專利名稱：流體壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體壓縮機，尤其涉及例如壓縮制冷循環(huán)中制冷介質(zhì)氣體的流體壓縮機。
已知有包含往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式及其類似的各式壓縮機。然而，這些壓縮機因其壓縮部分和驅(qū)動部分例如為把回轉(zhuǎn)力傳遞到壓縮部分上的曲軸，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在它們的構(gòu)造上需采用許多部件。此外，為了提高壓縮效率，而在其排出側(cè)需設(shè)置逆止閥。然而由于在此逆止閥的兩邊存在較大的壓力差，因而氣體易于經(jīng)此閥門漏掉，這樣使壓縮效率不能提高。為了克服這些問題，需要提高各別零部件的尺寸和安裝精度，這又將導(dǎo)致制造成本提高。
美國專利文獻U.S.P.No.2，401，189公開了一種螺旋泵，此現(xiàn)有技術(shù)泵是在一套筒中配置一在其外周表面上具有一螺旋形槽的柱形回轉(zhuǎn)體，一螺旋形葉片可滑動地安裝在此槽內(nèi)。當此回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動，在回轉(zhuǎn)體外表面和套筒內(nèi)表面間由相鄰兩圈葉片所限定的流體被從套筒的一端向另一端傳送。
這樣，此螺旋泵只能用來傳送流體，而不能使其受到壓縮。在流體傳送中，只有當葉片的外周表面經(jīng)常保持和套筒的內(nèi)周表面相接觸，才能將流體密封住。然而在回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)中，由于它對變形敏感，因而要經(jīng)常保持葉片外周表面和套筒內(nèi)周表面緊密接觸是困難的。從而不能滿意地將流體密封住。因此，這種結(jié)構(gòu)的螺旋泵不能產(chǎn)生壓縮效果。
本發(fā)明就是鑒于以上問題而進行的，且是以提供構(gòu)造簡單，壓縮效率好，還使部件制造和裝配容易的流體壓縮機為目的。
為達到上述目的，本發(fā)明流體壓縮機，包括密閉的殼體;設(shè)置在上述殼體內(nèi)，具有吸入端和排出端的汽缸;固定設(shè)置在上述殼體內(nèi)，使上述汽缸的一端能自由回轉(zhuǎn)地受到支承的第一軸承，此第一軸承被用來把汽缸的上述一端氣密地塞住;能自由滑動地接合在上述汽缸的另一端上，用來把上述另一端部氣密地塞起來的第二軸承;把上述第一和第二軸承連接起來的支承軸，使此支承軸沿汽缸軸方向而在上述汽缸內(nèi)延伸的同時，相對汽缸軸線成偏心配置;沿汽缸的軸方向設(shè)置在上述汽缸內(nèi)的同時，使在其一部和上述汽缸的內(nèi)周表面相接觸狀態(tài)下有可能回轉(zhuǎn)地且由上述支承軸支承的圓柱狀回轉(zhuǎn)體，此回轉(zhuǎn)體具有在其外周表面上形成，呈螺旋狀延伸的槽，使此槽的間距從上述汽缸的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢減小;沿槽的深度方向能自由滑動地嵌合在上述槽內(nèi)的同時，具有緊貼上述汽缸內(nèi)周表面的外周表面，把上述汽缸的內(nèi)周表面和回轉(zhuǎn)體的外周表面間的空間劃分成多個工作室的螺旋狀葉片;使上述汽缸和回轉(zhuǎn)體作相對回轉(zhuǎn)，從而使流入上述動作室內(nèi)的流體從汽缸的上述吸入側(cè)向汽缸排出側(cè)的動作室依次傳送的驅(qū)動機構(gòu)。
根據(jù)上述構(gòu)成的流體壓縮機，則通過使流體從汽缸的吸入側(cè)向排出側(cè)傳送而能進行高效率的壓縮。此外，在第一和第二軸承內(nèi)，僅使一邊的軸承固定設(shè)置在殼體內(nèi)，使另一邊的軸承通過支承軸和一邊的軸承相連接。從而能使這些軸承容易和正確地相互同心。此外，由于通過支承軸使第一和第二軸承進行相互連接，因而能將汽缸支承成具有和雙支承構(gòu)造軸承大略同等的穩(wěn)定性。
對附圖的簡要說明。


