具有包括带特别设计曲面的阀座圈的排出阀机构的压缩机

摘要

在一种具有排出阀机构的压缩机中，阀座圈(36)具有曲面(53b)，其朝向柔性的板状排出阀(33)的可动部分(33b)并与之间隔开，而且可限制可动部分的运动。在平行于阀板的第一方向(A1)上，可动部分从固定在阀板(31)上的固定部分(33a)中延伸出来，以朝向阀板的排出孔(42)的出口端。曲面在平行于阀板且垂直于第一方向的第二方向上具有多个曲率半径相互不同的部分。

说明书

技术领域

本申请要求享有日本申请IP 2002-352249的优先权，该专利通过引用结合于本文中。

本发明涉及一种压缩机，尤其是涉及一种包括于压缩机内的排出阀机构。

背景技术

例如，空调装置通常使用所谓的多缸式压缩机，其具有多个气缸以及与各气缸相对应的排出阀机构。已经提出了各种类型的机构来作为排出阀机构。

在日本实用新型特许公报No.H6-25576(JP 6-25576U)中公开了这类机构的一个例子，其包括具有多个与各气缸相通的排出孔的阀板。柔性的板状排出阀在各排出孔的出口侧与阀板重叠在一起。

板状排出阀具有位于平行于阀板的第一方向上的端部。其中一个端部固定在阀板上。另一端部可沿远离阀板的方向而运动，并且板状排出阀产生弯曲。

此外，排出阀机构具有阀座，其具有固定面以限制板状排出阀的弯曲。阀座的固定面相对于与阀板平行且与第一方向垂直的第二方向倾斜。阀座的固定面相对于第一方向倾斜并形成了曲面。该曲面在第二方向的任何部分处均具有大致相同的曲率半径。

如果从阀板至阀座固定面的距离减小，则上述排出阀机构可有效地抑制压缩机的噪音。然而在这种情况下，板状排出阀的可动范围即阀的移动量被限制为较小。这可能会导致在较高流量下的压力损失增加以及各气缸中的内部压力增加，从而导致了过度压缩。

另一方面，如果从阀板至阀座固定面的距离增大的话，虽然可避免过度压缩，然而抑制压缩机噪音的效果不够充分。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种可抑制噪音并避免过度压缩的压缩机。

本发明的另一目的是提供一种具有排出阀机构的压缩机，其中在正常操作下阀的可动范围较小，但在较高流量下该可动范围可自动且平滑地增大。    

根据本发明，提供了一种具有排出阀机构的压缩机，该机构包括：具有与气缸相通的排出孔的阀板；柔性的板状排出阀，所述板状排出阀具有固定在阀板上的固定部分以及从固定部分中沿着平行于阀板的第一方向延伸出的可动部分，所述可动部分朝向排出孔的出口端；以及具有朝向可动部分并与之间隔开且可以限制可动部分的运动的曲面的阀座圈，该曲面在平行于阀板且垂直于第一方向的第二方向上具有多个曲率半径相互不同的部分。

附图说明

图1是具有根据本发明的一个实施例的排出阀机构的多缸式压缩机的垂直剖视图；

图2是示意性地显示了图1所示多缸式压缩机的特征部分的放大剖视图；

图3是图2所示排出阀机构的放大剖视图；

图4是在图3所示排出阀机构中所用的整个阀座圈的平面图；

图5是作为图3所示阀座圈的一部分的阀座的平面图；和

图6A至6E是分别沿图5中的线VIa-VIa、VIb-VIb、VIc-VIc、VId-VId、VIe-VIe的阀座的局部剖视图(包括侧视图)。

具体实施方式

首先参考图1，下面将介绍具有根据本发明的一个实施例的排出阀机构的多缸式压缩机(以下将简称为“压缩机”)。

图1所示的压缩机包括外壳1。外壳1包括大致圆柱形的壳体3，在壳体3的一端整体地形成了气缸体2，并在壳体3的另一端具有封闭了开口的大致盘形的前端板4。气缸体2和前端板4分别设有通孔5和6。由轴承7和8可旋转地支撑的主轴9穿过通孔5和6而插入。在形成于气缸体2和前端板4之间的曲轴箱10中设有与主轴9相连的转子11。

旋转斜盘13通过铰链机构12连接到转子11上。旋转斜盘13具有可与主轴9可滑动地接触的内壁面14。通过铰链机构12，旋转斜盘13的相对于主轴9的倾斜角就可产生变化。通过球形联轴器连接到多个活塞杆15上的摇摆板16通过轴承17和18而安装到旋转斜盘13上。旋转斜盘13具有中心突出部20和安装在突出部20上的平衡圈21。平衡圈21可与旋转斜盘13一起旋转。摇摆板16插入到并夹紧于旋转斜盘13与平衡圈21之间。

气缸体2具有多个、例如七个气缸22(图中只显示出一个)，其以相互间预定的间隔形成于主轴9的周围。活塞23插入在各气缸22中。活塞杆15通过球形联轴器而连接到活塞23的固定部分24上。

此外，在曲轴箱10中设有平行于主轴9的导杆24。导杆24具有分别由气缸体2和前端板4可旋转地支撑的一端和另一端。导杆24由摇摆板16的夹紧部分26夹住。因此，可防止摇摆板16旋转(围绕其自身轴线旋转)，并可单独地进行摇摆运动。

