CN1474059A - 涡旋式型缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使从压缩元件的第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂量相等、吸入效率高、抑制脉动和噪音、可靠性高的涡旋式压缩机，它是把涡旋压缩元件的固定涡旋件和摇动涡旋件之间的间隙成为最大时的、吸入的制冷剂从上述摇动涡旋件的端部经过它的外周到第2吸入口的制冷剂通路的入口部横截面积取为A1、把第1吸入口的吸入部横截面积取为A2、而且将连通槽的入口部横截面积取为A3时，A1、A2和A3处在由式1.5≤A2/(A1+A3)≤2.5所示范围里。

Description

涡旋式型缩机
本申请是申请号为98119262.9、申请日为1998年9月16日、发明创造名称为涡旋式压缩机的分案申请。
本发明涉及一种装在空调、冷冻机等设备上的涡旋式压缩机，更详细地说是涉及一种使固定涡旋件和摇动涡旋件啮合而形成多个压缩室、将由压缩室压缩的气体排出到密闭容器外的涡旋式压缩机。
空调装置等的冷冻循环中所使用的涡旋式压缩机1A具有如图6所示的结构。在两端封闭的筒状密闭容器1的内侧装着电动元件2和涡旋压缩元件3。上述电动元件2由固定在上述密闭容器1的内壁上的定子
4、和能自由回转地支承在该定子4内侧的转子5构成，转轴6以贯通的状态与该转子5相结合。转轴6的一端能自由回转地支承在支承构架7上，支承构架7构成上述涡旋压缩元件3的一部分。上述转轴6的另一端从上述转子5突出，给油部8与其顶端部连接着。而且在上述给油部8的端部连接着油导入管9。该油导入管9的吸入侧端部浸没在上述密闭容器1内所容纳的润滑油b里并向下方延伸。
在上述转轴6上开设着从上述给油部8吸入并供给润滑油b的油路10，润滑油经油路10供给到支承构架7等的各个滑动部分上之后，被再循环。
而且，被支承为贯通上述支承构架7状态的上述转轴6的一端形成曲柄轴部11，它的中心与上述转轴6的轴心偏心地设置的，在该曲柄轴部11上连接着摇动涡旋件12。该摇动涡旋件12形成圆盘状，在其一侧面的中央部位形成与上述曲柄轴部11相连接的轮毂部13。在该摇动涡旋件12的另一侧面上成一体地形成涡流状的摇动涡旋突板14。
在上述支承构架7上结合着固定涡旋件15。在该固定涡旋件15的与上述摇动涡旋件12相对着的那部分上形成涡流状的固定涡旋突板16，在固定涡旋突板16和上述摇动涡旋突板14之间形成多个压缩室17。
把从密闭容器1外部经吸入管18而导入到上述涡旋压缩元件3外周部的制冷剂气体、从上述涡旋压缩元件3的图中没表示的第1吸入口、第2吸入口(它是与第1吸入口相对的位置上由与第1吸入口连通的连通槽连着的、图中没表示的)2处吸入、由上述压缩室17压缩，逐渐移动到中心，由此使容积缩小、从设置在固定涡旋件15的另一侧面中央部的排出孔口19排出到密闭容器1内，在该空间里与相伴的润滑油分离、将脉动降低。
从排出孔口19排出到密闭容器1内的压缩气体如空白箭头所示地流过设置在固定涡旋件15和支承构架7上的图中没表示的通路，流到电动元件2侧，由转子5回转产生的离心力等将制冷剂气体中的润滑油进一步分离，然后，润滑油被分离了的制冷剂气体从排出管20排出到密闭容器1外。被分离的润滑油如黑色箭头所示地流动，贮存在密闭容器1的底部、被循环地使用。
但是，在从上述涡旋压缩元件3的图中没表示的上述第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂量不同时，有使吸入效率恶化、使脉动增大而发生噪声和可靠性降低等问题。
本发明的目的是提供一种可尽可能使从上述压缩元件3的第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂量彼此相等、能提高吸入效率、能抑制脉动和噪声的、可靠性高的涡旋式压缩机。
本发明人对上述问题经过精心研究，结果发现通过下述方案能解决上述问题，并做出了本发明。该方案是把固定涡旋件和摇动涡旋件相互间的间隙为最大时的特定的制冷剂通路的入口部横截面积取成A1、将第1吸入口的入口部横截面积取成A2、把连通槽的入口部横截面积取成A3时，使这些参数处在特定的式(1)所示的范围里、和/或从上述连通槽的入口部到特定位置之间设置缩颈部、将从该缩颈部到第2吸入口的上述连通槽的横截面积a3做成比上述横截面积A3小。
即，本申请的权利要求1的发明是涡旋式压缩机，在密闭容器内设有电动元件和由该电动元件驱动的涡旋压缩元件，上述涡旋压缩元件是使具有涡流状的固定涡旋突板的固定涡旋件、和相对于该固定涡旋件由上述电动元件驱动而公转的有涡流状摇动涡旋突板的摇动涡旋件相互啮合而形成多个压缩室，将从上述密闭容器外部导入到涡旋压缩元件外周部的制冷剂导入部的制冷剂气体、从上述第1吸入口和第2吸入口吸入、由上述压缩室压缩后排出到上述密闭容器外；上述第2吸入口是在与第1吸入口相对的位置上、由与第1吸入口相通的连通槽而与第1吸入口相连的，上述涡旋式压缩机的特征在于：把上述固定涡旋突板和摇动涡旋突板之间的间隙为最大时的、被吸入的制冷剂从上述摇动涡旋突板的端部经过其外周而到上述第2吸入口的制冷剂入口部通路的横截面积取成A1、把上述第1吸入口的吸入口部的横截面积取成A2、把上述连通槽的入口部横截面积取成A3时，A1、A2和A3处在由下述式(1)表示的范围中
1.5≤A2/(A1+A3)≤2.5    ……式(1)。
