CN102725528A

CN102725528A - 流体机械

Info

Publication number: CN102725528A
Application number: CN2011800075591A
Authority: CN
Inventors: 樋口辉夫
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-27
Publication date: 2012-10-10
Also published as: CA2787319A1; US20120301330A1; JP2011153587A; KR20120102156A; BR112012018671A2; WO2011093085A1; MX2012008747A; EP2514971A1

Abstract

本发明提供一种能提高润滑性能并能提高可靠性的流体机械。该流体机械包括：润滑机构(70、72)，该润滑机构(70、72)利用转轴(14)将积存于内底部(2a)的润滑油供给至密闭容器(2)内的上部；框架(36)，该框架(36)固定于密闭容器，并与缸体(16)的上表面(16a)抵接以支承被驱动单元(6)，供给至密闭容器内的上部的润滑油向下流到该框架的上表面(38a)；连杆(20)，该连杆(20)配置于框架的下侧，将转轴与活塞(18)连接；活塞销(66)，该活塞销(66)将连杆与活塞连接；第一供油孔(78)，该第一供油孔(78)是贯穿框架及缸体而形成的；以及第二供油孔(80)，该第二供油孔(80)是贯穿框架而形成的。

Description

流体机械

技术领域

本发明涉及一种流体机械，具体涉及一种优选用于对二氧化碳制冷剂进行压缩的密闭型往复运动压缩机的流体机械。

背景技术

在这种流体机械中，已知有一种包括密闭容器、电动机、压缩机构、润滑机构的密闭型压缩机，其中，上述密闭容器在内底部积存润滑油，上述电动机设于密闭容器内，上述压缩机构设于密闭容器内，并由活塞和缸体构成，该活塞通过转轴而被电动机驱动，在该缸体中形成有缸膛，该缸膛供活塞往复运动以吸入工作流体和排出工作流体，上述润滑机构利用因转轴旋转而产生的离心力将积存于内底部的润滑油供给至密闭容器内的上部。

此外，在专利文献1中，公开了以下密闭型压缩机：在缸体上设置有与缸膛内外连通的供油孔，在活塞的外周面上形成有环状槽，供油孔在活塞位于下死点时与环状槽连通，并在活塞位于上死点时与缸膛连通。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-197684号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在上述现有技术中，尽管能有效地进行朝活塞或缸膛的供油，对活塞与缸体之间的间隙进行润滑，但没有特别考虑对将转轴与活塞连接的连杆和将连杆与活塞连接的活塞销进行精确地润滑，因此，在提高流体机械的润滑性能、提高可靠性方面依然残留着技术问题。

本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能提高润滑性能并能提高可靠性的流体机械。

为解决技术问题所采用的技术方案

为实现上述目的，本发明的流体机械的特征是，包括：密闭容器，该密闭容器在内底部积存润滑油；驱动单元，该驱动单元设于密闭容器内；被驱动单元，该被驱动单元设于密闭容器内，并由活塞和缸体构成，其中上述活塞通过转轴而被驱动单元驱动，上述缸体中形成有缸膛，该缸膛供活塞往复运动以吸入、排出工作流体；润滑机构，该润滑机构利用转轴将积存于内底部的润滑油供给至密闭容器内的上部；框架，该框架固定于密闭容器，并与缸体的上表面抵接以支承被驱动单元，供给至密闭容器内的上部的润滑油向下流到该框架的上表面；连杆，该连杆配置于框架的下侧，将转轴与活塞连接；活塞销，该活塞销将连杆与活塞连接；第一供油孔，该第一供油孔是贯穿框架及缸体而形成的；以及第二供油孔，该第二供油孔是贯穿框架而形成的(技术方案一)。

