CN1598319B - 涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涡旋压缩机，它能确保向制冷剂压缩部供应适量的润滑油，并能减少由气体泄漏带来的压缩效率降低，为此，它设有排出口向主框架(3)和固定涡旋(41)的接合面开放的给油通道(35)，在该给油通道(35)内保持一定间隙地插入节流杆(353)以限制润滑油(O)的流入量，通过在主框架侧的接合面上形成槽状连通部，将排出口和压缩室(43)内连通。

Description

涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及用在空调器等制冷循环中的涡旋压缩机，更具体地说，涉及能降低由制冷剂压缩部气体泄漏而造成的压缩损失的涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机的制冷剂压缩部，是通过使具有直立在其端板上的涡旋状的涡旋叶片圈的固定涡旋和旋转涡旋各叶片圈相互之间的啮合，在其内部形成压缩室(密闭动作室)而成。
制冷剂压缩部通过使旋转涡旋利用设有曲轴的旋转驱动轴进行旋转运动，使由叶片圈彼此形成的月牙状压缩室从外侧向内侧进行容积减少的移动。这样就将导入内部的低压制冷剂压缩成高压制冷剂。
在一般的这类压缩机中，为防止旋转涡旋发热胶着，需要向各滑动部和轴承部供给润滑油。作为通常的给油手段，在纵置型密闭壳的场合，是将存留在密闭壳底部的润滑油，通过设在旋转驱动轴内的供给管，在吸至旋转涡旋端板背面的途中，或者在吸上后对各径向轴承和旋转涡旋端板背面的推力滑动部进行润滑。
此外，为减少气体泄漏，也有将润滑油的一部分供应到压缩室内的情况。作为这种情况的一个例子是现有文献1(日本专利申请公开No.2003-21085)。该现有文献1公开了这样的内容，通过内装有作为节流机构的节流杆的润滑油供给路，将润滑油送到压缩室的吸入空间，由此使润滑油在压缩室内形成薄膜，通过其密封效果来降低气体泄漏。
但是，在上述具有润滑油供给机构的涡旋压缩机中，存在下面的问题。也就是说，在现有文献1中记载的涡旋压缩机中，由于限制润滑油流入量的节流杆被固定在固定涡旋上，就使得必须对与其嵌合的给油用的竖孔的位置进行高精度的设计，这样提高了制造成本。
此外，在要求定位所需精度的情况下，竖孔和节流杆之间的间隙变小，会出现不能获得充分给油量这样的问题。作为另一个例子的现有文献2(日本专利申请公开No.2002-81389)公开了使用喷嘴作为节流机构的例子。但是，在使用喷嘴的情况下，竖孔容易被灰尘或摩擦粉尘堵塞。当为防止堵塞，使喷嘴孔径变大时，润滑油就会给得过多，由于溶入润滑油中的制冷剂的量的部分本来是用来做功的，这样一来就使排到制冷循环中的制冷剂量减少，出现制冷能力降低这样的问题。
发明内容
因此，本发明就是为解决上述问题而作出的，其目的是提供一种涡旋压缩机，它能确保向制冷剂压缩部提供合适量的润滑油，而且防止由气体泄漏导致的压缩效率降低。
为达到上述目的，本发明有以下一些特征。在技术方案1中提供了一种涡旋压缩机，具有通过在密闭壳内使固定涡旋和旋转涡旋的各端板上立设着的涡旋状的各涡旋叶片圈之间相互啮合而在内部形成压缩室的制冷剂压缩部和驱动该制冷剂压缩部的马达，上述旋转涡旋的端板背面和主框架之间的空间，由与上述旋转涡旋的端板背面滑动接触的推力环，划分成上述推力环内径侧的高压空间和上述推力环外径侧的低压空间，上述低压空间与叶片圈外周的吸入空间连通，并且具备将上述密闭壳底部的润滑油导入上述高压空间的给油装置，其特征在于：上述主框架包括：给油通道，其一端的吸入口向上述高压空间内开放，另一端的排出口向上述低压空间，或者向位于上述涡旋叶片圈的外侧并与上述低压空间连通的吸入室开放；及节流杆，它保持预定间隙地配置在该给油通道内。
如果采用技术方案1所记载的发明，由于节流杆在给油通道内保持预定间隙，使其处于解脱状态(换句话说，是自由状态)，因此就不需要像现有技术那样设置用来将节流杆固定的固定孔。另外，给油孔的位置也不需要很高的精度，因此降低了加工费用。
技术方案2的特征是：上述推力环与上述主框架为单独地形成，它能沿上述马达的轴向相对于上述主框架进行微小移动，上述推力环的上端面在压力差的作用下被压紧在上述旋转涡旋的端板背面上。