本申请权利要求2的发明的涡旋式压缩机，在密闭容器内设有电动元件和由该电动元件驱动的涡旋压缩元件，上述涡旋压缩元件通过使具有涡流状固定涡旋突板的固定涡旋件、和相对于该固定涡旋件由上述电动元件驱动而公转的有涡流状摇动涡旋突板的摇动涡旋件相互啮合而形成多个压缩室，将从上述密闭容器外导入到涡旋压缩元件外周部的制冷剂导入部的制冷剂气体、从上述第1吸入口和第2吸入口吸入、由上述压缩室压缩后排出到上述密闭容器外；上述第2吸入口是在与第1吸入口相对的位置上、由与第1吸入口相通的连通槽而与第1吸入口相连的，上述涡旋式压缩机的特征在于：把通过上述连通槽宽度中央的线和将上述制冷剂导入部的中心与上述电动元件的转轴中心相连接并延伸的线相交的2点之间长度取为L时，在从上述连通槽的从入口部到L/4之间设置缩颈部，使从该缩颈部到上述第2吸入口的上述连通槽横截面积a3比上述入口部横截面积A3小。
本申请权利要求3的发明是在权利要求2的涡旋式压缩机中，其特征在于：上述a3和A3处于由下述式(2)表示的范围里
0.8≤a3/A3≤1.0    ……式(2)
本申请权利要求4的发明在权利要求1所述的涡旋式压缩机中，其特征在于：把通过上述连通槽中心的线、和将上述制冷剂导入部的中心与上述电动元件的转轴中心相连接并延长的线相交的2点之间长度取为L时，在从上述连通槽的入口部到L/4之间设置缩颈部，从该缩颈部到上述第2吸入口的上述连通槽的横截面积a3比上述入口部横截面积A3小。
本申请权利要求5的发明在如权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述a3与A3处于由下述式(3)表示的范围中
0.8≤a3/A3≤1.0    ……式(3)
本申请权利要求6的发明是涡旋式压缩机，它是在密闭容器内设有电动元件和由该电动元件的转轴驱动的涡旋压缩元件、容纳在上述密闭容器内的润滑油和设在上述转轴端部的给油部、从上述给油部将润滑油经过设在上述转轴中的油路而供到各个滑动部分并循环地使用，其特征在于：它具有油注入机构，该油注入机构由喷射出油的油嘴和借助弹簧的弹性对该油嘴的油路入口进行开关的阀体构成，该注入机构是设置在将制冷剂气体从上述密闭容器外部吸入到上述涡旋压缩元件的位置附近；在作用到上述阀体背面上的上述密闭容器内的压力和作用在上述油嘴出口处的上述制冷剂气体吸入位置附近的压力的压差较小时，上述阀体将上述油路入口打开，将容纳在上述密闭容器内的润滑油注入到上述涡旋压缩元件；但当上述压差大时，上述阀体将上述油路入口关闭，停止润滑油的注入。
本申请权利要求7的发明是涡旋式压缩机，它是在密闭容器内设有电动元件和由该电动元件的转轴驱动的涡旋压缩元件、容纳在上述密闭容器内的润滑油和设在上述转轴端部的给油部，润滑油从上述给油部将经过设在上述转轴中的油路而供到各个滑动部并循环使用的，其特征在于：它具有油注入机构，该油注入机构由喷射出油的油嘴和借助弹簧的弹性对该油嘴的油路入口进行开开的阀体构成，该注入机构是设置在将制冷剂气体从上述密闭容器外吸入到上述涡旋压缩元件的第1吸入部、和与该第1吸入部相对位置上由连通路连着的第2吸入部之间的上述连通路附近；在作用到上述阀体背面上的上述密闭容器内的压力和作用在上述油嘴出口处的上述连通路的压力的压差较小时，上述阀体将上述油路入口打开，将收容在上述密闭容器内的滑润油注入向上述连通路；但在上述压差较大时，上述阀体将上述油路关闭，停止润滑油的注入。
本申请权利要求8的发明是如权利要求7所述的涡旋式压缩机，其特征在于：润滑油的注入量为相对于每单位时间的排除容积的0.1～3％。
本申请权利要求9的发明是如权利要求6～8中任意一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于：在上述压差为4～8kgf/cm2以下时，上述阀体将上述油路打开，注入润滑油。
本申请权利要求10的发明是如权利要求6～8中任意一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述给油部中的给油方式是压差方式或者油泵方式的。
本申请权利要求11的发明是如权利要求10所述的涡旋式压缩机，其特征在于：把上述油注入机构设置在上述连通路附近，该连通路处于上述转轴的中心和第2吸入部中心相连接的线、和以该线为基准从上述转轴中心、向上述第2吸入部的方向偏离90度而引出的线之间。
本申请权利要求12的发明是涡旋式压缩机，它是在密闭容器内设有把转轴沿横向设置的电动元件；由该电动元件驱动的涡旋压缩元件；装在上述密闭容器内并支承上述涡旋压缩元件、并且在中央设有用来支承上述转轴的轴承部的支承构架；容纳在上述密闭容器内的润滑油；设在上述转轴端部上的压差式给油部；上述涡旋压缩元件使中央部设有压缩气体的排出孔口而且背面上有涡流状涡旋突板的固定涡旋件、与由上述电动元件驱动而相对于固定涡旋件进行公转的有涡流状涡旋突板的摇动涡旋件相互啮合、而形成着多个压缩室，用该压缩室压缩从上述密闭容器外部吸入的制冷剂气体之后，从上述排出孔口排出到上述密闭容器内，然后使其排出到上述密闭容器外，其特征在于：通过用润滑油气密上述轴承部的滑动面，并且制冷剂吸入侧和上述摇动涡旋件的背面和上述支承构架相互间连通着、此间的压力比上述密闭容器内的压力低，从而润滑油从上述给油部经过设在上述转轴中的油路被送到包含上述轴承部的各个滑动部，循环地使用。
本申请权利要求13的发明是如权利要求12所述的涡旋式压缩机，其特征在于：曲柄轴部插入突设在上述摇动涡旋件的背面中央部所设置的轮毂孔部中，该曲柄轴部的中心与上述转轴的轴心偏心地设置在上述转轴的前端；上述轴衬孔部和曲柄轴部的滑动部分借助从上述给油部吸上的润滑油而被气密。
本申请权利要求14的发明是如权利要求12或13所述的涡旋式压缩机，其特征在于：设有从上述油路连通到上述轴承部的滑动面的小孔，在上述电动元件侧的转轴表面上设有从该小孔开始的螺旋状槽，通过上述小孔的润滑油流过该槽而润滑滑动面，而且将从该小孔开始的上述涡旋压缩元件侧的滑动面气密。
