CN105683577B - 涡旋型流体设备 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋型流体设备，能消除涡旋型流体设备中润滑油向各轴承部、轴密封部及滑动部的供给不足，并实现涡旋型流体设备的效率及耐久性的提高。在前外壳(5)的内部形成对动涡盘构件(3)的驱动机构(8)进行收容的收容空间部(9)。在该收容空间部(9)的驱动机构(8)周围的周面上，形成用于储存润滑油的凹部(40)，在该凹部(40)中设置有将润滑油向驱动机构(8)的中心方向引导的导向部(40a)。在用于导入压缩流体的排出室(20)一侧，在前外壳(5)及中间外壳(6)上形成有将对通过油分离器分离出的润滑油进行储存的储油室(51)与凹部(40)连通的润滑油供给通路(52)，将润滑油从高压区域的排出室(20)侧向低压区域的收容空间部(9)侧供给。

Description

涡旋型流体设备
技术领域
本发明涉及一种涡旋型流体设备，该涡旋型流体设备具有定涡盘构件和动涡盘构件，通过使由定涡盘和动涡盘形成的密闭空间的容积发生变化，来使流体压缩或膨胀。
背景技术
作为涡旋型流体设备，众所周知有一种专利文献1所示的涡旋型压缩机。上述涡旋型压缩机具有定涡盘构件和动涡盘构件，其中，上述动涡盘构件与定涡盘构件接触并绕上述定涡盘构件公转，在动涡盘构件与定涡盘构件之间形成容积会随着所述公转而发生变化的密闭空间。此外，在上述压缩机中，在第一外壳(前外壳)的内部形成对动涡盘构件的驱动机构进行收容的收容空间部，在该收容空间部的一端侧设置对驱动机构的驱动轴进行轴支承的轴承部，在收容空间部的另一端侧形成对动涡盘构件的推力进行承接的推力承接部，在与第一外壳(前外壳)的推力承接部侧的外周部端面接合的第二外壳(中间外壳)中，收容有压缩机构，该压缩机构构成为具有定涡盘构件和动涡盘构件。
但是，在上述压缩机中，以对驱动机构的轴承部和各滑动部等进行润滑和冷却为目的，而向第一外壳(前外壳)内供给润滑油。在专利文献1所记载的压缩机中，在形成于定涡盘构件的背面侧的第三外壳(后外壳)内并用于使压缩流体导入的排出室中，设置有储油室，该储油室对通过油分离器从流体(制冷剂)中分离后的润滑油进行储存，将上述储油室内的润滑油供给到第一外壳(前外壳)内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11-93880号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，在专利文献1所记载的压缩机中，将润滑油供给通路的第一外壳(前外壳)侧开口端设于流体(制冷剂)的吸入室，上述润滑油供给通路用于将润滑油从所述储油室供给至第一外壳(前外壳)。因而，从润滑油供给通路供给至吸入室的润滑油与吸入制冷剂一起被再次吸入第二外壳(中间外壳)侧的压缩机构，从而存在润滑油无法足够地供给至第一外壳(前外壳)内的轴承部、轴密封部及推力承接部与动涡盘之间的滑动部处的可能性。
本发明为解决上述问题而作，其目的在于提供一种能使供给至第一外壳侧的润滑油不被吸入到第二外壳侧，而是被足够地供给至第一外壳内的轴承部、轴密封部及推力承接部与动涡盘之间的滑动部处的涡旋型流体设备。
解决技术问题所采用的技术方案
因此，本发明的涡旋型流体设备具有如下结构：在第一外壳的内部形成收容空间部，该收容空间部对动涡盘构件的驱动机构进行收容，所述动涡盘构件与定涡盘构件接触且绕所述定涡盘构件进行公转，在所述动涡盘构件与所述定涡盘构件之间形成容积随着所述公转而发生变化的密闭空间，在所述收容空间部的一端侧设有对所述驱动机构的驱动轴进行轴支承的轴承部，在所述收容空间部的另一端侧上形成对所述动涡盘构件的推力进行承接的推力承接部，在与所述第一外壳的所述推力承接部一侧的外周部端面接合的第二外壳的内部，对所述定涡盘构件和动涡盘构件进行收容，其特征是，在所述收容空间部的驱动机构周围的周面上，形成用于储存润滑油的凹部，并且在所述凹部中设有将所述凹部内的润滑油向所述驱动机构的中心方向引导的导向部。