圖1至圖8是表示有關(guān)本發(fā)明一實施例的流體壓縮機，圖1為上述壓縮機剖面圖，圖2為分解表示上述壓縮機部分剖面圖，圖3為回轉(zhuǎn)體的軸側(cè)圖，圖4為葉片的軸側(cè)圖，圖5為沿圖1Ⅴ-Ⅴ線剖面圖，圖6為表示回轉(zhuǎn)體和吸入槽配置關(guān)系的圖，圖7A至圖7D為分別表示制冷介質(zhì)氣體壓縮過程的剖面圖，圖8A至圖8D為分別表示在上述壓縮過程中的汽缸和回轉(zhuǎn)體相對位置的剖面圖，圖9為表示吸入槽變形例的俯視圖。
以下參照附圖對本發(fā)明實施例作詳細說明。
圖1是表示把本發(fā)明用于對制冷循環(huán)中的制冷介質(zhì)氣體進行壓縮的壓縮機的實施例。
該壓縮機具備封閉殼體10，和配置在此殼體內(nèi)的電動機部分12和壓縮部分14。電動機部分12包含固定安裝在殼體10的內(nèi)面上的大致為環(huán)狀的定子16，和設(shè)置在定子內(nèi)側(cè)的環(huán)狀轉(zhuǎn)子18。
如圖1和圖2所示，壓縮部分14具有汽缸20，把轉(zhuǎn)子18同軸地固定在此汽缸的外周面上。用固定設(shè)置在殼體10內(nèi)表面上的第一軸承21使汽缸20的右端，也就是吸入端能自由回轉(zhuǎn)地受到支承。據(jù)此，用軸承21使汽缸20的一端受到支承，且使汽缸和轉(zhuǎn)子18同定子16布置成同軸。特別是將汽缸20的吸入端嵌合在軸承21的圓周表面部21a內(nèi)，且使能自動回轉(zhuǎn)，而且用此軸使其氣密地被閉塞。
此外，將第二軸承22安裝在汽缸20的左端也就是排出側(cè)上。特別是把汽缸20的排出端，嵌合在軸承22的周表面部分22a上，且使其能自由回轉(zhuǎn)，而且用此軸承將此端氣密地塞住。而且是通過延伸在汽缸20內(nèi)的支承軸24使第二軸承22和第一軸承21相連接。把支承軸24配置成使其中心軸線A和汽缸20的中心軸線B相互平行，且僅具有偏心距離c。將支承軸24的一端壓入在第一軸承21上形成的盲孔21b內(nèi)，使其另一端貫穿通過在第二軸承22上形成的通孔22b，且伸出在軸承22的外方。在支承軸24的伸出端上形成有徑向通孔24a，并且，在通孔24a內(nèi)插入固定銷2b，且使固定銷的一端固定在軸承22上。因此，用固定銷26將第2軸承22固定在支承軸24的另一端上而使其不可能回轉(zhuǎn)。
這樣，用第二軸承22使汽缸20的排出端能自由回轉(zhuǎn)地受到支承。
壓縮部分14具有配置在汽缸20內(nèi)的圓筒狀回轉(zhuǎn)體28，用支承軸24使此回轉(zhuǎn)體能自由回轉(zhuǎn)地受到支承。也就是此回轉(zhuǎn)體28具有一條按照與其中心軸線為同軸而貫穿形成的內(nèi)孔30a，使支承軸24能自由回轉(zhuǎn)地插入此內(nèi)孔。據(jù)此，將回轉(zhuǎn)體28配置成相對汽缸20的中心軸B具有偏正距離僅為e。此外，使回轉(zhuǎn)體28具有比汽缸20的外徑還小的外徑，使其外周面的一部分和汽缸的內(nèi)周面相接觸。
此外，如圖1和圖2所示那樣，在回轉(zhuǎn)體28的右端外周表面上形成結(jié)合槽30，使從汽缸20的內(nèi)周表面伸出的驅(qū)動銷32，沿汽缸徑向能自由進出地插入此結(jié)合槽內(nèi)。因此，當向電動機部分12通電，使汽缸20和轉(zhuǎn)子18一起回轉(zhuǎn)時，使汽缸的回轉(zhuǎn)力通過銷子32被傳遞到回轉(zhuǎn)體28。其結(jié)果使回轉(zhuǎn)體28在其一部和汽缸20的內(nèi)表面相接觸狀態(tài)下在汽缸內(nèi)回轉(zhuǎn)。
如圖1和圖3所示，在回轉(zhuǎn)體28的外周表面上形成，且在回轉(zhuǎn)體兩端間延伸的螺旋形槽34。并且，從圖3可知，形成使槽34的間距從汽缸20的右端向左端，也就是從汽缸的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變小。在此槽34中還嵌合著如圖4所示的螺旋形的葉片36。此處，使葉片36的厚度t和槽34的寬大致相等，使葉片的各部分成為相對槽34，能沿回轉(zhuǎn)體28的徑向自由進出。此外，使葉片36的外周表面在緊貼汽缸20的內(nèi)周表面的情況下在汽缸的內(nèi)周表面上滑動。此葉片36是用特氟隆(商標)等的彈性材料制成，通過利用其彈性旋入槽34而裝入槽內(nèi)。
