專利名稱：旋轉式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種旋轉式壓縮機，與應用在空調器或冷凍裝置中的旋轉式壓縮機的效率提升有關。
背景技術：
從防止地球溫室效應化的觀點來看，空調器中搭載的旋轉式壓縮機的效率提升是個很大的課題。旋轉式壓縮機的活塞和軸承之間形成的活塞高度間隙，通過該活塞高度間隙從活塞內部向氣缸壓縮腔泄漏的高壓氣體的再膨脹對旋轉式壓縮機的效率有很大影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在提供一種結構簡單合理、操作靈活、制作成本低、可有效改善從旋轉式壓縮機活塞的內部向氣缸壓縮腔泄漏的高壓氣體損失，提高壓縮機的能效、且適用范圍廣的旋轉式壓縮機，以克服現(xiàn)有技術中的不足之處。按此目的設計的一種旋轉式壓縮機，密封的殼體內設置有壓縮機構部，該壓縮機構部包括帶有氣缸壓縮腔的氣缸、收納在氣缸壓縮腔內的活塞、通過偏心軸驅動活塞作偏心轉動的偏心曲軸以及支撐偏心曲軸的主軸承和副軸承，主軸承和副軸承設置在氣缸上， 滑片的先端抵靠在活塞的外周上，其特征是活塞的上平面部和/或下平面部上設置有平面部槽，平面部槽內設置有圓板，活塞內的壓力與氣缸壓縮腔內的壓力之間的壓差引起圓板浮動。所述活塞和圓板之間設置有用于防止氣體泄漏的密封圈或彈性件。所述活塞上設置有用于安裝密封圈的裝配槽，裝配槽為一個以上。所述活塞上設置有墊片槽，彈性件設置在墊片槽內且壓接在圓板和活塞之間。所述圓板上設置有一個以上的油孔。所述平面部槽的深度 > 圓板的厚度。所述圓板的內徑< 活塞的內徑。所述旋轉式壓縮機與冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器依次串接構成制冷裝置。本發(fā)明在內部通常為高壓側的活塞的上、下平面，也就是上、下滑動面上配備圓板，該圓板由于活塞內的壓力與氣缸壓縮腔內的壓力之間的壓差而進行浮動，所以活塞高度間隙會減小，其結果，可以減少從間隙泄漏出來的氣體，從而防止壓縮機的效率降低。并且，旋轉式壓縮機也更容易啟動。本發(fā)明不僅適用于殼體壓力為高壓側的高壓式旋轉式壓縮機，也可以適用于殼體壓力為低壓側的低壓式旋轉式壓縮機，其具有結構簡單合理、操作靈活、制作成本低、可有效改善從旋轉式壓縮機活塞的內部向氣缸壓縮腔泄漏的高壓氣體損失，提高壓縮機的能效、且適用范圍廣的特點。


圖1為本發(fā)明的實施例1的結構示意圖。圖2為實施例1中的壓縮機構部的局部剖視放大結構示意圖。圖3為實施例1中的壓縮機構部的橫截面放大結構示意圖。圖4為實施例1中的活塞和圓板的分解結構示意圖。圖5為以往旋轉式壓縮機的效率曲線圖。圖6為實施例1中的圓板受力分析圖。圖7為本發(fā)明的實施例2中的活塞和圓板的分解結構示意圖。圖8為本發(fā)明的實施例3中的活塞和圓板裝配后的剖視結構示意圖。圖9為本發(fā)明的實施例4中的活塞和圓板的分解結構示意圖。圖中1為旋轉式壓縮機，2為殼體，5為冷凝器，6為蒸發(fā)器，7為膨脹閥，13為儲液器，14為吸氣管，15為排氣孔，16為偏心曲軸，17為偏心軸，18為圓板，21為壓縮機構部，22 為電動機部，23為氣缸，24為氣缸壓縮腔，25為主軸承，26為副軸承，觀為活塞，29為滑片， 30為平面部槽，31a為低壓腔，31b為高壓腔，33為油，35為密封圈，36為油孔，37為波形墊片，38為墊片槽，40為氣缸螺釘。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例1參見圖1，旋轉式壓縮機1由安裝在圓柱形的密封的殼體2內的壓縮機構部21和配置在壓縮機構部21上部的電動機部22組成的。壓縮機構部21是由氣缸23，和在氣缸壓縮腔M內部作偏心旋轉的活塞觀和與這個活塞觀的外周抵接進行往復運動的滑片29， 驅動活塞28滾動的偏心曲軸16，和滑動支持該偏心曲軸16的主軸承25和副軸承16構成的?；钊^的上、下平面部分別安裝了圓板18。以上構成的壓縮機構部21是通過氣缸螺釘40裝配完成的。