发明效果
根据本发明的涡旋型流体设备，能将润滑油储存在形成于对动涡盘的驱动机构进行收容的第一外壳内的收容空间部的凹部中，并且通过凹部内的导向部，将润滑油朝向动涡盘的驱动机构引导，因此，能将润滑油充分供给至第一外壳内的轴承部、轴密封部及各推力承接部与动涡盘之间的滑动部处。因而，能抑制轴承部、轴密封部及推力承接部与动涡盘之间的滑动部处的磨损，能提高流体设备的耐久性，并且能防止因所述滑动部的发热等引起的流体设备的效率降低。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的涡旋型压缩机的主视图。
图2是沿图1的A－A线的向视剖视图。
图3是沿图2的B－B线的向视剖视图。
图4是去除图3的动涡盘构件的剖视图。
图5是去除图4的推力板的剖视图。
图6是沿图5的C－C线的向视剖视图。
图7是表示本发明第二实施方式的涡旋型压缩机的剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明的涡旋型流体设备能作为压缩机和膨胀器使用，在此，以压缩机的例子来进行说明。
首先，根据图1～图6，对本发明的第一实施方式进行说明。图1～图6示出了第一实施方式的涡旋型压缩机的整体结构，其中，图1是主视图，图2是沿图1的A－A线的向视剖视图，图3是沿图2的B－B线的向视剖视图，图4是去除图3的动涡盘后的剖视图，图5是去除图4的推力板后的剖视图，图6是沿图5的C－C线的向视剖视图。
涡旋型压缩机1具有沿中心轴方向相对配置的定涡盘构件2和动涡盘构件3。定涡盘构件2是通过在端板2a上一体形成涡卷缠绕件2b而成的。同样地，动涡盘构件3是通过在端板3a上一体形成涡卷缠绕件3b而成的。
两个涡盘构件2、3配置成使两个涡卷缠绕件2b、3b啮合，且使涡卷缠绕件2b的突出侧的端缘与端板3a接触，并使涡卷缠绕件3b的突出侧的端缘与端板2a接触。另外，在两个涡卷缠绕件2b、3b的突出侧的端缘埋设有顶端密封件。
另外，两个涡盘构件2、3配置成在两个涡卷缠绕件2b、3b的周向角度相互错开的状态下使两个涡卷缠绕件2b、3b的侧壁彼此局部接触。藉此，在两个涡卷缠绕件2b、3b之间形成新月状的密闭空间、即流体凹口(日文：流体ポケット)4。
动涡盘构件3通过后述的驱动机构8和自转阻止机构33而绕着定涡盘构件2的中心轴进行公转运动，自转则受到阻止。藉此，形成在两个涡卷缠绕件2b、3b间的流体凹口4从涡卷缠绕件2b、3b的外端部朝向中心部移动，从而使流体凹口4的容积朝缩小方向变化。因此，从涡卷缠绕件2b、3b的外端部侧吸入至流体凹口4内的流体(例如制冷剂气体)被压缩。
另外，在膨胀器的情况下，流体凹口4相反地从涡卷缠绕件2b、3b的中心部朝向外端部移动，从而使流体凹口4的容积朝增大方向变化，并使从涡卷缠绕件2b、3b的中心部侧吸入流体凹口4内的流体膨胀。
涡旋型压缩机1的外壳由前外壳(第一外壳)5、将定涡盘构件2一体地内置的中间外壳(第二外壳)6以及配置于该中间外壳6的背面侧的后外壳(第三外壳)7构成。
在前外壳5的内部形成有对动涡盘构件3的驱动机构8进行收容的收容空间部9，在所述收容空间部9的一端侧设有对驱动机构8的驱动轴进行轴支承的轴承10和轴密封部11。在收容空间部9的另一端侧形成有推力承接部13，该推力承接部13隔着环状推力板12在推力方向上对动涡盘构件3进行支承。此外，前外壳5在收容空间部9的上方形成有上述流体的吸入室14，经由设于前外壳5外壁的吸入口15将上述流体从外部向吸入室14吸入。
在本实施方式中，中间外壳6与定涡盘构件2一体地形成作为定涡盘构件2的框体部(外壳罩)。但是，也可以采用将定涡盘构件2和中间外壳6设为不同的构件，并将定涡盘构件2收容固定在中间外壳6内的结构。中间外壳6的后侧被定涡盘构件2的端板2b封闭，前侧开口。开口的前侧与推力承接部13侧的前外壳5外周面端面接合，并通过螺栓16紧固。
在前外壳5及中间外壳6的周向的一部分上形成有隆起部17。在隆起部17的内部形成有流体通路空间部18，该流体通路空间部18沿与压缩机中心轴平行的方向延伸，以将上述流体从前外壳5侧的吸入室14向中间外壳6侧的两个涡卷缠绕件2b、3b的外端部附近引导。