按照技术方案2记载的发明，由于不会从旋转涡旋端板背面和推力环之间的间隙中泄漏制冷剂，在提高能力的同时，相反地消除了从此间隙给油，从而通过本发明的给油方式，不会产生给油能力降低，而能使压缩室获得润滑。
技术方案3的特征是：上述给油通道由吸入口朝上述高压空间开放的横孔，和一端排出口朝上述主框架与上述固定涡旋的接合面开放、另一端朝上述横孔开放的竖孔构成，上述排出口通过沿上述接合面的大致半径方向形成的连通槽，与上述吸入室连通。
按照技术方案3记载的发明，能降低给油通道的加工费用。如果采用技术方案4记载的发明，上述横孔的吸入口侧相反侧的端部为高压，能防止制冷剂从其与密闭壳的间隙处向上述横孔的吸入口侧相反侧的端部侵入，使给油量稳定。
技术方案4的特征是：上述节流杆设置在上述竖孔内。
技术方案5的特征是：上述连通槽由设在上述固定涡旋侧的接合面上的槽构成。
技术方案6的特征是：上述连通槽是在上述涡旋叶片圈向外侧延长的方向、且在上述旋转涡旋叶片圈最外端的附近形成的。
技术方案7的特征是：上述涡旋叶片圈的叶片圈形状是，在最外周形成的两个压缩室压缩开始的状态下，基本呈月牙状的最外端从中心轴看去设在大致相同方向上。
技术方案8的特征是：上述旋转涡旋端板的外径设定成，在上述旋转涡旋的1圈旋转运动中，其外缘部始终与上述槽接触。
如果采用技术方案5-8所记载的发明，不仅能将润滑油尽量地直接送入吸入室，还能缓解启动时的润滑不良情况。
附图说明
图1是示意性地显示了本发明一个实施方式的涡旋压缩机内部结构的剖视图。
图2是说明固定涡旋和旋转涡旋的各涡旋叶片圈相对位置的说明图。
图3是上述涡旋叶片圈变形例的示意图。
图4是用来说明连通部变形例的说明图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施方式进行说明。该涡旋压缩机1是将圆筒状密闭壳2纵向设置而成的，隔着主框架3将其划分成上侧的排出室21和下侧的电动机室22。
在排出室21内，收纳有由固定涡旋41和旋转涡旋42构成的制冷剂压缩部4，在电动机室22内收纳有驱动制冷剂压缩部4的马达(电动机)5和作为其输出轴的旋转驱动轴6。
在固定涡旋41上，于圆盘状端板411的一个面(图1中下表面)上，一体地立设着涡旋状的涡旋叶片圈412，在大致中央，设置有用来将内部所产生的高压制冷剂排出到排出室21中的排出口413。
在旋转涡旋42上，于圆盘状端板421的一个面(图1中上表面)上，立设着涡旋状的涡旋叶片圈422，在端板421背面中央，形成有用来使旋转涡旋42旋转运动的旋转驱动轴6的曲轴62插入的凸台423。
通过固定涡旋41和旋转涡旋42的各涡旋叶片圈412、422相互面对面地啮合，就在制冷剂压缩部4的内部形成压缩室43(密闭工作室)。
在这个例子中，涡旋压缩机1为内部高压型，在密闭壳2的上端部，设有与排出室21分隔开、用来将在图中未示出的制冷循环中做完功的低压制冷剂直接引入吸入室431中的制冷剂吸入管23。
在密闭壳2的侧部，设有用来将压缩后的高压制冷剂送到制冷循环中的制冷剂排出管24。此外，在密闭壳2内的底部，储存着一定量的润滑油O。
另外，在本发明中，马达5只要具有为具备涡旋压缩机构而必需的构成部件即可，由于其结构与现有技术相同，因此在本发明中就省略了对它的详细说明。
电动机5的旋转驱动轴6具有相对马达5同轴配置的主轴61和一体地形成于主轴61的上端侧、并相对主轴61偏心配置的曲轴62。
在旋转驱动轴6的内部，相对于主轴61的旋转轴偏心地配置着润滑油供给管63，其用于将储存在密闭壳2底部的润滑油O向制冷剂压缩部4侧供给，其下端插向存留在密闭壳2底部的润滑油O的内部。随着该旋转驱动轴6旋转，润滑油O穿过润滑油供给管63内从下侧向旋转涡旋42的背面升高并进行供给。
另外，主框架3呈外周沿密闭壳2内壁面固定的圆盘状，其中央形成有用来轴支承旋转驱动轴6的主轴61的主轴承31。在主框架3的上表面侧形成有用来收纳旋转涡旋42的收纳凹部32。
收纳凹部32具有上端面侧向下侧呈环状低一级地形成的第一凹部321，在第一凹部321上，装设着用来防止旋转涡旋42自转的欧氏环7。
在收纳凹部32的中央，形成有比第一凹部321更低一级地形成的第二凹部322，旋转驱动轴6的曲轴62、旋转涡旋42的凸台423以可转动的状态收存在第二凹部322内。
在第二凹部322的内壁面上嵌合着环状的推力环8。环状推力环8由圆筒状环体构成，其上端面与旋转涡旋42的端板421的背面滑动接触。推力环8通过外周面沿第二凹部322的内壁面埋设的弹性密封部件34而密封。
