專利名稱：流體壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)流體壓縮機，例如使冷凍循環(huán)的制冷介質(zhì)氣體受到壓縮的流體壓縮機。
以往作為壓縮機，有往復(fù)式的和回轉(zhuǎn)式的，這些已為大家熟知，然而在這些壓縮機中，把回轉(zhuǎn)力向壓縮機部傳遞的克拉克軸等的驅(qū)動部，以及壓縮部的構(gòu)造復(fù)雜，此外，部件的件數(shù)也多。此外，在傳統(tǒng)的壓縮機中，為了提高壓縮效率，而有必要在壓縮機的排出側(cè)設(shè)逆止閥，然而由于此逆止閥兩邊的壓力差很大，因此氣體容易從逆止閥漏泄。所以，壓縮效率低。為了解決這個問題，有必要提高各部件的尺寸精度和安裝精度，其結(jié)果使制造成本提高。
美國專利USP2，401，189公開了一種螺桿泵，若根據(jù)此螺桿泵，在氣缸內(nèi)設(shè)置圓柱狀的回轉(zhuǎn)體，在此回轉(zhuǎn)體的外周面上形成螺旋狀的槽。此外，使螺旋狀的葉片可自由滑動地嵌合在此槽內(nèi)。并且，通過回轉(zhuǎn)驅(qū)動此回轉(zhuǎn)體，在回轉(zhuǎn)體的外周面和氣缸的內(nèi)周面間，使被封閉在葉片的相鄰兩圈間的流體從氣缸的一端移向另一端移送。
象這樣，上述螺桿泵只是移送流體，而不具有使流體壓縮的機能。此外，為了使此移送的流體密封，有必要使葉片的外周面能經(jīng)常和氣缸的內(nèi)周面接觸。然而在回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中，由于葉片本身在槽內(nèi)變形故難以自由滑動。因此很難使葉片的外周面和氣缸的內(nèi)周面經(jīng)常保持密切接觸狀態(tài)，因而無法使流體完全密封。其結(jié)果是不能期待用上述螺桿泵的構(gòu)造發(fā)揮壓縮的作用。
正是鑒于以上這些而形成本發(fā)明，其目的為了提供能以比較簡單的組成，提高密封性，從而能進行效率良好的壓縮的同時，還使部件制造和安裝容易的流體壓縮機。
為了達到上述目的，若根據(jù)本發(fā)明的壓縮機，應(yīng)包括具有吸入端和排出端的圓柱形氣缸;在其一部分和圓柱形氣缸的內(nèi)周表面相接觸狀態(tài)下和上述圓柱形氣缸能相對回轉(zhuǎn)，在氣缸內(nèi)沿氣缸的軸方向，且偏心設(shè)置的圓柱狀回轉(zhuǎn)體，該回轉(zhuǎn)體，在其外周面上具有沿螺旋狀延伸的槽，此槽的節(jié)距形成從上述氣缸的吸入端向著排出端慢慢變小;沿回轉(zhuǎn)體在大致徑向方向自由滑動地嵌合在上述槽內(nèi)，與此同時，具有和上述氣缸的內(nèi)周面密切接觸的外周面的螺旋狀葉片，該葉片把上述氣缸內(nèi)周面和回轉(zhuǎn)體的外周面間的空間劃分成多個動作室;驅(qū)動機構(gòu)，它使上述氣缸和回轉(zhuǎn)體相對回轉(zhuǎn)，并使從氣缸的上述吸入端流入上述動作室的流體依次向氣缸排出端的動作室移送。


圖1至圖11是表示有關(guān)本發(fā)明一實施例的流體壓縮機，圖1為表示上述壓縮部全體的剖面圖，圖2為回轉(zhuǎn)桿的側(cè)視圖，圖3為葉片的側(cè)視圖，圖4為表示上述壓縮部的局部側(cè)剖面圖，圖5為沿圖1的V-V線的剖面圖，圖6A至圖6D為分別表示制冷介質(zhì)氣體的壓縮過程，圖7是有關(guān)本發(fā)明其它實施例壓縮機剖面圖。
以下參照附圖對本發(fā)明實施例作詳細說明。
圖1是表示將本發(fā)明適用于壓縮冷凍循環(huán)制冷介質(zhì)用的壓縮機的實施例。
壓縮機具備密閉殼體10，和設(shè)置在此殼體內(nèi)的電動機部12和壓縮部14。電動機12具有被固定在殼體10的內(nèi)面上的大致為環(huán)狀的定子16和向著定子內(nèi)側(cè)的環(huán)狀的轉(zhuǎn)子18。
