CN1037991C - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种能对旋转涡旋和固定涡旋进行良好且适当润滑的涡旋式压缩机。在密闭外壳内设有固定涡旋3和相对于该固定涡旋3旋转自如地设置的旋转涡旋10，且在两者之间形成压缩空间，以及承受该旋转涡旋的推力载荷的托架4，在该托架4的推力载荷承受面D上设有润滑油流动的环形槽21，在上述旋转涡旋10上设有上下贯通的通孔25及两个凹陷部分23、24，当该旋转涡旋10被旋转驱动时，上述环形槽21与上述通孔25断续地连通。

Description

涡旋式压缩机

本发明涉及将加工成涡旋形的两个叶片(固定涡旋和旋转涡旋)组合起来，通过这两个叶片的相对旋转运动，对例如气体进行压缩的涡旋式压缩机。

美国专利US5133651公开了一种涡旋式压缩机，它备有密闭外壳，设置在该密闭外壳内的固定涡旋，相对于该固定涡旋旋转的旋转涡旋，且在两者之间形成压缩空间，以及设置在旋转涡旋背面的推力轴承架。

涡旋式压缩机是将加工成涡旋形的两个叶片，即固定涡旋和旋转涡旋组合起来，通过这两个叶片的相对运动，对气体进行压缩。

上述固定涡旋被固定在设于密闭式外壳上部内侧的托架上。上述旋转涡旋位于固定涡旋下侧，且与该固定涡旋相配合而在两者之间形成压缩室，且松转配合在上述托架的下侧轴线垂直设置的电机驱动轴(曲轴)的上端部分。另外，上述旋转涡旋通过欧氏连接机构连接在上述托架上而不能自转。

上述电机驱动轴的上端部分设计成偏心形式，电机旋转时，旋转涡旋不自转，而是相对于固定涡旋作旋转运动。结果，由上述固定涡旋和旋转涡旋形成的压缩室一边旋转，一边从固定涡旋的径向外侧向中央部分移动，对气体进行压缩。被压缩的气体从在上述固定涡旋的中心部位形成的排出口排出到外部。

另一方面，在上述密闭外壳内部下端设有润滑油箱，用来盛放润滑上述曲轴的上端部分或上述欧氏连接机构等的滑动部分的润滑油。而且在上述电机驱动轴的下端部分设有泵机构，当该驱动轴旋转时能将润滑油吸上来。

因此，当上述电机工作时，上述润滑油箱中盛放的润滑油便被吸到该曲轴内，供给到上述各滑动部分。而且，润滑各滑动部分的润滑油受电机旋转的影响，一旦飞散到外壳内之后，再回收润滑油箱中，而且再用来润滑各滑动部分。

可是，以往没有向位于压缩室内的固定涡旋和旋转涡旋的滑动部分直接供给润滑油的润滑油通道，该部分的润滑是在润滑了上述其他滑动部分之后，将飞散到密闭外壳内的润滑油吸入到压缩室内进行的。

可是，润滑油的飞散状态并不一样，难以控制吸入到压缩室内的润滑油的数量。例如在倒相压缩机等的情况下，与高速旋转时相比，低速旋转时的飞散量减少，以及由于密闭外壳内呈低压状态，因此往往造成压缩室内的给油量极少。其结果使得上述旋转涡旋和固定涡旋之间的密封性变坏，有时造成涡旋叶片本身烧伤，在性能和可靠性方面存在问题。

本发明的目的是提供一种能妥善地对旋转涡旋和固定涡旋进行润滑的涡旋式压缩机，使得润滑油可以直接供给固定涡旋和旋转涡旋的滑动部分。

根据本发明的涡旋式压缩机，它备有密闭外壳；设置在该密闭外壳内的固定涡旋；相对于该固定涡旋自由旋转地设置的旋转涡旋，且在两者之间形成压缩空间；以及设置在该旋转涡旋背面用来滑动自如地承受该旋转涡旋的推力载荷的推力载荷承座，该涡旋式压缩机的特征为：在上述推力载荷承座的推力载荷承受面上设有供给润滑油的环形槽；设有从上述旋转涡旋的背面通向上述压缩空间的通孔，通过该通孔将供给到上述环形槽内的润滑油与上述旋转涡旋的旋转相配合且间歇地导入上述压缩空间。

