CN1257163A - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

在涡旋式压缩机中,由于压缩室的吸入部为低压,所以,润滑油容易流入压缩室。为了可靠地向轴承供给润滑油,若增加润滑油的油量,就会向压缩室内流入过剩的润滑油。其结果,为了压除该润滑油而会增加压缩机的电力消耗,招致性能降低。在向压缩室4流入润滑油的经路上设置节流机构15,并且利用发生在轴承内部的油膜压力而将供给向旋转轴承7及主轴承8的润滑油排出到润滑油贮存部10中。由此,控制流向压缩室4内的润滑油量。

Description

涡旋式压缩机

本发明涉及冷冻装置、空调装置以及空气、氮气等气体压缩用的涡旋式压缩机。

下边，以空调等用的电动密闭形涡旋式压缩机为例进行说明。

在现有技术中，涡旋式压缩机以如下方式进行控制：容器内的贮留冷冻机油的贮存部的压力与排出压力相等，使旋转涡卷与构架构成的中间压力室的压力等于吸入压力至排出压力的中间压力；并使冷冻机油贮留部与中间压力室、以及中间压力室与压缩室外周部(等于吸入压力)分别产生压力差地进行控制。在曲轴上设置流动冷冻机油的流路，将该流路一端开口于密闭容器内的冷冻机油贮存部；另一端开口于旋转轴承上部；冷冻机油从旋转轴承上部流到下部，再流向中间压力室，通过该构成进行润滑。

另外，在中间压力室内，冷冻机油的一部分在润滑了欧氏环的滑动部之后，从旋转涡卷的台板外周部，润滑非旋转涡卷与旋转涡卷的滑动面，再流入比中间压力低的压缩室的吸入压力区域。

在压缩运转中的轴承(主轴承与旋转轴承)的润滑中，具有润滑作用的冷冻机油的供给是很重要的。冷冻机油一供到轴承上，由于油楔效应，产生油压，使轴承从曲轴上浮起，变成所谓流体润滑的润滑状态；而由于运转条件，加于轴承的载荷增大，油膜变薄，轴承与旋转轴变得容易接触，即变成所谓边界润滑的润滑状态。

润滑状态由流体润滑变成边界润滑时，摩擦系数大幅度增大，在轴承与曲轴之间产生摩擦热。因此，冷冻机油的粘度降低，油膜形成更加困难，轴承的可靠性明显下降。为了确保轴承的润滑性，不仅供给必要的冷冻机油以形成楔形油膜，而且有必要供给必需的油量以便由冷冻机油带走在轴承所产生的热量。

另一方面，众所周知作为涡旋式压缩机内的压力分布，由于压缩室的外周部是低压区域，其他更高压力区域的油、气体容易流入。

故，供给旋转轴承的冷冻机油，其全部经由中间压力室流入压缩室，而在中间压力室内润滑欧氏环，润滑旋转涡卷与非旋转涡卷的滑动面，同时有助于提高压缩室的密封性能。

反过来，在润滑油量过剩的情况下，旋转涡卷片的侧面与非旋转涡卷片的侧面在运转中接近，在两者间存在着设定间隙以上的冷冻机油，在压缩过程中需要推开该冷冻机油的动力，这就增加了压缩机的输入功率。

在冷冻循环中，供给压缩室的冷冻机油中溶入了制冷剂。冷冻机油在中间压力室内由平衡配重一搅拌时，制冷剂气体即从冷冻机油中放出。因此，可将中间压力室的压力控制得比吸入压力高，而比排出压力低，使制冷剂气体逸入压力更低的吸入压力的压缩室一侧。

另外，也可以流入压缩室的冷冻机油中放出制冷剂气体，该制冷剂气体从压缩室排入容器内、再溶入冷冻机油，再一次从中间压力室吸入。即，由于制冷剂循环于压缩机内、并与从吸入管吸入的制冷剂气体合流，压缩室从吸入管吸入的制冷剂气体的量也减少作为冷冻循环的制冷剂循环量减少。

再者，冷冻机油与制冷剂气体一同从压缩室排出，变成雾状从压缩机排出。其结果，冷冻机油附着于室外或室内热交换器的内壁上，而使其传热性能降低。特别是热交换器为蒸发器的情况下，冷冻机油中的制冷剂完全放出需要时间，在冷冻循环中液化了的制冷剂的蒸发量减少，引起了冷冻能力的降低。

另外，平衡配重在中间压力室内转动，若充满了冷冻机油，由搅拌引起的阻力增加，电力消耗增加。

与润滑轴承、确保高负荷时的可靠性所需要的油量相比，压缩室润滑、密封所需要的油量要少得多。一般，要优先考虑轴承润滑与高负荷时的可靠性来保证供给油量，而可靠性与省电恰成相反关系。

