CN111133196B - 十字滑环、涡旋压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种十字滑环、涡旋压缩机。十字滑环(12)具备:呈环状的主体部(31),其以包围轴线(O)的方式配置;多个键(32),它们从主体部(31)突出,分别插入形成于回旋涡盘(10)和外壳(3)的槽部(38、39),相对于槽部(38、39)的内表面直线地进行往复滑动;以及凸缘部(40),其设置于主体部(31)的内周面的至少一部分,从内周面朝向径向内侧突出。凸缘部(40)能够与对置的其他构件即轴承(17)的推力板(18a)在轴线(O)方向上重叠。
Description
技术领域
本发明涉及十字滑环、涡旋压缩机。
本申请基于2017年8月2日申请的日本特愿2017-150056号而主张优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
以往,已知有用于空调装置、冷冻装置等并压缩流体(制冷剂)的涡旋压缩机。在该涡旋压缩机中,使回旋涡盘相对于固定涡盘以公转的方式回旋,从而使形成在固定涡盘与回旋涡盘之间的压缩室的容量减少,以进行流体的压缩。
如专利文献1所示,在涡旋压缩机中,为了一边防止回旋涡盘的自转一边使其公转,在框架与回旋涡盘之间夹设有十字滑环。在该十字滑环上设置有键,在该键与形成于回旋涡盘的槽进行滑动的同时,十字滑环相对于回旋涡盘及外壳直线地进行往复运动。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-079923号公报
发明内容
发明要解决的课题
在此,十字滑环是在涡旋压缩机的运转中承受较大的机械负载的构件。因此,要求十字滑环具有相应的强度。作为用于避免与相邻的其他构件的干涉并提高十字滑环的强度(弯曲刚性)的措施,考虑增大十字滑环整体的尺寸(厚度、宽度)。但是,在增大十字滑环的尺寸的情况下,涡旋压缩机的尺寸也增大。因此,谋求能够在抑制尺寸的状态下确保强度的十字滑环。
本发明是为了解决上述课题而完成的,提供一种小型且具有更高强度的十字滑环及具备该十字滑环的涡旋压缩机。
用于解决课题的方案
根据本发明的第一方案,十字滑环设置于具备回旋涡盘和固定涡盘的涡旋压缩机,所述回旋涡盘设置于由外壳支承为能够相对旋转的主轴,所述固定涡盘与所述回旋涡盘对置且在该固定涡盘与所述回旋涡盘之间形成压缩制冷剂的压缩室,所述十字滑环将所述回旋涡盘支承为在不自转的情况下相对于所述主轴的轴线公转,其中,所述十字滑环具备:呈环状的主体部,其以包围所述轴线的方式配置;多个键,它们从所述主体部突出,分别插入形成于所述回旋涡盘和所述外壳的槽部,并通过相对于所述槽部的内表面进行往复滑动而使所述主体部直线地进行往复运动;以及凸缘部,其从所述主体部的内周面至少向所述主体部进行往复滑动的方向突出设置,并从所述内周面朝向径向内侧突出,所述凸缘部能够与对置的其他构件在所述轴线方向上重叠。
根据该结构,在十字滑环的主体部设置有凸缘部。由此,能够在不扩大十字滑环整体的尺寸的情况下提高主体部的强度。并且,由于凸缘部与对置的其他构件在轴线方向上重叠,因此在主体部进行往复运动时能够避免该其他构件与十字滑环的干涉。
根据本发明的第二方案,也可以是,在十字滑环中,所述凸缘部呈在与所述轴线正交的方向上扩展的板状。
根据该结构,在十字滑环的主体部设置有板状的凸缘部。由此,能够在不扩大十字滑环整体的尺寸的情况下提高主体部的强度。并且,由于凸缘部具有简单的板状,因此能够容易进行设计、制造。
根据本发明的第三方案,也可以是,在十字滑环中,所述凸缘部具有在相对于所述轴线倾斜的方向上扩展的倾斜面。
根据该结构,与凸缘部为板状的情况相比,能够确保该凸缘部的厚度。由此,能够在不扩大十字滑环整体的尺寸的情况下进一步提高主体部的强度。
根据本发明的第四方案,也可以是,关于十字滑环,所述对置的其他构件是轴承,在所述轴承形成有能够收容所述凸缘部的扩孔部。
根据该结构,能够在避免十字滑环与轴承的干涉的同时,提高十字滑环的强度。
根据本发明的第五方案,涡旋压缩机具备:主轴,其以轴线为中心旋转;外壳,其将所述主轴支承为能够相对旋转;回旋涡盘,其设置于所述主轴;固定涡盘,其与所述回旋涡盘对置且在该固定涡盘与所述回旋涡盘之间形成压缩制冷剂的压缩室;以及技术方案1至4中任一项所述的十字滑环,其支承所述回旋涡盘。
