CN102200126B - 一种卧式涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

一种卧式涡旋压缩机，包括在密闭容器内包容的压缩机构、电动机构、传动机构、支撑机构和挡板，密闭容器上设有吸气管和排气管，供油系统由挡板、泵油装置和供油通道组成。挡板的外径小于密闭容器内径，在挡板外径与密封容器内径之间形成环形缝隙，挡板下部设有油通道，挡板固定安装在密闭容器内下支撑的下端面上，挡板将密闭容器分隔为电机腔和储油腔。排气管设置在密闭容器被挡板分隔成的储油腔的侧面的中部，排气管与储油腔相连通。本发明的优点是在立式涡旋压缩机基础上仅增加了挡板和新的排气管、吸油管就解决了其横卧使用的供油问题，且其外形高度最小，结构简单、制造方便、成本低。

Description

一种卧式涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机领域，尤其涉及将立式涡旋压缩机改为卧式涡旋压缩机技术。

背景技术

根据放置方式的不同，涡旋压缩机可以分为曲轴立式布置的立式涡旋压缩机和曲轴横向布置的卧式涡旋压缩机。其中卧式涡旋压缩机主要应用在大巴、地铁、列车等高度空间受限的领域。

现有技术的立式涡旋压缩机不能横向放置使用，主要原因是供油问题不能解决。现有技术的立式涡旋压缩机如CN 200910118479.8公开的，包括在密闭容器内包容压缩机构、电动机构、传动机构和支撑机构。密闭容器由上盖、壳体和下盖组成。排气管位于壳体上，吸气管位于上盖上。压缩机构包括定涡旋和动涡旋。在动涡旋背板处设有控制给送润滑油量装置，包括油孔和销。电动机构包括电机定子和电机转子。传动机构包括曲轴。支撑机构包括上支撑和下支撑。在曲轴下端部安装有带有搅油片的吸油管，吸油管与曲轴偏心孔相连通。曲轴与电机转子通过热装方式固定在一起。当电机转子在电机定子的电磁力作用下旋转时，带动曲轴旋转。曲轴偏心孔相当于一个离心泵的作用，位于压缩机体下部的冷冻油首先被搅油片搅入吸油管，然后在曲轴偏心孔旋转形成的离心力的作用下向上流动，再通过供油孔对各部件进行润滑。

现有技术的卧式涡旋压缩机，如CN 200710112285.8和日本特开平5-126072号专利公开的那样，其供油技术是在密封容器内设置支承板，该支承板将密闭容器分为第一空间和第二空间，并对下支撑进行支承。第一空间包括压缩机构部和电动机部，第二空间包括冷冻油和排气管。在压差隔离板下部设置油通道，上部设置气体通道。当冷媒气体通过吸气管、压缩机构部和电动机构部流经压差隔离板时，通过压差隔离板上部的气体通道，再由排气管排出。由于气体通道的阻碍作用使得第二空间的压力略小于第一空间的压力，从而使位于第一空间底部的油由于压差的作用流入第二空间。同时，在曲轴轴端部设有油泵，将第二空间内的油抽吸到润滑部件处。

现有技术的不足是：

1、卧式涡旋压缩机排气管口位置在壳体上方，使得排气管上端部高出壳体的最高点，从而增加了整机的高度，使用空间受到限制；

2、立式涡旋压缩机的高度限制了他的应用范围；

3、将现有立式涡旋压缩机改造为卧式涡旋压缩机使用时，不能设置现有卧式涡旋压缩机的支承板，因为现有卧式涡旋压缩机的支撑板与下支撑成一个整体安装在壳体上，而下支撑处轴承的中心与上支撑处轴承的中心又有着非常严格的同轴度要求，因此不能使用；同时还需要在曲轴轴端部增加额外的油泵来保证供油，增加了结构复杂性和成本。

