CN1890467A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

开闭压缩机构(20)的喷出口(29)的簧片阀(41)，包括形成在前端侧、出入喷出口(29)的阀突起部(41b)。喷出口(29)和簧片阀(41)的形状，是以在簧片阀(41)的升起量最大的时候，喷出口(29)中的各部分的流通路面积S0～S2满足S2≥S1≥S0的方式形成的。因此，制冷剂在从喷出口(29)被喷出时，在流量不受限制的状态下流去，因而压力损失减低。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别涉及一种与喷出压力损失的减低对策有关的压缩机。

背景技术

迄今为止，压缩机例如被设置在空气调节装置等中，为了对制冷剂回路的制冷剂进行压缩而被使用。例如，压缩机构和驱动该压缩机构的马达被收纳在封闭式壳体内的旋转式压缩机，是作为这种压缩机已经众所周知的。

在所述压缩机构中，在驱动马达后，活塞在汽缸室中进行旋转运动。伴随着该旋转运动，低压制冷剂流过吸入口被吸收到吸入室中，并且在压缩室中，制冷剂被压缩而成为高压制冷剂，再从喷出口被喷出壳体内。

在所述喷出口中，一般设置有平板状簧片阀。所述簧片阀，进行下述动作，即：在压缩室成为大于或等于规定值的高压状态的情况下，该簧片阀前端侧的阀体弯曲，打开喷出口；在制冷剂从压缩室被喷出了壳体内的情况下，由于簧片阀自身具有的弹簧力而关闭喷出口。

在所述压缩机构中，有压缩后的制冷剂再膨胀，使压缩机的效率下降的问题(因再膨胀而造成的损失)。就是说，即使做完制冷剂的喷出工作，在喷出口的容积内即所谓的空隙容积内仍然残留有高压制冷剂。因为该制冷剂在压缩室内再膨胀，所以容积效率下降。

于是，对于所述问题，例如在日本公开专利公报特开2001-280254号公报中，有人提案过包括设置有嵌入喷出口中的突起部分的、所谓的提升阀型簧片阀的压缩机。在该压缩机中，做完喷出工作以后，簧片阀的突起部分嵌入喷出口中，减少空隙容积。因此，制冷剂在空隙容积中的残留量减低。

然而，在所述压缩机中，有发生下述状况之虞，即：在簧片阀的升起量最大的时候(全打开时)形成在喷出口内的流通路中，产生流通路面积因簧片阀的突起部分而变小的部分。该状况，产生因流通路面积的减少而产生的流阻，使喷出压力损失增大。这是一个问题。在簧片阀的升起量最大的时候，因为制冷剂高速地流过，所以有流阻较大的倾向。因此，流通路面积的减少导致喷出压力损失进一步增大。这是一个问题。

发明内容

本发明正是为解决所述问题而研究开发出来的。其目的在于：在喷出口中，形成至少在流速增大的、簧片阀升起量最大的时候没有流通路面积减少的部分的流通路，来谋求喷出压力损失的减低。

本发明所采取的解决方案如下：

具体而言，第一解决方案，以下述压缩机为前提，即：包括开闭压缩机构20的喷出口29的簧片阀41，所述簧片阀41包括阀平板部41a，和形成在所述阀平板部41a前端侧，并且出入喷出口29的阀突起部41b的压缩机。在S0为所述喷出口29的入口29a的开口面积，S1为在所述簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀突起部41b与喷出口29之间的流通路的最小剖面面积，S2为在所述簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀平板部41a与喷出口29的出口29b外缘部分之间的流通路的最小剖面面积的情况下，所述喷出口29的形状和簧片阀41的形状，是以满足S2≥S1≥S0的方式形成。

