專利名稱：旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有制冷循環(huán)的空調(diào)機(jī)中使用的轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn) 式壓縮機(jī)及縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
一直以來，在被用于制冷循環(huán)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中公知有一種共振現(xiàn)
象，在依存于吸入流路長(zhǎng)度L[m]的特定的轉(zhuǎn)速下，容積效率(也稱體積效 率、吸入填充率)變?yōu)樽畲?。在此，將令容積效率為最大的轉(zhuǎn)速稱為共振 轉(zhuǎn)速(共振回転數(shù))fn[Hz]。此外，吸入流路長(zhǎng)度L是從吸入管的開放端 至吸入室的吸入口的開放端為止的長(zhǎng)度。
與上述的共振現(xiàn)象相關(guān)，例如公知有一種專利文獻(xiàn)l中公開的構(gòu)造。 在如圖14所示的現(xiàn)有的壓縮機(jī)中，伴隨于轉(zhuǎn)速?gòu)牡退賯?cè)增加，容積效率 增大，大體接近一定值。進(jìn)而，隨著轉(zhuǎn)速接近共振轉(zhuǎn)速fn，容積效率增大， 在共振轉(zhuǎn)速fn時(shí)容積效率為最大。在比共振轉(zhuǎn)速fn高的轉(zhuǎn)速下，容積效 率逐漸減少，接近一定值。 一般地在壓縮機(jī)中，公知的是伴隨于轉(zhuǎn)速的增 加，機(jī)械損耗或噪音、振動(dòng)增大。如果利用上述的共振現(xiàn)象，則存在不增 加壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速就能夠增大空調(diào)機(jī)的能力的優(yōu)點(diǎn)。
使這樣的共振現(xiàn)象發(fā)生的吸入流路長(zhǎng)度L和共振轉(zhuǎn)速fn的關(guān)系，例 如在專利文獻(xiàn)l、專利文獻(xiàn)2及專利文獻(xiàn)3中所述。
在專利文獻(xiàn)2中所述的吸入流路長(zhǎng)度L[m]利用吸入流路中的氣柱共
鳴的一次共鳴，
L二入C/(2Ji'fn)…(1) 入Ji / 2 。
這里，C為制冷劑的音速(制冷劑的壓力波傳播的速度)[m/s]。將入 =兀/ 2帶入式(1)中，則得到
L = C/ (4'fn)*..(2)。
4在專利文獻(xiàn)l中，相對(duì)于專利文獻(xiàn)2，補(bǔ)正吸入室的押除量V[m3]，、 吸入管的流路截面面積A[m"的影響，
fn=(2m—1)C / {4 (L+V/A)}".(3) m= 1 、 2 、 3 、…。
在對(duì)容積效率的影響大的一次共振成分即m^時(shí)，將式(3)移項(xiàng)處 理，則得到
L = C/(4'fn) — (V/A)…(4)。 在專利文獻(xiàn)3中，相對(duì)于專利文獻(xiàn)2進(jìn)行基于實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)正， L = T C / 4 一 0 . 2…(5 )。這里，T為吸入行程周期[s]，如 果將T二l/fn代入式(5)中，則得到
L = C/(4.fn)—0. 2…(6)。日本特開昭64-15489號(hào)公報(bào)(第三頁(yè)，式(l)，第五頁(yè)， 圖4)日本特開平4-103971號(hào)公報(bào)(第二頁(yè)，式(1)) [專利文獻(xiàn)3]日本特開昭57-122192號(hào)公報(bào)(第二頁(yè)，式(2)) 但是，在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，主要著眼于吸入流路長(zhǎng)度L的氣柱 共鳴，沒有考慮旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)特有的滾子(roller)遮擋吸入口的現(xiàn)象(沒 有考慮滾子遮擋吸入口引起的制冷劑壓力波的反射)。因此，如式(2)、 式(4)、式(6)所示，共振轉(zhuǎn)速fn和吸入流路長(zhǎng)度L的關(guān)系各不相同，
從而存在著對(duì)實(shí)際的設(shè)計(jì)適用困難的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，理論性地研究旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)特有的滾子遮擋吸入 口的效果，并尋求共振轉(zhuǎn)速fn和吸入流路長(zhǎng)度L的關(guān)系，從而將共振現(xiàn) 象有效地活用于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)或雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中。
為了解決所述問題，本發(fā)明主要采用以下的構(gòu)成。