根据该结构,能够提供具备小型且具有更高强度的十字滑环的涡旋压缩机。
发明效果
根据本发明,能够提供小型且具有更高强度的十字滑环、以及具备该十字滑环的涡旋压缩机。
附图说明
图1是本发明的实施方式的涡旋压缩机的剖视图。
图2是本发明的实施方式的十字滑环的立体图。
图3A是示出本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字滑环的滑动的情形的立体图,且示出与回旋涡盘的滑动的情形。
图3B是示出本发明的实施方式的涡旋压缩机的十字滑环的滑动的情形的立体图,且示出与外壳的滑动的情形。
图4是本发明的实施方式的十字滑环的主要部分放大剖视图。
图5是图4的A-A线处的剖视图。
图6是示出本发明的实施方式的十字滑环的变形例的主要部分放大剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式的涡旋压缩机1进行说明。
如图1所示,涡旋压缩机1具备:主轴2,其以轴线O为中心旋转;外壳3,其将主轴2支承为能够相对旋转;回旋涡盘10及固定涡盘11,它们设置于外壳3内;以及十字滑环12,其支承回旋涡盘10。
主轴2呈以轴线O为中心的柱状,以轴线O为中心旋转。另外,在主轴2的上端部固定有呈以中心轴线O1为中心的筒状的偏心衬套14,该中心轴线O1与轴线O偏心。
外壳3具有:呈筒状的外壳主体16,其在内部形成空间S;以及轴承17,其在该空间S内固定于外壳主体16的内表面。外壳3经由轴承17对主轴2进行支承,主轴2被收容于空间S内。
轴承17具有:轴承主体部18,其从径向外侧包围主轴2,将主轴2支承为能够相对于外壳3相对旋转;以及呈环状的环状突出部19,其从轴承主体部18的径向外侧的位置沿着外壳主体16的内表面朝向成为轴线O的方向的一侧的上方延伸,并固定于外壳主体16的内表面。在该环状突出部19的内侧配置有偏心衬套14。并且,如图4或图5所示,在轴承主体部18的上表面安装有以轴线O为中心的圆盘状的推力板18a。
并且,在该外壳3形成有导入口4和喷出口5,该导入口4和喷出口5将空间S与外壳3的外部连通,并且能够供制冷剂F流通。
回旋涡盘10经由偏心衬套14从上方安装于主轴2。并且,回旋涡盘10能够相对于偏心衬套14以偏心衬套14的中心轴线O1为中心相对旋转。
另外,虽然省略了详细的图示,但回旋涡盘10具有:呈圆板状的端板21;卷板壁22,其从中心轴线O1的延伸方向观察时呈涡旋状,并且与端板21一体地设置并从端板21向成为中心轴线O1的一侧的上方延伸;以及筒状部23,其从端板21向下方延伸并以从外侧覆盖偏心衬套14的方式与中心轴线O1同轴地安装于偏心衬套14。并且,回旋涡盘10由于主轴2进行旋转而以主轴2的轴线O为中心进行公转。
虽然省略了详细的图示,但固定涡盘11具有:端板27,其与轴承17的环状突出部19一体地形成,并且与回旋涡盘10同样地呈圆板状;以及卷板壁28,其从中心轴线O1的延伸方向观察时呈涡旋状,并且与端板27一体地设置并从端板27向成为中心轴线O1的一侧的下方且朝向回旋涡盘10的端板21延伸。
固定涡盘11的端板27和回旋涡盘10的端板21在中心轴线O1的延伸方向的上下分离地配置,并且固定涡盘11的卷板壁28与回旋涡盘10的卷板壁22以啮合的方式在中心轴线O1的径向上相互对置。在这些卷板壁22、28彼此之间形成有压缩室C。
制冷剂F通过外壳3的导入口4被导入该压缩室C。压缩室C的形状随着回旋涡盘10以轴线O为中心进行公转而变化,由此将导入了的制冷剂F压缩且之后从喷出口5向外壳3的外部喷出。
接着,对十字滑环12进行说明。
如图2所示,十字滑环12配置于回旋涡盘10的端板21的下方。十字滑环12从下方被环状突出部19支承,抑制回旋涡盘10的自转。
更详细而言,十字滑环12具有:呈圆环状的主体部31,其以包围轴线O及中心轴线O1的方式配置;以及多个键32,它们从主体部31的表面及背面突出。
在此,主体部31的表面表示朝向上方的面即上表面,主体部31的背面表示朝向下方的面即下表面。需要说明的是,键也可以从主体部31的外周面向径向外侧突出。
