專利名稱：渦旋壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦旋壓縮機，它適用于機動車輛之類的空氣調(diào)節(jié)器。
圖8至10為一種傳統(tǒng)的渦旋壓縮機的實例。
如圖8所示封閉機殼1由一個杯狀主體2、一個前端板4以及一個圓筒構(gòu)件6組成，所述前端板4用螺栓3固定在主體2上，而圓筒構(gòu)件6用螺栓5固定在前端板4上。一根主軸7穿過圓筒構(gòu)件6，并用軸承8、9可轉(zhuǎn)動地支承在機殼1上。
機殼1內(nèi)設(shè)置一個固定渦旋10，此固定渦旋具有一塊端板11以及一個在端板內(nèi)表面上做出的渦旋盤12，所述端板11用螺栓13固定在杯狀主體2上。由于端板11的外圓周表面和杯狀主體2的內(nèi)圓周表面相互密封接觸，使機殼1的內(nèi)部形成一個排出腔31和一個吸入腔28，它們分別位于端板11的外側(cè)和內(nèi)側(cè)。
此外，還在端板11的中心做出一個排出口29。一個排出閥30連同一塊擋板35用一個螺栓36固定在端板11的外表面上，借助于排出閥30能使排出口29開啟和關(guān)閉。
一個運動渦旋14包括一塊端板15和一個渦旋盤16，所述渦旋盤16在端板15的內(nèi)表面上做出，而且與固定渦旋10的渦旋盤12具有基本相同的輪廓。
如圖所示，固定渦旋10和運動渦旋14按太陽系運動的轉(zhuǎn)動半徑相互偏心并且相對轉(zhuǎn)過180°角相互嚙合。
嵌在渦旋盤12頂端表面上的一個頂端密封墊17與端板15的內(nèi)表面緊密接觸，而嵌在渦旋盤16頂端表面上的一個頂端密封墊18與端板11的內(nèi)表面緊密接觸。如

圖10所示，渦旋盤12和16的側(cè)表面在a、b、c、d各點均相互緊密接觸，從而形成多個壓縮腔19a和19b，所述壓縮腔19a和19b相對于渦旋中心形成大致中心對稱的狀態(tài)。
在端板15的外表面中心部分伸出一個圓筒形凸起20，通過軸承23將一個驅(qū)動襯套21可轉(zhuǎn)動地安裝在該凸起20的內(nèi)部，而且，在主軸7的內(nèi)端偏心地伸出一個偏心銷25，它可轉(zhuǎn)動地插在驅(qū)動襯套21的偏心孔24中。此外，在驅(qū)動襯套21上還安裝著一個平衡配重27。
在端板15外表面的一個外圓周邊緣和前端板4的內(nèi)表面之間設(shè)置一個機構(gòu)26，它的作用是阻止沿其自身軸線轉(zhuǎn)動，此外還能用作推力軸承。
當主軸7旋轉(zhuǎn)時，通過由偏心銷25、驅(qū)動襯套21和凸起20等組成的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，使運動渦旋14得到驅(qū)動，運動渦旋14以太陽系運動的方式按一個圓形軌道作公轉(zhuǎn)，所述軌道具有所述太陽系運動的公轉(zhuǎn)半徑，也就是說，以主軸7和偏心銷25之間的偏心量為半徑，在此同時不借助于一個阻止自轉(zhuǎn)的機構(gòu)26，來制止運動渦旋14圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動。于是，在渦旋盤12和16之間的線性接觸點“a”至“d”逐漸朝著該渦旋的中心運動。其結(jié)果是，壓縮腔19a和19b也朝著該渦旋中心運動，并且容積逐漸減小。
由上述可知，通過吸入口(未示出)，流進吸入腔28的氣體，通過位于渦旋盤12和16的外圓周端的開口部分，分別進入壓縮腔19a和19b，并在被壓縮的同時到達中心部分。然后，氣體從那里推開排出閥30，經(jīng)過排出口29流入排出腔31，再經(jīng)過一個排出口(未示出)從該處流走。
從圖9、10可以看郵，有一對各有一端與吸入腔28相通的氣缸32a和32b，它們布置在排出口29兩側(cè)，并且在固定渦旋10的端板11內(nèi)部相互平行地延伸。此外，在端板11內(nèi)還做出旁路口33a和33b，它們用來使受壓縮氣體通過旁路從一對壓縮腔19a和19b的內(nèi)側(cè)進入上文所述的氣缸32a和32b。另外，在所述氣缸32a和32b中還以密封和可滑動的方式安裝著活塞34a和34b，它們的作用是開啟和關(guān)閉旁路口33a和33b。
