SE466413B - Hermetisk kompressor med horisontell vevaxel - Google Patents

Description

466 413 10 1š 20 25 30 35 det upphov till ytterligare mekaniska förluster i kom- pressorn. Dessa mekaniska förluster orsakas av frik- ..tionen mellan fjäderns varv och oljerörets inre yta.

En annan svårighet med denna lösning ligger i att höljet nödvändigtvis måste bli längre, eftersom ett större inre utrymme behövs för anbringande av olje- röret vid underlagrets ände. Förutom att en större mängd material (stålplât) erfordras för att framställa detta hölje, orsakar denna längdökning en intensivare överhettning av den insugna gasen och därmed en minsk- ning av kompressorns volumetriska verkningsgrad. Denna överhettning beror på värmeövergång från den vid hög temperatur i höljet avgivna komprimerade gasen till den insugna gasen. Den insugna gasen tas in genom förbindel- seröret (inom höljet). Ju längre detta rör är, desto större är den genom dess vägg överförda värmemängden och således även överhettningen av den insugna gasen. Ännu en svårighet med denna lösning ligger i den höga kostnaden för tillverkning av skruvfjädern, enär den med orunt tvärsnitt utförda tråden kräver en specialbeställning hos tillverkaren.

En annan känd metod för att lyfta en olja och bringa den att cirkulera anges i amerikanska pa- tentet 4 472 121. Detta patent anger ett smörjsystem för en horisontell kompressor av rotationstyp, vari den vid höljets botten ansamlade smörjoljan pressas in i en i vevaxeln centralt och axiellt utformad smörj- kanal genom den effektiva användningen av den under högt tryck från kompressionskammaren utdrivna kylgasens pulsation. I detta syfte är kompressorn försedd med ett smörjoljematarrör, vars ena ände är i förbindelse med vevaxelns smörjkanal och vars andra ände mynnar i smörjoljan i smörjsumpen, och ett kylgasutloppsrör, vars ena ände är införd i smörjoljematarrörets i ol- jesumpennwnnande ände och vars andra ände är i förbin- delse med den från kompressionskammaren avgivna kyl- 10 15 20 25 30 35 4se 41s¿,j gasen. När kylgasen avges från utloppsröret i oljema- tarrörets (i oljesumpen mynnande) ände, drivs den vid höljets botten ansamlade och med kylgas blandade smörjoljan in i smörjoljematarröret genom ett mellan- rum vid de båda rörens överlappande ändpartier. Smörj- oljan magasineras i en oljeuppsamlare och fördelas ge- nom en central smörjkanal till de smörjning krävande delarna.

Trots sin enkla konstruktion och sitt låga pris har detta system den olägenheten att det åstad- kommer en otillräcklig smörjning vid kompressorns start, enär kylgastrycket i utloppsröret är otillräck- ligt för att driva den i oljesumpen ansamlade oljan in i oljematarröret och för att lyfta den upp till vev- axeln. Denna brist på smörjning ger upphov till oljud till följd av kontakten mellan metalliska delar samt leder till förslitning av kompressorns komponenter i förtid.

-En annan olägenhet med denna anordning är att den bringar kylmedlet att absorberas i oljan, var- vid dennas viskositet sänks och därmed lagrens smörj- ningsbetingelser ändras. Denna absorption av kylmedel i oljan medför också en minskning av den i kylsystemet cirkulerande mängden kylmedel, vilket innebär att sys- temets verkningsgrad sjunker.

En annan oönskad verkan av detta system är tryckförluster hos kylgasen i utloppet. Dessa tryckför- luster påverkar direkt kompressorns förbrukning av elektrisk energi och följaktligen dess verkningsgrad.

Slutligen beskriver amerikanska patentet 4 568 253 en oljepump för en hermetisk roterande kom- pressor med horisontell vevaxel. Dess vevhus är för- sedd med en vertikal passage i förbindelse med olje- sumpen. Vevaxeln innefattar ett parti med minskad dia- meter, som tillsammans med vevhuset bildar en ringfor- mig kammare, och ett par motsatt lutande skruvformiga 466 413 10 15 20 25 30 35 spår i förbindelse med den ringformiga kammaren. Vid vevaxelns rotation bildas ett lågtrycksområde i den ringformiga kammaren, så att smörjmedel sugs upp ge- nom vevhuspassagen och in i den ringformiga kammaren.

Smörjmedel avges sedan från de skruvformiga spåren längs motsatta ändpartier av vevaxelns smorda lager och andra rörliga delar av kompressorn.

