帶有單向閥的變容式壓縮機的製作方法
2023-05-28 20:01:21
專利名稱：帶有單向閥的變容式壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種單向閥。該單向閥適合於具有變容式壓縮機的製冷迴路或該壓縮機本身。特別是在該壓縮機以無離合器的方式可工作地連接到外部驅動源的情況下，單向閥有利於實現大致為0％的排出量。
一臺壓縮機被安裝到例如用於汽車空調系統的製冷迴路中，壓縮製冷氣體。這樣的壓縮機通常藉助電磁離合器而可工作地連接到作為外部驅動源的的汽車發動機上，這樣，只有當製冷負載產生從而實施壓縮工作時，壓縮機通過該電磁離合器而連接到發動機上。然而，如果壓縮機中設置電磁離合器，帶來的問題是總重量增加、生產成本增加、操作該電磁離合器消耗了動力。為了消除這些缺陷，最近提出了一種所謂無離合器旋轉斜盤型變容式壓縮機，該壓縮機直接與外部驅動源連接，而不用在發動機與壓縮機之間設置電磁離合器，因此壓縮機通常是在外部驅動源工作的同時被驅動(例如，日本未審查專利公報(Kokai)No.10-205446)。
在上述出版物所公開的壓縮機中，設置了一個旋轉斜盤，因此該旋轉斜盤相對於直接連接到外部驅動源的驅動軸傾斜，保持旋轉斜盤的最小傾斜角度，可提供不是0％的排出容積。因此，在該壓縮機中，通過將壓縮機直接連接到驅動源而不使用電磁離合器，可以使其重量減輕並使外部驅動源的動力消耗最小。
另外，如附圖中的
圖14所示，在該壓縮機中設有一個單向閥。也就是說，殼體90具有一個排出室91，一個與該排出室91相鄰的容納室92，和一個在容納室92和製冷迴路中的一臺冷凝器(未示出)之間使流體連通的外部排出通道93，單向閥94與一個O型圈95和一個擋圈96一起安裝在容納室92中，以便防止冷卻氣體逆向流到容納室92。更具體地說，如圖15和16所示，單向閥94包括一個閥座件81，一個固定到閥座件81上的殼體82，一個軸向可滑動地安裝在殼體82中的閥件83，和一個用於朝向殼體82中的閥座件81偏壓閥件83的彈簧84。
閥座件81上貫通地形成了一個流動通道81a，該通道一方面與排出室91連通，另一方面與殼體82的內部連通，在閥座件81上環繞流動通道81a的出口形成有一個閥座81b。另外，在環繞閥座81b的閥座件81的外周面上具有一個環槽81c。
在殼體82開口端的內壁上形成有凸起82a，以便安裝到環槽81c中，在閥座81b之外的軸向相對側的殼體82的外周壁上形成有連通孔82b。
閥件83具有一個密封面83a，當閥件83在一個方向朝向閥座81b滑動時，該面與閥座81b接觸，在另一個方向滑動時離開閥座81b，一個外周面83b垂直於該密封面83a。
如圖15所示，在單向閥94中，當壓縮機由於外部驅動源的停止而停止工作時，冷凝器一側上的高壓冷卻氣體和彈簧84的偏壓力施加到閥件83上，從而使後者在一個方向上滑動。這樣，密封面83a安置在閥座件81的閥座81b上，從而使流動通道81a不再與連通孔82b連通。相應地，防止了冷凝器一側上的高壓冷卻氣體逆向流入排出室91中。
另一方面，如圖16所示，在壓縮機的工作過程中，排出室91中的高壓冷卻氣體通過流動通道81a推動閥件83，並克服彈簧84的偏壓力，使閥件83在另一個方向滑動。因此，密封面83a離開閥座件81的閥座81a，從而使流動通道81a與連通孔82b連通。這樣，排出室91中的高壓冷卻氣體被輸送到冷凝器中。
因此，在帶有這樣一種單向閥94的壓縮機中，當壓縮機停止工作時，可以防止冷卻氣體逆向流動，從而可以防止液體冷卻劑存留在壓縮機中，以便避免在該壓縮機中的溫度或壓力的過分升高，並能延長該壓縮機的使用壽命。
而且，在具有從排出室91延伸到曲柄室(未圖示出)的流動通道的壓縮機中，當壓縮機停止工作時，可以抑制曲柄室中的壓力升高，這這使得旋轉斜盤的傾斜角度迅速增大，並且在開始啟動該壓縮機的工作時，迅速恢復壓縮機大容積的狀態，結果，迅速顯現其製冷效果。
然而，根據本發明人的試驗結果發現藉助於閥件83移動離開閥座81b來打開單向閥且流動通道81a開始與連通孔82b連通之後不久，通常會產生壓力損失，這是由於在單向閥94中，為了減少製造成本和重量，殼體82和閥件83由塑料成型製品製成，而且從密封表面83a中垂直延伸的閥件83的外邊緣面83b形成簡單的圓柱形。
