[发明专利]流体压缩机

说明书

本发明涉及一种流体压缩机，这种流体压缩机主要用于压缩冷冻循环过程中的制冷剂。

本申请人曾在美国专利USP4，871，304（1988.7.11申请）中提出过一种流体压缩机，这种压缩机有一个压缩机组，该压缩机组设置在密闭的外壳箱体内，由马达驱动。压缩机组有一个可以与马达转子一起旋转的气缸，气缸内有能自由旋转的螺杆。螺杆的中心轴相对气缸轴是偏心轴，在螺杆的外表面，沿轴方向从一端到另一端有连续延伸的螺旋槽。螺旋槽的间距从一端往另一端逐渐减小，螺旋槽内嵌了有一定弹性的叶片，气缸与螺杆间的空间被叶片分隔为多个工作室，这些工作室的容积从吸气端往排气端逐渐减小。通过电机，使气缸与螺杆同周期地旋转，由此，冷冻循环中的制冷剂气体从气缸的吸气侧被吸入工作室内，被吸入的气体，一面被压缩，一面被依次送入排气侧的工作室，从气缸向排气端排入密闭箱体内。

但是，这种压缩机存在一个问题，即气缸排气侧相对于吸气侧而言，其工作室内制冷剂的压力很高，因而，螺杆上就有一种从气缸排气侧往吸气侧方向的推力作用，使得螺杆与轴承支座间的摩擦增大，因此，为使气缸与螺杆旋转，就需要很大的驱动力。

因此，本申请人在“日本实用新型申请63-170693号”中提出了一种新的压缩机，这种新的压缩机解决了上述压缩机所存在的问题。

这种压缩机螺杆上有两个螺旋槽，螺旋槽由螺杆中部往两端延伸，各螺旋槽内嵌有叶片，而且，这种压缩机是从气缸中部往内吸入制冷剂气体，然后，将其送往气缸两端进行压缩，最后从气缸两端排出。

如此构成的压缩机有以下优点。由于制冷剂气体是往相反的两方向移送及压缩，因此，从两端往中部作用于螺杆上的推力相互平衡、抵销，这种压缩机与螺杆上只有一个连续的螺旋槽的压缩机比较，在相同压缩能力下，作用于各叶片的变形应力要小。

通常，压缩机的负荷转矩随着螺杆的旋转呈正弦曲线波动，同时，排出压力曲线与此曲线略同，往两个方向压送制冷剂气体的压缩机，与只往一个方向压送制冷剂气体的压缩机比较，前者的负荷转矩及排出压力波幅约为后者的两倍，这样，就发生振动及噪音增大等问题。

为利用往两方向压送气体这种压缩机的优点，同时又提高压缩机的性能，就希望减小负荷转矩及排出压力波幅。

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种小型流体压缩机，即，一方面，可以减小作用于螺杆上的推力，另一方面，该压缩机的负荷转矩及排气压力波幅小。

为达此目的，这种压缩机采用了气缸、圆柱状螺杆、第一及第二螺旋状叶片、导向装置和传动机构。气缸有第一及第二排气端;螺杆沿气缸轴方向被偏心设置在气缸内，它在一部分与气缸内壁接触的状态下可以自由旋转，螺杆的外周面上有第一及第二两个螺旋槽，第一螺旋槽的始点处于螺杆轴向中部位置附近，螺旋槽从始点开始向上述第一排气端延伸，且其螺距从始点往第一排气端方向逐渐减小。第二螺旋槽的始点处于螺杆轴向中部位置附近，螺旋槽从始点向上述第二排气端延伸，且其螺距从始点往第二排气端方向逐渐减小上述第一及第二螺旋槽旋向不同，其始点沿螺杆的圆周方向错开了一定的角度;叶片嵌在上述第一及第二螺施槽内，沿旋转体径向可自由滑动，同时又有与气缸内壁密接的外周面，这样，将气缸内壁与螺杆外周面的空间分为多个工作室;导向装置就是在气缸内壁与螺杆的空间内，将工作流体导引到上述第一及第二螺旋槽的始点附近;传动机构使气缸及螺杆同周期旋转，通过导向装置使流入始点附近的工作流体通过工作室逐渐排往气缸的第一和第二排气端。

在这种结构的压缩机中，工作流体被导入气缸内后，往相反的两个方向压送，最后由气缸的第一和第二排气端排到外部。因此，从两端往中部作用于螺杆上的推力相互平衡、抵销。

第一和第二螺旋槽的始点沿螺杆的圆周方向相互错开了一定的角度。因此，由第一排气端排出的压缩流体引起的负荷转矩及排出压力的波动周期，与第二排气端排出的压缩流体引起的负荷转矩及排出压力的波动周期有一个相位差，其差值是上述两个始点的位错量。从而，第一排气端排出的压缩流体和第二排气端排出的压缩流体相互作用，使得压缩机的整体负荷转矩及排出压力波幅大幅度减小。

下面结合附图和最佳实施例对本发明进行详细地说明：

图1为压缩机的整体纵向剖面图。

图2为压缩机的旋转体侧面图。

图3为将图2的旋转体旋转180°后的侧面图。

图4为图1中沿“Ⅳ-Ⅳ”线截取的剖面图。

图5为图4中的气缸及螺杆旋转90°后的剖面图。

图6表示压缩机负荷转矩及排出压力的波动特性。