旋转式压缩的制造方法

xiaoxiao2020-7-22  2

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旋转式压缩的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种使曲轴的偏心轴部的偏心量增大、使压缩室的最大体积增大的旋转式压缩机,能够不降低组装性且可防止制冷剂泄漏,提高压缩效率。该旋转式压缩机,利用具有2个偏心轴部(51a、51b)的曲轴来驱动夹着分隔板(30)叠置的一对压缩机构部(10a、10b),该曲轴具有分别由两侧的端板支承的轴部(52a、52b),曲轴(50)的轴部(52a、52b)分别以不同的外径形成,曲轴的偏心轴部(51a、51b)分别以不同的外径形成,分隔板(30)的中央通孔(33)的内径比曲轴(50)的偏心轴部(51a、51b)的外径的任一个小,且分隔板(30)被分割以包围曲轴(50)的分隔板插入部(53)。
【专利说明】旋转式压缩机
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋转式压缩机,特别涉及有多个缸、在缸之间配置着分隔板的旋转式压缩机。
【背景技术】
[0002]旋转式压缩机具有密闭容器(下面称为“壳体”)、配置在壳体内的驱动部(下面称为“马达”)、和由马达驱动的压缩部,经过吸入配管供给来的制冷剂在压缩部被冷却,经过排出配管被排出到壳体外。该旋转式压缩机用于冷藏箱、冷冻箱、空调器、热水器等,所以,要求大容量化和低成本化。
[0003]单缸的旋转式压缩机的压缩部具有圆环状的缸、圆环状的旋转活塞、可朝着缸的中心轴的方向进退的叶片、弹簧、曲轴和一对端板。圆环状的活塞配置在缸的内周部,进行偏心旋转。叶片配直在形成于缸上的叶片槽内。弹黃将叶片朝着缸的中心轴的方向推入。曲轴形成有用于使旋转活塞偏心旋转的偏心轴部。一对端板将曲轴可旋转地支承着,并且闭塞缸的两〗而面。
[0004]因此,由缸的内周面、旋转活塞的外周面和一对端板所形成的空间,被偏心旋转的叶片一分为二地分割为体积分别增减的一对空间(下面称为“压缩室”)。即,形成了在体积渐渐增加的相位被吸引的制冷剂在体积渐渐减小的相位被压缩的机构。
[0005]另外,双缸的旋转式压缩机的压缩部,相当于把单缸的旋转式压缩机的上述构造(与压缩机构部相同)配置成2层(2级),二者的叶片槽配置在180°的相反相位,在二者的缸之间,取代端板地配置着“分隔板”。即,曲轴具有形成在180°相反方向的一对偏心轴部,贯穿形成在分隔板上的中央通 孔,并且由一对端板可旋转地支承着。
[0006]此时,中央通孔的内径大致相当于曲轴的一对偏心轴部的偏心量的总计值(准确地说,比总计值稍大)。
[0007]通常,在具有2个以上缸的旋转压缩机中,想要加大压缩室的最大体积时,有以下三种方法。即,(I)将缸加高(轴方向加长)的方法。(2)将缸内径加大(半径方向加大)的方法。(3)将曲轴的偏心轴部的偏心量加大的方法。
[0008]在(I)或(2)的情况下,压缩机会大型化、高成本化。因此,为了消除大型化带来的高成本化,通常采用(3)的方法。
[0009]但是,如前所述,当曲轴的偏心轴部的偏心量增大时,形成在分隔板上的中央通孔的内径也要增大,所以,在(3)中,会产生相邻缸的压缩室经由内径大的中央通孔而相互连通从而产生“泄漏流路”、压缩效率变差的问题。
[0010]为此,在具有2个缸的旋转压缩机中,为了不产生上述那样的问题,作为提高压缩机效率的方法提出了以下方案:分别独立地设定曲轴的偏心轴部的外径、轴径,把分隔板做成为只有小径侧的偏心轴部能通过的大小,从而使泄漏流路减小,降低与轴承的油粘性而带来的滑动损失(例如参见专利文献I)。
[0011]专利文献1:日本特开平5 - 99171号公报
【发明内容】

[0012]但是,专利文献I公开的发明存在以下问题。