裝配完成的壓縮機構部21通過氣缸23的外周固定在密封的殼體2的內壁上。油 33存儲在密封的殼體2的底部。在搭載著旋轉式壓縮機1的系統(tǒng)中，從吸入管14吸入的低壓氣體在氣缸壓縮腔M 內被壓縮成高壓氣體從排氣孔15排入密封的殼體2的內部。因此，密封的殼體2的內部壓力是和排出壓力相等的高壓側。此后，從排氣管(無圖示)排出的高壓氣體，從冷凝器5開始依次經(jīng)過膨脹閥7、蒸發(fā)器6后進入儲液器13，最后流入吸氣管14，再度被吸入氣缸壓縮腔24。具有偏心軸17的偏心曲軸16可以依靠離心力將滯留在密封的殼體2下部的油33 吸上來。因此，活塞觀的內部空間充滿了足夠的油。參見圖2，為壓縮機構部21的詳圖。兩個圓板18分別安裝在位于活塞觀的上、下平面部的平面部槽30上。旋轉式壓縮機1運轉時，依靠活塞觀內部和外部之間的壓力差，圓板18浮動，各個圓板18通過活塞洲的偏心旋轉，保持在主軸承25和副軸承沈的平面部之間僅有的間隙內，也就是后述圓板浮動間隙內，進行滑動。參見圖3，為壓縮機構部21的橫截面圖。配置在固定于密封的殼體2內的氣缸觀中央的氣缸壓縮腔M被活塞觀和滑片四區(qū)分為低壓腔31a和高壓腔31b。通過偏心曲軸16的偏心軸17來驅動的活塞觀，按圖中的虛線箭頭所示方向，與電動機部22同步轉動，且在氣缸壓縮腔M內進行偏心旋轉。低壓腔31a和高壓腔31b高速地進行容積變化。高壓腔31b的壓力從低壓開始變化成和密封的殼體2內壓力相同的高壓。參見圖4，為活塞觀和圓板18的分解結構示意圖。因為平面部槽30的外徑Dl和圓板18的外徑D2保持僅有的間隙進行滑動配合，所以圓板18可以上下浮動。圓板18的內徑d2比活塞28的內徑dl小?；钊?8成為偏心軸17的滑動面。平面部槽30的深度wl和圓板18的厚度w2之間存在wl彡w2的關系，設定wl_w2 <約10 μ m。但是，由于波動，即使這個差值再變大也沒問題。故當旋轉式壓縮機1停止時，或者在氣缸壓縮腔M內產(chǎn)生壓力為止，圓板18會收納到平面部槽30中去。但是，像后述那樣，因為旋轉式壓縮機1的運轉，氣缸壓縮腔M的壓縮壓力變高， 所以圓板18會浮動，圓板18和主軸承25與副軸承沈的平面部之間的最小間隙是由圓板 18的浮動高度來決定的。圓板18浮動的時候產(chǎn)生的間隙被成為“圓板浮動間隙”，以區(qū)別于以前技術中的“活塞高度間隙”。圓板18推薦使用瑞典鋼等平面度、厚度的精度、以及耐磨耗性和加工性方面上好，富有彈力的材料。當然，使用其他的鋼板也是可以的。參見圖5，表示的是關于氣缸排量約為20cc的以往的空調旋轉式壓縮機，活塞高度間隙ΔΓ的大小和壓縮機效率的關系?；钊叨乳g隙ΔΓ是活塞上、下平面部和與其相對的主軸承和副軸承的平面間形成的各個間隙的總和。橫軸表示Δ r,單位為μ m ；縱軸表示耗電量，單位為kw/h。制冷量的單位為kw/h ； 能效COP =冷凍能力/耗電量。而且，電動機效率為一定。如圖示那樣，冷凍能力和消耗電力對于ΔΓ的變化很敏感。當活塞高度間隙Ar 等于15 μ m的時候，COP達到最高值。當活塞高度間隙ΔΓ在14 17 μ m的范圍內時，則認為能效COP是合格的。但是，如果活塞高度間隙ΔΓ變得比14 μ m小時，會出現(xiàn)由于活塞高度間隙ΔΓ過于小，而導致活塞28的上、下平面部和兩個軸承平面部之間的滑動摩擦損失過大，從而增加電力的消耗。并且，可能會發(fā)生壓縮機啟動不良，進而由于滑動部件的油膜厚度不足產(chǎn)生磨損。另一方面，如果活塞高度間隙ΔΓ變得比17μπι大，從活塞內部經(jīng)過活塞上、下面部泄漏到氣缸壓縮腔的低壓腔中的高壓氣體會再度膨脹，從而降低冷凍能力。同樣的，從活塞內部泄漏到壓縮中的高壓腔(中間壓力)的高壓氣體會在這里再次膨脹，從而增加電力的消耗。像這樣，從活塞內部泄漏到氣缸壓縮腔中的高壓氣體，不僅僅降低了冷凍能力，還因為電力消耗的增加從而大大降低了能效COP。為了解決這個課題，有必要優(yōu)化活塞高度間隙。本發(fā)明在位于活塞觀平面部上的平面部槽30中插入了圓板18.。而且，依靠運轉過程中的壓差，使圓板18浮動，上述的“圓板浮動間隙”比以前的“活塞高度間隙”變小了。