提供一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的上部配置的電動(dòng)機(jī); 具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的偏心部；由在所述偏心部的外周設(shè)置的 滾子和氣缸形成的吸入室；在所述吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器；在所述 儲(chǔ)能器內(nèi)開口的吸入管；以及連接所述吸入管和所述吸入室的吸入口的密封吸入件，該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)成為引起共振現(xiàn)象的所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的 共振轉(zhuǎn)速限定為所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，所述共振現(xiàn)象是所述吸入 室的制冷劑吸入填充率為最大的現(xiàn)象，求出在所述吸入室的吸入結(jié)束時(shí)， 從隔開所述吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接所述滾子的旋轉(zhuǎn) 中心和所述偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度，從所述吸入管的開放端 至所述吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度根據(jù)所述限定的旋轉(zhuǎn)式壓縮 機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和所述旋轉(zhuǎn)角度決定。
此外，提供一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的上部配置的 電動(dòng)機(jī)；具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的偏心部；由在所述偏心部的外 周設(shè)置的滾子和氣缸形成的吸入室；在所述吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能 器；在所述儲(chǔ)能器內(nèi)開口的吸入管；以及連接所述吸入管和所述吸入室的 吸入口的密封吸入件，該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)成為設(shè)從所述吸入管的開放端 至所述吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度為L(zhǎng)[m]，設(shè)所述壓縮機(jī)的最高 轉(zhuǎn)速為fm[Hz]，設(shè)氣體制冷劑的音速為C[m/s]，設(shè)在所述吸入室的吸入結(jié) 束時(shí)從隔開所述吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接所述滾子的 旋轉(zhuǎn)中心和所述偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度為e s[rad]，則此時(shí)， L二(x — es)/(4兀'fm)的關(guān)系成立。
此外，提供一種縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的 上部配置的電動(dòng)機(jī)；具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)偏心部；隔著 所述旋轉(zhuǎn)軸貫通的隔板設(shè)置的、由在所述兩個(gè)偏心部的外周分別設(shè)置的滾 子和氣缸形成的兩個(gè)吸入室；在所述兩個(gè)吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器； 在所述儲(chǔ)能器內(nèi)開口且具有彎曲部的大致L字狀的兩個(gè)吸入管；以及對(duì)所 述兩個(gè)吸入管和所述兩個(gè)吸入室的吸入口進(jìn)行連接的兩個(gè)密封吸入件，所 述縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)構(gòu)成為所述兩個(gè)吸入管分別形成不同的路 徑，使從各吸入管的開放端至各吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度相 等，并分別設(shè)為L(zhǎng)[m]，設(shè)所述壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為fm[Hz]，設(shè)氣體制冷 劑的音速為C[m/s]，設(shè)在所述兩個(gè)吸入室的吸入結(jié)束時(shí)從隔開各吸入室的 吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接各滾子的旋轉(zhuǎn)中心和各偏心部的中心 的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度為e s[rad]，此時(shí)，L=(:n — es)/(4Ji'f m)的關(guān)系成立。