专利名称：装有油分离装置的往复式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及对往复式压缩机作出改进，该压缩机中装有把油从压缩冷却气体中分离出来的油分离装置。
在往复式压缩机中，特别是在用于汽车空调装置的旋转斜盘式压缩机或摆盘式压缩机中，冷却气体中所含的雾状油润滑压缩机中的可动部件。若该油雾随同冷却气体一起从压缩机排出后又在致冷回路中循环，该油雾就会沉积在蒸发器等等的内壁上而降低热交换效率。
因此，通常高压管路在压缩机和冷凝器之间装有油分离器，以便把油从冷却气体中分离出来后通过一回油管回到压缩机中。但在这种情况下，诸如一油分离器和一管路之类的部件必须与压缩机分开制造后装到压缩机上，因此整个致冷回路的设计就复杂化。此外，一个问题是狭长的回油管不小心会发生堵塞。因此，人们提出设计一种油分离装置就装在压缩机内的压缩机。
在内装油分离装置的现有压缩机中，一种可能的结构是把一油分离装置和一油室装在一装到压缩机上的辅助阀中，这种设计的关键一点是分离出来的油依靠重力落入油室后储存在该油室中，因此油分离装置必须布置在油室上方，但是，这种设计造成辅助阀体积庞大，且整个压缩机的高度增大。
本发明的目的是提供一种内部可装有油分离装置的往复压缩机，但整个压缩机的高度并不增加。
按照本发明，提供一种往复式压缩机，包括一具有内孔的气缸体，装在该内孔中由推动装置来回推动的活塞；装在该气缸体一端的阀板，经该阀板装到该气缸体的壳件，该壳件中有一排气室；一排气通道，该通道有一通向排气室的开口，从而把排气室的压缩冷却气体引至压缩机外部；一吸气室；排气室中在排气通道开口近旁的油分离装置；位于壳件中用来储存由油分离装置从冷却气体分离出来的油的油室以及把油室接至压缩机低压部分的回油通道。
在此结构下，冷却气体经压缩、排入排气室后流经排气室中排气通道开口近旁的油分离装置，然后通过排气通道送到压缩机外部。当冷却气体流经油分离装置时，冷却气体所含油雾从冷却气体中分离出来后储存在油室中。油室中的油由于压力差而经回油通道回到吸气室或旋转斜盘室之类的压缩机低压部分，从而油反复用来润滑。
按照本发明，由于油分离装置装在壳件的排气室中而油室位于壳件中，因此整个压缩机的高度无需增加。
该油分离装置最好为离心式分离装置，在此情况下，压缩冷却气体的动能造成一旋流，从而重油雾被离心力向外摔出而从冷却气体中分离出来。此外，油分离装置最好为碰撞式分离装置，此时，冷却气体碰撞分离装置中之字形通道的壁，由于重油雾无法改变其进程，从而从冷却气体中分离出来。
该壳件最好包括一般是同心的环形外壁和内壁、在环形内壁中形成一中心区，而在环形外壁与内壁之间形成一周边区；一隔板，该隔板把中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区，第一副区位于阀板一边，在第一副区中形成吸气室，在第二副区中形成油室，在周边区中形成排气室，回油通道为隔板上把油室接至吸气室的一小孔。
该壳体最好包括一般为同心的环形外壁和内壁，从而在环形内壁中形成中心区，在环形内壁与外壁之间形成周边区；第一隔板，该第一隔板把中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区，第一副区位于阀板一边；以及第二隔板，该第二隔板把周边区分为第三和第四副区，该第三副区位于上部，在互相相通的第一和第三副区中形成排气室，在第二副区中形成油室，在第四副区中形成吸气室；排气道通，该排气通道有一通向第三副区的开口；位于第三副区中的油分离装置，以及回油通道，该回油通道为环形内壁上把油室接至吸气室的一小孔。
从下述结合附图对优选实施例的说明中，本发明会更清楚，附图中
图1为本发明第一实施例的压缩机的剖面图；图2为沿图1中直线II—II剖取的图1压缩机的剖面图；图3为本发明第二实施例的压缩机的剖面图；图4为本发明第三实施例的压缩机的剖面图；以及图5为沿图4中直线V—V剖取的图4压缩机的剖面图。