參見圖6，說明了在氣缸壓縮腔M的內部，由于圓板18的浮動，圓板浮動間隙變小的原理。而且，活塞觀的上端和主軸承25的平面部之間的間隙象以往技術那樣為1/2 Ar。 此外，為了說明的簡單化，圖6中省略了偏心曲軸。圖6中箭頭的大小表示的是作用在圓板18上的壓力的分布?；钊^內的壓力經(jīng)常在高壓側，所以高壓Pd作用于圓板18的下側和平面部槽30之間的空隙處。但是，由于低壓腔31a的壓力通常是低壓，發(fā)生在圓板18的上側的壓力從活塞內側的高壓Pd到活塞外側逐漸變小，和低壓腔31a內的低壓I^s的壓力并不相等。所以，這個壓力的分布是傾斜的。將這種情況稱為L模式。當高壓腔31b內的壓力和排氣壓力Pd，也就是活塞觀內的壓力Pd相等時，產(chǎn)生在圓板18的上側和下側的壓力平衡了。該壓力分布稱為H模式。高壓腔31b內的壓力隨著活塞的旋轉角度的變化，而在低壓I^s和排氣壓力Pd之間變化，因此，圓板18上的壓力在模式L和模式H之間變化。由于活塞觀內的壓力不比低壓腔31a和高壓腔31b的壓力低，所以圓板18向主軸承25方向浮動，圓板浮動間隙變小。由于在這個變小的圓板浮動間隙內產(chǎn)生了油膜，故在圓板浮動間隙中的圓板18 上端和軸承平面部在沒有金屬接觸的范圍內，其間隙量達到最小。而且，活塞觀在偏心旋轉期間，由于軸承平面部的形狀誤差，圓板浮動間隙在變動的同時維持著最小的間隙。在實施例1中，如果按以前的設計能實現(xiàn)活塞高度間隙的優(yōu)化，那么就不必改變該設計。在這個設計上如果追加圓板18的技術方案，那么就能達到像上述那樣最佳的作用和效果?？傊?，是因為實施例1中的平面部槽30的深度wl和圓板18的厚度w2存在wl彡w2 的關系，根據(jù)需要，圓板18可以浮動。并且，如圖5所示的實例中，可以認為圓板18的浮動量是兩個圓板的厚度總量最大為8 μ m, 一個圓板的厚度平均要在4 μ m以下。像上述那樣，由于主軸承25和副軸承沈的平面部精度的不同，把圓板18配備在各個活塞的上、下端是最理想的。但是，即使廢除了一邊的圓板，圓板18的浮動量還是會增加，仍有顯著的效果。如果根據(jù)此項發(fā)明，即使是在設定較大的活塞高度間隙的場合下，由于高低壓力差，圓板18會自動調小間隙，從活塞內部到氣缸壓縮腔的氣體泄漏減少了，于是，由旋轉式壓縮機的高壓氣體再度膨脹而引起的壓縮效率損失的狀況得到了改善。當旋轉式壓縮機剛啟動的時候，因為全部的氣體壓力是相等的，此時，活塞高度間隙達到最大，活塞的滑動損失達到最小，所以有旋轉式壓縮機容易啟動的效果。而且，由于圓板18的浮動，活塞28內部的高壓氣體盡管有從平面部槽30的外徑 Dl和圓板18的外徑D2之間的間隙泄泄漏到氣缸壓縮腔M的低壓側的擔憂，但是上述間隙控制得極小，氣體小得幾乎可以忽略不計。在把活塞28安裝在偏心軸17上時，由于圓板18可以組裝在活塞28上，像圖4那樣，因為圓板18的內徑(12<活塞內徑dl，所以可以擴大圓板18的有效寬度。因此，從活塞內部泄漏到氣缸壓縮腔M內的氣體量有可能更進一步地得到減少。實施例2
參見圖7，對活塞觀的平面部槽30追加了裝配槽，用于安裝密封圈35。密封圈35 是消除了在圓板18浮動的時候，活塞觀內部的高壓氣體從平面部槽30的外徑Dl和圓板 18的外徑D2之間的間隙泄漏到氣缸壓縮腔M的低壓側的擔憂的好辦法。當從上述間隙發(fā)生氣體泄漏的時候，密封圈35由于壓力差和圓板18—起浮動，從而防止了氣體泄漏。密封圈35可以采用0形密封圈。為了改善效果，也可以在活塞觀上多設置幾條用于安裝密封圈35的裝配槽。其余未述部分見第一實施例，不再重復。實施例3參見圖8，在追加在活塞觀的平面部上的墊片槽38上配置了波形墊片37。對于實施例1中僅通過壓差使圓板18浮動，在本實施例中以波形墊片37作為彈性件，預先在圓板18浮動的方向加壓，浮動力進一步增強了。因此，當高壓腔31b內的壓力和活塞觀內的壓力一樣時，可以將圓板18壓在主軸承和副軸承沈的方向上，圓板18的防止氣體泄露的效果進一步提升了。在實施例中是采用了波形墊片37，如果有給圓板18施壓的其它彈性件，如柱彈簧、塔簧、扭簧或板簧等，同樣能夠實現(xiàn)本發(fā)明的目的。