下面将还参考图2进行进一步的介绍，在图2中示意性地显示了上述多缸式压缩机的特征部分。

气缸体2具有轴向端面，阀板组件27和气缸盖28通过螺栓29等而连接到该端面上。阀板组件27包括阀板31、由柔性材料制成的多个板状吸入阀32(图中只显示了一个)、由柔性材料制成的多个板状排出阀33(图中只显示了一个)、垫圈34和35，以及用于限制板状排出阀33的弯曲的阀座圈36。吸入阀32、排出阀33、垫圈34和35以及阀座圈36均通过螺栓37和螺母38而固定在阀板31上。阀板31具有多个吸入孔41(图中只显示了一个)和多个排出孔42(图中只显示了一个)。各吸入孔41和各排出孔42对应于各气缸22并与各气缸22相通。板状吸入阀32和板状排出阀33一一对应地设在吸入孔41和排出孔42内。阀座圈36将在下文中详细介绍。

气缸盖28具有吸入腔43和排出腔44。吸入腔43沿着气缸盖28的周边形成，并可通过板状吸入阀32的动作而与所有的吸入孔41相通。排出腔44形成于气缸盖28的中心区域处，并通过板状排出阀33的动作而与所有的排出孔42相通。吸入腔43和排出腔44通过吸入端口和排出端口(未示出)而与制冷回路的两端(未示出)相连。

另外，各活塞23设有多个与气缸22摩擦式接触的活塞环45。在气缸体2的中心部分处如图1所示地设有控制阀40，其用于控制曲轴箱10与吸入腔43之间的连通。

在上述压缩机中，当活塞23在图2中向下运动时，流体或制冷剂通过吸入端口而被吸入到吸入腔43中，并从吸入腔43中通过可打开板状吸入阀32的吸入孔41而被吸入到气缸22中。此时，板状排出阀33关闭。

接着活塞23在图2中向上运动。然后，被压缩的制冷剂从气缸22被传送而通过可打开板状排出阀33的排出孔42，以被排出到排出腔44中，如箭头46所示。此时，板状吸入阀32关闭。制冷剂通过制冷回路而进行循环。

下面将参考图2、图3和图4来介绍排出阀33和阀座圈36。

如图3所示，板状排出阀33具有固定到阀板31上的固定部分33a，以及沿平行于阀板31的第一方向A1从固定部分33a上延伸出来并朝向排出孔42的出口端的可动部分33b。在停止操作压缩机的期间，可动部分33b与阀板31接触以覆盖住排出孔42。在操作压缩机的期间，可动部分33b随着活塞23的往复运动而重复地与阀板31接触和脱离接触。

如图4所示，阀座圈36包括设有通孔51以插入螺栓37的固定部分52，以及从固定部分52上径向朝外地突出的预定数量的阀接收部分53。此预定数量对应于气缸22的数量，在这种情况下等于七个。各阀接收部分53延伸到对应于排出孔42的位置，类似于板状排出阀33。各阀接收部分53具有平行于阀板31并重叠在板状排出阀33的固定部分33a上的平面53a，以及朝向板状排出阀33的可动部分33b并与之间隔开的曲面53b。阀接收部分53的曲面53b用于限制板状排出阀33的可动部分33b的运动。阀板31、板状排出阀33和阀接收部分53的组合被称为排出阀机构。

此外，参考图5和6A-6E来介绍阀接收部分53的曲面53b的形状。

在图6A至6E中，阀接收部分53的曲面53b的曲率半径ra、rb、rc、rd、re相互不同并被设计成遵循以下关系：

ra＞rb＞rc＞rd＞re.

具体而言，阀接收部分53的曲面53b在平行于阀板31且垂直于图5中第一方向A1的第二方向A2上具有多个曲率半径相互不同的部分。这些曲率半径在图5中第二方向A2上的曲面53b的一端即第一端54处的最大值(ra)和另一端即第二端55处的最小值(re)之间逐渐地变化。曲面53b的较大曲率半径意味着离阀板31的距离较小。

在以正常模式操作压缩机的期间，板状排出阀33在阀板31和曲面53b的第一端54之间的可动范围内运动，以便打开和关闭排出孔42。在这种情况下，操作在板状排出阀33的可动范围较小的状态下进行。因此，可以实现抑制噪音的效果。

另一方面，在较高流量下操作压缩机的期间，板状排出阀33与曲面53b的第一端54接触并沿着曲面53b扭转。此时，板状排出阀33可以打开到它与曲面53b的第二端55接触为止，这时阀最大程度地打开。因此，板状排出阀33在阀板31与曲面53b的第二端55之间具有一个较大的运动范围，以便打开和关闭排出孔42。在这种情况下，操作在板状排出阀33的可动范围较大的状态下进行，并且避免了过度压缩。因此，这种效果相当于阀接收部分53的大部分高度可根据压缩机的工作状态而自动且平滑地变化，以实现最佳状态。

如上所述，阀接收部分53的曲面53b的第一端54限定了板状排出阀33的最小可动范围，而第二端55限定了板状排出阀33的最大可动范围。在这里，最小可动范围和最大可动范围之间的比率最好处于1.5-3.0的范围内。

可以多种方式来改进阀接收部分53的曲面53b的形状。例如，曲面53b可形成具有锥形部分的形状，或者是形成为通过对平面进行扭转而得到的形状。

上述压缩机可在阀的可动范围较小的状态下正常操作。在较高流量下，阀的可动范围可自动且平滑地增大。因此，可以实现抑制噪音的效果并防止过度压缩的问题。