在图1和图2中，本发明第一实施例的压缩机为双头、五气缸、旋转斜盘式压缩机。该压缩机包括由前后气缸体1和2构成的气缸体、分别连接到气缸体1和2上的前后阀板3和4以及分别通过阀板3和4连接到气缸体1和2的前后壳件5和6，这些部件用螺栓(未画出)紧固在一起。气缸体1和2在两者接合处形成一旋转斜盘室7，该旋转斜盘室7中有一旋转斜盘9固定套在一驱动轴8上，该驱动轴8可转动地穿过气缸体1和2的中心孔1a和1b。气缸体1和2中围绕该驱动轴8等角距地分布有五个(或五对)与该驱动轴平行的气缸内孔10，双头活塞11插入在气缸内孔10中而在活塞11两边形成压缩室，每一活塞11用半球形滑瓦12与旋转斜盘9连接。
后壳件6包括一顶壁6a以及一般为同心的环形外壁和内壁6b和6c，在环形内壁6b中形成一中心区，而在环形内外壁6b和6c之间形成一周边区。中心区中有一与阀板4和顶壁6a平行的隔板15，从而把该中心区又分为沿轴向前后并置的第一和第二副区，在位于阀板4一边的第一副区中形成吸气室13，而在位于顶壁6a一边的第二副区中形成油室14。隔板15包括盘状壁部15a以及从盘状壁部15a的圆周上沿轴向伸出的外周壁部15b，盘状壁部15a在其下部位置上有一直径约为0.1—0.2mm的回油小孔把油室14接至吸气室13。隔板15的外周壁部15b的外周上有一O形环16，用来防止流体在油室14与吸气室13之间发生泄漏。
在后壳体6的周边区中形成一环形排气室17，该排气室17的轴向长度等于油室14和吸气室13轴向长度之和。排气室17中在其上部位置装有一离心式油分离装置18。油分离装置18包括一后端封闭、前端开口的外管18a，其长度大体等于排气室17的轴向长度，其直径大体等于排气室17在环状内外壁6b和6c之间的径向尺寸。油分离装置18还包括一与外管18a同心的内管18b，它的两端都开口，其长度约为外管18a长度的三分之二，外管18a夹紧在一对在环形内壁6a上沿轴向伸展并与之连成一体的突起19之间，内管18的前端用胶粘在阀板4上，如图2所示，此外，外管18a有一对沿着外管18a和长度伸展的对置开口18c通向排气室17。外管18a和环形内壁6c在靠近外管18a底部后端位置上有一穿孔18d。
在前端，前壳件5包括与后端类似的顶壁和环形内外壁而形成中心区和周边区。前壳件5还包括一中心凸台5a。该中心区中有一环形隔板22把该中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区。在位于阀板3一边的第一副区中形成环形吸气室20，而在第二副室中形成环形油室21。该隔板22包括圈形壁部22a和从该圈形壁部22a圆周上沿轴向伸展的外周壁部22b。圈形壁部22a上在其下部位置有一直径约为0.1—0.2mm的回油小孔把油室21接至吸气室20，隔板22外周壁部22b的内外周上有O形环23和24，用来防止流体在油室21与吸气室20之间发生泄漏。
在前壳件5的周边区中形成一环形排气室25，其轴向长度等于油室21和吸气室20轴向长度之和。排气室25中在其上部位置有一离心式油分离装置18。该油分离装置18与后排气室17中的油分离装置相同，其说明从略。同样，在靠近外管18a底部后端位置上有一穿孔18d使外管18a的内部通向油室21。
前后阀板3和4上分别有吸气孔26和27把低压冷却气体从吸气室20和13引入气缸内孔10以及排气孔28和29把高压冷却气体从气缸内孔10排入排气室25和17。此外，前后阀板3和4分别在活塞11一边有吸气阀30和31，而在壳件5和6一边有排气阀32和33。
后气缸体2的上部有一气体开口34通向旋转斜盘室7。气缸体1和2在两相邻气缸内孔10之间部位有吸气通道(未画出)使旋转斜盘室7与吸气室20和13相通，因此冷却气体以气体进口34经旋转斜盘室7被引入吸气室20和13。此外，气缸体1和2在两相邻气缸内孔10之间部位有位于一直线上的排气通道35a和35b使前后排气室25和17相通。后气缸体2的上部有一与排气通道35a和35b相通的气体出口36。排气通道35a和35b通过前后阀板3和4上的孔3a和4a与排气室21和17中的油分离装置18的内管18b的内部相通。
压缩机工作时，旋转斜盘9与驱动轴8一起转动，活塞11来回运动，冷却气体就被吸入压缩和排出。
