专利名称：流体压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流体压缩机，具体涉及一种例如用于制冷循环中压缩气态制冷剂的螺旋叶片式压缩机。
螺旋叶片式压缩机是一种封闭式压缩机。在已转让给本受让人的美国专利US4871304中已公开了一种这类压缩机。该压缩机具有由电机驱动并安装在封闭壳体内的压缩部分，此压缩部分包括一个随电机转子一道旋转的气缸。一个中心轴偏离气缸轴的活塞可转动地装于气缸中。活塞的外圆周上沿轴向加工有一道螺旋或螺线槽，螺旋槽的间距随从活塞的一端到另一端的距离逐渐减小。具有适当弹性的叶片与螺旋槽相配。
上述叶片将气缸与活塞之间的空间分隔成若干工作腔，这些工作腔的容积随从气缸吸入侧到排气侧的距离逐渐减小。气缸和活塞在电机的带动下彼此作同步旋转时，制冷循环中的气态制冷剂经气缸的吸入侧被吸入工作腔中。被吸入的气体顺序地流入位于气缸排气侧的工作腔中，同时在这些工作腔中被压缩，然后，经气缸的排气端排入封闭壳体中。
为了在不加大外壳尺寸的情况下得较高的压缩机压缩效率，有人曾提议加大气缸直径，以便增加工作腔的容积。但是，这样一来又增加了由轴承支承的气缸左端和右端上的圆周内部面积，因而使气缸和轴承之间的摩擦加大，因而需要较大的驱动力以使气缸和活塞转动，气缸和活塞的平衡转动因摩擦力而不能得到保证。
本发明的目的是提供一种具有高压缩效率的紧凑的流体压缩机。
为了实现上述目的，根据本发明提供的流体压缩机包括一个装于封闭壳体中并带有第一和第二排出部分的气缸;一个同轴地装于气缸内并具有若干压缩腔的圆柱形旋转体;使上述气缸和圆柱形旋转体作同步转动的驱动装置;向上述压缩腔供给工作流体的流体供给装置;与上述壳体相连以便将圆柱形旋转体的相应端部支承在壳体上的第一轴承装置;以及安装在气缸的内圆周与第一轴承装置之间的第二轴承装置。
下面将结合附图详细描述本发明的一个优选实施例，以说明本发明的原理。
图1示出本发明的压缩机的剖面图;
图2示出旋转体和轴承装置的经放大的剖视图。
图1示出了本发明的一个适用于螺旋叶片式压缩机100的实施例，在制冷循环中用该压缩机压缩制冷剂。
压缩机100包括一个封闭壳体10，一台装于壳体10内的电机部件12及压缩部分14。电机部件12包括一个固定在壳体10内表面上的环形定子16及一个位于定子16内的环形转子18。
压缩部分14包括一个气缸20，转子18同轴地固定在气缸20的外圆周上，气缸20的两端可转动地由轴承装置22a、22b支承。一个直径小于气缸20的直径的圆柱形旋转体24被装于气缸20内，该旋转体被支承在轴承22a和22b之间。旋转体24与气缸20同轴，旋转体24的外圆周部分与气缸20的内圆周相接触。轴承装置22a和22b包括轴承件26a、26b和滚动轴承(例如滚珠轴承)28a和28b。轴承件26a由支承件30支承，因而它可沿气缸20的径向运动。支承件30被固定在壳体10上。另一方面，轴承件26b直接固定在壳体10上。滚珠轴承28a、28b支承气缸20的内表面和轴承件26a、26b的外表面。更具体地说，气缸20的左端部分或第一排出端可转动地装在滚珠轴承28a上，而气缸的右端部分或第二排出端可转动地装在滚珠轴承28b上。直径小于旋转体中部的旋转体24的左端部分由轴承件26a可转动地支承，直径小于旋转体中部的旋转体24的右端部分由轴承件26b可转动地支承，因此，轴承装置22a、22b支承着固定在该处并与定子16同轴的气缸20和转子18。正如在图2中清楚地看到的那样，在滚珠轴承28a、28b和轴承件26a、26b的表面之间形成一道间隙31。