(發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明，包括滾子遮擋吸入口的效果且有效地活用共振現(xiàn)象，同 時(shí)能夠在幅度大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有效率地運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱剖面圖； 圖2是表示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=0時(shí)的吸入狀態(tài) 的圖3是表示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=L/C時(shí)的吸入狀 態(tài)的圖4是表示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=2L/C時(shí)的吸入 狀態(tài)的圖5是表示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=3L/C時(shí)的吸入 狀態(tài)的圖6是表示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=4L/C時(shí)的吸入 狀態(tài)的圖7是表示第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和吸入體積的時(shí) 間變化率的關(guān)系的圖8是表示第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的共振轉(zhuǎn)速fn和吸入流路長(zhǎng) 度L的關(guān)系的圖9是表示第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和全絕熱效率的關(guān)系 的圖10是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱剖面
圖11是表示第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和容積 效率的關(guān)系的圖12是表示第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和全絕 熱效率的關(guān)系的圖13是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱剖面
圖；圖14是表示與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和容積效率的關(guān) 系的圖。
圖中
l一壓縮機(jī)；2 —旋轉(zhuǎn)軸；3 —密閉容器；4一電動(dòng)機(jī)；5 —偏心部；10 一氣缸；ll一滾子；12 —貫通孔；13 —吸入口； 14一內(nèi)部空間；15 —密封
吸入件(seal suction) ; 16 —儲(chǔ)能器(accumulator) ; 18 —吸入管;20 —
閉塞板；21 —網(wǎng)；22—網(wǎng)座；23 —突起(凸形狀部)；24 —流入孔；30 — 吸入室；31 —隔板；32 —吸入管彎曲部。
具體實(shí)施例方式
關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，參照附圖進(jìn)行以下詳細(xì)說
明。第一實(shí)施方式參照?qǐng)D1 圖9，第二實(shí)施方式參照?qǐng)D10 圖12，第三 實(shí)施方式參照?qǐng)D13。 (第一實(shí)施方式)
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的縱剖面圖。第一實(shí)施 方式為使用制冷劑R410A的空調(diào)機(jī)用的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)1具有由底部6、 蓋部7和軀干部8形成的密閉容器3。在密閉容器3內(nèi)部的上方設(shè)置有電 動(dòng)機(jī)4，電動(dòng)機(jī)4具有由轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的定子和轉(zhuǎn)子。與電動(dòng)機(jī)4連接的旋 轉(zhuǎn)軸2具有偏心部5，且旋轉(zhuǎn)軸2被具有端板部的主軸承9和具有端板部 的凹狀的副軸承19支承。相對(duì)于該旋轉(zhuǎn)軸2從電動(dòng)機(jī)4側(cè)順次層疊主軸 承9、大致圓筒狀的氣缸10、副軸承19以及用于將副軸承19的內(nèi)部與密 閉容器3的內(nèi)部隔開的大致圓板狀的閉塞板20，并由螺栓等締結(jié)元件(未 圖示)構(gòu)成一體。主軸承9通過焊接被固定在軀干部8的內(nèi)壁。
吸入室30由氣缸10、主軸承9的端板部、嵌合在偏心部5的外周的 圓筒狀的滾子ll以及副主軸承19的端板部構(gòu)成。此外，吸入室30,如圖 2至圖6所示，與如螺旋彈簧那樣的蓄勢(shì)力施加機(jī)構(gòu)(未圖示)連接的平 板狀的葉片28，通過在與偏心部5的偏心運(yùn)動(dòng)配合旋轉(zhuǎn)的滾子11的外周 上接觸同時(shí)進(jìn)行進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，從而將吸入室30與噴出側(cè)的空間隔開。