而且，用葉片36把汽缸20的內(nèi)周表面和回轉(zhuǎn)體28的外周表面間的空間分隔成多個工作室38。各工作室38由葉片36的相鄰兩繞間的空間所規(guī)定，并如圖5所示那示形成從回轉(zhuǎn)體28和汽缸20的內(nèi)周表面的接觸部到下一次的接觸部止沿葉片延伸的大致為新月形狀。并且，使工作室38的容積隨著從汽缸20的吸入側(cè)向著排出側(cè)行進而慢慢變小。
如圖1和圖2所示，在第一軸承21上貫穿形成沿汽缸20的軸方向延的吸入孔40。使此吸入孔40的一端向汽缸20的吸入側(cè)內(nèi)開口，使其另一端和制冷循環(huán)的吸入管42相連接。在第二軸承22上形成沿汽缸20的軸方向延伸的排出口44。使此排出孔44的一端向汽缸20的排出側(cè)開口，使其另一端向著殼體10內(nèi)部開口。此外，在殼體10的底部積存潤滑油46。
此外，如圖6所示，在回轉(zhuǎn)體28的吸入端部的外周表面上形成要把制冷介質(zhì)氣體吸入的導(dǎo)槽48。要形成使此導(dǎo)槽48從回轉(zhuǎn)體28的吸入端部和螺旋狀槽34交錯，而且延伸到位于最靠近吸入側(cè)位置的工作室38為止。并且形成使導(dǎo)槽48比槽34的深度深。因此，使通過吸入孔40流入汽缸20內(nèi)的制冷介質(zhì)氣體，通過導(dǎo)槽48，導(dǎo)入位于最靠近吸入側(cè)位置的工作室38內(nèi)。此外，如圖9所示那樣，也可以使導(dǎo)槽48的頂端部48a沿槽34彎曲。
在圖1中，50是表示和殼體10內(nèi)部連通的排出管。
下面，對以上構(gòu)成的壓縮機動作進行說明。
首先，使電動機部分12通電，則轉(zhuǎn)子18以及與其成為一體的汽缸20回轉(zhuǎn)。同時，使回轉(zhuǎn)體28在其外周表面的一部分和汽缸20的內(nèi)周表面相接觸狀態(tài)下得到回轉(zhuǎn)驅(qū)動。象這樣的回轉(zhuǎn)體28和汽缸20的相對回轉(zhuǎn)運動，如圖8A至圖8D所示那樣是用由銷子32和結(jié)合槽30構(gòu)成的限制機構(gòu)來保證的。并且，使葉片36也和回轉(zhuǎn)體28一體回轉(zhuǎn)。
由于葉片36是在其外周表面和汽缸20內(nèi)周表面相接觸狀態(tài)進行回轉(zhuǎn)，因此葉片36的各部分隨著向回轉(zhuǎn)體28的外周表面和汽缸20的內(nèi)周表面的接觸部靠近而被壓向槽34內(nèi)，而隨著離開接觸部而向著從槽34彈出的方向移動。另一方面如壓縮部分14動作，則通過吸入管42和吸入孔40使制冷介質(zhì)氣體被吸入汽缸20內(nèi)。此氣體首先被封閉在位于吸入側(cè)的工作室38內(nèi)。并且，如圖7a至圖7D所示那樣，伴隨回轉(zhuǎn)體28的回轉(zhuǎn)，把被封閉在葉片36的相鄰兩圈間的狀態(tài)下的上述氣體逐步向排出側(cè)的工作室38移送，由于工作室38的容積隨著從汽缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)移動而慢慢變小，因此使制冷介質(zhì)氣體在向排出側(cè)移送期間慢慢受到壓縮。并且，使受到了壓縮的制冷介質(zhì)氣體從在軸承22上形成的排出孔44向殼體10內(nèi)排出，進而通過管子50使返回到制冷循環(huán)中去。
根據(jù)以上構(gòu)成的壓縮機，則在回轉(zhuǎn)體28上形成的螺旋槽34的間距形成從汽缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變小。也就是形成用葉片分隔的工作室38的容積向著排出側(cè)慢慢變小，因此能使制冷介質(zhì)氣體在從汽缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)移送期間受到壓縮。此外，由于使制冷介質(zhì)氣體在被封閉在工作室38內(nèi)的狀態(tài)下被移送且受到壓縮，因此，即使在壓縮機的排出側(cè)不設(shè)置排出閥，也能對氣體進行高效率的壓縮。