壓縮部14具有圓柱狀氣缸20，轉(zhuǎn)子18同軸相固定在此圓柱形氣缸的外周面上。氣缸20的兩端，用固定在殼體10內(nèi)面上的軸承22a，22b回轉(zhuǎn)自由地被支承的同時而封閉著。在氣缸20內(nèi)，沿氣缸的軸向設(shè)置著具有直徑比氣缸內(nèi)徑小的圓柱狀回轉(zhuǎn)桿24。桿24，位于使其中心軸A相對氣缸20的中心軸B僅產(chǎn)生偏心距離e的同時，使其外周面的一部分和氣缸的內(nèi)周面相接觸。而且，桿24的兩端能自由轉(zhuǎn)動地被分別支承在軸承22a，22b內(nèi)。此外，如圖1和圖4所示那樣，在桿24的右端部的外周面上形成嚙合槽26，從氣缸20的內(nèi)周面伸出來的驅(qū)動銷28，能沿氣缸的徑向進退自由地被插入此嚙合槽內(nèi)。因此，當(dāng)向電動機部12通電，使氣缸20和轉(zhuǎn)子18一起回轉(zhuǎn)時，氣缸的回轉(zhuǎn)力通過銷28傳給桿24。其結(jié)果是使桿24在其一部分和氣缸20的內(nèi)面相接觸狀態(tài)下在缸體內(nèi)轉(zhuǎn)動。
如圖1至圖5所示那樣，在回轉(zhuǎn)桿24的外周面上形成在桿的兩端間延伸的螺旋狀槽30。并且，從圖2能清楚看出，使槽30這樣形成，即使其節(jié)距從氣缸20的右端向著左端，也就是從氣缸的吸入端向著排出端慢慢變小那樣形成。此外，使螺旋狀的葉片32嵌合在此槽30內(nèi)。這里，使葉片的厚度t和槽30的寬大致一致，并成為使葉片的各部分相對槽30，沿桿24的徑向進退自由。此外，葉片32的外周面在和氣缸20的內(nèi)周面密切接觸的狀態(tài)下在氣缸的內(nèi)周面上滑動。此葉片32是用特氟隆等彈性材料制成，利用其彈性而螺旋擰入槽30，從而裝入槽內(nèi)。
并且，氣缸20的內(nèi)周面和桿24的外周面間的空間，被用葉片32分隔成多個動作室34。各動作室34是被葉片32的相鄰兩圈所限定，并成為沿葉片從桿24和氣缸20的內(nèi)周面的接觸部到下一接觸部為止延伸的大致成新月形狀。并且，動作室34的容積隨著從氣缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)行進面慢慢變小。
如圖1和圖4所示，在軸承22a上貫穿形成有沿氣缸20的軸向延伸的吸入孔36，此吸入孔36的一端向著氣缸20內(nèi)開口，其另一端和冷凍循環(huán)的吸入管38相連接。在軸承22b上形成排出孔40。排出孔40的一端向著氣缸20的排出端內(nèi)側(cè)開口，其另一端向著殼體10的內(nèi)部開口。此外，在桿24的內(nèi)部，形成沿著桿的中心軸，從桿的左端到右端附近為止而延伸的壓力引入通路42。通路42的左端，通過在軸承22b上形成的通路44和殼體10的內(nèi)部，特別是和殼體的底部相連通。通路42的右端朝著在桿24上形成的槽30的底部開口。此外，在殼體10的底部盛著潤滑油41。因此，依靠殼體10內(nèi)的壓力上升，使?jié)櫥?1通過通路44，42而被導(dǎo)入槽30的底部和葉片32之間的空間內(nèi)。此外，壓力引入通路42還僅向著槽30內(nèi)的從氣缸20的吸入側(cè)朝排出側(cè)行進略大于360°角度的部位開口。
在圖1中符號46表示了和殼體10內(nèi)部連通的排出管。
下面，對由如上所述構(gòu)成的壓縮機的動作進行說明。
首先，當(dāng)使電動機部12通電，轉(zhuǎn)子18回轉(zhuǎn)，和轉(zhuǎn)子形成一體的氣缸20也回轉(zhuǎn)。同時，回轉(zhuǎn)桿24在其外周面的一部分和氣缸20的內(nèi)周面相接觸的狀態(tài)下被回轉(zhuǎn)驅(qū)動，這種桿24和氣缸20的相對旋轉(zhuǎn)運動是靠內(nèi)銷28和嚙合槽26形成的規(guī)定機構(gòu)來確保的。并且，葉片32也和桿24一道回轉(zhuǎn)。
由于葉片32是在其外周面和氣缸20的內(nèi)周面相接觸狀態(tài)下進行回轉(zhuǎn)，葉片32的各部分，隨著向桿24的外周面和氣缸20的內(nèi)周面的接觸部靠近而被推入槽30內(nèi)，隨著從接觸部離開，即向從槽飛出方向移動。另一方面，當(dāng)壓縮部14動作時，制冷介質(zhì)氣體經(jīng)吸入管38和吸入孔36被吸入氣缸20內(nèi)。此氣體首先被封閉在位于吸入側(cè)的動作室34內(nèi)。并且，如圖6A至圖6D所示那樣，伴隨回轉(zhuǎn)桿24的回轉(zhuǎn)，上述氣體在被封閉在葉片32的相鄰兩圈間的狀態(tài)而依次向排出側(cè)的動作室34移送。并且，由于動作室34的容積隨著從氣缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)行進而慢慢變小的緣故，使制冷介質(zhì)氣體在向排出側(cè)移送過程中慢慢被壓縮。并且，被壓縮的制冷介質(zhì)氣體，經(jīng)在軸承22b上形成的排出孔40向殼體10排出，進而通過排出管返回到制冷循環(huán)內(nèi)。
