TW384359B - Rotary compressor with reduced lubrication sensitivity - Google Patents

Description

Α7 Β7 經濟部中央揉率局員工消费合作社印袋 五、發明説明（1 ) 在一固定輪葉或旋轉式活塞壓縮機中，該輪葉與滾子或 活塞係呈偏向接觸。該滾子或活塞係由機軸上之偏心輪所 承載，並沿著汽缸軌跡做直線接觸，使得活塞與汽缸共同 運轉而形成一彎月形之空間》該空-間繞機轴旋轉，且藉由 輪葉與活塞共同運_轉而將其分隔成一吸入室及一壓缩室。 在一直立且具高側壁之壓缩機中，一吸油管延伸至貯油槽 中，並藉由與機軸共同旋轉而將油料分佈至需要潤滑之處 。在非CFC或HCFC操作之例子中，例如HFC操作，其並 未有充分之潤滑。一個未充分潤滑之敏感區域係位於輪葉 與活塞之間的直線接觸區，容易造成Ϊ5度之磨損。 人工合成機油，例如類似矣發-油（POE)這類具有一個或 多個單羧酸之酯油，配合一種新的冷卻劑使用，會較礦油 更快速地釋放出分解之冷卻劑，因此造成瞬間狀態下較難 維持充足之油壓β P 0E油之一特性係因爲其較具極性，因 此使得其與礦油一樣無法"濕潤"類似鋁或錫等較具極性之| 金屬。因爲，較具極性之金屬必須由油泵供應連續之油量 ，例如ΡΟΕ油，該油泵必須在最短之間隔内再充填油膜。 於是，在HFC應用中必須對所選取之油料有所限制。相 % 對於油料之流變效應，ΡΟΕ油具有相當低的PV指數應是其 較不具效率之主因。因此當油膜破裂時便會大大地降低其 满潸能力，而此係在冷凍壓縮環境中使用ΡΟΕ油時原本就 會存在之問題。尤其，諸如ΡΟΕ之人工合成機油較之傳統 潤滑油，更舍·降低装置之壽命及增加磨損率。 無效率或失效潤滑之特歡便係在接觸零件間之磨損。本 -4- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） <請先«讀背面之注$項β寫本頁 裝· 訂 Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（2 ) f明便係用以減低潤滑不足或失效所造成之效應。其可藉 由降低重要零件間之磨擦係數或增加一個或數個零件抵想 磨損之能力而達成。在固定輪葉或旋轉式活塞蜃缩機中， 一種鑽石狀之碳（DLC)£i，，已.被發現可用以大大地降 低輪葉與轉子間之_磨擦係數，以降低局部溫度而藉以提拱 一較不嚴格之環境條件而得以減緩磨損之特性。雖然本發 明可延遲折衷潤滑之損害效應，然而磨損及失效仍會發生 ，如同使用傳統潤滑油之裝置一樣、基本上，本發明提供 一具有相對於使用傳統潤滑油之使用壽命.，.而不會有人工 合成機油具較短使用壽命之朗題。特別係在具低？ V指數時 仍可有適度之劇烈接觸，雖七f磨損發生.，但其發生之比 率可大大降低。 雖然在折衷潤滑之狀態下DLC包覆層可降低磨損，然而 其係可在機械裕度範困内改變一高精度機械零件之尺寸而 得以存在。例如，在旋轉式活塞壓缩機中之輪葉係位於吸· 入室及壓縮室之間的溝槽中，因此提供一潜在的洩放路徑 β該輪葉係與一電動轴承及一泵轴承在一單汽缸裝置中呈 密閉式之活動接觸，而在雙汽缸中則係與一轴承及一分離 器板接觸《該輪葉頂端係與活動活塞呈密閉接觸。 本發明之目的係在減低或消除由於邊界潤滑或該處破裂 所造成之零件磨損。 本發明之另一目的係藉由降低活動零件間之磨擦係數而 改善聲音品貪·及性能。這些目的以及在下农中將提及之 其它目的，都將藉由本發明而達成》 (請先聞讀背面之 注$項寫本頁 -裝· •5· 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210X297公釐} 經濟部中央揉窣局貝工消费合作杜印裝 A7 B7 五、發明説明（3 ) 基本.上’ HFC冷?東壓·编機中易受局部之磨損立通常係由 諸如POE油之人工合成機油所潤滑之二構件，係包後有 DLC包復層，如此可降低磨損及潤滑不足之敏感性。 _ 1係使用本發明之壓縮機的部份斯面囷.； 圈2係沿圈1線段2-2所取之斷面圖； 圈3係圈1之輪葉的水平放大斷面圈； 圈4係圖1之輪葉的垂直放大斯面圖；以及 圈5係圈3之部份放大圈。 在圖1及圈2中，數字10係標示一直立高侧邊之旋轉式活 塞壓縮機。數字12係標示其外殼或;Ui殼。吸油管16係密封 在外殼1 2上並在一冷凍系統中$供吸入收集器（未顯示）及 吸入室S。吸入室S係由在汽缸20内之孔口 20-1、活塞22 、泵端轴承24、電動端轴承28及輪葉30所界定。 偏心轴40包括一部份40-1係支揮收納在泵端轴承24之孔 口 24，1，偏心部40-2係收納在活塞22之.孔口 2 2 -1内，以* 及部份40-3係支撑收納在電動端軸承28之孔口 28-1内》 拾油管34係由部份40-1之孔口延伸入集油槽36中。定子 42藉由縮入配合、熔接或其它合適之方法而固定在外殼12 上β轉子44係藉由縮入配合而穩固在偏心軸40上，且固定 在定子42之孔口 42-1内而與其共同運轉形成一電動機》輪 葉30係位於輪葉溝槽20-2並藉由彈簧31而與活塞22偏向 接觸。