專利名稱：回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(rotary compressor),其設(shè)有包含低段 側(cè)壓縮部和高段側(cè)壓縮部的2段壓縮部，更詳細(xì)地說，涉及可防止連接電動 機(jī)和壓縮部的軸發(fā)生撓曲、提高可靠性的技術(shù)。
背景技術(shù)：
一般，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)密封壓縮室間隙，以減少制冷劑泄漏引起的損失， 為了對軸承等滑動部分進(jìn)行潤滑，將壓縮部配置在潤滑油滯留的密閉容器的并且，在2段壓縮型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，為了改善在兩個壓縮部中產(chǎn)生的 壓縮負(fù)載扭矩的平衡，以及改善作用在與兩個壓縮部對應(yīng)的偏心部分即旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動活塞和與上述活塞嵌合的軸的偏心部的離心力的平衡，使得低段側(cè)壓縮 部和高段側(cè)壓縮部的壓縮位相錯開180度。又，由于作用在軸的兩個偏心部分和兩個旋轉(zhuǎn)運(yùn)動活塞的離心力，產(chǎn)生 欲使軸整體傾斜的力矩。于是，在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子上下安裝平衡器，以消除欲 使軸整體傾斜的力矩。這里，兩段壓縮型的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在其壓縮特性上，需要使得高段側(cè)壓 縮部的容積比低段側(cè)壓縮部的容積小。作為減少壓縮室容積的手段，有減少 壓縮室厚度即氣缸厚度的方法，以及減少活塞旋轉(zhuǎn)半徑的方法，但不論用哪 種方法，作用在軸的偏心部和活塞上的離心力都是容積小的高段側(cè)壓縮部因此，如專利文獻(xiàn)l (日本專利公開H11-230073號公報)所示，通過將 作用離心力大的低段側(cè)壓縮部設(shè)為靠近裝有平衡器的轉(zhuǎn)子側(cè)，即將低段側(cè)壓 縮部配置在高段側(cè)壓縮部上方，以減少平衡器質(zhì)量，這種手段為人們所公知。但是，在將低段側(cè)壓縮部配置在高段側(cè)壓縮部上方場合，會產(chǎn)生以下問題。即，根據(jù)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力條件和轉(zhuǎn)速條件，潤滑油的油面降至低于密 閉容器內(nèi)配置在上側(cè)的壓縮部，上側(cè)的壓縮部暴露在制冷劑氣體中。由此， 制冷劑通過葉片和葉片槽的間隙，泄漏到吸入室和壓縮室，產(chǎn)生泄漏損失。 若將低段側(cè)壓縮部配置在上側(cè)，則存在以下問題密閉容器內(nèi)部為高段 側(cè)壓縮部的排出壓力，因此，與吸入室及壓縮室的壓力差比將高段側(cè)壓縮部 配置在上側(cè)場合大，從間隙泄漏到吸入室及壓縮室的制冷劑量增大，壓縮機(jī) 效率更低下。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是為了解決上述先有技術(shù)所存在的問題而提出來的，本發(fā)明的 目的在于，提供一種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，在將高段側(cè)壓縮部配置在上側(cè)的結(jié)構(gòu)中， 能減少平衡器質(zhì)量，由此，可以減少軸撓曲量，防止軸承部燒傷及轉(zhuǎn)子與定 子接觸。為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明有以下所示幾個特征。即，本發(fā)明的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在密閉殼體內(nèi)部包括含有低段側(cè)壓縮部和高段側(cè)壓縮部的2段壓縮部， 以及驅(qū)動該2段壓縮部的電動機(jī)，高段側(cè)壓縮部配置在電動機(jī)側(cè)，當(dāng)將與低段 側(cè)壓縮部對應(yīng)的軸的偏心部，即低段側(cè)曲軸的軸向長度設(shè)為Ll,與高段側(cè)壓 縮部對應(yīng)的軸的偏心部，即高段側(cè)曲軸的軸向長度設(shè)為L2時，L2〉L1。這樣，通過使得高段側(cè)曲軸的軸向長度大于低段側(cè)曲軸的軸向長度，能 夠減小裝在轉(zhuǎn)子上的平衡器的質(zhì)量，因此，可以減少軸整體撓曲，防止因軸 承部的局部載荷過剩引起的燒傷，防止轉(zhuǎn)子與定子接觸。作為更好的實(shí)施形態(tài)，其特征為，上述壓縮部的轉(zhuǎn)速可變。這樣，在轉(zhuǎn)速 可變的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)速高場合，作用在上部平衡器和下部平衡器的離 心力變大，軸的撓曲更大，本發(fā)明的效果更大。