本申请权利要求15的发明是如权利要求12或13所述的涡旋式压缩机，其特征在于：在上述电动元件侧的轴承部端部附近设有从上述油路连通到上述轴承部的滑动面的小孔，在自小孔起的上述涡旋压缩元件侧的转轴表面上设有与上述转轴的回转方向相反的螺旋状槽，使该螺旋状槽的终点位于上述轴承部内，通过上述小孔的润滑油流过该槽而润滑滑动面，而且将上述终点起的上述涡旋压缩元件侧的滑动面气密。
本申请权利要求16的发明是如权利要求12～15中任意一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述给油部设有副支承构架，该副支承架是装在上述密闭容器内、而且具有支承上述转轴并装着油导入管的副轴承部的；使轴承夹在该副支承构架和上述转轴之间，而且在上述副轴承部上设有该轴承的支承部。
本申请权利要求17的发明是如权利要求12～16中任意一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于：通过调整上述转轴和副轴承部的滑动部分之间的间隙，使气体不进入到润滑油中。
本申请权利要求18的发明是如权利要求12～17中任意一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述固定涡旋件和摇动涡旋件都是由铝或铝合金构成。
图1是表示本发明的涡旋式压缩机在固定涡旋突板和摇动涡旋突板间的间隙变成最大时的固定涡旋突板、摇动涡旋突板、制冷剂导入部、第1吸入口、连通槽和第2吸入口等相互间关系的说明图。
图2是表示本发明的另一个涡旋式压缩机在固定涡旋突板和摇动涡旋突板间的间隙变成最大时的固定涡旋突板、摇动涡旋突板、制冷剂导入部、第1吸入口、连通槽、第2吸入口等相互间关系的说明图。
图3是表示从第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂的质量流量(kg/s)的图表。
图4是表示从第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂的质量流量(kg/s)的图表。
图5是表示从第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂的流速(m/s)的图表。
图6是表示现有的涡旋式压缩机整体结构的剖视图。
图7是表示本发明又一个涡旋式压缩机的一个实施例的整体结构的剖视图。
图8是把图7的A部分放大地表示的说明图。
图9是表示本发明另一个涡旋式压缩机的将润滑油注入到涡旋型压缩器件里的位置的说明图。
图10是表示现有的另一个涡旋式压缩机的整体结构的剖视图。
图11是表示本发明更另外一个涡旋式压缩机的一个实施例的整体结构的剖视图。
图12是本发明另一个涡旋式压缩机的轴承部分和转轴的放大说明图。
下面，参照着图1和图2、对本发明的实施例进行详细地说明。图1是表示本发明的涡旋式压缩机在固定涡旋突板和摇动涡旋突板间的间隙变成最大时的固定涡旋突板、摇动涡旋突板、制冷剂导入部、第1吸入口、连通槽和第2吸入口等相互间关系的说明图。图2是表示本发明另一个涡旋式压缩机在固定涡旋突板和摇动涡旋突板间的间隙变成最大时的固定涡旋突板、摇动涡旋突板、制冷剂导入部、第1吸入口、连通槽、第2吸入口等相互间关系的说明图。图1、图2中，用与图6中的符号相同的符号表示的部分是与图6所说的这个符号代表的部分具有相同功能的部分。
如图1所示，在涡旋压缩元件3上有多个通过使固定涡旋件15和摇动涡旋件12相互啮合而形成的压缩室17，上述固定涡旋件15具有涡旋状的固定涡旋突板16；上述摇动涡旋突板14具有由图中没表示的上述电动元件2驱动而相对于所述固定涡旋件15、进行公转的涡流状摇动涡旋突板14。
而且，从图中没表示的上述密闭容器1的外部导入到上述涡旋压缩元件3外周部的制冷剂导入部21的制冷剂气体从第1吸入口22和第2吸入口24吸入、并由上述压缩室17压缩，并逐渐向中心移动而将容积缩小，从设置固定涡旋件15的另一侧面的中央部的图中没表示的排出孔口19排出；上述第1吸入口22形成在上述摇动涡旋突板14和固定涡旋突板16之间；上述第2吸入口24是位于与第1吸入口22相对的部位、并由与第1吸入口22相连通的连通槽23连着的。
导入到上述制冷剂导入部21的制冷剂气体中的大致一半从第1吸入口22吸入，其余部分通过多条通路后从第2吸入口24吸入。第1制冷剂气体是从上述摇动涡旋突板14的端部、经过在其外周和固定涡旋件15的最外周的内表面之间形成的制冷剂通路25被吸入到第2吸入口24的制冷剂气体，而吸入到第2吸入口24的第2制冷剂气体是经过上述连通槽23而被吸入到第2吸入口24的制冷剂气体。
为了使上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂的量尽可能相等，在把上述制冷剂通路25的入口部26的横截面积取为A1、把上述第1吸入口22的入口部27的横截面积取为A2、把上述连通槽23的入口部28的横截面积取为A3时，必需使A1、A2和A3处于用上述式(1)表示的范围中，这是最重要的。
本发明的涡旋式压缩机除了做成这样的结构之外，其余和图6所示的涡旋式压缩机1A相同。
当由上述式(1)表示的〔A2/(A1+A3)〕不满1.5或者超过2.5时，则从上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂量的平衡被破坏、会使吸入效率恶化、脉动变大，除了产生噪声外，还使可靠性降低。
图3表示在〔A2/(A1+A3)〕等于1.5、2.0、2.5各种场合下的从上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂的质量流量(kg/s)。从图表可见、在〔A2/(A1+A3)〕等于1.5、2.0的场合下，从上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂量的平衡较好，几乎均等。
