旋转式压缩机及旋转式压缩机的制造方法 技术领域
本发明涉及旋转式压缩机及其制造方法，该旋转式压缩机设有被驱动要素的旋转轴驱动的旋转压缩要素。
背景技术
已往的此种旋转式压缩机，制冷剂从旋转压缩要素的吸入口被吸入到气缸的低压室侧，被辊和叶片地动作压缩后，从气缸的高压室侧的排出口排出到外部。该辊设在气缸内，与旋转轴的偏心部嵌合，在气缸内作偏心旋转。该辊和气缸的上下开口部由支承部件闭塞着。另外，在气缸的半径方向设有叶片槽，上述叶片移动自如地安装在该叶片槽内(见日本特开平8-47207号公报)。
该旋转式压缩机的辊的端面(辊的与支承部件接触的接触面)面积是演变的。即，已往，辊的形状如图6的附图标记148所示，由于是厚度一定的筒状，所以，已往该筒状辊148的端面面积取决于旋转式压缩机10的旋转压缩要素32的排除容积、气缸40的内径、气缸40的厚度、旋转轴16的偏心部44等。
但是，如果辊148的端面面积过小，由于辊148的端面的密封性低，制冷剂从辊148的端面泄漏。如果辊148的端面面积过大，则辊148的滑动阻力增大，其结果，旋转式压缩机10的输入增大，制冷系数(Coefficient of Parformance：COP)降低。
另一方面，已往的旋转式压缩机的叶片槽，是用切削加工(拉削加工)形成的，在切削加工时，叶片槽的表面粗糙，平面度也低。即，由于加工精度低，必须把叶片槽与叶片间的间隙设定得较大。这样，虽然通过加大间隙可减少叶片的滑动阻力，但是由此也相应地产生了气缸内的制冷剂容易从该间隙中泄漏的问题。
【发明内容】
本发明的第一技术方案的旋转式压缩机，包括：被驱动要素的旋转轴驱动的旋转压缩要素、构成该旋转压缩要素的气缸、设在该气缸内并与旋转轴的偏心部嵌合而偏心旋转的辊、闭塞气缸的开口面并具有旋转轴轴承的支承部件，其特征在于，上述辊与支承部件接触的接触面积、与旋转压缩要素的排除容积的比率设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3。
本发明的第二技术方案的旋转式压缩机的制造方法，该旋转式压缩机包括：被驱动要素的旋转轴驱动的旋转压缩要素、构成该旋转压缩要素的气缸、设在该气缸内并与旋转轴的偏心部嵌合而偏心旋转的辊、闭塞气缸的开口面并具有旋转轴轴承的支承部件、与上述辊接触并将气缸内划分为低压室侧和高压室侧的叶片、形成在气缸内并收容上述叶片的叶片槽，其特征在于，上述气缸的叶片槽是用研磨加工形成的。
发明效果
根据本发明的第一技术方案的旋转式压缩机，包括：被驱动要素的旋转轴驱动的旋转压缩要素、构成该旋转压缩要素的气缸、设在该气缸内并与旋转轴的偏心部嵌合而偏心旋转的辊、闭塞气缸的开口面并具有旋转轴轴承的支承部件，由于上述辊与支承部件接触的接触面积、与旋转压缩要素的排除容积的比率设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3，所以，辊与支承部件接触的面积是最佳的。
这样，可确保辊的密封性，并可减小辊的滑动阻力，所以，可提高旋转式压缩机的制冷系数。
根据本发明的第二技术方案的旋转式压缩机的制造方法，该旋转式压缩机包括：被驱动要素的旋转轴驱动的旋转压缩要素、构成该旋转压缩要素的气缸、设在该气缸内并与旋转轴的偏心部嵌合而偏心旋转的辊、闭塞气缸的开口面并具有旋转轴轴承的支承部件、与上述辊接触并将气缸内划分为低压室侧和高压室侧的叶片、形成在气缸内并收容上述叶片的叶片槽，由于上述气缸的叶片槽是用研磨加工形成的，所以，可提高叶片槽的加工精度。
这样，减少叶片的滑动阻力损失，可改善旋转式压缩机的运转性能。
另外，由于提高了叶片槽的加工精度，可缩小叶片与叶片槽之间的间隙，可抑制制冷剂气体从该间隙泄漏。这样，可提高旋转式压缩机的性能。
【附图说明】
图1是本发明实施例之旋转式压缩机的纵剖面图。
图2是图1所示旋转式压缩机的气缸的剖面图。
图3是图1所示旋转式压缩机的叶片及叶片槽的放大剖面图。
图4是说明辊端面面积与旋转压缩要素的排除容积的比率、与制冷系数(COP)关系的图。
图5是本发明实施例3的气缸的剖面图。
图6是已往的旋转式压缩机的纵剖面图。
【具体实施方式】
本发明的目的是解决已往技术中的问题，提供一种可减少制冷剂气体的泄漏、极力抑制滑动阻力、提高运转性能的旋转式压缩机。下面，参照附图说明本发明的实施例。
〔实施例1〕
图1是表示作为本发明一实施例的、包括旋转压缩要素32的纵型的内部高压单级型旋转式压缩机10的纵剖面图。在图1中，旋转式压缩机10是将氟系制冷剂R410A作为制冷剂使用的内部高压型单级旋转式压缩机。该旋转式压缩机10由作为壳体的密闭容器12、作为驱动要素的电动要素14、和旋转压缩要素32构成。密闭容器12由钢板制的圆筒状容器本体12A、和闭塞该容器本体12A的上部开口的大致碗状端盖(盖体)12B构成。电动要素14配置在该密闭容器12的容器本体12A的内部空间上侧。旋转压缩要素32配置在电动要素14的下侧，被电动要素14的旋转轴16驱动。