根据本发明第二方面的涡旋式压缩机，其特征为：在上述旋转涡旋的背面设有与上述推力载荷承座的环形槽重合的凹陷部分，该凹陷部分与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，能通过该凹陷部分使上述环形槽与通孔连通。

根据本发明第三方面的涡旋式压缩机，其特征为：在上述旋转涡旋的背面固定安装着设有与上述推力载荷承座的环形槽重合的切缝的止推板，该切缝与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，通过上述切缝使上述推力承座上的环形槽与通孔连通。

图1是表示本发明的第一个实施例的主要部分的纵剖视图。

图2是表示上图中的旋转涡旋的俯视图。

图3是表示第二个实施例的主要部分的纵剖视图。

图4是表示上图中的止推板的俯视图。图中：1…密闭式外壳

3…固定涡旋

4…托架(推力载荷承座)

D…推力载荷承受面

10…旋转涡旋

21…环形槽

23…第一凹陷部分

24…第二凹陷部分

25…通孔

30…止推板

33…切缝

35…通孔

下面说明本发明的一个实施例。

首先参照图1及图2说明第一个实施例。

图1中1是密闭式外壳，在该密闭式外壳1的上部设有托架4(推力载荷承座)，在该托架4的上面用螺栓2使其不能旋转地固定着固定涡旋3。

在上述固定涡旋3的上方用隔壁形成排出室1a，该排出室1a与设在固定涡旋3的中心部位的排出口3a连通。在该排出室1a中设有将压缩气体排出到密闭外壳1的外部的排出管18。

另外，在上述托架4的下部，设有电动机5。该电动机5由固定在密闭外壳1内的定子6、旋转自如地插在该定子6内的转子7、以及将中间部分支持在该转子7上、同时将偏心的上端部分8a伸出在上述托架4的上侧的曲轴8构成。

图中用10表示的旋转涡旋松转配合在该电动机5的曲轴8的上端部分8a(偏心部分)上，与上述固定涡旋3呈互相配合的状态，且在两者之间形成压缩室11(压缩空间)。另外，上述托架4与上述旋转涡旋10通过欧氏环12(十字头联轴器)相连接，以便限制该旋转涡旋10的自转。

另一方面，用来将被压缩气体(被压缩流体)吸入该密闭外壳1内的吸气管19设在上述密闭外壳1的高度方向的中间部位的侧壁上。在上述托架4上设有将吸入密闭外壳1内的被压缩气体导入上述压缩室11中的导气孔9。

因此，当上述电动机5工作时，上述旋转涡旋10不自转，而是相对于上述固定涡旋3作旋转运动。结果，由上述固定涡旋3和旋转涡旋10形成的压缩室11便一边旋转，一边从固定涡旋3的径向外侧向中央部位移动，吸引并压缩导入到上述密闭外壳1内的被压缩气体。被压缩后的气体从在上述固定涡旋3的中心部位形成的排出口3a、通过排出室1a及排出管18被排出到密闭外壳1的外部。

另一方面，在上述密闭外壳1的下端部位设有图中未示出的润滑油箱，用来盛放润滑上述曲轴8和旋转涡旋的滑动部位等的润滑油。而且，在上述曲轴8的下端部位设有同样图中未示出的泵机构(例如离心泵)，当该曲轴8旋转时，该泵机构能将上述润滑油吸上来。

该泵机构安装在与上述曲轴8成一条轴线上，而且其下端部分浸没在上述润滑油箱内的润滑油中。另外，在上述曲轴8内部沿上下方向设有其下端与上述泵机构连接的细孔17。该细孔17有通向该曲轴8与托架4的滑动部位(图中用A表示)及该曲轴8的上端部分8a(偏心部分)与旋转涡旋10的滑动部位(图中B表示)的开口。

另外，在上述曲轴8的各滑动部位所对应的位置，设有润滑油槽8b、8c，通过该润滑油槽8b、8c将供给上述各滑动部位的润滑油导入由上述托架4的上表面和旋转涡旋10的下表面构成的空间(图中用C表示)。