[0013]在专利文献I记载的构造中,由于只能从曲轴的小径侧的偏心轴部通过分隔板,所以,组装麻烦。即,在组装分隔板和含有小径侧的偏心轴部的压缩机构部时,要先把小径侧的偏心轴部穿过分隔板的中央通孔后,再把圆环状的旋转活塞嵌装在该偏心轴部上,接着,把嵌装了该旋转活塞的偏心轴部组装入该小径侧的缸室内,再用大径侧的缸和上述小径侧的缸将分隔板夹住,在该状态下,用螺栓与两侧的端部一起固定。因此,存在着组装工序多的问题。 [0014]另外,在利用(3)的方法增加压缩室的最大体积时,由于曲轴的偏心轴部的外径增大,所以,分隔板的内径也必然增大。如果设定为一定以上的偏心量,则不能确保旋转活塞与分隔板的密封长度,相邻缸的压缩室相互连通而会产生“泄漏流路”,从而压缩效率变差。
[0015]本发明是为了解决上述问题而做出的,其目的是提供一种使曲轴的偏心轴部的偏心量增大而使压缩室的体积增大的旋转式压缩机,该旋转式压缩机能够不降低组装性、同时可防止制冷剂泄漏、可提高压缩效率。
[0016]本发明的旋转式压缩机,利用具有2个偏心轴部的曲轴来驱动夹着分隔板叠置的一对压缩机构部,该曲轴具有分别由两侧的端板支承的轴部,其中,曲轴的轴部分别以不同的外径形成,并且,曲轴的偏心轴部分别以不同的外径形成;分隔板的中央通孔的内径形成得比曲轴的偏心轴部的外径的任一个都小,并且,分隔板被分割以包围曲轴的分隔板插入部。
[0017]本发明的旋转式压缩机,曲轴的轴部分别以不同的外径形成,并且,曲轴的偏心轴部分别以不同的外径形成,分隔板的中央通孔的内径形成得比曲轴的偏心轴部的外径的任一个都小,并且,分隔板被分割以包围曲轴的分隔板插入部,由此,可实现大容量化和低成本化,并且,可确保旋转活塞的密封长度,防止制冷剂泄漏,提高压缩效率。
【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1是表示本发明实施方式I的旋转式压缩机的整体的侧剖面图。
[0019]图2是表示图1所示的旋转式压缩机的压缩机构部的局部侧剖面图。
[0020]图3是表示图1所示的旋转式压缩机的压缩机构部的俯视局部剖面图。
[0021]图4是表示图1所示的旋转式压缩机的分隔板的俯视图。
[0022]图5是表示图1所示的旋转式压缩机的运转效率的图。
[0023]附图标记的说明
[0024]IOa…第I压缩机构部,IOb…第2压缩机构部,Ila…第I缸,Ilb…第2缸,12a...第I活塞,12b...第2活塞,13a...第I叶片槽,13b...第2叶片槽,14a...第I叶片,14b...第2叶片,15a...第I弹簧,15b...第2弹簧,20a…第I端板,20b...第2端板,25a...第I轴承,25b…第2轴承,30...分隔板,31…第I分割分隔片,32…第2分割分隔片,33...中央通孔,34…分割面,40a…空间,40b…空间,50…曲轴,51a…第I偏心轴部,51b…第2偏心轴部,52a…第I轴承插入部,52b…第2轴承插入部,53…分隔板插入部,60a…组装用螺栓,60b...组装用螺栓,71...组装用短螺栓,72…组装用长螺栓,100…旋转式压缩机(压缩机),101...壳体,IOla…上部壳体,IOlb…下部壳体,102…马达,102a…定子,102b…转子,103…压缩部,104…玻璃端子,105…排出管,106a…第I吸入管,106b…第2吸入管,107…吸入消音器。
【具体实施方式】
[0025][实施方式I]
[0026]下面,参照附图,说明本发明实施方式I的旋转式压缩机。
[0027]图1~图4示意地说明本发明实施方式I的旋转式压缩机。图1是表示旋转式压缩机的整体的侧剖面图。图2是表示旋转式压缩机的压缩机构部的局部侧剖面图。图3是表示旋转式压缩机的压缩机构部的俯视局部剖面图。图4是表示旋转式压缩机的分隔板的俯视图。各图均是示意性的,本发明并不限定于图示的方式。
[0028]在图1~图4中,旋转压缩机100具有作为密闭容器的壳体101、配置在壳体101内部的驱动源即驱动部(下面称为“马达”)102、和设置在壳体101内部的压缩部103。下面,详细说明各部的构造。
[0029](壳体)
[0030]壳体101具有上部壳体IOla和下部壳体101b。在上部壳体IOla上,设有把电力从外部供给到马达102的玻璃端子104、和把被压缩后的制冷剂排出到壳体101 (压缩机100)外部的排出管105。