也就是說，作為樹脂模製製品的殼體82和閥件83，在它們之間由於公差的需要，會形成較大的間隙。如圖17A所示，即使閥件83的外周面83b以簡單的圓柱形形成，當該閥完全關閉即閥件83安置在閥座81b上，流體例如冷卻氣體將不會從流動通道81a滲漏出，這是由於流動通道81a的出口由密封面83a關閉。而且，如圖17C所示，當閥中的閥件83抬起到上死點時，即閥被完全打開時，閥件83背面的背壓的增大將不會引起任何問題，這是由於從流動通道81a流出的流體通過大大地敞開的連通孔82b流到殼體82的外部，而不是流到殼體82的內周面和閥件83的外周面83b之間的間隙。然而，如17B所示，當閥處於打開的初始階段，即閥件83稍微離開閥座81b，從流動通道81a流出的流體流過殼體82的內周面和閥件83的外周面83b之間的間隙，從而流到簡單圓柱狀的閥件83的背側。因此，閥件83背側的背壓增大，阻止閥件83在打開方向滑動。在這種情況下，提升閥件83的壓差變得更大，而且在單向閥94本身上產生壓力損失。
特別地，在單向閥94置於製冷迴路上的冷凝器側或置於壓縮機的排出室91的下遊側上的情況下，流動通道81a內的壓力較高，而且壓力損失對製冷迴路和已安裝了這種製冷迴路的汽車不利。
較為理想的是，將上述的單向閥94配置在壓縮機中，該壓縮機以無離合器的方式可工作地連接到外部驅動源上，以便得到上述的工作和效果，但是如果存在麻煩，如單向閥94中的壓力損失，將會抵消掉上述有利的工作和效果。
針對現有技術中的問題，本發明的目的在於提供一種在閥打開後能減小壓力損失的單向閥。
本發明另一個目的是提供一種製冷迴路和一種壓縮機，該壓縮機帶有一個單向閥，在該單向閥中可以減小壓縮機和製冷迴路中的壓力損失，消除由此產生的缺陷。
本發明提供了一種單向閥，該單向閥包括一個閥殼，該閥殼具有一個周壁，一個帶有一入口和一出口的流動通道，該流動通道形成於周壁上，一個在該周壁上環繞出口形成的閥座，和一個連通孔，該連通孔被形成在由流動通道開始通過位於閥座的軸向相對側的所述周壁上；一個閥件，該閥件具有一個可軸向滑動地設置在閥殼周壁上的外壁，和一個密封面，該密封面可與閥座接合；以及一個推動件，該推動件朝向閥座偏壓閥件。該單向閥的特徵在於它包括一個把流體導引到閥殼外部的引導裝置，當閥件離開閥座時，流體從流動通道的出口經過密封面滲漏到閥殼的內部。
在按照本發明的單向閥中，當該閥處於打開的初始階段，即閥件稍微離開閥座時，引導裝置將流體引導到閥殼的外部，該流體沿著密封面從流動通道的出口洩漏到閥殼的內部。因此，可以防止流體朝向閥件背側流動，也可以防止閥件背側的背壓增高，因此確保閥件在打開的方向滑動。這樣，提升閥件的壓差將不會變大，並且能減小在單向閥自身中的壓力損失。
引導裝置最好包括一個在閥件中形成的引導通道，以便當閥件離開閥座時引導通道與連通孔連通。
在閥件被製成一個樹脂模製製品的情況下，閥件和閥殼之間存在較大的間隙。然而，當這樣大的一個間隙存在時，本發明的單向閥仍能良好地工作。在閥件的外壁的外周面上形成一個槽比較容易。在這種情況下，該槽沿閥件在整個圓周上環狀地形成在該閥件的外壁的外表面上，這是由於該槽通常與連通孔連通，而與閥件的角度位置無關。
最好是，閥殼件包括一個第一殼體件，它具有流動通道和閥座；及一個第二殼體件，它同軸線地連接到第一殼體件上並具有連通孔，第一和第二殼體件一起形成了閥殼的周壁，閥件和推動件被設置在第二殼體件中。如果閥殼件以這種方式由分開的元件構成，那麼有利於以較低的成本製造單向閥。最好，第二殼體件一般呈杯狀。
本發明的單向閥適於用在具有冷凝器和變容式壓縮機的製冷迴路上，其中該變容式壓縮機帶有與冷凝器連通的排出室。特別地，如果連通孔與冷凝器連通，就會更加有效。
單向閥最好安裝在變容式壓縮機中，而不是設置在製冷迴路的管道中。如果將單向閥設置在製冷迴路的管道系統的中間部位上，那麼冷卻氣體在單向閥的上遊側的管道中膨脹，並逆向流動到壓縮機中，但是，如果單向閥安裝在壓縮機中，那麼就不會存在這樣的問題。
當本發明的單向閥與以無離合器的方式可工作地連接到一個外部驅動源上的變容式壓縮機一起使用時，就會特別有效。在這種情況下，可以防止液體冷卻劑聚集在壓縮機內，而且還可以避免壓縮機中的溫度和壓力過分升高，其結果是，延長了壓縮機的使用壽命。另外，這種布置能迅速地增大旋轉斜盤的傾斜角度，並且在開始工作時迅速恢復到高容積的狀態。因此迅速獲得製冷效果。