Trots den enkla konstruktionen och den låga kostnaden har denna pump i praktiken vissa problem.

De skruvformiga spåren på vevaxelns ändpartier mins- kar lagrets verksamma lyftyta, vilken redan har redu- cerats genom vevaxelns försänkta mellanparti, vilket ger upphov till kontakt och därmed nötning av vevaxeln och lagret.

En annan besvärlig aspekt som måste nämnas är att oljeflödet i detta system allvarligt påverkas av närvaron av kylgas, som förekommer huvudsakligen när kompressorn startar. Denna kylgas friges från ol- jan när kompressorn avstängs, varvid den bildar gas- blåsor, som kvarhålls i lagret och i vevhuskanalen.

När kompressorn sätter i gång, bringar det mellan vev- axeln och lagret alstrade undertrycket blåsorna att expandera, vilket medför en viss fördröjning av insug- ningen och framförandet av oljan till lagret så att dettas Smörjning försvåras.

Föreliggande uppfinning syftar till att ange ett smörjsystem för en hermetisk kompressor med hori- sontell vevaxel, vilket är i stånd att undanröja de ovannämnda bristerna.

Uppfinningen syftar också till att ange en horisontell hermetisk kompressor av rotationstyp utrus- tad med en pump med låg energiförbrukning som levererar ett kontinuerligt och tillräckligt oljeflöde för smörj- ning av kompressorn utan nedsättning av dess verknings- grad. 10 15 20 25 30 35 46a41s,i Uppfinningen syftar också till att ange en hermetisk kompressor med horisontell vevaxel försedd med en självsugande pump, vilken är i stånd att åstad- komma en effektiv smörjning när kompressorn startar och tillföra lagren olja snabbt och oberoende av den i smörjkretsen kvarhållna kylgasen.

Uppfinningen avser vidare att erbjuda en her- metisk kompressor med horisontell vevaxel försedd med en oljepump, som tar litet utrymme i längdled och ar- betar med låg ljudnivå.

Uppfinningen avser vidare att erbjuda en her- metisk kompressor med horisontell vevaxel, vilken är utrustad med en oljepump av enkel konstruktion, hög tillförlitlighet och lâg kostnad.

Dessa och andra ändamål med uppfinningen upp- nås medelst en hermetisk kompressor med horisontell vev- axel av den typ, som innefattar en kompressorenhet med en cylinder som inrymmer en kolv, vilken drivs av en i ett huvudlager och ett underlager lagrad vevaxel, en elektrisk motor som roterbart driver vevaxeln, en olje- pump som är utformad runt ett parti av vevaxeln och är i vätskeförbindelse med oljesumpen och med smörjning krävande delar av enheten, samt ett kompressorenheten, den elektriska motorn, oljepumpen och smörjoljesumpen inneslutande hermetiskt hölje.

Enligt föreliggande uppfinning innefattar ol- jepumpen ett cylindriskt och excentriskt parti av vev- axeln, vilket är anordnat på så sätt att det kan glida inom ett cylindriskt hus, som är koncentriskt med vev- axelns geometriska axellinje och anordnat i ett av lag- ren eller i ett främre lock för underlagret, åtminsto- ne ett krökt och långsträckt bladelement med en bredd svarande mot det cylindriska husets axiella längd, vil- ket är fäst vid det cylindriska husets vägg med åtmins- tone sin ena kant, och är insatt vid stället för kon- takt mellan det cylindriska huset och det excentriska 466 10 15 20 25 30 35 415 partiet, så att det avgränsar en intagskammare och en tryckkamamre, en i varje mellan bladelementets fäst- punkt och den nämnda kontaktpunkten avgränsat utrymme av det cylindriska huset, varvid intagskammaren är i vätskeförbindelse med den i oljesumpen samlade smörj- oljan och tryckkammaren är i vätskeförbindelse med de smörjning krävande delarna av vevaxeln och lagren.

En föredragen utföringsform av uppfinningen innebär att bladelementet består av en plastmaterial- film, som är värmebeständig och förenlig med mediets kemiska sammansättning.

En annan utföringsform.av uppfinningen in- nebär att bladelementet är en metall med egenskaperna böjlighet, nötnings- och utmattningsbeständighet.

En sådan oljepump utmärks av positivt depla- cement eftersom dess flöde beror endast på den av ex- centern förskjutna volymen.