[0031]在下部壳体IOlb上,固定着马达102、构成压缩部103的第I压缩机构部IOa及第2压缩机构部101b、以及把制冷剂分别导入第I压缩机构部IOa和第2压缩机构部IOb的第I吸入管106a及第2吸入管1 06b。第I吸入管106a及第2吸入管106b与吸入消音器107连接,在吸入消音器107内进行制冷剂的气液分离和制冷剂中的污物的除去。
[0032]在下面的说明中,对第I压缩机构部IOa及第2压缩机构部IOb中的相同内容,有时省略掉形容名称的“第1、第2”以及附图标记的脚标“a、b”。
[0033](马达)
[0034]马达102具有定子102a和转子102b。转子102b安装于曲轴50 (关于曲轴50将在另外详细说明)。马达102产生的旋转扭矩由曲轴50传递到第I压缩机构部IOa和第2压缩机构部10b。
[0035](压缩部)
[0036]压缩部103具有夹着分隔板叠置的第I压缩机构部IOa及第2压缩机构部10b。
[0037]第I压缩机构部IOa具有圆环状的第I缸I la、圆环状的第I旋转活塞(下面称为“第I活塞”)12a、第I叶片14a和第I弹簧15a。第I活塞12a配置在第I缸Ila的内周部,一边与第I缸Ila的内周面相接一边偏心旋转。第I叶片14a可朝着第I缸Ila的中心轴方向进退地配置在形成于第I缸Ila上的第I叶片槽13a内。第I弹簧15a将第I叶片14a压接于第I活塞12a的外周。这时,第I活塞12a的外周面与第I缸Ila的内周面呈线状接触,随着偏心旋转,线状的接触位置在圆周方向移动。
[0038]同样地,第2压缩机构部IOb具有圆环状的第2缸lib、圆环状的第2旋转活塞(下面称为“第2活塞”)12b、第2叶片14b和第2弹簧15b。第2活塞12b配置在第2缸Ilb的内周部,一边与第2缸Ilb的内周面相接一边偏心旋转。第2叶片14b可朝着第2缸Ilb的中心轴方向进退地配置在形成于第2缸Ilb上的第2叶片槽13b内。第2弹簧15b将第2叶片14b压接在第2活塞12b的外周上。这时,第2活塞12b的外周面与第2缸Ilb的内周面呈线状接触,随着偏心旋转,线状的接触位置在圆周方向移动。
[0039]另外,第I活塞Ila的内径和第2活塞Ilb的内径被设计成相等。
[0040](压缩室)
[0041]各压缩机构部10的压缩室是用叶片14将各缸室的空间在周方向分割成二部分而形成的。S卩,在第I压缩机构部10a,由第I缸Ila的内周面、第I活塞12a的外周面、第I端板20a的下面和分隔板30的上面所包围的第I空间40a,借助第I缸Ila的内周面与第I活塞12a的外周面的相接(大致线状地相接)、以及第I叶片14a与第I活塞12a的外周面的相接(大致线状地相接),在周方向被分割为两部分。
[0042]在第2压缩机构部10b,同样地,由第2缸Ilb的内周面、第2活塞12b的外周面、第2端板20b的下面和分隔板30的下面所包围的第2空间40b,借助第2缸Ilb的内周面与第2活塞12b的外周面的相接、以及第2叶片14b与第2活塞12b的外周面的相接,在周方向被分割为两部分(见图3)。
[0043](曲轴)
[0044]曲轴50同轴地配置着第I轴承插入部52a、分隔板插入部53和第2轴承插入部52bο在第I轴承插入部52a与分隔板插入部53之间,形成了朝一方偏心的第I偏心轴部51a。在第2轴承插入部52b与分隔板插入部53之间,形成了朝另一方偏心的第2偏心轴部 51b。
[0045]这时,第I偏心轴部51a和第2偏心轴部51b彼此相向(偏心方向相差180° ),各偏心轴部51的中心轴与曲轴50的轴心平行。
[0046]另外,第I轴承插入部52a可旋转地由设置于第I端板20a内周面的第I轴承25a支承。第2轴承插入部52b可旋转地由设置于第2端板20b内周面的第2轴承25b支承。分隔板插入部53贯穿形成在分隔板30中央的中央通孔33。
[0047](制冷剂的压缩)
[0048]第I偏心轴部51a贯穿第I活塞12a的内周部,第2偏心轴部51b贯穿第2活塞12b的内周部,所以,利用曲轴50的旋转,使得第I活塞12a和第2活塞12b在一方相对于另一方相差180°相位的状态下偏心旋转(见图3的(a)和(b))。
