CN101319672B - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

提供一种涡旋压缩机，在将对旋转涡盘与框架之间进行密封的密封圈收纳于设置在框架上的槽内的构造中，伴随压缩机的小型化，有必要对框架进行宽度很窄的槽加工。该涡旋压缩机在密闭容器内具有：在镜板上设有涡旋状盖板的固定涡盘以及旋转涡盘、和具有对使旋转涡盘旋转的主轴进行轴支撑的主轴承的框架，其中，涡旋压缩机具备：背压室，其位于旋转涡盘的镜板背面部；密封机构，其对背压室和主轴承的周边部的空间进行密封；密封机构安装部，其设于框架的上表面，以与插入主轴的旋转涡盘的旋转轮毂部的端面相对；密封支撑机构，其在密封机构安装部配置密封机构，密封支撑机构具有支撑密封机构的支撑部和用于使密封机构与旋转镜板背面部接触的弹性部。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及在冷冻空调装置以及空气压缩装置等中使用的涡旋压缩机。

背景技术

作为以往的涡旋压缩机，专利文献1(日本特开2004-270599号公报)中有所公开。在密闭容器内收纳有涡旋压缩机构部和电动机。涡旋压缩机构部具备：固定涡盘，其在圆板状镜板上具有涡旋状的盖板(lap)；旋转涡盘，其在圆板状镜板上形成有涡旋状的盖板。固定涡盘的盖板和旋转涡盘的盖板在互相啮合的状态下形成压缩室。

旋转涡盘在与设有盖板的镜板面相反的面(背面)上具备旋转轮毂部，所述旋转轮毂部设有与传递旋转力的主轴的偏心轴部卡合的旋转轴承部。固定涡盘通过螺栓被结合于具有主轴承的框架，旋转涡盘在其中旋转。

专利文献1所述的涡旋压缩机具有密封机构，该密封机构对形成于旋转涡盘的镜板背面部的背压室和主轴承侧周边部的排出空间进行密封。在与旋转轮毂部的端面相对的框架中央部的端面形成有凹状的槽，在该槽内设有密封机构，该密封机构组合了如下两个部分：一是密封圈(seal ring)，二是板簧，该板簧用于使该密封圈贴紧在旋转涡盘的镜板背部部。

密封圈设有合口部，用于吸收密封圈自身的热膨胀以及公差的影响。压缩机运转时，因旋转轮毂部的端面滑动，密封圈在摩擦力的作用下有可能变形。另外，由于背压室和主轴承侧周边部的排出空间的压力差，可能使密封圈变形。因此，通过将密封圈组装进在密封圈的宽度上设有富余区域的槽，从而抑制密封圈变形。

专利文献1：日本特开2004-270599号公报

在所述专利文献1记载的涡旋压缩机中，为了可靠地确保实现密封性，装入密封圈的槽的加工很重要。在比较大型的压缩机中，受尺寸制约的可 能性很低，但是，若要在小型、低价的压缩机实现，有以下列举的问题。

为了确保密封机构的密封性以及对于由滑动引起的磨损的可靠性，有必要提高槽的加工精度、特别是表面粗糙度。但是如果想在小型压缩机上采用上述构造，实际的槽的宽度狭窄，精密加工很困难。另外还有需要加工时间，或产生频繁的刀具更换等加工性低的问题。另外，必须将旋转涡盘的旋转轮毂部、用于防止自转的欧氏环以及主轴配置在框架内的有限空间内，并且为了确保加工精度，还必须确保装入密封圈的槽与主轴承之间的壁厚，存在设计自由度低的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供一种容易进行机器加工，并且能够通过简单的构造提高密封性的涡旋压缩机。

为了达成上述目的，本发明的特征在于，在密闭容器内具有：在镜板上设有涡旋状盖板的固定涡盘以及旋转涡盘、和具有对使该旋转涡盘旋转的主轴进行轴支撑的主轴承的框架，其中，所述涡旋压缩机具备：背压室，其位于所述旋转涡盘的镜板背面部；密封机构，其对该背压室和所述主轴承的周边部的空间进行密封；密封机构安装部，其设于所述框架的上表面，以与插入所述主轴的所述旋转涡盘的旋转轮毂部的端面相对；密封支撑机构，其在该密封机构安装部配置所述密封机构，所述密封支撑机构具有：支撑所述密封机构的内周侧并具有直立部的支撑部、和用于使所述密封机构与旋转镜板背面部接触的弹性部，所述密封机构的外周侧被所述密封机构安装部支撑在所述框架上，所述密封机构的内周侧被所述直立部支撑在所述密封支撑机构上。