此外，當(dāng)殼體10內(nèi)的壓力升高時，潤滑油41經(jīng)通路44和壓力引入通路42被引入槽30的底和葉片間的空間內(nèi)，為此，葉片32因油壓，經(jīng)常朝著從槽30擠出的方向，即朝氣缸20的內(nèi)周面方向被推壓。因此，在壓縮部14的動作中，葉片32能在槽30內(nèi)不被鉤住的情況下，沿氣缸20的徑向自由進退。因此，葉片32的外周面被經(jīng)常維持在和氣缸20的內(nèi)周面相密切貼合的狀態(tài)。這樣，使動作室34相互間能被葉片32確實分隔，而且使動作室相互間的氣體泄漏得到防止。
若根據(jù)以上所述那樣構(gòu)成的壓縮機，在桿24上形成的槽30要按照使其節(jié)距從氣缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變小那樣形成。也就是用葉片32分隔的動作室34被形成使其容積向排出側(cè)慢慢變小。因此，制冷介質(zhì)氣體能在從氣缸20的吸入側(cè)移向排出側(cè)的過程中受到壓縮。此外，由于制冷介質(zhì)氣體是在被封閉在動作室34內(nèi)的狀態(tài)下被移送和壓縮，因此即使在壓縮機的排出側(cè)不設(shè)置排出閥的場合，也能使氣體高效率地受到壓縮。
由于能省去排出閥，從面能達到使壓縮機構(gòu)造簡化和使備件數(shù)減少的目的。此外，由于電動機部12的轉(zhuǎn)子18是用壓縮部14的氣缸20進行支承，因此沒有必要設(shè)置支承轉(zhuǎn)子用的專用回轉(zhuǎn)軸及軸承，從而能進一步使壓縮機的構(gòu)造簡化和使部件的件數(shù)減少。
此外，在壓縮機作中，由于在槽30的底和葉片32間的空間內(nèi)供有壓力油，因此使葉片經(jīng)常被推向氣缸20的內(nèi)周面。因此，使葉片32處在其外周面和氣缸20的內(nèi)周面經(jīng)常相密切貼合的狀態(tài)下回轉(zhuǎn)。從而能使相鄰的動作室34間確實分隔，并確實防止動作室間的氣體泄漏。其結(jié)果是能有效地壓縮氣體。此外，由于葉片32處于被壓向氣缸20的內(nèi)面，因此即使葉片的直角度等，及部件的制造精度不十分高時，葉片順隨著氣缸的內(nèi)表面，并能在槽30內(nèi)，沿氣缸的徑向自由移動。因此，能使部件的制造和安裝容易進行。
此外，通過將高壓潤滑油引入槽30的底部和葉片32間的空間內(nèi)，還能進行槽30的內(nèi)表面和葉片32間的潤滑以及它們之間的密封。進而，由于上述空間是沿槽30呈螺旋狀延伸，因而此空間能作為油泵而作用，并向其它的滑動部分引導(dǎo)潤滑油。
氣缸20和回轉(zhuǎn)桿24是在相互間朝同一方向回轉(zhuǎn)的狀態(tài)下相互接觸。因此，這些部件間的摩擦小，能分別自由回轉(zhuǎn)，其結(jié)果是使振動和噪音小。
壓縮機的移送容量由葉片32的最初節(jié)距，也就是由位于氣缸20的吸入側(cè)的動作室34的容量來決定。若根據(jù)本實施例，葉片32的節(jié)距形成為從氣缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變小。因此，和具有與本實施例相同圈數(shù)，而且與沿回轉(zhuǎn)桿的全長為等節(jié)距的葉片相比，采用本實例的話，若使葉片最初的節(jié)距大，其結(jié)果，能使壓縮機的移送容量變大。換言之，能實現(xiàn)高效的壓縮機。
此外，移送容量雖然降低，但越增加葉片32的圈數(shù)，相鄰的動作室間的壓力差則減小，從而使動作室相互間的氣體漏泄量減少。其結(jié)果使壓縮效率提高。
圖7表示有關(guān)本發(fā)明第二實施例的壓縮機。
若根據(jù)此實施例，是將電動機部12和壓縮機部14水平并列設(shè)置在殼體10內(nèi)。軸承22a被設(shè)置在殼體10內(nèi)的當(dāng)中部位，并用此軸承22a將殼體內(nèi)部氣密地分隔成電動機部12側(cè)和壓縮部14側(cè)。此外，使沿水平延伸的回轉(zhuǎn)軸48回轉(zhuǎn)自由地支承在軸承22a上。使電動機部12和轉(zhuǎn)子18同軸地固定在回轉(zhuǎn)軸48的右端部上，而后位于定子16的內(nèi)側(cè)。
