CN1213232C - 涡旋压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种涡旋压缩机，在把内底面作为润滑油油槽的密闭容器内的上部设置有涡旋压缩元件，该涡旋压缩元件由设置在其下部的电动元件的曲轴驱动，在该涡旋压缩机中，在前述摇动涡旋件的端板内，设置有将上述中央轴部一侧的油输入口到压缩室连通的喷油通路，该喷油通路在前述压缩室的开口端是在前述固定涡旋件和摇动涡旋件上形成初期压缩室的涡旋状涡卷的终端处附近形成开口的。
Description
技术领域
本发明涉及例如空调机或者冷冻机等中所使用的涡旋压缩机，特别是如下的涡旋压缩机：通过对涡旋压缩元件的喷油装置的构造实施改进，而能够控制低速、高速旋转中对压缩室供给润滑油的喷油量，保持稳定的密封性，得到充分的压缩效率，同时防止由于增加输入而引起制冷系数的降低。
背景技术
以往的这种涡旋压缩机，有例如实开昭62-141688号公报等中所登载的涡旋压缩机，在将内底面作为润滑油油槽的密闭容器内的上部安装有涡旋压缩元件，由放置在其下部的电动元件的曲轴来驱动该涡旋压缩元件，把从朝向前述密闭容器低压空间一侧的吸入管中所供给的制冷剂气体吸入前述涡旋压缩元件的压缩室内压缩，同时将该压缩的制冷剂气体排出到在前述涡旋压缩元件的上部背面一侧形成的高压空间，从与该高压空间连通的排出管排出。
而且，该涡旋压缩元件是由固定在前述密闭容器内并且其下部形成涡旋状涡卷的固定涡旋件和摇动涡旋件构成，该摇动涡旋件在其上部具有与固定涡旋件的涡旋状涡卷相啮合涡旋状涡卷，形成前述压缩室，并且该摇动涡旋件由固定在前述密闭容器内的主机架支撑而且能自由摇动。
以前认为，这种涡旋压缩机具有：“因为由多个压缩室构成，所以各压缩室的压差小、制冷剂的漏泄量少，因此压缩效率高。”这种可靠的性能，但实际现状是，因为固定涡旋件以及摇动涡旋件的各个端板上形成的涡旋状涡卷的加工精度，会发生可观数量制冷剂气体的漏泄。
因此，以前为了提高涡旋压缩元件压缩室内制冷剂气体的密封性，设置如下的喷油装置：例如在摇动涡旋件端板的下面中央轴部设置套筒，该套筒具有与曲轴上端相配合的配合孔，将该套筒的配合孔和曲轴上端之间形成的空隙作为油输入口，用油泵装置提升的贮存在密闭容器的内底面油槽的润滑油，通过设置在曲轴内的油路从该油输入口与制冷剂气体一起被主动地供给到压缩室内的初期压缩室。
但是，用上述传统结构的涡旋压缩机中的涡旋压缩元件，为了提高压缩机的制冷系数(EER)，是通过变频器(インバ-タ)改变电动元件的频率来改变转速，因此，由于转速不同，喷油量也不同；因为在低速旋转时，喷油量必须要多，而在高速旋转时，因为制冷剂气体的循环量增加、制冷剂中所含的油量也多，所以不需要喷油装置主动供油。
但是，在这样的高速旋转中，当由喷油装置主动供给大量的油时，密闭容器内底部油槽中所贮存的润滑油会急剧地减少，不仅降低油量高度，而且造成不能向压缩室供给油，因此，由于不能保持压缩室稳定的密封性，所以，不能得到充分的压缩效率，而且，增加输入并对压缩机的制冷系数(EER)带来恶劣影响。
发明内容
本发明的目的是提供如下所述的涡旋压缩机：能够控制由处于低速·高速旋转中的喷油装置向压缩室供给润滑油的喷油量、保持稳定的密封性，能够得到充分压缩效率，同时可以防止由于增加输入而引起制冷系数的降低。