特別地，這種布置在這種情況下是較為有利的，即在變容式壓縮機可以實現其基本為0％的排出量的情況下。在這種連接中，能實現排出量基本為0％的變容式壓縮機可以是例如這樣一種壓縮機，即旋轉斜盤的最小傾斜角選擇成比鄰界角還要小的角度，在該鄰界角時，如EP0953765A2所公開的，排出壓力的反作用力可以確保旋轉斜盤傾斜角度的恢復。
通過下文結合附圖對最隹實施例的描述，本發明將變得更清楚，附圖中圖1是按照本發明一個實施例的變容式旋轉斜盤型壓縮機的縱向剖面圖；圖2是圖1的變容式旋轉斜盤型壓縮機的控制閥的縱向剖面圖；圖3是圖1的變容式旋轉斜盤型壓縮機的單向閥的前視圖；圖4是圖3的單向閥的分解前視圖；圖5是圖3和圖4的單向閥的殼體的平面圖；圖6A是該單向閥的閥件的底部視圖；圖6B是該單向閥的閥件的頂部視圖；圖7是製造該單向閥的閥件的一個模具的剖面圖；圖8是該單向閥的閥件的放大的底部視圖；圖9是該單向閥的閥件的一個部位的放大的側視圖；圖10是該單向閥被關閉時的放大的縱向剖面圖；圖11是該單向閥被打開時的放大的縱向剖面圖；圖12A是該單向閥被關閉時的側視圖；圖12B是該單向閥抬起量較小時的側視圖；圖12C是該單向閥抬起量較大時的側視圖；圖13是表示流率與壓差之間的關係的曲線圖；圖14是現有技術的一個單向閥的前視圖；圖15是現有技術的單向閥被關閉時的放大的縱向剖面圖；圖16是現有技術的單向閥被打開時的放大的縱向剖面圖；圖17A是現有技術的單向閥被關閉時的側視圖；圖17B是現有技術的單向閥抬起量較小時的側視圖；及圖17C是現有技術的單向閥抬起量較大時的側視圖。
下面將參照附圖中所示最隹實施例來描述本發明，其中，一臺用於汽車空調系統的變容式旋轉斜盤壓縮機中，裝有本發明的一個單向閥。
如圖1所示，該壓縮機具有一個殼體，該殼體包括一個汽缸體1，一個安裝在該汽缸體1前端的杯狀前殼2，和一個藉助一閥組件而安裝在汽缸體1後端的後殼7，其中該閥組件包括一個吸入閥板3，一個中間閥板4，一個排出閥板5和一個夾持板。該汽缸體1、前殼2和後殼7由鋁金屬製成。
汽缸體1具有多個汽缸孔1a，一個軸孔1b，一個消音室1c，和一個預吸入室1d。前殼2具有一個軸孔2a。後殼7具有一個吸入室7a，一個排出室7b，一個容納室7c，和一個排出通道7d。按照汽缸孔1a，吸入閥板3具有吸入閥件，中間閥板4具有閥孔，排出閥板5具有排出閥件，保持板具有保持件。
曲柄室8中可旋轉地設置了一個驅動軸12，該曲柄室形成在汽缸體1的前端部並位於前殼2中，而且，該驅動軸由一個軸封裝置9、一個置於軸孔2a中的徑向軸承10和一個置於軸孔1b中的徑向軸承11支撐。
曲柄室8中設置了一個旋轉斜盤16，斜盤16安裝到驅動軸12上。驅動軸12穿過該旋轉斜盤16的一個通孔16a而延伸。在曲柄室8中的該驅動軸12上固定著一個懸臂板14，懸臂板14和前殼2之間設有一個推力軸承13。一對臂15從懸臂板14向後伸出，每個臂15都具有一個帶有圓柱形內壁的導向孔15a。一對導向銷16b從旋轉斜盤16的前端分別朝向臂15延伸。每個導向銷16b具有一個導向部分16c，該導向部分在頂端上具有球狀的外表面，其可旋轉且可滑動地接合在導向孔15a中。
在旋轉斜盤16和懸臂板14之間圍繞驅動軸12設置了一個彈簧17，以便朝向後殼7推動旋轉斜盤16。多個中空的活塞19可往復運動地設置在汽缸孔1a中，並在旋轉斜盤16的前側和後側面上分別通過成對的接頭18與其圓周部分連接。
凸起20固定在一部分驅動軸12上，該部分驅動軸12通過鍵接合從前殼2向前延伸，一個皮帶輪22通過鍵21固定在該凸起20上。該皮帶輪22是通過一個螺釘23固定於驅動軸12上的，並由前殼2通過一個球軸承24可旋轉地支撐。皮帶B被繞在皮帶輪22上，並與一臺汽車的發動機EG連接。
在旋轉斜盤16的稍微靠後的一個部位上，環繞驅動軸12設置有一個彈簧26，並由一個開口擋圈25來固定，以便當旋轉斜盤16移動到圖1中的右側時安放斜盤16。在汽缸體1的軸孔1b中設置了一個推力軸承27和一個墊圈28，在墊圈28和吸入閥板3之間設置了一個彈簧29。止推軸承27安放驅動軸12的端部。