[0049]因此,借助曲轴50的旋转,被分割为两部分的第I空间40a的一方空间,体积渐渐增大,被分割为两部分的第I空间40a的另一方空间,体积渐渐减小。即,在相当于一方空间的位置形成第I吸入口(未图示),在相当于另一方空间的位置形成第I排出口(未图示),所以,制冷剂从第I吸入口被吸入后,被压缩而从第I排出口排出。
[0050](分隔板)
[0051]如图4所示,分隔板30是在中央形成有中央通孔的大致圆盘。分隔板30的形状是大致环形,沿着放射方向(与第I叶片14a和第2叶片14b进退的方向平行)的分割面34,形成为被一分为二地分割成第I分割分隔片31和第2分割分隔片32的形状。另外,这些第I分割分隔片31和第2分割分隔片32,为了在圆周方向将分隔片相互连接,具有例如组装用螺栓60a和60b。另外,作为将分隔片相互连接的手段,也可以采用钩扣钩住。另外,分割面34相当于形成在第I分割分隔片31上的第I平面与形成在第2分割分隔片32上的第2平面相接的面,但是,为了便于说明,不仅仅是指第I平面与第2平面相接的面,有时是指第I平面和第2平面的各自的面。另外,对于分割面34来说,相接的面不限定于平面,也包含了相互面接触的台阶面。
[0052](轴径和孔径)
[0053]这时,将曲轴50的轴部、即第I轴承插入部52a和第2轴承插入部52b分别设定为不同的外径,并且,将第I偏心轴部51a和第2偏心轴部51b分别设定为不同的外径。另夕卜,分隔板30的中央通孔33的内径形成得比曲轴50的任一偏心轴部51a、51b的外径都小。即,如图2所示,设曲轴50的第I轴承插入部52a的外径为dl、第2轴承插入部52b的外径为d2、第I偏心轴部51a的外径为dp1、第2偏心轴部51b的外径为dp2、分隔板30的中央通孔 33 的内径为 dm 时,dl Φ d2, dpi Φ dp2, dm〈dpl、dp2。
[0054]另外,在图示例中,是dl>d2, dpl>dp2, dm〈dp2〈dpl。
[0055]在图示例中,曲轴50的小径侧的轴部(第2轴承插入部52b)和小径侧的偏心轴部(第2偏心轴部51b)相邻地配置,大径侧的轴部(第I轴承插入部52a)和大径侧的偏心轴部(第I偏心轴部51a)相邻地配置。
[0056]如上所述,曲轴50的轴部以不同的外径形成,同时,偏心轴部以不同的外径形成,另外,分隔板30的中央通孔33的内径比偏心轴部的外径的任一个都小,这样,可以确保第I活塞12a的外径与分隔板30的中央通孔33的内径之间的密封长度、以及第2活塞12b的外径与分隔板30的中央通孔33的内径之间的密封长度。因此,各缸IlaUlb的压缩室相互不连通,可以防止制冷剂泄漏。所以,可以实现曲轴50的偏心轴部的偏心量增大而导致的压缩室的最大体积增大化,可提高压缩效率。
[0057]另一方面,由于分隔板30的中央通孔33的内径形成得比偏心轴部的外径的任一个都小,所以,可用以下方法组装压缩机构部。
[0058](I)把曲轴50的第I轴承插入部52a插入第I端板20a,把大径侧的第I偏心轴部51a和嵌装在其上的第I活塞12a组装到缸Ila内。然后,用组装用短螺栓71(见图1),把第I端板20a和第I缸Ila紧固固定。至此为止的第I压缩机构部IOa的组装方法与专利文献I大致相同。
[0059](2)用组装用螺栓60a、60b将分割的分隔板30的各分割分隔片31、32连接,以由被各分割分隔片31、32包围曲轴50的分隔板插入部53。这样,曲轴50的分隔板插入部53成为贯穿分隔板30的中央通孔33的状态。
[0060](3)把小径侧的第2偏心轴部51b和嵌装在其上的第2活塞12b组装到第2缸Ilb内。
[0061](4)把曲轴50的第2轴承插入部52b插入小径侧的第2端板20b,在用第I缸Ila和第2缸Ilb夹着分隔板30的状态下,用组装用长螺栓72 (见图1),把第2端板20b、第2缸Ilb和第I缸Ila紧固在一起。
[0062]另外,示出了的组装是按照从大径侧(上侧)到小径侧(下侧)的顺序进行组装的方法,但也可以反过来,按照从小径侧(下侧)到大径侧(上侧)的顺序进行组装,哪种方法都可以。另外,在上面的说明中,是将分隔板30分割,但也可以不分割分隔板30而是在分隔板插入部53处,将曲轴50分割。