另一方面，在上述托架4上设有给油孔20，该给油孔20在空间C有开口，能将导入该空间C的润滑油的一部分导送给承受上述旋转涡旋10的推力载荷的推力承受面D(上表面)。

在该托架4的推力承受面D上设有用来使供给该推力承受面的润滑油流动的环形槽21。

再者，在上述旋转涡旋10的下面，设有图中用23、24表示的第1、第2两个圆形的凹陷部分。在该第1、第2凹陷部分23、24上都设有与该旋转涡旋10的上表面相通的通孔25。各通孔25设在该圆形第1、第2凹陷部分23、24的偏心位置。其中的一个通孔25位于上述旋转涡旋10的卷状叶片10a的终端。

上述旋转涡旋10相对于上述托架4进行偏心旋转，因此伴随该旋转涡旋10的旋转动作，上述两个凹陷部分23、24交替地与上述环形槽21连通。而且，图1及图2是表示第1凹陷部分23与上述环形槽21连通的状态。

下面说明该涡旋式压缩机的润滑动作。

盛放在上述润滑油箱中的润滑油，在上述电动机5工作时被吸上进入该曲轴8内，并通过上述细孔17供给到曲轴的各滑动部位A、B。

而且，对各滑动部位A、B进行润滑的润滑油通过槽8b、8c被导入上述空间C，通过上述给油孔20供给上述推力承受面D上的环形槽21。供给到该环形槽21的润滑油的一部分，用于润滑该推力承受面D，另一部分润滑油通过上述第1、第2凹陷部分23、24及通孔25，供给上述旋转涡旋10的上表面外缘部分。

该润滑油与吸引到上述压缩室11内的气体一起被导入该固定涡旋3和旋转涡旋10的中心部位，用来润滑该固定涡旋3和旋转涡旋10的滑动部位。

采用这样的结构具有下述效果。

第1，由于设有上述压缩室用的给油孔20，所以能将润滑油积极地供给到上述压缩室11内。

因此，与以往例中将飞散在密闭外壳1内的润滑油吸入上述压缩室11内的情况相比，能够可靠且稳定地向上述压缩室11供油。

第2，上述润滑油被断续地供给到压缩室11内。

因此，所供给的润滑油量能够与上述旋转涡旋10的转速相对应(成比例)，结果能够对应于上述旋转涡旋10的转速积极地控制润滑油量。

因此，根据上述电动机5的转速供给润滑油，能够防止向上述压缩室11供给的润滑油量出现极端的差异，且能对上述固定涡旋3和旋转涡旋10的滑动部位进行更适当的润滑。

第3，将上述通孔25的出口设在上述旋转涡旋10的外缘部分，而且位于上述旋转涡旋10的呈卷状的叶片终端。因此，在上述压缩室11的入口部分，能使润滑油有效地混入所吸入的被压缩气体，因此不会遗漏对上述固定涡旋3和旋转涡旋10的滑动部位的润滑。

另外，由于在上述旋转涡旋10的下表面设有第1、第2凹陷部分23、24，因此即使上述通孔25位于上述环形槽21的外例时，也能使该环形槽21和上述通孔25连通。

因此具有对上述压缩室11内进行更好的润滑的效果。

下面参照图3及图4说明第2个实施例。与上述第1个实施例中相同的结构要素，使用相同的符号，其说明从略。

在本实施例中的旋转涡旋3的下面固定装有图中用30表示的圆板状的止推板。该止推板30用滑动性能好且耐磨的材料制成，因此与上述托架4滑动时，具有承受上述旋转涡旋10的推力载荷的功能。

如图4所示，在该止推板30的中央部位设有通孔31，上述旋转涡旋10的下面中央部分用来与上述曲轴8的上端部分8a相配合的凸出部分10b穿过该通孔31。另外，在该止推板30的外侧边缘有两个沿圆周方向彼此错开180。的切口32，欧氏环12的键插入该切口32。

另外，在与该切口32相隔90°的位置设有沿径向的切缝(长孔)33。

另一方面，在上述旋转涡旋10上设有通孔35，在该止推板30固定安装在该旋转涡旋10的下表面上的状态下，从上述止推板30上的切缝33的位置能穿过通孔35而通到该旋转涡旋10的上面。该通孔35在上述旋转涡旋10的呈卷状的叶片10a的终端处开口。

