CN1966989A - 水平式压缩机的给油装置 - Google Patents

Abstract

一水平式压缩机的给油装置，主要在压缩机内部马达转子与汽缸轴承间接近几何中心的机轴上安装至少一拨油碟片，利用其上拨油叶片在低速转动时将润滑油自底层接近几何中心的集油区拾起，当旋转至上方时因重力大于离心力，使润滑油向下导流入所预设并穿入机轴的油孔，进而导流至汽缸轴承等机件以提供必要的润滑，并可循环导出至压缩机的底层集油区。据此，上述的设计可使压缩机不受水平倾斜角度的影响而仍可有效润滑压缩机内部机件，同时因其结构简单且所使用的润滑油量亦相对减少，因而亦兼具有制造成本低廉的经济实效。

Description

水平式压缩机的给油装置

技术领域

本发明关于一种水平式压缩机的给油装置，特别是指应用在一种较为小型且为低转速的压缩机，使压缩机在安装使用于倾斜不平的场所时，仍可有效地提供机件必要滑润的给油装置。

背景技术

一种水平式压缩机，可被应用于冷冻空调系统或是电子产品的散热，尤其适用于诸如汽车等移动式载体之上，例如可携式冰箱、车用空调等，而为因应安装空间的需要，多采用水平式(卧式)设计。由于相较于垂直式的设计，水平式的润滑油孔(lubrication bore)与油面的距离较大，供油难度相对提高。因此，对于该水平式压缩机而言，润滑油是否能有效地供给，以润滑压缩机内部各部机件成为主要的课题，尤其针对部份安装于移动载体上的水平式压缩机而言，因压缩机经常必须处于倾斜状态，在此种情况的下，润滑油是否能有效的供给及导流至内部机件，将明显影响压缩机的使用寿命。

在既有的先前技术中，针对提供水平式压缩机机件充份润滑的设计甚多。例如美国第4,472,121号“Horizontal rotary compressor with oil forced by gasdischarge into crankshaft bore”专利前案，配合参看图1及图2所示，主要利用在封闭的一压缩机壳体1a内，利用一侧设于压缩机壳体1a的一冷媒排放管3a与一油气管5a互为套接，并使其套接处位于压缩机壳体1a底层的润滑油7a集油区液面以下。同时由于油气管5a的管径大于冷媒排放管3a，使其套接处形成一间隙9a，当高压的冷媒气体经由冷媒排放管3a排入油气管5a时，因压力差作用而使冷媒气体与润滑油混合的混合油气同时被吸入油气管5a，再经由油气管5a注入一位于机轴侧的油气储存槽11a，然后通过一位设于机轴内的螺旋状叶片13a的旋转将润滑油7a导入机轴的轴孔15a内部，进而达到润滑内部机件的目的。

惟，前述的美国专利前案设计，由于由冷媒排放管3a与油气管5a互为套接的组合管设置于压缩机的一侧位置，因此当压缩机设于固定式水平载体时，例如冰箱等，该设计尚能维持压缩机内部机件的正常润滑作用，然而当其设于移动式载体，例如汽车，且位于爬坡位置时，则易发生因水平倾角过大而令润滑油7a液面倾斜，使该组合管脱离液面而无法正常汲取润滑油7a的现象，进而使压缩机内部机件无法正常润滑，以致影响其使用寿命。

其次，另如美国第5,221,191号“Horizontal rotary compressor”专利前案，配合图3所示，主要在一封闭的压缩机内部一侧设有一呈倒L形汲油管1b，其上端安装于机轴3b一端轴承5b的中空轴承盖7b，而下端则深入位于压缩机底层润滑油9b的集油区液面下。另外，在压缩机机轴3b的另端则设有一旋转扇叶11b，通过机轴3b在回转时带动扇叶11b，使机轴3b内部轴孔13b因压差而产生抽吸力，进而使润滑油9b可经由汲油管1b抽取后，再由轴承盖7b导入轴承5b及机轴3b内部轴孔13b，以达到给油润滑的目的。

