專利名稱：壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其氣流通道由開閉閥來打開/關(guān)閉。
對于活塞型壓縮機(jī)，當(dāng)氣體從吸入室吸入汽缸孔或從汽缸孔排出到排氣室時，氣流的阻力對容量效率有顯著的影響。氣流流動越容易，壓縮機(jī)性能和容量效率提高的越大。
日本公開特許公報No.11-241683所披露的通道包括直徑增加部分，其中通道直徑朝著連接到通道出口端的部分逐漸增加，直徑增加部分有助于氣體在通道中的平穩(wěn)流動。
就氣體在通道中平穩(wěn)流動來說，非常重要的是要允許氣體沿通道的壁表面流動而不要在適當(dāng)擴(kuò)散時偏離直徑增加部分的壁表面。雖然單一的直徑增加部分有直徑線性或非線性增加的形式，但難以設(shè)計出連接到通道出口端的單一的直徑增加部分的合適形式，使流過通道適當(dāng)擴(kuò)散的氣流不會偏離直徑增加部分的壁表面。除非可以提供單一直徑增加部分的適當(dāng)形式，否則適當(dāng)擴(kuò)散的氣流不可能不偏離直徑增加部分的壁表面。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)在吸入氣流通道或排出氣流通道中的氣流的平穩(wěn)性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的氣流通道設(shè)計成包括第一直徑增加部分和第二直徑增加部分，兩部分都是從上游朝下游截面積增加，其中第一直徑增加部分安裝到第二直徑增加部分的上游，第二直徑增加部分的截面積的增加比率設(shè)計成大于第一直徑增加部分的增加比率。
對可打開/關(guān)閉氣流通道的開閉閥加壓使其打開并通過氣流通道的氣流在處于氣流即將從氣流通道流出之前的適當(dāng)擴(kuò)散的狀態(tài)時，具有平穩(wěn)流過氣流通道的優(yōu)越性。氣流在第二直徑增加部分的擴(kuò)散比率大于第一直徑增加部分的擴(kuò)散比率。在兩個氣流擴(kuò)散比率之間的關(guān)系，也就是在第一和第二直徑增加部分的兩個截面積的增加比率之間的關(guān)系，在適當(dāng)擴(kuò)散并通過氣流通道的氣流得到控制沒有偏離通道的壁表面時對氣流是有作用的。
通過下面對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的介紹并參考附圖，將對本發(fā)明有更全面的了解。其中，

圖1(a)是第一實(shí)施例的整個壓縮機(jī)的側(cè)視截面圖；圖1(b)是第一實(shí)施例的主要部件的放大的側(cè)視截面圖；圖2(a)是沿圖1(a)的剖面A-A的剖視圖；圖2(b)是主要部件放大的前視圖；圖3是第二實(shí)施例的主要部件的放大的側(cè)視剖面圖；圖4是第三實(shí)施例的主要部件的放大的側(cè)視剖面圖；圖5(a)是第四實(shí)施例的主要部件的放大的前視圖；圖5(b)是沿圖5(a)的剖面B-B的剖視圖；圖6(a)是第五實(shí)施例的主要部件的放大的前視圖；圖6(b)是沿圖6(a)的剖面C-C的剖視圖；圖6(c)是沿圖6(a)的剖面D-D的剖視圖；圖7(a)是第六實(shí)施例的主要部件的放大的前視圖；圖7(b)是沿圖7(a)的剖面E-E的剖視圖。
下面參考圖1和2對本發(fā)明的第一實(shí)施例的可變排量型壓縮機(jī)加以介紹。
如圖1(a)所示，前室12連接到汽缸體11的前端，后室13經(jīng)限制板14、閥門形成板15和16，及擋板形成板17固定到汽缸體11的后端。旋轉(zhuǎn)軸18可轉(zhuǎn)動地支撐于汽缸體11和前室12，前室12形成了控制壓力腔121。突出于控制壓力腔121的旋轉(zhuǎn)軸18由外部的驅(qū)動源如車輛發(fā)動機(jī)(未示出)經(jīng)皮帶輪和皮帶(未示出)驅(qū)動。