回轉(zhuǎn)桿24的一端同軸地固定在回轉(zhuǎn)軸48的左端。回轉(zhuǎn)桿24的左端，用固定在殼體10內(nèi)面上的軸承22b轉(zhuǎn)動自由地被支承著。和上述第一實施例一樣，在桿24的外周面上形成螺旋狀的槽，并要使其節(jié)距從桿的右端向著左端慢慢變小，使螺旋狀的葉片32嵌合在此槽內(nèi)。此外，使沿桿的軸延伸的氣缸20設(shè)置在桿24的外側(cè)，分別用軸承22a、22b使此氣缸的兩端回轉(zhuǎn)自由地受到支承。氣缸20被設(shè)置成使其中心軸B相對桿24的中心軸A僅偏心距離e。
在軸承22a上形成向氣缸20的右端部，也就是向吸入側(cè)端部內(nèi)開口的吸入孔3b。在此實施例中，在氣缸20的排出側(cè)端部上形成排出孔40，使氣缸內(nèi)部和殼體10內(nèi)連通。此外，當(dāng)殼體10內(nèi)的壓力上升，替代潤滑油的是殼體內(nèi)的高壓氣體通過直接通路44和在桿24內(nèi)形成的壓力導(dǎo)入通路被導(dǎo)入槽30的底和葉片32間的空間內(nèi)。
其它的組成則和上述第一實施例一樣，和上述實施例同樣的部分使具有相同的標(biāo)號，故省略對它的說明。
即使在如上所述構(gòu)造的壓縮機中，和上述第一實施例一樣，能使氣體高效壓縮的同時，能達到使構(gòu)造簡化的目的。
本發(fā)明并不限于如上所述的實施例，在本發(fā)明的范圍內(nèi)有可能有各種變形。例如，本發(fā)明的壓縮機，不限于冷凍循環(huán)，對其它的壓縮機也能適應(yīng)。此外，也不限于將壓縮部和電動機部容納在密閉的殼體內(nèi)的型式，即使是使管子直接和吸入孔和排出孔連接的所謂開放型的壓縮機也可以。
權(quán)利要求
1.一種流體壓縮機，其特征在于它包括具有吸入側(cè)和排出側(cè)的氣缸，在其一部分和上述氣缸內(nèi)周面相接觸狀態(tài)下有可能和上述氣缸相對回轉(zhuǎn)，且沿氣缸軸方向偏心設(shè)置在此氣缸內(nèi)的圓柱狀回轉(zhuǎn)體，在此回轉(zhuǎn)體的外周面上形成呈螺旋狀延伸的槽，此槽按照使其節(jié)距從上述氣缸的吸入側(cè)朝向排出側(cè)慢慢變小那樣形成；螺旋狀葉片，它大致沿回轉(zhuǎn)體徑向自由滑動地嵌合在上述槽內(nèi)的同時，具有和上述氣缸內(nèi)周面緊密結(jié)合的外周面，把上述氣缸內(nèi)周面和回轉(zhuǎn)體外周面間的空間分隔成多個動作室；使上述氣缸和回轉(zhuǎn)體相對回轉(zhuǎn)，從而使從氣缸的上述吸入側(cè)流入動作室的流體向氣氣缸的排出側(cè)的動作室依次移送的驅(qū)動機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機，其特征在于還進一步包括向上述槽底和葉片間的空間加壓，使葉片朝上述氣缸內(nèi)周面推壓的加壓機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機，其特征在于上述加壓機構(gòu)包含向上述槽底和葉片間的的空間供給加壓油的供給機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機，其特征在于上述供給機構(gòu)包含形成在上述回轉(zhuǎn)體內(nèi)的同時，具有兩端，其一端開口開在回轉(zhuǎn)體的一端上，另一端開口開在上述槽底上的壓油通道，以及把壓力油導(dǎo)入上述壓力油通道的導(dǎo)向機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機，其特征在于還包含容納上述驅(qū)動機構(gòu)和氣缸的密閉殼體;以及把移向上述氣缸的排出側(cè)的流體密閉排出的排出機構(gòu);而上述的供給機構(gòu)包含儲存在密閉殼體底部的潤滑油，上述導(dǎo)向機構(gòu)包含具有和上述壓油通道的一端連通的一端以及向潤滑油內(nèi)開口的另一端的導(dǎo)向通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機，其特征在于上述加壓機構(gòu)包含向上述槽底和葉片間的空間供給高壓氣體的機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機，其特征在于上述供給機構(gòu)包含在上述回轉(zhuǎn)體內(nèi)形成的壓力引入通路，該通路的一