为了解决上述的课题，本发明提供一种涡旋压缩机，在把内底面作为润滑油油槽的密闭容器内的上部设置有涡旋压缩元件，该涡旋压缩元件由设置在其下部的电动元件的曲轴驱动，在所述涡旋压缩元件的压缩室内压缩被吸入的制冷剂气体，另外，该涡旋压缩元件是由端板上形成涡旋状涡卷的上侧固定涡旋件和下侧摇动涡旋件构成，该摇动涡旋件在端板上形成与该固定涡旋件的涡旋状涡卷能自由摇动相啮合并且形成所述压缩室的涡旋状的涡卷，该摇动涡旋件，在其端板的下面中央轴部设置具有与所述曲轴上端相配合的配合孔的套筒，该套筒的配合孔和所述曲轴的上端之间形成的空隙作为油输入口，用油泵装置从所述油槽提升的润滑油通过设置在所述曲轴内的油路从所述油输入口供给所述压缩室内，其特征是：在该涡旋压缩机中，在所述摇动涡旋件的端板内，设置有从上述中央轴部一侧的油输入口连通到压缩室的喷油通路，该喷油通路在所述压缩室的开口端在由所述固定涡旋件和摇动涡旋件的涡旋状涡卷形成的初期压缩室上的涡旋状涡卷的终端处附近形成开口。
这种情况下，面对前述喷油通路开口端的油输入口在阶梯空间处形成。
而且，本发明的结构是：在前述涡旋压缩元件的上部背面一侧设置挡板，该挡板和前述密闭容器内的上面之间所形成的空间作为连通前述压缩室高压侧的消音部，通过该消音空间，在前述压缩室被压缩的高压制冷剂气体排到前述密闭容器的外部，并且，在形成前述排出消音部的消音空间的挡板上，设置连通前述密闭容器内低压空间侧的回油通路。
附图说明
图1是本发明涡旋压缩机实施例的剖面图。
图2是图1所示涡旋压缩元件的摇动涡旋件的平面图。
图3是图2中A-A线的剖面图。
图4是图1B部的放大剖面图。
图5是油泵装置的剖面图。
图6是油泵装置的底面图。
图7是油泵装置的分解图。
图8是构成油泵装置的支撑板的底面图。
图9是构成油泵装置的转子的平面图。
图10是构成油泵装置止推板的平面图。
图11是构成油泵装置盖体的平面图。
图12是构成油泵装置安全阀的平面图。
图13是表示低速及高速旋转中的制冷能力以及制冷系数(EER)的测定结果说明图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施例。图1表示的是本发明的涡旋压缩机的整体结构，图中1是密闭容器，该密闭容器1是由筒状壳体2和分别盖住该筒状壳体2上下两端2a、2b的端盖3、4而构成。
在前述密闭容器1内的下部，设置有电动元件10，在该电动元件10的上部，设置有涡旋压缩元件20。同时，前述电动元件10是由定子11和转子12构成，转子12插嵌在定子11的中心轴部且能自由旋转，驱动前述涡旋压缩元件20的曲轴13以压入状态固定在该转子12的中心轴部。
前述涡旋压缩元件20是由固定在前述密闭容器1内的上侧的固定涡旋件21和下侧摇动涡旋件31构成，该摇动涡旋件31通过十字联轴节6能够自由摇动地被支承在固定于前述密闭容器1内的主支架5上，同时，在前述固定涡旋件21的端板22下面形成的涡旋状涡卷23与在前述摇动涡旋件31的端板32上面形成的涡旋状的涡卷33互相啮合而形成压缩室P。
而且，图中7是设置在前述密闭容器1外侧的制冷剂气体G的吸入管，该吸入管7朝向前述密闭容器1内的低压空间1A，供给该低压空间1A的制冷剂气体G被吸入到前述涡旋压缩元件20的压缩室内的初期压缩室P1侧，并且，向前述涡旋压缩元件20的中心轴部侧的后期压缩室P2压缩，由该涡旋压缩元件20压缩的制冷剂气体G从在前述固定涡旋件21的端板22上开口的连通后期压缩室P2的排出口24排出到前述密闭容器1内上部的高压空间1B一侧，再从设置在前述密闭容器1的上部端盖3上的排出管8排出到未图示的外部制冷剂系统回路中。
而且，前述密闭容器1的内底面成为润滑油O的油槽9，在该油槽9贮存的润滑油O由后述的油泵装置50提升(该油泵装置50被设置为与前述电动元件10的曲轴13的下端13a联动)，通过贯通前述曲轴13内的油路14排出到前述曲轴13上端的偏心轴部13b。