经压缩后排入排气室25和17的冷却气体通过开口18c流入位于排气室25和17上部的油分离装置18的外管18a中。冷却气体沿着外管18a和内管18b之间的圆筒形空间旋转地流动，然后从内管18的开口端流入内管18b中，再流过阀板3和4的穿孔3a或4a、排气通道35a和35b以及气体出口16而流到压缩机外部。冷却气体在流经油分离装置18时，冷却气体中所含油液或重油雾被离心力向外摔出，从而与冷却气体分离并沿着外管18a内表面经穿孔15d和18d落入油室21和14中，油从而储存在油室21和14中，并在压力差作用下逐渐通过回油通道22d和15d回到吸气室20和13而反复用来润滑。
这样，由于油分离装置18位于壳件5和6的排气室25和17中而油室21和14位于壳件5和6中，因此无需增加整个压缩机的高度，从而可以不把压缩机设计成因压缩机须另装油分离装置而不得不加大其尺寸，此外，所以有利且简单地用隔板22和15形成油室21和14，从而使吸气室20和13与油室21和14沿轴向前后并置。
图3表示本发明第二实施例，该实施例的压缩机与前述实施例大致相同，只是离心式油分离装置18换成碰撞式油分离装置37。前后边的油分离装置37彼此相同，因此参照图3说明后边的油分离装置37。
该碰撞式油分离装置37装在排气室17上部环形内外壁6b和6c之间的周边区中，它包括从环形内壁6c圆周上沿径向向外伸展并与之连成一体的一对外壁37a，其高度等于排气室17径向尺寸的三分之二；在两外壁37a之间从环形内壁6c上沿径向向外伸展并与之连成一体的一中央壁37b，其高度等于排气室17径向尺寸的三分之一；以及在中央壁37b与两外壁37a之间从环形外壁6b沿径向向里伸展并与之连成一体的一对中间壁37c，其高度等于排气室17径向尺寸的三分之二。壁37a、37b和37c的轴向长度与排气室17大致相同。两中间壁17c之间的位置2开有一通向排气通道35b的孔4a，环形内壁6c中在中央壁37b两边有一对孔38使排气室17与油室14相通。
该实施例压缩机工作时，经压缩后排入排气室25和17的冷却气体流经排气室25和17上部的油分离装置37。阀板3和4的孔3a和4a、排气通道35a和35b以及气体出口36到达压缩机外部。冷却气体在流经油分离装置37时，经压缩的冷却气体相继碰撞外壁37a、中间壁37c和中央壁37b，从而冷却气体中所含油液或重油雾从冷却气体中分离出来。在中央壁37b和两边外壁37a之间的空间中分离出来的油然后通过孔38落入油室21和14中。从而油收集并积存在油室21和14中。油室21和14中的油通过回油通道22d和15d回到吸气室24和13而反复用作润滑，因此，第2实施例的工作情况与效果与第一实施例相同。
图4和5表示本发明第三实施例的单边旋转斜盘式压缩机，其中，只在后边装有吸气室64和排气室60a。该压缩机包括一由前后气缸体40和41构成的气缸体、一连接在气缸体40和41前端的前壳件42。一连接在气缸体40和41后端的后阀板44以及一通过阀板44连接到气缸体40和41后端的后壳件43。气缸体40和41以及前壳件42围成一曲柄箱45，一与一引擎(未画出)连接从而受其驱动的驱动轴46穿过曲柄箱45并可转动地支承在轴承47和48上。后气缸体41中围绕驱动轴46等角距分布有与该驱动轴46平行的气缸内孔49，活塞50插入在气缸内孔49中。
在曲柄箱45中，驱动轴46包括一固定其上从而可随之转动的转子51以及一可滑动地套在其上的套筒52，该套筒52有一环形支承面52a。转子51与套筒52之间有一弹簧圈53把套筒压向后边。一旋转斜盘54斜套在套筒52上，该旋转斜盘54有一球形内表面54a与球形支承面52a相配，旋转斜盘54有一面对转子51的下部接靠部，该下部接靠部在旋转斜盘54位于图4所示位置而弹簧圈53处于最大压缩位置的抵靠转子51而限定旋转斜盘54的最大倾斜角，旋转斜盘54的盘形圆周部通过半球形滑瓦55与活塞50连接。