圖l是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。圖2是本發(fā)明的一實(shí)施形態(tài)的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的壓縮部的橫截面圖。圖3表示本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的回轉(zhuǎn)類部件和作用其上的離心力。圖4表示本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的由回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)離心力引起的軸撓曲狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
下面，參照

本發(fā)明實(shí)施形態(tài)，在以下實(shí)施例中，雖然對構(gòu)成要素， 種類，組合，形狀，相對配置等作了各種限定，但是，這些僅僅是例舉，本發(fā)明 并不局限于此。圖l是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱截面圖。在圖1中，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1將圓筒狀密閉容器2配置在縱方向，在密閉容器 2內(nèi)部上方設(shè)有電動機(jī)4，在下方設(shè)有壓縮部3。密閉容器2由圓筒狀主外殼21，封閉主外殼21的上部的圓頂狀頂部外殼 22及封閉主外殼21的下部的底部外殼23構(gòu)成。頂部外殼22及底部外殼23焊接 固定在主外殼21上。在頂部外殼22上設(shè)有制冷劑排出管24，用于將從壓縮部3排出到密閉容 器2內(nèi)部的制冷劑排向密閉容器2外部。電動機(jī)4的定子41熱壓固定在主外殼21中。電動機(jī)4的轉(zhuǎn)子42熱壓固定在 機(jī)械式連結(jié)電動機(jī)4和壓縮部3的軸7上。轉(zhuǎn)子42的上部裝有上部平衡器43,轉(zhuǎn) 子42的下部裝有下部平衡器44，以平衡全體回轉(zhuǎn)部件的離心力。壓縮部3在上方設(shè)有高段側(cè)壓縮部32，在下方設(shè)有低段側(cè)壓縮部31。低 段側(cè)壓縮部31的排出側(cè)和高段側(cè)壓縮部32的吸入側(cè)通過密閉容器2外部的中 間連接管26連接，這樣,構(gòu)成2段壓縮部。下面，參照圖2說明各壓縮部3的結(jié)構(gòu)。圖2是圖1中低段側(cè)壓縮部31的橫 截面圖。高段側(cè)壓縮部32僅僅活塞位相差180度，結(jié)構(gòu)相同。壓縮部31設(shè)有氣缸400以及圓筒狀活塞420，在所述氣缸400內(nèi)側(cè)形成圓 筒狀氣缸內(nèi)腔400a，所述活塞420收納在該氣缸內(nèi)腔400a內(nèi)部，在氣缸內(nèi)腔 400a內(nèi)壁和活塞420外周面之間形成制冷劑的作用空間；壓縮部32設(shè)有氣缸 200以及圓筒狀活塞220，在所述氣缸200內(nèi)側(cè)形成圓筒狀氣缸內(nèi)腔200a，所述 活塞220收納在該氣缸內(nèi)腔200a內(nèi)部，在氣缸內(nèi)腔200a內(nèi)壁和活塞220外周面之間形成制冷劑的作用空間。在氣缸200,從氣缸內(nèi)腔200a朝外周方向設(shè)有氣缸槽200b，在氣缸槽200b 內(nèi)設(shè)有平板狀葉片(vane)230;在氣缸400，從氣缸內(nèi)腔400a朝外周方向設(shè)有 氣缸槽400b，在氣缸槽400b內(nèi)設(shè)有平板狀葉片430。在葉片230和密閉容器2的內(nèi)壁之間，設(shè)有彈簧240,在葉片430和密閉容 器2的內(nèi)壁之間，設(shè)有彈簧440。