根据本发明，可以通过简单的构造提高密封性，容易进行机械加工。从而，能够应对小型化。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的涡旋压缩机的截面图；

图2是图1中的主要部分的放大图；

图3是密封圈70和密封支撑机构80的外观立体图；

图4是密封支撑机构80的俯视图；

图5是表示密封支撑机构80被插入槽34的状态的立体图；

图6是固定涡盘10的俯视图；

图7是旋转涡盘20的俯视图。

图中，

1—密闭容器；2—涡旋压缩机构部；3—电动机；4—主轴；5—偏心轴部；6—欧氏环；7—压缩空间；10—固定涡盘；11、22—盖板；12—底部；13—凸缘部；14—排出口；15—吸入口；20—旋转涡盘；21—圆板状镜板；23—轮毂部；30—框架；31—平面部；32—主轴承；33—背压室；34—槽；50—供油泵；60—排油管；70—密封圈；80—密封支撑机构；80a—支撑部；80b—弹性部；90—定子；100—转子。

具体实施方式

以下说明本发明的实施例。图1是本发明的一个实施例的涡旋压缩机的截面图，图2是图1中的主要部分的放大图。密闭容器1内收纳有涡旋压缩机构部2以及驱动此涡旋压缩机构部2的电动机3。涡旋压缩机构部2具有固定涡盘10和旋转涡盘20。如图1及图6所示，固定涡盘10具有：从底部12直立起来的涡旋状的盖板11、和在底部12的周围高度与盖板11的前端部相同的平面即凸缘部13。如图1及图7所示，旋转涡盘20具有：圆板状的镜板21；从该镜板21立起、与固定涡盘10的盖板11啮合使用的涡旋状的盖板22；和具有与连结于主轴4设置的偏心轴部5卡合的旋转涡旋轴承的轮毂部23。主轴4的前端部插入于该轮毂部23。

框架30具有在旋转涡盘20旋转运动的空间的周围设置的平面部31和主轴4贯通的主轴承32。框架30与固定涡盘10抵接于框架30的平面部31与固定涡盘10的凸缘部13，两者由多个螺栓24联结。涡旋压缩机构部2为了使旋转涡盘20相对于固定涡盘10做旋转运动而不进行自转，在框架30与旋转涡盘20之间设有欧氏环6。

电动机3由定子90和旋转自如地配置于该定子90的内周侧的转子100构成。转子100上固定有主轴4，通过转子100的旋转，电动机3的驱动力通过主轴4传递到旋转涡盘20。

在密闭容器1的底部设有被轴承支撑板110分隔开的积油部120。在该积油部120存储有对旋转部分进行润滑的润滑油。在轴承支撑板110上 安装有轴承箱体111，该轴承箱体111内部配置有球面轴承112。并且，球面轴承112的圆筒孔中插入主轴4，支撑该主轴4使其可以旋转。在积油部120设有用于向轮毂部23及主轴承32等供应润滑油的供油泵50。供油泵50连接于主轴4，通过电动机3使主轴4旋转，从而作为泵发挥作用。

在主轴4上，在大致轴方向上形成有贯通主轴4的供油路4a和连通于该供油路4a的横供油孔4b。该横供油孔4b在主轴4的外周面开口，连通该开口部和供油路4a。如果主轴4被电动机3驱动而旋转，则供油泵50工作，吸起积油部120内的润滑油。润滑油经过供油路4a从横供油孔4b排出，润滑主轴4和主轴承32。进一步，润滑油在供油路4a上升，从主轴4的上端排出，对具备旋转涡旋轴承的轮毂部23进行润滑。

在框架30安装有弯曲成L字型的排油管60。安装于框架30的排油管60的一端侧，导入对轮毂部23及主轴承32等进行润滑的润滑油，排油管60将导入的润滑油引向下方。排油管60的另一端侧向定子90开口，将润滑了轮毂部23及主轴承32等的润滑油导向定子90的上部。因为定子90有线圈，所以优选排油管60的至少表面和定子90侧端部由绝缘材料构成。另外，由于排油管60也附着有制冷剂，所以优选使用耐制冷剂的材料。

