CN1497177A - 往复式电动压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种将压缩元件设置在电动元件的上部的往复式电动压缩机。将电动元件的旋转转换为压缩元件上的活塞的往复运动的曲轴具有：1)设于下部的离心泵、2)具有与离心泵相连通并相互反方向的导引的一对独立的螺旋泵。另外，在曲轴的上部设有上端开口在密闭容器内并且分别通过连通部与螺旋泵相连通的一对独立的偏心通路(纵孔部)。这种往复式电动压缩机，不论曲轴的旋转方向如何，均能够得到大的润滑油输送力。

Description

往复式电动压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于家庭用冷冻冷藏柜或自动售货机、空气调节器等的冷冻循环装置上的往复式电动压缩机。
背景技术
近年来，用于家庭用冷冻冷藏库或自动售货机、空气调节器等的冷冻循环装置上的往复式电动压缩机期望高效率与高可靠性。作为现有的往复式电动压缩机，一般在曲轴中内置供油装置，例如，特公昭62-44108号公报所公开的。以下，参照附图对现有的往复式电动压缩机进行说明。
图8是现有的往复式电动压缩机的剖视图。压缩机主体1被收纳于密闭容器2内，在核心处配置框架3，在下部配置电动元件4，在上部配置压缩机构部5。在框架3的轴承部6内贯通插入曲轴7。在曲轴7的外径部上固定电动元件4的转子(rotor)8。曲轴7通过偏心轴(以下称为轴)9，与构成压缩机构部5的活塞10的滑块(slider)11相配合。
在曲轴7的内部，与其下端相比较小的直径的倾斜的倾斜孔(以下，称为孔)12延伸到轴承部6的下端，并通过横孔13开口于曲轴7的外周。
在曲轴7的位于轴承部6内的部分，形成有由下端与横孔13相连通、上端与轴9上设置的纵孔15相连通的一个导槽构成的螺旋泵(以下，称为泵)14。纵孔15的上端开口在密闭容器2的内空间内，并且下端与活塞轴承滑动面(以下，称为轴承部)16相连通并在其上开口。另外，在密闭容器2的下部积存有润滑油17，浸渍曲轴7的下端。
以下，对于如上所述构成的现有的往复式电动压缩机的动作进行说明。若向电动元件4通电流、则转子8旋转，曲轴7随其旋转而旋转。随着曲轴7的旋转、通过轴9与滑块11配合的活塞10往复运动，进行压缩动作。润滑油17由离心力从曲轴7的下端直接沿向斜上方延伸的孔12内上升，从横孔部13向主轴部的泵14供给、并向上方输送。被输送的润滑油17被供给到轴承部16与轴9处，排放到密闭容器2内的空间中。
这样，润滑油17由离心力从曲轴7下端直接沿斜上方延伸的孔12内上升。而且，由一方向的导槽构成的泵14从横孔部13向上方的滑动部输送润滑油17，发挥润滑作用。泵14以沿规定的旋转方向运转为前提设定导槽的缠绕方向。由此，若进行反转方向的运转则在泵14内向下的力起作用，不能从轴承部6向上方供给润滑。这时，轴承部6的产生异常磨损，引起故障。例如，在电动元件使用三相感应电动机的往复式电动压缩机的情况下，有可能基于误布线而产生反转方向的运转。由此，必须在电路内组装反转防止继电器，以防止基于反转运转产生的往复式电动压缩机的故障。但是，反转防止继电器价格高，其结果导致成本升高。
另外，作为另一现有结构，也具有电动元件，使用以PTC继电器作为起动装置的单相电阻起动感应电动机的往复式电动压缩机。在该压缩机中，当发生不能得到PTC继电器的元件的复位时间的瞬时停电时，利用压缩室内的压力压回活塞。若在该反转中再次通电、则会仍然沿反转方向运转。在导致这样的异常运转时，也不具有供油装置的功能、引起滑动部的磨损故障。
为了消除这类缺点，已知一种沿两方向刻设导槽的可以反转的往复式电动压缩机。但是，虽然是必需在电动元件的上部设置高的供油扬程的压缩元件的往复式结构，但可以双向旋转运转的往复式电动压缩机的技术并在此之前还没有。
发明内容