由于所述彈簧240, 440的賦能力，葉片230， 430的前端分別與活塞220， 420的外壁滑接，由此，將作用空間劃分為吸入 室V1， V2和壓縮室C1，C2。在此，為了使高段側(cè)壓縮部32的作用空間容積小于低段側(cè)壓縮部31的作 用空間容積，使得高段側(cè)的氣缸200，活塞220，葉片230的軸向厚度分別比 低段側(cè)的氣缸400，活塞420，葉片430薄。下面，再次參照圖l，說明壓縮機(jī)l整體。在高段側(cè)氣缸200上側(cè)設(shè)有主支 架IOO，在高段側(cè)氣缸200和低段側(cè)氣缸400之間設(shè)有中間隔板300，在低段側(cè) 氣缸400下側(cè)設(shè)有輔助支架500，由主支架IOO，中間隔板300和輔助支架500 封閉2個作用空間的上下部，分別成為密閉空間。在主支架100上方設(shè)有高段側(cè)排出消音罩130，形成用于減低排出制冷劑 壓力脈動的高段側(cè)排出消音室M2。在輔助支架500下方設(shè)有低段側(cè)排出消音 罩510，形成用于減低排出制冷劑壓力脈動的低段側(cè)排出消音室M1。高段側(cè)排出消音罩130，主支架IOO，高段側(cè)氣缸200，中間隔板300，低 段側(cè)氣缸400，輔助支架500，低段側(cè)排出消音罩510由螺栓(圖中未示)固定 為一體，并且，主支架100外周部通過點(diǎn)焊固定在主外殼21上。主支架100設(shè)有軸承部110，輔助支架500設(shè)有軸承部502，通過將軸7嵌合 到軸承部IIO， 502，支承軸7回轉(zhuǎn)自如。軸7設(shè)有2個沿180度不同方向偏心的曲軸72， 73， 一方的曲軸72與高段 側(cè)壓縮部32的活塞220嵌合，另一方的曲軸73與低段側(cè)壓縮部31的活塞420嵌 合。隨著軸7回轉(zhuǎn)，活塞220， 420—邊與各自氣缸內(nèi)腔200a，400a內(nèi)壁滑接， 一邊作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，隨此葉片230， 430進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，這樣，各吸入室V1，V2和 壓縮室C1，C2的容積連續(xù)變化。由此，壓縮部3反復(fù)進(jìn)行制冷劑吸入和壓縮。低段側(cè)壓縮部31的吸入室V1通過設(shè)在氣缸400的低段側(cè)吸入孔410與制 冷劑吸入管64相連。低段側(cè)壓縮部31的壓縮室C1通過設(shè)在輔助支架500的低 段側(cè)排出孔520及低段側(cè)排出消音室M1，與中間連接管26相連。更詳細(xì)地說，在低段側(cè)排出孔520設(shè)有逆止閥540，制冷劑吸入管64通過 低段側(cè)吸入連接管411與低段側(cè)吸入孔410相連，中間連接管26通過中間排出 連接管521與低段側(cè)排出消音室M1相連。高段側(cè)壓縮部32的吸入室V2通過設(shè)在氣缸200的高段側(cè)吸入孔210與中 間連接管26相連。高段側(cè)壓縮部32的壓縮室C2通過設(shè)在主支架100的高段側(cè) 排出孔120及高段側(cè)排出消音室M2朝密閉容器2內(nèi)部開口。更詳細(xì)地說，在高段側(cè)排出孔120設(shè)有逆止閥140，中間連接管26通過中 間吸入連接管211與高段側(cè)吸入孔210相連。在壓縮機(jī)主體1的側(cè)面設(shè)有由獨(dú)立的密閉容器61構(gòu)成的儲存器 (accumulator)6。在儲存器6的上部，設(shè)有與圖中未示的熱泵系統(tǒng)側(cè)相連的 制冷劑回流管62，在儲存器6的下部，設(shè)有制冷劑吸入管64，其L字狀一端延 伸至儲存器6內(nèi)部的上方，另一端從壓縮機(jī)1側(cè)面與低段側(cè)壓縮部31的吸入室 Vl相連。下面，參照圖1和圖2說明上述結(jié)構(gòu)的制冷劑流動。從系統(tǒng)側(cè)通過制冷劑 回流管62流入儲存器6內(nèi)的制冷劑，分離成液體制冷劑和氣體制冷劑，所述 液體制冷劑在儲存器6下部，氣體制冷劑在儲存器6上部。低段側(cè)活塞420作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使低段側(cè)吸入室V1容積擴(kuò)大，由此，儲存器 6內(nèi)的氣體制冷劑通過制冷劑吸入管64吸入壓縮機(jī)主體1的低段側(cè)吸入室V1?