转子51有一从转子周边向后伸展的臂56处于与旋转斜盘54的上死点位置对应的位置2，从而构成一个可使旋转斜盘54倾斜地转动的铰链机构。臂56的端部可转动地装有一与驱动轴46轴线垂直的支撑销钉57。支撑销钉57突出在臂56两边的两端部上有两个插座，导引销钉58可滑动地插入在该插座中。导引销钉38的另一端固定连接在旋转斜盘54的向该斜盘前端伸出并与之连成一体的连接部59上。
后壳件43包括一顶壁43a和一般是同心的环形内外壁43b和43c而形成中心区和周边区，如图5所示，环形内壁43c上部有一扁平顶部。位于中心区中的第一隔板62a把中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区，在阀板44一边的第一副区中形成主排气室60a，而在顶壁43a一边的第二副区中形成油室61。在本实施例中，盖子63固定到顶壁43a的中心区上。
周边区又由隔壁62b再分成第三和第四副区，该隔板62b包括一对位于环形内外壁43b与43c之间在环形内壁43c的扁平部上方大体垂直伸展的壁，如图5所示。在位于环形内壁43c扁平部上方的第三副区中形成一其轴向长度等于主排气室60a与油室21的轴向长度之和的副排气室60b。主排气室60a与副排气室60b通过孔66相互连通。在第四副区即周边区的其余部分中形成一C形横截面的吸气区64。
离心式油分离装置65装在副排气室60b中。油分离装置65包括一外管65a和外管65a中一同心内管65b，内管65b两端开口，其长度大致等于外管65a长度的三分之一。油分离装置65与第一实施例大致相同，只是外管65a下部有一对开口65c。外管65a和环形内壁43c在靠近外管底部后端位置上有一穿孔65d使副排气室60b通向油室61。环形内壁43c的下部有一直径约为0.1—0.2mm的回油小孔67使油室61与吸气室64相通。
阀板44上有把低压冷却气体从吸气室64引入气缸内孔49的吸气孔68和把高压冷却气体从气缸内孔49排入主排气室60a的排气孔69。此外，阀板44在后气缸体41一边有吸气阀(未画出)，而在壳件43一边有排气阀70。此外，阀板44在与油分离装置65对应位置上有一孔44a通向后气缸体41的排气通道71。冷却气体从后壳件43周边上的一开口(未画出)从外部31入吸气室64，此外，后壳件43上设有一控制阀(未画出)；用来控制曲柄箱45中的压力从而控制旋转斜盘54的倾斜角度。有关旋转斜盘54的倾斜角控制的详情此处从略。
压缩机工作时，旋转斜盘54随着驱动轴46一起转动，活塞50在各气缸内孔49中来回运动，因此冷却气体被吸入、压缩、排出。
经压缩并排入主排气室60a的冷却气体然后通过孔66进入副排气室60b后通过开口65c流入上部副排气室60b中的油分离装置65的外管65a中。冷却气体沿着内外管65a和65b之间的圆筒形空间旋转地流动，然后从内管65b的开口端流入内管65b中，并进一步流过阀板44的孔44a、排气通道71到达压缩机外部。冷却气体在流经油分离装置65时，所含油液或重油雾被离心力向外摔出而从冷却气体中分离出来并沿着外管65a内表面通过孔65d落入油室61，因而油积存在油室61中并在压力差作用下通过回油通道67回流到吸气室64中，从而用作润滑。
这样，由于油分离装置65位于壳件43的排气室60b中而油室61位于壳件43中，因此无需增加整个压缩机的高度并且即使把油分离装置装在压缩机中压缩机的大小仍可保持不变。
应该看到，上面以双头旋转斜盘式压缩机为例说明了第一和第二实施例，其中吸气室位于壳件的中心区，排气室在周边区，但是可以把本发明应用于排气室放在壳件中心区而吸气室放在周边区的双头旋转斜盘式压液机。
第三实施例是以排气室放在壳件中心区而吸气室放在周边区的单边旋转斜盘式压缩机为例予以说明的，但可以把本发明用于吸气室放在壳件中心区而排气室放在周边区的单边旋转斜盘式压缩机。此外，当然可以在第三实施例中用碰撞式油分离装置代替离心式油分离装置。
如上所述，按照本发明，油分离装置放在壳件的排气室中，而油室放在壳件中，因此无需增加整个压缩机的高度并且即使把油分离装置装在压缩机中压缩机大小仍可保持不变。此外，可以使用隔板27和15把壳件的中心区分成沿轴向前后并置的吸气室13和20以及油室21和14，从而有利并简单地安置油室21或14。
