CN101008389A - 密封型旋转式压缩机及具有密封型旋转式压缩机的制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

一种密封型旋转式压缩机，在主轴承(11)、副轴承(13)上设有将在气缸室(5a、5b)内压缩后的制冷剂予以排出的排出孔(14a、14b)，当将气缸室(5a、5b)排除容积设为A、叶片(10a、10b)位于下死点时的压缩室(9a、9b)的截面积设为B、排出孔(14a、14b)的截面积设为C时，将该排出孔(14a、14b)设定成为：200≤A/C≤280，C/B≤0.15，且排出孔(14a、14b)的长度作成小于等于3mm，排出孔(14a、14b)面向气缸室(5a、5b)的面积的比例作成大于等于排出孔(14a、14b)的截面积的87％，在气缸(6a、6b)上未设有制冷剂排出用的缺口槽。采用本发明，不在气缸上设置制冷剂排出用的缺口槽就可降低过压缩，提高压缩性能。

Description

密封型旋转式压缩机及具有密封型旋转式压缩机的制冷循环装置

技术领域

本发明涉及例如空调机等制冷循环装置及制冷循环装置中使用的密封型旋转式压缩机，尤其涉及对排出结构进行改进、提高性能系数并提高可靠性的密封型旋转式压缩机。

背景技术

在密封型旋转式压缩机中，例如如图11所示，在形成气缸室100的气缸101两端面配设覆盖气缸室100的轴承等的第1及第2盖构件102(仅图示一方)，在这些第1及第2盖构件的至少一方，设有使在气缸室100中压缩后的制冷剂排出用的排出孔103。排出孔103尽可能形成得大，以使其截面积越大，排出阻力越小，可防止过压缩。

由于排出孔103与滚轮(未图示)的内周空间连通时压缩制冷剂泄漏、制冷能力减小，故排出孔103靠近半径方向外侧，以不与滚轮内周空间连通，结果，排出孔103大约一半或更多面积露出在气缸室100的外侧。因此，以往，例如日本特开平10-103275号公报中，在气缸101上设有将气缸室100的制冷剂引导到排出孔103用的排出用缺口槽104。

而为了防止缺口槽所引起的再膨胀损失，使排出孔103完全面向气缸室100的结构也揭示在例如日本特开平5-133363号公报中。

但是，在以往技术中，尽管可减小过压缩，但排出孔103及缺口槽104两方为无效容积，由于再膨胀损失变大，故综合来看，有不能充分提高性能系数的问题。

另外，由于排出制冷剂倾斜作用于排出阀105，故在由薄板形成的排出阀105上作用有扭转方向的力，排出阀105的可靠性下降。

此外，因加工缺口槽104而发生毛刺，该毛刺有脱落在气缸室100内之虞。

由于若将缺口槽104设在气缸101的叶片收纳槽附近，则叶片收纳槽因加工缺口槽104而变形，故缺口槽104及排出孔103不能靠近叶片收纳槽，从而使性能下降。

为防止所述缺口槽所引起的再膨胀损失而使排出孔103完全面向气缸室100那样的所述专利文献2中，未记载有提高性能系数的具体结构。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种密封型旋转式压缩机及制冷循环装置，不用在气缸上设置制冷剂排出用的缺口槽就可减小过压缩从而充分提高性能系数。

为了实现上述目的，本发明的密封型旋转式压缩机在密封壳体内具有：电动机部；气缸，其将通过旋转轴与该电动机部连接的旋转压缩机构部收容，所述旋转压缩机构部形成气缸室；第1及第2盖构件，它们设在所述气缸两端面上并覆盖所述气缸室；以及将所述气缸室内分隔为压缩室和吸入室的滚轮及叶片，在所述第1及第2盖构件的至少一方形成有将在所述气缸室内压缩后的制冷剂排出的排出孔，将所述气缸室的排出容积设为A、所述叶片位于下死点时的所述压缩室截面积设为B时，若将所述排出孔的截面积设为C，则该排出孔的截面积C满足：