又如图2所示，在本发明的另一个涡旋式压缩机中，为了使上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂的量尽可能相等，在将通过上述连通槽23的宽度中央的线取为d、把图中没表示的上述电动元件2的转轴6的中心O与上述制冷剂导入部21的中心a连接并延长的线取为c、把线d与线c相交2相交点(x和y)之间的长度取为L时，在上述连通槽23的从入口部28到L/4之间设置缩颈部29，从该缩颈部29到上述第2吸入口24为止的上述连通槽23的横截面积a3做成比上述入口部24的横截面积A3小。最好将a3/A3的取在由上述式(3)表示的范围里。
本发明的另一个涡旋式压缩机除了形成这样的结构外，其余和图6所示的涡旋式压缩机1A相同。
图4表示在把〔A2/(A1+A3)〕取为2.0、将设置缩颈部29的位置取在0(紧接在制冷剂导入部21之后)、L/4、L/2等场合下，从上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂的质量流量(kg/s)。由图可见，在L/2场合下平衡破坏，但当把缩颈部29设置在从上述连通槽23的入口部28到L/4之间，平衡就变好。
图5表示把〔A2/(A1+A3)〕取为2.0，把设置缩颈部29的位置取在L/4处的场合下，使a3/A3的比变化成0.5、0.8、1时，从上述第1吸入口22和第2吸入口24吸入的制冷剂的吸入流速(m/s)。由图可见，在a3/A3的比为0.5时平衡破坏，但在a3/A3的比为0.8和1.0时平衡变好。
虽然上面说明的本发明是就横置式涡旋式压缩机而言的，但本发明的涡旋式压缩机并不局限于横置式，它也能适用于纵置式涡旋式压缩机和其他形式的涡旋式压缩机。
由于本发明的涡旋式压缩机使从上述第1吸入口和第2吸入口吸入的制冷剂的量尽可能相等，因而能提高吸入效率，能抑制脉动和噪声、能提高可靠性，能稳定地运转。
下面，用图7～图10来说明本申请权利要求6～11的说明。
使用于空调装置等的制冷循环系统的涡旋式压缩机如日本专利公报特公平7-99150号公开的、为图10所示的结构。
在两端封闭的筒状密闭容器101内侧安装着电动元件102和涡旋压缩元件103。上述电动元件102由固定在上述密闭容器101内壁面侧的定子104和能自由回转地支承在该定子104内侧的转子105构成，在该转子105上贯通状态地结合着转轴106。转轴106的一端能自由回转地支承在支承构架107上，该支承构架107构成上述涡旋压缩元件103的一部分。上述转轴106的另一端从上述转子105伸出，在它的前端部上连接着余摆线齿轮泵、回转式泵、往复式泵等容积型泵108。而且，在上述容积型泵108的端部连接着油导入管109。该油导入管109的吸入侧的端部浸没在上述密闭容器101内所收容的润滑油b里地向下方延伸。
而且，在上述转轴106里还沿轴向穿透地设置油路，由上述容积型泵108的作用而将润滑油b供给支承构架107等各个滑动部分，然后形成再循环。
贯通地支承在上述支承构架107上的上述转轴106的一端形成轴颈部(曲轴部)110，它的中心与转轴106的轴心偏离，在该轴颈部110上连接着摇动涡旋件111。该摇动涡旋件111被做成圆盘状，在它的一个侧面的中央部形成轮毂孔部112，该轮毂孔部112与上述轴颈部110连接。在该摇动涡旋件111的另一侧面上成一体地形成涡流状涡旋突板113。
在上述支承构架107上结合着固定涡旋件114。在该固定涡旋件114上的与上述摇动涡旋件111面对着的部分上形成涡流状的涡旋突板115，在涡旋突板115与上述涡旋突板113之间形成多个压缩室116。这些压缩室116将在外周部吸入的制冷剂气体逐渐向中心移动，并由此使其容积缩小、对制冷剂气体进行压缩。
在上述固定涡旋件114的中央部形成排出孔口117，在上述固定涡旋件114上以包围该排出孔口117外侧的状态设置着消声器118。
另一方面，还曾提出过一种使其不使用润滑油供给用的泵、将压缩气体排到密闭容器内的横置式涡旋式压缩机的方案(参见日本专利公报特公开3-175186号)，它是在摇动涡旋件上设置贯通孔，使支承构架和涡旋压缩元件中适当的压缩室和摇动涡旋件的背面相互间连通，使这里的压力形成为适当的中等程度的压力(例如8～9kg/cm2)，而比上述密闭容器内的压力(例如15～25kg/cm2)低，利用该压差将润滑油吸上，经过设置在上述转轴中的油路而供给支承构架等各个滑动部分，而且由上述压力将摇动涡旋件压着在固定涡旋件上，使它们接触并密封地对制冷剂气体进行压缩。
但是，无论给油方式是通过使用泵或者利用压差，都是由转轴的转速来使润滑油供给量发生变化的，虽然转数大时能充分供给润滑油，但当转数小时，润滑油的供给量就变少，所以在上述涡旋突板115和涡旋突板113之间形成多个压缩室116的情况下、当向压缩室116供给的润滑油量变少时，会出现因润滑性、密封性恶化而使性能降低、使可靠性降低的问题。
因此，下面所说的发明提供一种可靠性高的涡旋式压缩机，它是通过安装结构简单的油注入机构就能容易地避免在转数变小时向压缩室供给的润滑油不足的问题。
本发明者在对该问题经过精心研究后，结果发现：无论给油方式是差压式或是油泵式，通过将特定结构的油注入机构装在涡旋压缩元件的特定位置上就能解决问题，据此做成本发明。
即，图7是表示这种场合下的发明的涡旋式压缩机的一个实施例的整体结构剖视图。图8是把图7的A部分放大进行表示的说明图。图9是表示本发明另一种涡旋式压缩机的油注入位置的说明图。
图7所示的压缩机是涡旋式压缩机120，设有两端被封闭地形成筒状的密闭容器121。在该密闭容器121内安装着电动元件122、由该电动元件122驱动的涡旋压缩元件123。
