CN102762868A - 回转式压缩机以及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回转式压缩机以及具备该回转式压缩机的制冷循环装置，该回转式压缩机在缸上下具备主轴承和副轴承，在旋转轴的电动机部侧端部具备端部轴承，关于保持旋转轴旋转时的旋转平衡，在上述旋转轴与主轴承及副轴承的滑动面上涂敷固体润滑剂，设定为：在涂敷了固体润滑剂的情况下的主轴承以及副轴承与旋转轴之间的间隙比端部轴承与旋转轴之间的间隙小，在没涂敷固体润滑剂的情况下的主轴承及副轴承与旋转轴之间的间隙比端部轴承与旋转轴之间的间隙大。

Description

回转式压缩机以及制冷循环装置

技术领域

本发明涉及回转式压缩机以及使用该回转式压缩机的制冷循环装置，尤其涉及改良了轴承的支承构造的回转式压缩机以及使用了该回转式压缩机的制冷循环装置。 

背景技术

一般，密闭型的回转式压缩机在密闭壳内具备电动机部、压缩机构部、以及将电动机部产生的旋转动力向压缩机构部传递的旋转轴，该旋转轴被主轴承和副轴承可旋转地支承，所述主轴承和副轴承是为了夹住压缩机构部的缸而设置的。 

为了使该回转式压缩机小型化，考虑使压缩机构部的缸的内径变小，使旋转轴的轴径变细。但是在该情况下，若构成为旋转轴仅由压缩机构部的主轴承和副轴承支承，则在旋转轴的电动机部侧产生挠曲，难以保持电动机的旋转平衡，成为回转式压缩机的振动、噪音的原因，也成为有损可靠性的原因。为了解决该问题，以往提出了除了主轴承和副轴承以外，还在旋转轴的电动机部侧的端部设置有端部轴承作为第三轴承，从而保持旋转轴旋转时的旋转平衡的回转式压缩机（专利文献1）。 

但是，在旋转轴与主轴承及副轴承之间需要维持在旋转运动时的滑动面的润滑的间隙，为了具备端部轴承，在制造时的组装时进行使主轴承及副轴承与旋转轴之间的间隙保持一定的调心，另外，需要进行使主轴承和副轴承的轴心与端部轴承的轴心一致的调心。 

在该调心工序的精度低的情况下，在旋转轴与主轴承及副轴承的滑动面中润滑皮膜的脱落、基于接触不良的滑动面的摩耗、噪音，成为可靠性低下的原因。 

此外，为了进行该调心工序，需要增加制造设备等的初期投资以及制造时的工序数，导致制造成本变大。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1:日本特开2001－323866号公报 

发明内容

发明要解决的课题 

本发明的目的在于，提供一种能够简单地进行组装端部轴承时的调心工序、且制造容易、运转时的可靠性高的回转式压缩机以及具备该回转式压缩机的制冷循环装置。 

用于解决课题的手段 

用于解决本发明的上述课题的一个实施方式是一种回转式压缩机，在密闭壳内具备：旋转轴，具有主轴部、副轴部和轴端部；电动机部，具有固定于上述旋转轴的转子和固定于上述密闭壳壁面的定子；压缩机构部，具备与上述主轴部之间滑动的主轴承和与上述副轴部之间滑动的副轴承；以及端部轴承，支承位于上述旋转轴的电动机侧的端部的上述轴端部，其特征在于，上述主轴部或者主轴承的至少一方的滑动面上以及上述副轴部或者副轴承的至少一方的滑动面上涂敷有固体润滑剂，在上述各滑动面上没有涂敷固体润滑剂的母材的状态下，将上述主轴承部与主轴承之间的间隙设为d1、将副轴承与上述副轴承部之间的间隙设为d2、将上述端部轴承与旋转轴的轴端部之间的间隙设为d3时，存在下面的关系： 

