專利名稱：容量可變型氣體壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可改變?nèi)萘康臍怏w壓縮機，特別是涉及一種使壓縮行程中的氣體的一部分向外部流出的旁通閥的操作上的改進的容量可變型氣體壓縮機。
背景技術(shù)：
一直以來，在空氣調(diào)和系統(tǒng)(以下稱“空調(diào)系統(tǒng)”)中，采用的氣體壓縮機主要目的在于將制冷劑氣體壓縮后，并使該制冷劑氣體在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。而且，這類氣體壓縮機中也存在有當(dāng)向外部排出壓縮氣體過程中，改變其排出量的容量可變型氣體壓縮機。
舉例說明，對于將普通旋翼式壓縮機主體裝設(shè)在機殼內(nèi)的容量可變型壓縮機來說，壓縮機主體包括有和旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；具有圍繞轉(zhuǎn)子外周面外方呈剖面輪廓略呈橢圓形的內(nèi)周面的氣缸；從轉(zhuǎn)子的外周面突出、且該突出的前端與氣缸的內(nèi)周面接觸，在旋轉(zhuǎn)軸周圍以均等角度間隔設(shè)在轉(zhuǎn)子上的多數(shù)個板狀葉片；以及設(shè)置成從轉(zhuǎn)子兩端面的側(cè)面分別夾住該轉(zhuǎn)子和氣缸的2個側(cè)部件(前側(cè)部件和后側(cè)部件)，隨著旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使通過2個側(cè)部件、轉(zhuǎn)子、氣缸以及在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上前后設(shè)置的2個葉片所劃分的壓縮室的容積反復(fù)增減，使吸入壓縮室的制冷劑氣體經(jīng)壓縮后排出。
然后，在前側(cè)部件中、也就是在構(gòu)成與制冷劑氣體的壓縮行程相對應(yīng)的壓縮室部分形成旁通通路，使對應(yīng)于該壓縮行程壓縮室內(nèi)部的制冷劑氣體流向比該壓縮室內(nèi)壓相對較低的低壓空間，并且設(shè)有開閉該旁通通路的滑閥(旁通閥)、通過開放滑閥，使制冷劑氣體的一部分從位于壓縮行程的壓縮室流向低壓空間，使壓縮室內(nèi)的容量減少，結(jié)果使得從壓縮室排出的制冷劑氣體的量發(fā)生變化。
接下來，參照圖6對旁通通路和滑閥的構(gòu)造進行說明。
首先，旁通通路70由面對氣缸40所包圍的內(nèi)部、在前側(cè)部件20的端面28上設(shè)有開口的旁通孔開口部71；與該旁通孔開口部71相連、且可滑動地收納滑閥80的閥收納室72；以及從閥收納室72連通至低壓空間的吸入室13的連通部73所構(gòu)成。
由閥收納室72收納的滑閥80設(shè)置有突入旁通孔開口部71、并帶有與該旁通孔開口部71的周面71a相滑接的外周面83的凸部81；以及鄰接該凸部81、并相對外周面83呈近似垂直，且頂至連接著旁通孔開口部71的閥收納室72的內(nèi)壁面72a的著座面部84，從而達成能夠沿著閥收納室72前進后退。
并且，使滑閥80上負荷有背壓，使滑閥80的凸部81突入旁通孔開口部71的狀態(tài)下(請參閱圖6(a))，通過背壓使滑閥80的著座面部84與作為閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a密合并封閉旁通通路70。
因此，來自處于壓縮行程中的壓縮室48(以下，通常泛指壓縮室時，以符號48表注，敘述與壓縮行程相對應(yīng)的壓縮室時、則以符號48(C)表注)的高壓制冷劑氣體G就不會流向吸入室13，如圖6(b)表示的那樣、而是在與旁通通路70尚未形成時候相同的時間(葉片的旋轉(zhuǎn)角度位置)開始壓縮行程。
而且，滑閥80的著座面部84，在與閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a呈密合狀態(tài)下(旁通通路70被閉合的狀態(tài))，滑閥80的凸部81的前端面82，與前側(cè)部件20的端面28大致處于同一平面。
另一方面，在沒有使滑閥80負荷背壓的狀態(tài)下，滑閥80由于凸部81的前端面82負荷有壓縮室48的內(nèi)壓，在閥收納室72內(nèi)部滑動使凸部81自旁通孔開口部71退出(圖6(c))。