上述电动元件122有固定在上述密闭容器121内部的定子124和位于该定子124的中央部的转子125，该转子125的中心部贯通地结合着朝上述密闭容器121的轴心方向的转轴126，转轴126的一端贯通支承构架127的中央部并能自由回转地被支承着，支承构架127支承上述涡旋压缩元件123，而且结合地固定在上述密闭容器121的内壁面上。而且上述转轴126的一端侧的中间部分由上述支承构架127的轴承部128自由回转地支承着，上述转子125借助转轴126和支承构架127而支承在密闭容器121的内壁侧上。
另外，在贯通上述支承构架127的转轴126的端部形成轴颈部(曲轴部)129，该轴颈部129的中心是与转轴126的轴心偏心地设置的。在该轴颈部129上连接着摇动涡旋件130。该摇动涡旋件130设有轴衬孔部131和涡流状的涡旋突板132，前者是将上述轴颈部129插入并连接在摇动涡旋件130的圆盘状盖板的一个侧面中央部上，后者是形成在上述盖板的另一个侧面上的。
另外，上述支承构架127上还结合着固定涡旋件133。该固定涡旋件133形成涡流状的涡旋突板135，该螺旋板135与上述摇动涡旋件130的涡旋突板132相互处于交叉状态而形成多个压缩室134。
在上述固定涡旋件133的侧壁面上连接着贯通上述密闭容器121的制冷剂气体的吸入管136。在上述固定涡旋件133的中央部还设置着将被压缩过的制冷剂气体排出到密闭容器121内的排出口137。
由于在上述摇动涡旋件130的盖板周缘部使从吸入管136吸入制冷剂气体的涡旋压缩元件123的吸入侧、上述摇动涡旋件130的背面(上述盖板的轴衬孔部131所处侧的面)和上述支承构架127之间连通，因而这里的压力比上述密闭容器121内的压力低，低到大致和上述制冷剂吸入侧的压力大致相同。
在转轴126的另一端部上设置着差压式给油部138。该给油部138设有装在密闭容器121内的副支承构架141，该支承构架141轴支承着转轴126、并且设有装着油导入管139的副轴承部140。在该副支承构架141和转轴126之间装着轴承142，该轴承142的支承部143设置在上述副支承构架140上。
在转轴126中、从它的一端穿通到另一端地开设着油路144。在由轴承部128支承转轴126的部分的中途中设有从上述油路144连通到轴承部128的滑动面的小孔145。从该小孔145的出口开始朝向上述电动元件122侧到由轴承部128轴支承着转轴126的部分为止地、在转轴126表面处上设置着与小孔145连通的螺旋状槽146。而且从转轴126的一端出来的润滑油将轴衬孔部131和轴颈部129的滑动面气密封，通过了上述小孔145的润滑油流过上述槽146而润滑滑动面，并将小孔145起的上述涡旋压缩元件123侧的滑动面气封住。
将润滑油b在上述密闭容器121里装到规定的水平面，由上述压差将该润滑油b以给油部138吸上，并经过设置在转轴126中的油路144而送到包含上述轴承部128的各个滑动部，循环地使用。
在该发明中，为了将润滑油注入供给到从上述密闭容器121外部经过吸入管136向上述涡旋压缩元件123吸入制冷剂气体的吸入位置150附近而设置着油注入机构151。
如图8所示，上述油注入机构151固定在上述支承构架127上，它由经过油路152注入润滑油的油喷嘴153和利用弹簧154的弹性而将油喷嘴153的油路入口155开、闭的阀体156构成。157是用来固定该油注入机构151的固定栓，158是润滑油返回通路，159是润滑油分支路。油注入机构151也可固定在支承构架127以外的其他部位上，例如、可固定在固定涡旋件133上。
虽然图7、图8中是将阀体156表示成帽状的能容纳弹簧154的一部分的结构，但它的形状并没有特别的限制，譬如也可形成为板状。另外，阀体156和固定该阀体156的支承构架127之间的间隙和油路152的内径及长度等都可适当地决定。
在使具有上述结构的横置式涡旋式压缩机120开始运转时，通过由吸入管136将制冷剂气体吸入到涡旋压缩元件123的外周部的吸入位置1 50、并逐渐向中心移动，而将其压缩，从设置在固定涡旋件133的中央部的排出孔口137排出到密闭容器121内，在该空间中，将与其一起的润滑油分离，以减少脉动。
被排出的气体如空心箭头所示地流过设置在固定涡旋件133和支承构架127上的图中没表示的通路，行进到电动元件122侧、借助由转子125回转的离心力和定子124及副支承构架141等的折流板效果等使制冷剂中的润滑油进一步被分离，接着，被分离掉润滑油的制冷剂气体从排出管147排出到密闭容器121外。被分离的润滑油如黑色箭头所示地流动、并贮存在密闭容器121的底部、被循环地使用。
虽然图中没表示，但由于使制冷剂气体吸入侧、摇动涡旋件130的背面和支承构架127之间连通，因而这里的压力比密闭容器121内的压力低、大致与制冷剂气体吸入侧相同。借助该压差将润滑油b从上述给油部138的油导入管139吸上，如黑色箭头所示地、经过设置在转轴126中的油路144在高压下被供给。被供给的高压润滑油的一部分如黑色箭头所示地通过上述小孔145，朝电动元件122的方向、流过槽146而润滑滑动面，然后流到密闭容器121的底部。由于转轴126和轴承部128间的间隙非常小，该间隙约是10～30μm左右，因而能把小孔开始的上述涡旋压缩元件123侧的转轴126和轴承部128间的滑动部分很好地气封。
另一方面，从转轴126的一端部出来的高压润滑油将轴衬孔部131和轴颈部129的滑动面很好地气封。然后这些润滑油如黑色箭头所示地流入到摇动涡旋件130和支承构架127之间、对欧氏环148的槽部进行润滑，此后经过摇动涡旋件130的盖板周缘部而供到涡旋压缩元件123内的制冷剂吸入侧，对滑动面进行润滑，此后随压缩气体一起从排出孔口137排出到密闭容器121内，与压缩气体分离后流到密闭容器121的底部。