d1＞d3， 

d2＞d3， 

在涂敷了固体润滑剂的状态下，将主轴承与主轴承之间的间隙设为d1′、将副轴承与副轴承之间的间隙设为d2′时，存在下述关系： 

d1′＜d3， 

d2′＜d3。 

此外，本发明的其他的实施方式是一种回转式压缩机，在密闭壳内具备：旋转轴，具有主轴部、副轴部和轴端部；电动机部，具有固定于上述旋转轴的转子和固定于上述密闭壳壁面的定子；压缩机构部，具备与上述主轴部之间滑动的主轴承和与上述副轴部之间滑动的副轴承；以及端部轴 承，支承位于上述旋转轴的电动机侧的端部的上述轴端部，其特征在于，上述端部轴承是滚动轴承，上述主轴部或者主轴承的至少一方的滑动面上以及上述副轴部或者副轴承的至少一方的滑动面上涂敷有固体润滑剂，在没有涂敷上述固体润滑剂的母材的状态下，将上述主轴承与主轴部之间的间隙设为d1、将上述副轴承与副轴承之间的间隙设为d2、将上述端部轴承与旋转轴的轴端部之间的间隙以及端部轴承的内部间隙的总和设为d4时，存在下面的关系： 

d1＞d4， 

d2＞d4， 

在涂敷了上述固体润滑剂的状态下，将上述主轴承与主轴部之间的间隙设为d1′、将副轴承与副轴部之间的间隙设为d2′时，存在下述关系： 

d1′＜d4， 

d2′＜d4。 

另外，本发明的实施方式的制冷循环装置的特征在于，具备上述的回转式压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置和室内热交换器，依次通过配管连接上述各部分，从而构成制冷循环。 

发明效果 

根据具有上述的特征的本发明实施方式，能够提供一种简单地进行组装端部轴承时的调心工序，且制造容易、运转时的可靠性高的回转式压缩机，另外，能够提供具有该样的特征的回转式压缩机的制冷循环装置。 

附图说明

图1是本发明的实施方式的搭载了回转式压缩机的制冷循环装置的示意图。 

图2是本发明的第一实施方式的回转式压缩机的一个实施方式的纵剖视图。 

图3是表示本发明的第一实施方式的回转式压缩机的旋转轴与各轴承之间的间隙的示意图。 

图4是表示本发明的实施方式的回转式压缩机的倾斜的旋转轴和各轴承的状态的示意图。 

图5是表示回转式压缩机的没有施加固体润滑的倾斜的旋转轴和各轴承的状态的示意图。 

图6是表示本发明的第二实施方式的回转式压缩机的端部轴承的轴承部件的纵剖视图。 

图7是表示本发明的第二实施方式的回转式压缩机的旋转轴与各轴承之间的间隙的示意图。 

具体实施方式

参照所附的附图对本发明的实施方式的密闭型的回转式压缩机和使用了该回转式压缩机的制冷循环装置进行说明。另外，在以下的记载中，表示上下、左右等方向的记载是图示的状态，或者是实际的安装状态的记载。 

实施例1 

图1示出了本发明的制冷循环装置的概略。本发明的制冷循环装置例如被用于空气调节器，具备密闭型的回转式压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、膨胀装置4和室内热交换器5，依次通过配管连接它们从而构成制冷循环。 

从回转式压缩机1排出的制冷剂在提供冷气时，经由四通阀2如实线箭头所示那样供给至室外热交换器3，在此与外气进行热交换而冷凝。该冷凝后的制冷剂从室外热交换器3流出，经由膨胀装置4流至室内热交换器5，在此与室内空气进行热交换而蒸发，从而冷却室内空气。从室内热交换器5流出的制冷剂经由四通阀2被吸入密闭型压缩机1内。 

此外，在提供暖气时，从回转式压缩机1排出的制冷剂经由四通阀2如虚线箭头所示供给至室内热交换器3，在此与室内空气进行热交换而冷凝，从而加热室内空气。该冷凝后的制冷剂从室内热交换器5流出，经由膨胀装置4流至室外热交换器3，在此与室外空气进行热交换而蒸发。 