本发明是一种将压缩元件设置在电动元件的上部的往复式电动压缩机。将电动元件的旋转转换为压缩元件上的活塞的往复运动的曲轴，具有：1)设于下部的离心泵、2)具有与离心泵相连通并相互反方向的导引的一对独立的螺旋泵。另外，在曲轴的上部，设有上端开口在密闭容器内并且分别通过连通部与螺旋泵相连通的一对独立的偏心通路(纵孔部)。
附图说明
图1是本发明实施例1的往复式电动压缩机的剖视图。
图2是本发明实施例1的往复式电动压缩机的曲轴的放大图
图3是与本发明实施例1的往复式电动压缩机的曲轴相类似的现有的曲轴例的放大图。
图4是本发明实施例1的往复式电动压缩机与类似例的排出油量比较图。
图5是本发明的实施例2的往复式电动压缩机的剖视图。
图6是本发明的实施例2的往复式电动压缩机的布线图。
图7是本发明的实施例2的往复式电动压缩机运转讲解图。
图8是现有的往复式电动压缩机的剖视图。
具体实施方式
(实施例1)
图1是本发明实施例1的往复式电动压缩机的剖视图，图2是该往复式电动压缩机的曲轴的放大图。
密闭容器18收纳有由定子(stator)19及转子(rotor)20构成的电动元件21、和由电动元件21驱动的压缩元件22。在密闭容器18的下部积存有润滑油23。此外，因为电动元件21是三相感应电动机，所以能够得到可以与布线的方向无关的双向旋转运转的三相电源用的往复式电动压缩机。
其次，对压缩元件22进行详细地说明。曲轴24具有偏心轴(以下称为轴)25、将轴25夹在中间的上下同轴设置的副轴部26及主轴部27。在形成压缩室28的缸体(cylinder bolck)29上形成有与压缩室28的轴心大致垂直、分别轴支副轴部26与主轴部27的副轴承30与主轴承31。其副轴承30可以与缸体29分开设置，也可以固定在缸体29上。据此构成，实现高扬程及双向旋转运转。
压缩室28可自由滑动地嵌装活塞32，作为连结部的连杆34与嵌入活塞中的活塞销33及轴25连结。阀板35具有吸入阀与排出阀(均示图示)，通过内部形成有排出室(未图示)的缸盖36与缸体29将其夹在中间。具有吸入口(未图示)的吸入消声器37被夹持在缸盖36与阀板35之间。
曲轴24的主轴部27的下端具有下端孔38。罩41，下端具有中心部设有吸入孔39的节流部40，并被压入固定在主轴部27上。在主轴部27上贯穿设有相对下端孔38倾斜的、且向上方延伸的倾斜通路42，并在其内径内包含节流部40的中心。倾斜通路42为圆筒空洞。倾斜通路42的上端达到主轴承31的下方、且接近曲轴24的外周面。
在主轴部27外周设置具有相互反方向的导槽的主轴部螺旋泵(以下，称为泵)43A、43B。泵43A、43B是螺旋槽。泵43A、43B通过主轴下部连通部(以下，称为连通部)44与倾斜通路42相连通，连通部44以外的部分各自独立，且相互不交叉。
一对独立的偏心通路(以下，称为通路)45A、45B，沿竖直方向独立贯穿设置在轴25与副轴部26的内部。通路45A、45B是纵孔部。通路45A、45B，分别通过主轴上部连通部(以下，称为连通部)46A、46B与泵43A、43B的上端相连通。而且，通路45A、45B的上端开口在副轴部26的上端面，与密闭容器18内相连通。副轴部26外周设有通过副轴连通部(以下，称为连通部)47A、47B、通路45A、45B而连通的一对独立的副轴部螺旋泵(以下，称为泵)48A、48B。泵48A、48B是螺旋槽。另外，在倾斜通路42末端部设有开口于主轴部27的上端面上并与密闭容器18内相连通的通气孔(以下，称为孔)49。并且，在副轴部26端部固定有止推轴承50，并在与副轴承30之间形成有止推轴承。
对于以上所述构成的往复式电动压缩机，以下，对其动作进行说明。若向电动元件21的定子19中通入电流则转子20旋转。此外，在本实施例中从压缩机顶面观察沿旋转51的方向旋转