旋轉(zhuǎn)支撐19固定在旋轉(zhuǎn)軸18上，此外，旋轉(zhuǎn)斜盤20由旋轉(zhuǎn)軸18支承，所以旋轉(zhuǎn)斜盤20可以沿旋轉(zhuǎn)軸18的軸線的方向滑動和傾斜并且由于固定到旋轉(zhuǎn)斜盤20的定位銷21與位于旋轉(zhuǎn)軸19的定位孔的共同作用旋轉(zhuǎn)斜盤20可以與旋轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜由定位孔191和定位銷21之間的可滑動地定位接觸和旋轉(zhuǎn)軸18的可滑動地支撐作用所控制。
當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤20的徑向中心部分的朝旋轉(zhuǎn)支撐10移動時，旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜增加。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤20的徑向中心部分朝汽缸體11移動，旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜減小。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤20與連接到旋轉(zhuǎn)軸18的開口簧環(huán)22接觸時確定了旋轉(zhuǎn)斜盤20的最小傾斜。當(dāng)旋轉(zhuǎn)斜盤20與旋轉(zhuǎn)支撐19接觸時確定了旋轉(zhuǎn)斜盤20的最大傾斜。如圖1中的用實(shí)線表示的旋轉(zhuǎn)斜盤20的位置表示旋轉(zhuǎn)斜盤20傾斜最小。用點(diǎn)線所顯示的位置表示旋轉(zhuǎn)斜盤20傾斜最大。當(dāng)控制壓力腔121內(nèi)的壓力升高，旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜變小。當(dāng)控制壓力腔121內(nèi)的壓力降低，旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜增加。通過調(diào)整控制壓力腔121內(nèi)的壓力可以控制旋轉(zhuǎn)斜盤20的傾斜程度。
如圖2(a)所示。多個(在此實(shí)施例中是六個)汽缸孔111穿透汽缸體11。多個汽缸孔111繞旋轉(zhuǎn)軸18以同樣間隔分布。如圖1(a)所示，活塞23位于各汽缸孔111內(nèi)。旋轉(zhuǎn)斜盤20的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)導(dǎo)向板24轉(zhuǎn)換成活塞23的往復(fù)運(yùn)動，活塞23在汽缸孔111內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動。
吸入通道26形成于對應(yīng)各汽缸孔111的限制板14、閥門固定板16、和擋板成型板17。作為氣流通道的排出通道27形成于對應(yīng)于各汽缸孔111的限制板14。吸入閥151形成于閥門形成板15。作為開關(guān)閥的排出閥161形成于閥門形成板16。吸入閥151的最大開口由最大開口度確定凹槽25決定。
吸入室131和排氣室132被限定在后室13。吸入室131內(nèi)的制冷氣體從吸入通道26加壓打開吸入閥門151并被活塞的往復(fù)運(yùn)動(對于圖1(a)中的活塞23是從右到左)吸入汽缸孔111。在汽缸孔111中的制冷氣體從排出通道27加壓打開排出閥161并被活塞23的往復(fù)運(yùn)動(圖5(a)中是從左運(yùn)動到右)排放到排氣室132。排出閥161的開口度由排出閥161與位于擋板形成板17的擋板171接觸時確定。排放到排氣室的制冷氣體經(jīng)壓縮機(jī)外面的外部制冷回路(未示出)返回到吸入室131。