由于推力环8的存在，就使得旋转涡旋42端板421的背面和主框架之间的空间中的推力环8内径侧的空间(也就是第二凹部322)被划分成高压空间，推力环8外径侧的空间(也就是第一凹部321)被划分成低压空间。这样，低压空间321实质上与吸入室431连通，始终为吸入压(低压)。
在主框架3上，还设置着使由旋转驱动轴6送入、并做完功的润滑油O再次返回电动机室22内的排油通道33和用来将润滑油O的一部分送入吸入室431内的给油通道35。
排油通道33，其一端的吸入口向第二凹部322的周壁面开放，另一端的排出口从主框架3的下端面向电动机室22内开放，沿着主框架3的半径方向形成L字状。
给油通道35，其一端的吸入口向第二凹部322的周壁面开放，另一端的排出面向着主框架3和固定涡旋41接合面开放。给油通道35具有沿主框架3的半径方向延伸设置的横孔351和沿主框架3的轴线方向平行地形成的竖孔352。
横孔351的一端作为上述吸入口向第二凹部322内开放，另一端在主框架3的外周面由密闭壳2的内壁封闭，在它的一部分上连接着竖孔352的下端。
竖孔352由下端连接在横孔351上、上端作为排出口、朝主框架3和固定涡旋4的接合面延伸设置的直线孔构成。在其内部，保持预定间隙地插入有用来限制润滑油O的流入量的节流杆353。
在该实施方式中，节流杆353由金属制的圆棒构成，以可滑动的状态插入竖孔352内。采取这种措施后，不需要竖孔352的位置精度，相应地能降低加工费用。此外，由于节流杆353在竖孔352内容易移动，因此能防止灰尘等堵塞竖孔352。
在该实施方式中，排油通道33的吸入口在比第二凹部322的底面稍高的位置处开口，与此相对，给油通道35的吸入口在与第二凹部322的底面基本相同的平面处开放。
采取这种措施后，向给油通道35始终供给润滑油O，当第二凹部322的底部存留一定量的润滑油O时，不需要的润滑油O就通过吸入口流到排油通道33中，返回电动机室22内。
在固定涡旋41的与主框架3相对的接合面上，设置有将给油通道35的排出口和吸入室431连通的连通部44。如图2所示，连通部44由从固定涡旋41的外周方向朝内周方向沿半径方向形成于直线上的槽形成，其一端位于给油通道35的排出口的正上方，另一端向着压缩室43内的吸入空间431开放。
采取这种措施后，通过给油通道35上升到排出口的润滑油O，沿连通部44移动，被输送到吸入室431内。这时，当旋转涡旋42的端板421外周与主框架3第一凹部322的内周之间形成的间隙45过大时，润滑油O就流向低压空间321中，使直接供给吸入室431的油量减少。
因此，在本发明中，可旋转运动的距离设定成，旋转涡旋42在旋转运动1圈的过程中，旋转涡旋42的端板421的外缘部始终包含在槽44的形成范围内。采取这种措施后，润滑油O容易沿着槽44而直接供给到旋转涡旋42的端板421之叶片圈侧的吸入室431，提高启动时向压缩室43的给油性能。
在该实施方式中，固定涡旋41和旋转涡旋42如图2所示，形成当各叶片圈之间啮合时、最外周形成的2个压缩室43的封闭端相对于中心对称的涡旋式压缩机。
此外，另一种情况如图3所示，也可以是从中心轴看去封闭端为大致相同方向的非对称压缩室涡旋。采取这种措施后，从槽44排出的润滑油O变得容易直接进入两个压缩室43。
另外，尽管在该实施方式中，连通部44配置在用来将低压制冷剂引入压缩室43的制冷剂吸入管23和旋转涡旋叶片圈最外周端之间，但也可以如图3所示，配置在制冷剂吸入管23的正下方，也就是说，将它们设置在同一方向上。
进一步地，在该实施方式中，连通部44由在固定涡旋41和主框架3的接合面中、于固定涡旋41侧形成的连通槽构成，但也可以设置在主框架3侧。
也就是说，如图4所示，在主框架3的接合面(上端面)上设置有槽状连通部36。但是在这种情况下，连通部36的排出方向在压缩室43的下方，润滑油O变得难以直接进入压缩室4。因此，为确保润滑油O的输送，在旋转涡旋42的端板421的一部分上设置缺口部423，将润滑油O从这里取入到压缩室43内较好。另外，连通部36和缺口部423优选为形成在包括旋转涡旋42的旋转范围的同一直线上。
