CN1065594C - 涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种通轴式涡旋压缩机具有这样的结构，即使曲轴支承在与在偏心轴部分对面的驱动源相连的一侧，并且偏心轴部分的一端比公转涡旋构件的涡卷端面更靠近公转涡旋构件的端板。按照此结构，曲轴的偏心轴部分的直径可以做成最小，并因此可以缩小压缩机。此外，由于可以减小排放通道的阻力，因此可以得到高效率。

Description

涡旋压缩机
本发明涉及一种通轴式涡旋压缩机，更特别地是，涉及一种最适合于用于空调器和冷藏箱、膨胀机或空气压缩机的冷却剂压缩机的通轴式涡旋压缩机。
在传统的通轴式涡旋压缩机中，一种如日本专利公报No．57-131896所公开的压缩机具有下列各种结构：通过使由压缩气体产生的径向载荷在公转的涡旋构件上的作用点与曲轴的偏心轴部分上的支承点重合，防止在公转的涡旋构件上作用有倾翻力矩；将曲轴的偏心轴部分插入公转涡旋件涡卷的端部，以提高压缩机的性能；将中心轴部分穿过排放孔延伸至偏心轴部分的一个端部；并且在非公转涡旋构件上做出一轴承，以支承延伸的中心轴部分。
在上述现有技术中，需要使延伸的中心轴段的直径小于偏心轴部分的直径。
也就是说，在示出上述现有技术的图5中，偏心轴部分21的直径应为
D2≥D1+2E+2G    (1)式中的D1为延伸的中心轴部分19的直径，D2为偏心轴部分21的直径，G为两个轴段部分之间的间隙，而E为摆动半径。因此，通过确定延伸的中心轴的直径D1，以保证在非公转涡旋构件上做出的轴承上有预定的轴承应力值，从而保护曲轴有在机加工时所必需的足够的刚度，并保持足够的机加工精度，由式(1)确定偏心轴部分的直径D2的最小值。因此，由于偏心轴部分的直径不能只根据偏心轴部分22的轴承应力的预定值来确定，而是有一个来自延伸的中心轴部分的直径D1的限制，偏心轴部分的直径有时会引起过分大的尺寸。于是，有一个公转涡旋构件轴承的凸台部分6c，即一个公转涡旋构件的中心部分，它们导致较大的尺寸，因此，通过将涡卷设计成能得到所必需的压缩比，则最里面的压缩室，即中心部分最终就会变大。因此，由于涡旋构件的外径，整个压缩机的外径最终都会变大，这样就成为一个难题。
此外，有可能将轴承的宽度做得大一些，以便保证延伸的中心轴上的轴承应力，或加大轴承与压缩气体载荷在公转涡旋构件上的作用点之间的距离，从而减小轴承载荷。但是，在这种情况下，就必需加长延伸的中心部分，因此，就难于保持足够的强度，这是另外的一个难题。
还有，在上述的现有技术中，由于延伸的中心轴部分穿过设在非公转涡旋构件上的排放孔的内部，故而排放通道的阻力变大，因此不能得到高的效率，这又是一个难题。
本发明企图解决上述难题。本发明的一个目的是提供一种通轴式涡旋压缩机，它具有这样的通轴式结构，以使倾翻力矩不作用在公转涡旋构件上，并可使压缩机微型化。此外，本发明的另一个目的是提供一种通轴式涡旋压缩机，它具有小的排放通道阻力，从而是高效率的。
为了达到上述目的，按照本发明的通轴式涡旋压缩机包括一气密的壳体和壳体中的这种结构，即分别包括直立于一平板上的涡卷的非公转涡旋构件和公转涡旋构件彼此啮合并使各个涡卷向内；一曲轴，它与设置在所述公转涡旋构件的平板的一侧的驱动源相连并驱动公转的涡旋构件，从而使公转涡旋构件沿轨道运行，而不相对于非公转涡旋构件旋转；一由两个涡旋构件形成的被压缩的空间，该空间由此向非公转涡旋构件的中心部分移动，并缩小体积，以压缩气体；并且一曲轴的偏心轴部分插入公转涡旋构件的做在公转涡旋构件中心部分上的轴承中，涡旋压缩机的特征为，所述公转涡旋构件的轴承是通过所述公转涡旋构件的平板和一个设在公转涡旋构件的一中心部分中并且被延长至所述涡卷一侧的凸起而形成的，上述曲轴用一设在支架的中心部分上的主轴承和一设在沿纵向与支架相对的驱动源的另一侧上的第二轴承支承，插入公转涡旋构件轴承中的偏心轴部分的端部要比公转涡旋构件的涡卷的端面更靠近公转涡旋构件的端板。