密闭容器12的底部作为储油部。在上述端盖12B的上面中心形成圆形的安装孔12D，在该安装孔12D中安装着用于向电动要素14供给电力的接线柱(配线未示)20。
电动要素14由定子22和转子24构成。定子22沿着密闭容器12的上部空间的内面安装成为环状。转子24留有若干间隙地插入设置在该定子22的内侧。在转子24上固定着沿铅垂方向延伸的旋转轴16。
定子22具有叠层体26和定子线圈28。叠层体26是将环状电磁钢板叠置而成的。定子线圈28用串绕(集中绕组)方式卷绕在叠层体26的齿部上。转子24也与定子22同样地由电磁钢板的叠层体30形成。
上述旋转压缩要素32，由气缸40、与设在旋转轴16上的偏心部44嵌合并在气40内偏心旋转的辊48、与该辊48接触并把气缸40内划分为低压室侧和高压室侧的叶片52、作为支承部件的上部支承部件54及下部支承部件56构成。上部支承部件54及下部支承部件56分别闭塞气缸40的上侧开口面和下侧开口面，并兼作为旋转轴16的轴承。
上述辊48的、与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面的面积、即辊48的端面(上端面和下端面)面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3。本实施例中，如图1所示，通过切缺辊48的、与上部支承部54及下部支承部件56接触的面的内侧(偏心部44侧)，把辊48的端面(上端面和下端面)面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3。
下面，用图4说明辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B、和这时的旋转式压缩机10的制冷系数(COP)的关系。即，例如，当辊的端面面积A为534mm2、排除容积B为21.0cm3时，A/B为25.4mm2/cm3(图4中的I状态)，这时的制冷系数是2.78。另外，该制冷系数(COP)是用旋转式压缩机10的能力与输入之比算出的值。
另外，当辊的端面面积A为490mm2、排除容积B为11.3cm3时，A/B为43.5mm2/cm3(图4中的II状态)，这时的制冷系数是2.84，是最高值。另外，当辊的端面面积A为735mm2、排除容积B为11.3cm3时，A/B为65.1mm2/cm3(图4中的III状态)，这时的制冷系数是2.81，比图4的II状态低。另外，当辊的端面面积A为1057mm2、排除容积B为11.3cm3时，A/B为93.5mm2/cm3(图4中的IV状态)，这时的制冷系数显著降低，是2.66。
因此，如上所述，当辊的端面面积A与排除容积B的比率A/B低于30mm2/cm3时、以及高于60mm2/cm3时，制冷系数显著降低。当辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B为30mm2/cm3～60mm2/cm3时，可得到较高的制冷系数。
即，当辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B低于30mm2/cm3时，辊48的端面接触上部支承部件54及下部支承部件56的面积小，虽然辊48的滑动阻力降低，但是，由于辊48与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面积过小，所以，密封性降低，气缸40高压室侧的制冷剂从辊48与上部支承部件54及下部支承部件56手间隙中泄漏到低压室侧。由此使旋转式压缩机10的压缩能力显著降低，如图4的I所示，制冷系数降低。
当辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B高于60mm2/cm3时，辊48与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面积大，虽然可避免上述那样的制冷剂泄漏，但是，由于辊48的端面与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面积过大，所以，辊48的滑动阻力增大。即，输入增高，所以，旋转式压缩机10的制冷系数降低。
因此，通过把辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3，可确保辊48的密封性，并可减小辊48的滑动阻力。这样，可提高旋转式压缩机10的制冷系数。
另一方面，在构成旋转压缩要素32的气缸40内，如图3所示，形成收容叶片52的叶片槽72，在该叶片槽72的外侧(叶片52的背面侧)形成图未示的收容部，在该收容部内收容着弹簧73，弹簧73与叶片52的背面侧端部接触，经常将叶片52往辊48侧弹压。
本发明中的叶片槽72是用研磨加工形成的。即，已往的叶片槽是用切削加工(拉削加工)形成的。例如，要在气缸40上形成宽度5mm的叶片槽时，采用宽度小于叶片槽的切削齿，例如用宽度3mm的切削齿切削气缸，改变切削齿，渐渐地切削气缸，将宽度扩宽，最后使叶片槽的宽度成为5mm。