气缸20和旋转体24通过作为旋转传递装置的欧氏机构32彼此相连。当向电机部件12供电而使气缸20随转子18一道旋转时，通过欧氏机构32将气缸20的旋转力传递给旋转体24。因此，便旋转体24在气缸20中旋转，同时，旋转体外圆周局部地与气缸20的内圆周接触。在旋转体24的外圆周上从旋转体24的中部到旋转体的左端加工了一道第一槽(图中未示出)，而从旋转体24的中部到旋转体的右端也加工了一道第二槽(图中未示出)，第一槽的间距随着从旋转体24的中部到其左端或气缸20的第一排出端的距离以一定速率逐渐减小。第一槽与第二槽的圈数相同，但第一槽的螺旋方向与第二槽的螺旋方向相反。第一槽和第二槽的起始端(未示出)位于旋转体24的中部附近，上述起始端沿旋转体24的圆周方向彼此相隔180°。每道槽的宽度和深度在其全部长度上都是相同的，槽的侧面均垂直于旋转体24的纵轴。
旋转体24内有一条吸入通道34，该通道从小直径部分的右端和左端延伸到旋转体24的中部。吸入通道34的两端分别与制冷循环的吸入管36a、36b相通。吸入通道34与旋转体24中部的第一入口37a和第二入口37b相通。
主要的和螺旋状的叶片38a，38b(图中用虚线表示)分别与槽相配。叶片38a、38b由弹性材料制成，利用叶片的弹性可使叶片与其相应的槽相配。每片叶片38a、38b的厚度大体与相应的槽的宽度相等。叶片38a、38b的每一部分在旋转体24的径向可沿相应的槽移动。每片叶片38a、38b的外圆周与气缸20的内圆周紧密接触。
第一叶片38a将由气缸20的内圆周和旋转体24的外圆周之间所限定的、从气缸20的中部延伸到气缸的第一排出侧的空间分隔成若干工作腔40a，这些工作腔大体成月牙形，并沿叶片38a从旋转体24和气缸20的内圆周之间的接触部分延伸到下一接触部分。这些工作腔40a的容积随从气缸20的中部到其第一排出侧的距离而逐渐减小。
同样，第二叶片38b将由气缸20的内圆周和旋转体24的外圆周之间所限定的、从气缸20的中部延伸到气缸的第二排出侧的空间分隔成若干工作腔40b，这些工作腔大体成月牙形，并沿叶片38b从旋转体24和气缸20的内圆周之间的接触部分延伸到下一接触部分。工作腔40b的容积随从气缸20的中部到其第二排出侧的距离而逐渐减小。
下面描述具有上述结构的压缩机100的运行情况。
当接通电机部件12的电源时，转子18与气缸20一道旋转。通过欧氏构件32将气缸20的旋转力传递给旋转体24，旋转体24与气缸20同步转动。所以旋转体24转动的同时其外圆周部分地与气缸20的内圆周接触。第一和第二叶片38a、38b也随旋转体24一道转动。
叶片38a、38b转动时它们的外圆周与气缸20的内圆周保持接触。因此，当上述叶片接近旋转体24的外圆周和气缸20的内圆周之间的接触部分时，它们就被推入相应的槽中，而当它们离开上述接触部分时，则从相应的槽中转出。压缩部件14运转时，通过吸入管36a、36b，通道34及第一和第二入口37a、37b将气态制冷剂及入气缸20中。制冷剂气体被封闭在第一叶片38a的第一圈和第二圈之间所限定的工作腔40a中及第二叶片38b的第一圈和第二圈之间所限定的工作腔40b中。当旋转体24转动时，工作腔40a中的气体被连续送入叶片38a的两个相邻圈之间所限定的下一个工作腔40a中。同样，工作腔40b中的气体也被相继送入叶片38b相邻两圈之间所限定的下一个工作腔40b中。工作腔40a的容积随从气缸20中部到气缸的第一排出端的距离而逐渐减小，工作腔40b的容积也随从气缸20中部到其第二排端的距离而逐渐减小。因此，当气体被传送到气缸20的第一排出端时，被封闭在工作腔40a中的气体被逐步压缩。同时，气体被传送到气缸20的第二排出端时，被封闭在工作腔40b中的气体也被逐步压缩。所供给的被压缩气体从工作腔40a、40b进入滚珠轴承28a、28b中，并通过间隙导入到壳体10中。
根据本发明的上述实施例，采用如滚珠轴承28a、28b之类的滚珠轴承支承大直径的气缸20，由于气缸20的直径加大而使工作腔40a、40b的容积增加，可使压缩机100达到高压缩效率。采用轴承装置22a，22b，气缸20的两端不是气密封的，滚珠轴承28a、28b可使气体流过，然后液入滚珠轴承28a、28b和轴承件26a、26b之间所限定的间隙31中。与美国专利US-4871304所公开的压缩机相比，本发明的组装的压缩部件16(如气缸20与轴承装置22a，22b的组合)的工作性能有所提高。据此实施例，旋转体24上的第一和第二螺旋槽的起始端沿旋转体24的圆周方向彼此相距180°。在工作腔40a，40b中被压缩的气体被交替地压缩和交替地排出，因而，方向为从气缸20的第一和第二排出端到气缸中部的推力得到平衡，这就避免了旋转体24的移动使其端面推动轴承装置22a、22b。