因此，旋轉斜盤16與驅動軸12一起旋轉，以便實現公知的壓縮操作，並且相對於驅動軸12傾斜，從而改變該壓縮機的容積。旋轉斜盤16可在一個最大傾斜角度與一個最小傾斜角度之間傾斜，其中最大傾斜角度時壓縮機排出容積最小，最小傾斜角度時壓縮機排出容積最大。旋轉斜盤16的最小傾斜角度小於鄰界角，在該鄰界角，排出壓力的反作用力可以確保旋轉斜盤16的傾斜角度的恢復，而且，藉助兩個力矩的作用，即由於旋轉斜盤16的旋轉而在增加傾斜角度的方向作用於該旋轉斜盤16的上的力矩，以及基於彈簧26偏壓力的力矩，可以確保旋轉斜盤16從最小傾斜角度到最大傾斜角度的恢復。
後殼7中的吸入室7a通過一個吸入通道(未圖示出)與預吸入室1d連通，吸入室7a通過吸入口30與汽缸孔1a連通，其中，吸入口30貫通地設置在保持板6、排出閥板5、中間閥板4和吸入閥件上。預吸入室1d通過管道與製冷迴路中的一臺蒸發器EV相連，蒸發器EV經過一個膨漲閥V由管道與一臺冷凝器CO相連。在環繞著吸入室7a的後殼7中形成有一個排出室7b。在排出室7b的後面形成容納室7c，該容納室7c通過排出通道7d與汽缸體1的消音室1c連通，排出通道7d形成通過保持板6、排出閥板5、中間閥板4和吸入閥板3。消音室1c通過管道與製冷迴路中的冷凝器CO相連。排出室7b通過分別設置成通過中間閥板4和吸入閥板3的排出口31與相應的汽缸孔1a連通。
在後殼7中設有一個控制閥32，排出室7b後面的容納室7c中容納單向閥33。
如圖2所示，控制閥32具有一個閥殼41，該閥殼41的一端安裝著一個罩42，罩42的一端由一個蓋件43封閉。在由閥殼41、罩42和蓋件43限定的空間中，形成有一個壓力敏感室44，一個波紋管45可以軸向擴張和壓縮的方式容納在該壓力敏感室44中，。
在閥殼41的另一端上，通過安裝件46固定有一個螺線管47。螺線管47中的閥殼41的另一端安裝著一個靜止鐵芯48，一個可移動鐵芯51可滑動地容納在固定於該靜止鐵芯48的另一端處的螺線管47的內壁的調節套管49中。移動鐵芯51在其另一端處具有一個彈簧室51a，該彈簧室中設有一個用於朝向其一端偏壓可移動鐵芯51的彈簧50。
軸孔52軸向貫通閥殼41和靜止鐵芯48。該軸孔52在閥殼41的另一端和靜止鐵芯48之間的一個部位上與閥室53連通。在壓力敏感室44中，一個杆55通過一個安裝件54固定在波紋管45的另一端上，並可在軸孔52中滑動，位於閥室53中的閥件55a被安裝到杆55的中間部分上。在閥件55a和閥室53的一端部之間設有一個彈簧56。杆55的另一端靠在可移動鐵芯51的一端上。
罩42上設有一個開口42a，通過它，壓力探測通道57使壓力敏感室44和後殼7的吸入室7a連通。另外，在閥殼41中，還形成有一個與軸孔52連通的開口41a和一個與閥室53連通的開口41b，其中軸孔52從閥室53指向波紋管45。從閥室53指向波紋管45的軸孔52通過開口41a藉助於進氣通道58與曲柄室8連通。而且，閥殼41、靜止鐵芯48和可移動鐵芯51具有一條連通進氣通道58和可移動鐵芯中的彈簧室51a的補償通道59。另一方面，閥室53與後殼7的排出室7b通過開口41b並藉助於進氣通道60把它們相互之間連通起來。螺線管47的線圈通過驅動電路61連接到控制計算機62上。在這種情況下，標號63和64表示O型環，該環用於在後殼7中以氣密的方式容納控制閥31。
如圖3和4所示，單向閥33被壓入與排出室7b相鄰的容納室7c中。如圖3所示，容納室7c具有一個錐面7x和一個簡單圓柱面7y，錐面7x的直徑向內逐漸變小，其內端與簡單圓柱面7y匯合。
單向閥33具有一個閥殼，該閥殼包括一個閥座件70和一個安裝在該閥座件70上的殼體71，該殼體71和容納室7c的底部之間形成一間隙。單向閥33還具有一個可軸向滑動地置於殼體71中的閥件72，和一個朝向閥座件70偏壓殼體71中的閥件72的彈簧73。閥座件70由黃銅製成，殼體71和閥件72由注射成型的樹脂產品製成，彈簧73由彈簧鋼製成。由於閥座件70和殼體71是彼此分開製做的，因此，易於以較低的生產成本製造單向閥33。
如圖4所示，閥座件70包括一個主體部分70a，該主體部分具有軸向延伸的圓柱形面70y，而該圓柱形面70y具有適合與容納室7c的圓柱面7y進行壓配合的直徑；一個與一側上的該主體部分70a整體形成的定位部分70b；一個與另一側上的主體部分70a整體形成的小直徑部分70d；以及一個在該小直徑部分70d的另一端上與小直徑部分70d整體形成的閥座部分70e。