此時，滑閥80的著座面部84，從作為閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a離開，而且，凸部81由于其前端面82自閥收納室內(nèi)壁面72a還要后退，從旁通孔開口部71中完全退避出去，因此從壓縮室48流入旁通孔開口部71的制冷劑氣體G，通過滑閥80的前端面82與閥收納室72的內(nèi)壁面72a之間的間隙，也就是通過從旁通孔開口部71退出的凸部81的外周面83的軌跡中、對應(yīng)自閥收納室72的內(nèi)壁面72a還要在閥收納室72內(nèi)側(cè)的部分的圓柱周狀面的假想面(面積S2)流入閥收納室72。然后，制冷劑氣體G從閥收納室72經(jīng)由連通部73流出到吸入室13。
此時，如圖6(d)表示的那樣，葉片58到通過旁通孔開口部71之前，即使根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置位于形式上作為壓縮行程所規(guī)定的位置上的壓縮室48(C)，由于其內(nèi)部的制冷劑氣體G通過旁通通路70不斷流入吸入室13，因此，實質(zhì)性的壓縮行程并未開始，葉片58通過了旁通孔開口部71的時刻，才開始實質(zhì)性的壓縮行程。
因而，打開旁通通路70會實質(zhì)性的延緩壓縮行程的開始時間、從而使壓縮開始時的壓縮室48(C)的容量發(fā)生變化。
日本專利申請2004-44398號再者說，上述的容量可變型壓縮機100，使滑閥80后退并開啟旁通通路70時，制冷劑氣體G從旁通孔開口部71向閥收納室72流入時所通過的流路，如圖4說明圖所表示的那樣、就會成為上述的假想面(由面積S2所表示的圓柱周面狀的面)，在使該假想面的面積S2與旁通孔開口部71的流路面積S1大致相等的條件下，設(shè)定滑閥80的位移量(即、直到凸部81從旁通孔開口部71退出的位移量、以及從凸部81的前端面82到閥收納室72的內(nèi)壁面72a的距離h的合計)。
本發(fā)明的目的在于，如圖4所示，從旁通孔開口部71的流入端(前側(cè)部件的端面)及至流出端(滑閥80的前端面82和前側(cè)部件的端面28之間的間隙)的范圍內(nèi)，藉由使制冷劑氣體G的流路面積保持穩(wěn)定，從而使制冷劑氣體G順利地流出。
不過，流入旁通孔開口部71并通過了旁通孔開口部71的制冷劑氣體G，由于要沿著旁通孔開口部71的延伸方向繼續(xù)前進，到達順其方向在退出的滑閥80的前端面82時，再沿著該前端面82向周圍分散后經(jīng)由上述假想面，流入閥收納室72。
因此，從旁通孔開口部71向閥收納室72的流入部分，對于制冷劑氣體G來說是起著流通阻止作用的，要使該旁通通路70的流量確保達到所希望的流量是很困難的。也就是說，沒有能夠達到使壓縮機主體所吐出的制冷劑氣體量(體積效率)按照所要求的那樣發(fā)生變化。
當(dāng)然，諸如此類問題，不僅是出現(xiàn)在上述旋翼式容量可變型氣體壓縮機上，就連渦旋式以及斜板往復(fù)式的機器上也同樣存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述情況作出的一種設(shè)計，目的在于提供一種容量可變型氣體壓縮機，當(dāng)使壓縮行程中的一部分氣體有選擇地流出時，可以使其流出量與所要求的量高精確一致。
本發(fā)明的容量可變型氣體壓縮機，包括有壓縮機主體，將吸入的氣體在氣缸所包圍的內(nèi)部進行壓縮，并吐出該壓縮后的氣體。該壓縮機主體中形成有旁通通路，使壓縮行程中的上述氣體的一部分有選擇地流出到低壓空間，并且包括開閉該旁通通路的旁通閥，通過上述旁通閥的開閉可以改變吐出的氣體量。上述旁通通路，由以下部分構(gòu)成相對上述氣缸內(nèi)部開口的旁通孔開口部；與該旁通孔開口部相連、收納上述旁通閥的閥收納室；從上述閥收納室連通至上述低壓空間的連通部。上述閥收納室收納的上述旁通閥，由以下部分構(gòu)成突入上述旁通孔開口部，并帶有與該旁通孔開口部的周面滑接的外周面的凸部；與該凸部鄰接并相對上述外周面近大致成垂直、且頂至與(突出接觸于)上述旁通孔開口部相連的上述閥收納室的內(nèi)壁面的著座面部。上述凸部從上述旁通孔開口部向上述閥收納室退出的上述旁通閥的打開位置，是設(shè)定成使按上述凸部的前端部和上述內(nèi)壁面之間的距離及上述凸部的周長的積所算出的流路面積為大于等于2倍的上述氣缸壁面上的上述旁通孔開口部的開口面積。
針對大于等于2倍的上限，雖然沒有特別規(guī)定，但，應(yīng)該以能體現(xiàn)出本發(fā)明設(shè)計上的作用效果為范圍。不過，從應(yīng)縮小旁通閥的可動范圍這個觀點出發(fā)，上述流路面積相對于旁通孔開口部的開口面積的比，以設(shè)定為接近2倍的數(shù)值為宜。
在這里，所謂著座面，是指朝向作為閥座座面的閥收納室的內(nèi)壁面，與該內(nèi)壁面接觸(壓接)且阻止氣體出入，在旁通閥上所形成的面。