欧氏环148夹装在支承构架127和摇动涡旋件130之间，由电动元件122的驱动使摇动涡旋件130相对固定涡旋件133不自转地在圆轨道上进行公转。
由于涡旋压缩元件123的滑动面的润滑在转轴126的回转高速时以该润滑方式能充分进行，但在转轴126的回转低速时，该润滑方式就不充分，因而在转轴126的回转低速时，使上述油注入机构151动作，将润滑油注入地供给。
上述密闭容器121内的压力经润滑油而作用在上述油注入机构151的阀体156的固定栓157侧背面上。在该密闭容器121内的压力和作用在上述油注入喷嘴153出口侧的上述制冷剂气体吸入位置150附近的压力之压差较小时，由于上述弹簧154的弹性较强，上述阀体156被推在上述固定栓157侧，从而形成使油路入口155打开的状态，因此容纳在上述密闭容器121内的润滑油经过润滑油返回通路158、润滑油分支路159而沿箭头所示方向流动、通过上述吸入位置150而注入到涡旋压缩元件123。
而当上述压差较高时，由该压差克服上述弹簧154的弹性，使上述阀体156向油喷嘴153方向移动，使上述阀体156的内表面与上述油路入口155相接触而将其闭锁、因此就停止润滑油的注入。
如上所述，在转轴126的回转速度较高、上述密闭容器121内的压力比规定压力高时，停止由上述油注入机构151进行的润滑油注入；而当转轴126的回转速度较低、上述密闭容器121内的压力比规定压力低时，就由上述油注入机构151注入润滑油那样地调节弹簧154的弹性，这是重要的。
润滑油的注入量最好是相对于单位时间的排除容积最大约3％左右。虽然不注入油会使密封性能恶化，但反过来，若超过3％则会使体积效率下降，因此最好取两者的平衡来确定润滑油的注入量。
虽然使上述油注入机构151动作的上述压差没有特别限定，但最好是通常在上述压差是4～8kgf/cm2左右以下时，使上述阀体156打开油路入口155，进行润滑油的注入。
图9表示本发明的另一个涡旋式压缩机的将润滑油注入到涡旋压缩元件的位置。将图中没表示的油注入机构151设置在上述连通路161附近，即，在连通路161的处于第1吸入部160和第2吸入部162之间的、并且在处于将上述转轴126的中心163和第1吸入部160的中心164相连的连接线a、与以该线a为基线地从上述转轴126的中心163向上述第2吸入部162方向转过90°而引出的线c之间；上述第1吸入部160是设置在从密闭容器121外将制冷剂气体吸入到上述涡旋压缩元件123的固定涡旋件133上的；上述第2吸入部162是与第1吸入部160相对地设置在固定涡旋件133上的由连通路161连络着的。将润滑油从油注入机构151注入到上述线a和线c之间的连通路161上(用黑色箭头表示注入的位置的例子)。本发明的另一个涡旋式压缩机除了上述结构以外，其余都是与图7、图8所示的涡旋式压缩机120相同的。
由于制冷剂气体的吸入在第1吸入部160和第2吸入部162等2个部位进行，从而使制冷剂气体的吸入效率提高，而且注入到连通路161的特定位置上的润滑油由吸入的制冷剂气体均匀地供到涡旋压缩元件123内，因而使密封性、润滑性进一步提高。
在本发明中所使用的制冷剂具体可例举出下面这些，譬如1、1、1、2四氟乙烷(R134a)单体或R134a和二氟甲烷(R-32)和五氟乙烷(R-125)的混合制冷剂(R407C)、R-32和R-125的混合制冷剂(R410A)等HFC系列制冷剂、氢化的二氟甲烷(R22)单体或混合制冷剂等HCFC系列制冷剂。
本发明所使用的润滑油具体可例举出这些，譬如，与该些制冷剂有相溶性的酯系列油、醚系列油或者与这些制冷剂没有相溶性的烷基苯系列油、或者它们的混合物等。
在上面说明本发明的涡旋式压缩机的过程中，虽然是对横置式涡旋式压缩机进行说明，但本发明的涡旋式压缩机并不局限于横置式涡旋型，它也适用于纵置式涡旋式压缩机及其他形式的涡旋式压缩机。
而且，若采用本发明的涡旋式压缩机，则通过安装结构简单的油注入机构就能容易地解决在转轴的转数较小时对涡旋压缩元件的润滑油供给不足的问题，能提高密封性、润滑性、可靠性，能以高压缩效率长期稳定地运转。
下面，参照着图11、图12来说明本申请的权利要求12～18的发明。在上述图10所示的压缩机中，当使用上述以外的泵来供给润滑油时，借助轴106的转速而使润滑油供给量发生变化，为了避免转速大时润滑油的过剩供给就必须设置油释放机构，这样就会有机构变得复杂而且使电力消耗增加、使成本增高等问题。
为了改善上述这些问题，提出一些不使用如上所说的润滑油供给用的泵的横置式涡旋型压缩的方案(参照上述的日本专利公报特公开3-175186号)，它是采取将压缩气体排出到密闭容器内的方式，在摇动涡旋件上设置贯通孔、使涡旋压缩元件中所适用的压缩室、摇动涡旋件的背面和支承构架相互间连通，将这里的压力形成比上述密闭容器内的压力(例如，15～25kg/cm2)低的适当中等程度的压力(例如，8～9kg/cm2)，利用该压差而将润滑油吸上、经过设置在上述转轴中的油路而供到支承构架等各个滑动部，而且由上述压力将摇动涡旋件推压附着在固定涡旋件上，使它们彼此接触，形成气密并对制冷剂气体进行压缩。
虽然这种涡旋式压缩机能用润滑油很好地进行润滑，但由于它是用上述的压力使摇动涡旋件与固定涡旋件直接接触、形成气密并对制冷剂气体进行压缩，因而电力消费增大，必需将固定涡旋件和摇动涡旋件这两者都做成铸铁件或者形成铸铁件与铝等的组合，有不能将两者都形成铝或铝合金的问题。
因此，本发明不使用用于供给润滑油的泵，它是采取将压缩气体排出到密闭容器内的方式，利用压差将润滑油吸上，并经过设置在转轴中的油路而供到支承构架等各个滑动部，对它们进行润滑。但不把摇动涡旋件推压接触固定涡旋件，而是相反地，一边使摇动涡旋件与固定涡旋件分离、一边在气密状态下压缩制冷剂气体的横置式的涡旋式压缩机，即使转轴的转速发生变化也能稳定地供给润滑油，而且能把固定涡旋件和摇动涡旋件该两者的材质都取为铝或者铝合金，能提高制冷能力，能长期稳定地进行运转。