；剞D(zhuǎn)一周后，低段側(cè)吸入室V1成為與低段側(cè)吸入孔410隔斷的位置，在 這種狀態(tài)下切換到低段側(cè)壓縮室C1，制冷劑被壓縮。低段側(cè)排出消音室M1成為設(shè)在低段側(cè)排出孔520的逆止閥540的外側(cè)，若 被壓縮的制冷劑的壓力達(dá)到低段側(cè)排出消音室M1的壓力即中間壓力，則逆止 閥540開啟，被壓縮的制冷劑排出至低段側(cè)排出消音室M1。在低段側(cè)排出消音室M1，減低成為噪音原因的壓力脈動后，制冷劑通過 中間連接管26導(dǎo)入高段側(cè)壓縮部32的吸入室V2。導(dǎo)入高段側(cè)壓縮部32吸入室V2的制冷劑，按照與低段側(cè)壓縮部31同樣的原理，在高段側(cè)壓縮部32吸入，壓縮，排出，在高段側(cè)排出消音室M2減低壓 力脈動后，排出至密閉容器2的內(nèi)部。再通過電動機(jī)4的定子41的芯部切口 (圖中未示)和芯部與繞組之間的 間隙，導(dǎo)向電動機(jī)4上部，通過排出管24排出至系統(tǒng)側(cè)。下面，利用圖3說明以上結(jié)構(gòu)的作用在壓縮機(jī)內(nèi)回轉(zhuǎn)類部件上的離心力。 圖3表示抽出壓縮機(jī)內(nèi)回轉(zhuǎn)類部件的圖。作為作用在回轉(zhuǎn)類部件上的離心力，有作用在低段側(cè)曲軸73和與其嵌合 的低段側(cè)活塞420上的離心力F1，作用在高段側(cè)曲軸72和與其嵌合的高段側(cè) 活塞220上的離心力F2，作用在安裝在轉(zhuǎn)子42上部的上部平衡器43上的離心 力F4，作用在安裝在轉(zhuǎn)子42下部的下部平衡器44上的離心力F3，這些離心力 在水平方向保持平衡,成為下式(l): <formula>formula see original document page 8</formula>(1)由于欲使軸整體傾斜的力矩平衡，根據(jù)繞F3作用點(diǎn)的力矩，得到下式(2):<formula>formula see original document page 8</formula> 2)決定F3和F4，即轉(zhuǎn)子42的上部平衡器43的質(zhì)量和下部平衡器44的質(zhì)量， 以便滿足式(2)。在此，使得式(2)變形，成為下式(3):F4二[F1X (Lx + Ly)—F2XLy] /Lz ...... (3)根據(jù)式(3)， Fl越小，且F2越大，F(xiàn)4能越小。艮P，低段側(cè)曲軸73的質(zhì)量越小，且高段側(cè)曲軸72的質(zhì)量越大，能使得轉(zhuǎn) 子42的上部平衡器43越小。在此，利用圖4說明因作用在軸7上的離心力引起軸撓曲狀態(tài)。圖4表示 抽出軸7和支承軸的軸承部110的圖。若軸7整體撓曲變大，尤其在主支架100的軸承110，軸7變形超過軸和軸 承110的間隙，在軸承110的上下，成為軸7和軸承110局部接觸狀態(tài)，成為產(chǎn) 生燒傷原因。因此，通過使高段側(cè)曲軸72的軸向長度大于低段側(cè)曲軸73的軸向長度， 可以減小轉(zhuǎn)子42的上部平衡器43，因此，可以減少軸7整體撓曲，防止由軸承110的局部負(fù)載過剩造成的燒傷，防止轉(zhuǎn)子42與定子41的接觸。另一方面，也可以得到以下效果。即，在用于空氣調(diào)節(jié)器或熱水器等的熱泵的壓縮機(jī)中，主要根據(jù)外部空氣溫度條件，壓縮機(jī)的吸入壓力Ps和排出 壓力Pd發(fā)生變化。這意味作為壓縮機(jī)整體的壓縮比V二Pd/Ps不是定值，需 要與寬范圍對應(yīng)。于是，若將低段側(cè)壓縮部31的吸入容積設(shè)為V1，高段側(cè)壓縮部32的吸入 容積設(shè)為V2，壓縮氣體的比熱設(shè)為k，忽略各壓縮部31， 32損失場合，低段 側(cè)壓縮部31的壓力比vl成為Vl= (Vl/V2)k。即，低段側(cè)壓縮部31的壓縮 比Vl與外部空氣溫度條件無關(guān)，而是由兩個氣缸的吸入容積決定。因此，在外部空氣溫度特別高條件下的冷氣運(yùn)轉(zhuǎn)或外部空氣溫度特別低 條件下的供暖運(yùn)轉(zhuǎn)等、全壓力比V大的條件下，高段側(cè)壓縮部32的壓力比v 2必然會變高。艮P，在這種條件下，高段側(cè)壓縮部32的負(fù)載扭矩比低段側(cè)壓縮部31的負(fù) 載扭矩大。為了支承該負(fù)載載荷，曲軸長度需要超過所定長度，但是,使得 曲軸長度超過必要長度成為曲柄部滑動損失增加的主要原因，不合適。