閥座件70還具有一個貫通形成的流動通道70f，該流動通道70f有一個用於與排出室7b連通的入口和一個指向閥件72的從而連通殼體71內部的出口。定位部分70b的錐面70x所形成的形狀與容納室7c的錐面7x的形狀互補。錐面70x與主體部分70a相鄰，並從主體部分70a中擴張。小直徑部分70d的直徑小於主體部分70a的直徑，閥座部分70e的直徑又小於小直徑部分70d的直徑。
小直徑部分70d在其外圓周上具有一個作為接合裝置的環槽70c。在閥座部分70e上環繞流動通道70f的出口形成有一個閥座70g。通過將閥座部分70e的直徑設計成小於小直徑部分70d的直徑，從而形成一繞閥座70g的凹口，因此，閥件72的密封面72a的外周部分在該凹口70h處不與閥座70接觸。
殼體71呈一敞開端的杯狀，流動通道70f的出口開通到殼體71的內部。殼體71的外周壁的內側面在其敞開端處具有一對相對於殼體71的軸線而對稱設置的凸起71a，該凸起71a從外側安裝到小直徑部分70d的槽70c中。凸起71a構成接合裝置。如圖5所示，一對扇形的法蘭71g僅在對應於凸起71a的位置上從殼體71的外周壁向外延伸。法蘭71g的外周面與閥座件70的主體部分70a的外周面齊平，當單向閥33設置在容納室7c中時，該法蘭71g就與容納室7c的內表面接觸。法蘭71g構成了一個固定裝置和一個防止擴寬的裝置。法蘭71g和凸起71a位於殼體71上的同一軸向位置上。
連通孔71b從流動通道70f開始形成通過位於閥座70g的軸向相對側上的殼體71的外周壁。連通孔71b具有不平行於殼體71的軸線的直線側，但它卻是一個相對於殼體71的軸線對稱的等邊三角形，該三角形在對應閥座70g的一軸向位置上有一個頂點71c，在其相對的一側有一個底邊71d。這種連通孔71b設計容易，而且有效。
以這種方式形成的連通孔71b相對於閥件72從閥座70g的抬起量，連通孔71b的開口面積比在開口面積與閥件的抬起量成正比的情況下的連通孔的小。此外，如圖5所示，一個凸起71e從殼體71的內端面起向內延伸，而且，一個槽71h沿整個直徑方向設置在殼體71的外端面上。標號71i表示注射成型過程中使用的澆口痕跡。
如圖4、10和11所示，閥件72一般呈杯狀。如圖4、6A和6B所示，閥件72具有一個限定密封面72a的底面，當閥件72在一個方向滑動時該面72a能靠在閥座70g上，當它在另一個方向滑動時該面72a則離開閥座70g。如圖10所示，當閥件72的密封面72a安置在閥座件70的閥座70g上時，殼體71的連通孔71b的頂點71c與密封面72a重合。另一方面，當閥件72的密封面72a安置在閥座件70的閥座70g上時，與沿垂直於閥件72的密封面72a的方向進行延伸的圓周壁的上表面相比，殼體71的連通孔71b的底邊71d更靠近閥座件70。換言之，當密封面72a落座時，閥件72的外周面72f延伸超出連通孔71b。殼體71的內周面和閥件72的外周面72f之間的間隙範圍從幾十到二百μm。
如圖5所示，在避開凸起71e的位置上，孔71f形成於穿過殼體71的頂壁的槽71h中。這樣，如圖10所示，在閥件72後部的殼體71內部中形成有一個減振室71j。由於彈簧73被保持在閥件72的周壁的內側面和凸起71e的外側面之間，因此不會產生振動。如圖4所示，在閥件72的周壁的外周面72f的軸向中間區域中，具有一個當閥件72離開閥座70g時能夠與連通孔71b連通的環槽72b。該槽72b構成容易形成的導向裝置或導向通道。
閥件72能按如下的方法製造。如圖7所示，首先準備模組件，它包括一個具有一芯部75a的第一模件75，圍繞該芯部75a設置並在軸向延伸的分割面PL上可分開地相互耦合起來的第一和第二分開模件76和77；及一個設置成與芯部75a的頂面相對的第二模件78。第一和第二分開模件76和77具有軸向延伸並垂直於分開面PL的平面76a和77a，平面76a和77a面對形成於模組件內的室C。當封閉模組件時，第二模件78置於第一和第二分開模件76和77中，並可以軸向移動從而使模遠離芯部75a而打開模。熔化的樹脂被注入模室C，藉助於打開該模來得到閥件72。把這樣得到的閥件72與分開製造的元件例如閥件70、殼體71和彈簧73裝配起來，從而得到單向閥33。