在杯形主體2的底部裝有一個控制閥38，它以密封方式貫穿該底部，并且有一部分向外伸出。此控制閥38能感受排出壓力和吸入壓力，并產(chǎn)生一個控制壓力，所述控制壓力是排出、吸入壓力的中間值，并能表達為低壓的線性函數(shù)。
當壓縮機處于潢負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，在控制閥38處產(chǎn)生的高壓控制氣體，通過孔39a和39b被引導到各自的活塞34a和34b的內(nèi)端表面上。于是，克服回位彈簧41a和41b的彈力，推動各自的活塞34a和34b，將旁路口33a和33b堵住。此處所述的回位彈簧41a和41b安裝在這些活塞昨彈簧座40a和40b之間呈被壓縮狀態(tài)。
反之，當壓縮機處于卸載運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，在控制閥38處產(chǎn)生的控制氣體壓力減小，于是，在回位彈簧41a和41b的彈力作用下，各自的活塞34a和34b向回移動，占據(jù)圖中所示的位置，正被壓縮的氣體從一對壓縮腔19a和19b流經(jīng)旁路口33a和33b，再通過在活塞34a、34b和氣缸32a、32b中做出的連接孔42a、42b和盲孔43a、43b，流進吸入腔28。
用這種方法，上文所述的渦旋壓縮機就能根據(jù)負載進行流量調(diào)節(jié)。
然而在上文所述的傳統(tǒng)壓縮機中，壓縮腔19a和19b相對于渦旋中心約呈中心對稱狀。因此，為了使正在壓縮的氣體分別從壓縮腔19a、19b通過旁路進入吸入腔28側(cè)，就需要在端板11中設(shè)置一對旁路口33a、33b以及一對氣缸32a、32b，并需要在這對氣缸32a和32b中相應地提供兩套活塞34a和34b，回位彈簧41a和41b以及彈簧座40a、40b等等。其結(jié)果是結(jié)構(gòu)復雜、零件數(shù)量增加，裝配工時多，重量上升，成本加大。
還應指出，由于旁路口33a和33b是通過鉆孔加工而成的，因此，增加了加工、去毛刺之類的工時。
鑒于這些情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種能克服上述種種缺點的渦旋壓縮機，其要點將在下文中介紹。
一種渦旋壓縮機，它通過分別在端板內(nèi)表面上設(shè)置渦旋盤的方式構(gòu)成一個固定渦旋和一個運動渦旋，所述固定渦旋和運動渦旋在相對轉(zhuǎn)過一個角度的情況下相互嚙合，從而形成多個相對于一個渦旋中心呈中心對稱狀態(tài)的壓縮腔。所述固定渦旋固定地安裝在一個機殼內(nèi)部，而所述運動渦旋在一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)作用下以太陽系運動的方式作公轉(zhuǎn)，在此同時還借助于一個阻止自轉(zhuǎn)的機構(gòu)來制止運動渦旋圍繞自身軸線轉(zhuǎn)動，因此所述壓縮腔能朝渦旋中心運動，并在此同時減少自身容積以便壓縮氣體，最后經(jīng)過所述固定渦旋端板上的一個排出口，將壓縮后的氣體排至機殼內(nèi)部的一個排出腔，其特征為，在所述固定渦旋的端板上制有一對與所述壓縮腔相通的旁路口，與固定渦旋分開的一個流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面緊靠在所述固定渦旋的端板外表面上，從而在兩者之間的流量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面構(gòu)成與一對旁路口相通的一個第一凹入部分，在所述流量調(diào)節(jié)裝置中只有一個與機殼內(nèi)部的一個吸入腔相通的氣缸，在該氣缸中以密封和可滑動的方式安裝著一個活塞，此活塞能在與壓縮機負載相應的一個控制壓力作用下動作，從而能用該活塞開啟和關(guān)閉與所述凹入部分相通的第一連接孔。
在本發(fā)明所提供的上述結(jié)構(gòu)中，流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面緊靠著固定渦旋的外表面，從而在兩者之間構(gòu)成一個與旁路口相通的凹入部分。于是，只要使氣缸中的所述活塞滑動，開啟和關(guān)閉所述連接孔，就能調(diào)節(jié)該壓縮機的流量。