此外，按照本发明的另一方面，曲轴还由一个推力轴承支承，所述的第二轴承和所述的推力轴承设在一下支架中，所述下支架沿纵向设在对着所述支架的驱动源的另一侧，以及所述第二轴承和所述推力轴承浸入贮存在油槽中的润滑油中。
按照本发明的另一方面，在所述的主轴承周围设有一个中间压力室，而且所述中间压力室安置于所述支架和所述的公转涡旋件之间。
按照本发明，轴的端部所处的位置低于公转涡旋件涡卷端部的位置。因此，不需要将作公转的轴的轴承直径做得过分大，以便保证用于延伸的中心轴部分的轴承的可靠性和机加工精度，该延伸的中心轴部分伸出得比曲轴的偏心轴部分要多。因此，压缩机的整个尺寸可以做得小一些。此外，由于曲轴支承在驱动源的两侧，因此有可能加长两个轴承之间的距离，以减小轴承载荷，并得到高的可靠性和运行性能。此外，排放通道的阻力得到减小，因此可以得到高的运行性能。
下面参照附图更详细地描述本发明的结构，特性及优点，图中：
图1是整个压缩机的纵向剖视图，该压缩机示出了本发明的一个实施例；
图2是表示本发明的一个实施例的局部剖视图；
图3是表示根据本发明的一个实施例的曲轴的立面图；
图4是表示一现有技术的局部剖视图；以及
图5是按照现有技术的曲轴的局部立面图。
下面将参考图1至3描述本发明的一个实施例。
在一气密的壳体1中，在上部装有一涡旋压缩部件2，在下部装有一电动机3。此外，涡旋压缩部件2通过一曲轴4与电动机3连接，涡旋压缩部件2包括一公转涡旋构件6和一非公转涡旋构件7，构件6有一直立在平板或端板6a上的涡卷6b，构件7有一直立在平板或端板7a上并用螺栓固定在支架5上的涡卷7b，部件6作轨道运动。此外，公转涡旋构件6与非公转涡旋构件7互相啮合，并使各个涡卷向内。偏心轴部分4a是在曲轴4的一端上形成的，插入凸台6c中的偏心轴部分4a装在公转涡旋构件6的中心部分中。此外，在支架5和公转涡旋构件6之间，设有一中间压力室11，它用装在支架5上的密封圈5b与气密的壳体1的内室不漏气地密封。将未被完全压缩的气体送入中间压力室11，室中的压力将公转涡旋构件6压向非公转涡旋构件7，在涡卷与端板之间保持密封，并使公转涡旋构件6的运动稳定。随着曲轴4的旋转，与偏心轴部分4a相连的公转涡旋构件6作轨道运动，并由防转动装置8，如装在中间压力室11中的Oldhem环使其不作旋转。
当轨道运动的方向为这样一种方向，即使公转涡旋构件6与非公转涡旋构件7涡卷侧的接触点移至涡旋的内侧时，进入外室的进气使被压缩的空间移至中心，减少其体积，从而压缩气体。此外，进气通过一设在非公转涡旋构件7的中心部分上的排气口15排至气密的壳体1中。以后，排出的气体就通过设在支架5的外周边上的通道(未示出)和设在电动机3的外周边上的通道14引入气密壳体的下部空间。另外，气体在为了冷却电动机而使电动机的转子与定子之间提升(rising)以后，通过排放管13排往压缩机的外面。还有，通道(未示出)、通道14和排放管13的空气入口所处的位置都在压缩机的不同水平剖面上，且彼此并不连通。