发明内容

本发明的目的是在不改变立式涡旋压缩机现有生产工艺的基础上，将立式涡旋压缩机改造为卧式涡旋压缩机使用，使其具有简单、可靠的供油系统和总体高度达到最小。

本发明的技术方案是：一种卧式涡旋压缩机，包括横向放置的立式涡旋压缩机，横向放置的立式涡旋压缩机包括在密闭容器内包容的压缩机构、电动机构、传动机构和支撑机构，密闭容器上设有吸气管和排气管；压缩机构包括定涡旋和动涡旋；电动机构包括电机定子和电机转子；传动机构包括曲轴，曲轴上有曲轴偏心孔和供油孔，曲轴端部接有吸油管，吸油管与曲轴偏心孔连通；支撑机构包括上支撑和下支撑；其特征是所述卧式涡旋压缩机还包括挡板，所述挡板为圆环型板，圆环型板的中心孔与下支撑中心的轴套外径紧密配合，圆环型板的外径小于密闭容器内径，在挡板外径与密封容器内径之间形成环形缝隙，挡板下部设有油通道，挡板固定安装在密闭容器内下支撑的下端面上，挡板将密闭容器分隔为电机腔和储油腔；所述排气管设置在密闭容器被挡板分隔成的储油腔的侧面的中部，排气管与储油腔相连通，排气管伸入储油腔内的部分，管口朝上且高出储油腔内冷冻油最高油面，与密封容器顶部的距离为5～15mm，排气管伸出密闭容器外的管口朝向为水平方向或向上方向；所述吸油管伸入储油腔内冷冻油的最低油面以下。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板外径与密封容器内径之间形成的环形缝隙的面积大于等于排气管的流通面积，小于等于10倍的排气管流通面积。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板下部油通道的面积为挡板面积的0.3～1.5％。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板下部油通道为圆形、弓形或扇环形。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述排气管是L型管或U型管。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述排气管伸入储油腔内的管的上端部设有带油孔，带油孔直径为1mm～5mm。

本发明所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述吸油管为倒置的L型管，L型管的水平管口与曲轴偏心孔连通，L型管竖管管口伸入储油腔内冷冻油的最低油面以下。

本发明的卧式涡旋压缩机的供油过程如下：当卧式涡旋压缩机通电后，固定在密封容器内部的电机定子与电机转子相互作用产生旋转磁场，电机转子在电磁力作用下产生旋转运动，由于电机转子与曲轴依靠热装等方法固定在一起，因此电机转子的转动带动曲轴转动。曲轴作为一种传动装置，其中心部与电机转子固定在一起，上端偏心部与动涡旋的轴套相接触。当曲轴旋转时，其上端偏心部做圆周运动，进而带动动涡旋运动。动涡旋的运动通常将动涡旋齿与定涡旋齿之间的空间分为三个腔，分别为吸气腔、压缩腔和排气腔。低温低压的冷媒气体从吸气管进入吸气腔，经压缩腔压缩后，最终由排气腔排到电机所在腔体内，从而使电机腔充满高温高压的气体。这些冷媒气体通过挡板与密封容器之间的缝隙进入到储油腔，再由位于储油腔内的排气管排出压缩机外。由于挡板外径与密封容器内径之间环形缝隙的阻力作用，使得冷媒气体通过时发生压力损失，该压力损失使电机腔的压力稍高于储油腔的压力，从而使位于电机腔底部的冷冻油流入储油腔内，使得储油腔的油面高度高于电机腔的油面高度，其油面差的大小与挡板产生的压力损失量相对应。而压力损失量的大小与气体通道的面积、排气压力、吸气压力、制冷剂气体的循环量等有关。吸油管呈L型布置，其下端浸入到储油腔的最低油面以下，上端与曲轴偏心孔密封连接。这样即使储油腔只有少量油时，也能保证冷冻油通过吸油管吸入曲轴内部的油道内。动涡旋背板处降压结构和曲轴偏心孔共同组成泵油装置。该降压机构与立式涡旋压缩机中的控制给送润滑油量装置结构一致，由一个连通压缩机吸气侧空间和曲轴上端面空间的油孔以及油孔内的圆柱销构成。由于曲轴上端面空间的压力远远大于吸气侧空间的压力，因此曲轴上端面空间冷媒和油的混合介质通过上述圆柱销与油孔之间的环形缝隙流动到吸气侧空间，造成了曲轴上端面空间压力的下降，这里为降压结构。而曲轴偏心孔相当于一个离心泵的作用，一端与曲轴上端面连通，另一端与吸油管连通。在压缩机运转时，由于泵油装置的抽吸作用，使得冷冻油通过吸油管从储油腔内抽吸到曲轴的偏心孔，在通过位于曲轴上的供油孔，流动到各润滑部位。

