簧孔7d的入口部分加圆角R，能够进一步减少螺旋弹簧20与叶片7的背面7a上的弹簧孔7d的入口之间发生卡住。

另外，由于密闭容器1的圆筒内壁1a的螺旋弹簧导向机构1b的长度在叶片7的弹簧孔7d的深度1vna以下，因此，即使在叶片7的背面7a与密闭容器1的圆筒内壁1a接近的情况时，弹簧孔7d的底部与螺旋弹簧导向机构1b的前端部也不会冲撞。因此，可按最小限度设定叶片7的背面7a与密闭容器1的圆筒内壁1a之间的间隙1cr，在本实施形态中，可最大限度地发挥本发明的第1实施形态的效果。

另外，由于在密闭容器1的内侧内壁1a处设置了螺旋弹簧导向机构1b，在结构上能够不与螺旋弹簧20及叶片7干涉，将螺旋弹簧导向机构1b固定在密闭容器1上用的支撑部，与设置固定在气缸4上用的支撑部相比较，能够加长叶片7的密封面。

而且，小型的回转式压缩机，一般使用宽度3.0mm以上3.5mm以下的叶片7，叶片7的冲程为3.0mm以上5.0mm以下。在这样小型的回转式压缩机中，考虑了螺旋弹簧20的压紧高度而使用自由长度10.0mm以上的螺旋弹簧20。另外，一般，由钢材、琴钢丝形成的螺旋弹簧20，其两端被固定，当螺旋弹簧的平均直径除以螺旋弹簧的自由长度、纵横比在5以下的条件下，产生弯曲的危险性降低。因此，通过使螺旋弹簧20的直径在2.0mm以上、在叶片7的宽度以下，可确保回转式压缩机的可靠性。

另外，作为作动流体的二氧化碳，与氟利昂、替代氟利昂、碳氢化合物、氨气等其他作动流体相比较，压力高，叶片槽4a与叶片7的间隙之间的作动流体的泄漏较大，使用本发明的实施形态，由于叶片7的长度比从前的长，故能够减少作动流体的泄漏。

尤其，作为作动流体的二氧化碳的密度较大，与其他的作动流体相比较气缸容积也可减小。即，由于使用二氧化碳作为作动流体，故可使气缸容积变小，由于使用了本发明，能够使压缩机构部2进一步小型化，故可实现回转式压缩机的小型化。

这样根据本实施形态，由如上所述可知，本发明提供一种简单构造的、小型高效率的回转式压缩机，由于在叶片7的背面7a的弹簧孔7d内至少可容纳弹簧20的一部分，因此在叶片7与密闭容器1之间不需要从前所需的螺旋弹簧20的压紧高度以上的空间，能够加长叶片7与叶片槽7a的密封长度。

产业上利用的可能性

本发明所涉及的压缩机具有压缩、搬运作动流体的功能，可用作于冷冻冰箱、空调机等制冷剂式热泵机。另外，也能够应用于真空泵等。

Claims (7)

1.一种回转式压缩机，具有：密闭容器；布置在所述密闭容器内部、设置有叶片槽的气缸；设置有偏心部的曲轴；可自由回转地配合在所述曲轴的所述偏心部、在所述气缸内部进行偏心回转运动的滚轮；设置在所述气缸的所述叶片槽内与所述滚轮的前端接触的同时在所述叶片槽中进行往复运动的叶片；将所述叶片压紧在所述滚轮上的弹簧机构，其特征在于，所述叶片，在所述叶片的与所述滚轮相接触的相反侧设置有弹簧孔，在与所述叶片的往复运动方向垂直的所述叶片的截面内开设有所述弹簧孔，至少是容纳所述弹簧机构的一部分。

2.如权利要求1所述的回转式压缩机，其特征在于，具有多个所述弹簧机构，所述叶片具有所述多个弹簧孔，在所述各个弹簧孔内至少分别容纳有所述弹簧机构的一部分。

3.如权利要求1所述的回转式压缩机，其特征在于，所述弹簧机构为螺旋弹簧。

4.如权利要求3所述的回转式压缩机，其特征在于，所述螺旋弹簧的一端被容纳于所述叶片的所述弹簧孔内，在与所述螺旋弹簧的另一端相接触的底座上设置有螺旋弹簧导向机构。

5.如权利要求4所述的回转式压缩机，其特征在于，所述螺旋弹簧导向机构设置在所述密闭容器的内侧侧面上。

6.如权利要求3所述的回转式压缩机，其特征在于，所述叶片的宽度为3.0mm以上3.5mm以下，所述叶片的往复运动的冲程为3.0mm以上5.0mm以下，所述螺旋弹簧的直径为2.0mm以上并小于所述叶片的宽度，并且所述螺旋弹簧的自由长度为直径的5倍以下。

7.如权利要求1所述的回转式压缩机，其特征在于，作动流体为二氧化碳。

Images