CN102834615A - 流体机械 - Google Patents

Abstract

一种流体机械，能降低制造成本，并能实现轻量化及小型化。流体机械(1)，在密闭容器(2)内，收容驱动单元(4)和传递驱动单元(4)的驱动力的被驱动单元(6)，其特征是，密闭容器(2)由覆盖驱动单元(4)一侧的第一外壳(78)和与第一外壳(78)接合且覆盖被驱动单元(6)一侧的第二外壳(8)构成，第一外壳(78)与第二外壳(80)用不同的加工方法成型。

Description

流体机械

技术领域

本发明涉及流体机械，详细而言，涉及对二氧化碳制冷剂进行压缩的密闭型往复运动压缩机中适用的流体机械。

背景技术

已知这种流体机械中有一种密封型压缩机：在密封容器内，收容电动机和利用从电动机传递来的驱动力将制冷剂压缩的压缩机构。

专利文献1中公开了一种密闭容器，由筒状的中央外壳、杯状的顶部外壳和底部外壳这三个部件构成，中央外壳由钢管形成，顶部外壳和底部外壳都通过铸造成型，分别焊接在中央外壳的两个开口端部。

另外，在专利文献2中公开了一种密闭容器，由都通过冲压成型的顶部外壳和底部外壳这两个部件构成，专利文献3中公开了一种密闭容器，由都通过锻造成型的顶部外壳和底部外壳这两个部件构成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-177285号公报

专利文献2：日本专利特公昭58-19869号公报

专利文献3：日本专利特开2004－285927号公报。

发明内容

发明所要解决的技术问题

构成上述密封容器的各个外壳彼此通过焊接来接合，而上述专利文献1记载的密闭容器的顶部外壳及底部外壳通过铸造成型，而铸造物中一般会含有较多的碳，因此各外壳彼此的焊接在技术上很困难，可能发生焊接不良的情况。

另外，作为中央外壳的钢管的材料成本很高，而且密闭容器要用三个部件构成，因此焊接部位至少有两个以上，需要较多的密闭容器组装工序，导致密闭容器、进而是压缩机的制造成本增大。

为此，考虑过如像上述专利文献2及3记载的密闭容器那样用两个外壳来构成密闭容器，就能减少焊接部位，并减少密闭容器的组装工序，能降低密闭容器的制造成本，而如果各个外壳用冲压成型或锻造成型，则能改善上述的焊接不良。

然而，在将各个外壳冲压成型时，只能将外壳形状成型为穹顶形等单一的形状，因此还要在各个外壳上追加用于固定电动机和压缩机构等的部位，从而无法避免密闭容器制造成本的上升。

另一方面，在将各个外壳铸造成型时，虽然能够根据需要来形成复杂形状的外壳形状，但与将各个外壳冲压成型的情况相比，会增大各个外壳的壁厚，进而增加重量，无法实现密闭容器进而是流体机械的轻量化及小型化。

本发明鉴于上述情况，目的在于提供一种流体机械，既能减少制造成本，又能实现轻量化和小型化。

解决技术问题而采用的技术方案

为了实现上述目的，本发明的流体机械在密闭容器内收容驱动单元和传递驱动单元的驱动力的被驱动单元，其特征是，密闭容器由覆盖驱动单元一侧的第一外壳和与第一外壳接合且覆盖被驱动单元一侧的第二外壳构成，第一外壳与第二外壳用不同的加工方法成型(技术方案一)。

具体是，第一外壳用锻造成型，第二外壳用冲压成型(技术方案二)，或第一外壳用冲压成型，第二外壳用锻造成型(技术方案三)。

另外，驱动单元凡长边方向被收容在第一外壳的深度方向上，被驱动单元的长边方向被收容在第二外壳的径向上(技术方案四)。

另外，第二外壳具有在第二外壳锻造成型时被把持的把持部，把持部凸出设置于比第二外壳的侧部更接近径向中心一侧的第二外壳的外顶部(技术方案五)。

第二外壳包括润滑机构，该润滑机构将贮存在第二外壳的内底部的润滑油向驱动单元及被驱动单元的各个滑动部供给，第二外壳具有油积存部，该油积存部凹入设置在把持部背面一侧的内底部位置上，并呈与把持部的外形大致相似的形状(技术方案六)。

第二外壳具有用于固定驱动单元及被驱动单元的底座部(技术方案七)。

另外，把持部、油积存部以及底座部都是在第二外壳锻造成型时一并形成(技术方案八)。

还有，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(技术方案九)。

发明的效果

本发明技术方案一的流体机械是用两个外壳来构成密闭容器，且通过冲压成型至少实现第一外壳或第二外壳中任一方的薄壁化，因此，能够实现密闭容器、进而是流体机械的轻量化及小型化。