作為動(dòng)作流體的氣體制冷劑，如圖1的箭頭所示，流過流入管25、設(shè) 置在儲(chǔ)能器16內(nèi)的網(wǎng)座22上的流入孔24、吸入管18 (流入流入管5的制冷劑通過流入孔24被吸入吸入管18)、密封吸入件15以及吸入口 13， 被吸入到吸入室30中。吸入管18為具有彎曲部32的大致L字狀。此外， 在網(wǎng)座22的上游側(cè)設(shè)有用于捕捉制冷劑中的異物的網(wǎng)21。網(wǎng)座22被焊接 在高度方向上長(zhǎng)的儲(chǔ)能器16的容器17內(nèi)。
進(jìn)而，在氣缸10內(nèi)被壓縮的氣體制冷劑被噴出到由副軸承19和閉塞 板20形成的內(nèi)部空間14，且通過貫通孔12和防音罩27流入密閉容器3 內(nèi)。其后，通過電動(dòng)機(jī)4的間隙，從流出管26被噴出。
其次，作為滾子11和吸入管路中的氣柱共鳴的相互作用，使用圖2 至圖6對(duì)本實(shí)施方式的共振現(xiàn)象進(jìn)行說明。圖2是表示在第一實(shí)施方式的 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻1=0時(shí)的吸入狀態(tài)的圖。圖3是表示在第一實(shí)施方式 的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=L/C時(shí)的吸入狀態(tài)的圖。圖4是表示在第一實(shí)施 方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=2L/C時(shí)的吸入狀態(tài)的圖。圖5是表示在第 -一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=3L/C時(shí)的吸入狀態(tài)的圖。圖6是表 示在第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中時(shí)刻t=4L/C時(shí)的吸入狀態(tài)的圖。
在圖2 圖6中為了簡(jiǎn)化，用與轉(zhuǎn)速同步的周期性的矩形波來表示吸 入流路內(nèi)的壓力波(在吸入配管內(nèi)產(chǎn)生的壓力變動(dòng)波)。進(jìn)而，省略了對(duì) 壓力波的相位影響少的彎曲部32、儲(chǔ)能器16。設(shè)時(shí)間為t，且將吸入開始 (單側(cè)吸入終止)即滾子11遮擋吸入口 13的偏心部5的旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為e s。這里，旋轉(zhuǎn)角度為從葉片28的方向形成的角度。換言之，圖2所示的 0s是指在吸入室的吸入終止時(shí)，從葉片28來看，葉片28與連接滾子11 的旋轉(zhuǎn)中心和偏心部5的中心的線段所成的角度(將該e s稱為吸入室的 吸入終止時(shí)的偏心部的旋轉(zhuǎn)角度)。在旋轉(zhuǎn)角度為9s時(shí)，時(shí)間t為O。此 外，壓力波傳播的方向，以從吸入管18的開放端至吸入口 13的開放端的 方向?yàn)檎?，以相反方向?yàn)樨?fù)。壓力波傳播的速度為制冷劑的音速C，在實(shí) 施方式中為173[m/s]。
圖2表示旋轉(zhuǎn)角度為9s，時(shí)刻t為O的狀態(tài)。此時(shí)，吸入室30的吸 入體積大致為0。設(shè)在到達(dá)吸入口 13的閉塞端的正方向上傳播的壓力波的 大小為(+P)。這里，"+ "的符號(hào)表示相對(duì)于絕對(duì)壓力的時(shí)間平均值的 壓力波的正負(fù)。在圖2中，壓力波(+P)通過滾子11以同相位被反射， 且向負(fù)的方向(如圖2所示的開放端方向)傳播。
9圖3表示時(shí)間t為L(zhǎng)/C的狀態(tài)。這里，以e二2nf.t、 t二L/ C時(shí)，旋轉(zhuǎn)角度為9s+(2:rtf)L/C，因粘性而衰減了的壓力波到 達(dá)吸入管18的開放端，且由于開放端側(cè)容量大，所以以相反相位被反射， 負(fù)的壓力波向正的方向傳播。在此，在開放端，儲(chǔ)能器16的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大 于吸入室30的吸入體積，所以真正的壓力波為0 (在開放端如圖3所示的 壓力波(+)和(-)被抵消，變?yōu)?)。
圖4表示時(shí)間t為2L/C的狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)角度為e s + ( 4 ji f ) L / C。衰減了的壓力波(圖2所示的壓力波(-)，如圖4的虛線所示那樣 衰減，在吸入口 13成為實(shí)線的壓力波)，到達(dá)吸入室30。同時(shí)壓力波通 過滾子11或氣缸10以同相位被反射，負(fù)的壓力波(圖4所示的斜線表示 的壓力波成分)向負(fù)的方向傳播。
另一方面，伴隨于吸入體積的時(shí)間變化，產(chǎn)生如圖4所示的負(fù)的膨脹 波，且和上述的負(fù)的壓力波一起向負(fù)的方向傳播。這里，所謂膨脹波是指， 如圖4所示，在旋轉(zhuǎn)角度增加時(shí)在吸入室30產(chǎn)生負(fù)壓，將該負(fù)壓稱為膨 脹波，可以說是壓力波的一種。
并且，在后述的圖7的說明中提到，在從葉片28起算的旋轉(zhuǎn)角度為 n時(shí)，由于吸入室30的吸入體積的變化率變?yōu)樽畲螅栽趫D4所示的 旋轉(zhuǎn)角度與m—致時(shí)產(chǎn)生共振現(xiàn)象，在圖4的旋轉(zhuǎn)角度的例子中，從兀產(chǎn) 生偏差，但該偏差由壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。換言之，從圖2至圖6的壓力波 (+P)的周期，由吸入流路長(zhǎng)度L和制冷劑音速C決定，因此圖4所示 的狀態(tài)是否變?yōu)樾D(zhuǎn)角度"，由壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速f決定。