该蒸发后的制冷剂从室外热交换器3流出，经由四通阀2被吸入密闭型压缩机1内。以后，制冷剂顺序相同地流动，制冷循环的运转继续。 

该制冷循环装置作为作动流体使用了HFC等的碳氩化合物系制冷剂、CO2等的自然制冷剂。 

此外，该制冷循环装置也能够被用于热泵供热水机或制冷设备（chilling  unit）等。 

图2示出了回转式压缩机1的纵剖视图。回转式压缩机1在密闭壳11内部的上部具备电动机部12，在下部具备压缩机部13，电动机部12和压缩机部13通过用于传递动力的旋转轴14连结。 

更详细地讲，电动机部12具备在密闭壳11内部壁面上固定的定子31和在旋转轴上固着的转子32，定子31通过连接线25a与用于供给输入电力的密封端子25连接。 

压缩机构部13由第一压缩机构部13A和第二压缩机构部13B构成，第一压缩机构部13A配置在上部侧，具有第一缸41A。第二压缩机构部13B与第一缸41A之间隔有中间隔板43地配置在下部，具备第二缸41B。 

上述第一、第二缸41A、41B具有互相相同的内径尺寸。在第一缸41A的上面部重叠了作为第一轴承的主轴承15，与排出消声器16a一起通过安装螺栓17a被固定于第一缸41A。 

在第二缸41B的下面部重叠了作为第二轴承的副轴承18，与排出消声器16b一起通过未图示的安装螺栓被固定于第二缸41B。这些一体化的第二缸41B、副轴承18以及排出消声器16b通过安装螺栓17b被安装固定于第一缸41A，从而组装成压缩机构部13。该组装的压缩机构部13将第一缸41A通过例如电弧点焊等固定于密闭壳11上。 

旋转轴14的最下端部被副轴承18可自由旋转地支承，其上部被主轴承15可自由旋转地支承。另外，旋转轴14贯通第一、第二缸41A、41B内部，并且一体地具备以180°相位差而形成的2个偏心部19a、19b。 

各偏心部19a、19b为互相相同的直径，以位于第一、第二缸41A、41B内径部的方式被组装。在上述偏心部19a、19b的周面配合有直径互相相同的各辊45a、45b。各辊45a、45b的轴向长度与第一缸41A和第二缸41B的板厚（轴向长度）大致相同。 

第一缸41A和第二缸41B通过主轴承15和中间隔板43及副轴承18被划分了上下面，各自的内部形成有可偏心旋转地收容有各辊45a、45b的第一缸室42a和第二缸室42b。各辊45a、45b能够在第一、第二缸室42a、42b中偏心旋转。 

第一、第二缸41A、41B上设有叶片（blade）槽46a、46b，该叶片槽 46a、46b相对于各缸室42a、42b开放。各叶片槽46a、46b中收容有叶片47a、47b以及弹簧部件48a、48b。 

各叶片47a、47b的位于各缸室42a、42b侧的前端部在俯视情况下形成为大致半圆状。弹簧部件48a、48b介于叶片47a、47b的后端与叶片槽46a、46b端面之间，叶片47a、47b被赋予弹性力（背压）而使前端向各缸室42a、42b突出，与各辊45a、45b周面弹性接触。 

因此，在旋转轴14旋转，偏心部19a，19b偏心旋转，各辊45a、45b沿各缸室42a、42b的内周壁偏心旋转（回转）时，叶片47a、47b沿叶片槽46a、46b往返运动，与各辊45a、45b的旋转角度无关地与辊45a、45b线接触，将各缸室42a、42b一起分隔成未图示的吸入室和压缩室。吸入室经由吸入管26a、26b与蓄能器105连接。 

叶片47a、47b的长度尺寸形成为在前端位于向各缸室42a、42b内最大限度突出的部位时后端位于叶片槽46a、46b内。形成为在叶片47a、47b最大限度后退时，叶片47a、47b后端与叶片槽46a、46b端面之间的距离比弹簧部件48a、48b的最大压缩长度稍大。 