轴25随着曲轴24旋转产生的偏心运动，通过连杆34、活塞销33、使活塞32在压缩室28内往复运动。从吸入消声器37的吸入口向压缩室28内吸入的制冷剂被压缩，并通过排出阀、缸盖36的排出室排出到密闭容器18外的制冷循环系统(未图示)。
接着，对供油的动作进行说明。通过曲轴24的旋转，使润滑油23由吸入孔39流入罩41内。进而润滑油23，通过离心力及在节流部40处产生的重力的反作用力、在罩41内呈抛物线状的自由表面，从下端孔38供给至倾斜通路42。
倾斜通路42相对下端孔38倾斜、且向上方贯穿设置，形成离心泵，因此润滑油23通过离心力进一步上升，到达连通部44。这样，曲轴24由轴心从下端向上方、向曲轴24的外周方向倾斜的倾斜通路42、及与润滑油23相连通的节流部40形成离心泵。由此，在由节流部40包围的曲轴24下端的润滑油23，受到由曲轴24的旋转产生的离心力。而且，节流部40阻止由离心力产生的向下的力，而使向上的力增加。并且，倾斜路42的倾斜更加有效地提升润滑油23的扬程。由此，不论旋转方向如何、均可得到大的油输送力。
由于轴25从压缩机顶面观察沿旋转51的方向旋转，故润滑油23从连通部44流入泵43A。这时，润滑油23即使要流入泵43B，也由于向下的力的作用，对其进行阻碍，而不会流入泵43B内
由泵43A施加向上方的油压的润滑油23，通过连通部46A、在通路45A中进一步提高扬程，从副轴部26的上端开口排出散开
另外，在润滑油23通过通路45A的过程中，其一部分被供给至轴25，另外，通过连通部47A供给至副轴部26。一部分润滑油23另外从泵48A一直向止推轴承部50供给，起到对主轴部27、副轴部26、偏心轴25的各滑动部的润滑作用。
另一方面，在转子沿与旋转51相反的方向旋转时，润滑油23从连通部44流入泵43B。而且由泵43B施加向上方的油压的润滑油23，通过连通部46B在通路45B中进一步提高扬程，从副轴部26的上端开口排出散开。润滑油23进一步通过连通部47B供给到副轴部26的同时从泵48B一直向止推轴承部50供给。
从而，由离心泵提升的润滑油23，利用三相电源的布线的方式可以右·左任意的旋转方向向各滑动部供给。这样压缩元件位于上方，能够得到对应双旋转方向式的往复式电动压缩机
此外，在倾斜通路42末端部设有开口于主轴部27的上端面、与密闭容器18内相连通的孔49。由此，从润滑油23产生的制冷气体，经孔49排出到密闭容器18内。这样，以存在于曲轴24的供油通路的润滑油中的气体排出，而减少由气体产生的供油阻碍。另外，由于增大从倾斜通路42内的油面位置到孔49的开口的高度方向的距离，故能够防止润滑油23从孔49流出。由此，能够相对地增加润滑油23向上方汲取的量、能够确保充足的供油量。
以上，对本实施例的供油的动作进行了说明。这里对本发明的类似例与本发明的实施例的比较结果进行说明。图3是与本发明实施例的曲轴相类似的曲轴例的放大图。与本实施例的不同点在于：以主轴部螺旋泵(以下，称为泵)43C、43D的出口共用的方式设置双方向的导槽。另外，主轴上部连通部(以下，称为连通部)46C与偏心通路45C分别设于一处。
由于向上的润滑油的压送力由泵43C、43D产生，故通常会采用兼用除此之外的其他路径的如本类似例那样的设计。但是，本类似例与本实施例相比、从曲轴24的上端排出的油量明显减少。将其结果表示在图4的图表中。图4是表示对本实施例与类似例的分别在50Hz、60Hz的电源频率时的1分钟的供油量测定比较的结果的图表。从该结果可知：即使在任意的频率下与类似例相比，本实施例的供油量均大得多。
在类似例中，利用连通部46C连通双方向导槽。这样，形成由相对旋转方向为顺方向的导槽提升的一部分润滑油23经反方向的导槽向离心泵方向返回的这种闭环路。其结果，供给到偏心路45C内的润滑油23的量减少。
在如上所述的本实施例中，泵43A、43B及倾斜通路45A、45B分别构成一对独立的系统。这样，即使不论曲轴24的旋转方向为正转还是反转，相对旋转方向有效的泵作用均不会因供油路径的干涉而减小压送力，可将润滑油23送至上方。