具体是，本发明技术方案二能够通过冲压成型至少实现第二外壳的薄壁化，而本发明技术方案三则能够通过冲压成型至少实现第一外壳的薄壁化，而且在任何情况下，由于不用铸造成型，因此难以发生对各外壳进行焊接以将它们接合时的焊接不良，能够提高密闭容器的焊接强度。

技术方案四的发明能够用与驱动单元的长边方向的长度一致的深度来将第一外壳冲压成型，并且能够用与被驱动单元的长边方向的长度一致的直径来将第二外壳锻造成型。由此，能通过冲压成型容易地制造出与第二外壳相比更需要深底的第一外壳，并能沿着电动机的外形实现薄壁化。。

另外，还能通过锻造成型容易地制造出与第一外壳相比无需深度的较浅底的第二外壳，并能沿着被驱动单元的外形实现薄壁化，因此，能够实现密闭容器、进而是流体机械的轻量化及小型化，还能消减密闭容器内的无用空间(deadspace)，从而促进流体机械进一步的小型化。

根据技术方案五的发明，与在第二外壳的侧部形成把持部的情况正比，能够消减第二外壳的侧部到外顶部的多余厚度，使第二外壳进一步薄壁化，因此能够实现密闭容器、进而是流体机械的进一步轻量化及小型化。

技术方案六的发明能利用把持部来实现第二外壳的薄壁化，并且无需油盘等其它部件，就能容易在内底部形成油积存部。另外，通过在内底部形成油积存部，能够将润滑油以规定的油面高度贮存在内底部，因此即使贮存在内底部的润滑油量较少，也能顺利地将润滑油从润滑机构向各个滑动部供给，且使之在密闭容器内有效地循环。

根据技术方案七的发明，即使不用框架等其它部件，也能容易地将驱动单元及被驱动单元固定。

根据技术方案八的发明，无需其它部件或其它加工，就能容易地形成把持部、油积存部和底座部，能够提高流体机械的生产效率。

根据技术方案九的发明，如果将工作流体定为二氧化碳制冷剂，则从被驱动单元排出的工作流体的压力可能成为高压，作用于密闭容器内的压力也可能成为高压，因此通常为了安全而无法避免密闭容器的厚重化，但采用上述结构就能够有效地促进密闭容器、进而是流体机械的轻量化及小型化，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的压缩机的密闭容器的外形图。

图4是从上方看图3的底部外壳的立体图。

具体实施方式

图1～图4表示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，具体分类为被称为往复式压缩机或活塞式压缩机的容积式压缩机，例如作为自动售货机中所装的未图示的制冷循环的构成设备使用。

制冷循环具备供作为压缩机1的工作流体的制冷剂循环的路径，在制冷剂中，例如使用作为非可燃性自然制冷剂的二氧化碳制冷剂。

如图1所示，压缩机1具备密闭容器2，在密闭容器2内收容着电动机(驱动单元)4和传递电动机4的驱动力的压缩机构(被驱动单元)6。

电动机4由因给电而产生磁场的定子8和因在定子8产生的磁场而旋转的转子10构成，转子10被配置在定子8内侧的同轴上，并通过热压配合而固定于后述的曲柄轴14的主轴部24。通过固定在密闭容器2上的电气安装部12及未图示的引线从压缩机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。

如图2所示，在缸体16上一体形成缸膛26，并且从缸体16一侧用螺栓依次推压固定着汽缸垫片28、后述的吸入阀50、阀板30、汽缸盖垫片32、以及汽缸盖34，从而将缸膛26的开口加以封闭。

如图1所示，在缸体16上，经过框架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。

具体是，电动机4及压缩机构6被框架36的下部的底座部38支承，框架36被底座部38固定在密闭容器2上。另一方面，在框架36的上部的圆筒部40上，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的推力负荷的推力座圈(轴承)或推力垫圈等轴承44。

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

汽缸盖34具备制冷剂的吸入室54和排出室56，在活塞18的压缩行程中，由于排出阀52打开，使排出室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，使吸入室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，吸入及排出管58、60的一端与汽缸盖34的吸入室54和排出室56分别连接。吸入及排出管58、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的偏心旋转连动地作摆动运动，并且活塞18与连杆20的摆动运动连动地在缸膛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贮存少量的润滑油，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具有例如能够贮存200cc的少量润滑油以使油面高度在油管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，这种离心力使润滑油从油积存部76被上吸到油路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，并且缸膛26内的压力超过制冷剂的排出压力，缸膛26内的压力与排出室56内的压力之差就使排出阀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的运动从上止点起向增加缸膛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孔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的运动从下止点起向减少缸膛26内的容积的方向转变，缸膛26内的压力就会再次被压缩。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。

