專利名稱：冷媒壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于冷凍冷藏裝置等的密閉型壓縮機的效率提高。
背景技術：
最近幾年，強烈期望提高用于冷凍冷藏裝置等的密閉壓縮機的效率。現有的密閉壓縮機，例如通過使用壓縮部的閥門裝置的兩個吸氣孔來提高吸入效率，來改善壓縮效率。例如特開平3-175174號日本公報說明了這種壓縮機。以下參照圖，說明現有的壓縮機的一例。
圖6是現有的冷媒壓縮機的截面圖，圖7是現有的冷媒壓縮機閥門的分解立體圖。將吸氣管52的一端即出口部52A連接在密閉容器51上，吸氣管52的另一端與制冷循環的低壓側管子(圖示沒有)連接。電機53由定子54和轉子55構成，驅動壓縮部56。而且制冷機油57存放在密閉容器51的底部。盤簧58彈性地支撐電機53和壓縮部56。
用氣缸蓋61、氣缸體62、閥板64、吸氣簧片閥67、活塞68、連桿70和吸氣消聲器30構成壓縮部56。由吸氣空間61A和吐氣空間61B形成氣缸蓋61。氣缸體62具有氣缸63。閥板64有兩個吸氣孔65和兩個吐氣孔66。吸入簧片閥(以下簡稱為閥)67具有變形部67A。連桿70連接在曲柄69的偏心部69A。吸氣消聲器30在吸氣空間61A內經過連通管30A連通閥板64的吸氣孔65，并從入口部30B吸入冷媒氣體。
以下說明具有以上構成的冷媒壓縮機的動作。首先，通過電機53驅動壓縮部56，使活塞68在氣缸63內往復運動。將從外部制冷循環(圖示沒有)返回的低溫低壓冷媒氣體，首先從吸氣管52吸入密閉容器51內。而后將冷媒氣體從吸入消聲器30的入口部30B吸入、經過連通管30A通入吸氣孔65。在吸入行程中，通過使閥門67的變形部67A折曲，冷媒氣體沖開閥門67從而被導入氣缸63。在壓縮行程中，關閉閥門67，壓縮冷媒氣體，使其變成高溫高壓，而后從排出孔66通入排出管，并導入外部制冷循環(圖示沒有)，產生制冷作用。
此時，由于將閥門67設計成相應于低速的運轉頻率，具有時間控制良好的開關動作的固有頻率，所以壓縮機能夠減小吸入損失和高體積效率運轉。
可是如果因冷卻負荷條件變化使得從低速的運轉頻率變為高速運轉頻率，就會在由閥門67的固有頻率決定的開閉動作的定時上產生偏差。此時，即使氣缸63內的壓力超過氣缸蓋61的吸氣空間61A內的壓力，也不結束閥門67的關閉動作。因此，通過關閉延遲，冷媒氣體逆流，則體積效率低下，降低了制冷能力和制冷效率。
為了減小通過閥門67關閉延遲產生的冷媒氣體的逆流，想到對應于高速運轉而提高固有頻率的設計的對策。由于在這種情況下，增大變形部67A的彈性常數，則變形部67A的彎曲量減小而增大了吸入損失，降低了制冷能力和制冷效率。
發明內容
本發明的冷媒壓縮機具有活塞、氣缸和閥板。閥板設計在氣缸的開口端，其具有幾個吸氣孔。本發明的冷媒壓縮機還具有在氣缸開口端和閥板之間設置的，分別開閉多個吸氣孔的多個吸氣簧片閥。吸入簧片閥中至少一個具有與其它簧片閥不同的固有頻率。通過這樣的構成，即使運轉頻率變化，也能防止吸入簧片閥的關閉延遲和彎曲量減少。
圖1是本發明實施方式的冷媒壓縮機的截面圖。
圖2是圖1中冷媒壓縮機上的吸入簧片閥的正面圖。
圖3是圖1中冷媒壓縮機上的氣缸蓋部截面圖。
圖4是本發明實施方式的冷媒壓縮機的低速運轉時一個行程中的氣缸內壓力、簧片閥彎曲量的坐標圖。