端上的開口開在回轉(zhuǎn)體的一端上，其另一端上的開口開在上述槽底上，以及用上述驅(qū)動機構(gòu)將移送向氣缸排出側(cè)的動作室的一部分流體導(dǎo)入上述壓力引入通路的導(dǎo)向機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要7所述的壓縮機，其特征在于包含容納上述驅(qū)動機構(gòu)和氣缸的密閉殼體，以及把向上述氣缸的排出側(cè)移送的流體密閉排出的排出機構(gòu)，而上述的導(dǎo)向機構(gòu)包含其一端和上述壓油通路的一端連通，其另一端向密閉殼體內(nèi)開口的，把向密閉殼體內(nèi)排出的流體的一部分引導(dǎo)到上述壓力引入通路的引導(dǎo)通路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機，其特征在于上述驅(qū)動機構(gòu)包含使上述氣缸回轉(zhuǎn)的電動機部，把氣缸的回轉(zhuǎn)力傳遞到上述回轉(zhuǎn)體上，使上述回轉(zhuǎn)體和氣缸同步回轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮機，其特征在于上述電動機部包含固定在上述氣缸的外周上的轉(zhuǎn)子，以及配置在轉(zhuǎn)子外側(cè)上的定子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓縮機，其特征在于還包含轉(zhuǎn)動支承上述氣缸的吸入側(cè)的第一軸承，和轉(zhuǎn)動支承氣缸的排出側(cè)的第二軸承，以及上述回轉(zhuǎn)體具有分別轉(zhuǎn)動支承在第一和第二軸承上的一對端部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓縮機，其特征在于還包含容納上述氣缸、電動機部、第一和第二軸承的密閉殼體，和其一端向上述氣缸的吸入側(cè)端內(nèi)部開口，其另一端向密閉殼體的外方開口的吸入孔，以及其一端向氣缸排出側(cè)端內(nèi)部開口，其另一端向上述密閉殼體內(nèi)開口的排出孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓縮機，其特征在于上述吸入孔形成在上述第一軸承上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓縮機，其特征在于上述排出孔形成在上述第二軸承上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓縮機，其特征在于上述排出孔形成在上述氣缸上。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮機，其特征在于上述傳動機構(gòu)，包含在上述回轉(zhuǎn)體外周面上形成的嚙合槽，和從上述氣缸內(nèi)周面上伸出，沿氣缸的徑向可移動地插入上述嚙合槽內(nèi)的伸出部。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機，其特征在于上述驅(qū)動機構(gòu)包含和上述回轉(zhuǎn)體同軸相連接的回轉(zhuǎn)軸，以及使回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)的電動機部。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有氣缸和位于此氣缸內(nèi)的回轉(zhuǎn)桿的流體壓縮機，在此回轉(zhuǎn)桿的外周面上形成螺旋形槽，具有和此螺旋狀槽相適合的螺旋狀葉片，此葉片把由氣缸內(nèi)周面和回轉(zhuǎn)桿外周面形成的空間分隔成多個動作室，此動作室的體積隨著從氣缸一端運離而慢慢減小，因此，在氣缸和回轉(zhuǎn)桿作相對回轉(zhuǎn)時，從氣缸一端導(dǎo)入的流體在動作室內(nèi)被移向氣缸的另一端。
文檔編號F04C18/107GK1030967SQ8810472
公開日1989年2月8日 申請日期1988年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月31日
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