如图4所示，在所述解决方案中，在簧片阀41的升起量最大的时候，喷出口29中的各个部分的流通路面积S0、S1及S2满足S2≥S1≥S0的关系。因此，在喷出口29的流通路中，没有流通路面积变小的部分。就是说，压缩后的流体在从喷出口29的入口29a流入时，到流过喷出口29与阀突起部41b之间的间隙，再流过喷出口29与阀平板部41a之间的间隙时为止的那一段时间内，在流量一次也不受限制的状态下流去。于是，由于流通路面积的减少而产生的流阻得到控制，喷出压力损失减低。特别是，因为在流体的高速流动使流阻较大的、所述簧片阀41的升起量最大的时候这样做，所以更有效地使喷出压力损失减低。

第二解决方案，是在所述第一解决方案中，所述喷出口29形成为从入口29a朝出口29b变大的喇叭(taper)状。

在所述解决方案中，喷出口29中的流通路面积S1，即形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积确实较大。因此，与喷出口29的入口29a的开口面积S0相比，所述流通路面积S1确实地成为实质上一样大或更大的面积。

第三解决方案，是在所述第一或所述第二解决方案中，在所述喷出口29的出口29b外缘部分，形成有阀平板部41a所接触的阀座部22b。

在所述解决方案中，阀平板部41a和喷出口29的出口29b外缘部分互相接触而进行封闭。因而，不需要如所述喷出口29内表面和阀突起部41b接触而进行封闭的情况那样，使阀突起部41b的形状适合喷出口29的形状。因此，阀突起部41b形成得比喷出口29小。这样，形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积S1，就确实地成为较大的面积。

效果

因此，根据第一解决方案，设为这样的，即：以喷出口29的入口29a的开口面积S0、在簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀突起部41b与喷出口29之间的流通路的最小剖面面积S1、以及在簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀平板部41a与阀座部22b之间的流通路的最小剖面面积S2满足S2≥S1≥S0的关系的方式，形成喷出口29的形状和簧片阀41的形状。因而，能在自流体从喷出口29的入口29a流入时，到流过阀座部22b与阀平板部41a之间的间隙时为止的那一段时间内，使流体在流量一次也不受限制的状态下流去。因此，能在由于流速的增大，受到更大的流阻的影响的高速运转时，防止由于流通路面积的减少而产生流阻，从而能有效地使喷出压力损失减低。其结果是，能够谋求效率的提高。

根据第二解决方案，将喷出口29形成为从入口29a朝出口29b变大的喇叭状。因而，例如与将喷出口29形成为圆筒状的情况相比，能使在簧片阀41的升起量最大的时候形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积S1更大。因此，能与流通路面积S0相比，使该最小剖面面积S1确实地成为实质上一样大或更大的面积。因此，能够确实地防止由于流通路面积的减少而产生流阻。

根据第三解决方案，设为这样的，即：在喷出口29的出口29b外缘部分设置阀座部22b。因而，例如与将喷出口29内表面形成为阀座面、并且通过与阀突起部41b的接触来进行封闭的情况相比，因为不需要使阀突起部41b的形状适合喷出口29的形状，所以能将阀突起部41b形成得其大小比喷出口29小。这样，就能够确保更大的所述流通路面积S1。因此，能够确实地防止由于流通路面积的减少而产生流阻。

附图说明

图1是表示实施例所涉及的旋转式压缩机的剖面结构图。

图2是表示实施例所涉及的压缩机构的横向剖面图。

图3是表示实施例所涉及的喷出阀机构的放大剖面图。

图4是表示实施例所涉及的簧片阀在升起量最大的时候的打开状态的剖面图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施例。

发明的实施例

如图1和图2所示，本发明的压缩机，由所谓的旋转活塞型旋转式压缩机1构成(以下，称为“压缩机”)。该压缩机1是在圆顶型壳体10内收纳了压缩机构20和驱动该压缩机构20的马达30，构成为封闭式压缩机。该压缩机1构成为马达30被变换器控制、电容能阶段地或连续地变化的可变电容型压缩机。该压缩机1通过用马达30驱动压缩机构20，例如来吸收并压缩制冷剂，再喷出该制冷剂后，使该制冷剂在制冷剂回路内循环。