圖5表示時(shí)間t為3L/C的狀態(tài)。此時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度，為e s + ( 6 ji f ) L/C。衰減了的負(fù)的壓力波在吸入管18的開放端以相反相位被反 射，正的壓力波向正的方向傳播。
圖6表示時(shí)間t為4L/C的吸入結(jié)束時(shí)的狀態(tài)。衰減了的壓力波到達(dá) 吸入室端13。由于壓力波周期性地變動(dòng)，所以與圖2相同地，旋轉(zhuǎn)角度為 6s，壓力波的大小為(+P)。
由以上可知，旋轉(zhuǎn)角度0s時(shí)的吸入口 13的壓力波(+P)，通過因吸 入室30的吸入體積變化而產(chǎn)生的膨脹波和壓力波的粘性衰減來決定。通 常，由于在高轉(zhuǎn)速區(qū)域中粘性衰減大，所以與具有該大衰減且以吸入流路長(zhǎng)度L往返的壓力波相比，膨脹波的影響占支配性地位(對(duì)于壓力波(+P) 來說)。因此，伴隨于膨脹波的大小，壓力波(+P)增大。這樣，在受膨 脹波的大小的影響的壓力波(+P)為極大值時(shí)，制冷劑的密度增大，且吸 入結(jié)束時(shí)的吸入室內(nèi)的制冷劑質(zhì)量變?yōu)闃O大。即容積效率(吸入填充率) 變?yōu)樽畲螅兂晒舱瘳F(xiàn)象。
另一方面，膨脹波的大小，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，在吸入體積的時(shí)間變 化為極大時(shí)變?yōu)闃O大。圖7是表示第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)角 度和吸入體積的時(shí)間變化率的關(guān)系的圖。如圖7所示，在旋轉(zhuǎn)角度為n時(shí)
(從葉片28起算的角度為Ji)，吸入體積的時(shí)間變化率為極大。因此， 共振轉(zhuǎn)速fn和吸入流路長(zhǎng)度L，根據(jù)圖4，兀=e s + ( 4 Ji f n ) L / C的關(guān)系成立。如果將其變形，變成<formula>formula see original document page 11</formula>(7)。
表示本實(shí)施方式的特征的式(7)，其特性不同于如圖8所示現(xiàn)有的 式(2) 、 (4) 、 (6)的任一個(gè)。本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的實(shí)機(jī)， 與圖8所示的式(7)很一致，是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)特有的滾子11遮擋吸 入口 13的效果的設(shè)計(jì)。圖8是表示第一實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的共振 轉(zhuǎn)速fn和吸入流路長(zhǎng)度L的關(guān)系的圖。在圖8所示的實(shí)驗(yàn)中，押除量V 為13[mL]，吸入管18的內(nèi)徑為ll[mm]，吸入流路長(zhǎng)度L為0.37[m]，吸 入壓力為0.61[MPa]，吸入溫度為一5[°C]，噴出壓力為2.8[MPa]。此外， 密封吸入件15的最小內(nèi)徑為10[mm]，相對(duì)于吸入管18的內(nèi)徑有l(wèi)[mm] 左右的微小的差。因此，可以忽視在該最小內(nèi)徑的流體損失、或音響阻抗 的差。彎曲部32的曲率半徑為25[mm]。
其次，本實(shí)施方式的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和壓縮機(jī)的效率(全絕熱效率X發(fā) 動(dòng)機(jī)效率)的關(guān)系如圖9所示。根據(jù)圖9，轉(zhuǎn)速在共振轉(zhuǎn)速fn以上時(shí)，全 絕熱效率(壓縮機(jī)能量效率)急劇下降。即相對(duì)于轉(zhuǎn)速的全絕熱效率的斜 率，在共振轉(zhuǎn)速fn處彎折。 一般地全絕熱效率被分為制冷劑的泄漏損失或 流體損失、滑動(dòng)零件間的摩擦損失。直到共振轉(zhuǎn)速fn為止，隨著轉(zhuǎn)速的增 大，容積效率增大，所以摩擦損失的增大被抵消，從而全絕熱效率的下降 被抑制。在轉(zhuǎn)速為共振轉(zhuǎn)速fh以上時(shí)，由于伴隨著容積效率的下降摩擦損 失的影響變得顯著，所以全絕熱效率的斜率變大。在本實(shí)施方式中，由于設(shè)共振轉(zhuǎn)速fn為最高轉(zhuǎn)速fm，所以圖9的斜 率緩慢且在效率高的區(qū)域中能夠運(yùn)行壓縮機(jī)。這里，最高轉(zhuǎn)速fm是除去 起動(dòng)時(shí)的過渡響應(yīng)而穩(wěn)定動(dòng)作的最高轉(zhuǎn)速。具體地說，是空調(diào)機(jī)的低溫暖 氣運(yùn)行時(shí)的最高轉(zhuǎn)速。所謂低溫暖氣運(yùn)行，是外氣的干球溫度為2[°C]， 濕球溫度為l["C]，室內(nèi)的干球溫度為20[。C]，濕球溫度為IO["C]的條件。