本發(fā)明能使固定渦旋和流量調(diào)節(jié)裝置的加工大為簡化，壓縮機的成本大幅度降低。
圖1至7示出了本發(fā)明的最佳實施例，其中圖1是縱向局部剖視圖;
圖2是沿圖1的Ⅱ-Ⅱ線剖切的剖視圖;
圖3是沿圖6的Ⅲ-Ⅲ線剖切的剖視圖;
圖4是圖6的Ⅳ-Ⅳ視圖;
圖5是沿圖4的Ⅴ-Ⅴ線剖切的剖視圖;
圖6是沿圖4的Ⅵ-Ⅵ線剖切的剖視圖;
圖7是圖5的Ⅶ-Ⅶ視圖;
圖8至10畫出一種傳統(tǒng)的渦旋壓縮機實例，其中圖8是縱向剖視圖;
圖9是沿圖10的Ⅸ-Ⅸ線剖切的局部剖視圖;
圖10是沿圖8的Ⅹ-Ⅹ線剖切的橫截面視圖。
下面結(jié)合圖1至圖7，對本發(fā)明的最佳實施例作詳細介紹。
在固定渦旋10的端板11中制有一對與壓縮腔19a和19b相通的旁路口33a和33b。流量調(diào)節(jié)裝置50放置在固定渦旋10的端板11外表面上形成密封的接觸。流量調(diào)節(jié)裝置50的一個相配的凹入部分51與固定渦旋10的一個相配的突出部分10a配合，螺栓13穿過流量調(diào)節(jié)裝置50上的螺栓孔52，螺栓端部擰在固定渦旋10之中，從而將流量調(diào)節(jié)裝置50固定在機殼1內(nèi)部。
由于流量調(diào)節(jié)裝置50后部的外圓周表面與杯形主體2的一個內(nèi)圓周表面緊密接觸呈密封狀態(tài)，機殼1內(nèi)部就被分隔成一個吸入腔28和一個排出腔31。
在流量調(diào)節(jié)裝置50的中心位置鉆有一個與排出口29相通的排出孔53，一個排出閥30連同擋板35，用一個螺栓36固定在流量調(diào)節(jié)裝置50的外表面上，借助于所述排出閥30能使排出孔53開啟和關(guān)閉。
在排出孔53的一側(cè)加工有一個盲孔狀的氣缸54，而在另一側(cè)做出一個與氣缸54平行的盲孔狀空腔55，氣缸54和空腔55的開口端分別與吸入腔28相通。
杯形活塞56以密封和可滑動方式安裝在氣缸54中，在活塞56的一側(cè)形成控制壓力腔80，而在另一側(cè)形成與吸入腔28相通的腔81。放置在活塞56和彈簧座82之間的一個螺旋彈簧83將活塞56推向控制壓力腔80。還有，在活塞外圓周表面上制有一個環(huán)形凹槽93，它總是通過多個孔94與腔81相通。
另一方面，在空腔55中安裝著一個控制閥58。用“O”形圈59、60、61和62將空腔55和控制閥58之間的間隙隔開，從而形成一個大氣壓力腔63、一個低壓腔64、一個控制壓力腔65以及一個高壓腔66。此外，大氣壓力腔63經(jīng)過一個通孔67以及一根連接管(未示出)與機殼1外部的大氣相通。低壓腔64經(jīng)過一個通孔68與吸入腔28相通，控制壓力腔65經(jīng)過一個通孔69、一個凹槽70以及一個通孔71與控制壓力腔80相通，而高壓腔66經(jīng)過一個通孔72與排出腔31相通。
因此，控制閥58能感受到排出腔31內(nèi)的高壓HP以及吸入腔28內(nèi)的低壓LP，并產(chǎn)生一個控制壓力AP，此控制壓力是上述高壓和低壓的中間值，并可表達為低壓LP的一個線性函數(shù)。
如圖7所示，在流量調(diào)節(jié)裝置50的內(nèi)表面上制有凹槽70、90和91，還帶有一個第三凹入部分86、一個第一凹入部分87和一個第二凹入部分88。在圍繞著第一、第二和第三凹入部分87、88和86的臺階區(qū)域57中制有一個密封槽84，在槽84中安裝著一個密封件85。由于該密封件85與固定渦旋10的端板11外表面緊密接觸，才在流量調(diào)節(jié)裝置50和端板11外表面之間最終構(gòu)成了所述第一、第二和第三凹入部分87、88和86，而且這些凹入部分用密封件85彼此分隔開。第三凹入部分86經(jīng)過凹槽70以及通孔69、71與控制壓力腔65和80相通;第一凹入部分87經(jīng)過端板11上的一對旁路口33a和33b與正在進行壓縮工作的壓縮腔19a和19b相通，還經(jīng)過通孔89a和89b與氣缸54的腔81相通;而第二凹入部分88經(jīng)過凹槽90和91與排出孔53相通，還經(jīng)過連接孔92與氣缸54的腔81相通。