如圖6A和6B所示，閥件72具有一對軸向延伸的平面72c，這些平面形成於相互相對的閥件72的外周面72f上。平面72c便於閥件72的夾緊並能防止它的不正確裝配。如圖8所示，平面72c還可以起這樣的作用，即模壓毛邊72d完全能被容納在一個如圖8所示的假想圓內，從而避免其粘在殼體71的內側面上所引起的有害作用，其中，模壓毛邊是在製造閥件72的過程中在模組件的分開面PL處從閥件72的周壁徑向向外突出並保持在其上的毛邊。另外，如圖9所示，在製造閥件72的過程中從密封面72a的圓周上徑向向外突出並保持在其上的模壓毛邊72d，也完全可以容納在如圖10所示的閥座件70的凹口70h內，從而避免由毛邊72d粘在閥座70g上所引起的有害作用。由於閥件72的密封面72a與閥座70g的接觸面積變小，因此閥座件70的凹口70h還有利於閥件72離開閥座70g。
此外，如圖6B所示，閥件72具有在周壁的頂面形成的、徑向延伸的槽72e。如果閥件72逆向安裝，由於槽72e的存在，單向閥33的功能就不能實現，因此在檢驗過程中能很容易地發現安裝錯誤。
如圖1所示，在因此而構造成的壓縮機中，在發動機EG工作的同時，皮帶輪22由該發動機EG通過皮帶B驅動旋轉，驅動軸12也被驅動。這樣，旋轉斜盤16進行擺動，從而使活塞19在汽缸孔1a中往復運動。因此，製冷迴路中的蒸發器EV中的冷卻氣體被吸進該壓縮機的吸入室7a中，然後進入汽缸孔1a，在汽缸孔1a中被壓縮，及排出到排出室7b。排出室7b中的冷卻氣體通過單向閥33和消音室1c排出到冷凝器CO中。
壓縮機以這種方式進行工作時，在排出壓力Pd的作用下，圖2所示的控制閥32通過進氣通道60、開口41b、軸孔52、開口41a和進氣通道58把冷卻氣體提供到排出室7b中，從而用吸入壓力Ps來平衡壓力敏感室44中的波紋管45的預定壓力，而吸入壓力Ps是在控制計算機的控制下通過壓力檢測通道57從吸入室7a中導入的。因此，曲柄室8中的壓力Pc增高或降低，從而改變施加到活塞19上的背壓，從而改變旋轉斜盤16的傾斜角度，因此使該壓縮的排出量在大致0％-100％的範圍變化。
如圖11所示，在單向閥33中，流過流動通道70f的、排出室7b中的高壓冷卻氣體作用在閥件72上，並克服彈簧73的偏壓力推動該閥件在另一個方向上進行滑動。這樣，密封面72a離開閥座件70的閥座70g，從而使流動通道70f與連通孔71b連通。因此，排出室7b中的高壓冷卻氣體通過消音室1c而排出到冷凝器CO中。
由於公差的需要，塑料模製產品的殼體71和閥件72在它們之間形成較大的間隙。在如圖12A所示的實施例中，當閥被完全關閉時，即閥件72的密封面72a安置在閥座70g上時，冷卻氣體不會從流動通道70f滲漏。
另外，如圖12b所示，當閥處於打開的初始階段，即閥件72的密封面72a稍稍離開閥座70g時，流動通道70f的出口和閥件72的密封表面72a之間的殼體71的區域通過殼體71的內表面和閥件72的外周面72f之間的間隙而與槽72b連通，槽72b可以通過殼體71的連通孔71b與殼體71的外部連通。因此，形成在閥件72的外周面72f上的槽72b作為一個引導裝置把冷卻劑引導到殼體71的外部，而該冷卻劑指的是，當閥件72離開閥座70g時，從流動通道70f的出口通過密封表面72a而滲漏到殼體71的內部的冷卻劑。這樣，能防止冷卻劑朝向閥件72背側的流動，並能防止閥件72背面的背壓增高，從而確保閥件72在打開的方向的滑動。結果，提升閥件72的壓差不會增大，單向閥33自身產生的壓力損失也會降到最小。
而且，如圖12C所示，當閥中的閥件72抬起到頂部死點時，即閥被完全打開時，閥件72背面的背壓的增高將不會引起任何問題，這是由於從流動通道70f流出的冷卻劑通過大大地敞開的連通孔71b流到殼體71的外部，而不是流過殼體71的內周面和閥件72的外周面72f之間的間隙。因此，閥件72背面的壓力的增高也不會產生任何問題。
本發明人就流率與壓差之間的關係的問題進行了試驗，並將本發明的具有帶槽72b的外周面72f的單向閥33與現有技術的只具有圖17A-17C所示的簡單外圓柱面83b的單向閥94做了比較。圖13表示得到的結果，其中，實的弧線A表示本發明，虛線B表示現有技術。在每個單向閥94和33中，閥件72或83在壓差S處開始打開，點畫線是根據一個計算公式得到的。從圖13中明顯看出與現有技術的壓縮機相比，按照本發明的壓縮機，可以減小壓力損失，從而更加逼近計算所得到的線C。