由以上說明，本實(shí)施方式由于是在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速fm中產(chǎn) 生共振現(xiàn)象的吸入流路長(zhǎng)度L，所以在更小的轉(zhuǎn)速下，能夠得到高容積效 率。
(第二實(shí)施方式)
關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，使用圖10 至圖12進(jìn)行說明。圖IO是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓 縮機(jī)的縱剖面圖。第二實(shí)施方式在與電動(dòng)機(jī)3相反的一側(cè)具有第一吸入室 30a，在電動(dòng)機(jī)3側(cè)具有第二吸入室30b，且在各吸入室30上適用第一實(shí) 施方式的構(gòu)造。第一吸入室30a由氣缸10a、副軸承19的端板部、被嵌合 在偏心部5a外周的圓筒狀的滾子lla以及隔板31構(gòu)成。第二吸入室30b 由氣缸10b、主軸承9的端板部、被嵌合在偏心部5b外周的圓筒狀的滾子 lib以及隔板31構(gòu)成。
構(gòu)成第一吸入室30a的氣缸10a、滾子1 la以及偏心部5a形狀與構(gòu)成 第二吸入室30b的氣缸10b、滾子lib以及偏心部5b相同。各吸入室30a 和30b的吸入結(jié)束的旋轉(zhuǎn)角度e s、或吸入口 13a和13b的內(nèi)徑和配置分別 是相同的值。因此，能夠用相同的加工器具制作相同的部件。但是，如圖 10所示，偏心部5a和偏心部5b以吸入行程相差180。的方式向相反方向 偏心。這樣的構(gòu)成，在壓縮行程中，使施加于旋轉(zhuǎn)軸2上的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩變成 相反相位而分散，從而可以抑制壓縮機(jī)的損失或振動(dòng)。
各吸入室30與分別獨(dú)立的兩個(gè)吸入管18連接。第一吸入室在第二吸 入室的下側(cè)，且第一吸入管18a配置在比第二吸入管18b更靠壓縮機(jī)的外 周側(cè)的位置。對(duì)于各吸入室30設(shè)定吸入流路長(zhǎng)度L，使得基于式(7)在 壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速fin[Hz]時(shí)產(chǎn)生共振。在本實(shí)施方式中，由于第一、第二 吸入室都是吸入結(jié)束的旋轉(zhuǎn)角度e s為0.6[rad]，共振轉(zhuǎn)速fn為120[Hz]， 所以吸入流路長(zhǎng)度L基于式(7)為0.3[m]。此外，吸入管18的彎曲部32的曲率半徑分別為相同的值。由于使各吸入流路長(zhǎng)度L相同，所以第一吸
入管18a的開放端的高度低于第二吸入管18b的開放端的高度。其差約為 40[mm]，是相對(duì)于吸入管13的內(nèi)徑的約4倍的值。
在現(xiàn)有的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，根據(jù)加工的容易度，兩個(gè)吸入 管的開放端為相同高度，因此通向各吸入室的吸入流路長(zhǎng)度也各不相同。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于設(shè)吸入流路長(zhǎng)度L為相同，所以在相同轉(zhuǎn)速下 能夠活用共振現(xiàn)象，能夠提高壓縮機(jī)整體的容積效率。圖11是表示第二 實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和容積效率的關(guān)系的圖。現(xiàn)有 技術(shù)中，由于使兩個(gè)吸入管的開放端為相同的高度，因此第一吸入管變得 比第二吸入管長(zhǎng)，從而吸入流路長(zhǎng)度不同。因此，根據(jù)式(7)，由于共 振轉(zhuǎn)速fn在第一吸入室和第二吸入室中不同，所以壓縮機(jī)整體的容積效率 下降。在本實(shí)施方式中，伴隨于式(7)，由于第一、第二吸入室的容積 效率同時(shí)為最大，所以能夠進(jìn)一步提高壓縮機(jī)整體的容積效率。
圖12是表示第二實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速和全絕 熱效率的關(guān)系的圖。根據(jù)圖9所示的特性，在現(xiàn)有技術(shù)的雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓 縮機(jī)中，由于各吸入室的吸入流路長(zhǎng)度不同，所以在壓縮機(jī)整體的共振轉(zhuǎn) 速fn中全絕熱效率下降。在本實(shí)施方式中，由于令吸入流路長(zhǎng)度L相同， 所以能夠提高在共振轉(zhuǎn)速fn下的全絕熱效率。進(jìn)而，由于令共振轉(zhuǎn)速fn 為最高轉(zhuǎn)速fm，所以圖12所示的能夠在全絕熱效率高的轉(zhuǎn)速范圍運(yùn)行壓 縮機(jī)。
(第三實(shí)施方式)
在本發(fā)明的第三實(shí)施方式的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，參照?qǐng)D13 進(jìn)行說明。第三實(shí)施方式，由于是與第二實(shí)施方式大體相同的構(gòu)成，所以 主要以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。