如圖1(b)所示，排出通道27包括錐形的第一直徑增加部分28和錐形的第二直徑增加部分29。第二直徑增加部分29設(shè)置在第一直徑增加部分28的下游并連接到第一直徑增加部分28。第一直徑增加部分28的截面積是垂直于排出通道27的軸線271的平面(如圖1(b)中的S1)上的第一直徑增加部分28的截面圓的面積。第二直徑增加部分29的截面積是垂直于排出通道27的軸線271的平面(如圖1(b)中的S2)上的第二直徑增加部分29的截面圓的面積。軸線271連接第一直徑增加部分28在平面S1上的截面形狀面積的中心和第二直徑增加部分29在平面S2上的截面形狀面積的中心。因此，第一直徑增加部分28在平面S1上的圓心位于軸線271上而且第二直徑增加部分29在平面S2上的圓心也位于軸線271上。
第一和第二直徑增加部分28和29的截面積從排出通道27的上游(靠近汽缸孔111)朝下游(靠近排氣室132)增加。第二直徑增加部分29的壁表面相對排出通道27的軸線217的傾斜角θ2設(shè)計為大于第一直徑增加部分28的壁表面相對排出通道27的軸線217的傾斜角θ1。換句話，第二直徑增加部分29的截面積的增加比率設(shè)計為大于第一直徑增加部分28。因?yàn)榈诙睆皆黾硬糠?9連接到第一直徑增加部分28，第一直徑增加部分28的最大截面積等于第二直徑增加部分29的最小截面積。
第一實(shí)施例可以得到下面的效果。
1-1加壓開啟可打開/關(guān)閉排出通道的排氣閥161并流過排出通道27的制冷氣體，通過排出閥161頂端，以傾斜于圖1(b)中的箭頭R所示邊的方向流進(jìn)排出室27。如果從排出通道27沿位于排出通道27出口側(cè)的開口邊緣272附近排出的制冷氣體的方向，在氣體即將從排出通道27排出之前是傾斜于排出通道27的軸線271的話，從排出通道27排出的制冷氣體的流向會平穩(wěn)地改變到箭頭R的方向。制冷氣體的流動方向的這種平穩(wěn)改變對在排出通道27的制冷氣體平穩(wěn)流動有相當(dāng)大的影響。因此從排出通道27排出的制冷氣體沿開口邊緣272附近流出的方向最好在氣體即將從排出通道27流出之前傾斜于排出通道27的軸線271。
同時也希望第二直徑增加部分29的傾斜角θ2要大到一定程度，以便從排出通道27排出的制冷氣體沿開口邊緣272附近流出的方向平穩(wěn)轉(zhuǎn)移到箭頭R的方向。但是如果排出通道的壁表面起初傾斜太大，沿排出通道27的壁表面流動的氣體易于從排出通道27的壁表面偏離。沿排出通道27的壁表面流動的氣體的方向偏離排出通道27壁表面的情況對在排出通道27內(nèi)的制冷氣體的平穩(wěn)流動有反面的影響。
第一直徑增加部分28的傾斜角θ1設(shè)計成小于第二直徑增加部分29的傾斜角θ2，制冷氣體在第一直徑增加部分28的擴(kuò)散比率小于第二直徑增加部分29的擴(kuò)散比率。第一直徑增加部分28的這樣設(shè)計可以防止制冷氣流偏離排出通道27的壁表面。因此，第二直徑增加部分29的制冷氣體擴(kuò)散比綠大于第一直徑增加部分28的擴(kuò)散比綠，也就是，第二直徑增加部分29的截面積的增加比率大于第一直徑增加部分28的增加比率，這種結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)是可以防止制冷氣體偏離排出通道27的壁表面并有助于適當(dāng)擴(kuò)散地流過排出通道27的制冷氣體的平穩(wěn)流動。
相比于其它直徑增加部分只有單一傾斜角θ2的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的靜容量可以減少并導(dǎo)致壓縮機(jī)的性能得到改進(jìn)。
1-2第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29都具有錐形。錐形具有容易形成高精度的直徑增加部分28和29的優(yōu)點(diǎn)。
1-3因?yàn)榈诙睆皆黾硬糠?9連接到第一直徑增加部分28，制冷氣體在排出通道27內(nèi)的擴(kuò)散在制冷氣體從第一直徑增加部分28流到第二直徑增加部分29時保持連續(xù)。這種擴(kuò)散的連續(xù)性有助于制冷氣體在排出通道27內(nèi)的平穩(wěn)流動。
1-4排出通道27的全部面積被第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29所占據(jù)。因此，流過排出通道27的制冷氣體當(dāng)從上游流向下游時總是在擴(kuò)散。這有助于制冷氣體在排出通道27內(nèi)的平穩(wěn)流動。