本发明人对上述一些问题进行了精心研究，结果发现借助如下所述方案即能解决问题，由此作出了本发明。上述方案是使制冷剂吸入侧和上述摇动涡旋件的背面和支承构架之间相互连通，使该之间的压力降低，一边使摇动涡旋件与固定涡旋件分离、一边在气密状态下压缩制冷剂气体，从给油部吸上润滑油，经过设置在转轴中的油路而送到包含轴承部的各个滑动部，将其循环地进行使用。
下面，参照着图11来详细地说明本发明的一个实施例。图11是表示本发明横置式的涡旋式压缩机的整体结构剖视图。图12是本发明另一个实施例的横置式的涡旋式压缩机的轴承部和转轴的放大说明图。
图11所示的压缩机是涡旋式压缩机220，具有两端被封闭的筒状的密闭容器221。在该密闭容器221内设有电动元件222、由该电动元件222驱动的涡旋压缩元件223。
上述电动元件222有固定在上述密闭容器221内部的定子224、位于该定子224中央部的转子225，在转子225的中心部贯通地结合着沿上述密闭容器221的轴心方向的转轴226，转轴226的一端自由回转地贯通并支承在支承构架227的中央部分上，支承构架227支承上述涡旋压缩元件223。上述支承构架227与结合固定在上述密闭容器221的内壁上。而上述转轴226的一端的中部由支承构架227的轴承部228自由回转地支承着，上述转子225借助转轴226和支承构架227而支承在密闭容器221的内壁侧面上。
在贯通了上述支承构架227的转轴226的端部上形成曲柄轴部(曲轴部)229，该曲柄轴部229的中心是与转轴226的轴心偏心地设置的。在该曲柄轴部229上连接着摇动涡旋件230。摇动涡旋件230设有设在圆盘状盖板的一个侧面中央部的轮毂孔部231和形成在上述盖板的另一侧面上的涡流状涡旋突板232，上述曲柄轴部229插入地连接在该轮毂孔中。
另外，固定涡旋件233与上述支承构架227结合着。固定涡旋件233上形成着与上述摇动涡旋件230的涡旋突板232相交叉地相处着的涡流状的涡旋突板235，由此形成多个压缩室234。
而且，在上述固定涡旋件233的侧壁面上连接着制冷剂气体的吸入管236，吸入管236贯通上述密闭容器221。在上述固定涡旋件233的中央部还设置着排出孔口237，它是用来将压缩过的制冷剂气体排出到密闭容器221内。
由于在上述摇动涡旋件230的盖板周缘部使从吸入管236吸入的制冷剂气体的涡旋压缩元件223的吸入侧、上述摇动涡旋件230的背面(具有上述盖板的轮毂部231一侧的面)和上述支承构架227之间彼此连通，因而这里的压力比上述密闭容器221内的压力低、大致与上述制冷剂吸入侧相同。
转轴226的另一端部上设置着差压式给油部238。这个给油部238具有装在密闭容器221内的副支承构架241，该副支承构架241支承着转轴226而且设有装着油导入管239的副轴承部240。轴承242夹在该副支承构架241和转轴226之间，在上述副轴承部240上设置着轴承242的支承部243。
在转轴226中穿设着从其一端穿通到另一端的油路244，在由轴承部228支承着转轴226的该部分的中间设置着从上述油路244通到轴承部228的滑动面的小孔245。在转轴226的表面上设置着与小孔245相连的螺旋状的槽246，它是从小孔245的出口开始、朝上述电动元件222侧延伸到由轴承部228支承转轴226的部分外部。而且，从转轴226的一端流出的润滑油将轮毂孔部231和曲柄轴部229的滑动面气密、通过了上述小孔245的润滑油流过上述槽246而润滑滑动面，而且将小孔245起的上述涡旋压缩元件223侧的滑动面气密。
在上述密闭容器221里将润滑油b装到规定的水平面，由上述的压差将该润滑油b从给油部238吸上、经过设置在转轴226中的油路244而送到包含上述轴承部228的各个滑动部、将其循环地使用。
当具有上述结构的横置式涡旋式压缩机220开始运转时，制冷剂气体被从吸入管236吸入到涡旋压缩元件223的外周部，逐渐向中心移动从而将其压缩，从设置在固定涡旋件233中央部的排出孔口237排出到密闭容器221内，在该空间里与其相伴的润滑油被分离，减少了脉动。
被排出的气体如空白箭头所示，流过设置在固定涡旋件233和支承构架227上的图中没表示的通路，流到电动元件222侧，由转子225回转产生的离心力和定子224及副支承构架241等折流效果使制冷剂气体中的润滑油进一步分离，而分离了润滑油的制冷剂气体从排出管247排出到密闭容器221外。被分离的润滑油如黑色箭头所示地流动、贮存在密闭容器221的底部、被循环地使用。
由于使制冷剂气体吸入侧、摇动涡旋件230的背面和支承构架227相互间连通，因而这里的压力低到和制冷剂气体吸入侧大致相同、比密闭容器221内的压力低。由该压差将润滑油b从上述给油部238的油导入管239吸上，如黑色箭头所示地经过设置在转轴226中的油路244，以高压供给。所供给的一部分高压润滑油如黑色箭头所示、通过上述小孔245、朝向电动元件222的方向地流过槽246而润滑滑动面，然后流到密闭容器221的底部。由于转轴226和轴承部228的间隙非常小，该间隙大致为10～30μm左右，因而将从小孔245起的上述涡旋压缩元件223侧的转轴226和轴承部228的滑动部很好地气封。
另一方面，从转轴226的一端流出的高压润滑油较好地气封轮毂孔部231和曲柄轴部229的滑动面。这些润滑油如黑色箭头所示地流过摇动涡旋件230和支承构架227之间，对欧爪环248槽部进行润滑之后，经过摇动涡旋件230的盖板的周缘部而供给到涡旋压缩元件223内的制冷剂气体吸入侧、对滑动面进行润滑，然后与压缩气体一起，从排出孔口237排出到密闭容器221内、与压缩气体分离而流到密闭容器221的底部。