于是，如上所述，通過使得高段側(cè)曲軸的軸向長度L2大于低段側(cè)曲軸的 軸向長度L1(L2〉L1)，既可以提高各曲軸軸承部的可靠性，又可以減少滑動 損失，提高效率。上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施 例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。例如，在本實(shí)施例中，回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)1設(shè)有包含低段側(cè)壓縮部31和高段側(cè) 壓縮部32的2段壓縮式的壓縮部，在該壓縮機(jī)中，通過使得高段側(cè)壓縮部32的 軸向長度小于低段側(cè)壓縮部31的軸向長度，使得高段側(cè)壓縮部32的作用空間 容積比低段側(cè)壓縮部31的作用空間容積小，作為合適實(shí)施形態(tài)例示，但是，也 可以構(gòu)成為將壓縮部3的軸向長度設(shè)為相同，通過使得高段側(cè)活塞220的旋 轉(zhuǎn)半徑小于低段側(cè)活塞420的旋轉(zhuǎn)半徑，使得高段側(cè)壓縮部32的作用空間容 積小。另外，也可以是以下構(gòu)成的2段壓縮式的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī):利用氣體噴射循環(huán)作為制冷循環(huán)，噴射制冷劑能夠流入低段側(cè)壓縮部31和高段側(cè)壓縮部32之 間的中間壓力部。作為壓縮部3的壓縮機(jī)構(gòu)，只要是利用通過曲軸72， 73使得活塞220， 420 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、使吸入室V1，V2及壓縮室C1,C2容積發(fā)生變化的壓縮機(jī)，并不限定 為本實(shí)施例的壓縮機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，構(gòu)成2段壓縮部，設(shè)有連通低段側(cè)壓縮部的排出側(cè)和高段側(cè)壓縮部的吸入側(cè)的手段，包括密閉容器；位于上述密閉容器內(nèi)部的低段側(cè)壓縮部及高段側(cè)壓縮部；軸，設(shè)有與上述低段側(cè)壓縮部及高段側(cè)壓縮部對應(yīng)的低段側(cè)偏心部及高段側(cè)偏心部；電動機(jī)，與上述軸機(jī)械連接，用于驅(qū)動上述低段側(cè)壓縮部及上述高段側(cè)壓縮部；在上述低段側(cè)壓縮部及高段側(cè)壓縮部分別設(shè)有氣缸；活塞，在上述氣缸內(nèi)與上述軸的偏心部嵌合，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；葉片，通過一邊在上述氣缸的葉片槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，一邊其前端與上述活塞滑接，和上述氣缸及上述活塞共同形成制冷劑的吸入室和壓縮室；中間隔板，夾在上述低段側(cè)壓縮部及上述高段側(cè)壓縮部之間，封閉上述吸入室及上述壓縮室一端面；主支架及輔助支架，設(shè)有回轉(zhuǎn)自如地支承上述軸的軸承部，并封閉上述吸入室及上述壓縮室的另一端面；將與上述低段側(cè)壓縮部對應(yīng)的軸的偏心部的軸向長度設(shè)為L1，與上述高段側(cè)壓縮部對應(yīng)的軸的偏心部的軸向長度設(shè)為L2時，L2＞L1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l中記載的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其特征在于 上述壓縮部的轉(zhuǎn)速可變。
全文摘要
本發(fā)明提供轉(zhuǎn)子的平衡質(zhì)量盡可能小、且能使得軸整體傾斜的力矩平衡的2段壓縮型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。使得與高段側(cè)壓縮部32對應(yīng)的高段側(cè)曲軸72的軸長L2比與低段側(cè)壓縮部31對應(yīng)的低段側(cè)曲軸73的軸長L1長，即L2＞L1。
文檔編號F04C29/00GK101275562SQ20081009034
公開日2008年10月1日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者上田健史, 兩角尚哉 申請人:株式會社富士通將軍股份有限公司