本发明的目的即在于即使在供给轴承多量的润滑油的情况下，也能限制润滑油向压缩室的流入量，抑制由流入过剩引起的性能下降，并提供可对轴承进行良好润滑的涡旋式压缩机。

为了达到上述目的，本发明的涡旋式压缩机在容器内具有压缩机构部与贮油室(该压缩机构部由各台板上有着涡卷状的涡卷片的旋转涡卷与非旋转涡卷、以及作为防止前述旋转涡卷自转的机构的欧氏环组成)，该压缩机还具备有设置着传递用于压缩作动流体的动力的曲轴、和支承该曲轴的主轴承的构架，在前述曲轴上设有将旋转轴承的润滑油通至旋转轴承近旁与主轴承近旁的给油孔，将前述给油孔的旋转轴承近旁与主轴承近旁的开口位置配设成：压缩机运转中产生的前述旋转轴承开口部的油膜压力比主轴承开口部的油膜压力要高。

利用两轴承部的压力差，使从旋转轴承、主轴承经由中间压力室、流入压缩室的润滑油排至贮油部。

附图简要说明

图1是本发明涡旋式压缩机的实施例之纵剖面图；图2是图1实施例的旋转轴承部的放大图；图3是旋转轴承部其他实施例放大图；图4是旋转轴承部另一实施例放大图；图5是旋转轴承部再一实施例放大图；图6是本发明涡旋式压缩机的其他实施例的纵剖面图；图7是本发明涡旋式压缩机的另一实施例的纵剖面图；图8是主轴承部其他实施例放大图；图9是主轴承部又一实施例放大图；图10是本发明涡旋式压缩机的再一实施例的纵剖面图；图11是本发明涡旋式压缩机的又一实施例的纵剖面图。

下边，以空调用电动密闭形涡旋式压缩机为例、借附图对本发明实施例加以说明。

图1是本发明涡旋式压缩机的实施例的纵剖面图；图2是旋转轴承部的放大图。

在图1上，1是密闭容器，在该容器1内收纳着电动机2与连结于该电动机2的压缩机构部3。压缩机构部3由在各自的台板上有着涡卷状的涡卷片(ラツプ/Lap)，并使各涡卷相互啮合而形成压缩室4的非旋转涡卷3a与旋转涡卷3b所构成。另外，前述电动机2由转子2a与定子2b所构成。5是欧氏环(オルダムリング)用于在后面要讲到的曲轴旋转时防止前述旋转涡卷3b的自转。6即是前述曲轴，它将前述电动机2的旋转动力传递到旋转涡卷3b。7是旋转轴承，它是用其轮毂部3C可自由滑动地支承着前述曲轴6与旋转涡卷3b。8是主轴承，它可自由滑动地支承着前述曲轴6与框架9。前述非旋转涡卷3a由螺钉3d固定在该构架9上。

10是冷冻机油贮存部，它处在容器1的底部，与前述压缩室4的排出侧相连通、冷冻机油贮存部10与排出侧成同等压力的高压。11是给油孔，它设于前述曲轴6内，图示中的下端开口埋没于前述冷冻机油贮存部10的冷冻机油中，其上端开口于前述旋转轴承7的侧面的下部并面对着前述旋转涡卷3b的轮毂部3c的侧面的下部。11a是给油孔，用来将冷冻机油从前述给油孔11直接导入主轴承8。12也是给油孔，它设于前述曲轴6的轴内，图示中的其上端开口于前述旋转轴承7的上面，并面对着前述旋转涡卷3b的轮毂部3c的上面。另外，给油孔12下端开口于前述主轴承8的侧面。13是平衡配重；它处在由前述旋转涡卷3b与构架9形成的中间压力室14内，安装在曲轴6上。

15是节流孔，如图2所示，在曲轴6上形成着凹部16，在该凹部16的上下突起15与旋转轴承7之间形成着上部间隙17a与下部间隙17b。该上部间隙17a比下部间隙17b大，以便能从上部间隙17a流过更多的冷冻机油。18是副轴承，在下部支承着前述曲轴6。19、20分别是制冷剂气体的吸入管或排出管，与图中未示出的冷冻循环相连接。21是电源输入用端子。

详细而言，在涡旋式压缩机运转过程中，曲轴6在旋转轴承7与主轴承8内在沿负荷方向偏心的位置旋转。在旋转轴承7以及主轴承8与曲轴6之间的间隙中产生了局部变小的楔状空间。在冷冻机油由粘性卷入该楔状空间时，进入楔状空间间隙小的部分的冷冻机油被压入而产生压力；而相反，在旋转轴承7、主轴承8与曲轴6之间的间隙扩大的一侧，则成相对低压。