固定涡盘10在其底部12具有：在涡旋状盖板11的中心开口的排出口14；与密闭容器1的外部连接，在盖板11的外周部开口的吸入口15；以及连通压缩空间7和密闭容器1内的排出侧压力空间113的安全孔114。该安全孔114，如图6所示形成有多个。另外，在固定涡盘10安装有开闭安全孔114的安全阀115。当压缩空间7的压力高于排出侧压力空间113的压力时，该安全阀115打开，防止制冷剂气体的过压缩，降低固定涡盘10与旋转涡盘20要分离的分离力。

涡旋压缩机构部2从吸入口15吸入制冷剂气体，将该制冷剂气体封入在由两涡盘的盖板11、22，底部12，凸缘部13形成的压缩空间7中。开闭阀15a是开闭吸入口15的阀。而且，随着旋转涡盘20的旋转运动，压缩空间7在向中心移动的同时其容积逐渐减小。伴随着压缩空间7的容积的减小，被封闭于压缩空间7的制冷剂气体被压缩，最后，被压缩的制冷剂气体从排出口14向密闭容器1内的排出侧压力空间113排出。

在相对于旋转涡盘20的圆板状镜板21与盖板22侧相反的背面侧，由框架30与旋转涡盘20形成背压室33。若利用涡旋压缩机构部2压缩制冷剂气体，则会产生固定涡盘10与旋转涡盘20要分离的分离力。设置该背压室33是为了降低分离力。

向背压室33导入从排出口14排出的排出压和从吸入口15吸入的吸入压的中间的压力，产生将旋转涡盘20按压向固定涡盘10侧的按压力，对抗压缩空间7内的由压缩气体引起的分离力而使其降低。另外，在固定涡盘10上，以与背压室33连通的方式设有背压控制阀140，该背压控制阀140在背压室33内的压力与吸入压的压力差超过规定值时进行打开控制。如果背压控制阀140打开控制，则背压室33内的压力被导入吸入压区域。

下面对导入背压室33的压力进行说明。从排出口14向排出侧压力空间113排出的制冷剂气体中含有高压的润滑油。向排出侧压力空间113排出的制冷剂气体通过在固定涡盘10以及框架30的外周部形成的槽(图中未表示)，进入到电动机3侧。进入电动机3侧的制冷剂气体通过形成于定子90的槽(图中未表示)、定子90的线圈、定子90与转子100的间隙等。在该过程中，制冷剂气体与电动机3的各部分发生碰撞，分离其中含有的润滑油。被分离了的润滑油在吸取各部分热量的同时向下掉落，从形成于轴承支撑板110上的通气孔110a进入积油部120。另外，进入到电动机3侧的制冷剂气体，从排出管130向外部排出。

另外，制冷剂气体通过通气孔110a也流入积油部120，收纳电动机3的空间的润滑油也通过通气孔110a流入积油部120。

溶入制冷剂气体的润滑油如前所述，在供油泵50的泵作用下通过主轴4内部的供油路4a，从横供油孔4b出来，润滑主轴4和主轴承32。进而，润滑油在供油路4a上升，从主轴4的上端排出，对具备旋转涡旋轴承的轮毂部23进行润滑。润滑了轮毂部23内的旋转涡旋轴承的润滑油，从主轴4的外周和轮毂部23内周的旋转涡旋轴承之间，流向框架30的上表面30a，对轮毂部23的下端部和框架30的上表面30a进行润滑。该润滑油进一步向上表面30a的外周侧移动，流入背压室33。由于主轴4的外周和轮毂部23的内周之间变窄，所以由于压力损失使流入背压室33的润 滑油的压力降低。另外，从流入该背压室33的润滑油分离出来的制冷剂气体的压力比排出压力低。

下面利用图2～图5，说明对在框架30设置的主轴承32上部周边部的空间和背压室33进行密封的构造。

图3是密封圈70和密封支撑机构80的外观立体图，图4是密封支撑机构80的俯视图，图5是表示密封支撑机构80被插入槽34的状态的立体图。

在框架30设置的主轴承32的上部周边部形成有密封机构安装部，该密封机构安装部是从框架30的面凹陷进去的槽状空间。在本实施例中，通过对框架30进行钻孔加工而形成的槽34是密封机构安装部。在槽34设有密封圈70，该密封圈70对设于框架30上的主轴承32的上部周边部的空间和背压室33进行密封。如图3所示，密封圈70的接合部分是形成为台阶状的合口部70a，沿主轴4的旋转轴方向与轮毂部23的端部紧密接合，沿着该旋转轴方向不产生空隙，密封圈70的外周部与槽34的外周壁密接，以使在该旋转轴的半径方向上也不产生空隙。