作為可以充當(dāng)由該容量可變型的氣體壓縮機的壓縮對象的氣體，舉例來說，象氟利昂氣體以及二氧化碳氣體等的制冷劑氣體都可適用，但并非限定于這些氣體。
作為低壓空間，不僅可以是壓縮機主體的外部空間，也可以是與氣缸內(nèi)部空間之中氣體的吸入行程相對應(yīng)的空間(比對應(yīng)于吐氣行程的空間壓力還要低)。
作為壓縮機主體，可以是旋翼式的壓縮機主體，也可以是渦旋式的壓縮機主體，也可以是斜板往復(fù)式的壓縮機主體。
這種構(gòu)成的容量可變型氣體壓縮機的容量可變作用，通過以下的基本動作來進行。
即，旁通閥其凸部的外周面，是以與旁通孔開口部的內(nèi)周面大致對應(yīng)的形狀形成的。而且、在旁通閥關(guān)閉的位置，凸部突入至旁通孔開口部，該凸部的前端面面對氣缸的內(nèi)部空間，并且鄰接凸部的著座面通過頂至作為閥座座面的閥收納室的內(nèi)壁面，使旁通通路閉鎖，從而阻止氣體通過旁通通路從氣缸所限定的壓縮空間流出，此時，從壓縮機主體所吐出的氣體量作為最大量。
另一方面，在旁通閥的開位置，凸部從旁通孔開口部退向閥收納室的同時，旁通閥的著座面與閥收納室的內(nèi)壁面(閥座面)分離，氣缸內(nèi)部的壓縮氣體的一部分，由于是通過旁通孔開口部、閥收納室以及連通部向低壓空間流出的，所以，從壓縮機主體所吐出的氣體量會比最大量減少一些。因此，通過旁通閥的開閉，就可以使吐出氣體的量發(fā)生積極變化。
在此，當(dāng)旁通閥位于打開的位置時，氣缸所限定的空間內(nèi)的壓縮氣體的一部分，在流向低壓空間時所要經(jīng)過的旁通通路的流路面積，對于旁通孔開口部，就是面對氣缸所限定的空間(壓縮室等)的開口面積S1；從旁通管開口部流向閥收納室時的流路面積，是通過與自旁通孔開口部退出的凸部的周面軌跡相對應(yīng)的圓柱周面狀的假想面的面積、也就是根據(jù)自旁通孔開口部退出的凸部的前端和閥收納室內(nèi)壁面之間的距離D、以及凸部的周長L之積算出的面積S2(＝D*L)。
在這里，通常的容量可變型氣體壓縮機，其假想面的面積S2是與開口面積S1等同設(shè)定的(S1＝S2)，這樣，如果把假想面的面積S2與開口面積S1設(shè)計成一樣，那么，由旁通孔開口部直到閥收納室的氣體的流路則可視為不可控制。
然而，流入旁通孔開口部并通過了旁通孔開口部的壓縮氣體，由于順著旁通孔開口部的延伸方向前進，在碰撞按其方向退出的旁通閥的凸部的前端面時，隨即，沿著該前端面向周圍分散等并通過上述假想面流入閥收納室。
這樣的話，對旁通閥的凸部的前端面形成沖擊的氣體，由于要使其行進的方向發(fā)生變化，所以從該旁通孔開口部向閥收納室的流入部分，對于氣體來說，起了流路阻抗的作用，將該旁通通路的流量單作為確保所要求的流量是很困難的。也就是說，使壓縮機主體吐出的氣體量(體積效率)按所要求的那樣進行改變是不可能的。
本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機，由于將假想面的面積S2設(shè)定成大于等于2倍的開口面積S1，所以，通過旁通孔開口部的壓縮氣體，對于從旁通孔開口部向閥收納室的流入部分來說，即便使其改變行進方向，該流入部分的面積，也就是流路面積，因為加寬設(shè)定為大于等于2倍的旁通孔開口部的開口面積S1，所以，流入部分就難以形成流路阻抗，從而能夠?qū)⑴酝ㄍ返牧髁吭O(shè)定為所要求的量。
因此，就可以使壓縮機主體的吐出氣體量(體積效率)按所要求的量實施改變。
而且，相對于開口面積S1的假想面的面積S2的比率(稱為開口率)，雖說設(shè)定為大于等于200％(2倍)才好，不過接近200％則較為理想。按照本發(fā)明的發(fā)明家們的實驗，舉例來說，當(dāng)把體積效率的目標(biāo)值設(shè)定為30％的條件時，開口率設(shè)為200％，就可以按30％的目標(biāo)值達成體積效率，相反開口率即使超過200％，體積效率仍保持在30％的狀態(tài)，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)變化，一旦開口率超過200％，反而需要無益的充分保證旁通閥的位移量，需要擴大閥收納室的空間。
另一方面，如果將開口率設(shè)定為200％的話，閥收納室空間的擴大也可以設(shè)成最小限，而且，如果開口率達到200％的程度，無需擴大閥收納室的空間，通過縮短相關(guān)旁通閥移動方向上的大小(長度)也可以實現(xiàn)。