在所述壳体10下部设置有吸入管14在上部设置有喷出管15。

所述压缩机构20包括：汽缸21、前头部22、后头部23及活塞24。在汽缸21上端固定了前头部22；在下端固定了后头部23。

所述汽缸21形成为厚壁圆筒状。在所述汽缸21内侧表面、前头部22下端面及后头部23上端面之间，通过区划而形成有圆筒状汽缸室25。该汽缸室25构成为活塞24在该汽缸室25内进行旋转工作。

所述马达30包括定子31和转子32。在所述转子32上，连接有驱动轴33。该驱动轴33通过壳体10内的中心，并且沿上下方向贯穿了汽缸室25。在所述前头部22和所述后头部23中，分别形成有用以支撑驱动轴33的轴承部22a、23a。

所述驱动轴33由主体部33b和位于汽缸室25内的偏心部33a构成。该偏心部33a形成为其直径大于主体部33b的直径的样子，该偏心部33a的中心相对驱动轴33旋转的中心错开了规定量。在该偏心部33a上，安装有压缩机构20的活塞24。如图2所示，该活塞24形成为呈圆环状、并且其外表面与汽缸21内表面实质上以一个点接触的状态。

在所述汽缸21中，沿着该汽缸21直径方向形成有叶片槽21a。在该叶片槽21a中，以能与该叶片槽21a表面接触着沿汽缸21直径方向移动的方式，安装有形成为长方形板状的叶片26。所述叶片26由被设置在叶片槽21a内的弹簧27提供往直径方向内侧移动的动力，该叶片26前端总是与活塞24外表面接触。

所述叶片26将位于汽缸21内表面与活塞24外表面之间的汽缸室25划分为吸入室25a和压缩室25b。在所述汽缸21中形成有吸入口28，该吸入口28沿该汽缸21直径方向从该汽缸21的外表面贯穿到内表面，使吸入管14和吸入室25a连通。在所述前头部22中形成有喷出口29，该喷出口29沿驱动轴33轴向贯穿了前头部22，使压缩室25b和壳体10内的空间连通。

在所述前头部22中设置有用以开闭喷出口29的喷出阀机构40。补充说明一下，在所述前头部22上，安装有覆盖着前头部22上面的排气消音器44。

如图3所示，所述喷出阀机构40包括簧片阀41和阀档板42。阀档板42叠在所述簧片阀41上面上，该簧片阀41夹在前头部22与阀档板42之间。所述簧片阀41和阀档板42被紧固螺栓43将它们的基端侧固定在前头部22上。

所述喷出口29包括：朝压缩室25b开口的入口29a和朝壳体10内的空间开口的出口29b。所述喷出口29形成为从入口29a朝出口29b变大的喇叭状。

所述簧片阀41包括呈较薄的板状的阀平板部41a。在该阀平板部41a前端侧形成有向喷出口29突出的阀突起部41b。就是说，所述簧片阀41，构成为所谓的提升阀。该阀突起部41b形成为与喷出口29几乎一样的喇叭状，越靠阀突起部41b前端，该阀突起部41b就越细。所述簧片阀41构成为阀突起部41b在开闭时出入喷出口29中。所述喷出口29的出口29b外缘部分形成为凸状，构成为簧片阀41的阀平板部41a的阀座部22b。就是说，所述簧片阀41构成为这样的，即：在汽缸室25的压缩室25b成为规定高压状态的情况下，阀平板部41a沿着阀档板42前端的弯曲形状弯曲，阀突起部41b从喷出口29升出来而打开该喷出口29，将高压气体制冷剂从压缩室25b喷出到壳体10内。所述簧片阀41构成为这样，即：在气体制冷剂被喷出，压缩室25b成为低压状态的情况下，由于簧片阀41自身具有的弹簧力，阀突起部41b进入喷出口29内，阀平板部41a与阀座部22b接触而关闭喷出口29。补充说明一下，在所述关闭喷出口29时，成为簧片阀41的阀突起部41b几乎占有整个喷出口29容积的状态。