主轴承15和副轴承18上设有未图示的排出阀机构，各自与各缸室42a、42b连通，并且被排出消声器16a、16b覆盖。 

如后所述，在各缸室42a、42b中压缩后的制冷剂气体上升至规定压力的状态下，排出阀机构开放，制冷剂气体从各缸室42a、42b向排出消声器16a，16b内排出。 

此外，在密闭壳11内部下方储存有作为液体润滑剂的制冷机油50，通过贯通旋转轴14的轴中心的未图示的旋转泵被吸上来，进行各滑动部的润滑。 

此外，在密闭壳11的一端与电动机部3之间设有轴承部件20，该轴承部件20包括轴支旋转轴14的第三轴承即端部轴承21和保持该端部轴承21的轴承架部22。 

该端部轴承21例如使用滑动轴承、滚动轴承。本实施方式中是滑动轴承，轴支旋转轴14的上端附近。 

轴承架部22上设有圆板状的主部22a，该主部22a的外周设有压入用的凸缘部22b，端部轴承21安装在设于轴承架部22中央的轴承安装孔22c 中，通过未图示的螺栓固定。 

此外，在轴承架部22的上方，在旋转轴14的上端螺合固定有油分离部件23。 

因此，如上所述，向电动机部12的上侧流出的制冷剂气体穿过设于轴承架22的未图示的气体孔，通过油分离部件23分离出制冷剂气体中所含的油，经由设于密闭壳11的上部的排出管24排出至密闭壳11外。 

如图3所示，对旋转轴14与主轴承15及副轴承18之间进行基于固体润滑剂35的表面处理。例如，作为旋转轴14与主轴承15之间的滑动面的主轴部36以及作为旋转轴14与副轴承18之间的滑动面的副轴部37的全周都被涂敷了作为固体润滑剂的磷酸盐被膜。 

在该旋转轴14与主轴承15及副轴承18之间设有作为用于滑动的间隙（clearance）的主轴间隙和副轴间隙，将不包含固体润滑剂35的母材彼此的主轴间隙的平均和副轴间隙的平均分别设为d1、d2，将包含了固体润滑剂35的主轴间隙和副轴间隙的宽度分别设为d1′、d2′。 

此外，若将位于电动机部12的上部的端部轴承21与旋转轴14之间的间隙的平均设为d3，则各间隙设定为d1＞d3，d2＞d3，d1′＜d3，d2′＜d3的关系。 

以这样的构成进行组装时，通过固体润滑剂35能够在初期缩小旋转轴14与主轴承15及副轴承18的间隙。即，如图4、图5所示，涂敷并组装了固体润滑剂的情况下的最大倾斜角θ1与仅组装母材的情况下的最大倾斜角θ2的关系是θ1＜θ2。即使在装入端部轴承21之前旋转轴14是倾斜的情况，固体润滑剂35与轴承的内周面接触，与仅有母材的状态相比，能够使旋转轴14的最大倾斜角变小。因此，在装入端部轴承21时不需要使用专用的设备进行调心，通过简单的调心，能够实现端部轴承21的轴心与主轴承15和副轴承18的轴心之间的偏差最小的状态的装入。 

此外，在倾斜的旋转轴14与主轴承15及副轴承18的接触部分A、B中，即使在因压缩机的长时间运转而固体润滑剂35已脱落的情况下，也能够使母材彼此不接触地确保基于制冷机油的润滑所需的间隙。

此外，在主轴承15和副轴承18的旋转轴向的长度为主轴承15更长的情况下，进而设为d1＞d2，d1′＞d2′的关系，在副轴承18更长的情况下设 为d1＜d2，d1′＜d2′的关系，在主轴承15和副轴承18的长度相同的情况下设为d1＝d2，d1′＝d2′。 

这是因为，若在旋转轴14倾斜时各轴承的轴向长度大，则旋转轴14相对于各轴承的中心轴的偏心量变大，因此基于应确保的间隙的宽度和容许的倾斜角度来设定成适当的轴承长度。 

本实施方式中，相对于副轴承18，主轴承15的轴向长度更长，因此d1＞d2，d1′＞d2′。 

实施例2 

使用图6及图7对本发明的第二实施方式的回转式压缩机进行说明。 

第二实施方式的回转式压缩机的端部轴承21是滚动轴承，尤其是具备自动调心机构的球轴承28，对轴支旋转轴14的一端附近，例如上端附近的情况进行说明。 

该第二实施方式中压缩机与上述第一实施方式的回转式压缩机1相同地被装入制冷循环装置，其构成是与第一实施方式的回转式压缩机基本相同的构成（图2），如图6所示，端部轴承21以及轴承部件20的构成不同。 