而且，如图2以及图3所示，在作为前述涡旋压缩元件20的摇动涡旋件31的端板32的下面中央轴部，一体地形成伸出的套筒34，前述曲轴13的上端偏心轴部13b与该套筒34上形成的配合孔35相配合，由此驱动前述摇动涡旋件31，同时，将在阶梯空间36处形成的该配合孔35和前述曲轴13的上端偏心轴部13b之间所形成的空隙作为油输入口。
即：由后述的油泵装置50把在前述油槽9贮存的润滑油O通过前述的油路14提升并在曲轴13上端的偏心轴部13b侧排出而输入到该油输入口36，该润滑油O从上述摇动涡旋件31的端板32和前述主支架5的止推面上形成的油槽(未图示)与制冷剂气体G一起被供给到前述涡旋压缩元件20的压缩室P内的初期压缩室P1。
而且，在前述摇动涡旋件31的端板32内，分别形成从上述中央轴部一侧的油输入口36的阶梯空间36A连通前述压缩室P侧的构成喷油装置的2个喷油通路37、38，这些喷油通路37、38分别在前述固定涡旋件21和摇动涡旋件31上各自形成的涡旋状涡卷23、33的终端处23a、33a附近形成前述压缩室P侧的开口端37a、38a，并面对前述压缩室P内的初期压缩室P1。
进一步，在前述密闭容器1的涡旋压缩元件20的上部背面一侧设置挡板41，该挡板41由具有双圆筒状的压力成形的钢板组成，该挡板41的外周端缘41a做成端边向上的圆筒状，而且，在其内底面42的中间形成端边向上的圆筒状配合口43，该配合孔43与前述涡旋压缩元件20的上侧固定涡旋件21上设置的凸台25相配合，前述内底面42具有向下弯曲为圆弧状的成为油槽的托盘形状，在其中间部位形成端边向上的圆筒状配合口43，同时，在该配合口43的上端内周缘形成作为闭锁装置的凸缘44，另外，在前述内底面42的中间部位附近设置连通前述密闭容器1内的低压空间1A一侧的回油通路45。
前述挡板41，其外周端缘41a与盖住前述密闭容器1壳体2的上端部2a的端盖3的外周端缘3a通过焊接固定，并且，如图4所示，前述配合口43通过由密封槽26组装为U形截面的径向密封件46而与在前述固定涡旋件21的端板22的上部背面中心轴部伸出的凸台25的外周侧面以非接触状态相配合，因为具有这样的组装结构，所以作为前述闭锁装置的凸缘44能够地挡住在前述固定涡旋件21端板22上伸出的凸台25的上面。
即，前述挡板41和前述端盖3之间形成的前述配合口43上面的空间47成为通过设置在前述固定涡旋件21上的排出口24而连通高压侧后期压缩室P2的排出消音部，这样，挡板41将前述密闭容器1内隔开，在前述压缩室P被压缩的高压制冷剂气体G通过形成该高压空间1B的消音空间47从上述排出管8排出，并且，在前述端盖3的里面，与制冷剂气体G一起喷出经过分离而滴下的润滑油O贮存在其内底面42，该润滑油O从上述回油通路45流到前述密闭容器1内的低压空间1A侧，由此而返回到前述密闭容器1内底面的油槽9，从而具备这样的油分离器的功能。
而且，如图5至图12所示，前述油泵装置50包括：由固定在前述密闭容器1内底面的铝铸件成形品等构成的支撑板51；在该支撑板51的下端面一侧形成并且贯通其中心轴部的轴承孔52；朝向被该轴承孔52轴承支撑的前述曲轴13下端13a的偏心轴15的油缸室53；分别在该油缸室53的内侧面形成的叶片槽53A、油吸入口用凹槽53B以及油排出口用凹槽53C；装在前述油缸室53内通过前述曲轴13下端偏心轴15的旋转而能摇动的转子54，在该转子54外周侧面一体突伸形成与前述叶片槽53A相配合的叶片55；可自由推挤地支撑着该转子54的止推板56以及盖体57，该盖体57通过止推板56盖住装有转子54的油缸室53。