如图4所示，所述喷出口29的形状和所述簧片阀41的形状形成为这样的，即：在簧片阀41的升起量最大的时候，就是说，在阀突起部41b以最大限度从喷出口29升出来的状态下，各个部分的流通路面积S0、S1及S2满足S2≥S1≥S0的关系。补充说明一下，在所述图4中，省略了阀档板42和紧固螺栓43的图示。

所述流通路面积S0表示喷出口29的入口29a的开口面积。所述流通路面积S1表示形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积。所述流通路面积S2，表示形成在喷出口29的出口29b外缘部分即阀座部22b与阀平板部41a之间的流通路的最小剖面面积。就是说，这些流通路面积即流通路面积S0～S2，分别表示喷出口29入口部分、喷出口29内部及喷出口29出口部分的最小流通路面积。

所述喷出口29和所述簧片阀41形成为下述形状，即：在簧片阀41的升起量最大的时候，所述流通路面积S0～S2按这个顺序依次变大或保持实质上相同的大小。就是说，在所述簧片阀41的升起量最大的时候，喷出口29中的流通路形成为没有流通路面积变小的部分的样子。因此，在流量最大的、所述簧片阀41升起量最大的时候，压缩室25b的流体，在从流入喷出口29中时到喷出到壳体10内的空间时为止，流量一次也不受限制的状态下流去。

因为所述喷出口29形成为从入口29a朝出口29b变大的喇叭状，所以在簧片阀41的升起量最大的时候，与喷出口29例如形成为圆筒状的情况相比，流通路面积S1即形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积更大。因此，与流通路面积S0相比，流通路面积S1确实地成为实质上一样大或更大的面积。

因为在所述喷出口29的出口29b外缘部分设置有阀座部22b，所以不需要例如喷出口29内表面和阀突起部41b接触而进行封闭的情况那样，使阀突起部41b的形状适合喷出口29的形状。因此，能将阀突起部41b形成得比喷出口29小。这样，形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积S1，就较大。

所述喷出口29和簧片阀41的形状，是例如通过调整喷出口29的入口29a的直径ФD和喷出口29的锥角θ来设定。也可以是这样的，通过根据必要性对所述簧片阀41的最大升起量H进行调整，来满足所述各流通路面积S0～S2的关系。

运转工作

接着，说明所述压缩机1的运转工作情况。

首先，在使电流流过了所述马达30的情况下，转子32进行旋转，该转子32的旋转传过驱动轴33传达到压缩机构20的活塞24。这样，所述压缩机构20就进行规定压缩工作。

参照图2，具体地说明压缩机构20的压缩工作情况。由于马达30的驱动，根据该附图来说，所述活塞24往右(顺时针方向)旋转。之后，随着该旋转，吸入室25a的容积变大，低压制冷剂流过吸入口28被吸收到该吸入室25a内。该制冷剂被吸入到吸入室25a中的情况，一直持续到活塞24在汽缸室25内旋转后，汽缸21和活塞24再次在离吸入口28很近的吸入口28右侧接触时为止。

在如上所述，活塞24旋转了一次，制冷剂的吸入工作结束了的情况下，形成了压缩制冷剂的压缩室25b。补充说明一下，该压缩室25b旁边形成了新吸入室25a，反复进行将制冷剂吸入到该吸入室25a中的工作。所述压缩室25b的制冷剂，是通过压缩室25b容积的伴随于活塞24旋转工作的减少来压缩。在所述压缩室25b成为规定高压状态的情况下，簧片阀41的阀突起部41b从喷出口29升出来，打开该喷出口29。所述压缩室25b的制冷剂，从喷出口29的入口29a流入，再流过喷出口29与阀突起部41b之间的间隙后，流过阀座部22b与阀平板部41a之间的间隙，然后被喷出壳体10内。在所述高压制冷剂被喷出，压缩室25b成为低压状态的情况下，由于簧片阀41自身具有的刚性(弹簧力)，簧片阀41的阀突起部41b进入喷出口29中，阀平板部41a与阀座部22b接触而关闭喷出口29。这样来反复进行制冷剂的吸入、压缩及喷出工作。