本发明的优点是，在立式涡旋压缩机基础上仅增加了挡板和新的排气管，吸油管就解决了其横卧使用的供油问题，且其外形高度保持到最小，结构简单、制造方便、成本低，而且保证了其横卧使用时工作的可靠性。

附图说明

本发明共有4幅附图。其中：

图1是现有技术立式涡旋压缩机的结构示意图

图2是本发明的卧式涡旋压缩机的结构示意图

图3是本发明的卧式涡旋压缩机的吸油管与挡板的安装示意图

图4是本发明的卧式涡旋压缩机的排气管安装示意图

附图标号说明如下：

1是吸气管；2是上盖；3是定涡旋；4是动涡旋；5是曲轴上端面空间；6是油孔；7是圆柱销；8是第一供油孔；9是上支撑；10是第二供油孔；11是曲轴；12是曲轴偏心孔；13是电机定子；14是电机转子；15是壳体；16是第三供油孔；17是下支撑；18是电机腔；19是挡板；20是吸油管；21是储油腔；22是排气管；23是冷冻油；24是下盖；25是环形缝隙；26是中心孔；27是油通道；28是光孔；29是带油孔；30是立式涡旋压缩机排气管；31是立式涡旋压缩机搅油片；32是立式涡旋压缩机吸油管。

具体实施方式

下面结合附图的实施例对本发明作进一步说明。

如附图2所示卧式涡旋压缩机，是将立式涡旋压缩机横向放置，横向放置的立式涡旋压缩机包括在密闭容器内设置的压缩机构、电动机构、传动机构和支撑机构。密闭容器由上盖2、壳体15、下盖24组成。上盖2上设有吸气管1，下盖24上设有排气管22。压缩机构包括定涡旋3和动涡旋4；电动机构包括电机定子13和电机转子14；传动机构包括曲轴11，曲轴11上有曲轴偏心孔12和第一供油孔8、第二供油孔10和第三供油孔16，曲轴11端部接有吸油管20，吸油管20与曲轴偏心孔12连通；支撑机构包括上支撑9和下支撑17。供油系统由挡板19、泵油装置和供油油道组成。

挡板19为圆环型板，圆环型板的中心孔26与下支撑17中心的轴套外径紧配合，下支撑17中心轴套凸出部分穿过挡板19的中心孔26。圆环型板的外径小于密闭容器内径，在挡板19外径与密封容器内径之间形成环形缝隙25，环形缝隙25的面积大于等于排气管22的流通面积，小于等于10倍的排气管22流通面积，挡板19下部设有油通道27，油通道27的形状为圆形、弓形或扇环形，油通道的面积为挡板面积的0.3～1.5％；挡板19还设有4个光孔28，4个光孔28均布在挡板19上，通过4个光孔28内的螺栓将挡板固定在下支撑17的下端面上，挡板19将密闭容器分隔为电机腔18和储油腔21。

泵油装置包括动涡旋背板处降压结构和曲轴偏心孔12。降压结构由动涡旋背板处的油孔6以及安装于油孔内的圆柱销7组成。曲轴偏心孔12为一个与曲轴中心偏离一定距离的圆形孔，一端与曲轴上端面空间5连通，另一端与吸油管20连通。

供油通道包括吸油管20、曲轴偏心孔12、第一供油孔8、第二供油孔10和第三供油孔16。吸油管20呈倒置L型，其下端浸入到储油腔21的最低油面以下，上端与曲轴偏心孔12连通。第一、二和三供油孔8、10、16分别位于曲轴11与轴承接触部位。

排气管22为U型管或L型管，排气管22安装示意图如附图4所示。排气管22与储油腔21相连通，伸入储油腔21内的排气管部分，管口朝上且距离密封容器顶部5～15mm，其上端侧面设置带油孔29，带油孔直径为1mm～5mm。伸出储油腔外的排气管部分，若排气管22为U型管，则管口朝上；若排气管22为L型管，则管口呈水平方向。