再有，本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機的特征在于，上述壓縮機主體為旋翼式壓縮機主體，由以下部分構(gòu)成與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；包圍著上述轉(zhuǎn)子的外周面的外方的氣缸；從上述轉(zhuǎn)子的外周面突出，該突出的前端與上述氣缸的內(nèi)周面接觸且以等角度間隔裝設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的多數(shù)個板狀葉片；從上述轉(zhuǎn)子的兩端面的側(cè)面分別為夾持該轉(zhuǎn)子以及上述氣缸而配置的2塊側(cè)部件；隨著上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使由上述2塊側(cè)部件、上述轉(zhuǎn)子、上述氣缸以及在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上前后相間配置的2個上述葉片所劃分的壓縮室的容積反復(fù)增減，其特征在于，上述旁通口開口部是形成在與減少上述壓縮室容積的壓縮行程相對應(yīng)的側(cè)部件上。
按照這種結(jié)構(gòu)形成的容量可變型氣體壓縮機，就旋翼式的容量可變型氣體壓縮機來說，在將旁通孔開口部設(shè)置于與減少上述壓縮室容積的壓縮行程相對應(yīng)的側(cè)部件上的這種設(shè)計中，作為低壓空間的吸入室，由于是與側(cè)部件鄰接設(shè)置的，所以不需以復(fù)雜的路徑構(gòu)成旁通通路，能夠以較短的長度構(gòu)成。
按照本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機，通過了旁通孔開口部的壓縮氣體，從旁通孔開口部向閥收納室的流入部分中，即便使其改變行進方向，該流入部分的面積也就是氣體的流路面積，因為加寬設(shè)定為大于等于2倍的旁通孔開口部的開口面積，所以，流入部分難以形成流路阻抗，從而能夠?qū)⑴酝ㄍ返牧髁吭O(shè)定成所要求的量。
因此，能夠使壓縮機主體氣體吐出量(體積效率)按照所要求的標(biāo)準進行改變。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關(guān)于一種容量可變型氣體壓縮機，當(dāng)使壓縮行程的氣體的一部分有選擇地流出時，使其流出量與所要求的量完全符合。通過相對于氣缸的內(nèi)部(壓縮室)開口的旁通孔開口部，使滑閥(旁通閥)的凸部退出，在使體積效率變化的壓縮機(容量可變型氣體壓縮機)中，凸部從旁通孔開口部向閥收納室退出的滑閥的打開位置，設(shè)定為按凸部的前端部和閥收納室的內(nèi)壁面之間的距離及凸部的周長的積所算出的流路面積為大于等于2倍的旁通孔開口部的開口面積。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機的一實施例的旋翼式壓縮機的剖面圖。
圖2是圖1所示的壓縮機沿A-A線剖面的剖面圖。
圖3是圖1所示的壓縮機其容量可變機構(gòu)的說明圖，(a)、(b)為最大容量狀態(tài)；(c)、(d)為使容量減少的狀態(tài)。
圖4是表示開口面積和假想面的面積的模式圖。
圖5是說明流入旁通孔開口部時流路面積以及流入閥收納室時的流路面積及開口率的模式圖。
圖6是現(xiàn)有壓縮機的容量可變機構(gòu)的說明圖，(a)、(b)為最大容量狀態(tài)；(c)、(d)為使容量減少的狀態(tài)。
10機殼替 11殼體12前端罩 13吸入室15吐出室 20前側(cè)部件28端面 30后側(cè)部件40氣缸 48壓縮室48(C)對應(yīng)于壓縮行程的壓縮室 49a內(nèi)周面50轉(zhuǎn)子 51旋轉(zhuǎn)軸70旁通通路 71旁通孔開口部72閥收納室 73連通部80滑閥(旁通閥) 81凸部82前端面 83外周面84著座面部100壓縮機(容量可變型氣體壓縮機)G制冷劑氣體(氣體)R冷凍機油S1旁通孔開口部的開口面積 S2假想面的面積(流路面積)具體實施方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的容量可變型氣體壓縮機其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
圖1是本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機的一實施例的旋翼式壓縮機100的縱剖面圖，圖2是圖1中的壓縮機沿A-A線剖面的剖面圖。
圖示的壓縮機100是將旋翼式壓縮機主體裝設(shè)在機殼10內(nèi)的容量可變型氣體壓縮機100。機殼10由在一端的側(cè)面形成開口的殼體11和封閉該端側(cè)面的開口的前端罩12構(gòu)成。
在構(gòu)成機殼10的前端罩12處形成有從外部吸入低壓制冷劑氣體G的吸入口14，殼體11處形成有向外部吐出高壓制冷劑氣體G的吐出口16。
