流体压缩机的制作方法

专利名称：流体压缩机的制作方法技术领域：本发明有关流体压缩机，例如使冷冻循环的制冷介质气体受到压缩的流体压缩机。以往作为压缩机，有往复式的和回转式的，这些已为大家熟知，然而在这些压缩机中，把回转力向压缩机部传递的克拉克轴等的驱动部，以及压缩部的构造复杂，此外，部件的件数也多。此外，在传统的压缩机中，为了提高压缩效率，而有必要在压缩机的排出侧设逆止阀，然而由于此逆止阀两边的压力差很大，因此气体容易从逆止阀漏泄。所以，压缩效率低。为了解决这个问题，有必要提高各部件的尺寸精度和安装精度，其结果使制造成本提高。美国专利USP2，401，189公开了一种螺杆泵，若根据此螺杆泵，在气缸内设置圆柱状的回转体，在此回转体的外周面上形成螺旋状的槽。此外，使螺旋状的叶片可自由滑动地嵌合在此槽内。并且，通过回转驱动此回转体，在回转体的外周面和气缸的内周面间，使被封闭在叶片的相邻两圈间的流体从气缸的一端移向另一端移送。象这样，上述螺杆泵只是移送流体，而不具有使流体压缩的机能。此外，为了使此移送的流体密封，有必要使叶片的外周面能经常和气缸的内周面接触。然而在回转体回转中，由于叶片本身在槽内变形故难以自由滑动。因此很难使叶片的外周面和气缸的内周面经常保持密切接触状态，因而无法使流体完全密封。其结果是不能期待用上述螺杆泵的构造发挥压缩的作用。正是鉴于以上这些而形成本发明，其目的为了提供能以比较简单的组成，提高密封性，从而能进行效率良好的压缩的同时，还使部件制造和安装容易的流体压缩机。为了达到上述目的，若根据本发明的压缩机，应包括具有吸入端和排出端的圆柱形气缸;在其一部分和圆柱形气缸的内周表面相接触状态下和上述圆柱形气缸能相对回转，在气缸内沿气缸的轴方向，且偏心设置的圆柱状回转体，该回转体，在其外周面上具有沿螺旋状延伸的槽，此槽的节距形成从上述气缸的吸入端向着排出端慢慢变小;沿回转体在大致径向方向自由滑动地嵌合在上述槽内，与此同时，具有和上述气缸的内周面密切接触的外周面的螺旋状叶片，该叶片把上述气缸内周面和回转体的外周面间的空间划分成多个动作室;驱动机构，它使上述气缸和回转体相对回转，并使从气缸的上述吸入端流入上述动作室的流体依次向气缸排出端的动作室移送。图1至图11是表示有关本发明一实施例的流体压缩机，图1为表示上述压缩部全体的剖面图，图2为回转杆的侧视图，图3为叶片的侧视图，图4为表示上述压缩部的局部侧剖面图，图5为沿图1的V-V线的剖面图，图6A至图6D为分别表示制冷介质气体的压缩过程，图7是有关本发明其它实施例压缩机剖面图。以下参照附图对本发明实施例作详细说明。图1是表示将本发明适用于压缩冷冻循环制冷介质用的压缩机的实施例。压缩机具备密闭壳体10，和设置在此壳体内的电动机部12和压缩部14。电动机12具有被固定在壳体10的内面上的大致为环状的定子16和向着定子内侧的环状的转子18。压缩部14具有圆柱状气缸20，转子18同轴相固定在此圆柱形气缸的外周面上。气缸20的两端，用固定在壳体10内面上的轴承22a，22b回转自由地被支承的同时而封闭着。在气缸20内，沿气缸的轴向设置着具有直径比气缸内径小的圆柱状回转杆24。杆24，位于使其中心轴A相对气缸20的中心轴B仅产生偏心距离e的同时，使其外周面的一部分和气缸的内周面相接触。而且，杆24的两端能自由转动地被分别支承在轴承22a，22b内。此外，如图1和图4所示那样，在杆24的右端部的外周面上形成啮合槽26，从气缸20的内周面伸出来的驱动销28，能沿气缸的径向进退自由地被插入此啮合槽内。因此，当向电动机部12通电，使气缸20和转子18一起回转时，气缸的回转力通过销28传给杆24。其结果是使杆24在其一部分和气缸20的内面相接触状态下在缸体内转动。如图1至图5所示那样，在回转杆24的外周面上形成在杆的两端间延伸的螺旋状槽30。并且，从图2能清楚看出，使槽30这样形成，即使其节距从气缸20的右端向着左端，也就是从气缸的吸入端向着排出端慢慢变小那样形成。此外，使螺旋状的叶片32嵌合在此槽30内。这里，使叶片的厚度t和槽30的宽大致一致，并成为使叶片的各部分相对槽30，沿杆24的径向进退自由。此外，叶片32的外周面在和气缸20的内周面密切接触的状态下在气缸的内周面上滑动。