另外，当活塞位于下死点时，第一供油孔位于活塞销的正上方，第二供油孔位于连杆的正上方(技术方案二)。

此外，当活塞位于上死点时，第一供油孔及第二供油孔位于连杆的正上方(技术方案三)。

除此之外，框架具有分别对第一供油孔及第二供油孔的开口进行锪孔加工而成的油积存部(技术方案四)。

另外，连杆在其上表面具有从转轴侧到活塞销附近的油槽部(技术方案五)。

此外，在密闭容器内，作用有被吸入被驱动单元内且从被驱动单元排出的工作流体的压力，工作流体是二氧化碳制冷剂(技术方案六)。

发明的效果

根据技术方案一的本发明的流体机械，由于包括第一供油孔和第二供油孔，因此，能可靠地使润滑油通过第一供油孔和第二供油孔滴下至配置于框架下侧的活塞、活塞销及连杆。这是由于以下缘故：框架固定于密闭容器，并且未对从密闭容器内的上部向下流到框架的上表面的润滑油作用因转轴旋转而产生的离心力。藉此，润滑油不会受到因离心力而产生的影响，因而能有效地对被驱动单元进行润滑，因此，能提高流体机械的润滑性能，并能提高可靠性。

根据技术方案二所记载的发明，当活塞位于下死点时，第一供油孔位于活塞销的正上方，第二供油孔位于连杆的正上方，因此，在活塞位于下死点而使缸膛的工作流体的压力降低的时间点，并不会受到从缸膛稍许泄漏出的工作流体的压力的影响，能使润滑油从第一供油孔直接滴下至活塞销，另外，还能使润滑油从第二供油孔直接滴下至连杆。藉此，能进一步有效地对被驱动单元进行润滑，因此，能进一步提高流体机械的润滑性能。

根据技术方案三所记载的发明，当活塞位于上死点时，第一供油孔及第二供油孔位于连杆的正上方，因此，即便在活塞位于上死点而使缸膛的工作流体的压力上升的时间点，也能使润滑油从各供油孔至少直接滴下至连杆。藉此，能进一步有效地对被驱动单元进行润滑，因此，能进一步提高流体机械的润滑性能。

根据技术方案四所记载的发明，由于框架具有油积存部，因此，能暂时积存从密闭容器内的上部流下至框架的上表面的润滑油，能使润滑油少量地断断续续滴下，从而能进一步有效地对被驱动单元进行润滑，因此，能进一步提高流体机械的润滑性能。

根据技术方案五所记载的发明，由于连杆在其上表面具有油槽部，因此，能将从第一供油孔及第二供油孔滴下至连杆的润滑油引导至连杆与转轴及活塞销连接的连接部。藉此，能进一步有效地对被驱动单元进行润滑，因此，能进一步提高流体机械的润滑性能。

根据技术方案六所记载的发明，在用二氧化碳制冷剂作为工作流体时，从缸膛排出的工作流体的压力可能成为高压，并从缸膛泄露出，作用于密闭容器内的工作流体的压力也可能会成为高压。因此，尤其当使润滑油从第一供油孔直接滴下至活塞销时的润滑油所承受到的工作流体的压力的影响较大，但根据上述结构，并不会受到工作流体的压力的影响，能有效地对被驱动单元进行润滑，并能提高流体机械的润滑性能，这点是较为理想的。

附图说明

图1是第一实施例的压缩机的纵剖图。

图2是图1的压缩机构的主要部分放大图。

图3是表示图1的压缩机内的润滑通路的图。

图4是表示图1的活塞位于下死点时对压缩机构进行压缩的润滑通路的主要部分放大图。

图5是表示图1的活塞位于上死点时对压缩机构进行润滑的润滑通路的主要部分放大图。

具体实施方式

图1～图5示出了作为第一实施例的流体机械的压缩机1。

压缩机1是密闭型的往复运动压缩机，具体归类于被称为往复式压缩机或活塞式压缩机的容积式压缩机，例如被用作组装于自动售货机中的未图示的制冷循环的构成设备。

制冷循环包括供作为压缩机1的工作流体的制冷剂循环用的通路，在制冷剂中，例如使用不可燃性的自然制冷剂即二氧化碳制冷剂。

如图1所示，压缩机1包括密闭容器2，在密闭容器2内收容有电动机(驱动单元)4和接受电动机4的驱动力的压缩机构(被驱动单元)6。

密闭容器2形成将覆盖电动机4侧的顶壳2A和覆盖压缩机构6侧的底壳2B焊接接合的壳结构。电动机4的长边方向被收容在顶壳2A的深度方向上，顶壳2A与底壳2B相比呈深底形状。另一方面，压缩机构6的长边方向被收容在底壳2B的径向上，底壳2B与顶壳2A相比呈浅底形状。