Till skillnad från vissa av de ovan beskrivna systemen utnyttjar denna anordning inte viskositets- effekten eller verkan av centrifugalkraften för att suga och lyfta oljan, vilket förutom att det bibringar den självsugningsförmåga möjliggör en effektiv smörj- ning av lagren när kompressorn startar, enär oljan tillförs snabbt och även vid närvaro av kylmedelsgas i smörjkretsen.

En annan gynnsam egenskap hos denna anordning är att den har låg energiförbrukning och låg bullerni- vå, enär friktionsytorna är avsevärt minskade och de mellan delarna erforderliga spelen är rimligt stora. Ännu en speciell fördel med denna pump ligger i att den ger ett kontinuerligt oljeflöde, vilket lätt kan anpassas till kompressorenhetens behov genom varia- tion av endast det excentriska partiets excentricitet, diameter eller längd, utan att dess energiförbrukning påverkas på något väsentligt sätt. 10 15 20 25 30 35 465 413 Dessa och andra kännetecken och fördelar med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av några föredragna utföringsformer i samband med bi- fogade ritningar.

Figurerna 1A och 1B är partiella vyer i längd- snitt av en horisontell hermetisk kompressor av rota- tionstyp i enlighet med två föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Figur 2 är en frontvy av den i figur 1B visa- de kompressorn, tagen i pilens "A" riktning.

Figur 3 är en skuren frontvy av den i figurer- na 1A och 1B visade kompressorn, tagen längs snittlin- jen B-B'.

Figurerna 4, 5 och 6 är skurna frontvyer tagna längs snittlinjen C-C' i figur 1A, visande oljepumpen i arbete.

Figur 7 är en skuren frontvy tagen längs snittlinjen C-C' i figur 1A visande ännu ett utförande av den i figur 1A återgivna oljepumpen.

Figurerna 8 och 9 är skurna frontvyer tagna längs snittlinjen C-C' i figur 1B visande två olika ut- föranden av den i figur 1B återgivna oljepumpen.

Den i de ovan angivna figurerna visade hori- sontella hermetiska kompressorn av rotationstyp inne- fattar väsentligen en kompressorenhet 1 och en elekt- risk motor 2, båda anordnade inom ett hölje 3.

Kompressorenheten 1 innehåller ett cylinder- block 4, ett huvudlager 5 och ett underlager 6. Huvud- lagret 5 och underlagret 6 är fastskruvade vid cylin- derblocket 4 och bär en vevaxel 7, som driver en rull- kolv 8 inom en i cylinderblocket 4 utformad cylinder 9.

Kompressorenheten 1 innefattar också en glid- bar vinge 10, som är upptagen i en slits 11 i cylinder- blocket 4. Vingen 10 pressas axiellt mot rullkolven 8 medelst en fjäder 12, så att den glider genom slitsen 11 på kolvytan. 466 415 Vingen 10 begränsar tillsammans med rull- kolven 8, med cylindern 9 och med flänspartierna 13 och 14 av huvudlagret 5 och underlagret 6 en tät sug- kammare 15 och en tät kompressionskammare 16, vilka 5 är anslutna till ett suginloppsrör 17 respektive ett utloppsrör 18, som är svetsade på kompressorns hölje 3. Suginloppsröret.17 är direkt anslutet till sugkam- maren 15 genom sitt inre parti 19, och utloppsröret 18 står i förbindelse med kompressionskammaren 16 genom 10 höljets 3 inre volym.

Kompressorenheten 1 drivs av den elektriska motorn 2, som innefattar en stator 20 med lindningar 21 och en på vevaxeln fäst rotor 22.

Av figur 1A framgår, att vevaxeln 7 har ett 15 cylindriskt excentriskt parti 23 anordnat inom huvud- lagret 5 eller underlagret 6. Det cylindriska excent- riska partiet 23 är anordnat på sådant sätt att det glider i ett cylindriskt hus 26. Detta hus 26 är kon- centriskt med vevaxelns 7 geometriska axellinje och i 20 det visade exemplet anordnat i huvudlagret 5; Husets djup svarar mot den axiella längden av vevaxelns 7 excentriska parti 23.

I figur 1B har vevaxelns 7 excentriska par- ti 23 formen av ett cylindriskt axiellt utsprång med 25 reducerad diameter, vilket sträcker sig från vevaxelns 7 främre ändyta. Såsom visas, är det cylindriska huset 26 anordnat i ett främre lock 37 för underlagret 6 anbragt på lagrets främre ände medelst ett metalliskt fästorgan 27 eller något annat medel. En närmare be- 30 skrivning av denna utföringsform behöver inte ges i denna beskrivning, enär den kan lätt förstås av be- skrivningen av figur 1A.