从而，曲轴6内的给油孔11设于旋转轴承7的下部位置。而主轴承8侧的给油孔12的开口则设于主轴承8与曲轴6的间隙相对较宽的一侧，并设定于旋转轴承7内的油膜压力比主轴承8内的压力高的位置。

下边来说明上述构成的涡旋式压缩机的作用。

在涡旋式压缩机运转时，由电动机2使旋转涡卷3b转动，即从制冷剂气体的吸入管19吸入冷冻循环中的制冷剂气体，由非旋转涡卷3a与旋转涡卷3b构成的压缩机构部3的压缩室4压缩前述制冷剂气体，从吸入时的压力变成高温、高压的压缩制冷剂气体，再从排出管20排出。这时，冷冻机油贮存部10中的压力也成为与压缩室4的排出侧同等的高压。

另一方面，中间压力室14内变成为吸入压与排出压的大致中间的压力(以下，叫中间压)，排出压即冷冻机油贮存部10的压力与中间压力室14的压力即中间压间产生压差(排出压＞中间压)。因此，由冷冻机油贮存部10与中间压力室14间的压差从曲轴6的给油孔11吸上冷冻机油供往旋转轴承部7。同时，由曲轴6旋转所产生的离心力的作用，也向旋转轴承7供油。

供往旋转轴承7的冷冻机油，由于是向旋转轴承7强制供油，进而又经过给油孔12流至主轴承8，流向主轴承8的冷冻机油再回到冷冻机油贮存部10，这样反复循环流动。

像上述这样，由于将上部间隙17a形成得比下部间隙17b大，可使从上部间隙17a流到主轴承8的冷冻机油量多。另一方面，由于下部间隙进行了节流，因此从下部间隙17b经中间压力室14流到压缩室4的冷冻机油量少，故供给旋转轴承7与主轴承8的冷冻机油增加，可进行良好的润滑，并提高了可靠性；同时，由于流向中间压力室14的流量变少，从而平衡配重13搅拌冷冻机油所耗费的动力减少，可使电力消耗亦减少。

另外，通过平衡配重13搅拌冷冻机油。在中间压力室14中所产生的制冷剂气体量和从流入压缩室4的冷冻机油所产生的制冷剂气体量等减少。从而，压缩室4从吸入管19吸入制冷剂气体量也增加，故作为冷冻循环的制冷剂循环量增加。

如依本实施例，由于流入中间压力室的流量减少而使平衡配重搅拌冷冻机油所消耗的动力减少，因而可减低电力消耗；另外，由于压缩室从吸入管吸入的制冷剂气体量也增加，作为冷冻循环的制冷剂循环量增加；另外，旋转轴承与主轴承可进行良好润滑，从而提高了轴承的可靠性。

图3上示出了有关节流的其他实施例。在该实施例中，在旋转轴承7上形成凹部18。而且与图1所示实施例一样，间隙17a形成得比间隙17b大。

如依该实施例，可取得与图1所示实施例同样的效果。

图4上示出了有关节流的另一实施例。在该实施例中，在曲轴6与旋转轴承7上形成凹部16、18。而且与图1所示实施例一样，间隙17a形成得比间隙17b大。

该实施例，可取得与图1所示实施例同样的效果。

图5上示出了有关节流的再一实施例。在该实施例中，曲轴6的凸缘6a的上端面与旋转涡卷3b以及旋转轴承7的下端面间夹有密封件23，将该部分的间隙做得比曲轴6与旋转轴承7间的间隙小，在使冷冻机油向图示上方流动中进行控制，并导入给油孔12中。

上述间隙，由于可以进行目的的油流量控制，而不是用于限制大小关系，一般是上部间隙大于或等于下部间隙。

该实施例，可得到与图1所示实施例同样的效果。

图6是本发明涡旋式压缩机的其他实施例的纵剖面图。

与图1所示实施例不同点在于，给油孔11下端开口配设于冷冻机油贮存部10的冷冻机油中；上端则开口于前述旋转轴承7的上端面。另外，与主轴承8连通的给油孔24的上端开口于旋转轴承7的侧面，下端开口于主轴承8处。

本实施例，可取得与图1所示实施例同样的效果。

图7是本发明涡旋式压缩机的另一实施例的纵剖面图。

本实施例的特点是从主轴承排出的冷冻机油由主轴承8与曲轴6间的油膜压力而从主轴承下端积极地排出。本实施例与图1所示实施例不同点在于，在曲轴6上形成着凹状螺旋沟25。由该螺旋沟25，可从主轴承8下端排至更高压力的冷冻机油贮存部10。