第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29的長度越長其防止制冷氣流偏離排出通道27的壁表面的能力越好并有助于適當(dāng)擴(kuò)散的氣流平穩(wěn)流過排出通道27。但是，如果第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29的長度加長，就必須增加限制板14的厚度，導(dǎo)致壓縮機(jī)的體積和重量的增加。因此，上面介紹的排出通道27的整個面積都被第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29占據(jù)的結(jié)構(gòu)具有防止限制板14的厚度增加的優(yōu)點(diǎn)。
接下來對圖3所示的第二實(shí)施例加以介紹。相同的標(biāo)號代表第一實(shí)施例中的相同的元件。
排出通道27A在入口側(cè)有常數(shù)直徑部分273。常數(shù)直徑部分273的壁表面平行于軸線271，排出通道27A的入口側(cè)邊緣部分的角度α是90°。常數(shù)直徑部分273有助于防止制冷氣流偏離排出通道27A的壁表面。
下面對圖4所示的第三個實(shí)施例加以介紹。相同的標(biāo)號代表第一實(shí)施例中的相同的元件。
排出通道27B在入口側(cè)有直徑減少部分274。直徑減少部分274的截面積從上游向下游是減少的。排出通道27B的各邊緣部分的角度β1，β2，β3，和β4是鈍角。這種鈍角形狀具有減少排出通道27B中氣流阻力的優(yōu)點(diǎn)。
接下來對圖5(a)和圖5(b)所示的第四實(shí)施例加以介紹。相同的標(biāo)號代表第一實(shí)施例中的相同的元件。
雖然排出通道27c的第一直徑增加部分28的軸線281與第一實(shí)施例的排出通道27的軸線271重合，第二直徑增加部分29c的軸線291相對軸線281傾斜。第二直徑增加部分29c的截面積是第二直徑增加部分29c在垂直于軸線281的平面S2上的截面圓的面積。第二直徑增加部分29c的圓心位于軸線291上。軸線291沿排氣閥161的近端到頂端的方向傾斜。
在閥門打開的狀態(tài)，排氣閥161朝著頂端較多地偏離限制板14。制冷氣體易于從排氣閥161的頂端排出。因此，朝排氣閥161的頂端流動的制冷氣體量越大，在排出通道的制冷氣體流動越平穩(wěn)。第二直徑增加部分29c的壁表面相對軸線281的傾斜度朝著排氣閥161的頂端增加。因此，朝著排氣閥161的頂端流過第二直徑增加部分29c的制冷氣體量大于第一實(shí)施例的制冷氣體量。氣體在排出通道27c流動的容易程度比第一實(shí)施例中有進(jìn)一步的改進(jìn)。
接下來對圖6(a)、圖6(b)和圖6(c)所示的第五實(shí)施例加以介紹。相同的標(biāo)號代表第一實(shí)施例中的相同的元件。
第一直徑增加部分28D在平面S1上的截面形狀和第二直徑增加部分29D在排出通道27D的平面S2上的截面形狀都是橢圓。橢圓的短軸平行于排氣閥161的縱向，橢圓的長軸垂直于排氣閥161的縱向。因此，朝著排氣閥161的左右兩側(cè)流經(jīng)第二直徑增加部分29D的制冷氣體量要大于第一實(shí)施例中的氣體量。在排氣閥161的頂端的延長線上存在擋板171的部件172，可用作阻擋制冷氣體從排出通道流出的阻擋隔板。因此，流出排出通道的制冷氣體最好直接流向排氣閥161的左右側(cè)。當(dāng)處于與第一實(shí)施例中的情形比較朝著排氣閥161的左右側(cè)流過第二直徑增加部分29D的制冷氣體量增加的結(jié)構(gòu)，氣體流過排出通道27D的容易程度比第一實(shí)施例有進(jìn)一步的改進(jìn)。
接下來對圖7(a)和圖7(b)所示的第六實(shí)施例加以介紹。相同的標(biāo)號代表第一實(shí)施例中的相同的元件。