当驱动这样的涡旋压缩机1时，如图1所示，做完功的低压制冷剂从制冷剂吸入管23，通过吸入室431引入压缩室43内，随着压缩室43从外周侧向内周侧移动而被压缩。压缩后的高压制冷剂从排出口413排出到排出室21内，通过设在固定涡旋41和主框架3上的制冷剂通道37，输送到电动机室22后，从制冷剂排出管24被再次送往制冷循环中。
由于旋转驱动轴6的旋转，润滑油O通过内部的润滑油供给管63被吸上来到达旋转涡旋42的凸台423内部后，对凸台423内周的曲轴轴承进行润滑。这时，润滑油O的一部分从设在润滑供给管63途中的润滑孔631排出，润滑主框架3的主轴承31。润滑曲轴轴承和主轴承后，存留在主框架3的第二凹部322内的润滑油O，通过排油通道33滴落电动机室22中，再次存留在密闭壳2的底部。
一部分润滑油O在压力差的作用下，从给油通道35上升到主框架3和固定涡旋41的接合面上，从连通部44引入吸入室431内。
引入吸入室431内的润滑油O，与吸入制冷剂一起，被吸入压缩室43内，通过在各叶片圈间形成薄膜，降低了压缩室43内的滑动部之间的摩擦，减少了制冷剂气体的泄漏，从而提高了压缩效率。
使压缩室43润滑后的润滑油O，与高压制冷剂一起，从排出口413排出到排出室21中，与排出制冷剂一起，通过制冷剂通道37返回电动机室22内，滴落到密闭壳2的底部。
尽管在这个实施方式中，向吸入室431供给制冷剂的制冷剂供给管23是从密闭壳2的上端部沿轴向平行地插入吸入室431内的，但也可从密闭壳2的侧部水平地插入到吸入室431内。
以上参照附图对本发明的优选实施形式进行了说明，但本发明不限于该实施形式。涡旋压缩机领域的普通技术人员在权利要求所记载的技术思想范围内能想到的各种变形例或修正例，自然也包含在本发明的技术范围内。

Claims (8)

1.一种涡旋压缩机，具有通过在密闭壳内使固定涡旋和旋转涡旋的各端板上立设着的涡旋状各涡旋叶片圈之间相互啮合而在内部形成压缩室的制冷剂压缩部和驱动该制冷剂压缩部的马达，上述旋转涡旋的端板背面和主框架之间的空间，由与上述旋转涡旋的端板背面滑动接触的推力环，划分成上述推力环内径侧的高压空间和上述推力环外径侧的低压空间，上述低压空间与叶片圈外周的吸入空间连通，并且具备将上述密闭壳底部的润滑油导入上述高压空间的给油装置，其特征在于：
上述主框架包括：给油通道，其一端的吸入口向上述高压空间内开放，另一端的排出口向上述低压空间、或者向位于上述涡旋叶片圈的外侧并与上述低压空间连通的吸入室开放；及节流杆，它保持预定间隙地配置在该给油通道内。
2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述推力环与上述主框架单独地形成，并设置成能够沿上述马达的轴向相对于上述主框架进行微小移动，上述推力环的上端面在压力差的作用下压紧在上述旋转涡旋的端板背面上。
3.如权利要求1或2所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述给油通道由吸入口朝上述高压空间开放的横孔，和一端排出口朝上述主框架与上述固定涡旋的接合面开放、另一端朝上述横孔开放的竖孔构成，上述排出口通过沿上述接合面的大致半径方向形成的连通槽，与上述吸入室连通。
4.如权要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述节流杆设置在上述竖孔内。
5.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述连通槽由设在上述固定涡旋侧的接合面上的槽构成。
6.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述连通槽是在上述涡旋叶片圈向外侧延长的方向、且在上述旋转涡旋叶片圈最外端的附近形成的。
7.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述涡旋叶片圈的叶片圈形状是，在形成于其最外周的两个压缩室压缩开始的状态下，基本呈月牙状的最外端从中心轴看去设在大致相同方向上。
8.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：上述旋转涡旋的端板的直径设定成，在上述旋转涡旋的1圈旋转运动中，其外缘部始终与上述槽接触。
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