200≤A/C≤280

C/B≤0.15

且所述排出孔的长度为小于等于3mm，所述排出孔的面向气缸室的面积大于等于排出孔的截面积的87％，所述气缸未具有制冷剂排出用的缺口槽。

采用本发明，可提高性能系数并提高压缩性能，另外，不会有损伤排出阀或异物掉落在气缸室中的现象，可防止因这些所产生的故障。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的制冷循环装置及在该制冷循环装置上所具有的密封型旋转式压缩机的示图。

图2是表示图1的密封型旋转式压缩机的压缩机构部的横剖视图。

图3是表示图2的压缩机构部的气缸室的排除容积A和排出孔的各面积C的A/C比与COP的关系。

图4是表示图2的压缩机构部的排出孔的截面积中不面向气缸室部分即偏离部分的面积的比例与COP的关系的示图。

图5是表示图2的压缩机构部的叶片及滚轮位于下死点时的排出孔截面积C相对于压缩室截面积B之比C/B与COP的关系的示图。

图6是将图2的压缩机构部的运转频率与性能COP关系和以往技术相比的示图。

图7是表示空调负荷的发生频度和此时的压缩机的运转频率的示图。

图8是表示空调时噪音特性的示图。

图9是表示图2的压缩机构部的排出孔与排出阀关系的示图。

图10是表示本发明另一实施形态的单缸式的密封型旋转式压缩机主要部分的示图。

图11是表示以往技术的排出孔与排出阀关系的示图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明。

(第1实施例)

图1是具有本发明第1实施例的密封型旋转式压缩机的制冷循环装置的示图。

制冷循环装置具有密封型旋转式压缩机1、冷凝器50、膨胀装置60及蒸发器70。密封型旋转式压缩机1是双缸式，具有密封壳体1a。密封壳体1a内收纳有电动机部2和旋转压缩机构部3，电动机部2和旋转压缩机构部3通过具有偏心部4a、4b的旋转轴4而连接。

电动机部2包括转子2a和定子2b，也可是由变频器驱动的无刷DC同步电动机、AC电动机或由商用电源驱动的电动机。

在密封壳体1a的底部储存有制冷机油40。作为制冷机油40，在制冷剂为HFC制冷剂的场合，使用多元醇酯油或醚类油(根据制冷剂种类，也可是矿物油，烷基苯环油，PAG和氟类油)。

旋转压缩机构部3包括第1压缩机构部3a和第2压缩机构部3b，各压缩机构部3a、3b也如图2所示，具有形成气缸室5a、5b的气缸6a、6b。在气缸室5a、5b内设有进行偏心旋转(公转)的滚轮7a、7b。在气缸6a、6b中配设有叶片10a、10b，其与滚轮7a、7b的外周面接触进行往复移动、将气缸室5a、5b分隔成吸入室8a、8b和压缩室9a、9b。

第1压缩机构部3a的气缸室5a由作为盖构件的主轴承11和隔板12覆盖，第2压缩机构部3b的气缸室5b由作为盖构件的副轴承13和隔板12覆盖。在主轴承11和副轴承13上，分别设有排出孔14a、14b和排出阀15a、15b。在气缸6a、6b上与以往技术例子不同，未设有缺口槽。

在密封壳体1a的上面部连接有使压缩制冷剂气体排出的排出管16，在密封壳体1a的侧面下部侧连接有吸入管17及储存器18。

设在主轴承11及副轴承13上的排出孔14a、14b的直径，根据各气缸室5a、5b的排除容积而选择最佳直径，其面积的全部或大部分设成面向气缸室5a、5b。

下面，对所述的排出孔14a、14b的大小和位置进行说明。

图3是表示气缸室5a、5b的各排除容积设为A、排除孔14a、14b的各截面积设为C时的A/C比与性能系数(下面称为COP。COP是性能系数“coefficientof performance”的略语)的关系。试验条件如下。