此外，將旁路口33a和33b安排在下述位置在壓縮腔19a和19b停止吸氣以后進入壓縮過程并且容積減少到50%之前，旁路口33a和33b與壓縮腔19a和19b相通。
其余結(jié)構(gòu)與圖8至10所示的傳統(tǒng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)相同，而且相應的構(gòu)件采用同樣的參考編號。
當本發(fā)明壓縮機處于卸載工作狀態(tài)時，在控制閥58處產(chǎn)生的控制壓力AP降低，當這個控制壓力AP經(jīng)過通孔69，凹槽70以及通孔71引入控制壓力腔80時，螺旋彈簧83的回復力推動活塞56，使它占據(jù)圖3所示的位置。因此，連接孔89a、89b以及連接孔92被打開，壓縮腔19a和19b中正在被壓縮的氣體，通過旁路口33a和33b、第一凹入部分87以及連接孔89a、89b，進入腔81。另一方面，已經(jīng)達到渦旋中心的壓縮腔中的氣體，也就是說壓縮后的氣體，經(jīng)過排出口29，排出孔53、第二凹入部分88、凹槽96和91以及連接孔92，進入腔81。這些氣體在腔81中混合在一起，并排入吸入腔28。其結(jié)果是，該壓縮機的排氣量變?yōu)榱恪?br> 當該壓縮機處于滿負荷工作狀態(tài)時，控制閥58產(chǎn)生一個高控制壓力AP。該高控制壓力AP進入腔80，并壓迫活塞56的內(nèi)端表面。于是，活塞56克服螺旋彈簧83的彈力往回運動，達到活塞外端緊靠彈簧座82的位置，也就是說如圖2所示的位置。在一狀態(tài)，連接孔89a、89b以及連接孔92均被活塞56堵住。因此，已在壓縮腔19a、19b中被壓縮并達到壓縮腔渦旋中心部分的氣體，流過排出口29和排出孔53，并推開排出閥30，進入排出腔31，最后通過一個排出口(未示出)排至外部。
當該壓縮機的排氣量下降時，在控制閥58中產(chǎn)生出一個與下降速率相當?shù)目刂茐毫P。當該控制壓力AP經(jīng)過腔80作用在活塞56的內(nèi)端表面上時，活塞56停留在控制壓力AP與螺旋彈簧83的彈力相平衡的位置。因此，在控制壓力AP降低時開始只是連接孔89a、89b被打開，正在壓縮腔19a和19b中被壓縮的氣體排進吸入腔28，而且其數(shù)量與連接孔89a、89b的開啟程度相對應，當連接孔89a，89b全開時，該壓縮機的排氣量降為50%。當控制壓力AP進一步降低時，連接孔92也被打開，當其全開時該壓縮機的排氣量變?yōu)榱?。用這種方法，能使壓縮機排氣量在0-100%范圍內(nèi)線性變化。
在上文介紹的實施例中，制有第二凹入部分88、凹槽90和91、連接孔92、環(huán)形凹槽93以及與排出口29相通的孔94，但是，也可以省去這些部分。在這種情況下，壓縮機的排氣量可以在50-100%范圍內(nèi)變化。另外，適當?shù)馗淖兣月房?3a和33b的位置，也可相應地改變該壓縮機排氣量的變化范圍。
此外，流量調(diào)節(jié)裝置50的內(nèi)表面上的凹入部分86至88也可鏜鉆而成。
本發(fā)明壓縮機在固定渦旋的端板上做出一對與壓縮腔相通的旁路口，與固定渦旋分開的流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面緊靠在固定渦旋的端板外表面上。從而在兩者之間構(gòu)成與一對旁路口相通的凹入部分，在流量調(diào)節(jié)裝置中有一個與機殼內(nèi)部的吸入腔相通的氣缸，在該氣缸中以密封和可滑動的方式安裝著一個活塞，此活塞能開啟和關(guān)閉一個與所述凹入部分相通的連接孔。因此，氣缸和活塞都只要一個就足夠了。流最調(diào)節(jié)裝置還可與固定渦旋分開制造。另外，只要流量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)表面緊靠固定渦旋的端板外表面就能構(gòu)成凹入部分。其結(jié)果是，固定渦旋和流量調(diào)節(jié)裝置的加工方便多了，壓縮機的成本可大幅度降低。