如图6所示，在轴承架部51中设有圆板状的主部51a，该主部51a的外周设有压入用的凸缘部51b，球轴承28安装在设置于轴承架51的孔缘（boss）部51c的轴承安装孔51d中。 

此外，如图7所示，将不包含固体润滑剂35的母材彼此的主轴间隙的平均和副轴间隙的平均分别设为d1、d2，将包含了固体润滑剂35的主轴间隙的平均和副轴间隙的平均分别设为d1′、d2′。若将球轴承28和旋转轴14之间的间隙的平均设为d4，则各间隙d1、d2、d1′、d2′、d4的关系为d1＞d4，d2＞d4，d1′＜d4，d2′＜d4。 

在此，球轴承28和旋转轴14之间的间隙的平均d4是包含与球轴承28的内轮28a、外轮28b和滚珠28c的间隙即内部间隙的平均的值。在实施方式中，作为固体润滑剂35而使用了磷酸盐被膜，但除此之外也可以使用二硫化钼、PTFE（聚四氟乙烯）之类的氟系树脂、石墨等的固体润滑剂。 

此外，在上述第一以及第二实施方式中，示出了将固体润滑剂涂敷于旋转轴14的主轴部36以及副轴部37外周面的例子，但也可以将固体润滑剂涂敷于各轴承的内周面。此外，也可以将主轴部的外周面和副轴承的内 周面作为固体润滑剂的涂敷面，相反，也可以将副轴部的外周面和主轴承的内周面作为固体润滑剂的涂敷面。另外，也可以在旋转轴侧和轴承侧的两方的滑动面上涂敷固体润滑剂。 

在上述第一以及第二实施方式中，将涂敷固体润滑剂的面作为旋转轴和轴承的滑动面的全周，但也可以为了减少旋转轴与各轴承的接触面积而局部地涂敷。 

此外，在上述第一以及第二实施方式中采用了2缸型的回转式压缩机，也可以采用1缸型的回转式压缩机。 

实施例3 

另外，如最初说明的那样，本发明的实施例提供一种具备了上述的本发明实施例中的回转式压缩机的制冷循环装置。 

即，如图1所示，本实施例的制冷循环装置具备上述实施例中的密闭型的回转式压缩机1、四通阀2、室外热交换器3、膨胀装置4和室内热交换器5，依次通过配管连接它们，从而构成制冷循环。 

从回转式压缩机1排出的制冷剂在提供冷气时，经由四通阀2如实线箭头所示供给至室外热交换器3，在此与外气进行热交换而冷凝。该冷凝后的制冷剂从室外热交换器3流出，经由膨胀装置4流至室内热交换器5，在此与室内空气进行热交换而蒸发，从而冷却室内空气。从室内热交换器5流出的制冷剂经由四通阀2被吸入密闭型压缩机1内。 

此外，在提供暖气时，从回转式压缩机1排出的制冷剂经由四通阀2如虚线箭头所示供给至室内热交换器3，在此与室内空气进行热交换而冷凝，从而加热室内空气。该冷凝后的制冷剂从室内热交换器5流出，经由膨胀装置4流至室外热交换器3，在此与室外空气进行热交换而蒸发。 