随着上述压缩机1的动作而从油积存部76被上吸到油路70中的润滑油从油路70流出并向偏心轴部22流下，将大端部62附近加以润滑，进而由于离心力而向活塞18飞散，将活塞18的裙部18a附近加以润滑。

另一方面，从油路70流出的润滑油的一部分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之间形成油膜，将轴承42加以润滑，并且向曲柄轴14的上端一侧移动。并且润滑油在到达圆筒部40的上端面40b而将轴承44加以润滑之后，由于重力而向下流到油积存部76。与此相对，未能通过轴承44的润滑油则原封不动地沿着转子10的内壁面10a上升到转子10的上端，并且由于转子10的旋转产生的离心力而飞散，从而将定子8冷却，然后由于重力而向下流到油积存部76。

在对活塞18的裙部18a进行润滑时被吸入缸膛26内的油雾则与从缸膛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。此时，附着在吸入室54的壁面54a上的润滑油由于重力而向下流到油积存部76。这样向下流到油积存部76的润滑油再度从油管72被上吸，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内循环。

然而，在本实施方式中，如图3所示，密闭容器2形成由覆盖电动机4一侧的顶部外壳(第一外壳)78和覆盖压缩机构6一侧的底部外壳(第二外壳)80这两个外壳构成的外壳结构。曲柄轴14和连杆20在密闭容器2内处于大致正交的位置关系，因此，电动机4的长边方向被收容在顶部外壳78的深度方向上，顶部外壳78与底部外壳80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部外壳80的径向上，底部外壳80与顶部外壳78相比呈浅底形状。

各个外壳78、80具有突出至各个开口端部78a、80a的的焊缝根部边缘，通过使各个焊缝根部边缘相互对接而形成开槽部82。各个外壳78、80是通过以一次焊接作业来形成在开槽部82的全周连续的珠状焊接部84而被接合的，即，用一次焊接作业中形成的一处对接焊接缝来完成接合。

顶部外壳78是通过冲压加工成型对SPCC、SPHE等软质钢实施深拉深加工来形成穹顶状的单一形状。顶部外壳78的厚度为，最薄的部位是6.8mm左右，较厚处也只有7mm左右，并且深冲加工导致的加工硬化能够确保有足够的耐压强度来应对作用于密闭容器2内的制冷剂的高压。

另一方面，底部外壳80通过对S20C、S25C等软质钢实施锻造成型来使其厚度只有8.5mm左右，且能与顶部外壳78同样地确保有足够的耐压强度来应对高压制冷剂。

另外，底部外壳80具有在底部外壳80锻造成型时被把持的把持部86，把持部86凸出设置于比底部外壳80的侧部80b更接近径向中心一侧的底部外壳80的外顶部80c。油积存部76凹入设置在该把持部86的背面一侧的内底部2a的位置上，并呈与把持部86的外形大致相似的形状。即，底部外壳80是从侧部80b到外顶部80c以与侧部80b大致相同的壁厚来形成。

在外顶部80c的把持部86周围，安装着用于稳定地载放压缩机1的基座板88。通过在基座板88的下面安装未图示的防振橡胶等，既能抑制动作中的振动又能固定压缩机1。

在底部外壳80的开口端部80a形成有向底部外壳80的径向中心一侧呈波浪状地膨出的四个底座部90，在底座部90上固定用于支承图1所示的定子8及缸体16的框架36。虽然没有图示，但也可以不受此限，采用将定子8及缸体16直接固定在底座部90上、并在密闭容器2内不需要框架36的支承结构。

如此在底部外壳80上形成的把持部86、油积存部76以及底座部90都是在底部外壳80锻造成型时一并形成的。

上述第一实施方式的压缩机1能够用两个外壳78、80来构成密闭容器2，并通过冲压成型至少实现顶部外壳78的薄壁化，因此，能够实现密闭容器2、进而是压缩机1的轻量化及小型化。

另外，由于不用铸造成型，因此，在对各外壳78、80进行焊接以将它们接合时不易发生焊接不良，能够提高密闭容器2的焊接强度。

另外，能够用与电动机4的长边方向长度一致的深度来对顶部外壳78进行冲压成型，并且能够用与压缩机构6的长边方向长度一致的直径对底部外壳80进行锻造成型。由此，能通过冲压成型容易地制造出与底部外壳80相比更需要深底的顶部外壳78，并能沿着电动机4的外形实现薄壁化。