此外，前述止推板56由炭素钢(阀门用钢)等的压力冲压材料构成，该止推板56具有：和在前述曲轴13的偏心轴15一侧形成开口的油路14连通的第1油孔56A，分别与前述油缸室53内侧面上所形成的油吸入口用凹槽53B及油排出口用凹槽53C连通的第2油吸入孔56B以及第3油排出孔56C，而且，前述盖体57由冲压钢板构成，该盖体57设置有：将前述止推板56的第3油排出孔56C和前述曲轴13的油路14相互连通的长槽状的溢流槽57A、连通前述油缸室53的内侧面上形成的油吸入口用凹槽53B且连通前述止推板56的第2油吸入孔56B的油吸入孔57B，前述溢流槽57A在前述油槽9一侧设有开口，由片阀58关闭该开口，同时，通过将螺栓59、59与前述支撑板51下端形成的螺栓孔51A、51A拧紧固定而把这些止推板56、盖体57以及片阀58组装成一体。
进一步，前述支撑板51上形成向前述容器1内的内周侧面伸出的多个(图示状态是3个)固定脚51B，在同该1个固定脚伸出方向的相同方向上，在前述支撑板51设置被加工的油排出口用凹槽53C以及螺栓孔51A、51A，另外，在前述止推板56和盖体57上分别形成与前述支撑板51上的螺栓孔51A、51A相对应的2个螺栓孔56D、56D以及57C，57C，它们分别和连通前述曲轴13的油路14的第1孔56A以及油排出孔56C或者溢流槽57A在同一直线上设置。
即，由于本发明采用了上述的构造，通过安装在密闭容器1内上部的电动元件10的曲轴13驱动的涡旋压缩元件20的压缩室P是由固定涡旋件21和摇动涡旋件31的端板22、32上设置的涡旋状的涡卷(ラッブ)23、33的相互啮合而形成的，在该摇动涡旋件31的端板32的下面中央轴部设置具有与曲轴13的上端部13a相配合的配合孔35的套筒34，同时将该套筒34的配合孔35和曲轴13的上端部13b之间形成的空隙作为油输入口36，用油泵装置50提升的在密闭容器1的内底面油槽9里贮存的润滑油O通过设置在曲轴13内的油路14从该输入口36供给压缩室P内，另外，在摇动涡旋件31的端板32内设置有将油输入口36至压缩室P连通的喷油通路37、38，该喷油通路37、38在压缩室一侧的开口端37a、38a是在固定涡旋件21和摇动涡旋件31上形成初期压缩室P1的涡旋状涡卷23、33的终端部23a、33a的附近形成开口。
因此，由油泵装置20提升的润滑油O从油输入口36通过喷油通路37、38被强制地供给压缩室P的初期压缩室P1内，由此，提高了压缩室P的密封性，减少了压缩过程中的制冷剂气体G的漏泄量，如图13所示，特别是在频率为15Hz、25Hz的低速旋转区，制冷能力(a)比以往技术的制冷能力(b)提高了，而且因为减少了制冷剂气体G的漏泄量而减少了动力的损失，因此，减少了输入，同时制冷系数(c)也比以往技术(d)有所提高。
此外，因为在阶梯空间部36A形成朝向前述喷油通路37、38的开口端37a、38a的油输入口36，所以在高速旋转工作时，输入到油输入口36的润滑油O的离心力变大，同时油路阻力增大，所以流向喷油通路37、38的流入量减少，因此，在频率为60Hz以上的高速旋转区的喷油量大幅度减少，即使增加制冷剂气体的循环量，也可以防止如传统式的油槽9内储存的润滑油的急剧减少而引起的油量的降低。
而且，在前述涡旋压缩元件20的上部背面一侧设置挡板41，把该挡板41和密闭容器1内上面端盖3的内表面之间形成的空间47作为连通压缩室P的高压侧后期压缩室P2的排出消音部，在压缩室P被压缩的高压制冷剂气体G通过该消音空间47排到密闭容器1的外部，并且，在形成排出消音空间47的挡板41上设置连通密闭容器1内低压空间1A一侧的回油路45。