第一直徑增加部分28E在平面S1上的截面形狀和第二直徑增加部分29 E在排出通道27E的平面S2上的截面形狀都是圓形。第一直徑增加部分28E的壁表面的包括軸線271的直線在平面H上的形狀，都是圓弧282。第二直徑增加部分29E的壁表面的直線在平面H上的形狀是圓弧292。圓弧282的半徑r1設(shè)計成大于包括圓弧292的圓的半徑r2。包括圓弧282的圓的圓心C1位于在限制板14一側(cè)的壁表面，包括圓弧292的圓的圓心C2位于包括圓弧282的圓的邊界半徑282r。第二直徑增加部分29E的截面積的增加比率大于第一直徑增加部分28E的增加比率。
第六實(shí)施例得到了與第一實(shí)施例中的1-1，1-3，1-4部分所介紹的相同的效果。
本發(fā)明可包括下列對實(shí)施例的改進(jìn)。
(1)第一直徑增加部分的截面形狀不同于第二直徑增加部分的形狀。例如，第一直徑增加部分的截面形狀是圓的而第二直徑增加部分的形狀是橢圓的。
(2)第六實(shí)施例中的圓弧可以用其它曲線代替。
(3)本發(fā)明可應(yīng)用到吸入通道。
如上面所介紹的，本發(fā)明顯示出優(yōu)越的效果。在流動通道如吸入通道或排出通道的氣流的平穩(wěn)程度可以改善，因?yàn)闅饬魍ǖ腊ǖ谝恢睆皆黾硬糠趾偷诙睆皆黾硬糠?，兩部分的截面積從上游朝著下游是增加的。第一直徑增加部分設(shè)置在第二直徑增加部分的上游，第二直徑增加部分的截面積的增加比率設(shè)計成大于第一直徑增加部分的增加比率。
已經(jīng)參考為了說明而選出的特定實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了介紹，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚在不脫離本發(fā)明的基本概念和范圍的情況下對本發(fā)明可以作出多項(xiàng)改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其氣流通道由開閉閥來打開/關(guān)閉，其中，所述氣流通道包括第一直徑增加部分和第二直徑增加部分，從上游朝下游截面積增加；所述第一直徑增加部分設(shè)置在所述第二直徑增加部分的上游；和所述第二直徑增加部分截面積的增加比率設(shè)計成大于所述第一直徑增加部分的增加比率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一直徑增加部分和所述第二直徑增加部分具有錐形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二直徑增加部分與所述第一直徑增加部分相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其特征在于，氣流通道的全部面積被所述第一直徑增加部分和所述第二直徑增加部分占據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其特征在于，一直徑減少部分安裝在所述氣流通道的入口側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)的氣流結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二直徑增加部分的最小截面積等于所述第一直徑增加部分的最大截面積。
全文摘要
排出通道27包括錐形的第一直徑增加部分28和錐形的第二直徑增加部分29。第一直徑增加部分28和第二直徑增加部分29的橫截面積從排出通道27的上游到下游是增加的。第二直徑增加部分29的截面積的增加比率設(shè)計成大于第一直徑增加部分的增加比率。第二直徑增加部分29與第一直徑增加部分28連接。第一直徑增加部分的最大截面積等于第二直徑增加部分的最小截面積。
文檔編號F04B39/10GK1327125SQ01120738
公開日2001年12月19日 申請日期2001年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月1日
發(fā)明者木村直文, 大林正和 申請人:株式會社豐田自動織機(jī)制作所