前述公知美国专利前案，其供油装置主要利用位于机轴3b一侧的扇叶11b在附随机轴3b回转时所造成的轴孔13b内部压差，来将润滑油9b经倒L形汲油管1b抽吸进入内部机件进行润滑。然该公知专利前案，虽因其采用一种倒L形汲油管1a能稍加改善当压缩机因水平倾斜时所可能造成润滑油9b液面下降而无法正常抽吸导致的润滑不足现象，但是当压缩机倾角过大时，倒L形汲油管1b仍旧可能无法有效汲取因倾斜而液面下降的润滑油9b，究其因即在于汲油管1b设置于压缩机的一侧，而倾斜时润滑油9a液面下降即易造成汲油管1b管口脱离液面而无法正常汲油，进而导致压缩机内部机件无法获得正常供油润滑。再者，前述公知美国专利前案，因其必须通过一侧扇叶11b与汲油管1b互动所产生的内部压力差，才能产生抽吸的动能，因此在结构上较为复杂，同时必须制造出较长且可匹配的管件，因而提高制造加工的难度，影响所及，制造成本亦相对提高，而产品竞争力则降低。

因此，为解决前述先前技术的不足与缺失，有必要发展出一种新的设计，该设计不仅可以达到经济、实惠的目的，同时能随压缩机不同的水平倾斜角度而仍能有效提供机件的润滑，以确保压缩机的正常运转，进而延长其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水平式压缩机的给油装置，主要在压缩机内部马达转子与汽缸轴承间的机轴上安装至少一附随机轴旋转的拨油碟片，同时该拨油碟片接近于压缩机的几何中心位置。另在该拨油碟片与压缩机机轴套接的固定位置设置至少一缺口以供导流润滑油，且于机轴对应于缺口位置则设置至少一深达轴心的径向油孔，并于机轴的端面另钻设至少一轴向油道与前述径向油孔形成正交。此外，于机轴与汽缸轴承接触位置处另设置一径向出油孔。藉此，当压缩机运转时，利用拨油碟片在低速转动时将润滑油自底层接近几何中心位置的集油区拾起，当拨油碟片旋转至上方位置时，因润滑油的重力大于离心力，使润滑油向下导流入前述所预设并穿入机轴的出油孔道，进而可导流至汽缸轴承等内部机件，以提供必要的润滑，并可再循环经由汽缸盖板的径向的出油孔导出至压缩机的底层集油区。

通过上述的设计，由于拨油碟片拾取润滑油的集油区恰接近于压缩机的几何中心位置，因此压缩机如因水平倾斜角度过大，拨油碟片仍可处于润滑油的液面以下，换言之，仍能维持该拨油碟片的拨油润滑功能而不受影响，进而可改善习知技术易受水平倾斜角度影响的限制，致使润滑不足情形发生的现象。同时，本发明另利用该固设于机轴上的拨油碟片，搭配机轴及轴承内部的润滑油导油、分流油孔设计，而在结构上至为简单且加工容易，因而亦具有降低制造成本的经济价值。

本发明的另一目的则在该压缩机的机壳的一侧压缩机拖架下缘，设计以一削角内凹的形状设计，通过该形状设计可使润滑油的集油区集中于压缩机底层的拨油区域，以避免多余空间所造成润滑油屯积角落的现象，同时可减少润滑油的使用。

附图说明

图1：公知技术美国第4,472,121号专利前案结构侧面部份剖视图。

图2：公知技术美国第4,472,121号专利前案结构正面剖视图。

图3：公知技术美国第5,221,191号专利前案结构侧面剖视图。

图4：本发明压缩机的结构外观图。

图5：本发明拨油碟片的结构外观图。

图6：本发明拨油碟片安装于机轴的结构外观图。

图7：本发明压缩机的结构侧面剖视图。

图8：本发明压缩机水平左倾的示意图。

图9：本发明压缩机水平右倾的示意图。

具体实施方式

请配合参看图4所示，图4为本发明压缩机10的结构外观图。本发明主要是应用在一种较为小型且低转速(约900RPM～1200RPM)的水平式压缩机，通过其独特的润滑给油装置设计，而能确保压缩机在运转时，即使因水平倾斜角度过大，仍能正常且有效地提供内部机件滑润。由其外形观之，主要包括一压缩机机壳1、一压缩机拖架11及至少一冷媒排放管13，其中压缩机拖架11下缘位置呈削角111的内凹设计，相关设计的功能及目的的说明以下将有进一步的叙述。