在第三實(shí)施方式中，設(shè)第一吸入管13a的彎曲部32a的曲率半徑Ra 為50[mm]，第二吸入管13b的彎曲部32b的曲率半徑Rb為12[mm]，各 吸入流路長(zhǎng)度L基于式(7)為相同值。由于使第一曲率半徑Ra大于第二 曲率半徑Rb，所以在設(shè)定相同的吸入流路長(zhǎng)度L的情況下，在本實(shí)施方 式中，能夠減小第一和第二吸入管的開放端的高度的差。具體地說，兩者 的差約為20[mm]，與第二實(shí)施方式的構(gòu)造相比，小了大約20[mm]的差。在第二實(shí)施方式中如圖10所示，由于第一吸入管18a的開放端的高 度低，所以離流入孔24的距離大。因此，在將第二實(shí)施方式適用于制冷 劑封入量多的空調(diào)機(jī)的情況下，在壓縮機(jī)的起動(dòng)時(shí)液體制冷劑和氣體制冷 劑從流入管25流出來，可以直接從吸入管18a吸入液體制冷劑。
并且，在與被固定在儲(chǔ)能器16的內(nèi)壁上的平板狀的網(wǎng)座22的外周側(cè) 接近的位置上，設(shè)有多個(gè)制冷劑向吸入管18流動(dòng)的流入孔24，吸入管18 的上方開放端被配置在從流入孔24偏離的內(nèi)周側(cè)是通常的配置構(gòu)成。當(dāng) 以該配置構(gòu)成為前提時(shí)，尤其由于圖IO所示的第一吸入管18a從流入孔 24偏離，所以存在吸入液體制冷劑的顧慮。
相對(duì)于此，在第三實(shí)施方式中，由于增大彎曲部32a的曲率半徑Ra， 第一吸入管18a的開放端的高度變高(與圖IO相比)，所以形成抑制液 體制冷劑的吸入的構(gòu)造。進(jìn)而，在第三實(shí)施方式中，如圖13所示，由于 擴(kuò)大網(wǎng)座22的突起23并降低網(wǎng)座的高度，形成與第一吸入管18a更近的 構(gòu)造，所以進(jìn)一步抑制液體制冷劑的吸入。
另一方面，由于第二吸入管18b在突起23內(nèi)開口，所以形成了在吸 入滯留在儲(chǔ)能器16內(nèi)的氣體制冷劑時(shí)，由于擴(kuò)大了的突起形狀而不會(huì)產(chǎn) 生基于吸入管18b的吸入時(shí)的流體損失的構(gòu)造。并且，在圖13中，雖然 圖示出了將第二吸入管18b的開放端收容在平板狀網(wǎng)座的突起(凸形狀部) 內(nèi)，但不僅限于此，第一吸入管18a的開放端也可以收容在凸形狀部?jī)?nèi)。 因此，在第三實(shí)施方式中，產(chǎn)生第二實(shí)施方式的效果，同時(shí)能夠提高相對(duì) 于液體制冷劑的吸入的可靠性。
權(quán)利要求
1. 一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的上部配置的電動(dòng)機(jī)；具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的偏心部；由在所述偏心部的外周設(shè)置的滾子和氣缸形成的吸入室；在所述吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器；在所述儲(chǔ)能器內(nèi)開口的吸入管；以及連接所述吸入管和所述吸入室的吸入口的密封吸入件，該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的特征在于引起共振現(xiàn)象的所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的共振轉(zhuǎn)速限定為所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，所述共振現(xiàn)象是所述吸入室的制冷劑吸入填充率為最大的現(xiàn)象，求出在所述吸入室的吸入結(jié)束時(shí)，從隔開所述吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接所述滾子的旋轉(zhuǎn)中心和所述偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度，從所述吸入管的開放端至所述吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度根據(jù)所述限定的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速和所述旋轉(zhuǎn)角度決定。
2. —種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的上部配置的電動(dòng)機(jī)； 具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的偏心部；由在所述偏心部的外周設(shè)置的 滾子和氣缸形成的吸入室；在所述吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器；在所述 儲(chǔ)能器內(nèi)開口的吸入管；以及連接所述吸入管和所述吸入室的吸入口的密 封吸入件，該旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的特征在于設(shè)從所述吸入管的開放端至所述吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng) 度為L(zhǎng)[m]，所述壓縮機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為fm[Hz]，氣體制冷劑的音速為C[m/s]， 在所述吸入室的吸入結(jié)束時(shí)從隔開所述吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接所述滾子的旋轉(zhuǎn)中心和所述偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn) 角度為6s[rad]，則此時(shí)，L二(ji一es)/(4n.fm)的關(guān)系成立。