本实施例，由于冷冻机油的粘性与螺旋沟的泵作用，可将冷冻机油更好地从主轴承8排至冷冻机油贮存部；并提高了轴承的可靠性。

图8是本发明涡旋式压缩机的再一实施例的纵剖面图。本实施例也是主动排出冷冻机油的实施例。与图7所示实施例之不同点在于，在主轴承8及框架9上分别设有冷冻机油排出孔26、27，并为了防止制冷剂气体的逆向流动而设置了板状阀、和限制该阀28打开的止动件(リテ-ナ-)28a。在本实施例中，由曲轴6的转动，主轴承8内的压力上升，由此，冷冻机油从排出孔26、27排出。即使在由于排出孔26、27的开口部处在冷冻机油贮存部10的制冷剂气体中而主轴承8内压力上升不充分的情况下，也可防止制冷剂气体逆向流动。

作为防止逆向流动的机构，如图9所示，也可以是由滚珠29与推压该滚珠阀29的弹簧30所构成的机构。

本实施例，可使冷冻机油更有效地从主轴承部排至冷冻机油贮存部。

图10是本发明涡旋式压缩机的又一实施例的纵剖面图。本实施例也是主动排出冷冻机油的实施例。与图7所示实施例不同点在于，在曲轴6上设有起泵作用的螺旋沟泵31，可将供给主轴承8下部的冷冻机油由螺旋沟泵31输送至图中上方的给油孔12的位置，可减少从主轴承8下端排出的冷冻机油量。另外，在构架9上的开有给油孔12的部分上设有用于防止制冷剂气体逆向流动的板状阀32、和该阀32下方的油盖33，可以防止从给油孔12排出的冷冻机油直接流到转子2a上而飞溅从而被雾化。

如依本实施例，除了图8或图9所示实施例的效果之外，还有这样的效果：由于冷冻机油不会流到转子2a上，所以冷冻机油不会雾化，可以防止其流入冷冻循环。

图11是本发明涡旋式压缩机另一个实施例的纵剖面图。本实施例也是主动排出冷冻机油的实施例。与图10所示实施例不同点在于，设置了用于将冷冻机油从框架9排向冷冻机油贮存部10的排出管34。

特别是即使在压缩机起动时等的主轴承8内的压力比冷冻机油贮存部10的压力还低的情况下，由于常使排出管的冷冻机油贮存部10侧的一端存在于油中这样配置，可借助压力差将冷冻机油从旋转轴承7导入主轴承8内。

且，上述实施例是以涡旋式压缩机使用于冷冻循环中的例子，除了制冷剂以外，也可用于压缩空气、氦气等与油相溶性较低的气体的压缩机，或以车辆空气压缩机(カ-エアコン)为代表的采用半密闭容器的压缩机。

如依本发明，流向中间压力室的流量减少了，因此，可望减少由平衡配重搅拌冷冻机油所耗费的动力，减少电力消耗；同时，由于压缩室从吸入管吸入的制冷剂气体量也增加，故有着冷冻循环的制冷剂循环量增加，性能提高的效果。

再有，旋转轴承与主轴承可进行良好润滑，从而轴承的可靠性提高。

Claims (5)

1.涡旋式压缩机，该压缩机在容器内装有压缩机构部与贮油部，其中压缩机构部由在各台板上具有涡卷状涡卷片的旋转涡卷与非旋转涡卷、以及作为防止前述旋转涡卷自转的装置的欧氏环组成；该压缩机还具有设置着传递压缩作动流体的动力的曲轴与支承该曲轴的主轴承的框架，在这样的压缩机上，其特征在于，在前述曲轴上设有将旋转轴承的润滑油通至旋转轴承与主轴承近旁的给油孔，将前述给油孔的旋转轴承近旁与主轴承近旁的开口位置配置成：使在压缩机运转过程中所产生的前述旋转轴承开口部的油膜压力比主轴承开口部的压力高。

2.按权利要求1所记述的涡旋式压缩机，其特征在于，它具有将润滑油从前述主轴承部排至容器内的贮油部的机构。

3.如权利要求2所记述的涡旋式压缩机，其特征在于，在从前述主轴承及框架朝向与润滑油贮存部或前述贮油部连通的容器内的润滑油流路上设有防止逆向流动的机构。

4.如权利要求2所记述的涡旋式压缩机，其特征在于，在前述主轴承与构架上设有排出孔，将排出管的一端与该排出孔相连接，将另一端开口于前述润滑油贮存部，且，前述润滑油贮存部侧的开口位于润滑油中。

5.如权利要求2所记述的涡旋式压缩机。其特征在于，它设有从前述主轴承与构架排出的润滑油不附着于转子上地可导入润滑油贮存部的流路。

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