CN1435572A

CN1435572A - 多气缸压缩机

Info

Publication number: CN1435572A
Application number: CN 03103451
Authority: CN
Inventors: 竹林昌宽
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2003-01-30
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: CN100343518C; CN101158354A; JP2003227485A

Abstract

一种多气缸压缩机，压缩机构部具有多气缸(6a、6b)，同时在各气缸(6a、6b)形成隔板50以及被一对端板(5、8)隔开的多个工作室(51、52)，改变多个曲柄销(13、14)的位置而设置曲轴(3)，在吸入室(51)设置通过吸入管道与吸入管(19a、19b)连通的吸入口(20a、20b)，吸入管道具有连通各气缸(6a)的管道部分之间的管道部分(30)和扩展至气缸两端面的气缸的管道部分(23a、23b)。上述多气缸压缩机，防止由一侧气缸产生的压力波动而阻碍向另一侧气缸的工作室吸入的现象，从而降低吸入损失、提高效率。

Description

多气缸压缩机

技术领域

本发明涉及多气缸压缩机，特别是涉及在冰箱或空调机等的冷冻循环中使用的多气缸压缩机。

背景技术

作为以往的多气缸压缩机，可以例举在特开平8-270580号公报中所示的压缩机，也就是通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有2个气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和一对端板隔开而成的2个工作室，上述曲轴在不同的相位上具有偏心的多个曲柄销，同时在上述各曲柄销中嵌入活塞，使其在述各工作室内偏心旋转，上述工作室具有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，上述吸入管道具有连通上述各气缸的管道部分之间的管道部分。

在上述以往的技术中也表示了在特定气缸连接吸入管，同时具有从该吸入管的内侧与另一气缸的吸入口连通的管道部分的具体例。

另外，在上述以往的技术中也表示了在两个气缸上分别连接吸入管，同时在连接上述吸入管的部分的内侧具有连通两个气缸的管道部分的具体例。

在上述以往技术中，压缩机开始运转后，各工作室的体积发生变化从而使吸入量也发生变化，在吸入管道内出现压力波动。由此，由一侧工作室产生的压力波动容易防碍另一工作室的吸入作用。但是以往技术中并没有充分考虑上述一点。

在以往技术中没有提供在连通各气缸管道部分之间的管路部分，向特定气缸的吸入口方向的流动阻力和向另一气缸的吸入口方向的流动阻力之间的关系。当向另一气缸的吸入口方向的流动阻力大于向特定气缸的吸入口方向的流动阻力时出现在特定气缸工作室的吸入冲程中，预先被吸入到另一气缸工作室中的气体向特定气缸工作室逆流的问题。

发明内容

本发明目的之1是提供一种能防止由一侧气缸产生的压力波动而阻碍向另一侧气缸的工作室吸入的现象，从而降低吸入损失、提高效率的多气缸压缩机。

本发明目的之2是提供一种能防止由一侧工作室的吸入冲程产生另一侧工作室吸入气体的逆流现象，从而降低吸入损失、提高效率的多气缸压缩机。

由以下说明将更加清楚本发明的除上述以外的目的。

为了达到上述目的之1，本发明的多气缸压缩机是通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有多气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和端板隔开而成的多个工作室，在上述曲轴的不同的相位上设有偏心的多个曲柄销，同时在各曲柄销中嵌入活塞，使其在上述各工作室内偏心旋转，上述工作室中设有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，其特征在于，上述吸入管道具有连通上述各气缸的管道部分之间的管道部分和扩展至气缸两端面的气缸管道部分。

为了达到上述目的之2，本发明的多气缸压缩机是通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有多气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和端板隔开而成的多个工作室，在上述曲轴的不同相位上设置偏心的多个曲柄销，同时在各曲柄销中嵌入活塞，使其在上述各工作室内偏心旋转，上述工作室具有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，其特征在于，上述气缸中设有连接上述吸入管的特定气缸和没有和上述吸入管连接的另一气缸，上述吸入管道具有把上述吸入口之间连通起来的管道部分，上述连通管道部分具有流体节流部，使向上述另一气缸的吸入口方向的流动的阻力小于向上述特定气缸的吸入口方向的流动的阻力。

由以下的说明将更加清楚本发明的其它机构。

附图说明

图1为本发明实施例1的多气缸旋转压缩机的纵截面图。

图2为图1的主要部分扩大图。

图3为图1的A-A向截面图。

图4为本发明实施例2的多气缸旋转压缩机的主要部分横截面图。

图5为图4的B-B向截面图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。在实施例2中省略了与实施例1相同的一部分结构，同时省略了重复的说明。各实施例图中的同一符号表示同一物体或相应的物体。