电动机4由通过供电而产生磁场的定子8和由于在定子8产生的磁场而旋转的转子10构成，转子10配置在定子8的内侧且与定子8配置在同轴上，与后述曲柄轴(转轴)14的主轴部24热压嵌合而固定。通过固定在密闭容器2上的电气零件部12及未图示的导线而从压缩机1外朝定子8供电。

压缩机构6由曲柄轴14、缸体16、活塞18、连杆20等构成。曲柄轴14由偏心轴部22和主轴部24构成，配置于与连杆20正交的位置。

如图2所示，在缸体16上一体地形成有缸膛26，并且从缸体16一侧用螺栓依次按压固定汽缸垫片28、后述吸入阀50、阀板30、汽缸盖垫片32以及汽缸盖34，从而将缸膛26的开口封闭。

如图1所示，在缸体16上，隔着框架36而用螺栓固定着定子8，并且框架36固定在密闭容器2上。框架36与缸体16的上表面16a抵接。

具体是，电动机4及压缩机构6被框架36下部的底座部38支承，框架36利用底座部38固定在密闭容器2上。另一方面，在框架36上部的圆筒部40中，在其内周面40a上配置主轴部24的轴承42，在圆筒部40的上端面40b上则配置了用于承受转子10的推力负载的推力轴承挡圈(轴承)或推力垫圈等轴承44。

如图2所示，阀板30包括制冷剂的吸入孔46和排出孔48，吸入孔46、排出孔48均分别被作为簧片阀的吸入阀50和排出阀52打开关闭。

汽缸盖34包括制冷剂的吸入室54和排出室56，在活塞18的压缩行程中，由于排出阀52打开，排出室56经过排出孔48而与缸膛26连通。另一方面，在活塞18的吸入行程中，由于吸入阀50打开，吸入室54经过吸入孔46而与缸膛26连通。

在密闭容器2上固定着吸入管58和排出管60，吸入管58及排出管60的一端分别与汽缸盖34的吸入室54和排出室56连接。吸入管58及排出管60的另一端经过未图示的吸入消音器、排出消音器而与制冷循环连接，这些消音器能够减轻在压缩机1和制冷循环之间流动的制冷剂的波动和噪音。

在连杆20上，一端设有大端部62，该大端部62上连结着自由旋转的曲柄轴14的偏心轴部22，另一端设有小端部64，该小端部64上连结着自由往复运动的活塞18。小端部64通过活塞销66与活塞18连结，活塞销66利用固定销68来避免从活塞18拔出。

在此状态下，一旦曲柄轴14旋转，连杆20就以活塞销66为支点而与偏心轴部22的偏心旋转联动地作摆动运动，并且活塞18与连杆20的摆动运动联动地在缸膛26内往复运动。

在密闭容器2内，主要作用有制冷剂的排出压力，并且在密闭容器2的内底部2a积存有少量的润滑油，用于对电动机4及压缩机构6的各个滑动部、亦即轴承42、44进行润滑。

在曲柄轴14内，从偏心轴部22的下端面22a的大致轴心位置起到主轴部24的中途，穿设有油路(润滑机构)70。油路70的上部从主轴部24的外周面24a开口，在油路70的下部连接着油管(润滑机构)72。油管72在其前端侧具有从偏心轴部22的大致轴心起向接近主轴部24的轴心的方向倾斜的倾斜部74，油管72的倾斜部74的前端延伸到在密闭容器2内的内底部2a上形成的截面呈凹状的油积存部76。