主体部31以夹在回旋涡盘10的端板21与环状突出部19之间的方式设置。
作为键32,设置有从主体部31的表面向上方突出的第一键33、以及从背面向下方突出的第二键35这两种键32。第一键33的内周面与主体部31的内周面成为同一平面。
关于第一键33,在主体部31的周向上相互分离180度的位置与主体部31一体地设置有一对。在此,如图3A所示,在回旋涡盘10的端板21上,在与十字滑环12对置的下表面形成有朝向上方凹陷的第一槽部38。在该第一槽部38中插入各个第一键33。即,第一槽部38在与设置有第一键33的位置对应的位置形成有一对。
并且,第一键33在将一对第一键33彼此连结的线段L1(参照图2)的延伸方向上相对于第一槽部38直线地进行往复运动。即,各个第一键33具有与第一槽部38的内表面38a接触并直线地进行往复滑动的第一滑动面33a来作为朝向主体部31的周向的一侧的面。
关于第二键35,与第一键33同样地,在主体部31的周向上相互分离180度的位置与主体部31一体地设置有一对。第二键35设置于沿周向与第一键33分离90度的位置。在此,如图3B所示,在环状突出部19的与十字滑环12对置的上表面形成有朝向下方凹陷的第二槽部39。在该第二槽部39插入各个第二键35。即,第二槽部39在与设置有第二键35的位置对应的位置形成有一对。
并且,第二键35在将一对第二键35彼此连结的线段L2(参照图2)的延伸方向上相对于第二槽部39直线地进行往复运动。即,各个第二键35具有与第二槽部39的内表面39a接触并直线地进行往复滑动的第二滑动面35a来作为朝向主体部31的周向的一侧的面。在此,第二键35的滑动方向D2成为与第一键33的滑动方向D1正交的方向。并且,主体部31沿滑动方向D2进行往复运动。
如图4或图5所示,在主体部31的内周面(即,朝向相对于轴线O的径向内侧的面)设置有凸缘部40。凸缘部40从主体部31的内周面朝向径向内侧突出。凸缘部40呈在与轴线O正交的平面内扩展的板状。凸缘部40的内周侧的端缘呈以轴线O为中心的圆弧状。凸缘部40的内周面与第二键35的内周面成为同一平面。
如图5所示,在设主体部31的轴线O方向上的尺寸为t0,凸缘部40的轴线O方向上的尺寸为t1时,以下所示的(1)式的关系成立。
t1/t0≤0.5···(1)
并且,在设主体部31的从内周面到外周面的尺寸为w0,从凸缘部40的内周面到主体部31的外周面的尺寸为w1时,以下所示的(2)式的关系成立。
w1/w0≤1.5···(2)
凸缘部40的朝向轴线O方向两侧的面中的朝向下侧的面与主体部31的下侧的面的下表面成为同一平面。即,凸缘部40偏向主体部31的下侧设置。在主体部31的周向(轴线O的周向)上,在设置有第一键33的周向位置未设置凸缘部40。换言之,凸缘部40仅设置于主体部31的内周面中的包含与第二键35对应的位置的区域。在本实施方式中,凸缘部40是包含设置有第二键35的周向位置的区域,在除了设置有第一键33的周向位置以外的区域沿周向连续地延伸形成有一对。
在此,如图5所示,在轴承17的轴承主体部18与推力板18a的连接部形成有朝向轴线O的径向内侧凹陷的扩孔部R。扩孔部R形成在轴承主体部18和推力板18a这两者上。
扩孔部R的轴线O方向的尺寸设定为与凸缘部40的轴线O方向的尺寸(上述的t1)大致相同或稍大。由此,在十字滑环12滑动时,凸缘部40能够以不与轴承主体部18及推力板18a发生干涉的方式进入(能够收容于)扩孔部R内。即,凸缘部40成为相对于作为对置的其他构件的轴承17在轴线O方向上重叠的状态。
在上述的十字滑环12中,在主体部31设置有凸缘部40。由此,能够在不扩大十字滑环12整体的尺寸的情况下提高主体部31的强度。并且,凸缘部40构成为与对置的其他构件(轴承17)在轴线O方向上重叠,因此能够避免该其他构件与十字滑环12的干涉。并且,根据上述的结构,凸缘部40呈简单的板状,因此与采用其他形状的情况相比,能够容易地进行设计、制造。
以上,参照图1至图5对本发明的实施方式进行了说明。需要说明的是,上述的结构为一例,能够对其实施各种变更、修改。例如,在上述实施方式中,作为与十字滑环12对置的其他构件,以轴承17为例进行了说明。但是,十字滑环12不一定需要在轴线O方向上与轴承17对置,也可以以与轴承17以外的构件对置的方式配置。与十字滑环12对置的其他构件也可以是与外壳主体16一体的构件,也可以是与外壳主体16分体的构件,即安装于外壳主体16的构件。