参照附图1至3说明本发明实施例1的多气缸压缩机。图1是本发明实施例1的多气缸压缩机的纵向截面图，图2是图1中的主要部分的扩大图，图3是图1的A-A向截面图。

在图1至图3中，1表示密闭容器、2表示电动机部、2a表示电动机的转子、2b表示定子、3表示曲轴、4表示主轴承、5表示压缩机结构部、6a表示第1气缸、6b表示第2气缸、50表示隔板、8表示副轴承、9表示外壳、10a表示第1活塞、10b表示第2活塞、11表示外壳、12a、12b表示叶轮、13表示第1曲柄销、14表示第2曲柄销、15表示排出室、16表示排气通路、17表示排出室、18表示排出管、19a、19b表示吸入管、20a、20b表示气缸的吸入口、21a、21b表示到达吸入口20a、20b的吸入管道部分、22a、22b表示从吸入管19a、19b延伸的吸入管道部分、23a表示连通吸入管道部分21a和22a的管道部分、23b表示连通吸入管道部分21b和22b的吸入管道部分、30表示连通吸入管道部分23a和23b的吸入管道部分。

下述实施例1是把具备2个气缸的2气缸回转压缩机作为对象。

支撑曲轴3的主轴承4通过焊接固定在密闭容器1的内壁上。并且在上述主轴承4的一侧空间内置电动机部2，在另一空间内置压缩机结构部5。电动机部2是由嵌入固定曲轴3的转子2a和与转子2a相对且与转子2 a同轴的定子2b构成，定子2b固定在密闭容器1中。

在压缩机结构部5中，曲轴3进一步从主轴承4延伸，由副轴承8支撑其前端。用2个气缸6a、6b和隔板50把上述主轴承4和副轴承8隔开，形成2组工作空间。在上述气缸6a、6b的内部分别设置在曲轴3上形成的曲柄销部13、14。在上述气缸6a、6b的内部分别装有活塞10a、10b。上述活塞10a、10b分别嵌入在曲柄销13、14中。曲柄销13、14在曲轴3的圆周方向上具有180°的相位差。

通过电动机部2，旋转驱动曲轴3，则随曲柄销部13、14的旋转，活塞10a、10b以180°的相位差旋转，在上述活塞10a、10b中通常通过弹簧部件叶轮压接12a、12b。另外，虽然未图示叶轮12b，但为了便于理解，附上符号12b进行说明。在气缸6a中，通过活塞10a和叶轮12a，形成由吸入室51和压缩室52构成的工作室。并且在气缸6b中，通过活塞10b和叶轮12b，形成由吸入室51和压缩室52构成的工作室。另外，虽然未图示在气缸6b侧的吸入室51，但为了容易理解，附上符号6b进行说明。

通过由曲轴3的旋转进行的活塞10a、10b的偏心旋转，气缸6a、6b内的吸入室51和压缩室52反复被压缩、膨胀。当气缸6a、6b的吸入室51膨胀时，由冷冻循环通过吸入管19a、19b供应制冷气体，并通过吸入管道分别吸入到吸入室51中。

随曲轴3旋转，压缩室52被缩小，并由此制冷气体被压缩，如果达到一定的压力(排出压力)，气缸6a内的压缩制冷气体喷入由主轴承4和其外壳11形成的排气室17中，同时气缸6b内的压缩制冷气体喷入由副轴承8和其外壳9形成的排出室15中。通过气缸6a、6b交替压缩制冷气体，并通过排出室17、15向密闭容器1内排出制冷气体，然后从密闭容器1通过排出管18排向冷冻循环。

吸入管19a、19b与气缸6a、6b的向密闭容器1的方向延伸的部分连接，并与通过吸入管道在吸入室51形成的吸入口20a、20b连通，所述吸入管道是在气缸6a、6b形成的。上述吸入管道是由在气缸6a形成的吸入管道部分22a、23a、21a和在气缸6b形成的吸入管道部分22b、23b、21b以及在隔板50形成的吸入管道部分30构成。

吸入管道部分23a、30、23b是贯穿气缸6a、6b以及隔板50的凸缘部而设置的，且上述管道部分的横截面积是圆孔。吸入管道部分23a、30、23b连通的方向与曲轴相平行(图中为上下方向)，并且其两端是由主轴承5和副轴承8的凸缘面封闭。