油积存部76具有例如积存200cc左右的少量润滑油时油面高度在油管74的前端位置以上的大小及深度。一旦油管72随着曲柄轴14的旋转而与偏心轴部22一同作偏心旋转，就有离心力向外侧斜上方作用于油管72内的倾斜部74中的润滑油，这种离心力将润滑油从油积存部76上吸到油路74中。

以下说明压缩机1的动作及作用。

压缩机1通过向定子8供电而使固定在主轴部24上的转子10旋转，进而使曲柄轴14旋转，且经过连杆20使活塞18在缸膛26内往复运动。并且通过该活塞18的往复运动，将制冷剂从制冷循环吸入缸膛26，该制冷剂在缸膛26中被压缩，且再向制冷循环排出。

具体是，一旦活塞18向减少缸膛26的容积的方向运动，缸膛26内的制冷剂被压缩，并且当缸膛26内的压力超过制冷剂的排出压力时，缸膛26内的压力与排出室56内的压力之差会使排出阀52打开。并且，经过压缩的制冷剂经过排出孔48而被引导到排出室56，且经过排出阀60而向制冷循环排出。

然后，一旦活塞18的运动从上死点起向增加缸膛26内的容积的方向转变，缸膛26内的压力就会降低。一旦缸膛26内的压力降低，就会根据缸膛26内的压力与排出室56内的压力之差而使排出阀52关闭。

而一旦缸膛26内的压力降到制冷剂的吸入压力以下，就会根据缸膛26内的压力与吸入室54内的压力之差而使吸入阀50打开。并且，制冷循环的制冷剂经过吸入管58而被引导到吸入室54，且经过吸入孔46而被吸入缸膛26内。

然后，一旦活塞18的运动从下死点起向减少缸膛26内的容积的方向转变，缸膛26内的制冷剂就会再次被压缩。就这样反复地进行从制冷循环向缸膛26吸入制冷剂、在缸膛26中压缩制冷剂、以及向制冷循环排出制冷剂这一连串的处理。

如图3中标注符号的箭头所示，伴随着上述压缩机1的动作而(a)从油积存部76被上吸到油路70中的润滑油(b)从油路70流出并(c)向偏心轴部22侧流下，在对大端部62附近加以润滑之后，(d)由于重力而向下流到油积存部76。

另一方面，从油路70流出的润滑油的一部分(e)由于离心力而沿着在曲柄轴14上形成的未图示的外周槽上升，同时在曲柄轴14与框架36之间的间隙中形成油膜，对轴承42加以润滑，并且向曲柄轴14的上端侧移动。然后，润滑油(f)在到达圆筒部40的上端面40b而对轴承44加以润滑之后，(g)通过转子8与框架36的间隙而向下流到框架36的底座部38的上表面38a。

向下流到上表面38a的润滑油在通过(h)贯穿框架36的底座部38及缸体16而形成的第一供油孔78和(i)贯穿框架36的底座部38而形成的第二供油孔80并对压缩机构6进行润滑之后，(d)向下流到油积存部76。

与此相对，未能完全通过轴承44的润滑油(j)则依然会沿着转子10的内壁面10a上升到转子10的上端，并且(k)由于转子10的旋转产生的离心力而飞散，从而将定子8冷却，然后(l)通过定子8与转子10的间隙，并通过(h)第一供油孔78和(i)第二供油孔80，对压缩机构6进行润滑之后，(d)向下流到油积存部76。

在对压缩机构6进行润滑时被吸入缸膛26内的油雾(m)与从缸膛26漏出的制冷剂气体一同进入活塞18与缸体16之间的间隙，以对活塞18进行密封和润滑。另外，被吸入缸膛26内的一部分润滑油(n)经由排出室56通过排出管60而被排出至制冷循环。