并且,在上述实施方式中,以凸缘部40仅设置于主体部31的内周面的至少一部分的结构为例进行了说明。但是,凸缘部40的结构不限于此,也可以在主体部31的内周面的整个区域设置有凸缘部40。即,凸缘部40只要设置成至少在十字滑环12进行往复滑动的方向即线段L2的延伸方向从主体部31突出即可。
此外,凸缘部40的形状也能够采用上述实施方式以外的结构。例如如图6所示,也可以通过使凸缘部40的两面中的朝向上方的面倾斜而形成倾斜面40a。倾斜面40a在包含轴线O的剖视观察下,在相对于该轴线O倾斜的方向上扩展。具体而言,倾斜面40a以随着从轴线O的径向内侧趋向外侧而从下方趋向上方的方式扩展。
另外,在推力板18a形成有与倾斜面40a对应的形状的扩孔部R。扩孔部R的外周面与倾斜面40a大致平行,在包含轴线O的剖视观察下,在相对于该轴线O倾斜的方向上扩展。根据该结构,与凸缘部40为板状的情况相比,能够确保该凸缘部40的厚度(轴线O方向的尺寸)。由此,能够进一步提高十字滑环12的强度。
产业上的可利用性
在上述的十字滑环及涡旋压缩机中,能够实现小型化且高强度化。
附图标记说明:
1...涡旋压缩机;
2...主轴;
3...外壳;
4...导入口;
5...喷出口;
10...回旋涡盘;
11...固定涡盘;
12...十字滑环;
14...偏心衬套;
16...外壳主体;
17...轴承;
18...轴承主体部;
18a...推力板;
19...环状突出部;
21...端板;
22...卷板壁;
23...筒状部;
27...端板;
28...卷板壁;
31...主体部;
32...键;
33...第一键;
33a...第一滑动面;
35...第二键;
35a...第二滑动面;
38...第一槽部;
38a...内表面;
39...第二槽部;
39a...内表面;
40...凸缘部;
40a...倾斜面;
O...轴线;
O1...中心轴线;
R...扩孔部;
F...制冷剂;
S...空间;
C...压缩室;
L1、L2...线段。
Claims (5)
1.一种十字滑环,其设置于具备回旋涡盘和固定涡盘的涡旋压缩机,所述回旋涡盘设置于由外壳支承为能够相对旋转的主轴,所述固定涡盘与所述回旋涡盘对置且在该固定涡盘与所述回旋涡盘之间形成压缩制冷剂的压缩室,所述十字滑环将所述回旋涡盘支承为在不自转的情况下相对于所述主轴的轴线公转,其中,
所述十字滑环具备:
呈环状的主体部,其以包围所述轴线的方式配置;
多个键,它们从所述主体部突出,分别插入形成于所述回旋涡盘和所述外壳的槽部,并通过相对于所述槽部的内表面进行往复滑动而使所述主体部直线地进行往复运动;以及
凸缘部,其从所述主体部的内周面至少向所述主体部进行往复滑动的方向突出设置,并从所述内周面朝向径向内侧突出,
所述凸缘部能够与对置的其他构件在所述轴线方向上重叠,
在所述键设置有从所述主体部的表面向上方突出的第一键以及从背面向下方突出的第二键,所述第一键的内周面与所述主体部的内周面成为同一平面,所述凸缘部的内周面与所述第二键的内周面成为同一平面。
2.根据权利要求1所述的十字滑环,其中,
所述凸缘部呈在与所述轴线正交的方向上扩展的板状。
3.根据权利要求1所述的十字滑环,其中,
所述凸缘部具有在相对于所述轴线倾斜的方向上扩展的倾斜面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的十字滑环,其中,
所述对置的其他构件是轴承,在所述轴承形成有能够收容所述凸缘部的扩孔部。
5.一种涡旋压缩机,其中,
所述涡旋压缩机具备:
主轴,其以轴线为中心进行旋转;
外壳,其将所述主轴支承为能够相对旋转;
回旋涡盘,其设置于所述主轴;
固定涡盘,其与所述回旋涡盘对置且在该固定涡盘与所述回旋涡盘之间形成压缩制冷剂的压缩室;以及
权利要求1至4中任一项所述的十字滑环,其支承所述回旋涡盘。
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