此外，當不需要製冷時，而發動機EG又工作時，控制計算機62所發出的指令，使得從驅動迴路61供給到控制閥32內的螺線管47的電流中斷。結果，閥件55a由彈簧56偏壓，因此控制閥32最大程度地被打開，排出室7b中的高壓冷卻氣體通過進氣通道60和58被導入曲柄室8。這樣，曲柄室8中的壓力增大，從而使旋轉斜盤16的傾斜角度改變到最小，由此，活塞19的衝程減小。結果使從汽缸孔1a進入到排出室7b的排出率降低，其結果是，單向閥33中斷流動通道70f和連通孔71b之間的連通。在這種方式中，當不需要製冷時，壓縮機的冷卻氣體的排出被單向閥33抑制，並且該壓縮機以接近零容積的最小容積驅動。少量的冷卻氣體沿包括汽缸孔1a、排出室7b、控制閥32、曲柄室8、吸入室7a、和汽缸孔1a在內的迴路進行再循環。
另一方面，當發動機EG不工作時，驅動軸12停止轉動，控制閥32不起作用。如圖10所示，通常在冷凝器CO一側上的高壓冷卻氣體推動單向閥33的閥件72經過連通孔71b，從而與彈簧73的偏壓結合產生沿一個方向滑動一樣的效果。相應地，密封面72a緊靠在閥座件70的閥座70g上，使流動通道70f與連通孔71b不連通。這樣，能防止作用於冷凝器CO一側的高壓冷卻氣體逆向流入排出室7b。
當該壓縮機停止工作時，由於設置有這種單向閥33的壓縮機能防止冷卻氣體的逆向流動，因此避免了液體冷卻氣體存留在該壓縮機中，這本身也能防止壓縮機中的壓力或溫度過分升高，從而延長了該壓縮機的使用壽命。
當發動機EG再次啟動時，驅動軸12被驅動旋轉，控制閥32工作。如圖11所示，單向閥33從排出室7b將高壓冷卻氣體排到冷凝器CO中。
在這種方式中，當發動機停止工作時，只有在排出室7b中獲得的冷卻氣體通過進氣通道60和58、開口41b和41a以及軸孔52被供給到曲柄室8，從而能防止逆向流動的冷卻氣體到達曲柄室8。因此，可以抑制曲柄室8中的壓力的升高，並且在重新啟動該壓縮機時，可以迅速地增大旋轉斜盤16的傾斜角度，以便迅速恢復壓縮機從最小容積到最大容積的狀態，從而實現瞬時製冷效果。
按照上述實施例的單向閥33，閥打開後壓力損失小，因此可以避免壓縮機和製冷迴路中的壓力損失，從而消除由此而產生的缺陷。
本發明的單向閥不局限於上述的一個實施例，應該明白，在本發明的精神實質和範圍內，可以做出很多改型。
權利要求
1.一種單向閥，它包括一個閥殼，它具有一個周壁，一個在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個在環繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個連通孔，該連通孔從所述流動通道開始形成通過所述閥座的軸向相對側上的所述周壁；一個閥件，它具有一個可軸向滑動地設置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；及一個引導裝置，它把流體導引到所述閥殼的外部，當所述閥件離開所述閥座時，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內部。
2.如權利要求1所述的單向閥，其特徵在於所述引導裝置包括一個在所述閥件中形成的引導通道，因此當所述閥件離開所述閥座時所述引導通道與所述連通孔連通。
3.如權利要求2所述的單向閥，其特徵在於所述閥件由樹脂製成，所述引導通道包括一個形成在所述閥件的所述外壁的外周面上的槽。
4.如權利要求3所述的單向閥，其特徵在於所述槽在整個圓周上環狀地形成於所述閥件的所述外壁的外表面上。
5.如權利要求1所述的單向閥，其特徵在於所述閥殼件包括一個第一殼體件，它具有所述流動通道和所述閥座；一個第二殼體件，它同軸地連接到所述第一殼體件上並具有所述連通孔，所述第一和第二殼體件一起形成了所述閥殼的所述周壁，所述閥件和所述推動件被設置在所述第二殼體件中。
6.如權利要求5所述的單向閥，其特徵在於所述第二殼體件一般呈杯狀。