然后，(o)与制冷剂一起通过吸入管58被从制冷循环吸入至吸入室54的润滑油附着于吸入室54的壁面54a，并(p)因重力而向下流到油积存部76。这样，向下流到油积存部76的润滑油被再次从油管72上吸，如上述那样一边对电动机4及压缩机构6的各个滑动部进行润滑和密封，一边在密闭容器2内和制冷循环中循环。

然而，如图4所示，第一供油孔78形成于活塞18位于下死点时活塞销66正上方的位置。活塞18位于下死点时从第一供油孔78滴下的润滑油如箭头所示朝活塞销66相对于活塞18滑动的滑动部流动，能直接润滑活塞销66。

另外，第二供油孔80形成于活塞18位于下死点时连杆20正上方的位置。活塞18位于下死点时从第二供油孔80滴下的润滑油能直接润滑连杆20

此处，各供油孔78、80分别由油积存部82、84和它们下侧的各细孔86、88构成，向下流到上表面38a的润滑油暂时积存于各油积存部82、84。

油积存部82、84是通过在框架36的底座部38中分别对各供油孔78、80的开口进行锪孔加工而形成的，油积存部82从底座部38形成到缸体16中途。

根据使用的润滑油的动粘度，从各油积存部82、84中缩径出各细孔86、88，积存于油积存部82、84的润滑油分别通过细孔86、88而一滴或数滴断断续续滴下至压缩机构6侧。

另外，在连杆20的上表面20a上，从曲柄轴14侧到活塞销66附近为止凹设有油槽部90。活塞18位于下死点时从第二供油孔80滴下至油槽部90的润滑油因连杆20的摆动运动而如箭头所示朝大端部62侧及小端部64侧分散流动，从而能对连杆20与曲柄轴14及活塞18侧连接的大端部62及小端部64附近进行润滑。

另一方面，如图5所示，第一供油孔78及第二供油孔80形成于活塞18位于上死点时连杆20正上方的位置。活塞18位于上死点时从各供油孔70、80滴下至油槽部90的润滑油因连杆20的摆动运动而如箭头所示朝大端部62侧及小端部64侧分散流动，从而能对连杆20与曲柄轴14及活塞18侧连接的大端部62及小端部64附近进行润滑。

另外，第二供油孔80在被缸体16的与固定汽缸盖34一侧的相反一侧的开口端壁16b覆盖的位置开口，通过第二供油孔80的润滑油顺着开口端壁16b滴落，并向下流到连杆20和活塞18的防护部18a附近。

在上述第一实施例的压缩机1中，由于包括第一供油孔78及第二供油孔80，能通过第一供油孔78及第二供油孔80可靠地使润滑油滴下至配置于框架36下侧的活塞18、活塞销66及连杆20。这是由于以下缘故：框架36固定于密闭容器2，并且未对从密闭容器2内的上部向下流到框架36的上表面38a的润滑油作用因曲柄轴14旋转而产生的离心力。藉此，由于润滑油不会受到因离心力而产生的影响，因而能有效地对压缩机构6进行润滑，因此，能提高压缩机1的润滑性能，并能提高可靠性。

另外，当活塞18位于下死点时，第一供油孔78位于活塞销66的正上方，第二供油孔80位于连杆20的正上方，因此，在活塞18位于下死点而使缸膛26的制冷剂的压力降低的时间点，并不会受到从缸膛26稍许泄漏出的制冷剂气体的压力影响，能使润滑油从第一供油孔78直接滴下至活塞销66，另外，还能使润滑油从第二供油孔80直接滴下至连杆20。藉此，能进一步有效地对压缩机构6进行润滑，因此，能进一步提高压缩机1的润滑性能。

此外，当活塞18位于上死点时，第一供油孔78及第二供油孔80位于连杆20的正上方，因此，即便在活塞18位于上死点而使缸膛26的制冷剂的压力上升的时间点，也能使润滑油从各供油孔78、80至少直接滴下至连杆20。藉此，能进一步有效地对压缩机构6进行润滑，因此，能进一步提高压缩机1的润滑性能。