再请配合参看图5至图7所示，本发明主要的特征在于压缩机给油装置位于压缩机10接近几何中心位置，因此无论缩压机10水平倾斜角度为何，该位置润滑油3的液面位置均不致下降过低，而使该给油装置仍能保持在润滑油3的液面以下，进而能正常供给压缩机内部机件所需的润滑。其利用在压缩机内部马达转子5与汽缸轴承7间的机轴51上，安装至少一旋转拨油碟片9。请参看图5所示，拨油碟片9呈一碟盘状设计，其碟盘92外径略小于压缩机机壳1的内径，同时，在其碟盘92一侧凸设有复数个以幅射状螺旋方向排列的拨油叶片91，另外在拨油碟片9的中央设置有一中空突起的轴座93可供套装于机轴51(如图6)，并可利用至少一种锁固元件(图未示)自设于轴座93表面的至少一固定孔931穿锁固定至机轴51，使能随机轴51而回转。如前所述，拨油叶片91以幅射状螺旋方向排列于拨油碟片9的碟盘92上，且每一拨油叶片91的外缘911与碟盘92的圆周切边切齐而形成如铲形，以方便拨取润滑油3。另拨油叶片91弧形延伸至轴座93，并于轴座93与每一拨油叶片91的内侧缘交接处设置至少一缺口933，用以形成一开口，使沿拨油叶片91内缘因重力作用向下流动的润滑油3，得经由缺口933而导流至机轴51位置。值得一提的是，图中所示的每一拨油叶片91的外缘911均与碟盘92的圆周切边切齐，然本发明并不限于此，拨油叶片91亦可以不延伸至碟盘92的边缘，使拨油叶片91的外缘911与碟盘92的圆周具有一距离，只要是可以有效拨取润滑油3的设计，都在本发明的范围之内。

如图6及图7所示，在前述相应于轴座93的缺口933的机轴51表面部位，另钻设至少一对应的径向油孔511深达机轴51轴心，并由机轴51的端面位置另钻设至少一轴向油道513与前述径向油孔511形成正交，至于轴向油道513的前端与机轴51前端曲轴部位邻接处则另形成一曲轴油孔517，同时，于机轴51与汽缸轴承7接触位置处钻设至少一径向出油孔515，深达汽缸轴承7的颈部71位置，此外，于汽缸盖板12上设置有一径向出油孔101，并与压缩机机壳1底层润滑油3集油区相通，以致于除了径向出油孔515内的润滑油3会因为机轴51旋转的离心力而被甩出之外，机轴51内其他出油孔道的润滑油3均会经由径向出油孔101被导出至该集油区，进而形成一润滑回路。

据此设计，当压缩机10运转时，如图7所示，随着机轴51的低速旋转，拨油碟片9亦附随旋转，此时，每一拨油叶片91会将润滑油3自压缩机机壳1底层靠近压缩机10几何中心位置的集油区拾起，如图6所示，而随着拨油叶片91旋转至机轴51上方位置时，因润滑油3的重力大于拨油碟片9低速旋转时所产生的离心力，使润滑油3得由上而下流动，并经由拨油叶片91的内缘弧面而导流入所预设并穿入机轴51轴心的径向油孔511。参看图7箭头所示，导流入径向油孔511的润滑油3沿轴向油道513进而分流至径向出油孔515，以针对汽缸轴承7的颈部71提供润滑，同时亦分流至轴向油道513前端的曲轴油孔517，以针对机轴51的曲轴部份提供润滑。完成上述双向分流润滑的润滑油3，一面因为机轴51旋转的离心力而自径向出油孔515被甩出，一面又经由设于汽缸盖板12上的径向出油孔101而回流至压缩机机壳1底层润滑油3集油区，因而形成本发明一循环润滑回路。同时，拨油碟片9与拨油叶片91的设置，并不以一组为限，只要是能相应更改油路，增设需要的油孔与油道，以使润滑油3顺利导入机轴51，并将机轴51内的润滑油3顺利导出至集油区，进而形成完整润滑回路，都在本发明的范围之内。

