TWI291516B - Screw compressor lubrication - Google Patents

Description

1291516 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於壓縮機。更特別地’本發明關於冷卻劑壓縮 機。 ,、 【先前技術】 、螺旋式㈣機通常使用於空調及冷滚應用中。在這種塵 鈿機中’骑合的凹凸葉片轉子或螺旋槳係沿其轴線旋轉， 以便從-低壓入口端汲送該工作流體（冷卻劑）至一高堡 端。於旋轉期間，該凸形轉子的連續葉片利用活塞使其朝 下游驅動冷卻劑且將其麼縮在一對緊鄰的凹形轉子葉片及 该外殼間的空間。同樣地，肖凹形轉子之連續葉片在一對 緊夕#凸开/轉子葉片及該外殼間之一空間内產生冷卻劑的壓 縮。壓縮所發生的凹凸轉子的交錯葉片空間形成壓縮袋（或 者說明為-共用壓縮袋之凹凸部分接合於-嚅合區域)。在 :實施方式中’該凸形轉子與一電動驅動轉子同轴且由其 葉片工作部分的入口及出口側上的軸承所支撐。有多個凹 形轉子接合至一給定凸形轉子，反之亦然。 田"亥乂錯葉片空間之一者曝露至一入口孔時，該冷卻劑 進入該空間實質上以吸入壓力進入該空間。當該等轉子繼 續旋轉時，於該旋轉期間，在某些點上，該空間不再與該 入口孔連通，且冷卻劑至該空間的流動被切斷。在該入口 孔被關閉之後，當该等轉子繼續旋轉時，該冷卻劑被壓縮。 於旋轉期間在某些點上，各空間相交於相關連的出口孔且 該關閉的壓縮過程結束。該入口孔及出口孔可各為徑向、 107469.doc 1291516 軸向、或一軸向埠及一徑向埠之混合組合。 當不需要以全容量操作時，通常會想要延遲該入口孔的 關閉（不論是否降低該壓縮機的容量指數），以暫時性地降低 大量流經該壓縮機的潤滑劑。這種卸載通常係由一具有一 閥元件的滑動閥提供，該閥元件具有一或多個部分且以其 位置（當該閥位移時）控制該等壓縮機袋之各別吸入側的關 閉及排放側的開啟。該滑動閥之卸載移動的主要效應係降 低該最初堵塞吸入容量（及因此壓縮機容量）；容量指數的降 低係一典型的副效應^舉例的滑動閥係揭露於美國專利申 請案公告第20040109782 A1號及美國專利第4,249,866號與 第 6,3 02,668號。 壓縮機潤滑相當重要。承載於該冷卻流中的潤滑劑（例如 油)可：助於潤滑該轉子葉片。這種油可引入該吸入空間中 或先前^納於該人口冷卻流L卜的潤滑對於該等轴承 糸統而言是需要的。因此’油流可引至該軸承隔間(例如從 該壓縮機排放端下游之—分離器所提供的油供給）。通常想 =供該等轉子葉片另外的潤滑。多種系統包括將油透過 載滑動閥元件引入。此外，油可透過該等轉子本身引 ^列如從料料之―相—㈣_ 【發明内容】 主體弓丨至一或多個出口）。 討勺葉片 根據本發明態樣， 路，該網路具有一沿 在多種實施方式中 一種螺旋式壓縮機具有壓縮潤滑網 -低壓尖端之潤滑劑出口孔。 ’ 一卸載滑動閥元件可沿一高壓尖端 107469.doc 1291516 配置。該網路可包括一軸向饋送通路及一出口分支，以及 連接至軸承隔間的額外分支。該網路包括一分支中的計量 喷嘴。該出口孔可從一初始底線結構提供一重新製造的壓 縮機或一重新建構的壓縮機結構。 本發明之一或多個實施例之細節在文後附圖及下列說明 中陳述。