专利名称：压缩机的气流结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及压缩机的气流结构，其气流通道由开闭阀来打开/关闭。
对于活塞型压缩机，当气体从吸入室吸入汽缸孔或从汽缸孔排出到排气室时，气流的阻力对容量效率有显著的影响。气流流动越容易，压缩机性能和容量效率提高的越大。
日本公开特许公报No.11-241683所披露的通道包括直径增加部分，其中通道直径朝着连接到通道出口端的部分逐渐增加，直径增加部分有助于气体在通道中的平稳流动。
就气体在通道中平稳流动来说，非常重要的是要允许气体沿通道的壁表面流动而不要在适当扩散时偏离直径增加部分的壁表面。虽然单一的直径增加部分有直径线性或非线性增加的形式，但难以设计出连接到通道出口端的单一的直径增加部分的合适形式，使流过通道适当扩散的气流不会偏离直径增加部分的壁表面。除非可以提供单一直径增加部分的适当形式，否则适当扩散的气流不可能不偏离直径增加部分的壁表面。
本发明的目的是改进在吸入气流通道或排出气流通道中的气流的平稳性。
为了实现上述目的，本发明第一方面的气流通道设计成包括第一直径增加部分和第二直径增加部分，两部分都是从上游朝下游截面积增加，其中第一直径增加部分安装到第二直径增加部分的上游，第二直径增加部分的截面积的增加比率设计成大于第一直径增加部分的增加比率。
对可打开/关闭气流通道的开闭阀加压使其打开并通过气流通道的气流在处于气流即将从气流通道流出之前的适当扩散的状态时，具有平稳流过气流通道的优越性。气流在第二直径增加部分的扩散比率大于第一直径增加部分的扩散比率。在两个气流扩散比率之间的关系，也就是在第一和第二直径增加部分的两个截面积的增加比率之间的关系，在适当扩散并通过气流通道的气流得到控制没有偏离通道的壁表面时对气流是有作用的。
通过下面对本发明的优选实施例的介绍并参考附图，将对本发明有更全面的了解。其中，
图1(a)是第一实施例的整个压缩机的侧视截面图；图1(b)是第一实施例的主要部件的放大的侧视截面图；图2(a)是沿图1(a)的剖面A-A的剖视图；图2(b)是主要部件放大的前视图；图3是第二实施例的主要部件的放大的侧视剖面图；图4是第三实施例的主要部件的放大的侧视剖面图；图5(a)是第四实施例的主要部件的放大的前视图；图5(b)是沿图5(a)的剖面B-B的剖视图；图6(a)是第五实施例的主要部件的放大的前视图；图6(b)是沿图6(a)的剖面C-C的剖视图；图6(c)是沿图6(a)的剖面D-D的剖视图；图7(a)是第六实施例的主要部件的放大的前视图；图7(b)是沿图7(a)的剖面E-E的剖视图。
下面参考图1和2对本发明的第一实施例的可变排量型压缩机加以介绍。
如图1(a)所示，前室12连接到汽缸体11的前端，后室13经限制板14、阀门形成板15和16，及挡板形成板17固定到汽缸体11的后端。旋转轴18可转动地支撑于汽缸体11和前室12，前室12形成了控制压力腔121。突出于控制压力腔121的旋转轴18由外部的驱动源如车辆发动机(未示出)经皮带轮和皮带(未示出)驱动。
旋转支撑19固定在旋转轴18上，此外，旋转斜盘20由旋转轴18支承，所以旋转斜盘20可以沿旋转轴18的轴线的方向滑动和倾斜并且由于固定到旋转斜盘20的定位销21与位于旋转轴19的定位孔的共同作用旋转斜盘20可以与旋转轴一起转动。旋转斜盘20的倾斜由定位孔191和定位销21之间的可滑动地定位接触和旋转轴18的可滑动地支撑作用所控制。
当旋转斜盘20的径向中心部分的朝旋转支撑10移动时，旋转斜盘20的倾斜增加。当旋转斜盘20的径向中心部分朝汽缸体11移动，旋转斜盘20的倾斜减小。当旋转斜盘20与连接到旋转轴18的开口簧环22接触时确定了旋转斜盘20的最小倾斜。当旋转斜盘20与旋转支撑19接触时确定了旋转斜盘20的最大倾斜。如图1中的用实线表示的旋转斜盘20的位置表示旋转斜盘20倾斜最小。用点线所显示的位置表示旋转斜盘20倾斜最大。当控制压力腔121内的压力升高，旋转斜盘20的倾斜变小。当控制压力腔121内的压力降低，旋转斜盘20的倾斜增加。通过调整控制压力腔121内的压力可以控制旋转斜盘20的倾斜程度。