配合参看图8及图9所示，分别为本发明压缩机10在左、右不同水平倾斜角度位置时，拨油碟片9与润滑油3液面的相对位置图。由于本发明压缩机的给油装置，其拨油碟片9下缘的拨油部位接近于压缩机10的几何中心，因此无论缩压机10水平左右倾斜角度为何，接近于几何中心区域的润滑油3液高位置下降有限，使拨油碟片9的拨油部位仍能保持在润滑油3的液面以下，亦即其拨油叶片9仍能正常拨取润滑油3而经由前述机轴51的诸出油孔道进入机轴51内部进行机件的润滑，不会导致压缩机10因移动或安装位置倾斜而影响润滑效果的现象。除此之外，如前所述，由于拨油碟片9下缘拨油部位接近于压缩机10的几何中心，因此压缩机10无论处于右倾或左倾位置，接近其几何中心的润滑油3液面高均不会大幅降低，亦即拨油碟片9始终能处于液面下的位置，不必因为要造成这样的事实而在设计时规范更多的润滑油量，是故其所需润滑油3的油量亦较习知压缩机者为少，换言之，若注入相同的油量，则本发明可承受较大的水平倾角而仍能维持正常润滑作用。

请再配合参看图4及图7所示，本发明的另一特征在于压缩机机壳1一侧压缩机拖架11下缘为削角111的内凹形状设计，通过该设计可使润滑油3集中于压缩机10底层集油区域，避免多余空间所造成润滑油3屯积于角落的现象，以帮助提高液面，即等同于帮助拨油碟片9拾取润滑油3，同时或可减少润滑油的使用量。

另外值得一提的是，本发明的拨油碟片9可采用一种质材较轻，且耐高温、耐腐蚀的材料制作而成，例如压铸铝或耐热树脂等，而耐热树脂中又以聚苯硫醚(PPS)非常适合，不仅有助于降低动能的消耗，亦有助于压缩机的小型化与轻量化。同时，本发明的给油装置，不仅适用于定速的场合，亦适用于变速的场合，只要是机轴的转速在本发明的应用范围之内，旋转时的离心力不至过大，使前述离心力与重力的微妙关系可以达到，进而形成完整油回路的情形，都在本发明的范围之内。

通过上述的设计，由于本发明拨油叶片91拾取润滑油3的拨油区域恰接近于压缩机的几何中心位置，因而即使压缩机10因水平倾斜角度过大时，仍不影响拨油叶片91的拨油润滑功能，进而可改善习知技术易受水平倾斜角度的限制，致使润滑不足情形发生的问题。同时，本发明通过拨油叶片91附随机轴51低速旋转至不同位置时所产生的离心力，与润滑油3本身的重力之差，依据力学原理，使润滑油3适时地向下流动，再经由拨油叶片91上的径向油孔511流入机轴51，以形成封闭的回路。本发明仅利用一固设于机轴51上的拨油碟片9，搭配机轴51及汽缸轴承7内部的导油孔道设计，便解决了公知技术中的种种问题，在结构上至为简单且加工容易，因而具有可降低制造成本的经济效益。

至于，利用本发明的设计，其至少具备下列三项优点：

1、本发明给油装置的结构简易，制造成本较低且润滑可靠性较高，对于压缩机需安装于倾斜的场合，该给油装置仍可有效地作动，可确保压缩机的使用寿命。

2、本发明利用将给油装置设置于压缩机内部靠近几何中心位置，而该位置的相对润滑油液面高并不受压缩机水平倾斜影响而明显降低其液高，因此，压缩机内部无需注入过多油量，即可达到有效润滑的目的，进而节省润滑油这项耗材的成本。

3、本发明给油装置的拨油碟片，以轻质且耐高温、耐腐蚀的材质制成，可有效降低马达动能的耗损，提高运转效能，并有助于压缩机设计的轻量化。

Claims (22)

1.一种水平式压缩机的给油装置，其特征在于，其设置在一低转速的压缩机内部接近几何中心位置，以确保该缩压机无论在何水平倾斜角度，该给油装置均能保持在润滑油的液面以下，进而能正常供给该压缩机内部机件所需的润滑。

2.如权利要求1所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该给油装置主要利用在该压缩机内部一马达转子与一汽缸轴承间的一机轴上，安装至少一拨油碟片，且该拨油碟片可随该机轴同步回转，以拾取该压缩机内部底层的一集油区的润滑油。

3.如权利要求2所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该拨油碟片包含有一碟盘，且于该碟盘一侧凸设有数个以幅射状螺旋方向排列的叶片。

4.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该拨油碟片的各该叶片的外缘与该碟盘的圆周切边切齐。

5.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该拨油碟片的各该叶片的外缘并未与该碟盘的圆周切边切齐。

6.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该拨油碟片的各该叶片分别与该碟盘形成如铲形，以方便拨取润滑油。