圖5是本發明實施方式的冷媒壓縮機的高速運轉時一個行程中的氣缸內壓力、簧片閥彎曲量的坐標圖。
圖6是現有冷媒壓縮機的截面圖。
圖7是圖6的冷媒壓縮機的閥門分解立體圖。
具體實施例方式
圖1是本發明實施方式的冷媒壓縮機的截面圖。圖2是吸入簧片閥的正面圖。圖3是氣缸蓋的截面圖。
吸入管2的一端即出口部2A連接在密閉容器1上，吸入管2的另一端與冷凍循環的低壓側管子(圖中沒有)連接。由定子4和轉子5構成的電機3驅動壓縮部6。而且，制冷機油7存放在密閉容器1的底部。盤簧8彈性支撐電機3和壓縮部6。
由缸蓋101、氣缸體12、閥板110、吸入簧片閥(以下簡稱閥)120A、120B、活塞18、連桿20和吸入消聲器130構成壓縮部6。氣缸蓋101形成有吸氣空間101A和吐氣空間101B。氣缸體12具有氣缸13。連桿20連接在曲柄19的偏心部19A。吸入消聲器130在吸氣空間101A借助連通管130A連通閥板110的吸氣孔112A、112B，從入口部130B吸入冷媒氣體。
閥板110具有吸氣孔112A、112B和吐氣孔(圖中沒有)。從該閥板110的氣缸13側的開口部114A、114B至缸蓋101側的開口部114C、114D，吸氣孔112A、112B向彼此間隔變小的方向傾斜。閥門120A、120B分別具有長度不同的變形部122A、122B。由于變形部122A比變形部122B長，所以閥門120A的彈性常數較小，閥門120A具有比閥門120B低的固有頻率。而且，閥門120A、120B相對變形部122A、122B的中心線124A、124B呈非對稱。吸氣孔112A、112B的中心點位置和閥板120A、120B的點126A、126B各自對應。
密封部128A，128B將設置在閥板110上的吸氣孔112A，112B密封。
以下說明具有以上構成的本實施方式的冷媒壓縮機構的動作。圖4是本實施方式中冷媒壓縮機的低速運轉時，一個行程中的氣缸內壓力和簧片板彎曲量的坐標圖。圖5是本實施方式中冷媒壓縮機的高速運轉時，一個行程中的氣缸內壓力和簧片板彎曲量的坐標圖。
由電機3驅動壓縮部6，活塞18在氣缸13內往復運動。將從外部冷卻循環(圖中沒有)返回的低溫低壓冷媒氣體，首先從吸入管2吸入密閉容器1內。又將從吸入消聲器130的入口部130B吸入的冷媒氣體，經過連通管130A通入吸氣孔112A、112B。在吸入行程中，通過彎曲閥門120A、120B的變形部122A、122B，冷媒氣體打開閥門120A、120B，導入氣缸13。在壓縮行程中，關閉閥門120A、120B，冷媒氣體被壓縮成為高溫高壓，從吐氣孔通過吐出管(圖中沒有)，從而導入外部冷凍循環產生制冷作用。
活塞18在氣缸13內進行往復運動之際，在吸入行程中活塞18移動至下死點側。在低速運轉下，在此吸入行程中，氣缸13內的壓力140比缸蓋101的吸氣空間101A內壓力低時的差壓產生的氣壓載荷，作用于閥門120A、120B。此時，在點140A處，吸入簧片閥120A、120B開始打開，向氣缸13內吸入冷媒氣體。點140A意味著由差壓產生的氣壓載荷，變得比閥門120A、120B的彎曲載荷和通過閥門120A、120B的密封部的制冷機油的粘性產生的粘著力的合力大的時間點。
而且在壓縮行程中，閥門120A、120B，在氣缸13內的壓力超過氣缸蓋101的吸入空間101A內壓力的點140B處關閉，結束來自吸入閥門130的冷媒氣體的吸入。