其余未述部分見第一實施例，不再重復。實施例4參見圖9，在圓板18上追加了油孔36，潤滑了圓板18的滑動面，而且，切實地防止了從滑動面出來的氣體泄漏?；钊^的內部由偏心曲軸16提供充裕的油，因為壓力差，油從活塞的內部供往氣缸壓縮腔對。此時，圓板18的油孔36和滑動面成為了供油的通道。另外，要根據(jù)必要適當?shù)卦鰷p油孔的數(shù)量。而且，實施例4也有可能和實施例2、實施例3組合使用。本發(fā)明提供的技術方案與將殼體壓力作為高壓側的高壓式旋轉式壓縮機有關，揭示了提高壓縮效率技術，但同時也可以應用在以殼體壓力作為低壓側的低壓式旋轉式壓縮機上。在低壓式旋轉式壓縮機中，因為要控制排油量，所以大幅度地限制了供往氣缸壓縮腔中的油量，從而就有壓縮效率低下的課題。但是，因為采用本發(fā)明提供的技術方案后， 可以大幅度地改善了這個課題。
權利要求
1.一種旋轉式壓縮機，密封的殼體O)內設置有壓縮機構部(21)，該壓縮機構部包括帶有氣缸壓縮腔04)的氣缸(23)、收納在氣缸壓縮腔04)內的活塞( )、通過偏心軸(17)驅動活塞08)作偏心轉動的偏心曲軸(16)以及支撐偏心曲軸(16)的主軸承05) 和副軸承(沈)，主軸承0 和副軸承06)設置在氣缸上，滑片09)的先端抵靠在活塞08)的外周上，其特征是活塞08)的上平面部和/或下平面部上設置有平面部槽(30)， 平面部槽(30)內設置有圓板(18)，活塞08)內的壓力與氣缸壓縮腔04)內的壓力之間的壓差引起圓板(18)浮動。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述活塞08)和圓板(18)之間設置有用于防止氣體泄漏的密封圈(3 或彈性件。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述活塞08)上設置有用于安裝密封圈(3 的裝配槽，裝配槽為一個以上。
4.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述活塞08)上設置有墊片槽 (38)，彈性件設置在墊片槽(38)內且壓接在圓板(18)和活塞(28)之間。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述圓板(18)上設置有一個以上的油孔(36)。
6.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述平面部槽(30)的深度(wl)^ 圓板(18)的厚度(w2)。
7.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述圓板(18)的內徑(業(yè))<活塞 (32)的內徑(dl)。
8.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征是所述旋轉式壓縮機(1)與冷凝器 (5)、膨脹閥(7)、蒸發(fā)器(6)依次串接構成制冷裝置。
全文摘要
一種旋轉式壓縮機，密封的殼體內設置有壓縮機構部，該壓縮機構部包括帶有氣缸壓縮腔的氣缸、收納在氣缸壓縮腔內的活塞、通過偏心軸驅動活塞作偏心轉動的偏心曲軸以及支撐偏心曲軸的主軸承和副軸承，主軸承和副軸承設置在氣缸上，滑片的先端抵靠在活塞的外周上，其特征是活塞的上平面部和/或下平面部上設置有平面部槽，平面部槽內設置有圓板，活塞內的壓力與氣缸壓縮腔內的壓力之間的壓差引起圓板浮動?；钊蛨A板之間設置有用于防止氣體泄漏的密封圈或彈性件。本發(fā)明具有結構簡單合理、操作靈活、制作成本低、可有效改善從旋轉式壓縮機活塞的內部向氣缸壓縮腔泄漏的高壓氣體損失，提高壓縮機的能效、且適用范圍廣的特點。
文檔編號F04C29/00GK102400916SQ20101028059
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權日2010年9月7日
發(fā)明者小津政雄, 李華明 申請人:廣東美芝制冷設備有限公司