7.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：当该拨油碟片的各该叶片随该机轴低速旋转时，可将润滑油自该压缩机内部接近几何中心位置的该集油区拾起。

8.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：当该拨油碟片的各该叶片的至少一旋转至该机轴上方位置时，因润滑油的重力大于该拨油碟片旋转所产生的离心力，使润滑油可由上而下流动，经由该叶片的内缘弧面导流入预设并穿入该机轴的至少一出油孔道。

9.如权利要求3所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于该拨油碟片的中央形成有一中空突起的轴座以供套设于该机轴，并可利用至少一锁固元件自该轴座表面所设至少一固定孔穿锁固定于该机轴，使该拨油碟片随该机轴而同步回转。

10.如权利要求9所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：各该叶片延伸至该轴座，且于该轴座与各该叶片的内侧缘交接处分别设置至少一缺口，使沿各该叶片内缘因重力作用向下流动的润滑油，得经由该缺口而导流至该机轴内部。

11.如权利要求10所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于该机轴表面相对于该缺口的部位，钻设至少一第一径向油孔深达该机轴的轴心。

12.如权利要求11所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于该机轴的一端面钻设至少一轴向油道与该第一径向油孔形成正交，并于该轴向油道与该机轴前端曲轴邻接处形成一曲轴油孔。

13.如权利要求11所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于该机轴与该汽缸轴承接触位置钻设至少一第二径向出油孔，深达该汽缸轴承的颈部位置。

14.如权利要求11所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于汽缸盖板的上另设有一第三径向出油孔，并与该压缩机内部底层的该集油区相通，以将该机轴内的润滑油导出至该集油区，进而形成一润滑回路。

15.如权利要求2所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该拨油碟片采用一种较为轻质，且耐高温、耐腐蚀的材料所制作而成，因而有助于减少动能的消耗，并有助于该压缩机的小型化与轻量化。

16.如权利要求1所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该压缩机的机壳一侧的一压缩机拖架下缘呈削角的内凹形状设计，以使润滑油可集中于该压缩机底层的该集油区，避免多余空间所造成润滑油屯积于角落的现象，以减少润滑油的使用。

17.一种水平式压缩机的给油装置，该给油装置包含有：

至少一拨油碟片，设置于一低转速的压缩机的一机轴接近几何中心的位置并附随该机轴同步旋转；

该拨油碟片另包含有：

一碟盘；以及

数个拨油叶片，凸设于该碟盘的一侧；

其中，无论该压缩机于何种水平倾斜角度时，该拨油碟片均可拾取该压缩机内部底层的一集油区的润滑油，且当各该拨油叶片旋转至该机轴上方时，该拨油叶片上的润滑油可因重力作用向下流动穿入该机轴。

18.如权利要求17所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：各该拨油叶片以幅射状螺旋方向排列。

19.如权利要求17所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：当各该拨油叶片的至少一旋转至该机轴上方时，因润滑油的重力大于该拨油碟片旋转所产生的离心力，使润滑油可由上而下流动，经由该拨油叶片的内缘弧面导流入预设并穿入该机轴的至少一出油孔道。

20.如权利要求19所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：于该拨油碟片的中央形成有一中空突起的轴座以供套设于该机轴，各该拨油叶片延伸至该轴座，且于该轴座与各该拨油叶片的内侧缘交接处分别设置至少一缺口，使沿各该拨油叶片内缘因重力作用向下流动的润滑油，得经由该缺口而导流至该机轴内部。

21.如权利要求20所述的水平式压缩机的给油装置，其特征在于：该出油孔道包含有设置于该机轴表面相对于该缺口部位的至少一第一径向油孔，由该机轴的一端面钻设并与该第一径向油孔形成正交的至少一轴向油道，设置于该轴向油道与该机轴前端曲轴邻接处的一曲轴油孔，设置于汽缸盖板的上并与该压缩机内部底层的该集油区相通的一第二径向出油孔，以及由该机轴与汽缸轴承接触位置钻设并深达该汽缸轴承的颈部的至少一第三径向出油孔。

22.如权利要求17所述的水平式压缩机给油装置，其特征在于：该压缩机的机壳一侧的一压缩机拖架下缘呈削角的内凹形状设计，藉以使润滑油可集中于该压缩机底层的该集油区，避免多余空间所造成润滑油屯积于角落的现象，以减少润滑油的使用。

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