在此，在高速运转时，喷出流量比较多，在簧片阀41的升起量(弯曲量)最大。这时，压缩室25b的制冷剂，在从流过喷出口29的入口29a流入时到流过阀座部22b与阀平板部41a之间的间隙时为止的那一端时间内，在流量一次也不受限制的状态下流去。因此，能在由于制冷剂流速的增大，受到更大的流阻的影响的高速运转时，防止由于流通路面积的减少而产生流阻。这样，就能有效地使喷出压力损失减低。

实施例的效果

如上所述，根据本实施例，设为这样的，即：以喷出口29的入口29a的开口面积S0、在簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀突起部41b与喷出口29之间的流通路的最小剖面面积S1、以及在簧片阀41的升起量最大的时候形成在阀平板部41a与阀座部22b之间的流通路的最小剖面面积S2满足S2≥S1≥S0的关系的方式，形成喷出口29的形状和簧片阀41的形状。因而，能在自压缩室25b的制冷剂从喷出口29的入口29a流入时到流过阀座部22b与阀平板部41a之间的间隙时为止的那一段时间内，使该制冷剂在流量一次也不受限制的状态下流去。因此，能在由于流速的增大，受到更大的流阻的影响的高速运转时，防止由于流通路面积的减少而产生流阻，从而能有效地使喷出压力损失减低。

将所述喷出口29形成为从入口29a朝出口29b变大的喇叭状。因而，能在簧片阀41的升起量最大的时候，例如与将喷出口29形成为圆筒状的情况相比，使流通路面积S1即形成在喷出口29与阀突起部41b之间的流通路的最小剖面面积更大。因此，能与流通路面积S0相比，确实地使流通路面积S1成为实质上一样大或更大的面积。因此，能够确实地防止由于流通路面积的减少而产生流阻。

设为这样的，即：在所述喷出口29的出口29b外缘部分设置阀平板部41a所接触的阀座部22b。因而，与例如将喷出口29内表面形成为阀座面、并且通过与阀突起部41b的接触来进行封闭的情况相比，不需要使阀突起部41b的形状适合喷出口29的形状。因此，能将阀突起部41b形成得其大小比喷出口29小。这样，就能够确保更大的所述流通路面积S1。

其他实施例

关于所述实施例，本发明也可以设为下述结构。

例如，在所述实施例中，对所谓的旋转活塞型压缩机1进行了说明。本发明也可以在摇摆活塞型压缩机、螺旋型压缩机等中采用。总之，只要是所谓的提升阀型簧片阀41设置在作用室即压缩机25b的喷出口29中的压缩机就可以。

在所述实施例中，将喷出口29形成为喇叭状。本发明也可以例如形成为圆筒状。

在所述实施例中，将簧片阀41的阀座部22b设置在喷出口29的出口29b外缘部分。也可以是这样的，在喷出口29内表面上设置阀座部，通过与阀突起部41b的接触来进行封闭。

工业实用性

如上所述，本发明作为压缩各种流体的压缩机很有用。

Claims (3)

1.一种压缩机，包括开闭压缩机构(20)的喷出口(29)的簧片阀(41)；所述簧片阀(41)包括阀平板部(41a)，和形成在所述阀平板部(41a)前端侧，并且出入喷出口(29)的阀突起部(41b)，其特征在于：

S0为所述喷出口(29)的入口(29a)的开口面积；

S1为在所述簧片阀(41)的升起量最大的时候形成在阀突起部(41b)与喷出口(29)之间的流通路的最小剖面面积；

S2为在所述簧片阀(41)的升起量最大的时候形成在阀平板部(41a)与喷出口(29)的出口(29b)外缘部分之间的流通路的最小剖面面积；

所述喷出口(29)的形状和簧片阀(41)的形状，是以满足

S2≥S1≥S0

的方式形成的。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

所述喷出口(29)形成为从入口(29a)朝出口(29b)变大的喇叭状。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：

在所述喷出口(29)的出口(29b)外缘部分形成有阀平板部(41a)所接触的阀座部(22b)。

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