收納在機殼10內(nèi)的壓縮機主體，由以下部分構(gòu)成轉(zhuǎn)子50，與旋轉(zhuǎn)軸51一體旋轉(zhuǎn)；氣缸40，包圍著該轉(zhuǎn)子50的外周面的外方且?guī)в衅拭鏍钏茩E圓形的內(nèi)周面49a；5枚板狀葉片58，該板狀葉片58由轉(zhuǎn)子50的外周面突出，該突出的前端與氣缸40的內(nèi)周面49a抵接并在旋轉(zhuǎn)軸51周圍以等角度間隔裝設(shè)在轉(zhuǎn)子50上；前側(cè)部件20和后側(cè)部件30，從轉(zhuǎn)子50的兩端面的側(cè)面分別夾持轉(zhuǎn)子50及氣缸40并固定于氣缸40處。
并且，上述旋翼式壓縮機主體隨著旋轉(zhuǎn)軸51的旋轉(zhuǎn)，藉由由兩塊側(cè)部件20、30、轉(zhuǎn)子50、氣缸40、以及在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上按前后相間的方式配置的2個葉片58，58所劃分的各壓縮室48的容積反復(fù)增減，以便壓縮、吐出各壓縮室48吸入的制冷劑氣體G。
另外，壓縮機主體，其旋轉(zhuǎn)軸的一端由前端罩12軸支撐，通過使氣缸40的外周部由殼體11支撐，以設(shè)置于機殼10內(nèi)的設(shè)定位置處。
而且，在壓縮機主體收納在殼體11內(nèi)部的狀態(tài)下，由后側(cè)部件30和殼體11形成吐出室15，另一方面，由前側(cè)部件20和前端罩12形成吸入室13，這里所講到的吸入室13及吐出室15是采用O環(huán)(リング)等密封部件進行氣密隔絕的。另外，在后側(cè)部件30處，設(shè)有將在后面敘述的旋風(fēng)板60。
再有，在吐出室15的下部處蓄存有冷凍機油R(潤滑油)，用以對該壓縮機100的滑動部位等進行潤滑、冷卻、清潔并且使后述的葉片58向氣缸40的內(nèi)周面49a的方向突出。
另一方面，旋轉(zhuǎn)軸51貫通前側(cè)部件20處的貫通支持孔23、并經(jīng)由機械密封部件18延伸到前端罩12的外方、且在其前端處安裝動力供給部90；旋轉(zhuǎn)軸51的另一端部由后側(cè)部件30的貫通支承孔32支承。
在轉(zhuǎn)子50處有呈放射狀且圍繞轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)中心以等角度間隔形成的5個呈窄縫狀的葉片槽56；在這些葉片槽56處，分別插入有平板狀葉片58。
各葉片58，通過轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，并利用添加至葉片槽56和葉片58的底部所畫定的背壓室中的冷凍機油R的油壓，向氣缸40的內(nèi)周面49a的方向突出，該葉片58所突出的前端，在與氣缸40的內(nèi)周面49a相接觸狀態(tài)而被施力。
為此，氣缸40的內(nèi)側(cè)空間，由氣缸40、轉(zhuǎn)子50、葉片58、前側(cè)部件20及后側(cè)部件30分割成小型腔室，該各個小型腔室形成了壓縮室48、并隨著轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)反復(fù)進行容積的變化。
再有，前側(cè)部件20處開口有前側(cè)吸入口、使吸入室13與壓縮室48連通起來；流入吸入室13的制冷劑氣體G由前側(cè)吸入口被吸入到壓縮室48中。
另一方面，還可以在后側(cè)部件30處形成后側(cè)吸入部。對于形成這種后側(cè)吸入部的壓縮機100來說，需在氣缸40處形成連通孔、使該后側(cè)吸入部與前側(cè)吸入口連通起來。
這樣一來，在該后側(cè)吸入部中，就可以供給順序經(jīng)過前側(cè)吸入口、氣缸40的連通孔的制冷劑氣體G，與前側(cè)吸入口同樣、發(fā)揮使制冷劑氣體G吸入壓縮室48的效用。
在后側(cè)部件30的吐出室15處設(shè)置的旋風(fēng)板60，該旋風(fēng)板60具備有分油器62、用以使混入制冷劑氣體G中的冷凍機油R分離出來。
氣缸40處形成有吐出室44。并且，在該吐出室44被形成的被薄壁化的氣缸40的部分處開設(shè)有吐出口42，用以連通壓縮室48和吐出室44。
該吐出口42處，設(shè)有向吐出室44一側(cè)開放的導(dǎo)向閥43(閥本體43a及閥座43b)。并且，從壓縮室48通過吐出口42、導(dǎo)向閥43向吐出室44吐出的高壓制冷劑氣體G，經(jīng)由后側(cè)部件30處形成的連通孔(無圖示)、經(jīng)旋風(fēng)板60的分油器62向吐出室15吐出。