上述之説明中該壓缩機10係屬一般習知之壓縮機。 /本發明增笳二DLC覆蓋100至敕葉30，尤其係在輪葉30 ,/ ----- " ---- -- 一 一 ' '> - —» 7斑活龛22捲觸之頂部或鼻部。該DLC覆蓋100係藉由物理 -6 · 各紙張尺度適用中國困家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ------ 請先《讀背面之注f項I寫本頁) .裝_ 訂 經濟部中央橾率局貝工消费合作社印*. A7 _~·^ B7 _ 五、發明説明（4 ) 上稱爲DC磁控管喷射之蒸汽堆積程序而形成，其中係由一 種含碳物理，如乙炔，電離成輝光放電、該製程形成連續 之十奈一層的破及竣化越，及相互交疊之硬的100·與100" 層，該十奈一層之總包覆層厚度則.成長至0.5至5.0微米， 通常係2.0微米之微小厚度。該包覆層係非常堅硬且光滑， 當應用在諸如輪葉頂部或鼻部之磨擦表面時，可提供配接 部份之磨損特性微量之改進。該DLC覆蓋100之較佳實施 例係一種在其顯微結構中具有很多_其主要成份係非晶質碳 之雙層光滑相面100"，以及由非晶質碳及。過渡金屬組合而 成之硬質抗磨損相面100·。數種過凌金屬之任何一種皆可 使用，包括鎢（W)、釩（V)、錄又Z〇、鈮（Nb)及鏟（Mo)， 較佳之實施例係由鎢（W)所構成。在該可轉換组合之雙層 中元素之厚度，在降低包覆層内固有或所成長之應力係相 當重要的，如此可降低該包覆系統產生破裂之傾向。該雙 層之厚度範团係在1-20奈米（nm)，而較佳之實施例則係介_ 於5至10奈米（nm)之間。圈3與圈4係輪葉30之斷面圈，其 中放大顯示在輪葉30頂端之DLC覆蓋100，而圈5則顯示 由雙層100·及100"组合而成之DLC覆蓋100。値得注意的 是，該DLC復蓋100在輪葉靠近頂端處之側邊部份上有一 重疊部份100-1延伸一段距離。在輪葉之槽溝20-2内，當 輪葉完全缩回輪葉之槽溝20-2時，該重疊部份100-1僅在 輪葉30衝程中與其共同運轉》此種被限制的潛在干涉可由 增加輪葉槽条·2〇_2内吸入邊之香ί溝面而解決，因爲在壓缩 室C内之液體壓力會將輪葉30偏墨至吸入室S内β在輪葉 .7- 本紙張又度逋用中國國家棣準（CNS ) Α4规格（210X297公; (请先《讀背面之注f項t寫本霣 -裝· 訂 A7 __— B7 -_·_ 五、發明説明(：5 ) 30上部及底部分別與電動端轴承28及泵端轴承24接觸之重 疊部份100-2,係最有問題之處，但可·藉縮減該處之重疊 部份而解決。或者，也可將整個輪葉30包覆，但此則存在 兩個問題，一係其將改變該高精度機械零件之尺寸，其次 係在花费上將大爲增加。 M濟部中夬揉丰局負工消费合作社印製 操作時，轉子44與偏心轴40係一髏旋轉，而偏心部40-2 將造成活塞22之移動。由集油攢36汲出之油經過拾油管34 進入至孔口 40-4，其可相對於偏心-轴40之旋轉轴而彎曲， 且如一離心泵般運轉。該抽法之動作端視偏心轴40之運轉 速度而定。如圈2中清楚地砝示，輸送至孔口 40-4之油料 可流入一系列在部份40 -1，偏部40-2及部份40-3中呈 徑向延伸之管路内，在此僅例示偏心部40-2内之孔口 40-5 ，而用以分別潤滑泵端軸承24、活塞22及電動端轴承28» 剩餘之油料由孔40-4流出，不是向下流經轉子44及定子42 至集油槽36 ’就是藉由在轉子44及定子42之間的環形溝< 中流動之氣雄而帶出，並且在流入集油槽36前拍擊並收集 在軍蓋12-1之内表面《活塞22與輪葉30以一傳統方式共同 作動，故氣II經由吸油管16抽送至吸入室S内。在吸入室s 内之氣«係經由一釋放閥（未顯示）之壓縮及釋放而進入消 音器32之内壁。經壓縮之氣體通過消音器32而進入外殼12 之内壁，並經在轉子44及定子42.之間的環形溝陈而通過釋 放線60,並進入冷卻系統内（未頰示 上文所描I之操作，係藉由將'满滑劑混入冷凍劑中，再 將潤滑劑饋入偏心部40-2，並在其回程路徑中進入孔2〇-1 • 8 · ------1 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） A7 ________〜Β·7 ·_ _ 五、發明説明（6 ) ’而在輪葉30及輪葉槽溝2〇_2之間洩放出來等步蹀而僅得 以濶滑輪葉30。此等潤滑之不足，在1 995年7月5曰中請 之美國專利申請號498,339號中已有改善，該案係1993年 4月27曰申請而現已放棄之美國專利申請號〇52 971之連 續追加案，其係當集油槽36由於高壓作用下使活塞22未覆 蓋線50時，經由線50而將油料喷入壓縮室如此改善 了在需潤滑處之POE油的供應，但在—冷凍壓縮中卻無 改善因使用諸如POE人工合成潤滑油所造成潤滑不·’、、 題，而此一問題便係藉由本發明而得以改·善。 、足之問 經濟部中央橾率局貝工消费合作社印轚 本紙浪尺度逋用中國國家標率（CNS ) Α4规格（210x297公釐）