另外，还能通过锻造成型容易地制造出与顶部外壳78相比无需深度的较浅底的底部外壳80，并能沿着压缩机构6的外形实现薄壁化。因此，能可靠地实现密闭容器2、进而是压缩机1的轻量化及小型化，此外，还能消减密闭容器2内的无用空间，促进压缩机1进一步的小型化。

再有，与在底部外壳80的侧部80b上形成把握部86的情况相比，能消减从侧部80b到外顶部80c的底部外壳80的多余厚度，实现底部外壳80的进一步薄壁化，因此，能实现密闭容器2、进而是压缩机1的进一步轻量化及小型化。

还有，既能利用把持部86来实现底部外壳80的薄壁化，又无需油盘等其它部件，能够容易地在内底部2a形成油积存部76。此外，通过在内底部2a形成油积存部76，能将润滑油以规定的油面高度贮存在内底部2a，因此，即使贮存在内底部2a的润滑油量较少，也能顺利地将润滑油从由油管72、油路70等构成的润滑机构向电动机4及压缩机构6的各个滑动部供给，且使润滑油在密闭容器2内有效地循环。

另外，当采用将定子8及缸体16直接固定在底座部90上、并在密闭容器2内无需框架36的支承结构时，无需框架36等其它部件就可容易地将电动机4和压缩机构6加以固定。

还有，由于把持部86、油积存部76以及底座部90都是在底部外壳80锻造成型时一并形成的，因此，无需其它部件和其它加工，就可容易地形成这些部位，能提高压缩机1的生产效率。

本发明不受上述实施方式的制约，还可作各种变形。

具体是，在本实施方式中，顶部外壳78用冲压成型来形成，底部外壳80则是用锻造成型来形成，但不受此限，只要是通过将各个外壳78、80用不同的加工方法成型来实现各个外壳78、80的薄壁化，并且实现密闭容器2、进而是压缩机1的轻量化及小型化的即可，例如也可以是顶部外壳78用锻造成型来形成，底部外壳80用冲压成型来形成。

此外，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在超临界状态之前会成为高压，并且作用于密闭容器2内的压力也会成为高压，因此，通常为了安全而无法避免密闭容器2的厚重化。然而，采用上述结构时，能够有效地促进密闭容器2、进而促进压缩机1的轻量化及小型化，这点是较为理想的。

还有，本实施例中说明的是容积式压缩机1，但本发明还能适用于涡旋式压缩机或膨胀机等一切密闭型流体机械，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)

70  油路(润滑机构)

72  油管(润滑机构)

76  油积存部

78   顶部外壳(第一外壳)

80   底部外壳(第二外壳)

80b  侧部

80c  外顶部

86   把持部

90   底座部

Claims (9)

1.一种流体机械，在密闭容器内，收容驱动单元和传递所述驱动单元的驱动力的被驱动单元，其特征在于，

所述密闭容器由覆盖所述驱动单元一侧的第一外壳和与所述第一外壳接合且覆盖所述被驱动单元一侧的第二外壳构成，

所述第一外壳和所述第二外壳用不同的加工方法成型。

2.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，

所述第一外壳用锻造成型，所述第二外壳用冲压成型。

3.如权利要求1所述的流体机械，其特征在于，

所述第一外壳用冲压成型，所述第二外壳用锻造成型。

4.如权利要求3所述的流体机械，其特征在于，

所述驱动单元的长边方向被收容在所述第一外壳的深度方向上，

所述被驱动单元的长边方向被收容在所述第二外壳的径向上。

5.如权利要求4所述的流体机械，其特征在于，

所述第二外壳具有在所述第二外壳锻造成型时被把持的把持部，

所述把持部凸出设置于比所述第二外壳的侧部更接近径向中心一侧的所述第二外壳的外顶部。

6.如权利要求5所述的流体机械，其特征在于，

所述第二外壳包括润滑机构，该润滑机构将贮存在所述第二外壳的内底部的润滑油向所述驱动单元及所述被驱动单元的各个滑动部供给，

所述第二外壳具有油积存部，该油积存部凹入设置在所述把持部背面一侧的所述内底部位置上，并呈与所述把持部的外形大致相似的形状。

7.如权利要求6所述的流体机械，其特征在于，

所述第二外壳具有用于固定所述驱动单元及所述被驱动单元的底座部。

8.如权利要求7所述的流体机械，其特征在于，

所述把持部、所述油积存部、以及所述底座部都是在所述第二外壳的锻造成型时一并形成的。

9.如权利要求1至8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内且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。

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