后外壳7通过螺栓19紧固在定涡盘构件2的端板2b的背面侧，在后外壳7与端板2b之间形成有上述流体的排出室20。在端板2b的中心部开设有排出孔21，该排出孔21将因动涡盘构件3的公转运动而被压缩的流体凹口4内的上述流体导入排出室20，在排出孔21的出口侧附设有单向阀22。另外，在后外壳7的外壁上设有供上述流体从排出室20向外部排出的排出端口23。
上述流体从设于前外壳5的吸入口15导入前外壳5内的吸入室14，经由前外壳5及中间外壳6的隆起部17内侧的流体通路空间18，从涡卷缠绕件2b、3b的外端部侧吸入所述流体凹口4内，以供进行压缩。经压缩后的流体从穿设于定涡盘构件2的端板2a的中央部处的排出孔21排出到后外壳7内的排出室20，并从排出室20经由排出端口23导出到外部。
例如像日本专利特开2012－237288号公报等记载的那样，收容于前外壳5的收容空间部9的驱动机构8在受到从外部输入的旋转驱动力驱动而旋转的驱动轴处设置曲柄机构，并通过上述曲柄机构而与动涡盘构件3连接。
驱动机构8的驱动轴24在收容空间部9的一端侧被轴承10轴支承成能自由旋转。上述驱动轴24的一端侧突出到前外壳5的外侧，且在此处隔着电磁离合器25安装有皮带轮(日文：プーリ)26。因而，在从皮带轮26经由电磁离合器25输入的旋转驱动力的作用下，对驱动轴24进行驱动而使其旋转。设于驱动轴24的另一端侧的曲柄机构包括：曲柄28，该曲柄28通过轴承27而被轴支承于收容空间部9的内周壁；以及偏心衬套29，该偏心衬套29以相对于驱动轴24的中心轴偏心的方式安装于上述曲柄28，偏心衬套29通过轴承31而与圆筒状的轴套部30的内部嵌合，其中，上述轴套部30突出形成在动涡盘构件3的端板3b的背面。在曲柄机构上安装有平衡配重32。另外，在图2及图6中，为了使图简化，将从驱动轴24至偏心衬套29一体地作为驱动机构8进行图示。
因而，通过驱动轴24的旋转，经由曲柄机构使动涡盘构件3回旋，利用后述自转阻止机构33阻止动涡盘构件3自转，动涡盘构件3绕着定涡盘构件2的中心轴进行公转回旋运动。
在本实施方式中，动涡盘构件3的自转阻止机构33构成为包括：多个(在本实施方式中为四个)圆孔34，这些圆孔34形成在动涡盘构件3的端部3a的背面的外周部附近；圆板构件35，该圆板构件35隔着些许间隙地被插入到各圆孔34内，并在相对于中心位置错开的位置处具有偏心孔；与圆孔34相同数量(在本实施方式中为四个)的销36，这些销36突出设置于前外壳5的推力承接部13且贯穿推力板12，设置些许间隙地使各销36与各圆板构件35的偏心孔嵌合，来限制动涡盘构件3的自转。
在此，在前外壳5的收容空间部9的驱动机构8周围的周面上形成有多个(在本实施方式中为四个)用于储存润滑油的凹部40。这些凹部40夹着推力承接部13中的销36的安装区域，并沿驱动机构8的中心轴从推力承接部13朝向轴承27方向形成。此外，收容空间部9的径向的凹部40的外径形成为比推力板12的外径要小。因此，收容空间部9通过推力板12和动涡盘构件3的端部3b被分隔为吸入室14侧和流体通路空间部18侧。此外，各凹部40的彼此相对的侧面部形成为朝向驱动机构8的中心方向，并且成为将储存在凹部40内的润滑油向驱动机构8的中心方向引导的导向部40a。在后外壳7中内置有未图示的油分离器，且在后外壳7的下部形成有对从油分离器分离出的润滑油进行储存的储油室51。
如图6所示，在后外壳7的储油室51中，贯穿设置于中间外壳6和前外壳5的润滑油供给通路52的一端开口。所述润滑油供给通路52形成在厚壁的肋部上，并在形成于收容空间部9的四个凹部40中的一个凹部40处开口，其中，上述厚壁的肋部形成于中间外壳6和前外壳5的一部分。润滑油供给通路52的凹部40侧的开口部53开口于凹部40的轴承27侧的端部。