Claims (1)

1. *88008 , _ABCD 申請專利範圍 一種高側旋轉式壓缩機（10)，其係用以壓縮HFC冷凍劑 ，並且藉由聚酯油類潤滑劑而潤滑，其特徵在於外殼裝 置（12)具有第一端及第二端，具有集油槽裝置之汽缸裝 置（20)包括一輪葉（30)及一活塞（22)而與該汽缸裝專共 同運轉而界定吸入室（S)及壓缩室,該汽缸裝置係固 定在該外殼裝置内靠近第一端處，並與該第—端共同界 定出一第一腔室，該第一腔室具有内含潤滑油之集油槽 (36)、固定在汽缸裝置上並延伸-向該集油槽（36)之第一 麵承裝置（2 4)、固定在汽缸裝置上並延休向該第二端之 第二轴承裝置（28)、包括知子裝直（44)及定子裝置（42) 之電動機裝置，該定子裝置城固定在外殼裝置内介於汽 缸裝置舆該第二端之間’並與汽缸裝置與該第二轴承裝 X呈轴向隔開，一偏心轴裝置(4〇褓由該第一及第二轴承 裝置支撑且包含一操作上連接至該活塞之偏心部40_2， 該轉子裝置係固定在該軸裝置上以便形成一體而固定在β 該定子裝置内並因而在該處界定一環形間味，用以供應 氣嫌至該泵裝置之吸入裝置（16)、液態地連通至外殼裝 置之釋放裝置（60)，該輪葉具有一與該活塞共同運轉之 頂端，該頂端具有一缵石狀碳之包覆（100)，其上係由 一系列交錯相疊之硬層（100·)及光滑層（100")所組合而 成，藉此得以降低該頂端與活塞間之磨擦係數，並使得 該頂端較之無該鑽石狀碳包覆之頂端，在甚至潤滑油料 不足時仍V減低磨損。 _ 2.根據申請專利範園第1項之壓缩機，其中該集油槽中包 -10- 本纸張尺度逍用中國國家揉率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先Μ讀背面之注f項一·©寫本頁 -裝· 訂 鯉濟部中夹梂率局員工消费合作社印製 S84359 —申請專利範圍 A8 B8 C8 Dt 含人工合成油料^ 3.根據申請專利範困第i項之麼释機 度、係在0.5至.5.. _〇微米(.# m )之間。 根據申請專利範圍第3項之壓縮機 數個厚度爲1至20奈米（nm)之雙層 根據申請專—利範团第1項之麇缩機 數個厚度爲1至20奈米（nm)·之雙層 根據申請專利範团第i項之靨编機 晶質碳。 根據申請專利範困第6項支磬缩機 過渡金屬之一種非晶質组备^； 根據申請專利範圍第1項之壓縮機 過渡金屬之一種非晶質组合。 4 6 ，其中該包復層之厚 ，其中該系列係由複 面所組合而成。 ，其中該系列係由複 面所組合而成β ，其中該光滑層係非 • ·· . ’其中該多層爆廉或 ’其中該硬層„像羞

   經濟部中夬棣準局貝工消费合作社印褽 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）