欧爪环248装在支承构架227和摇动涡旋件230之间，由电动元件222的驱动、使摇动涡旋件230不自转地相对于固定涡旋件233、公转在圆轨道上。
如上所述，由于摇动涡旋件230的背面和支承构架227之间的压力与制冷剂吸入侧大致相同地低，因而不会将摇动涡旋件230推压附着在固定涡旋件233上，相反，由于使摇动涡旋件230从固定涡旋件233分离，因而就必需通过在摇动涡旋件230和固定涡旋件233的各个涡旋突板的前端设置弹簧式的气封器件，使润滑油夹在其间、呈气密状态地对制冷剂气体进行压缩。通过这样进行，提高了涡旋压缩元件223内的气密性、提高了压缩效率，而且能将上述固定涡旋件233和摇动涡旋件230两者都做成铝或铝合金的。
由于使轴承242夹在上述给油部238的副支承构架241和转轴226之间，将该轴承242的支承部243设置在上述副轴承部240上，因而能使转轴226稳定圆滑地回转，有提高压缩效率而且减少振动和噪声的效果。
通过调整转轴226和上述副轴承部240的滑动部之间的间隙249能不使制冷剂气体进入到润滑油中。当间隙249过分大时、气体有可能会进入到润滑油中，相反、当间隙249过于小时，有可能会使作用到转轴226的阻力变大，因此必需将间隙249进行适当的调整。
图12是表示本发明另一个实施例的横置式涡旋式压缩机220A的转轴226上设置着小孔245A，它设在由轴承部228支承的那部分的上述电动元件222侧、并从上述油路244连通到轴承部228的滑动面上的。而且在转轴226的表面上设置着与该小孔245A连着的螺旋状的槽246A，该槽246A是从该小孔245A的出口开始，朝向上述涡旋压缩元件223侧延伸到由轴承部228支承转轴226的那部分的中间。使螺旋状的槽246A的螺旋方向与转轴226的回转方向相反。除了这样的结构，其余都是和图11所示的横置式涡旋式压缩机220的结构相同的。
由上述的压差使润滑油b经过油路244、在高压状态下被供给，被供给的高压润滑油中的一部分如黑色箭头所示地通过上述小孔245A，朝向上述涡旋压缩元件223一侧地流过槽246A后润滑滑动面，而且将小孔245A起的上述涡旋压缩元件223侧的转轴226和轴承部228的滑动面气封。和涡旋式压缩机220的情况相同地，这些润滑油然后如黑色箭头所示地流过摇动涡旋件230和支承构架227之间，在对欧氏环248的槽部进行润滑之后，供到涡旋压缩元件223内，对滑动面进行润滑，与压缩气体一起、从排出孔口237排出到密闭容器221内，在被分离之后，流到密闭容器221的底部。由此就有能使涡旋压缩元件223内的气密性进一步提高，从而提高压缩效率的优点。
冰箱、自动售货机和商品陈列橱用的压缩机以前大多把二氯二氟甲烷(R12)用作制冷剂。由于该R12具有较高的破坏臭氧的潜在性能，因而当将它放出到大气中而到达地球上空的臭氧层时，会因破坏臭氧的问题而成为限制氟的对象。该臭氧层的破坏是由制冷剂中氯基(Cl)引起的。
在这种场合下，本发明所使用的制冷剂具体可例举出这些，譬如：1、1、1、2四氟乙烷(R134a)单体或R134和二氟甲烷(R32)和五氟乙烷(R125)的混合制冷剂(R407c)、R32和R125的混合制冷剂(R410A)等HFC系列制冷剂、氢化的二氟甲烷(R22)单体或混合制冷剂等HCFC系列制冷剂等。
而在本发明中所使用的润滑油可例举出这些，譬如与这些制冷剂有相溶性的酯系列油、醚系列油或者与这些制冷剂没有相溶性的烷基苯系列油、或者它们的混合物等。
若采用这种情况的发明，作为不使用润滑油供给用的泵、将压缩气体排出到密闭容器内的方式，利用上述的压差，使润滑油经过设在转轴中的油路而供到支承构架等各个滑动部，对它们进行润滑，并循环地使用；由于不把摇动涡旋件推压接触在固定涡旋件上，相反地是使摇动涡旋件离开固定涡旋件、并气密的状态下，压缩制冷剂气体，因而能把固定涡旋件和摇动涡旋件该两者都做成铝的或者铝合金的，即使转轴的转速发生变化也能稳定地供给润滑油，制冷能力变高，能以低电力消费、长期稳定地运转。

Claims (4)

1.涡旋式压缩机，它是在密闭容器内设有电动元件和由该电动元件的转轴驱动的涡旋压缩元件、容纳在上述密闭容器内的润滑油及设在上述转轴端部的给油部，从上述给油部将润滑油经过设在上述转轴中的油路而供到各个滑动部并循环地使用，其特征在于：它具有油注入机构，该油注入机构由喷射出油的油嘴和借助弹簧的弹性对该油嘴的油路入口进行开闭的阀体构成，该注入机构是设置在将制冷剂气体从上述密闭容器外部吸入到上述涡旋压缩元件的位置附近；在作用到上述阀体背面上的上述密闭容器内的压力和作用在上述油嘴出口处的上述制冷剂气体吸入位置附近的压力的压差较小时，上述阀体将上述油路入口打开，，而将容纳在上述密闭容器内的润滑油注入到上述涡旋压缩元件；但当上述压差大时，上述阀体将上述油路入口关闭，停止润滑油的注入。
2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于：在上述压差为4～8kgf/cm2以下时，上述阀体将上述油路入口打开，注入润滑油。
3.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述给油部中的给油方式是压差方式或者油泵方式。
4.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于：上述油注入机构设置在上述连通路附近，该连通路处于上述转轴的中心和第2吸入部中心相连接的线、与以该线为基准从上述转轴中心向上述第2吸入部的方向偏离90°而引出的线之间。
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