冷凝温度：26.5°，

膨胀装阀前温度：23.0°，

蒸发温度：3.5°，

吸入温度：7.5°，

排除容积：11cc。

从图3可知，具有缺口槽的以往技术的密封型旋转式压缩机，在A/C比为170附近COP为最大。相反，气缸6a、6b无缺口槽的本发明的密封型旋转式压缩机，A/C比在200～280的范围内，COP比具有缺口槽的以往技术的密封型旋转式压缩机提高。

另外，若A/C比不到200即排出孔的比例变大，则排出孔相对于气缸室排除容积的无效容积的比例变大，COP因再膨胀损失而下降。相反，A/C比若大于280，则排出孔过小，流路损失变大，COP下降。

因此，气缸6a、6b上无缺口槽的本发明的密封型旋转式压缩机的A/C比被作成200～280的范围，与以往技术的密封型旋转式压缩机相比，可提高COP。

图4表示相对于排出孔14a、14b的截面积的不面向气缸室5a、5b(从气缸室5a、5b露出)的面积的比例与COP的关系。

从图4可知，对于在气缸6a、6b上无缺口槽的本发明，当然随着其不面向气缸室5a、5b的排出孔14a、14b的面积比例变大而其流路阻力变大，尤其，若超过13％，COP急剧下降。

因此，在气缸6a、6b上无缺口槽的本发明中，通过将不面向气缸室5a、5b的排出孔的面积比例作成13％，换言之，将排出孔14a、14b面向气缸室5a、5b的面积的比例作成排出孔截面积的87％以上，则可提高COP。

图5表示当叶片10a、10b及滚轮7a、7b处于下死点时(图2所示的位置)，排出孔14a、14b的截面积C和由滚轮7a、7b外周、气缸室5a、5b的内壁和叶片10a、10b围住的压缩室9a、9b的截面积B之比C/B与COP的关系。

从图5可知，通过将C/B比作成小于等于15％，则可提高COP。

另外，排出孔14a、14b的长度为小于等于3mm时，可获得更高的COP。

此外，最好是，通过将直线X与直线Y所构成的角度θ(图2中θ为0°)作成小于等于5°来提高性能，而直线X是将气缸6a、6b的叶片收纳槽20a、20b的压缩室9a、9b侧端部21a、21b与气缸室5a、5b的中心A连接起来的直线，而直线Y是将排出孔14a、14b的最叶片收纳槽20a、20b侧的点与气缸室5a、5b的中心A连接起来的直线。

当将排出孔14a、14b的直径设为dmm、将滚轮7a、7b的密封宽度设为Lmm时，通过作成d+0.1≤L，可知：可防止制冷剂向滚轮7a、7b内周空间泄漏，可提高性能。

为了增大滚轮7a、7b的密封宽度L，最好将滚轮7a、7b内周端部的倒角做小。

另一方面，滑动损失与滚轮7a、7b的密封宽度成正比地变大。因此，最好仅将形成滚轮7a、7b的排出孔14a、14b的面向主轴承11及副轴承13侧的内周端部的倒角做成小于另一方端部的倒角。

为了维持滚轮7a、7b的密封性、防止制冷剂向内周空间泄漏，使用某种程度粘度高的制冷机油是有利的，作为制冷剂，当使用HFC制冷剂(R410A、R407C、R404A)时，使用40℃时粘度为74mm/s²的多元醇酯油作为制冷机油的密封型旋转式压缩机，其性能比其它的密封型旋转式压缩机好。

此外，双缸型的密封型旋转式压缩机因受制造上的制约而不能将偏心部的偏心量做得太大。其结果，气缸室的内径及滚轮的密封宽度通常比单缸型的密封型旋转式压缩机的气缸室内径大，故容易实施上述结构。

图6表示上述结构的本发明的密封型旋转式压缩机和具有缺口槽的以往技术的密封型旋转式压缩机的运转频率与COP的关系。

制冷剂使用R410A，作为制冷机油使用了40℃时粘度为74mm/s²的多元醇酯油，。

从图6可知，本发明的密封型旋转式压缩机在大致整个范围其性能与以往技术的密封型旋转式压缩机相比得以提高。尤其当运转频率较低时，有显著效果。

图7表示空调负荷的发生频度和此时的压缩机的运转频率。

在高气密、高隔热化不断发展的近年来的住宅中，压缩机往往在运转频率低的范围内进行运转，因此，在运转频率低的部分，有显著效果的本发明的密封型旋转式压缩机可获得大幅度的省能效果。