Fig. 4 till 9 visar ett bladelement 25, som \ är fäst vid husets 26 cylindriska inre yta medelst den I 4'”° _ 35 enakanten(fig. 4, 5, 6, 8 och 9) eller båda kanterna !F“3f H41; (fig. 7) och är insatt genom mellanrumet vid kontakt- & ¿*U' 10 15 20 25 30 35 466 413 stället 28 mellan det cylindriska excentriska partiet 23 och huset 26.

Såsom visas, har bladelementet 25 till funk- tion att skilja intagskammaren 29 från tryckkammaren 30, vilkas volymer begränsas av bladelementets 25 mot- satta ytor och husets 26 inre yta, av kanten 31 för bladelementets 25 fastsättning på husets 26 inre yta och kontaktstället 28, och av husets 26 sidoväggar, varav den ena bildas (i exemplet enligt figur 1A) av kolvens 8 sidoyta 24a och vevaxelns 7 excentriska parti 36 och den andra av husets 26 bottenyta 32.

Av fig. 1A, 4, 5, 6 och 7 framgår, att olje- pumpens intagskammare 29 är förbunden med oljesumpen 34 vid höljets 3 botten medelst ett sughål 33a som är upptaget i huvudlagrets 5 fläns 13. Tryckkammaren 30 är förbunden med ett centralt oljematningshål 39 me- delst ett oljeutloppshål 38 som är radiellt anordnat genom vevaxelns 7 excentriska parti 23.

Fördelningen av olja från det centrala olje- matarhålet 39 till huvudlagrets 5 och underlagrets 6 ytor och till rullkolvens 8 inre yta sker genom en el- ler flera radiella öppningar 38a (fig. 1A). Det är att märka att oljeutloppshålets 38 periferiella ände (fig. 1A, 4, 5, 6 och 7) är inställd i en något framåt för- skjuten vinkelställning i förhållande till kontakt- stället 28 mellan det excentriska partiet 23 och hu- sets 26 inre yta, så att hela den av pumpen deplace- rade oljevolymen utnyttjas.

Enligt fig. 1B, 8 och 9 är intagskammaren 29 ansluten till oljesumpen 34 vid höljets 3 botten medelst ett sugrör 33b.

Tryckkammaren 30 är förbunden med underlag- ret 6 och huvudlagret 5 medelst smörjspår som kan ha olika former.

Enligt fig. 1B och 8 är skruvformiga spår 35 upptagna i vevaxelns 7 yta. Dessa skruvformiga spår 466 10 15 20 25 30 35 413 10 35 har till uppgift att leda oljan längs underlagret 6, excentern 36 och huvudlagret 5 enligt konventio- nell teknik. Såsom visas i fig. 8, avges den av pum- pen befordrade oljan genom det skruvformiga spårets 35 främre ände som är inställd i en något framskjuten vinkelställning med avseende på kontaktstället 28.

Fig. 9 visar ett annat konstruktionsexempel, där den av pumpen befordrade oljan avges genom ett spår 40. Detta spår 40 är upptaget i det främre lock- ets 38 cylindriska inre yta och i underlagrets 6 och huvudlagrets 5 ytor.

En aspekt som måste framhållas är att de i fig. 4, 5, 6, 8 och 9 visade bladelementens fria kant skall vara tillräckligt böjlig för att oljetrycket skall bli lika stort i tryckkammarens 30 hela volym.

En annan aspekt som må nämnas i samband med fig. 4, 5, 6, 8 och 9, är att bladelementet 25 kan ha längden reducerad beroende på dess material och tjock- lek. I det fall att bladelementet 25 består av plast- film kan dess längd reduceras förutsatt att det finns tillräcklig adhesion av filmen mot det excentriska partiets 23 yta. Denna adhesion beror på den vid det excentriska partiets 23 rotation alstrade.oljefilmen och verkar på sådant sätt att den framkallar en svag påkänning på den pumpens intags- och trycksidor skil- jande filmen.

I den i fig. 7 återgivna utföringsformen är oljevolymen mellan bladelementet 25 och det excentris- ka partiets 23 cylindriska yta (representerad av ytan 41) utsatt för ett mellan trycken i intagskammaren 29 och tryckkammaren 30 liggande tryck, eftersom det fö- rekommer oljeläckning genom spalten mellan bladelemen- tet 25 och husets 26 sidoytor. Denna oljeläckning på- verkar icke pumpens effektivitet, enär den är oväsent- lig i förhållande till den effektivt befordrade voly- men.