吸入管道部分22a、22b向半径方向延伸，使吸入管19a、19b和吸入管道部分23a、23b相连通。吸入管道部分21a、21b向半径方向延伸，使吸入管道部分23a、23b和吸入口20a、20b相连通。由此，吸入口20a、20b是通过吸入管道部分21a、23a、30、23b、21b相互连通。并且吸入口20a是通过吸入管道部分21a、23a、30、23b、22b与吸入管19b连通。并且吸入口20b是通过吸入管道部分21b、23b、30、23a、22a与吸入管19a连通。

根据本实施例，当第1气缸6a的吸入室51的体积变化大、吸入流量大时，制冷气体主要通过吸入管道部分22a、23a、21a，从第1吸入管19a吸入到第1吸入口20a中，但也通过吸入管道部分22b、23b、30、23a、21a，从第2吸入管19b吸入到第1吸入口20a中。但因为这时第2气缸位移180°，所以第2气缸6b的吸入室51的体积变化小，吸入流量小。

相反，当第2气缸6b的吸入室51的体积变化大、吸入流量大时，制冷气体主要通过吸入管道部分22b、23b、21b，从第2吸入管19b吸入到第2吸入口20b中，但也通过吸入管道部分22a、23a、30、23b、21b，从第1吸入管19a，吸入到第2吸入口20b中。这时因为第1气缸位移180°，所以第1气缸6a的吸入室的体积变化小，吸入流量小。

2气缸旋转压缩机，其一次旋转的体积变化大，吸入流量的变化也大，在位移180°时出现气缸6a、6b的最大吸入流量，在本实施例中，如上所述因为通过吸入管道部分30，连通气缸6a、6b的吸入管道，所以能够从两侧吸入管19a、19b向一侧吸入口20a或20b吸入制冷气体，从而能够在吸入管19a、19b中减少由管道流体阻力造成的损失。

但是，由于每个气缸6a、6b的吸入室51的体积变化，每个气缸6a、6b的吸入管道上产生压力波动，所以如果仅把每个吸入管道连通，则有时受相互之间的压力波动，吸入状态变得不稳定或吸入流量下降。在本实施例中把每个气缸6a、6b的吸入管道部分23a、23b连接到主轴承4或副轴承8上形成极大的管道部分，其中主轴承4或副轴承8作为向气缸两端面扩展直至开口的端板。管道部23a、23b在气缸6a、6b的轴方向上具有长度，同时吸入管道部分21a、21b、22a以及22b在气体流动方向上的截面积比管道部分23a、23b在气缸6a、6b轴方向上的截面积更大。因此，具有从吸入管19a、19b流进的气体流速在吸入管路部分23a、23b减速，从而能够使压力波动小的效果。另外，因为通过吸入管道部分30连通吸入管道部分23a、23b，所以流入吸入管道23a、23b的流量被平均化、压力波动极小。

因此，根据本实施例，能够使在各个气缸6a、6b的吸入管道中的压力波动小，防止气缸6a、6b相互之间的吸入干扰，降低吸入流量损失，提高压缩机的效率。

下面，参照附图4、5说明本发明的实施例2。图4是本发明实施例2的多气缸压缩机的主要部分截面图，图5是图4的B-B向截面图。该实施例2在以下所述的点上与实施例1不同，而其它点与实施例1基本相同。

在图4和图5中，横截面积为圆形的吸入管道部分23a设置在第1气缸6a上，并通过吸入管道部分22a与吸入管19a连通。吸入管道部分30设置在隔板50，是由圆锥部30a和边缘部30b构成。圆锥部30a是从第1气缸6a侧向第2气缸6b侧渐渐变窄。边缘部30b的直径与圆锥部30a的窄直径一致，向第2气缸6b侧开口。圆形截面的吸入管道部分23b是从第2气缸6b的端面开始延伸至到达另一端面之前的一个位置。并且横截面积为圆形的吸入管道部分23b被设置在第2气缸6a上，并通过上述开口部与吸入管道部分30连通。在槽气缸6a、6b的吸入室51形成细宽度的槽，并把它作为吸入口20a、20b。吸入管道部分21a、21b，把吸入口20a、20b和吸入管道部分23a、23b连通起来，同时与吸入管道部分23a、23b的圆内接，完成连接。在该实施例2中没有在气缸6b连接吸入管。

在该实施例2中，通过每个气缸6a、6b的体积变化吸入制冷气体，当第1气缸6a的吸入量大时，制冷气体从吸入管19a流向吸入管道部分23a，管道截面积扩大，并由此流速下降后，通过吸入管道部分21a、吸入口20a，被吸入到第1气缸6a的吸入室51中。这时，通过在吸入管路部分23a中产生的压力变化，气体从吸入管路部分23b侧逆流，但由于吸入管道部分21b、23b和吸入管道部分30的节流作用，能够减少逆流流量。也就是说，当产生从第2气缸6b流出的逆流时，制冷气体从与吸入管道部分23b内接而置的吸入管路部分21b，沿连接的方向向吸入管道部分23b流入，在这一过程中产生涡流，进一步减少被边缘部30b节流而从管道部分30产生的逆流。