在所述结构的涡旋型压缩机中，当通过来自外部的旋转驱动力使皮带轮旋转时，经由电磁离合器25使驱动轴24旋转，利用曲柄机构使动涡盘构件3绕着定涡盘构件2的中心轴进行公转运动。因动涡盘构件3的公转运动，流体(制冷剂气体)从吸入端口15经由吸入室14及流体通路空间18，而从涡卷缠绕件2b、3b的外端部流入至流体凹口4内，因流体凹口4的容积的缩小变化而被压缩的流体从定涡盘构件2中央部的排出孔21排出至排出室20。排出到排出室20的流体通过油分离器分离出混入流体中的润滑油，并使分离出润滑油后的制冷剂气体经由排出端口23导出到外部。
另一方面，被油分离器分离出的润滑油储存在后外壳7下部的储油室51中。利用作为高压区域的后外壳7内部与作为低压区域的前外壳5的收容空间部9内部之间的压力差，使储油室51内的润滑油从储油室51经过润滑油供给通路52被朝收容空间部9侧供给，而从与推力承接部13侧相反一侧的轴承27侧供给至凹部40。供给至凹部40的润滑油通过凹部40的侧壁部、即导向部40a向驱动机构8的中心方向引导，从而将润滑油供给至驱动机构8的各轴承27、31、轴密封部11及动涡盘构件3的端板3a与推力板12之间的滑动面等处。
根据本实施方式的涡旋型压缩机1，通过动涡盘构件3的端板3a和推力板12，将润滑油向与用于吸入流体的吸入侧空间分隔开的收容空间部9侧供给，因此，能防止润滑油直接向吸入空间侧导出，从而能将足够的润滑油供给至驱动机构8的各轴承27、31、轴密封部11及动涡盘构件3的端板3a与推力板12之间的滑动面等处。
此外，通过使凹部40的侧面部朝向驱动机构8的中心方向形成，从而具有将润滑油向驱动机构8的中心方向引导的导向部40a的功能，因此，能有效地将附着于凹部40的润滑油连续供给至驱动机构8的各轴承27、31、轴密封部11及动涡盘构件3的端板3a与推力板12之间的滑动面等处。
因而，能抑制需要供给润滑油的各轴承部及滑动部的磨损及发热，从而能实现压缩机1的效率提高及耐久性提高。
接下来，根据图7对本发明第二实施方式进行说明。图7是表示本发明第二实施方式的涡旋型压缩机的剖视图。另外，为了简化说明，对与第一实施方式相同的要素标注相同符号。
在第一实施方式中，是将推力板12夹设在动涡盘构件3的端板3a与推力承接部13之间的结构。与此相对的是，在第二实施方式中，是不设置推力板12而将动涡盘构件的端板3a与推力承接部13直接接触的结构。其它结构与第一实施方式相同。
在上述结构的第二实施方式中，收容空间部9的径向上的凹部40的外径形成为比动涡盘构件3相对于定涡盘构件3的中心轴进行公转的最小公转半径小。藉此，即便在动涡盘构件3进行公转运动时，也能通过动涡盘构件3的端板3a分隔出收容空间部9侧和吸入室14侧。
因而，在第二实施方式中，也能使从排出室20的储油室51供给至收容空间部9的凹部40的润滑油，不被直接被吸入到吸入侧，而是储存在收容空间部9内。藉此，能将足够的润滑油供给至驱动机构8的各轴承部27、31、轴密封部11及动涡盘构件3的端板3a与推力承接部13之间的滑动面等处，并且与第一实施方式相同地，能抑制需要供给润滑油的各轴承部及滑动部的磨损及发热，从而能实现压缩机1的效率提高以及耐久性提高。
另外，在上述各实施方式中，对内置有油分离器的涡旋型流体设备进行了说明，但在没有内置油分离器的涡旋型流体设备中，在推力承接部13上形成将吸入后的流体朝压缩机构侧引导的流体供给通路空间与收容空间部9的凹部40连通的连通路，以替代上述各实施方式的润滑油供给通路52。藉此，能将混入到所吸入的流体中的润滑剂导入收容空间部9的凹部，因此，能将润滑油充分地向驱动机构8的各轴承27、31、轴密封部11及动涡盘构件3的端板3a与推力承接部13之间的滑动面等处供给。
符号说明
1 涡旋式压缩机
2 定涡盘构件
2a 端板
2b 涡卷缠绕件
3 动涡盘构件
3a 端板
3b 涡卷缠绕件
4 流体凹口(密闭空间)
5 前外壳(第一外壳)
6 中间外壳(第二外壳)
7 后外壳(第三外壳)
8 驱动机构
9 收容空间部
10 轴承
11 轴密封部
12 推力板
13 推力承接部
14 吸入室
20 排出室
21 排出孔
22 单向阀
23 排出端口
24 驱动轴
27 轴承
28 曲柄