本發明之其他特性、目的及優點將從說明及附圖 以及請求項中得到瞭解。 【實施方式】 M示一具有一外殼總成2 2之壓縮機2 0，該總成包含一 用於駆動轉子26及28之馬達H子具有各別中心縱 軸線500及502。在該示例性實施例中，該轉子％具有―延 伸於一第一端31及一第二端32間之凸形葉片主體或工作部 分30。該工作部分3續該凹形轉子28之一凹形葉片主體或 工作部分34屬合。該工作部分34具有一第一端Μ及一第二 各轉子包括軸部（例如與該相關連卫作部分—體地形 成=端Μ，41及42)’該轴部從該相關連工作部分的第 ==伸。這些軸端各別藉由—或多個軸承總成44 二：：’ δΜ由承總成沿該相關連轉子的軸線旋轉。 在该不例性貫施例中’該馬達係—具 的電動馬達。該等轉子26及28之—者的其巾/二子士 至該馬達轉子，以便容許該馬達 ：^結 U轴線在—操作的第一方向中驅動時二 反的第二方向中驅動另一轉子。該舉例之;子即在-相 一轉子外殼48，嗲外& ^ 卜风總成22包括 …具有-大致上沿該馬達長度的中段 ^7469.01( 1291516 配置的上游/入’口々而面49 ’及一基本上與該轉子主體端”及 36共平面的下游/排放端㈣。許多其他結構也可使用。 吞亥舉例外殼總成22尚包含一馬達/入口外殼52，該入口外 殼在其一上游端具有—壓縮機入口 /吸入孔53，且具有一下 游面54女裝至該轉子外殼的下游面（例如利用螺栓通過二 外喊件）。該總成22尚包括—出口 /排放外殼％，該排放外殼 具有一上游面57安裝至該轉子外殼的下游面且具有一出口 /排放孔58。該舉例之轉子外殼、馬達/人口外殼及出口外殼 5 6各可為進行其他精細加工之鑄件。 —該外殼22的表面與該等舊合的轉子主體3G及34組合以界 及出口孔至壓备§袋，藉此從一吸入（入口）空間6 〇壓縮 及驅動一冷卻流504至一排放（出口）空間62(圖5)。一系列的 凹凸形壓縮袋對藉由該外殼總成22、凸形轉子主體％及凹 形轉子主體34形成。各壓縮袋係由嚙合轉子的外部表面、 /轉子外罩中的凹凸形轉子鑽孔表面的圓柱形表面部分及 面57部分所圍繞。 ，；谷i彳工制/卸載而言，該壓縮機具有一滑動閥1 〇〇(圖 5)，該閥具有一閥元件1〇2。該閥元件102具有一沿該等轉 勺齧a區域（即沿該高壓尖端i 〇5)配置的部分！ 。該舉例 之閥兀件在該排放空間具有一第一部分106，且在該吸入空 間具有一第二部分1 08。該閥元件可經移動以控制壓縮容量 且提供卸載。該舉例閥透過平行完全加載及完全卸载的位 置/狀況間轉子軸線的線性位移產生移動。 圖5另外顯示用於潤滑該等軸承及該等轉子主體之一壓 107469.doc 1291516 縮機湖滑系統的細節。該舉例潤滑系統包括—從該轉子外 双/外罩48外部中的入D 2〇2延伸的油導管網路2⑼。該網路 包括一從該入口孔202延伸至一軸向通路206的入口鑽孔 204。該舉例之軸向通路包括該轉子外罩48及該排放外殼/ 外罩56内的部分。廷容許輕易地分別從該等表面及5?鑽 削這些部分。 在該轴向通路206(圖5)的個別吸人及排放端，該轉子外 罩48及排放外罩56分別包括空間鑽孔21〇及212，該鑽孔外 (近）端分別由栓塞2M及2丨6密封。從各空間鑽孔延伸者係_ 對分支通路，其將油導引至相關連的軸承系統。