[0063]根据上述的压缩机构部的组装方法,比已往的组装方法毫不逊色,所以,可将成本抑制得低。另外,作为产品,性能方面的可靠性要比降低组装成本重要,如上所述,由于可防止制冷剂泄漏,所以,可得到具有高可靠性的旋转式压缩机100。
[0064]另外,曲轴50的小径侧的轴部(第2轴承插入部52b)的外径d2优选是大径侧的轴部(第I轴承插入部52a)的外径dl的0.8倍以上、0.9倍以下。在此,将下限值设定为d2=0.8Xdl的理由是,如果外径小于0.8倍,则不能确保轴的刚性、强度,而将上限值设定为d2=0.9Xdl的理由是,为了尽量加大偏心轴部51a、51b的偏心量。
[0065]另外,曲轴50的小径侧的偏心轴部(第2偏心轴部51b)的外径dp2是大径侧的偏心轴部(第I偏心轴部51a)的外径dpi的0.86倍以上、0.94倍以下,更优选是dp2是dpi的0.92倍以上、0.93倍以下。尤其是,dp2=0.925Xdpi是最适合的。
[0066]这些数值限定是从实验结果得到的,如后所述,是根据图5所示的年运转效率的曲线图决定的。
[0067][其它实施方式]
[0068]上面不出了压缩部103由第I压缩机构部IOa和第2压缩机构部IOb构成、曲轴50的偏心轴部是小径侧和大径侧为一体的构造。但本发明并不限定于此,也可以将曲轴50的偏心轴之间分割,组装时,在设置了分隔板30后再将其连接而构成压缩机构。
[0069]最后,说明本实施方式的旋转式压缩机(二级压缩机)100的运转效率的改进效果。图5表示曲轴的大径侧的偏心轴径dpi与小径侧的偏心轴径dp2之比和运转效率的关系。横轴表示dp2/dpl的偏心轴径比,纵轴表示年运转效率。
[0070]另外,图5所示的旋转式压缩机是内部高压型的旋转式压缩机。在图5中,以已往旋转式压缩机的曲轴偏心轴径比为I时的年运转效率为基准(100%),表示本实施方式的压缩机100的运转效率。
[0071]对于本实施方式的压缩机100的运转效率来说,当曲轴的小径侧的偏心轴径dp2是大径侧的偏心轴径dpi的0.925倍时,最大约为102%,比已往的旋转式压缩机提高了约2%的运转效率。
[0072]从图5中可见,当0.86 ≤ dp2/dpl ≤ 0.94时,运转效率超过101%。当0.92 ≤< dp2/dpi≤0.93时,运转效率超过101.5%。
[0073]从结果可知,通过使曲轴的大径侧偏心轴径与小径侧偏心轴径之比(dp2/dpl)最佳化,可以抑制旋转活塞和偏心轴的摩擦损失,提高运转效率。
【权利要求】
1.一种旋转式压缩机,利用具有2个偏心轴部的曲轴来驱动夹着分隔板叠置的一对压缩机构部,该曲轴具有分别由两侧的端板支承的轴部,其特征在于, 上述曲轴的轴部分别以不同的外径形成,并且,上述曲轴的偏心轴部分别以不同的外径形成; 被上述曲轴贯穿的上述分隔板的中央通孔的内径形成得比上述曲轴的偏心轴部的外径的任一个都小,并且,上述分隔板被分割以包围上述曲轴的分隔板插入部。
2.如权利要求1所述的旋转式压缩机,其特征在于,上述曲轴的小径侧的轴部和小径侧的偏心轴部相邻地配置,上述曲轴的大径侧的轴部和大径侧的偏心轴部相邻地配置。
3.如权利要求1或2所述的旋转式压缩机,其特征在于,上述曲轴的小径侧的轴部的外径是大径侧的轴部的外径的0.8倍以上且0.9倍以下。
4.如权利要求1或2所述的旋转式压缩机,其特征在于,上述曲轴的小径侧的偏心轴部的外径是大径侧的偏心轴部的外径的0.86倍以上且0.94倍以下。
5.如权利要求4所述的旋转式压缩机,其特征在于,上述曲轴的小径侧的偏心轴部的外径是大径侧的偏心轴部的外径的0.925倍。
【文档编号】F04C23/00GK103486040SQ201310149258
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年6月13日
【发明者】深谷笃义, 新井聪经, 谷真男 申请人:三菱电机株式会社

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