如图2(a)所示。多个(在此实施例中是六个)汽缸孔111穿透汽缸体11。多个汽缸孔111绕旋转轴18以同样间隔分布。如图1(a)所示，活塞23位于各汽缸孔111内。旋转斜盘20的旋转运动经导向板24转换成活塞23的往复运动，活塞23在汽缸孔111内作往复运动。
吸入通道26形成于对应各汽缸孔111的限制板14、阀门固定板16、和挡板成型板17。作为气流通道的排出通道27形成于对应于各汽缸孔111的限制板14。吸入阀151形成于阀门形成板15。作为开关阀的排出阀161形成于阀门形成板16。吸入阀151的最大开口由最大开口度确定凹槽25决定。
吸入室131和排气室132被限定在后室13。吸入室131内的制冷气体从吸入通道26加压打开吸入阀门151并被活塞的往复运动(对于图1(a)中的活塞23是从右到左)吸入汽缸孔111。在汽缸孔111中的制冷气体从排出通道27加压打开排出阀161并被活塞23的往复运动(图5(a)中是从左运动到右)排放到排气室132。排出阀161的开口度由排出阀161与位于挡板形成板17的挡板171接触时确定。排放到排气室的制冷气体经压缩机外面的外部制冷回路(未示出)返回到吸入室131。
如图1(b)所示，排出通道27包括锥形的第一直径增加部分28和锥形的第二直径增加部分29。第二直径增加部分29设置在第一直径增加部分28的下游并连接到第一直径增加部分28。第一直径增加部分28的截面积是垂直于排出通道27的轴线271的平面(如图1(b)中的S1)上的第一直径增加部分28的截面圆的面积。第二直径增加部分29的截面积是垂直于排出通道27的轴线271的平面(如图1(b)中的S2)上的第二直径增加部分29的截面圆的面积。轴线271连接第一直径增加部分28在平面S1上的截面形状面积的中心和第二直径增加部分29在平面S2上的截面形状面积的中心。因此，第一直径增加部分28在平面S1上的圆心位于轴线271上而且第二直径增加部分29在平面S2上的圆心也位于轴线271上。
第一和第二直径增加部分28和29的截面积从排出通道27的上游(靠近汽缸孔111)朝下游(靠近排气室132)增加。第二直径增加部分29的壁表面相对排出通道27的轴线217的倾斜角θ2设计为大于第一直径增加部分28的壁表面相对排出通道27的轴线217的倾斜角θ1。换句话，第二直径增加部分29的截面积的增加比率设计为大于第一直径增加部分28。因为第二直径增加部分29连接到第一直径增加部分28，第一直径增加部分28的最大截面积等于第二直径增加部分29的最小截面积。
第一实施例可以得到下面的效果。
1-1加压开启可打开/关闭排出通道的排气阀161并流过排出通道27的制冷气体，通过排出阀161顶端，以倾斜于图1(b)中的箭头R所示边的方向流进排出室27。如果从排出通道27沿位于排出通道27出口侧的开口边缘272附近排出的制冷气体的方向，在气体即将从排出通道27排出之前是倾斜于排出通道27的轴线271的话，从排出通道27排出的制冷气体的流向会平稳地改变到箭头R的方向。制冷气体的流动方向的这种平稳改变对在排出通道27的制冷气体平稳流动有相当大的影响。因此从排出通道27排出的制冷气体沿开口边缘272附近流出的方向最好在气体即将从排出通道27流出之前倾斜于排出通道27的轴线271。
同时也希望第二直径增加部分29的倾斜角θ2要大到一定程度，以便从排出通道27排出的制冷气体沿开口边缘272附近流出的方向平稳转移到箭头R的方向。但是如果排出通道的壁表面起初倾斜太大，沿排出通道27的壁表面流动的气体易于从排出通道27的壁表面偏离。沿排出通道27的壁表面流动的气体的方向偏离排出通道27壁表面的情况对在排出通道27内的制冷气体的平稳流动有反面的影响。