在此，通過分油器62分離的冷凍機油R，滴落到吐出室15的底部、并蓄存于該底部。
再有，為了實現(xiàn)將使葉片58在氣缸的內(nèi)壁面施力的壓力供給至葉片槽56的目的及潤滑旋轉(zhuǎn)軸51和貫通支承孔32之間的目的，該壓縮機100具備有將吐出室15的下部蓄存的冷凍機油R向各部位疏導(dǎo)的疏導(dǎo)裝置。
也就是說，在后側(cè)部件30處形成通達貫通支承孔32的油路33，并且，在朝向轉(zhuǎn)子50的后側(cè)部件30的端面處設(shè)有凹部(平坦溝槽)35，從位于貫通支承孔32的油路33的開口，通過貫通支承孔32與旋轉(zhuǎn)軸51之間的微小間隙與葉片槽56連通。
該凹部35，如圖2中的虛線(雙點劃線)所表示的那樣、分別設(shè)置成近似扇形形狀。并且，該凹部35形成于與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子50的葉片槽56的背壓室連通的位置。再有，凹部35的頸縮部處，進一步形成有用于疏導(dǎo)高壓冷凍機油R的小凹部、以便對于構(gòu)成與壓縮行程的末段對應(yīng)的壓縮室48的葉片槽56，尚可以起到提升油壓的作用。
另外，氣缸40的底部處設(shè)有貫通口46，用以連接后側(cè)部件30的油路33；在前側(cè)部件20處形成有油路(無圖示)，用以連通該貫通口46的前側(cè)部件20的側(cè)面開口和貫通支持孔23。冷凍機油R經(jīng)由貫通支持孔23和旋轉(zhuǎn)軸51之間的微小間隙、向前側(cè)部件20的面向轉(zhuǎn)子50的面處形成的凹部(平坦溝槽)25等部位疏導(dǎo)冷凍機油R。
再有，該壓縮機100，由于是能夠改變向外部吐出制冷劑氣體G的氣體量的容量可變型的氣體壓縮機，故、如圖2所示、在前側(cè)部件20的里面、構(gòu)成與制冷劑氣體G的壓縮行程對應(yīng)的壓縮室48(以下，通常泛指壓縮室時，以符號48表注；敘述與壓縮行程對應(yīng)的壓縮室時、則標(biāo)注符號48(C))的部分處，形成有旁通通路70、使該壓縮行程對應(yīng)的壓縮室48(C)內(nèi)部的制冷劑氣體G流出到相對該壓縮室48(C)內(nèi)壓還要低的低壓空間的吸入室13中，并且設(shè)有滑閥80(旁通閥)、用以開閉旁通通路70，通過開放滑閥80、使壓縮室48(C)的制冷劑氣體G的一部分流出到吸入室13，使壓縮室48(C)內(nèi)的容量減少，其結(jié)果是，使得從壓縮室48(C)向吐出室44吐出的制冷劑氣體G的吐出量發(fā)生變化。
下面，結(jié)合圖3、對旁通通路70和滑閥80的構(gòu)造進行詳細說明。而且，圖3的(a)、(c)是將圖1中所示的橫向并排配置的壓縮室48(C)和前側(cè)部件20變?yōu)榭v向排列的示意圖。(a)表示的是從貫通孔46(參照圖1)所供給的高壓冷凍機油R通過對滑閥80施加背壓、滑閥80關(guān)閉旁通通路70的狀態(tài)；(c)表示的是通過作出阻斷以便不負荷該背壓而打開旁通通路70的狀態(tài)。
首先，旁通通路70面對氣缸40所包圍的內(nèi)部，旁通通路70包括在前側(cè)部件20的端面28處形成開口的旁通孔開口部71；與該旁通孔開口部71連接、可滑動收納滑閥80的閥收納室72；以及從閥收納室72通向吸入室13的連通部73。
閥收納室72收納的滑閥80包括突入旁通孔開口部71并與具有該旁通孔開口部71的周面72a滑接的外接面83的凸部81；與該凸部81鄰接、并相對外周面83大致成垂直、且頂至連接著旁通孔開口部71的閥收納室72的內(nèi)壁面72a的著座面部84，從而可以沿著閥收納室72進退運行。
然后，滑閥80負荷背壓，使滑閥80的凸部81在突入旁通孔開口部71(圖3(a))的狀態(tài)下，通過背壓，滑閥80的著座面部84密接作為閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a、并關(guān)閉旁通通路70。
因此，來自壓縮室48(C)的高壓制冷劑氣體G就不會流出到吸入室13。如圖3(b)所示，與旁通通路70沒有形成時候相同的時間開始壓縮行程。
再有，滑閥80的著座面部84，在與作為閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a壓接(旁通通路70關(guān)閉的狀態(tài))的狀態(tài)下，滑閥80的凸部81的前端面82，與前側(cè)部件20的端面28大致形成同一平面。
另一方面，在滑閥80沒有負荷背壓的狀態(tài)下，滑閥80通過凸部81的前端面82所負荷的壓縮室48的內(nèi)壓，在閥收納室72的內(nèi)部滑動(圖3(c))以便凸部81從旁通孔開口部71退出。