在點140A至140B之間，閥門120A邊使變形部122A彎曲、邊按1次變形模式的固有頻率重復兩次開閉動作150A。由于閥門120A選定對應低速運轉頻率的固有頻率，閥門120A大致與點140B在同一時間結束關閉。由于閥門120A的彈性常數小，即使在低速運轉時的吸入氣體的流速緩慢的條件中，也不會有因彎曲量不足而加大吸入損失的情況。
而且，閥門120B有比閥門120A高的固有頻率和彈性常數，在點140A至點140B之間，反復4次開關動作150B。此時，第1至第3次的開閉動作150B中，閥門120B在對應冷媒循環量的規定彎曲量作用下開口較大。在第4次開閉動作中，由于在壓縮行程中，所以氣缸13內和缸蓋101的吸氣空間101A的壓差一直都是非常小。此時的冷媒氣體流經更大彎曲的閥門120A的吸氣孔112A。因此，流經閥門120B的吸氣孔112B的冷媒氣體變得微少，通過冷媒氣體流動產生的動壓變小。即，閥門120B在幾乎不彎曲的點141B附近結束開閉動作。
結果，通過閥門120A、120B產生關閉延遲，防止冷媒氣體的逆流，同時也防止吸入行程中的彎曲量過小引起的吸入損失的增加。因此，提高了體積效率。
而且在高速運轉的情況下，在點141A至141B之間，閥門120B反復3次開關動作151B，在對應冷媒循環量的規定彎曲量下彎曲后，適時地結束關閉。點141A意味著氣缸13內的壓力比缸蓋101的吸氣空間101A內壓力低的時間點。而點141B意味著氣缸13內的壓力超過缸蓋101的吸氣空間101A內的壓力的時間點。
閥門120A在第1次開關動作151A中，在對應冷卻循環量的規定彎曲量作用下開口較大。另一方面，在第2次開關動作中，由于在壓縮行程中，所以氣缸13內同缸蓋101的吸氣空間101A的壓差保持很小的狀態。因此冷媒氣體在第2次以后，通過更大彎曲的閥門120B的吸氣孔112B。因此，閥門120A在幾乎不彎曲的點141B附近結束開閉動作。
結果，即使在高速運轉的情況下，也不會產生閥門120A、120B的關閉延遲和彎曲量不足，能效率優良的將冷媒氣體吸入氣缸13內。因此即使在運轉頻率發生變化的情況下，也能提高壓縮機的制冷能力和壓縮效率。
而且，閥門120A、120B的形狀相對于變形部122A、122B的中心線124A、124B非對稱。因此，在作用于閥門120A、120B的氣壓載荷的作用點126A、126B和閥門120A、120B的彎曲變形的中心線124A、124B處產生偏差。通過這樣結構，閥門120A、120B邊扭曲變形邊開始打開。即，將通過氣壓載荷產生的扭矩作用于閥門120A、120B。因此，在閥門120A、120B的圓形密封部128A、128B的單側，通過制冷機油7的粘性而剝離粘合部的力集中作用，閥門120A、120B變得容易打開。因此，在吸入行程中閥門120A、120B的開始打開變早。因此冷媒氣體被高效地吸入氣缸13內，提高其制冷能力和壓縮效率。另外，圖2中，雖然閥門120A、120B的形狀是其中任何一個都不相對變形部122A、122B的中心線124A、124B對稱，但也可以只有一側是非對稱的。