由于能省去排出閥，故可達到使壓縮機構(gòu)造簡單化和減少備件數(shù)的目的。此外，由于是用壓縮部分14的汽缸20來支承電動機部分12的轉(zhuǎn)子18，因此不需要設(shè)置專門用來支承轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)軸以及軸承等。因此能進一步使壓縮機結(jié)構(gòu)簡化和使備件數(shù)目減少。
由于汽缸20和回轉(zhuǎn)桿24是在相互沿同一方向回轉(zhuǎn)狀態(tài)下相互接觸的，因此，這些部件間的摩擦力小，能分別順利地回轉(zhuǎn)，其結(jié)果振動和噪音也小。
此外，第二軸承22被安裝在用第一軸承進行一頭支承的汽缸20的自由端上，且用來支承此自由端，且可使其在不固定在殼體10上的情況下，通過支承軸24與第一軸承相連接。因此，和第二軸承被固定在殼體10內(nèi)表面上的場合相比較，能使第二軸承相對第一軸承容易且正確同軸，以及能防止汽缸20相對軸承21，22被卡住，能確保汽缸順利回轉(zhuǎn)。
此外，由于通過支承軸24使第二軸承22和第一軸承21進行機械連接，因此能使汽缸20的自由端受到穩(wěn)定支承。因此，雖然是僅將第一軸承21固定安裝在殼體10上的結(jié)構(gòu)，卻成為有可能以和第一、第二、軸承21、22的兩者均被固定安裝在殼體10內(nèi)的所謂雙支承構(gòu)造大致同等的穩(wěn)定性來支承汽缸20。其結(jié)果能使壓縮機的可靠性提高。
此外，由于沒有必要使第二軸承22固定安裝殼體10上，從而提高了殼體設(shè)計的自由度，使自由設(shè)計殼體形狀和尺寸成為可能。壓縮機的傳送容量是由葉片36的最初間距，也就是位于汽缸20的吸入端的工作室38的容量來決定。若根據(jù)本實施例，由于是使葉片的間距從汽缸20的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變小。因此把本實施例和具有同樣圈數(shù)，且沿回轉(zhuǎn)體全長為等間距葉片的場合相比，若采用本實施例，則葉片的最初間距可取較大值，其結(jié)果能使壓縮機的傳送量大，換言之，能實現(xiàn)高效率的壓縮機。
此外，若根據(jù)本實施例，使流入汽缸20的吸入端的制冷介質(zhì)氣體通過在回轉(zhuǎn)體28端部上形成的導(dǎo)槽48引向工作室38的開始位置。為此，能向工作室38的開始位置正確供給制冷介質(zhì)氣體，因此能提高壓縮機的壓縮效率。
此外，若流體的傳送量降低，當葉片36的圈數(shù)越增加，則相鄰兩個動作室的壓力差越減少，使動作室相互間的氣體漏泄量減低，其結(jié)果使壓縮效率提高。
本發(fā)明不限于上述實施例，可在本發(fā)明范圍內(nèi)作各種變形。
例如，本發(fā)明的流體壓縮機不限于制冷循環(huán)，也能用于其它的機器。此外，把第二軸承固定在支承軸上的方法不限于鎖銷，也可以將支承軸的端部壓入軸承的通孔22b內(nèi)，而且，用鍵來防止支承軸和軸承的相對回轉(zhuǎn)。此外，也可以通過分別把支承軸的端部和第二軸承22的通孔22b都取為多角形來防止支承軸和軸承的相對回轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種流體壓縮機，包括密閉殼體10；設(shè)置在上述殼體內(nèi)，具有吸入端和排出端的汽缸20；其特征在于還包括固定設(shè)置在上述殼體內(nèi)，使上述汽缸的一端能自由回轉(zhuǎn)地受到支承的第一軸承21，用此第一軸承把汽缸的上述一端氣密地塞?。缓蜕鲜銎椎牧硪欢讼嘟Y(jié)合，并使能自由滑動，并把上述另一端氣密地塞住的第二軸承22；使上述第一和第一軸承連結(jié)起來的支承軸24，使此支承軸在上述汽缸內(nèi)沿汽缸的軸向延伸的同時位于相對汽缸軸線偏心的位置；沿汽缸軸向設(shè)置在上述汽缸內(nèi)的同時，用上述支承軸使其在其一部分和上述汽缸內(nèi)周表面相接觸狀態(tài)下有可能回轉(zhuǎn)地受到支承的圓柱形回轉(zhuǎn)體28，此回轉(zhuǎn)體具有在其外周表面上形成并呈螺旋狀延伸的槽30，形成此槽的間距從上述汽缸的吸入側(cè)向排出側(cè)慢慢變??