第一直径增加部分28的倾斜角θ1设计成小于第二直径增加部分29的倾斜角θ2，制冷气体在第一直径增加部分28的扩散比率小于第二直径增加部分29的扩散比率。第一直径增加部分28的这样设计可以防止制冷气流偏离排出通道27的壁表面。因此，第二直径增加部分29的制冷气体扩散比绿大于第一直径增加部分28的扩散比绿，也就是，第二直径增加部分29的截面积的增加比率大于第一直径增加部分28的增加比率，这种结构所具有的优点是可以防止制冷气体偏离排出通道27的壁表面并有助于适当扩散地流过排出通道27的制冷气体的平稳流动。
相比于其它直径增加部分只有单一倾斜角θ2的结构，这种结构的静容量可以减少并导致压缩机的性能得到改进。
1-2第一直径增加部分28和第二直径增加部分29都具有锥形。锥形具有容易形成高精度的直径增加部分28和29的优点。
1-3因为第二直径增加部分29连接到第一直径增加部分28，制冷气体在排出通道27内的扩散在制冷气体从第一直径增加部分28流到第二直径增加部分29时保持连续。这种扩散的连续性有助于制冷气体在排出通道27内的平稳流动。
1-4排出通道27的全部面积被第一直径增加部分28和第二直径增加部分29所占据。因此，流过排出通道27的制冷气体当从上游流向下游时总是在扩散。这有助于制冷气体在排出通道27内的平稳流动。
第一直径增加部分28和第二直径增加部分29的长度越长其防止制冷气流偏离排出通道27的壁表面的能力越好并有助于适当扩散的气流平稳流过排出通道27。但是，如果第一直径增加部分28和第二直径增加部分29的长度加长，就必须增加限制板14的厚度，导致压缩机的体积和重量的增加。因此，上面介绍的排出通道27的整个面积都被第一直径增加部分28和第二直径增加部分29占据的结构具有防止限制板14的厚度增加的优点。
接下来对图3所示的第二实施例加以介绍。相同的标号代表第一实施例中的相同的元件。
排出通道27A在入口侧有常数直径部分273。常数直径部分273的壁表面平行于轴线271，排出通道27A的入口侧边缘部分的角度α是90°。常数直径部分273有助于防止制冷气流偏离排出通道27A的壁表面。
下面对图4所示的第三个实施例加以介绍。相同的标号代表第一实施例中的相同的元件。
排出通道27B在入口侧有直径减少部分274。直径减少部分274的截面积从上游向下游是减少的。排出通道27B的各边缘部分的角度β1，β2，β3，和β4是钝角。这种钝角形状具有减少排出通道27B中气流阻力的优点。
接下来对图5(a)和图5(b)所示的第四实施例加以介绍。相同的标号代表第一实施例中的相同的元件。
虽然排出通道27c的第一直径增加部分28的轴线281与第一实施例的排出通道27的轴线271重合，第二直径增加部分29c的轴线291相对轴线281倾斜。第二直径增加部分29c的截面积是第二直径增加部分29c在垂直于轴线281的平面S2上的截面圆的面积。第二直径增加部分29c的圆心位于轴线291上。轴线291沿排气阀161的近端到顶端的方向倾斜。
在阀门打开的状态，排气阀161朝着顶端较多地偏离限制板14。制冷气体易于从排气阀161的顶端排出。因此，朝排气阀161的顶端流动的制冷气体量越大，在排出通道的制冷气体流动越平稳。第二直径增加部分29c的壁表面相对轴线281的倾斜度朝着排气阀161的顶端增加。因此，朝着排气阀161的顶端流过第二直径增加部分29c的制冷气体量大于第一实施例的制冷气体量。气体在排出通道27c流动的容易程度比第一实施例中有进一步的改进。
接下来对图6(a)、图6(b)和图6(c)所示的第五实施例加以介绍。相同的标号代表第一实施例中的相同的元件。
第一直径增加部分28D在平面S1上的截面形状和第二直径增加部分29D在排出通道27D的平面S2上的截面形状都是椭圆。椭圆的短轴平行于排气阀161的纵向，椭圆的长轴垂直于排气阀161的纵向。因此，朝着排气阀161的左右两侧流经第二直径增加部分29D的制冷气体量要大于第一实施例中的气体量。在排气阀161的顶端的延长线上存在挡板171的部件172，可用作阻挡制冷气体从排出通道流出的阻挡隔板。因此，流出排出通道的制冷气体最好直接流向排气阀161的左右侧。当处于与第一实施例中的情形比较朝着排气阀161的左右侧流过第二直径增加部分29D的制冷气体量增加的结构，气体流过排出通道27D的容易程度比第一实施例有进一步的改进。