此叶片32是用特氟隆等弹性材料制成，利用其弹性而螺旋拧入槽30，从而装入槽内。并且，气缸20的内周面和杆24的外周面间的空间，被用叶片32分隔成多个动作室34。各动作室34是被叶片32的相邻两圈所限定，并成为沿叶片从杆24和气缸20的内周面的接触部到下一接触部为止延伸的大致成新月形状。并且，动作室34的容积随着从气缸20的吸入侧向排出侧行进面慢慢变小。如图1和图4所示，在轴承22a上贯穿形成有沿气缸20的轴向延伸的吸入孔36，此吸入孔36的一端向着气缸20内开口，其另一端和冷冻循环的吸入管38相连接。在轴承22b上形成排出孔40。排出孔40的一端向着气缸20的排出端内侧开口，其另一端向着壳体10的内部开口。此外，在杆24的内部，形成沿着杆的中心轴，从杆的左端到右端附近为止而延伸的压力引入通路42。通路42的左端，通过在轴承22b上形成的通路44和壳体10的内部，特别是和壳体的底部相连通。通路42的右端朝着在杆24上形成的槽30的底部开口。此外，在壳体10的底部盛着润滑油41。因此，依靠壳体10内的压力上升，使润滑油41通过通路44，42而被导入槽30的底部和叶片32之间的空间内。此外，压力引入通路42还仅向着槽30内的从气缸20的吸入侧朝排出侧行进略大于360°角度的部位开口。在图1中符号46表示了和壳体10内部连通的排出管。下面，对由如上所述构成的压缩机的动作进行说明。首先，当使电动机部12通电，转子18回转，和转子形成一体的气缸20也回转。同时，回转杆24在其外周面的一部分和气缸20的内周面相接触的状态下被回转驱动，这种杆24和气缸20的相对旋转运动是靠内销28和啮合槽26形成的规定机构来确保的。并且，叶片32也和杆24一道回转。由于叶片32是在其外周面和气缸20的内周面相接触状态下进行回转，叶片32的各部分，随着向杆24的外周面和气缸20的内周面的接触部靠近而被推入槽30内，随着从接触部离开，即向从槽飞出方向移动。另一方面，当压缩部14动作时，制冷介质气体经吸入管38和吸入孔36被吸入气缸20内。此气体首先被封闭在位于吸入侧的动作室34内。并且，如图6A至图6D所示那样，伴随回转杆24的回转，上述气体在被封闭在叶片32的相邻两圈间的状态而依次向排出侧的动作室34移送。并且，由于动作室34的容积随着从气缸20的吸入侧向排出侧行进而慢慢变小的缘故，使制冷介质气体在向排出侧移送过程中慢慢被压缩。并且，被压缩的制冷介质气体，经在轴承22b上形成的排出孔40向壳体10排出，进而通过排出管返回到制冷循环内。此外，当壳体10内的压力升高时，润滑油41经通路44和压力引入通路42被引入槽30的底和叶片间的空间内，为此，叶片32因油压，经常朝着从槽30挤出的方向，即朝气缸20的内周面方向被推压。因此，在压缩部14的动作中，叶片32能在槽30内不被钩住的情况下，沿气缸20的径向自由进退。因此，叶片32的外周面被经常维持在和气缸20的内周面相密切贴合的状态。这样，使动作室34相互间能被叶片32确实分隔，而且使动作室相互间的气体泄漏得到防止。若根据以上所述那样构成的压缩机，在杆24上形成的槽30要按照使其节距从气缸20的吸入侧向排出侧慢慢变小那样形成。也就是用叶片32分隔的动作室34被形成使其容积向排出侧慢慢变小。因此，制冷介质气体能在从气缸20的吸入侧移向排出侧的过程中受到压缩。此外，由于制冷介质气体是在被封闭在动作室34内的状态下被移送和压缩，因此即使在压缩机的排出侧不设置排出阀的场合，也能使气体高效率地受到压缩。由于能省去排出阀，从面能达到使压缩机构造简化和使备件数减少的目的。此外，由于电动机部12的转子18是用压缩部14的气缸20进行支承，因此没有必要设置支承转子用的专用回转轴及轴承，从而能进一步使压缩机的构造简化和使部件的件数减少。此外，在压缩机作中，由于在槽30的底和叶片32间的空间内供有压力油，因此使叶片经常被推向气缸20的内周面。因此，使叶片32处在其外周面和气缸20的内周面经常相密切贴合的状态下回转。从而能使相邻的动作室34间确实分隔，并确实防止动作室间的气体泄漏。其结果是能有效地压缩气体。