上述卧式涡旋压缩机的供油过程如下：当压缩机通电后，固定在密封容器内部的电机定子13与电机转子14相互作用产生旋转磁场，电机转子14在电磁力作用下产生旋转运动，由于电机转子14与曲轴11依靠热装方法固定在一起，因此电机转子14的旋转带动曲轴11旋转。曲轴11上端偏心部插入动涡旋4的轴套内。当曲轴11旋转时，其上端偏心部做圆周运动，进而带动动涡旋4进行圆周运动。动涡旋4与定涡旋3相互啮合时，涡旋齿之间围成3个空腔，从外到内依次为吸气腔、压缩腔和排气腔。冷媒气体从吸气管1进入吸气腔，经压缩腔压缩后，最终由排气腔排出到电机所在腔体内，从而使电机腔18内充满着高温高压的冷媒气体。这些冷媒气体通过挡板19与壳体15之间的环形缝隙25进入到下盖24与挡板19所围成的储油腔21内。由于挡板19的阻力作用，冷媒气体的压力降低后由排气管22排出到密封容器外。由于储油腔21的压力低于电机腔18的压力，因此位于电机腔18底部的冷冻油流入储油腔21内，使得储油腔21的油面高度高于电机腔18的油面高度，从而保证了储油腔21内有足够的冷冻油23。在动涡旋4背板处设有一个降压结构，该降压结构由油孔6和圆柱销7组成。油孔6的一端与吸气侧相连通，另一端与曲轴上端面空间5相连通，在油孔6内装有一个圆柱销7。由于曲轴上端面空间5的压力远远大于吸气侧空间的压力，因此通过上述油孔6与圆柱销7之间的环形缝隙25，使曲轴上端面空间5压力下降。曲轴11内部设有偏心孔12，该偏心孔12一端与曲轴上端面空间5连通，另一端与吸油管20连通。当曲轴11旋转时，曲轴偏心孔12相当于一个离心泵的作用。位于储油腔21的冷冻油23由于动涡旋4背板处降压结构与曲轴偏心孔12的共同作用通过吸油管20流入曲轴偏心孔12，在通过位于曲轴上的供油孔8、10、16进入曲轴11与轴套之间的空隙，进而达到润滑的目的。

Claims (7)

1.一种卧式涡旋压缩机，是将立式涡旋压缩机横向放置，横向放置的立式涡旋压缩机包括在密闭容器内包容的压缩机构、电动机构、传动机构和支撑机构，密闭容器上设有吸气管（1）和排气管（22）；压缩机构包括定涡旋（3）和动涡旋（4）；电动机构包括电机定子（13）和电机转子（14）；传动机构包括曲轴（11），曲轴（11）上有曲轴偏心孔（12）和供油孔（8、10、16），曲轴（11）端部接有吸油管（20），吸油管（20）与曲轴偏心孔（12）连通；支撑机构包括上支撑（9）和下支撑（17）；其特征是所述卧式涡旋压缩机还包括挡板（19），所述挡板（19）为圆环型板，圆环型板的中心孔（26）与下支撑（17）中心的轴套外径紧配合，圆环型板的外径小于密闭容器内径，在挡板（19）外径与密封容器内径之间形成环形缝隙（25），挡板（19）下部设有油通道（27），挡板（19）固定安装在密闭容器内下支撑（17）的下端面上，挡板（19）将密闭容器分隔为电机腔（18）和储油腔（21）；所述排气管（22）设置在密闭容器被挡板分隔成的储油腔（21）的侧面的中部，排气管（22）与储油腔（21）相连通，排气管（22）伸入储油腔（21）内的部分，管口朝上且高出储油腔内冷冻油最高液面，与密封容器顶部的距离为5～15mm，排气管（22）伸出密闭容器外的管口朝向为水平方向或向上方向；所述吸油管（20）伸入储油腔（21）内的冷冻油最低油面以下。

2.根据权利要求1所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板（19）外径与密封容器内径之间形成的环形缝隙（25）的面积大于等于排气管（22）的流通面积，小于等于10倍的排气管（22）流通面积。

3.根据权利要求2所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板（19）下部油通道（27）的面积为挡板（19）面积的0.3～1.5%。

4.根据权利要求2所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述挡板下部油通道（27）为圆形、弓形或扇环形。

5.根据权利要求1所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述排气管（22）是L型管或U型管。

6.根据权利要求5所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述排气管（22）伸入储油腔（21）内的管的上端部设有带油孔（29），带油孔（29）直径为1mm～5mm。

7.根据权利要求1所述的卧式涡旋压缩机，其特征是所述吸油管（20）为倒置的L型管，L型管的水平管口与曲轴偏心孔（12）连通，L型管竖管管口伸入储油腔（21）内冷冻油的最低油面以下。

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