圖2顯示分 別延伸至該等轉子2 6及2 8之吸人端軸承隔間的分支通路 220及222。在該等分支22G及如的近端，各分支包括一計 量喷嘴224。在言亥示例性實施例中，為到達相關連的轴承隔 間，該等分支220及222稍微地在遠端彼此分離，且與其共 用空間鑽孔210分離。該空間鑽孔21()之較大寬度有助於這 些分支稍微偏離平行的空間鑽孔鑽削。 圖4顯示從該空間鑽孔212延伸用於潤滑及排放端車由承系 統的類似分支230及232。如現在所說明，該屋縮機可為一 預先存在的底線結構。根據本發明1外潤㈣利用一在 接近一低壓尖端244的出口孔242的通路分支“Ο提供。圖3 顯示在容納該轉子工作部分3 〇及3 4之轉子外罩辦該鑽孔 表面^46及248之接面的尖端244。在該示例性實施例中，該 出口實際上沿該尖端配置。替代物可包含猶微的移動（例如 朝該等鑽孔頂端）。例如，就舉例底線的壓縮機而言，該出 107469.doc 1291516 口仍將與該滑動閥相對（在舉例方位上方’其中該滑動閥在 下方）。 回到圖5,該分支240形成為與該軸向通路2〇6交叉之階梯 A鑽孔249的一部分。在該轉子外殼48外部，該階梯式鑽孔 的近端部分可包含-栓塞25〇。一舉例之栓塞可包括一壓力 感測器252(圖3)。在-中間位置中，該通路剔包含一計量 喷：254。該計量噴嘴量測通過該出口孔242的油流量，藉 以容許一所想要的油滴漭暑 • 同Μ里離開该出口且落在該嚅合的轉 子葉片上。 该舉例的出口 242定位使其曝露至吸入狀況。這可與僅引 至-封閉藶縮袋的其他潤滑系統有所區別。然而，該出口 242的位置可使得該壓縮袋在^㈣常快速地關閉所引 勺油(例如滴在一轉子葉片表面的油將隨著該葉片移 ’且之後該壓縮袋可沿該葉片非常快速地關閉其位置 此接近有助於避免該油具 兄^由長期曝路至吸入狀況的任何有害 • 應。 ^ 立/刀支240可在一重新製造中添加至-壓縮機，或在一重 新設計/重新建構中、承 — 〆 、、閏Ή "、、ϋ至一壓縮機結構。該底線壓縮機之 ::系統的其他特性可被保留或修正。例如，-預先= 的軸向通路能分接於其中。 、在 夕&月之或多個實施例已加以說明。雖此 :ΓΓ可達成，但不能偏離本發明精神及範圍。例Γ 二二:::新:構實施時，該麵縮機的細節 σ 、另J貝轭的細節。因此，其他實施例皆 107469.doc > 10- 1291516 在以下請求項之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1係一壓縮機之縱向截面圖。 圖2係沿線2-2所取之圖1壓縮機之橫向截面圖。 圖3係沿線3-3所取之圖1壓縮機之部分橫向截面圖。 圖4係沿線4-4所取之圖1壓縮機之部分切割的核向截 圖。 圖5係沿圖4之線4-4所取之圖1壓縮機之部分縱向截面 圖。 圖中相同參考編號表示相同元件。 【主要元件符號說明】 20 螺旋式壓縮機 22 外殼總成 24 馬達 26、28 轉子 30、34 工作部分 3卜35 第一端 32、36 第二端 39、40、41、42 軸端 44 車由承總成 48 轉子外殼 49 上游/入口端面 50 下游/排放端面 52 馬達/入口外殼 107469.doc -11 - 1291516