图8表示噪音特性。从图8可知，本发明的密封型旋转式压缩机，对于噪音也可通过再膨胀损失降低所产生的效果而与以往技术的密封型旋转式压缩机相比具有降低效果。

图9表示排出孔14a、14b与排出阀15a、15b的关系。

本发明的密封型旋转式压缩机中，来自气缸室5a、5b的排出制冷剂垂直作用于排出阀15a、15b，结果，没有扭转方向的力作用于排出阀15a、15b，可提高可靠性。

(第2实施例)

表1表示具有上述的第1实施例结构、将气缸室5a、5b的排除容积作成一定并将气缸室5a、5b的直径D和高度E的D/E比予以改变的场合的D/E比与COP的关系。

表1

D/E	COP
		1.7	0.85
1.8	0.91
		1.9	0.96
2.0	0.97
		2.2	0.98
2.4	0.99
		2.6	1.00
2.8	1.00

从表1可知，D/E比在大于等于1.9时可获得较高的COP。尤其，D/E在大于大于2.6时可获得最高的COP。

(第3实施例)

图10表示单缸型的密封型旋转式压缩机的主要部分。

在气缸81的两端面覆盖气缸室81a地配设作为第1及第2盖构件的主轴承82和副轴承83，在这些主轴承82和副轴承83上分别设有排出孔84、85及排出阀86、87。排出孔84、85与上述实施例中说明的排出孔同样构成。

在本第3实施例中，由于在主轴承82、副轴承83上分别设有排出孔84、85，故1个排出孔的大小较小即可。因此，即使在气缸室81a的直径(内径)及滚轮的密封宽度通常形成得比双缸型的密封型旋转式压缩机的小的单缸型中，也可容易实施上述排出孔84、85的结构。

本发明并不限定于上述实施例，在实施阶段，在不脱离其宗旨的范围内可对结构要素进行变形而具体化。另外，在上述实施例中，通过对多个结构要素进行适当组合而可进行各种变更实施。例如，也可从上述的实施例表示的所有结构要素中删除一些结构要素。此外，也可将不同的实施例的结构要素予以适当组合。

Claims (4)

1.一种密封型旋转式压缩机，在密封壳体内具有：

电动机部；

气缸，其将通过旋转轴与该电动机部连接的旋转压缩机构部收容，所述旋转压缩机构部形成气缸室；

第1及第2盖构件，它们设在所述气缸的两端面上并覆盖所述气缸室；

将所述气缸室内分隔为压缩室和吸入室的滚轮及叶片，其特征在于，

在所述第1及第2盖构件的至少一方形成有将在所述气缸室内压缩后的制冷剂排出的排出孔，

在将所述气缸室的排出容积设为A、所述叶片位于下死点时的所述压缩室的截面积设为B时，若将所述排出孔的截面积设为C，则该排出孔的截面积C满足：

200≤A/C≤280

C/B≤0.15

且所述排出孔的长度为小于等于3mm，所述排出孔的面向气缸室的面积大于等于排出孔的截面积的87％，

所述气缸不具有制冷剂排出用的缺口槽。

2.如权利要求1所述的密封型旋转式压缩机，其特征在于，在将所述气缸室的直径设为D、气缸室的高度设为E时，D/E≥1.9。

3.如权利要求1所述的密封旋转式压缩机，其特征在于，在将所述排出孔的直径设为dmm、滚轮的密封宽度设为Lmm时，d+0.1≤L。

4.一种制冷循环装置，其特征在于，具有：权利要求1至3中任一项所述的密封型旋转式压缩机；通过制冷剂管与所述密封型旋转式压缩机环状连接的冷凝器、膨胀装置及蒸发器。

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