并且，在副轴部26外周设有通过连通部47A、47B、通路45A、45B连通的一对独立的泵(螺旋槽)48A、48B。据此，在任意的旋转方向均可维持副轴承30的润滑。
(实施例2)
图5是本发明的实施例2的往复式电动压缩机的剖视图，图6是往复式电动压缩机的电布线图，图7是往复式电动压缩机运转讲解图。此外，与实施例1相同的位置使用相同符号而并省略其说明。
实施例2与实施例1电动元件不同。电动元件21A是由转子52与定子53构成的单相电阻起动感应电动机。如图6所示，在定子53上并联有主线圈54与起动线圈55，PTC继电器56串联布线在起动线圈55上作为起动装置。
对如上所述的往复式电动压缩机的动作进行说明。若开始通电，则在起动线圈55上存在PTC继电器56的元件电阻被通电，其沿规定的旋转方向产生起动转矩、开始运转。在PTC继电器56的元件起动大约1秒后，随着自身的发热电阻急剧增加。其结果，起动线圈55被断开，仅向主线圈54通电，维持运转。其次，在运转停止后，为了再次正常地开始运转，而必须向起动线圈55中通电。为此，需要用于PTC继电器56元件减少其电阻值的冷却时间57。但是，当冷却时间57极短时，由于PTC继电器56的元件仍处在高阻抗的状态，故不向起动线圈55中通电，通常不会起动。
这样，在不产生起动转矩时，若施加某种外力、则其成为起动转矩、使转子52沿其力的作用方向旋转。具体地讲是产生如图7所示的1秒以下的瞬间停电58的情形。例如，若在活塞32位于上死点附近时停止，则由压缩室28内的压力压回活塞32而产生反方向的旋转59，而且，若在该反转中再次恢复通电60，则仍然向反方向旋转、继续运转61。
但是，如实施例1所述，本实施例的往复式密闭型压缩机，除正方向旋转之外在反方向的旋转中也能够起到稳定的供油润滑作用。由此，即使对于上述的异常运转状况也不会导致磨损故障，而能够得到可靠性高的往复式电动压缩机。
根据以上所述的本发明，无论向任意的旋转方向运转均能够进行稳定地供油，可得到可靠性高的压缩机。

Claims (7)

1.一种往复式电动压缩机，其特征在于：包括
电动元件；
设于所述电动元件的上方的，具有压缩室、在所述压缩室内往复运动的活塞、及将所述电动元件的旋转转换为所述活塞的往复运动的曲轴的压缩元件；以及
收容所述电动元件与所述压缩元件，积存润滑油的密闭容器；
所述曲轴，具有：
设于所述曲轴的下部、开口在所述密闭容器内积存的润滑油中的离心泵，和设于所述曲轴的中部、具有与所述离心泵相连通并相互反方向的导引部的一对独立的螺旋泵，
在所述曲轴的上部、设有上端开口在所述密闭容器内并且分别通过连通部与所述螺旋泵相连通的一对独立的纵孔部。
2.如权利要求1所述的往复式电动压缩机，其特征在于：在所述离心泵上设有与所述密闭容器内积存的润滑油相连通的节流部，以及从所述曲轴的下端朝向上方、轴心向所述曲轴的外周方向倾斜的圆筒空洞部。
3.如权利要求1所述的往复式电动压缩机，其特征在于：在所述离心泵上部设有与所述密闭容器内相连通的通气孔。
4.如权利要求1所述的往复式电动压缩机，其特征在于：所述曲轴具有偏心轴、与将所述偏心轴夹在中间且上下呈同轴状设置的副轴部及主轴部，
所述压缩元件还具有与所述压缩室的轴心垂直形成并分别轴支所述副轴部及所述主轴部的副轴承及主轴承、和连结所述活塞与所述偏心轴的连结部。
5.如权利要求4所述的往复式电动压缩机，其特征在于：在所述副轴部外周设置含有分别与所述一对纵孔部相连通、并互相为相反方向的导槽的一对独立的螺旋槽。
6.如权利要求1所述的往复式电动压缩机，其特征在于：所述电动元件是三相感应电动机。
7.如权利要求1所述的往复式电动压缩机，其特征在于：所述电动元件是单相电阻起动感应电动机。
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