此時，滑閥80的著座面部84，離開作為閥座座面的閥收納室內(nèi)壁面72a，而且，凸部81其前端面82向著比閥收納室內(nèi)壁面72a還要靠后的閥收納室72一側(cè)后退，完全從旁通孔開口部71脫離，因此從壓縮室48流入旁通孔開口部71的制冷劑氣體G就通過滑閥80的前端面82與閥收納室72的內(nèi)壁面72a之間的間隙、也就是示意4所表示的那樣、通過按照從旁通孔開口部71退出的凸部81的外周面83的軌跡中、對應(yīng)自閥收納室72的內(nèi)壁面72a還要在閥收納室72內(nèi)側(cè)的部分的圓柱周狀面的假想面(面積S2)流入閥收納室72。然后，制冷劑氣體G從閥收納室72經(jīng)由連通部73流出到吸入室13。
這種情況下，如圖3(d)所示，葉片58到通過旁通孔開口部71之前，舉例來說，即使根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置、位于所規(guī)定作為形式上壓縮行程的位置上的壓縮室48(C)，由于其內(nèi)部的制冷劑氣體G仍會經(jīng)由旁通通路70不斷地流出到吸入室13中，因此，實質(zhì)性的壓縮行程并未開始，而葉片58通過了旁通孔開口部71的時刻成為實質(zhì)性的壓縮行程的開始。
因此，打開旁通通路70會實質(zhì)性的延緩壓縮行程的開始時間，從而使壓縮開始時的壓縮室48(C)的容量發(fā)生變化。
然后，關(guān)于轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)方向的旁通通路70的設(shè)置角度位置，根據(jù)壓縮行程開始時的壓縮室48(C)的容量，可以通過計算預(yù)先求得，并且能夠設(shè)定出從吐出口42使其吐出的制冷劑氣體G的量。
然而，上述的容量可變型的壓縮機100，使滑閥80后退且打開旁通通路70的時候，制冷劑氣體G從旁通孔開口部71向閥收納室72流入的過程中所經(jīng)過的流路，就形成上述的假想面，但是對本實施例的壓縮機100來說，該假想面的面積S2，要按設(shè)定成旁通孔開口部71的流路面積S1的2倍(對開口面積S1的假想面的面積S2的百分比(開口率)為200％)，來設(shè)定滑閥80的位移量(凸部81從旁通孔開口部71直到退出的位移量及、從凸部81的前端面82到閥收納室72的內(nèi)壁面72a的距離h的合計)。
現(xiàn)有的壓縮機被認為是上述假想面的面積S2通常按等同于開口面積S1的量(相對開口面積S1假想面的面積S2的百分比(開口率)為100％)來設(shè)定滑閥80的位移量。對現(xiàn)有的壓縮機來說，從旁通口開口部71的流入端(前側(cè)部件20的端面)，經(jīng)由流出端(滑閥80的前端面82與前側(cè)部件20的端面28之間的間隙)，通過將制冷劑氣體G的流路面積S設(shè)為一定值，就要使制冷劑氣體G順利地流出。
但是，實際上，流向旁通孔開口部71且通過了旁通孔開口部71的制冷劑氣體G，由于要沿著旁通孔開口部71所延伸的方向繼續(xù)前進，碰撞到沿其方向退出的滑閥80的凸部81的前端面82后，沿著該前端面82向周圍分散開等、通過上述假想面流入閥收納室72。
因此，從旁通孔開口部71向閥收納室72的流入部分，對于制冷劑氣體G來講，起到了流通阻抗的作用，對現(xiàn)有的壓縮機來說，使該旁通通路70的流量確保達到所要求的流量是很困難的。也就說，對壓縮機主體所吐出的制冷劑氣體的量(體積效率)，使其降低到通過預(yù)先計算所要求的水平是不可能的。
不過，本實施例中的壓縮機100，通過滑閥80的位移，從旁通孔開口部71向閥收納室72的流入部分、也就是上述假想面的面積S2，由于設(shè)定為旁通孔開口部71其開口面積S1的2倍，所以，流路部分就難以形成流路阻抗，并能夠使旁通通路70的流量確保達到所要求的流量。即、對壓縮機主體所吐出的制冷劑氣體的量(體積效率)，就能夠使其降低到通過預(yù)先計算所要求的目標(biāo)值。
在這里，圖5表示本發(fā)明的發(fā)明者們實施的開口率和體積效率之間關(guān)系的實驗例的圖表。該圖表說明、打開滑閥80時，在計算上的體積效率30％的角度位置上裝設(shè)旁通孔開口部71，將開口率從0％到350％之間、按50％為單位，所得到的實際的體積效率的變化。
按照該實驗結(jié)果，對于現(xiàn)有的壓縮機所適用的開口率100％來說，相對于計算上的體積效率30％，實際上，只可得到大約40％的體積效率，相對于此，從本實施例的壓縮機100所適用的開口率200％來看，可以實現(xiàn)按計算上的目標(biāo)值30％的體積效率。