上面所述的压缩机的工作腔容积从旋转体中部到其两端逐渐减小，然而本发明也适于工作腔的容积从旋转体中部到其两端逐渐增加或从旋转体一端到其另一端逐渐增加的压缩机。
本发明的压缩机还适用于其它系统及其它制冷循环。
本领域的普通专业人员可以很容易地对本发明作出其它改进和改变，因此，在不超出本发明的构思和权利要求书所限定的保护范围的情况下，可对本发明作出各种改型。
权利要求
1.一种流体压缩机，其特征在于包括一个装于封闭壳体内并带有第一和第二排出部分的气缸；一个同轴地装于气缸内并具有若干压缩腔的圆柱形旋转体；使气缸和上述圆柱形旋转体同步转动的驱动装置；向上述压缩腔供给工作流体的流体供给装置；第一轴承装置，用以将上述圆柱形旋转体的各端支承在壳体上并与壳体相连接；第二轴承装置，设置在气缸内圆周与第一轴承装置之间，以使气缸的排出部分可转动地支承在圆柱形旋转体的端部，并使工作流体流过该处。
2.如权利要求1所述的流体压缩机，其特征在于，上述圆柱形旋转体包括处在上述第一排出端和第二排出端之间延伸的螺旋槽中的叶片，以形成若干压缩腔。
3.如权利要求2所述的流体压缩机，其特征在于，上述螺旋槽的间距在朝向第二排出端的方向上逐渐减小，致使压缩腔的容积从第一排出端到第二排出端逐渐减小。
4.如权利要求1所述的流体压缩机，其特征在于，上述流体供给装置包括一条处于圆柱形旋转体内部的吸入通道;和一个位于圆柱形旋转体外圆周上并与上述吸入通道相通的吸入口。
5.如权利要求4所述的流体压缩机，其特征在于，上述吸入口靠近第一排出端。
6.如权利要求2所述的流体压缩机，其特征在于，上述螺旋叶片包括第一螺旋叶片和第二螺旋叶片，上述槽包括为第一和第二螺旋叶片所提供的、从圆柱形旋转体的中部分别向两端延伸的第一槽和第二槽，致使若干第一压缩腔和第二压缩腔分别从中部延伸到第一和第二排出部分。
7.如权利要求6所述的流体压缩机，其特征在于，第一和第二槽的间距从中部分别到第一和第二排出端逐渐减小。
8.如权利要求6所述的流体压缩机，其特征在于，第一和第二槽的间距从中部分别到第一和第二排出端逐渐加宽。
9.如权利要求7所述的流体压缩机，其特征在于，上述流体供给装置包括一条位于圆柱形旋转体内部的吸入通道;和一个位于圆柱形旋转体外圆周上并与上述吸入通道相通的吸入口。
10.如权利要求9所述的流体压缩机，其特征在于，上述吸入口包括开在圆柱形旋转体外圆周上并分别位于该圆柱体中部的第一吸气口和第二吸气口。
11.如权利要求10所述的流体压缩机，其特征在于，上述第一槽和第二槽的起始端位于上述圆柱体的中部，在圆柱体的圆周方向上彼此相隔180°。
12.如权利要求1、6或7所述的流体压缩机，其特征在于，上述第二轴承装置包括第一和第二滚珠轴承。
13.如权利要求6或7所述的流体压缩机，其特征在于，上述第一和第二螺旋槽的圈数相同但螺旋方向相反。
14.如权利要求13所述的流体压缩机，其特征在于，上述第二轴承装置包括第一和第二滚珠轴承。
全文摘要
流体压缩机包括由驱动装置同步旋转的气缸和圆柱形旋转体，第一和第二轴承装置支承气缸和圆柱形旋转体作旋转运动，第一和第二轴承装置之间有一道间隙以便流体从压缩腔经第二轴承装置流入压缩机壳体的内部，用第一和第二滚珠轴承构成的第二轴承装置来支撑大直径的气缸，从而可使该流体压缩机达到高的压缩效率。
文档编号F04C18/107GK1090377SQ9311807
公开日1994年8月3日 申请日期1993年9月20日 优先权日1993年1月29日
发明者藤原尚义, 奥田正幸, 本胜隆 申请人:株式会社东芝