；沿上述槽的深度方向能自由滑動地嵌入上述槽內(nèi)的同時，具有緊貼上述汽缸內(nèi)周表面的外周表面，并把上述汽缸的內(nèi)周表面和回轉(zhuǎn)體的外周表面間空間劃分成多于工作室的螺旋狀葉片36；以及使上述汽缸和回轉(zhuǎn)體作相對回轉(zhuǎn)，使從汽缸的上述吸入側(cè)流入上述工作室的流體向汽缸排出側(cè)的工作室依次傳送的驅(qū)動機構(gòu)12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓縮機，其特征在于上述支承軸24具有固定安裝在上述第一軸承上的一個端部和安裝在上述第二軸承上的另一端部，在上述回轉(zhuǎn)體上具有和支承軸的中心軸線同軸地貫穿形成的內(nèi)孔30a，使上述支承軸能自由回轉(zhuǎn)地插通在此孔內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體壓縮機，其特征在于上述第一軸承具有能自由回轉(zhuǎn)地安裝在上述汽缸的一端的外周表面，和沿汽缸軸向延伸的孔21b，將上述支承軸的一端壓入上述孔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體壓縮機，其特征在于上述第二軸承具有能自由回轉(zhuǎn)地安裝著上述汽缸的另一端的外周表面，和與上述第一軸承上的孔同軸延伸的通孔22b，使上述支承軸的另一端貫穿插入上述貫穿孔的同時，使從第二軸承向外伸出，進而使第二軸承具有把上述支承軸的另一端固定安裝在第二軸承上，且使其不能回轉(zhuǎn)的固定部件26。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的流體壓縮機，其特征在于上述固定部件包含在上述支承軸的伸出端上沿支承軸經(jīng)向貫穿形成的結(jié)合孔24a和插通在上述結(jié)合孔內(nèi)且將其固定在上述第二軸承上的制動銷26。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓縮機，其特征在于在上述第一、第二軸承中，支承上述汽缸的吸入端部的軸承具有把從上述殼體外方被吸入汽缸吸入端內(nèi)的流體導(dǎo)入的吸入孔40，另一端的軸承具有把在上述汽缸內(nèi)被壓縮的上述流體向上述殼體內(nèi)排出的排出孔44。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體壓縮機，其特征在于上述驅(qū)動機構(gòu)包含使上述汽缸回轉(zhuǎn)的電動機部分12和把上述汽缸的回轉(zhuǎn)力向上述回轉(zhuǎn)體傳遞，并使回轉(zhuǎn)體和汽缸進行同步回轉(zhuǎn)的傳動機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體壓縮機，其特征在于上述傳動機構(gòu)包含在上述回轉(zhuǎn)體的外周表面上形成的結(jié)合槽30，和從上述汽缸的內(nèi)周表面伸出的同時，能沿汽缸徑向移動而插入上述結(jié)合槽內(nèi)的伸出體32。
全文摘要
一種流體壓縮機，包括配置在密封殼體內(nèi)，用電動機回轉(zhuǎn)驅(qū)動的汽缸，嵌入此汽缸一端內(nèi)，使汽缸能自由滑動地單端受到支承的第一軸承，固定于第一軸承沿汽缸軸向偏心延伸的支承軸，用此支承軸支承，使其一部和汽缸內(nèi)周表面接觸的圓柱形回轉(zhuǎn)體，能自由進出嵌入此回轉(zhuǎn)體外周上形成的螺旋形槽內(nèi)，把回轉(zhuǎn)體和汽缸間劃分成多個工作室的螺旋形葉片，自由滑動地嵌入汽缸自由端上，通過止動件固定在支承軸上的第二軸承。
文檔編號F04C18/107GK1039469SQ89104679
公開日1990年2月7日 申請日期1989年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月8日
發(fā)明者曾根良訓(xùn), 藤原尚義 申請人:東芝株式會社