用这样的切削加工形成叶片槽时，叶片槽的表面粗糙度为8Z到10Z左右，平面度为7μm到10μm。
而本发明的研磨加工，是将上述的切削加工实行到中途为止，最终用磨具研磨表面。这样，用研磨加工形成叶片槽72时，与用切削加工形成叶片槽相比，其表面粗糙度和平面度减小1/2左右。这样，可显著提高叶片槽72的加工精度。
因此，由于叶片52的滑动阻力损失减小，所以，可改善旋转式压缩机10的运转性能。
另外，如上所述，由于提高叶片槽72的加工精度，可减小叶片52的滑动阻力，所以，可缩小叶片52的厚度hc与叶片槽72的宽度hv之间的间隙α(α＝hc-hv)。这样，提高了叶片52与叶片槽72的油密封性，可抑制制冷剂气体从叶片52与叶片槽72的间隙α中泄漏，更加提高旋转式压缩机10的性能。
另一方面，在气缸40上形成通过吸入口162与气缸40内的低压室侧连通的吸入通路60。该吸入通路60与后述的制冷剂导入管94的一端连通，制冷剂从制冷剂导入管94经过吸入通路60和吸入口162被吸入到气缸40内。
而且，在气缸40内被压缩后的制冷剂气体，从形成在上部支承部件54上的排出口61排出到形成在上部支承部件的电动要素14侧的排出消音室62。该排出消音室62构成在盖部件63内，该盖部件63覆盖上部支承部件54的电动要素14一侧，在盖部件63的中心具有孔，该孔供旋转轴16及兼作为旋转轴16的轴承的上部支承部件54穿过。排出到排出消音室62的制冷剂气体排出到密闭容器12的电动要素14侧。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面，在与气缸40的吸入通路60对应的位置焊接固定着图未示的套管。用于把制冷剂气体导入气缸40的前述制冷剂导入管94的一端插入并连接在该套管内，该制冷剂导入管94的一端与气缸40的吸入通路60连通。制冷剂导入管94的另一端与蓄能器146的下端连接。
上述蓄能器146是进行吸入制冷剂的气液分离的罐，安装在支架147上，该支架147焊接固定在密闭容器12的容器本体12A的上部侧面上。
在闭塞密闭容器12的容器本体12A上侧开口的端盖12B上安装着制冷剂排出管96。该制冷剂排出管96的一端与密闭容器12内连通。而且，制冷剂排出管96与外部的图未示的散热器等连接。另外，在密闭容器12的底部设有安装用台座110。
下面，说明上述构造的旋转式压缩机10的动作。通过接线柱20和图未示的配线向电动要素14的定子线圈28通电时，电动要素14起动，转子24旋转。
借助转子24的旋转，辊48在气缸40内偏心旋转。该辊48与一体地设在旋转轴16上的偏心部44嵌合着。这样，制冷剂气体从制冷剂导入管94经过吸入通路60、通过吸入口162被吸入到旋转压缩要素32的气缸40的低压室侧。
被吸入到气缸40的低压室侧的制冷剂气体被辊48和叶片52的动作压缩而成为高压，从气缸40的高压室侧经过排出口61排出到排出消音室62。然后，制冷剂气体从排出消音室62排出到密闭容器12内，通过形成在转子24与定子22之间的间隙等到达密闭容器12内上部，从制冷剂排出管96流入外部的散热器等。
这样，通过把辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3，可确保辊48的密封性，并可减小辊48的滑动阻力。
另外，通过对叶片槽72进行研磨加工，可显著提高叶片槽72的加工精度，可减小叶片52的滑动阻力。另外，由于可缩小叶片52与叶片槽72之间的间隙α，所以，可极力抑制制冷剂气体从间隙α中泄漏。
总之，由于可抑制旋转式压缩机10的制冷剂气体的泄漏，所以，提高运转性能，并且滑动阻力减小，输入也可降低，可提高旋转式压缩机10的制冷系数。
另外，在本实施例中，制冷剂是使用R410A，但也可以使用R20或134A等的制冷剂。
另外，在本实施例中，是采用单级型的旋转式压缩机，但并不限于此，本发明也适用于多气缸型的旋转式压缩机、横型的旋转式压缩机等。另外，也不限于是内部高压型的旋转式压缩机，也可以是内部低压型、内部中间压型的旋转式压缩机。
〔实施例2〕
在实施例1中，是通过切缺辊48的、与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面的内侧(偏心部44侧)，把辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3，但并不限于此，也可以通过改变偏心部44的形状、或者扩张辊48的内侧，加大与上部支承部件54及下部支承部件56接触的面积等，将辊48的端面面积A与旋转压缩要素32的排除容积B的比率A/B设定为30mm2/cm3～60mm2/cm3。这样也能得到与上述实施例同样的效果。
〔实施例3〕
在实施例1和实施例2中，旋转式压缩机10的气缸是采用图2所示的圆形气缸40，但并不限于此，例如，也可采用图5所示的墨鱼形状的气缸，也能得到与上述各实施例同样的效果。