Claims (12)

uø. 10 15 20 25 30 35 466 omsätta] 11 PATENTKRAV

1. Hermetisk kompressor med horisontell vev- axel, innefattande en kompressorenhet med en cylinder som inrymmer en kolv, vilken drivs av en i ett huvud- lager och ett underlager lagrad vevaxel, en elektrisk motor som roterbart driver vevaxeln, en oljepump som är utformad runt ett parti av vevaxeln och är i väts- keförbindelse med oljesumpen och med smörjning krävan- de delar av enheten, samt ett kompressorenheten, den elektriska motorn, oljepumpen och smörjoljesumpen in- neslutande hermetiskt hölje, k ä n n e t e c k n a d av att oljepumpen innefattar ett cylindriskt och ex- centriskt parti (23) av vevaxeln (7), vilket är anord- nat på så sätt att det kan glida inom ett cylindriskt hus (26), som är koncentriskt med vevaxelns (9) geomet- riska axellinje och anordnat i ett av lagren (5, 6) eller i ett främre lock (37) för underlagret (6), ät- minstone ett krökt och långsträckt bladelement (25) med en bredd svarande mot det cylindriska husets (26) axiella längd, vilket är fäst vid en punkt (31) på hu- sets (26) inre yta med åtminstone sin ena kant, och är insatt vid stället för køntakt (28) mellan aet cylind- riska huset (26) och det excentriska partiet (23), så att det avgränsar en intagskammare (29) och en tryck- kammare (30), en i varje mellan bladelementets (25) fästpunkt (31) och den nämnda kontaktpunkten (28) av- gränsat utrymme av det cylindriska huset (26), varvid intagskammaren (29) är i vätskeförbindelse med den i oljesumpen samlade smörjoljan och tryckkammaren (30) är i vätskeförbindelse med de smörjning krävande de- larna av vevaxeln (7) och lagren (5, 6).

2. Kompressor enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d plastmaterialfilm, som är värmebeständig och förenlig av att bladelementet (25) består av en med mediets kemiska sammansättning. 466 10 15 20 25 30 35 415 12

3. Kompressor enligt kravet 1, t e c k n a d av att bladelementet (25) är en metall med egenskaperna böjlighet, nötnings- och utmattnings- beständighet. k ä n n e -

4. Kompressor enligt kravet 1, t e c k n a d av att oljepumpens intagskammare (29) är förbunden med oljesumpen (34) i höljets (3) botten medelst ett sughål (33a) upptaget genom huvudlagret (5) eller underlagret (6). k ä n n e -

5. Kompressor enligt kravet 1, t e c k n a d av att oljepumpens intagskammare (29) är ansluten till oljesumpen (34) vid höljets (3) botten medelst ett sugrör (33b).

6. Kompressor enligt kravet 1, t e c k n a d av att tryckkammaren (30) är förbunden med ett centralt oljematarhâl (39) medelst ett genom det excentriska partiet (23) radiellt anordnat oljeut- lcppshål (38), varvid detta centrala oljematarhål (38) är i vätskeförbindelse med de smörjning krävande delar- na av vevaxelns (7) yta medelst radiella öppningar (38a) som är upptagna i vevaxeln (7). k ä n n e - k ä n n e -

7. Kompressor enligt kravet 1, t e c k n a d av att tryckkammaren (30) är förbunden med underlagret (6) och huvudlagret (5) medelst smörj- spår. k ä n n e -

8. Kompressor enligt kravet 7, t e c k n a d axelns (7) yta i form av skruvformiga spår (35). k ä n n e - av att smörjspåren är upptagna i vev-

9. Kompressor enligt kravet 7, t e c k n a d av att smörjspåren (40) är upptagna i det främre lockets (37) cylindriska inre yta och i un- derlagrets (6) och huvudlagrets (5) yta. k ä n n e -

10. Kompressor enligt kravet 8, t e c k n a d riella ände är inställd i en något framskjuten vinkel- ställning med avseende på kontaktpunkten (28) mellan det excentriska partiet (23) och husets (26) inre yta. k ä n n e - av att oljeutloppshålets (38) perife- 466 p 41 z l i-vi 13

11. Kompressor enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att en av det cylindriska husets (26) sidoväggar bildas av en del av kolvens (8) sido- ytor (24a) och/eller vevaxelns (7) excentriska parti (36) .

12. Kompressor enligt kravet 1, k ä n n e - t e c k n a d av att oljepumpen har egenskapen av po- sitivt deplacement.