29 偏心衬套
30 轴套部
31 轴承
33 自转阻止机构
36 自转阻止机构的销
40 凹部
40a 导向部
51 储油室
52 润滑油供给通路
53 开口部(凹部侧)。

Claims (8)

1.一种涡旋型流体设备，在第一外壳的内部形成收容空间部，该收容空间部对动涡盘构件的驱动机构进行收容，所述动涡盘构件与定涡盘构件接触且绕所述定涡盘构件进行公转，在所述动涡盘构件与所述定涡盘构件之间形成容积随着所述公转而发生变化的密闭空间，在所述收容空间部的一端侧设有对所述驱动机构的驱动轴进行轴支承的轴承部，在所述收容空间部的另一端侧上形成对所述动涡盘构件的推力进行承接的推力承接部，在与所述第一外壳的所述推力承接部一侧的外周部端面接合的第二外壳的内部，对所述定涡盘构件和动涡盘构件进行收容，
其特征在于，
在所述收容空间部的驱动机构周围的周面上，形成用于储存润滑油的凹部，并且在所述凹部中设有将所述凹部内的润滑油向所述驱动机构的中心方向引导的导向部，
在与所述第二外壳的定涡盘构件背面侧的外周部接合以导入压缩流体的第三外壳内，设置储油部，该储油部对通过油分离器从流体中分离出的润滑油进行储存，在所述第一外壳及所述第二外壳上形成将所述储油部与所述凹部连通的润滑油供给通路。
2.如权利要求1所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
将所述润滑油供给通路的凹部侧开口部位置设置在所述驱动机构的中心轴方向的所述轴承部一侧。
3.如权利要求1所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
在收容空间部的驱动机构周围设置多个所述凹部。
4.如权利要求1所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述凹部在所述收容空间部的驱动机构周围的周面上沿着所述驱动机构的中心轴从所述推力承接部朝向所述轴承部的方向形成。
5.如权利要求3或4所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述推力承接部安装有销，该销朝所述动涡盘构件一侧突出以对所述动涡盘构件的自转进行阻止，所述多个凹部夹着所述销的安装区域形成。
6.如权利要求4所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述推力承接部是隔着推力板对动涡盘构件的推力进行承接的结构，在所述收容空间部的径向上的所述凹部的外径比所述推力板的外径小。
7.如权利要求4所述的涡旋型流体设备，其特征在于，
所述推力承接部是直接对所述动涡盘构件的推力进行承接的结构，所述收容空间部的径向上的所述凹部的外径比所述动涡盘构件相对于所述定涡盘构件的中心轴进行公转的最小公转半径小。
8.一种涡旋型流体设备，在第一外壳的内部形成收容空间部，该收容空间部对动涡盘构件的驱动机构进行收容，所述动涡盘构件与定涡盘构件接触且绕所述定涡盘构件进行公转，在所述动涡盘构件与所述定涡盘构件之间形成容积随着所述公转而发生变化的密闭空间，在所述收容空间部的一端侧设有对所述驱动机构的驱动轴进行轴支承的轴承部，在所述收容空间部的另一端侧上形成对所述动涡盘构件的推力进行承接的推力承接部，在与所述第一外壳的所述推力承接部一侧的外周部端面接合的第二外壳的内部，对所述定涡盘构件和动涡盘构件进行收容，
其特征在于，
在所述收容空间部的驱动机构周围的周面上，形成用于储存润滑油的凹部，并且在所述凹部中设有将所述凹部内的润滑油向所述驱动机构的中心方向引导的导向部，
所述凹部在所述收容空间部的驱动机构周围的周面上沿着所述驱动机构的中心轴从所述推力承接部朝向所述轴承部的方向形成，
所述推力承接部是直接对所述动涡盘构件的推力进行承接的结构，所述收容空间部的径向上的所述凹部的外径比所述动涡盘构件相对于所述定涡盘构件的中心轴进行公转的最小公转半径小。
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