密封圈70(密封机构)由密封支撑机构80支撑。如图2所示，密封支撑机构80具有截面形状呈L字状的支撑部80a和从该支撑部80a朝向下方(插入槽34的一侧)曲折的弹性部80b。如图3及图4所示，支撑部80a具有平坦部81和从该平坦部81直立起的直立部82，截面形状呈L字状。弹性部80b从平坦部81被切口，在直立部82向着下方(插入槽34的一侧)曲折。

密封圈70的下侧被载置于支撑部80a的平坦部81，内周侧被支撑部80a的直立部82支撑。密封圈70的上侧与旋转涡盘20的轮毂部23(端部)相接，对主轴承32的上部周边部的空间和背压室33进行密封。因此，支撑部80a的直立部82采用尺寸低于密封圈70的高度尺寸的构造。即，如图2所示，令“支撑部80a的高度(直立部的高度)h＜密封圈70的高度H”。并且在径向上，也采用支撑部80a的平坦部81尺寸窄于密封圈70的宽度尺寸的构造。即，令“支撑部80a的宽度(平坦部81的宽度)w＜密封圈70的宽度W”。另外，密封支撑机构80在被插入槽34的状态下，如图2及图5所示，使支撑部80a的上端部不从框架30的上表面30a 突出。如此，因为密封支撑机构80不与框架30和旋转涡盘20直接接触，所以可以防止磨损。

用于使密封圈70与旋转镜板背面侧的轮毂部23密接的弹性部80b，如上所述，从平坦部80c被切口，向着下方(插入槽34的一侧)曲折。因为弹性部80b插入于槽34，所以弹性部80b的形状配合于槽34的形状。即，考虑到槽34的径向上的长度，形成弹性部80b的径向上的长度，另外，曲折角度也可以考虑槽34的深度以及密封圈70与轮毂部23的接触状态。在本实施例中，通过使密封支撑机构80形成为匹配于槽34的形状，使得密封圈70变得不容易发生位置偏移。

由于密封圈70被密封支撑机构80支撑，所以密封圈70处于从槽34底部浮起的状态。以往由于密封圈直接插入槽中，所以为了确保密封性，要求槽的高加工精度。特别是在小型压缩机中，由于槽很小，所以提高槽的加工精度很困难。在本实施例中，由于没有必要提高槽的加工精度，所以能够容易进行机械加工，可以应对压缩机的小型化。密封支撑机构80由于可以通过板金加工来制作，所以与机械加工槽34相比，可以制造具有绝对优势的低价构件。

另外，弹性部80b虽然设有平面的脚，但是为了抑制磨损，也可以设置如图4所示的端部呈圆弧状的圆弧部84。另外，虽然在本实施例中将弹性部80b设为5个，但弹性部80b的数量不限于5个，可以适当设定。可以通过弹性部80b的数量调整弹性力。

另外，在本实施例中，虽然遍及全周设置支撑部80a，但也可以不在全周上设置。只要有能支撑密封圈70的作用，也可以是在周方向上分为多个段的构造。并且也可以使密封圈70的接合部相对于半径方向或轴方向具有一定角度，使其成为难以变形的形状，防止密封圈变形。

如上所述，根据本实施例，在可以容易地进行机械加工的同时，可以通过简单的构造提高密封性。

Claims (4)

1.一种涡旋压缩机，其在密闭容器内具有：在镜板上设有涡旋状盖板的固定涡盘以及旋转涡盘、和具有对使该旋转涡盘旋转的主轴进行轴支撑的主轴承的框架，其中，

所述涡旋压缩机具备：背压室，其位于所述旋转涡盘的镜板背面部；密封机构，其对该背压室和所述主轴承的周边部的空间进行密封；密封机构安装部，其设于所述框架的上表面，以与插入所述主轴的所述旋转涡盘的旋转轮毂部的端面相对；密封支撑机构，其在该密封机构安装部配置所述密封机构，

所述密封支撑机构具有：支撑所述密封机构的内周侧并具有直立部的支撑部、和用于使所述密封机构与旋转镜板背面部接触的弹性部，

所述密封机构的外周侧被所述密封机构安装部支撑在所述框架上，所述密封机构的内周侧被所述直立部支撑在所述密封支撑机构上。

2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，

所述支撑部的高度比所述密封机构的高度低。

3.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，

所述支撑部的宽度比所述密封机构的宽度窄。

4.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，

在所述密封机构安装部设置的密封圈的合口部是沿着所述主轴的旋转轴方向相接的构造。

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