至于曲轴4，它的轴段部分4d与电动机3的转子相连，它的偏心轴部分4a的端部比公转涡旋构件6的涡卷端面更靠近公转的端板。因此，偏心轴部分4a的端部基本上不会突出在公转涡旋构件6的涡卷端面之外。此外，曲轴4的轴段部分4b和4e由一做在支架5上的主轴承5a和一做在下支架16上的第二轴承16a支承，该下支架在气密的壳体1中位于电动机3的下方。另外，在下支架16上做有一推力轴承16b，该推力轴承16b承担通过曲轴4作用在公转涡旋构件6上的推力。还有，在曲轴4上做有一供油通道9，并且在曲轴4的下端装有一供油管10。因此，由于离心泵的作用，储存在一装在气密壳体1下部的油槽18中的润滑剂在曲轴4中通过供油管10和供油通道9上升，供往每个轴承。此外，在图1至5中，参考标号5b代表密封圈，标号12为进气管，标号19a为在非公转涡旋侧的第二轴承，标号20为延伸的中心轴部分。
曲轴4的与轴承接触的轴段部分是由偏心轴部分4a和位于偏心轴部分4a下方的中心轴部分4b形成的。在这些轴段部分上，偏心轴部分4a的直径D2将如上所述地确定公转涡旋构件6的外径，并最终确定整个压缩机的外径。这个直径在设计时只考虑公转涡旋构件轴承所要求的效能，因此不需要把偏心轴部分的直径做得过大，以保证轴承的应力和机加工延伸的中心轴部分时所需要的刚度。
还有，通过用主轴承5a和第二轴承16a支承曲轴4，压缩气体的加载点与轴承之间的距离变大，因此可以减小轴承上的载荷。由此，有可能将轴承的直径和宽度都做得小一些，并提高轴承的可靠性。此外，在主轴承5a的宽度可以变小的情况下，有可能缩短装在轴段部分4c上的平衡重17和公转涡旋构件6之间的距离。因此，有可能使平衡重17的外径小一些，并最终使整个压缩机的外径变得更小。
由于曲轴4的端部比公转涡卷的端面更靠近公转的端板，因此不会增大装在非公转涡旋构件7的中心部分上的排放口15中的排放通道的阻力，而此阻力是由延伸的中心轴部分产生的。因此，可以获得高效率，并且可以任意确定排放口15的形状和尺寸。
再有，由于非公转涡旋侧上的轴承成为不必需的，零件的数目可以减小，因此可以降低造价。此外，由于通过删掉非公转涡旋背侧的轴承，而使轴的对中更容易，使得安装更方便，生产率提高，并且可以减小压缩机的高度。
如上所述，按照本发明，通轴式压缩机有一个使倾翻力矩不作用在公转涡旋构件上的结构，并可以做得小一些。此外，由于可以减少排放通道的阻力，因此可以获得高效率。

Claims (3)

1．一种通轴式涡旋压缩机，包括一气密的壳体和壳体中的这种结构，即分别包括直立于一平板上的涡卷的非公转涡旋构件和公转涡旋构件彼此啮合并使各个涡卷向内；一曲轴，它与设置在所述公转涡旋构件的平板的一侧的驱动源相连并驱动公转的涡旋构件，从而使公转涡旋构件沿轨道运行，而不相对于非公转涡旋构件旋转；一由两个涡旋构件形成的被压缩的空间，该空间由此向非公转涡旋构件的中心部分移动，并缩小体积，以压缩气体；并且一曲轴的偏心轴部分插入公转涡旋构件的做在公转涡旋构件中心部分上的轴承中，涡旋压缩机的特征为，所述公转涡旋构件的轴承是通过所述公转涡旋构件的平板和一个设在公转涡旋构件的一中心部分中并且被延长至所述涡卷一侧的凸起而形成的，上述曲轴用一设在支架的中心部分上的主轴承和一设在沿纵向与支架相对的驱动源的另一侧上的第二轴承支承，插入公转涡旋构件轴承中的偏心轴部分的端部要比公转涡旋构件的涡卷的端面更靠近公转涡旋构件的端板。
2．如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述的曲轴还用一个推力轴承支承，所述的第二轴承和所述的推力轴承设在一下支架中，所述下支架沿纵向设在对着所述支架的驱动源的另一侧，以及所述第二轴承和所述推力轴承浸入贮存在油槽中的润滑油中。
3．如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：在所述的主轴承周围设有一个中间压力室，而且所述中间压力室安置于所述支架和所述的公转涡旋件之间。
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