此外，由于叶片32处于被压向气缸20的内面，因此即使叶片的直角度等，及部件的制造精度不十分高时，叶片顺随着气缸的内表面，并能在槽30内，沿气缸的径向自由移动。因此，能使部件的制造和安装容易进行。此外，通过将高压润滑油引入槽30的底部和叶片32间的空间内，还能进行槽30的内表面和叶片32间的润滑以及它们之间的密封。进而，由于上述空间是沿槽30呈螺旋状延伸，因而此空间能作为油泵而作用，并向其它的滑动部分引导润滑油。气缸20和回转杆24是在相互间朝同一方向回转的状态下相互接触。因此，这些部件间的摩擦小，能分别自由回转，其结果是使振动和噪音小。压缩机的移送容量由叶片32的最初节距，也就是由位于气缸20的吸入侧的动作室34的容量来决定。若根据本实施例，叶片32的节距形成为从气缸20的吸入侧向排出侧慢慢变小。因此，和具有与本实施例相同圈数，而且与沿回转杆的全长为等节距的叶片相比，采用本实例的话，若使叶片最初的节距大，其结果，能使压缩机的移送容量变大。换言之，能实现高效的压缩机。此外，移送容量虽然降低，但越增加叶片32的圈数，相邻的动作室间的压力差则减小，从而使动作室相互间的气体漏泄量减少。其结果使压缩效率提高。图7表示有关本发明第二实施例的压缩机。若根据此实施例，是将电动机部12和压缩机部14水平并列设置在壳体10内。轴承22a被设置在壳体10内的当中部位，并用此轴承22a将壳体内部气密地分隔成电动机部12侧和压缩部14侧。此外，使沿水平延伸的回转轴48回转自由地支承在轴承22a上。使电动机部12和转子18同轴地固定在回转轴48的右端部上，而后位于定子16的内侧。回转杆24的一端同轴地固定在回转轴48的左端。回转杆24的左端，用固定在壳体10内面上的轴承22b转动自由地被支承着。和上述第一实施例一样，在杆24的外周面上形成螺旋状的槽，并要使其节距从杆的右端向着左端慢慢变小，使螺旋状的叶片32嵌合在此槽内。此外，使沿杆的轴延伸的气缸20设置在杆24的外侧，分别用轴承22a、22b使此气缸的两端回转自由地受到支承。气缸20被设置成使其中心轴B相对杆24的中心轴A仅偏心距离e。在轴承22a上形成向气缸20的右端部，也就是向吸入侧端部内开口的吸入孔3b。在此实施例中，在气缸20的排出侧端部上形成排出孔40，使气缸内部和壳体10内连通。此外，当壳体10内的压力上升，替代润滑油的是壳体内的高压气体通过直接通路44和在杆24内形成的压力导入通路被导入槽30的底和叶片32间的空间内。其它的组成则和上述第一实施例一样，和上述实施例同样的部分使具有相同的标号，故省略对它的说明。即使在如上所述构造的压缩机中，和上述第一实施例一样，能使气体高效压缩的同时，能达到使构造简化的目的。本发明并不限于如上所述的实施例，在本发明的范围内有可能有各种变形。例如，本发明的压缩机，不限于冷冻循环，对其它的压缩机也能适应。此外，也不限于将压缩部和电动机部容纳在密闭的壳体内的型式，即使是使管子直接和吸入孔和排出孔连接的所谓开放型的压缩机也可以。权利要求1.一种流体压缩机，其特征在于它包括具有吸入侧和排出侧的气缸，在其一部分和上述气缸内周面相接触状态下有可能和上述气缸相对回转，且沿气缸轴方向偏心设置在此气缸内的圆柱状回转体，在此回转体的外周面上形成呈螺旋状延伸的槽，此槽按照使其节距从上述气缸的吸入侧朝向排出侧慢慢变小那样形成；螺旋状叶片，它大致沿回转体径向自由滑动地嵌合在上述槽内的同时，具有和上述气缸内周面紧密结合的外周面，把上述气缸内周面和回转体外周面间的空间分隔成多个动作室；使上述气缸和回转体相对回转，从而使从气缸的上述吸入侧流入动作室的流体向气气缸的排出侧的动作室依次移送的驱动机构。2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于还进一步包括向上述槽底和叶片间的空间加压，使叶片朝上述气缸内周面推压的加压机构。3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于上述加压机构包含向上述槽底和叶片间的的空间供给加压油的供给机构。4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于上述供给机构包含形成在上述回转体内的同时，具有两端，其一端开口开在回转体的一端上，另一端开口开在上述槽底上的压油通道，以及把压力油导入上述压力油通道的导向机构。