上述旋转涡旋10相对于上述托架4进行偏心旋转运动，因此上述切缝33反复断续地进行忽而与上述环形槽21一致、忽而不一致的动作。

下面说明该涡旋式压缩机的润滑动作。

与上述的第1个实施例一样，供给到上述空间C的润滑油通过上述供给孔20供给上述环形槽21。当上述切缝33与该环形槽21一致时，在该环形槽21内流动的润滑油，便通过上述通孔35供给到上述旋转涡旋10的上面。

供给到该旋转涡旋10的上面的润滑油与从上述吸气管19吸入的气体一起被吸入上述压缩室11内，对上述固定涡旋3和上述旋转涡旋10的滑动面进行润滑。

如果采用这样的结构，能够获得与上述第1个实施例大致相同的效果。

另外，如果采用该第2个实施例，则在止推板30开设切缝33，用以代替设在上述旋转涡旋下面的凹陷部分。因此，具有零件加工容易的效果。

另外，本发明不受上述第1及第2个实施例所限，在不改变本发明的要旨的范围内，可用多种设计方案。

例如在上述第1个实施例中，设在上述旋转涡旋10上的通孔25虽然是2个，但不受此限，3个以上也可以。另外，也可以只在上述旋转涡旋10的呈卷状的叶片10a的终端设一个通孔。

再者，在上述第1、第2个实施例中，虽然是先使上述润滑油对上述曲轴8的滑动部分A、B的滑动进行润滑后再供到上述推力承受面D上的环形槽21内，但不受此限，也可以采用其他供给方法，例如不用于上述曲轴8的润滑而将润滑油直接供给上述环形槽21。

如上所述，本发明的第1种结构的涡旋式压缩机备有密闭外壳；设置在该密闭外壳内的固定涡旋；相对于该固定涡旋自由旋转地设置的旋转涡旋，在两者之间形成压缩空间；以及在该旋转涡旋的背面不能旋转地设置的推力载荷承座，用来自由滑动地承受该旋转涡旋的推力载荷，在该涡旋式压缩机中，在上述推力载荷承座的推力载荷承受面上设有供给润滑油的环形槽，以及设有从上述旋转涡旋的背面通向上述压缩空间的通孔，通过该通孔将供给到上述环形槽中的润滑油导入上述压缩空间。

第2种结构是在第1种装置中，在上述旋转涡旋的背面设有凹陷部分，该凹陷部分与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，断续地与上述推力载荷承座上的环形槽连通。

第3种结构是在第1种装置中，在上述旋转涡旋的背面固定安装着设有切缝的止推板，该切缝与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，能与上述推力承座上的环形槽断续地连通。

如果采用上述第1-第3种结构，则具有能对固定涡旋和旋转涡旋的滑动部分进行更好的且适当的润滑的效果。

Claims (3)

1.一种涡旋式压缩机，它备有密闭外壳；设置在该密闭外壳内的固定涡旋；相对于该固定涡旋自由旋转地设置的旋转涡旋，且在两者之间形成压缩空间；以及设置在该旋转涡旋背面用来滑动自如地承受该旋转涡旋的推力载荷的推力载荷承座，该涡旋式压缩机的特征为：在上述推力载荷承座的推力载荷承受面上设有供给润滑油的环形槽；设有从上述旋转涡旋的背面通向上述压缩空间的通孔，通过该通孔将供给到上述环形槽内的润滑油与上述旋转涡旋的旋转相配合且间歇地导入上述压缩空间。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征为：在上述旋转涡旋的背面设有与上述推力载荷承座的环形槽重合的凹陷部分，该凹陷部分与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，能通过该凹陷部分使上述环形槽与通孔连通。

3.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征为：在上述旋转涡旋的背面固定安装着设有与上述推力载荷承座的环形槽重合的切缝的止推板，该切缝与上述通孔连通，同时当该旋转涡旋旋转时，通过上述切缝使上述推力承座上的环形槽与通孔连通。

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