3. —種縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其具有在密閉容器內(nèi)的上部配置的電動(dòng)機(jī)；具有與所述電動(dòng)機(jī)連接的旋轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)偏心部；隔著所述旋 轉(zhuǎn)軸貫通的隔板設(shè)置的、由在所述兩個(gè)偏心部的外周分別設(shè)置的滾子和氣 缸形成的兩個(gè)吸入室；在所述兩個(gè)吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器；在所述 儲(chǔ)能器內(nèi)開口且具有彎曲部的大致L字狀的兩個(gè)吸入管；以及對(duì)所述兩個(gè) 吸入管和所述兩個(gè)吸入室的吸入口進(jìn)行連接的兩個(gè)密封吸入件， 所述縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的特征在于，所述兩個(gè)吸入管分別形成不同的路徑，使從各吸入管的開放端至各吸 入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度相等，并分別設(shè)為L(zhǎng)[m]，設(shè)所述壓縮機(jī) 的最高轉(zhuǎn)速為fm[Hz]，設(shè)氣體制冷劑的音速為C[m/s]，設(shè)在所述兩個(gè)吸入 室的吸入結(jié)束時(shí)從隔開各吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看與連接各 滾子的旋轉(zhuǎn)中心和各偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度為e s[rad]，此 時(shí)，L=(ji — es)/(4Ji.fm)的關(guān)系成立。
4. 如權(quán)利要求3所述的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其特征在于， 使與位于所述電動(dòng)機(jī)相反的一側(cè)的第一吸入室連通的第一吸入管的彎曲部的曲率半徑大于與位于所述電動(dòng)機(jī)側(cè)的第二吸入室連通的第二吸 入管的彎曲部的曲率半徑，減小所述第一吸入管和第二吸入管的在所述儲(chǔ) 能器側(cè)的開放端的高度之差。
5. 如權(quán)利要求3所述的縱型雙氣缸旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其特征在于， 在所述儲(chǔ)能器的上部設(shè)置具有用于使制冷劑流下的多個(gè)流入孔的網(wǎng)座，且在所述網(wǎng)座上設(shè)置凸形狀部，所述凸形狀部用于收容所述吸入管的 在所述儲(chǔ)能器側(cè)的開放端，所述兩個(gè)吸入管的在所述儲(chǔ)能器側(cè)的開放端的高度在第一吸入管和 第二吸入管上各不相同，至少一個(gè)吸入管的開放端的高度配置得低于所述 網(wǎng)座。
全文摘要
提供一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的滾子遮擋吸入口的效果且有效地活用共振現(xiàn)象，同時(shí)能夠在幅度大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有效率地運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。其具有密閉容器內(nèi)的電動(dòng)機(jī)；具有與電動(dòng)機(jī)連接的偏心部；由在偏心部的外周設(shè)置的滾子和氣缸形成的吸入室；在吸入室的吸入側(cè)設(shè)置的儲(chǔ)能器；以及在儲(chǔ)能器內(nèi)開口的吸入管，設(shè)從吸入管的開放端至吸入口的開放端為止的吸入流路長(zhǎng)度為L(zhǎng)[m]，設(shè)壓縮機(jī)(1)的最高轉(zhuǎn)速為fm[Hz]，設(shè)氣體制冷劑的音速為C[m/s]，且在吸入室的吸入結(jié)束時(shí)從隔開吸入室的吸入側(cè)和噴出側(cè)的葉片來看，設(shè)該葉片和連接滾子的旋轉(zhuǎn)中心和偏心部的中心的線段所成的旋轉(zhuǎn)角度為θs[rad]，此時(shí)L＝(π-θs)/(4π·fm)的關(guān)系成立。
文檔編號(hào)F04C29/00GK101424267SQ20081017089
公開日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者久保田淳, 大島健一, 大沼敦, 田所哲也 申請(qǐng)人:日立空調(diào)·家用電器株式會(huì)社