因此，在端盖3的里面，与制冷剂气体G一起喷出、分离、滴下的润滑油O贮存在挡板41的内底面42，从回油路45流向密闭容器1内的低压空间1A一侧，并能返回到密闭容器1的内底面的油槽9，因此，即使增加制冷剂气体G的循环量，也能够防止在如传统式的油槽9贮存的润滑油O的急剧减少而引起油量的降低。
从以上说明可以看到，根据本发明，由设置在密闭容器内上部的电动元件曲轴所驱动的涡旋压缩元件的压缩室是通过固定涡旋状件和摇动涡旋状件各自端板上所设置的涡旋状的涡卷之间的相互啮合而形成的，在该摇动涡旋件端板下面的中央轴部，设置具有与曲轴上端配合的配合孔的套筒，同时把该套筒的配合孔和曲轴上端之间形成的空隙作为油输入口，用油泵装置提升的密闭容器内底面油槽贮存的润滑油，通过设置在曲轴内的油路从该油输入口供给压缩室内，另外，在摇动涡旋件的端板内设置从油输入口连通压缩室的喷油通路，因为该喷油通路在压缩室一侧的开口端是在靠近固定涡旋件与摇动涡旋件上形成初期压缩室的涡旋状涡卷的终端处形成开口的，所以，用油泵装置提升的润滑油能够强制地供给压缩室的初期压缩室内，因此，可以提高压缩室的密封性，能够减少压缩过程中制冷剂气体的漏泄量，所以在低速旋转区，能够提高制冷能力，而且因为能够降低制冷剂气体的漏泄量而减少动力损失，所以可以降低输入、提高制冷系数。
此外，在本发明中，在阶梯空间形成朝向喷油通路开口端的油输入口，所以，在高速旋转工作时，被输入到油输入口的润滑油的离心力变大，同时，因为通路的阻力也变大，所以，能够减少向喷油通路的流入量，因此，可以大幅度地减少在高速旋转区内的喷油量，即使增加制冷剂的循环量，也能够防止如传统式的油槽贮存的润滑油急剧减少而引起油量的下降，从而可以得到充分的压缩效率。
进一步，在本发明中，在涡旋压缩元件的上部背面一侧设置挡板，在该挡板和密闭容器内的上表面之间形成的空间作为连通压缩室的高压一侧的排出消音部，因为在压缩室被压缩的高压制冷剂气体通过该消音空间排到密闭容器的外部，所以能够减低噪音。
而且，因为在形成排出消音部的消音空间的挡板上，设置连通密闭容器内低压空间一侧的回油路，所以，在密闭容器内上面和制冷剂气体一起喷出、分离、滴下的润滑油存留在挡板的内底面，可以从回油路流到密闭容器的低压空间一侧，能够返回到密闭容器内底面的油槽，因此，即使制冷剂气体的循环量增加，也能够防止如传统式油槽贮存的润滑油的急剧减少而引起的油量的降低。
Claims (2)
1.一种涡旋压缩机，在把内底面作为润滑油油槽的密闭容器内的上部设置有涡旋压缩元件，该涡旋压缩元件由设置在其下部的电动元件的曲轴驱动，在所述涡旋压缩元件的压缩室内压缩被吸入的制冷剂气体，另外，该涡旋压缩元件是由端板上形成涡旋状涡卷的上侧固定涡旋件和下侧摇动涡旋件构成，该摇动涡旋件在端板上形成与该固定涡旋件的涡旋状涡卷能自由摇动相啮合并且形成所述压缩室的涡旋状的涡卷，该摇动涡旋件，在其端板的下面中央轴部设置具有与所述曲轴上端相配合的配合孔的套筒，该套筒的配合孔和所述曲轴的上端之间形成的空隙作为油输入口，用油泵装置从所述油槽提升的润滑油通过设置在所述曲轴内的油路从所述油输入口供给所述压缩室内，其特征是：
在该涡旋压缩机中，在所述摇动涡旋件的端板内，设置有从上述中央轴部一侧的油输入口连通到压缩室的喷油通路，该喷油通路在所述压缩室的开口端在由所述固定涡旋件和摇动涡旋件的涡旋状涡卷形成的初期压缩室上的涡旋状涡卷的终端处附近形成开口。
2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：面对喷油通路开口端的油输入口是在阶梯空间形成的。
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