7.一種製冷迴路，它包括一臺冷凝器；一臺蒸發器；一臺變容式壓縮機，它具有與冷凝器處於流體連通的排出室和與蒸發器處於流體連通的吸入室；和一個單向閥，它設置在所述壓縮機的所述排出室和所述冷凝器之間，所述單向閥包括一個閥殼，它具有一個周壁，一個在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個在環繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個連通孔，它相對於所述閥座形成通過位於所述流動通道的相對側上的所述周壁；一個閥件，它具有一個可軸向滑動地設置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；及一個引導裝置，它把流體導引到所述閥殼的外部，當所述閥件離開所述閥座時，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內部。
8.一種變容式壓縮機，它包括一個殼體，它具有多個汽缸孔；一個吸入室；一個排出室；多個活塞，它們可移動地設置在所述汽缸孔中；一個驅動軸；一個旋轉斜盤，它安裝到所述驅動軸上，因此所述旋轉斜盤可與所述驅動軸一起旋轉，並相對所述驅動軸傾斜；多個接頭，這些接頭可工作地將所述旋轉斜盤連接到所述活塞上，從而使氣體從所述吸入室吸入，在所述汽缸孔內壓縮並排出到所述排出室；及一個單向閥，它安裝在所壓縮機的所述殼體中，所述單向閥包括一個閥殼，它具有一個周壁，一個在所述周壁上形成有一入口和一出口的流動通道，一個在環繞所述出口的所述周壁上形成的閥座，和一個連通孔，它相對於所述閥座形成通過位於所述流動通道的相對側上的所述周壁；一個閥件，它具有一個可軸向滑動地設置在所述閥殼的所述周壁上的外壁，和一個密封面，該密封面可與所述閥座接合；一個推動件，它朝向所述閥座偏壓所述閥件；一個引導裝置，它把流體導引到所述閥殼的外部，當所述閥件離開所述閥座時，流體從所述流動通道的所述出口通過所述密封面而滲漏到所述閥殼的內部。
9.如權利要求8所述的壓縮機，其特徵在於所述壓縮機的所述殼體具有一個用於容納所述單向閥的容納室。
10.如權利要求9所述的壓縮機，其特徵在於所述容納室包括一個第一內壁部分和一個鄰接所述第一內壁部分的第二內壁部分，所述單向閥由所述第一內壁部分固定，並延伸到所述第二內壁部分，兩者之間具有一間隙，所述第二內壁部分具有一個外排出通道，該排出通道與所述連通孔處於流體連通。
11.如權利要求10所述的壓縮機，其特徵在於所述閥殼件包括一個第一殼體件，它具有所述流動通道和所述閥座；一個第二殼體件，它同軸地連接到所述第一殼體件上並具有所述連通孔，所述第一和第二殼體件一起形成了所述閥殼的所述周壁，所述閥件和所述推動件被設置在所述第二殼體件中。
12.如權利要求11所述的壓縮機，其特徵在於所述第一殼體壓配在所述第一內壁部分中。
13.如權利要求8所述的壓縮機，其特徵在於所述驅動軸以無離合器的方式可工作地連接到外部驅動源上。
14.如權利要求8所述的壓縮機，其特徵在於進一步還包括一個曲柄室，它設置在所述壓縮機的所述殼體內，其內設置所述旋轉斜盤；一個引入通道，它在所述排出室和所述曲柄室之間延伸；一個抽吸通道，它在所述曲柄室的所述吸入室之間延伸；及一個控制閥，它設置在所述引入通道和所述抽吸通道中的一個內，從而控制所述旋轉斜盤的傾斜角度，從而控制所述壓縮機的容積。
15.如權利要求14所述的壓縮機，其特徵在於所述壓縮機可實現大致為0％的容積。
全文摘要
一種變容式壓縮機具有一個旋轉斜盤,多個在汽缸孔中往復運動的活塞,一個吸入室,和一個排出室。單向閥設置在壓縮機中。該單向閥具有一個帶一流動通道和一閥座的閥座件,一連接到閥座件上的殼體,及一設置在殼體內與閥座相配合的閥件。殼體具有一個貫通地形成的連通孔,從而允許氣體通過連通孔從流動通道流到迴路的外部中。一個形成在閥件的外周面上的環槽允許滲漏氣體從閥件和閥殼之間的間隙流到閥殼的外部。
文檔編號F16K15/14GK1276493SQ00120029
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月7日 優先權日1999年6月7日
發明者南和彥, 今西嶽史, 粥川浩明, 木村一哉, 兼重雄二 申請人:株式會社豐田自動織機製作所