令密閉容器1內的冷媒氣體經過吸入消聲器130，通過高溫的缸蓋101內的吸氣空間101A，從設置在閥板110上的吸氣孔112A、112B吸入氣缸13內。在這里，將氣缸13內的冷媒氣體，通過壓縮作用變成大約100℃的高溫狀態，吐出至缸蓋101的吐出空間101B。通過這樣的方式，缸蓋101被加熱至接近80℃的高溫狀態。
此時，缸蓋101內的吸氣空間101A的兩個吸氣孔112A、112B的間隔，最少也要有將密封部128A和密封部128B的寬度相加的距離。在這里，如果如圖3所示在吸氣孔112A、112B上設置傾斜，就不用考慮密封部128A和密封部128B的寬度，能夠大幅減小吸氣孔112A、112B的間隔。通過這樣構成，能夠縮小構成缸蓋101內的吸入空間101A的容積和受熱面積，降低向流動的冷媒氣體的熱傳導。結果，保持冷媒的溫度很低，提高冷媒的密度、加大冷媒的循環量，可提高制冷能力和壓縮效率。另外，雖然圖3中在兩個吸入孔112A、112B上都設置傾斜部分，但也可以只在一側設置傾斜部分。
另外，雖然本實施方式中，閥門120A、120B的數量是2個，但即使是3個以上也能得到同樣的效果。
而且，雖然本實施方式中，通過改變閥門120A、120B的長度變更固有頻率，但即使改變閥門120A、120B的寬度或形狀來變更固有頻率也能得到同樣的效果。
而且，雖然本實施方式中，說明了閥門120A、120B的一個行程中開閉次數是2次至4次，但只要是1次以上就能得到同樣的效果。
產業上利用的可能性本發明的冷媒壓縮機具有活塞、氣缸和閥板。將閥板設計在氣缸的開口端，其具有多個吸氣孔。本發明的冷媒壓縮機還具有在氣缸開口端和閥板之間的、分別開閉多個吸氣孔的多個吸入簧片閥。吸入簧片閥中至少有一個具有與其它簧片閥不同的固有頻率。通過這樣的構成，因為能夠提高冷媒壓縮機的制冷能力和壓縮效率，所以能夠適合空調器和冷凍冷藏裝置等的用途。
權利要求
1.一種冷媒壓縮機，其特征在于，具有活塞；收容所述活塞的氣缸；設置在所述氣缸的開口端，并設置有第1吸氣孔和第2吸氣孔的閥板；設置在所述氣缸的開口端和所述閥板之間，用于開閉所述第1吸氣孔的第1吸入簧片閥；設置在所述氣缸的開口端和所述閥板之間，用于開閉所述第2吸氣孔并具有與所述第1吸入簧片閥不同的固有頻率的第2吸入簧片閥。
2.如權利要求1所述的冷媒壓縮機，其特征在于，所述第1吸入簧片閥具有第1變形部，所述第2吸入簧片閥具有第2變形部，至少是以下任一種情形所述第1吸入簧片閥的形狀相對于第1變形部的中心線非對稱，或者是所述第2吸入簧片閥的形狀相對于第2變形部的中心線非對稱。
3.如權利要求1所述的冷媒壓縮機，其特征在于所述第1吸入簧片閥和所述第2吸入簧片閥中的至少一個，從所述閥板的所述氣缸的開口端面至另一端面，朝著所述第1吸氣孔和所述第2吸氣孔的間隔變小的方向傾斜。
全文摘要
一種閥板具有多個吸氣孔和分別開閉這些吸氣孔的多個吸入簧片閥。這些吸入簧片閥中至少有2個具有不同的固有頻率。在這種構成中，有一個吸入簧片閥的固有頻率較大。因此即使在運轉頻率變化很大的情況下，壓縮機也能夠不產生關閉延遲和上升量的減小，能高效地向氣缸內吸入冷媒氣體，進而能夠提高制冷能力和壓縮效率。
文檔編號F04B39/10GK1697930SQ20048000051
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月10日 優先權日2003年5月12日
發明者小林正則 申請人:松下電器產業株式會社