5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于还包含容纳上述驱动机构和气缸的密闭壳体;以及把移向上述气缸的排出侧的流体密闭排出的排出机构;而上述的供给机构包含储存在密闭壳体底部的润滑油，上述导向机构包含具有和上述压油通道的一端连通的一端以及向润滑油内开口的另一端的导向通道。6.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于上述加压机构包含向上述槽底和叶片间的空间供给高压气体的机构。7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于上述供给机构包含在上述回转体内形成的压力引入通路，该通路的一端上的开口开在回转体的一端上，其另一端上的开口开在上述槽底上，以及用上述驱动机构将移送向气缸排出侧的动作室的一部分流体导入上述压力引入通路的导向机构。8.根据权利要7所述的压缩机，其特征在于包含容纳上述驱动机构和气缸的密闭壳体，以及把向上述气缸的排出侧移送的流体密闭排出的排出机构，而上述的导向机构包含其一端和上述压油通路的一端连通，其另一端向密闭壳体内开口的，把向密闭壳体内排出的流体的一部分引导到上述压力引入通路的引导通路。9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于上述驱动机构包含使上述气缸回转的电动机部，把气缸的回转力传递到上述回转体上，使上述回转体和气缸同步回转的传动机构。10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于上述电动机部包含固定在上述气缸的外周上的转子，以及配置在转子外侧上的定子。11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于还包含转动支承上述气缸的吸入侧的第一轴承，和转动支承气缸的排出侧的第二轴承，以及上述回转体具有分别转动支承在第一和第二轴承上的一对端部。12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于还包含容纳上述气缸、电动机部、第一和第二轴承的密闭壳体，和其一端向上述气缸的吸入侧端内部开口，其另一端向密闭壳体的外方开口的吸入孔，以及其一端向气缸排出侧端内部开口，其另一端向上述密闭壳体内开口的排出孔。13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于上述吸入孔形成在上述第一轴承上。14.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于上述排出孔形成在上述第二轴承上。15.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于上述排出孔形成在上述气缸上。16.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于上述传动机构，包含在上述回转体外周面上形成的啮合槽，和从上述气缸内周面上伸出，沿气缸的径向可移动地插入上述啮合槽内的伸出部。17.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于上述驱动机构包含和上述回转体同轴相连接的回转轴，以及使回转轴回转的电动机部。全文摘要本发明涉及具有气缸和位于此气缸内的回转杆的流体压缩机，在此回转杆的外周面上形成螺旋形槽，具有和此螺旋状槽相适合的螺旋状叶片，此叶片把由气缸内周面和回转杆外周面形成的空间分隔成多个动作室，此动作室的体积随着从气缸一端运离而慢慢减小，因此，在气缸和回转杆作相对回转时，从气缸一端导入的流体在动作室内被移向气缸的另一端。文档编号F04C18/107GK1030967SQ8810472公开日1989年2月8日 申请日期1988年7月28日 优先权日1987年7月31日发明者饭田敏胜, 藤原尚义 申请人:东芝有限公司