权利要求
1.一种往复式压缩机，包括；一具有内孔的气缸体；装在该内孔中、用推动装置来回推动的活塞；装在气缸体一端的一阀板；通过阀板装到气缸体上的一壳件，该壳件中有一排气室；一排气通道，它有一开口通向排气室，用来把经压缩的冷却空气从排气室引到压缩机外部；一吸气室；装在所述排气室靠近排气通道所述开口处的油分离装置；一位于壳件中，用来积存由所述油分离装置从冷却气体中分离出来的油的油重；以及一把油室接至压缩机低压部分的回油通道。
2.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述油分离装置为离心式油分离装置。
3.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述油分离装置为碰撞式油分离装置。
4.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述油分离装置位于所述排气室上部位置，而所述油室位于油分离装置下方。
5.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述壳件包括一般是同心的环形内外壁，从而在环形内壁中形成一中心区，而在环形内外壁之间形成一周边区，一隔板把所述中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区，第一副区位于阀板一边，在第一副区中形成吸气室，在第二副区中形成油室，在周边区中形成排气室，所述回油通道为隔板上把油室接至吸气室的一小孔。
6.权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述壳件包括一般为同心的环形内外壁而在环形内壁中形成一中心区，在环形内外壁之间形成一周边区，第一隔板把所述中心区分成沿轴向前后并置的第一和第二副区，第一副区位于阀板一边；第二隔板把所述周边区分成第三和第四副区，第三副区位于上部位置，在第一和第三副区中形成互相相通的排气室，在第二副区中形成油室，在第四副区中形成吸气室，所述排气通道有一开口通向第三副区，所述油分离装置装在第三副区中，所述回油通道为环形内壁上把油室连接至吸气室的一小孔。
7.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述壳件包括一般为同心的环形内外壁而在环形内壁中形成一中心区，在环形内外壁之间形成一周边区，第一隔板把所述中心区分为沿轴向前后并置的第一副区和第二副区，第二副区位于阀板一边，在与阀板相对一边的第二副区中形成油室，在周边区和第一副区中的一个区中形成排气室，在周边区和第一副区中的另一个区中形成吸气室。
8.按权利要求1所述的压缩机，进一步包括装在气缸体另一端的第二阀板以及通过第二阀板装到气缸体上的第二壳件，该壳件中形成第二排气室。
9.按权利要求8所述的压缩机，其特征在于，进一步包括装在所述第二排气室中的第二油分离装置、位于第2壳件中用来积存由所述第二油分离装置从冷却气体中分离出来的油的第二油室、把第二油室接至压缩机和低压部分的第二回油通道以及把第二排气室接到第一排气室的通道。
10.按权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述推动装置包括一旋转斜盘。
11.按权利要求9所述的压缩机，其特征在于，进一步包括调节旋转斜盘的倾斜角以构成功率可变压缩机的装置。
全文摘要
一种往复式压缩机，包括由旋转斜盘推动的往复活塞，一壳件通过一阀板装到气缸体的一端。一排气室形成在壳件的周边区中，一吸气室和一油室沿轴向并置地形成在壳体的中心区中，或者，一吸气室形成在周边区中，而一排气室和一油室形成在中心区中。该油室由一回油通道接至吸气室。一离心式或碰撞式油分离装置装在壳件中油室上方的排气室中。
文档编号F04B27/08GK1115010SQ9510718
公开日1996年1月17日 申请日期1995年6月2日 优先权日1994年6月3日
发明者池田勇人, 佐藤裕史 申请人:株式会社丰田自动织机制作所