而且，按照該實驗結(jié)果，即使是超過200％的開口率，證實了體積效率仍以30％的狀態(tài)推移。而且，隨著開口率的擴大，證實了需要擴大滑閥80的位移量，但，既然要獲得所要求的體積效率，那麼，保持200％的開口率是非常必要的，所以，對于本實施例的壓縮機100來說，將滑閥80的位移量增大控制在最小限度，就能夠獲得所要求的體積效率。
就這樣，按照本實施例所涉及的壓縮機100，借助滑閥80的開閉，就可以使壓縮機主體的吐出氣體量(體積效率)按所要求的量發(fā)生變化。
而且，本實施例所涉及的壓縮機100，壓縮機主體為旋翼式的，旁通孔開口部71形成于與減少壓縮室48的容量的壓縮行程相對應(yīng)的前側(cè)部件20處，作為低壓空間的吸入室13，由于與前側(cè)部件20鄰接設(shè)置，所以，不需以復(fù)雜的路徑構(gòu)成旁通通路70，以短的長度即可構(gòu)成。
另外，上述的實施例的壓縮機100，壓縮機主體為旋翼式的氣體壓縮機，不過，本發(fā)明所涉及的容量可變型氣體壓縮機，壓縮機主體并非限定于該種形式，對于包括有渦旋式壓縮機主體及斜板往復(fù)式壓縮機主體的容量可變型氣體壓縮機來說，也能夠同樣適用。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種容量可變型氣體壓縮機，其包括壓縮機主體，將吸入的氣體在氣缸所包圍的內(nèi)部進行壓縮、并吐出該壓縮氣體，該壓縮機主體中形成有旁通通路，使壓縮行程中的上述氣體的一部分有選擇地流出到低壓空間，并且包括開閉該旁通通路的旁通閥，通過上述旁通閥的開閉可以改變吐出的氣體量，其特征在于，上述旁通通路，包括有相對上述氣缸的內(nèi)部形成開口的旁通孔開口部；與該旁通孔開口部連接、收納上述旁通閥的閥收納室；以及從上述閥收納室連通至上述低壓空間的連通部；收納于上述閥收納室的上述旁通閥，包括突入上述旁通孔開口部、并帶有與該旁通孔開口部的周面滑接的外周面的凸部；以及鄰接該凸部、并相對于上述外周面大致成垂直，且頂至連接著上述旁通孔開口部的上述閥收納室的內(nèi)壁面的著座面部；上述凸部從上述旁通孔開口部向上述閥收納室退出的上述旁通閥的打開位置是設(shè)定成使按上述凸部的前端部和上述內(nèi)壁面之間的距離及上述凸部的周長的積所算出的流路面積為大于等于2倍的上述氣缸壁面上的上述旁通孔開口部的開口面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容量可變型氣體壓縮機，其特征在于，上述壓縮機主體為旋翼式壓縮機主體，設(shè)置有與旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；包圍著上述轉(zhuǎn)子的外周面的外方的氣缸；從上述轉(zhuǎn)子的外周面突出，該突出的前端與上述氣缸的內(nèi)周面接觸且以等角度間隔裝設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)軸的周圍的多數(shù)個板狀葉片；以及設(shè)置成從上述轉(zhuǎn)子的兩端面的側(cè)面分別夾持該轉(zhuǎn)子以及上述氣缸的2塊側(cè)部件；隨著上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使由上述2塊側(cè)部件、上述轉(zhuǎn)子、上述氣缸以及在上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向上前后相間配置的2個上述葉片所劃分的壓縮室的容積反復(fù)增減；上述旁通口開口部形成在與減少上述壓縮室容積的壓縮行程相對應(yīng)的側(cè)部件處。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種容量可變型氣體壓縮機，當(dāng)使壓縮行程的氣體的一部分有選擇地流出時，使其流出量與所要求的量完全符合。通過相對于氣缸(40)的內(nèi)部(壓縮室48(C))開口的旁通孔開口部(71)，使滑閥(80)(旁通閥)的凸部(81)退出，在使體積效率變化的壓縮機(100)(容量可變型氣體壓縮機)中，凸部(81)從旁通孔開口部(71)向閥收納室(72)退出的滑閥的打開位置，設(shè)定為按凸部(81)的前端部(82)和閥收納室(72)的內(nèi)壁面(72a)之間的距離(h)及凸部(81)的周長的積所算出的流路面積(S2)為大于等于2倍的旁通孔開口部(71)的開口面積(S1)。
文檔編號F04C29/00GK1734094SQ20051008891
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者大野浩干, 石川貴志 申請人:康奈可壓縮機株式會社