另外，当第2气缸6b的吸入流量大时，制冷气体从吸入管19a流入吸入管道部分23a中，并通过吸入管道部分30、23b、21b以及吸入口20b被吸入到第2气缸6b的吸入室51内。这时，通过吸入管道部分23a使流速减小，并压力波动减小，同时由于弯曲产生的管道阻力下降。另外，通过圆锥部30a，吸入方向的管道阻力几乎不增加。另外，因为从吸入管道部分23b沿内壁向吸入管道部分21b流动，所以在这一过程中的管道阻力也几乎没有增加。当上述第2气缸6b的吸入量大时，产生从第1气缸6a的吸入室51流出的逆流，但通过从吸入管19a流入的气体的惯性，压入从吸入管道部分21a流出的流体，减少逆流。

另外，如在上述实施例2所示，向气缸6a、6b开口的吸入口20a、20b由宽度小于吸入管道和吸入管19a的内径的槽构成，还具有以下作用、效果。在旋转压缩机中，因为在一次旋转过程中，压缩开始时，吸入口20a、20b向气缸6a、6b的吸入室51开口，所以压缩开始的时间被延迟，直至上述吸入口20a、20b被活塞10a、10b堵塞，同时残留在排出孔24中的压缩气体再膨胀，从吸入口20a、20b逆流。因此，当吸入口20a、20b大时，上述压缩开始时间被延迟而增加逆流量。并且在该实施例2中，因为吸入口20a、20b的宽度窄，所以具有压缩开始时间早，而降低逆流量的效果。并且因为沿着吸入管道部分23b的圆形截面的内壁向吸入管道部分21b流入，所以具有吸入管道21b上的阻力小，降低吸入流量损失的效果。

从以上说明中清楚，根据本发明，防止由一侧气缸产生的压力波动阻碍向另一侧气缸的工作室吸入的现象，从而能够得到降低吸入损失、提高效率的多气缸压缩机。

根据本发明，通过防止由一侧工作室的吸入冲程产生另一侧工作室吸入气体的逆流现象，从而能够得到降低吸入损失、提高效率的多气缸压缩机。

Claims

1、一种多气缸压缩机，通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部并收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有多气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和端板隔开而成的多个工作室，在上述曲轴的不同的相位上设置偏心的多个曲柄销，同时在各曲柄销中嵌入活塞，并使其在述各工作室内偏心旋转，上述工作室具有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，其特征在于，上述吸入管道具有连通上述各气缸的管道部分之间的管道部分和扩展至气缸两端面的气缸管道部分。

2、根据权利要求1所述的多气缸压缩机，其特征在于，在上述所有气缸上连接吸入管，同时上述所有气缸具有扩展至气缸两端面的气缸管道部分。

3、根据权利要求1所述的多气缸压缩机，其特征在于，上述吸入空间的体积大于上述1个工作室的最大容积。

4、一种多气缸压缩机，通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有多气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和端板隔开而成的多个工作室，在上述曲轴的不同的相位上设置偏心的多个曲柄销，同时在各曲柄销中嵌入活塞，使其在上述各工作室内偏心旋转，上述工作室具有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，其特征在于，上述吸入管道具有把上述各气缸的管道部分连通起来的管道部分、向轴方向延伸的截面积为圆形的管道部分、与从上述吸入口向上述轴方向延伸的管道部分内接而进行连通的管道部分。

5、一种多气缸压缩机，通过曲轴连接电动机部和压缩机结构部收容在密闭容器中，上述压缩机结构部具有多气缸，同时在上述各气缸中形成由隔板和端板隔开而成的多个工作室，在上述曲轴的不同的相位上设置偏心的多个曲柄销，同时在各曲柄销中嵌入活塞，使其在述各工作室内偏心旋转，上述工作室具有通过吸入管道与和上述气缸连接的吸入管连通的吸入口，其特征在于，上述气缸中设有连接上述吸入管的特定气缸和没有和上述吸入管连接的另一气缸，上述吸入管道具有把上述气缸的管道部分连通起来的管道部分，上述连通管道部分具有流体节流部，使向上述另一气缸的吸入口方向的流动的阻力小于向上述特定气缸的吸入口方向的流动的阻力。

6、根据权利要求5所述的多气缸压缩机，其特征在于在上述隔板上形成上述节流部。