除此之外，由于框架36具有油积存部82、84，因此，能暂时积存从密闭容器2内的上部向下流到框架36的上表面38a的润滑油，使润滑油少量地断断续续滴下，从而能进一步有效地对压缩机构6进行润滑，因此，能进一步提高压缩机1的润滑性能。

另外，由于连杆20在其上表面20a具有油槽部90，因此，能将从第一供油孔78及第二供油孔80滴下至连杆20的润滑油引导至连杆20与曲柄轴14及活塞销66连接的连接部即大端部62及小端部64。藉此，能进一步有效地对压缩机构6进行润滑，因此，能进一步提高压缩机1的润滑性能。

本发明不受上述实施例的制约，还可作各种变形。

具体而言，本实施例的压缩机1的工作流体是二氧化碳制冷剂，但不限于此。然而，在用二氧化碳制冷剂作为工作流体时，从压缩机构6排出的工作流体的压力可能会达到超临界状态而成为高压，并且作用于密闭容器2内的压力也可能会成为高压。因此，尤其当使润滑油从第一供油孔78直接滴下至活塞销66时的润滑油所承受到的工作流体的压力的影响较大，但根据上述结构，并不会受到工作流体的压力的影响，因此能有效地对压缩机构6进行润滑，并能提高压缩机1的润滑性能，这点是较为理想的。

另外，本实施例对容积式压缩机1进行了说明，但本发明还能适用于涡旋式压缩机或膨胀器等所有密闭型流体机械，当然还能将这些流体机械用作装入自动售货机以外的设备的制冷循环的构成设备。

符号说明

1 压缩机(流体机械)

2 密闭容器

2a 内底部

4 电动机(驱动单元)

6 压缩机构(被驱动单元)

14 曲柄轴(转轴)

16 缸体

16a 上表面

18 活塞

20 连杆

20a 上表面

26 缸膛

36 框架

38a 上表面

66 活塞销

70 油路(润滑机构)

72 油管(润滑机构)

78 第一供油孔

80 第二供油孔

82 油积存部

84 油积存部

90 油槽部

Claims

1.一种流体机械，其特征在于，包括：

密闭容器，该密闭容器在内底部积存润滑油；

驱动单元，该驱动单元设于所述密闭容器内；

被驱动单元，该被驱动单元设于所述密闭容器内，并由活塞和缸体构成，其中所述活塞通过转轴而被所述驱动单元驱动，所述缸体中形成有缸膛，该缸膛供所述活塞往复运动以吸入、排出工作流体；

润滑机构，该润滑机构利用所述转轴将积存于所述内底部的润滑油供给至所述密闭容器内的上部；

框架，该框架固定于所述密闭容器，并与所述缸体的上表面抵接以支承所述被驱动单元，供给至所述密闭容器内的上部的润滑油向下流到该框架的上表面；

连杆，该连杆配置于所述框架的下侧，将所述转轴与所述活塞连接；

活塞销，该活塞销将所述连杆与所述活塞连接；

第一供油孔，该第一供油孔是贯穿所述框架及所述缸体而形成的；以及

第二供油孔，该第二供油孔是贯穿所述框架而形成的。

2.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，

当所述活塞位于下死点时，所述第一供油孔位于所述活塞销的正上方，所述第二供油孔位于所述连杆的正上方。

3.如权利要求2所述的流体机械，其特征在于，

当所述活塞位于上死点时，所述第一供油孔及所述第二供油孔位于所述连杆的正上方。

4.如权利要求1至3中任一项所述的流体机械，其特征在于，

所述框架具有分别对所述第一供油孔及所述第二供油孔的开口进行锪孔加工而成的油积存部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的流体机械，其特征在于，

所述连杆在其上表面上具有从所述转轴侧到所述活塞销附近的油槽部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的流体机械，其特征在于，

在所述密闭容器内作用有被吸入所述被驱动单元并从所述被驱动单元排出的工作流体的压力，

所述工作流体是二氧化碳制冷剂。