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機，在其中，分別用在端板內(nèi)表面上設(shè)置渦旋盤的方法構(gòu)成一個固定渦旋和一個運動渦旋，所述固定渦旋和運動渦旋在相對轉(zhuǎn)過一個角度的情況下相互嚙合，從而形成多個相對于一個渦旋中心呈中心對稱狀態(tài)的壓縮腔，所述固定渦旋固定安裝在一個機殼內(nèi)部，而所述運動渦旋在一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)作用下以太陽系運動的方式作公轉(zhuǎn)，在此同時還借助于一個阻止自轉(zhuǎn)的機構(gòu)來制止運動渦旋圍繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，因此所述壓縮腔朝所述渦旋中心運動，并在此同時減少自身容積以便壓縮氣體，最后經(jīng)過所述固定渦旋端板上的一個排出口，將壓縮后的氣體排至所述機殼內(nèi)部的一個排出腔，其特征為，在所述固定渦旋的端板上制有一對與所述壓縮腔相通的旁路口，與所述固定渦旋分開的一個流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面緊靠在所述固定渦旋的端板外表面上，從而在兩者之間的所述流量調(diào)節(jié)裝置側(cè)面構(gòu)成與所述一對旁路口相通的一個第一凹入部分，在所述流量調(diào)節(jié)裝置中只有一個與所述機殼內(nèi)部的一個吸入腔相通的氣缸，在該氣缸中以密封和可滑動的方式安裝著一個活塞，此活塞能在與所述壓縮機負載相應的控制壓力作用下動作，從而能借助于所述活塞，開啟和關(guān)閉與所述凹入部分相通的第一連接孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征為，所述的一對旁路口設(shè)在所述壓縮機的排氣量為50%的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征為，在所述流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面上制有一個與所述排出口相通的第二凹入部分，還提供一個連接所述第二凹入部分和所述氣缸的第二連接孔，而且所述第二連接孔是由所述活塞打開和關(guān)閉的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦旋壓縮機，其特征為，所述的一對旁路口設(shè)在所述壓縮機的排氣量為50%的位置，還提供與所術(shù)排出口相通的所述第二凹入部分以及第二連接孔，而且所述第一連接孔和第二連接孔由所述活塞相繼地打開和關(guān)閉，因此所述壓縮機的排氣量能在100%和0%之間連續(xù)變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦旋壓縮機，其特征為，所述第一凹入部分和所述第二凹入部分由一個密封件隔開，所述密封件安裝在所述流量調(diào)節(jié)裝置內(nèi)表面的一個密封槽之中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋壓縮機，其特征為，所述密封件的構(gòu)成方式是做出一個隔離吸入腔邊緣的外圓周部分以及在所述第一、第二凹入部分之間的隔開部分，所述外圓周部分和隔開部分連成一個整體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦旋壓縮機，在它的固定渦旋端板上做出一對與壓縮腔相通的旁路口，流量調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)表面緊靠固定渦旋的端板外表面，在兩者之間構(gòu)成一個與旁路口相通的凹入部分。流量調(diào)節(jié)裝置中只有一個與吸入腔相通的氣缸，氣缸中的活塞能在與壓縮機負載相應的控制壓力作用下動作，開啟和關(guān)閉與凹入部分相通的連接孔，因而能使壓縮機的輸出功率在0-100％范圍內(nèi)變化。
文檔編號F04C18/02GK1070454SQ91109379
公開日1993年3月31日 申請日期1991年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月14日
發(fā)明者飯尾孝征, 森田好治 申請人:三菱重工業(yè)株式會社