旋转式压缩机 |
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| 申请号 | CN200980148164.6 | 申请日 | 2009-08-04 | 公开(公告)号 | CN102227561A | 公开(公告)日 | 2011-10-26 |
| 申请人 | 松下电器产业株式会社; | 发明人 | 苅野健; 鶸田晃; 中野雅夫; 船越大辅; 泽井清; 饭田登; 福原弘之; 村上秀树; 辻本力; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供的旋转式 压缩机 包括：具有 气缸 室(6)的气缸(5)；在气缸室(6)内进行摆动运动的 活塞 (9)；在气缸(5)形成的滑叶槽(10)；和在滑叶槽(10)内往复运动的滑叶(11)，滑叶(11)的前端部(11A)以能够自由摆动的方式与活塞(9)连接，在该 旋转式压缩机 中，在滑叶(11)从气缸(5)的内周面(5A)向内侧最为突出的状态下，滑叶(11)的最后面比滑叶槽(10)的另一端(10B)更突出，能够使滑叶(11)在滑叶槽(10)内往复运动时与滑叶槽(10)之间的摩擦阻 力 作用的滑叶的两接点间(201)、(202)的长度变长，能够降低滑动损失，提供输入损失小的旋转式压缩机。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种旋转式压缩机，其构成为包括：形成气缸室的气缸；在所述气缸室内进行摆动运动的活塞；将所述气缸室划分为吸入室和压缩室的滑叶；和一端在所述气缸室开口的滑叶槽，所述滑叶的前端部以能够自由摆动的方式与所述活塞连接，该旋转式压缩机的特征在于： |
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| 说明书全文 | 旋转式压缩机技术领域背景技术[0003] 如图11所示，在气缸室6内，配置有与旋转轴4的偏心部嵌合的活塞9，在形成于气缸5的半径方向的滑叶(vane)槽10内往复运动的滑叶11的前端部11A以能够自由摆动的方式摆动连接于形成在活塞9中的嵌合部9A。这样，通过伴随旋转轴4的旋转的活塞9的摆动运动和滑叶11的往复运动，低压的运行制冷剂在气缸室6内的内部被压缩，压缩后的高压的运行制冷剂由未图示的喷出口喷出(例如参照专利文献1)。 [0004] 但是，如图12所示，当将气缸室6内划分为吸入室12和压缩室13的滑叶11在滑叶槽10内往复运动时，在滑叶11上作用有压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps所产生的力，所以作为该力的反力，滑叶11在滑叶槽10的气缸室一侧接点201和最后面空间部一侧接点202与滑叶槽10的摩擦阻力作用，产生比较大的滑动损失，因此在现有技术中的旋转式压缩机中，通过滑叶11的表面处理、对滑叶槽10的滑动面进行研磨，来提高滑叶11与滑叶槽10之间的滑动性而实现滑动损失的减少。 [0005] 专利文献1：日本特开2000-120572号公报 发明内容[0006] 但是，在上述现有技术的旋转式压缩机中，虽然通过滑叶11的表面处理、对滑叶槽10的滑动面进行研磨来提高滑叶11与滑叶槽10之间的滑动性来实现滑动损失的减少，但这是有限度的。也就是说，如图13所示配置为，在滑叶11最大程度地收纳于滑叶槽10内的状态下，滑叶11的最后面11B被收纳于后面孔16，因此如图12所示，存在如下情况：在滑叶11因活塞9的摆动运动而从气缸5的内周面向内侧突出的状态下，滑叶11的最后面11B位于滑叶槽10的另一端10B的气缸5的径方向内侧。因此，存在如下问题：滑叶11与滑叶槽10的气缸室一侧接点201和后面空间部一侧接点202的距离变短，当滑叶11在滑叶槽10内往复运动时，作为因压缩室压力Pc和吸入室压力Ps的压差Pc-Ps而作用于滑叶11的力的反力，作用于上述两接点201、202的与滑叶槽10之间的摩擦阻力增加，因滑叶 11在滑叶槽10内往复运动而产生的滑动损失变大。 [0007] 本发明解决上述现有技术中的课题，目的在于提供一种通过减低滑叶在滑叶槽内往复运动时作用的与滑叶槽之间的摩擦阻力，来减低滑叶在滑叶槽内往复运动所产生的滑动损失，输入损失小的旋转式压缩机。 [0008] 本发明的第一方面的旋转式压缩机，其构成为包括：形成气缸室的气缸；在上述气缸室内进行摆动运动的活塞；将上述气缸室划分为吸入室和压缩室的滑叶；和一端在上述气缸室开口的滑叶槽，上述滑叶的前端部以能够自由摆动的方式与上述活塞连接，该旋转式压缩机的特征在于：使上述滑叶槽的另一端在以上述滑叶能够进行往复运动的方式设置的后面空间部开口，在上述滑叶从上述滑叶槽最为突出至上述活塞一侧的状态下，上述滑叶的最后面位于与上述滑叶槽的另一端相同的位置，或者比上述滑叶槽的另一端更突出至上述后面空间部一侧。 [0009] 本发明的第二方面的特征在于，在第一方面的旋转式压缩机中，上述滑叶的上述最后面由突出部构成。 [0010] 本发明的第三方面的特征在于，在第二方面的旋转式压缩机中，上述后面空间部在上述滑叶最大程度地被收纳于上述滑叶槽内的状态下来收纳上述突出部。 [0011] 本发明的第四方面的特征在于，在第三方面的旋转式压缩机中，形成上述滑叶槽的吸入室一侧的滑动面和压缩室一侧的滑动面，在上述气缸内的上述滑叶槽的另一端的后方连接。 [0012] 本发明的第五方面的特征在于，在第三方面的旋转式压缩机中，形成上述滑叶槽的吸入室一侧的滑动面和压缩室一侧的滑动面各自分别用一个平面形成。 [0013] 本发明的第六方面的特征在于，在从第一方面到第五方面中的任一个方面的旋转式压缩机中，使用CO2作为运行制冷剂。 [0014] 本发明的第七方面的特征在于，在从第一方面到第五方面中的任一个方面的旋转式压缩机中，使用HFO1234yf或以HFO1234yf为主体的混合制冷剂作为运行制冷剂。 [0015] 本发明的旋转式压缩机，能够使在滑叶因活塞的摆动运动而从气缸的内周面向内侧突出的状态下的、滑叶与滑叶槽的气缸室一侧的接点和滑叶与滑叶槽的后面空间部一侧的接点的距离变长，所以在滑叶于滑叶槽内往复运动时，作为因压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps而作用于滑叶的力的反力，作用在上述两接点的与滑叶槽之间的摩擦阻力减轻。于是，能够减少滑叶在滑叶槽内往复运动所产生的滑动损失，能够提供输入损失小的旋转式压缩机。 附图说明[0016] 图1是表示本发明的一个实施例的旋转式压缩机的纵截面图。 [0017] 图2是图1的AA线截面图。 [0018] 图3是表示本实施例的旋转式压缩机的压缩原理的示意图。 [0019] 图4是表示本实施例的旋转式压缩机的滑叶和活塞的放大分解立体图。 [0020] 图5是表示本实施例的旋转式压缩机的主要部分的示意图。 [0021] 图6是表示本实施例的旋转式压缩机的主要部分的示意图。 [0022] 图7是表示本实施例的旋转式压缩机的气缸的放大立体图。 [0023] 图8是表示同一气缸的主要部分放大立体图。 [0024] 图9是用于说明本实施例的旋转式压缩机的主要部分的运行的示意图。 [0025] 图10是表示能够适用于本实施例的旋转式压缩机的滑叶的立体图。 [0026] 图11是表示现有技术中的旋转式压缩机压缩机构部的主要部分的示意图。 [0027] 图12是用于说明现有技术中主要部分的运行的示意图。 [0028] 图13是用于说明现有技术中主要部分的运行的示意图。 [0029] 符号说明 [0030] 1 密闭容器 [0031] 2 定子 [0033] 4 旋转轴 [0034] 5 气缸 [0035] 5A 内周面 [0036] 5B 外周面部 [0037] 6 气缸室 [0038] 7 上轴承 [0039] 8 下轴承 [0040] 9 活塞 [0041] 9A 嵌合面 [0042] 9B 外周面 [0043] 10 滑叶槽 [0044] 10B 滑叶槽的另一端 [0045] 10C 吸入室一侧的滑动面 [0046] 10D 压缩室一侧的滑动面 [0047] 11 滑叶 [0048] 11A 前端部 [0049] 11B 突出部 [0050] 11C 侧面 [0051] 12 吸入室 [0052] 13 压缩室 [0053] 15 后面空间部 [0054] 16 后面孔 [0055] 17 吸入口 [0056] 18 喷出口 [0057] 100 旋转式压缩机 [0058] 101 压缩机构部 [0059] 102 电动机部 [0060] 201 气缸室一侧的接点 [0061] 202 后面空间部一侧的接点 具体实施方式[0062] 在本发明的第一方面中，使滑叶槽的另一端在以滑叶能够进行往复运动的方式设置的后面空间部开口，在滑叶从滑叶槽最为突出至活塞一侧的状态下，滑叶的最后面位于与滑叶槽的另一端相同的位置，或者比从滑叶槽的另一端更突出至后面空间部一侧。由此，能够使在滑叶因活塞的摆动运动而从气缸的内周面向内侧突出的状态下的、滑叶与滑叶槽的后面空间部一侧的接点的位置，总是保持与滑叶槽的另一端一致，能够使该后面空间部一侧的接点与气缸室一侧的接点的距离变长。于是，当滑叶在滑叶槽内往复运动时，作为因压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps而作用于滑叶的力的反力，作用在两接点的与滑叶槽之间的摩擦阻力减轻，因此，能够减少因滑叶在滑叶槽内往复运动而产生的滑动损失，能够提供输入损失小的旋转式压缩机。 [0063] 本发明的第二方面，特别是在第一方面的旋转式压缩机中，滑叶的最后面由突出部构成。由此，能够使在滑叶因活塞的摆动运动而从气缸的内周面向内侧突出的状态下的、滑叶与滑叶槽的后面空间部侧接点，与现有技术中的旋转式压缩机相比构成于气缸的径方向的更外侧，能够使该接点与气缸室一侧的接点的距离变长。因此，当滑叶在滑叶槽内往复运动时，作为因压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps而作用于滑叶的力的反力，作用在两接点的与滑叶槽之间的摩擦阻力减轻，因此，能够减少滑叶在滑叶槽内往复运动所产生的滑动损失。 [0064] 本发明的第三方面，特别是在第二方面的旋转式压缩机中，后面空间部能够在滑叶最大程度地被收纳于滑叶槽内的状态下来收纳突出部，由此能够确保足够长度的突出部。 [0065] 本发明的第四方面，特别是在第三方面的旋转式压缩机中，形成滑叶槽的吸入室一侧的滑动面和压缩室一侧的滑动面，在气缸内的滑叶槽的另一端的后方连接。由此，能够使在气缸室内进行摆动运动的活塞的外周面与气缸的内周面之间形成的间隙缩小，因此减小运行制冷剂从压缩室向吸入室的泄露，不使容积效率降低。 [0066] 本发明的第五方面，特别是在第三方面的旋转式压缩机中，形成滑叶槽的吸入室一侧的滑动面和压缩室一侧的滑动面各自分别用一个平面形成。由此，能够使滑叶的侧面与滑叶槽的滑动面之间形成的间隙的泄露通路长度更长，所以运行制冷剂从滑叶槽的另一端开口的后面空间部向气缸室的泄露减小，不使容积效率降低。 [0067] 本发明的第六方面，特别是在从第一方面到第五方面中的任一个方面的旋转式压缩机中，使用CO2作为运行制冷剂的情况下，滑叶在滑叶槽内往复运动时，特别是作为因压缩室压力与吸入室压力的较高的压差而作用于滑叶的力的反力，作用在滑叶的与滑叶槽的摩擦阻力较大，因此能够更有效地减少滑叶在滑叶槽内往复运动产生的滑动损失。 [0068] 本发明的第七方面，特别是在从第一方面到第五方面中的任一个方面的旋转式压缩机中，使用HFO1234yf或以HFO1234yf为主体的混合制冷剂作为运行制冷剂的情况下，特别是在高温下随着化学稳定性的降低，润滑性恶化，因此能够更有效地减少滑叶在滑叶槽内往复运动产生的滑动损失。 [0069] 以下，针对本发明的一个实施例，按照附图进行说明。此外，该实施例不对本发明进行任何限定。 [0070] 图1是表示本发明的一实施例的旋转式压缩机的纵截面图，图2是图1的AA线截面图。此外，对与现有技术中的结构相同的构成要素赋予相同的符号，省略其说明。 [0071] 在图中，旋转式压缩机100包括：圆筒状的密闭容器1；配置在密闭容器1的内部上侧的电动机部102；配置在密闭容器1的内部下侧的压缩机构部101。压缩机构部101由电动机部102驱动。 [0072] 电动机部102由环状的定子2和圆筒状的转子3构成，定子2安装在密闭容器1的内周面，转子3与定子2的内侧隔开若干间隙而配置。在转子3的中心固定有旋转轴4。 [0073] 压缩机构部101包括：气缸5；与气缸5的一个端面紧固的上轴承7；和与气缸5的另一个端面紧固的下轴承8，由气缸5、上轴承7和下轴承8形成圆筒状的气缸室6。在气缸室6配置有圆筒状的活塞9。活塞9与旋转轴4的偏心部4A嵌合，随着旋转轴4的旋转在气缸室6内进行摆动运动。在气缸5中，在气缸5的半径方向形成有滑叶槽10。在滑叶槽10内配置滑叶11，滑叶11在滑叶槽10内往复运动。 [0074] 在滑叶11的一端具有前端部11A，其形成为直径比滑叶11的横宽度更大的圆弧形状。在活塞9具有内周面为圆弧形状的嵌合部9A。通过将前端部11A以能够自由摆动的方式连接于嵌合部9A，气缸室6内被滑叶11划分为2个空间，一侧的空间形成吸入室12，另一侧的空间形成压缩室13。 [0075] 运行制冷剂的吸入和压缩通过活塞9在气缸室6内的摆动运动而进行。气缸5的内周面5A和气缸9的外周面9B具有圆度，从而高效率地将运行制冷剂吸入压缩。 [0076] 滑叶槽10的一端10A在气缸室6开口，滑叶槽10的另一端10B在后面空间部15开口。后面空间部15由后面孔16和以滑叶槽10的长度方向为轴方向的空间构成，滑叶11以能够往复运动的方式设置在滑叶槽10的外周侧。在滑叶槽10的另一端10B与旋转轴4的轴平行形成有后面孔16。后面孔16由直径比滑叶槽10的宽度更大的圆柱状空间构成，在气缸5的两端面开口。与喷出压力同等的高压的运行制冷剂和润滑油进入后面孔16，滑叶11因高压的运行制冷剂和润滑油而被按压向活塞9的方向。 [0077] 对于上述这样构成的本实施例的旋转式压缩机的压缩原理基于图3进行说明。图3是表示本实施例的旋转式压缩机的压缩原理的示意图。 [0078] 图3(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)依次表示使活塞9每旋转60度时的活塞9与滑叶11的位置关系。通过按照图3(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)的顺序的活塞9的摆动运动和滑叶11的往复运动，从吸入口17吸入运行制冷剂，并且被吸入的运行制冷剂渐渐被压缩，在图3(F)的时刻从喷出口18喷出运行制冷剂。 [0079] 接着，针对本实施例的旋转式压缩机的滑叶与滑叶槽的结构，使用图4到图6进行说明。图4是表示本实施例的旋转式压缩机的滑叶和活塞的放大分解立体图，图5和图6是表示本实施例的旋转式压缩机的主要部分的示意图，图5表示滑叶从滑叶槽最为突出的状态，图6表示滑叶被最大程度地收纳于滑叶槽内的状态。 [0080] 如图4所示，在滑叶11的另一端具有突出部11B。突出部11B以与滑叶11相同的横向宽度、比滑叶11小的纵向宽度形成为凸形状，设置在滑叶11的长度方向。滑叶11的前端部11A，从气缸5的一个端面插入至嵌合部9A。 [0081] 如图5所示，滑叶11在从滑叶槽10最为突出至气缸9侧的状态下，突出部11B的前端(滑叶11的最后面)与滑叶槽10的另一端10B位于同位置，或者比10B更为突出至后面空间部15侧。 [0082] 如图6所示，滑叶11在最大程度地收纳于滑叶槽10内的状态下，突出部11B位于后面空间部15内。 [0083] 在图5和图6中，气缸室侧接点201表示滑叶11的一端侧与滑叶槽10的抵接位置，后面空间部侧接点202表示滑叶11的另一端侧与滑叶槽10的抵接位置。 [0084] 如图所示，在滑叶11能够往复运动于滑叶槽10内的整个区间中，后面空间部一侧的接点202总是与滑叶槽10的另一端10B一致。因此，气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202的距离与滑叶11的运行状态无关，能够为根据滑叶槽10设定的最长长度。特别是，在滑叶11从气缸5的内周面5A向内侧最为突出的状态下，突出部11b的前端与滑叶槽10的另一端10B相同，或者比滑叶槽10的另一端10B更突出，由此能够延长气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202的距离。 [0085] 如图5所示，滑叶11在滑叶槽10内往复运动时，由于压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差(Pc-Ps)，反力在气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202作用于滑叶11。 [0086] 如本实施例这样，通过使气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202的距离总是为最长，减少作为反力起作用的滑叶11与滑叶槽10的摩擦阻力，因此能够减少滑叶11在滑叶槽10内往复运动所产生的滑动损失，能够提供输入损失小的旋转式压缩机。 [0087] 接着，针对作用于气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202的摩擦阻力按照图9进行说明。 [0088] 如图9所示，设作用于气缸室一侧的接点201的摩擦阻力为F1、作用于后面空间部一侧的接点202的摩擦阻力为F2、气缸室一侧的接点201和后面空间一侧的接点202的距离为L1、压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps作用的滑叶11的侧面长度为L2时，滑叶11在滑叶槽10内往复运动的方向的力与直角方向的力的平衡以式A表示。此外，H为气缸室6的高度。 [0089] F1＝F2+(Pc-Ps)*H*L2…式A [0090] 另外，围绕气缸室一侧的接点201的力矩的平衡如B式所示。 [0091] F2*L1＝1/2*(Pc-Ps)*H*L22…式B [0092] 通过式A和式B，作用于气缸室一侧的接点201的摩擦阻力F1和作用于后面空间部一侧的接点202的摩擦阻力F2如以下这样求得。 [0093] F1＝1/2*(Pc-Ps)*H*L2*(L2/L1+2)…式C [0094] F2＝1/2*(Pc-Ps)*H*L22/L1…式D [0095] 于是，通过使气缸室一侧的接点201和后面空间一侧的接点202的距离L1变长，能够使作用于气缸室一侧的接点201和后面空间一侧的接点202的摩擦阻力F1、F2均变小。 [0096] 另外，以能够进入后面空间部15的方式，通过在滑叶11的最后面设置突出部11B，使滑叶11因活塞9的摆动运动从气缸5的内周面5A向内侧最为突出的状态下的，后面空间部一侧的接点202的位置总是与滑叶槽10的另一端10B保持一致，能够使该后面空间部一侧的接点202与气缸室一侧的接点201的距离变长。于是，滑叶11在滑叶槽10内往复运动时，因压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的压差Pc-Ps而作用于后面空间部一侧的接点202和气缸室一侧的接点201的摩擦阻力减少，所以能够减少因滑叶11在滑叶槽10内往复运动而产生的滑动损失。 [0097] 在滑叶11从滑叶槽10最为突出至活塞9一侧的状态下，滑叶11的突出部11B的前端位于与滑叶槽10的另一端10B相同的位置，或者比另一端10B更向后面空间部15侧突出，由此能够使气缸室一侧的接点201与后面空间部一侧的接点202的距离变长。 [0098] 另外，由于具备能够收纳突出部11B的后面空间部15，能够确保足够长度的突出部11B。 [0099] 接着，针对本实施例的旋转式压缩机的气缸的向西结构，使用图7和图8进行说明。图7是表示本实施例的旋转式压缩机的气缸的放大立体图。图8是表示同一气缸的主要部分放大立体图。 [0100] 如图7和图8所示，滑叶槽10由作为对置的侧面的吸入室侧滑动面10C和压缩室侧滑动面10D形成，吸入室侧滑动面10C和压缩室侧滑动面10D各自分别形成于一个平面。后面空间部15为从气缸5的外周面5B通过钻等的切削部件贯通至后面孔16的贯通孔，滑叶槽10与后面空间部15连通。气缸5并非由后面空间部15划分，而是保持圆筒形作为外形形状。吸入室一侧的滑动面10C和压缩室一侧的滑动面10D，在另一端10B侧与具有曲面的后面孔16连接。后面空间部15为能够收纳于突出部11B的形状。此外，通过使后面空间部15为贯通孔，对于气缸5的外形形状能够在不使用其他部件的情况下连续地形成，能够将气缸5的外形形状维持为小型，并且能够相对于内周面5A保持圆筒状的形状，能够确保气缸5的内周面5A的圆度。例如，在使后面空间部15与气缸5的两端面连接时，必然产生与滑叶槽10连通的开口部，形状表现为C形状，随着相对于开口部在气缸5的圆周方向产生的应力，不能够确保气缸5的内周面5A的圆度。 [0101] 通过以上的结构，由于将吸入室一侧的滑动面10C和压缩室一侧的滑动面10D的另一端10B通过后面孔16与后面空间部15连接，能够在维持气缸5的内周面5A的圆度的状态下，确保突出部11B的足够的长度。由此，使在气缸室6内摆动运动的活塞9的外周面9B和气缸5的内周面5A之间形成的间隙无限小，能够减小运行制冷剂从压缩室13向吸入室12的泄露，因此能够阻止容积效率的降低。 [0102] 另外，使吸入室一侧的滑动面10C和压缩室一侧的滑动面10D各自分别形成一个平面，所以能够使滑叶11的侧面11C和吸入室一侧的滑动面10C和压缩室一侧的滑动面10D之间形成的间隙的泄露通路的长度变长，因此对于从后面孔16进入的运行制冷剂，能够使如图2中箭头表示的那样的运行制冷剂从后面孔16向气缸室6的泄露减小，容积效率不会降低。 [0103] 接着，针对能够适用于本实施例的旋转式压缩机的其他的滑叶，参照附图进行说明。图10(A)、(B)为表示能够适用于本实施的旋转式压缩机的滑叶的立体图。图10(A)为在滑叶11的后部，在气缸5的高度方向的上轴承侧设置突出部11D的滑叶形状，通过使用该滑叶11也能够得到与前面所述的实施例相同的效果。在此，在滑叶11的后部，在气缸5的高度方向的上轴承侧设置了突出部11D，但也可以在气缸5的高度方向的下轴承侧设置突出部11D。另外，如图10(B)那样，也可以使用在滑叶11的后部，对气缸5的高度方向的上轴承侧和下轴承侧双方设置突出部11E而成为凹形的滑叶11。 [0104] 另外，在本实施例的旋转式压缩机中，在使用CO2作为运行制冷剂的情况下，当滑叶11在滑叶槽10内往复运动时，特别是因压缩室压力Pc与吸入室压力Ps的较高的压差而作用于滑叶11的与滑叶槽10之间的摩擦阻力F1、F2较大，因此能够更有效地减少滑叶11在滑叶槽10内往复运动所产生的滑动损失。 [0105] 进而，在本实施例的旋转式压缩机中，在使用HFO1234yf或者以HFO1234yf为主体的混合制冷剂作为运行制冷剂的情况下，特别是在高温下随着化学稳定性的降低，润滑性恶化，因此能够更有效地减少滑叶在滑叶槽内往复运动产生的滑动损失。 [0106] 工业上的可利用性 |
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