接下来对图7(a)和图7(b)所示的第六实施例加以介绍。相同的标号代表第一实施例中的相同的元件。
第一直径增加部分28E在平面S1上的截面形状和第二直径增加部分29 E在排出通道27E的平面S2上的截面形状都是圆形。第一直径增加部分28E的壁表面的包括轴线271的直线在平面H上的形状，都是圆弧282。第二直径增加部分29E的壁表面的直线在平面H上的形状是圆弧292。圆弧282的半径r1设计成大于包括圆弧292的圆的半径r2。包括圆弧282的圆的圆心C1位于在限制板14一侧的壁表面，包括圆弧292的圆的圆心C2位于包括圆弧282的圆的边界半径282r。第二直径增加部分29E的截面积的增加比率大于第一直径增加部分28E的增加比率。
第六实施例得到了与第一实施例中的1-1，1-3，1-4部分所介绍的相同的效果。
本发明可包括下列对实施例的改进。
(1)第一直径增加部分的截面形状不同于第二直径增加部分的形状。例如，第一直径增加部分的截面形状是圆的而第二直径增加部分的形状是椭圆的。
(2)第六实施例中的圆弧可以用其它曲线代替。
(3)本发明可应用到吸入通道。
如上面所介绍的，本发明显示出优越的效果。在流动通道如吸入通道或排出通道的气流的平稳程度可以改善，因为气流通道包括第一直径增加部分和第二直径增加部分，两部分的截面积从上游朝着下游是增加的。第一直径增加部分设置在第二直径增加部分的上游，第二直径增加部分的截面积的增加比率设计成大于第一直径增加部分的增加比率。
已经参考为了说明而选出的特定实施例对本发明进行了介绍，专业技术人员应当清楚在不脱离本发明的基本概念和范围的情况下对本发明可以作出多项改进。
权利要求
1.一种压缩机的气流结构，其气流通道由开闭阀来打开/关闭，其中，所述气流通道包括第一直径增加部分和第二直径增加部分，从上游朝下游截面积增加；所述第一直径增加部分设置在所述第二直径增加部分的上游；和所述第二直径增加部分截面积的增加比率设计成大于所述第一直径增加部分的增加比率。
2.根据权利要求1所述的压缩机的气流结构，其特征在于，所述第一直径增加部分和所述第二直径增加部分具有锥形的形状。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机的气流结构，其特征在于，所述第二直径增加部分与所述第一直径增加部分相连接。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的压缩机的气流结构，其特征在于，气流通道的全部面积被所述第一直径增加部分和所述第二直径增加部分占据。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的压缩机的气流结构，其特征在于，一直径减少部分安装在所述气流通道的入口侧。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的压缩机的气流结构，其特征在于，所述第二直径增加部分的最小截面积等于所述第一直径增加部分的最大截面积。
全文摘要
排出通道27包括锥形的第一直径增加部分28和锥形的第二直径增加部分29。第一直径增加部分28和第二直径增加部分29的横截面积从排出通道27的上游到下游是增加的。第二直径增加部分29的截面积的增加比率设计成大于第一直径增加部分的增加比率。第二直径增加部分29与第一直径增加部分28连接。第一直径增加部分的最大截面积等于第二直径增加部分的最小截面积。
文档编号F04B39/10GK1327125SQ01120738
公开日2001年12月19日 申请日期2001年6月1日 优先权日2000年6月1日
发明者木村直文, 大林正和 申请人:株式会社丰田自动织机制作所