该蒸发后的制冷剂从室外热交换器3流出，经由四通阀2被吸入密闭型压缩机1内。以后，制冷剂顺序相同地流动，制冷循环的运转继续。 

该制冷循环装置中作为作动流体而使用HFC等的碳氩化合物系制冷剂、CO2等的自然制冷剂。 

此外，该制冷循环装置也可以用于热泵供热水机或制冷设备等。 

本发明不仅限于上述记载的实施例，在不脱离权利要求书所记载的精神的情况下，可以包含各种的变更、修正。 

符号说明 

1…回转式压缩机，2…四通阀，3…室外热交换器，4…膨胀装置，5…室内热交换器，11…密闭壳，12…电动机部，13…压缩机部，14…旋转轴，15…主轴承，16A…排出消声器，16B…排出消声器，17a…安装螺栓，17b…安装螺栓，18…副轴承，19a…偏心部，19b…偏心部，20…轴承部件，21…端部轴承，22…轴承架，22a…主部，22b…凸缘部，22c…轴承安装孔，23…油分离部件，24…排出管，25…密封端子，26…吸入管，28…球轴承，31…定子，32…转子，33…电动机间隙，35…固体润滑剂，36…主轴部，37…副轴部，38…主轴间隙，39…副轴间隙，41A…缸，41B…缸，42a…缸室，42b…缸室，43…中间隔板，45a…辊，45b…辊，46a…叶片槽，46b…叶片槽，47a…叶片，47b…叶片，48a…弹簧部件，48b…弹簧部件，50…制冷机油，51…轴承架，51a…主部，51b…凸缘部，51c…孔缘部，51d…轴承安装孔，105…蓄能器 。

Claims (7)

1.一种回转式压缩机，在密闭壳内具备：旋转轴，具有主轴部、副轴部和轴端部；电动机部，具有固定于上述旋转轴的转子和固定于上述密闭壳壁面的定子；压缩机构部，具备与上述主轴部之间滑动的主轴承和与上述副轴部之间滑动的副轴承；以及端部轴承，支承位于上述旋转轴的电动机侧的端部的上述轴端部，其特征在于，

上述主轴部或者主轴承的至少一方的滑动面上以及上述副轴部或者副轴承的至少一方的滑动面上涂敷有固体润滑剂，

在上述各滑动面上没有涂敷固体润滑剂的母材的状态下，将上述主轴承部与主轴承之间的间隙设为d1、将副轴承与上述副轴承部之间的间隙设为d2、将上述端部轴承与旋转轴的轴端部之间的间隙设为d3时，存在下面的关系：

d1＞d3，

d2＞d3，

在涂敷了固体润滑剂的状态下，将主轴承与主轴承之间的间隙设为d1′、将副轴承与副轴承之间的间隙设为d2′时，存在下述关系：

d1′＜d3，

d2′＜d3。

2.如权利要求1所述的回转式压缩机，其特征在于，

上述固体润滑剂使用磷酸盐被膜、二硫化钼、氟系树脂和石墨中的至少任一种。

3.一种回转式压缩机，在密闭壳内具备：旋转轴，具有主轴部、副轴部和轴端部；电动机部，具有固定于上述旋转轴的转子和固定于上述密闭壳壁面的定子；压缩机构部，具备与上述主轴部之间滑动的主轴承和与上述副轴部之间滑动的副轴承；以及端部轴承，支承位于上述旋转轴的电动机侧的端部的上述轴端部，其特征在于，

上述端部轴承是滚动轴承，

上述主轴部或者主轴承的至少一方的滑动面上以及上述副轴部或者副轴承的至少一方的滑动面上涂敷有固体润滑剂，

在没有涂敷上述固体润滑剂的母材的状态下，将上述主轴承与主轴部之间的间隙设为d1、将上述副轴承与副轴部之间的间隙设为d2、将上述端部轴承与旋转轴的轴端部之间的间隙以及端部轴承的内部间隙的总和设为d4时，存在下面的关系：

d1＞d4，

d2＞d4，

在涂敷了上述固体润滑剂的状态下，将上述主轴承与主轴部之间的间隙设为d1′、将副轴承与副轴部之间的间隙设为d2′时，存在下述关系：

d1′＜d4，

d2′＜d4。

4.如权利要求3所述的回转式压缩机，其特征在于，

上述滚动轴承具备自动调心机构。

5.如权利要求3所述的回转式压缩机，其特征在于，

上述固体润滑剂使用磷酸盐被膜、二硫化钼、氟系树脂和石墨中的至少任一种。

6.一种制冷循环装置，其特征在于，

具备上述权利要求1中所述的回转式压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置和室内热交换器，依次通过配管连接上述各部分，从而构成制冷循环。

7.一种制冷循环装置，其特征在于，

具备上述权利要求3中所述的回转式压缩机、四通阀、室外热交换器、膨胀装置和室内热交换器，依次通过配管连接上述各部分，从而构成制冷循环。

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