53 54 56 57 58 60 62 100 102 104 105 106 108 124 128 200 202 204 206 210 、 212 214 、 216 、 250 220 、 222 > 230 > 232 、 240 224 ^ 254

壓縮機入口 /吸入孔 下游面 出口 /排放外殼 上游端面 出口 /排放孔 吸入/入口空間 排放/出口空間 滑動閥 閥元件 部分 高壓尖端 第一部分 第二部分 活塞 汽缸 油導管網路 入口孑L 入口鑽孔 軸向通路 空間鑽孔 栓塞 分支 計量喷嘴 出口孑L 107469.doc -12- 242 1291516 244 低壓尖端 246 > 248 鑽孔表面 249 階梯式鑽孔 252 壓力感測器 500 、 502 縱向軸線 504 冷卻流

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Claims (1)

1291516 十、申請專利範圍： 1 · 一種壓縮機裝置（20)，其包含： 一外威（22)，其沿一流動路徑且有 孔： 八 一（53)及第二（58) -凸形葉片轉子(26)’其具有一第一 . 一凹形葉片轉子（28)，其具有一 、、.500)’及 與該凸形葉片轉子唱合，且沿該流動轴响且 TX ^ 4工界疋吸入（60) 及排放（62)位置間之一壓縮路徑；及 一潤滑網路，其具有： 一潤滑出口孔（242)，其沿唁λ报议 ) 褒凸形及凹形葉片轉子之 一低壓尖端（244)配置。 2. 如請求項1裝置（20)，其中： 該凸形及凹形葉片轉子各別具有— 而軸承系統及 一排放端軸承系統；及 該潤滑網路包括第一（220)及第二（222)分支，复分別饋 送满滑劑至該凸形及凹形葉片轉子之該等吸入端：“ 統’及第三⑽)及第四（232)分支，其分料送潤滑劑至 該凸形及凹形葉片轉子之該等排放端軸承系統。 3. 如請求項2之裝置，其中該潤滑網路進一步包含： 一第五分支（240)，其延伸至該出口孔pc);及 一軸向通路（206)，其聯結該第一（220)、第二（222)、第 三（23 0)、第四（232)及第五（24〇)分支。 4·如請求項3之裝置，其中該潤滑網路進一步包含·· 第、第一、第三、第四及第五計量喷嘴（224 ; 254)， 107469.doc 1291516 “刀別位於該第一、第二、第三、第四及第五分支中。 &如請求項1之裝置，其中： 該出口（242)係位於來自該外殼之外部的一鑽孔（249) 之—端。 6·如請求項5之裝置，其中： 一位於該鑽孔中之壓力感測器（252)。 7·如請求項6之裝置，其中： 位於該鑽孔（249)中之計量噴嘴（254);及 一轴向饋送通路（206)，其相交於該壓力感測器（252)及 為4 Ϊ噴嘴（25 4)之間之該鑽孔（249)。 8·如請求項1之裝置，其中： 1玄潤滑劑基本上係由油組成。 9·如請求項8之裝置，其中： ^鑽孔（249)朝該出口（242)向下延伸，以便容許該油的 滴液落在該凸形及凹形轉子之一或二者上。 1〇·如請求項1之裝置，其中： «亥出口係定位以曝露於吸入狀況。 U·如請求項1之裝置，進一步包含： 卸载滑動閥（1 〇 〇)，其且有： β 閱7^件（102)，其沿該凸形及凹形葉片轉子之一高 j尖端（105)配置且在一第一狀況及一第二狀況間具有一 ^圍、亥第二狀況係相對於該第-狀況卸載。 12·如明求項u之裝置，其中該滑動閥（1㈧）進一步包含： 一汽紅（12 8);及 107469.doc 1291516 且機械式聯結至該闕元 一活塞（124)，其位於該汽缸中 件0 13· —種潤滑一螺旋式壓縮機之方法，其包含： 麗縮機外殼中之一潤滑孔；及 一部分至一接近該壓縮機之一低 將一潤滑流引入通過 導引該潤滑劑的至少 壓尖端的潤滑劑出口。 14. -種重新製造-壓縮機或重新建構該壓縮機之—結構之 方法，包含： 提供一初始之該壓縮機或結構，其具有： 一外殼；及 -或多個工作元件，其與該外殼協同操作，以界定 吸入及排放位置間之一壓縮路徑；及 將該壓縮機或結構改造以包括一引入裝置，使其在 接近該壓縮機之一低壓尖端引入潤滑劑。 15. 如請求項14之方法，其中： 5亥底線壓縮機或結構包括： 一卸载滑動閥，其具有·· 一閥兀件，其沿一高壓尖端配置且在一第一狀況 及-第二狀況間具有—範圍，該第二狀況係相對於該第 一狀況卸载。 16. 如請求項14之方法，其中： 在該初始壓縮機或結構中： 該凸形及凹形葉片轉子各別具有一吸入端軸承系統 及一排放端軸承系統；及 、、’ 107469.doc 1291516

一潤滑油網路，其包括第一及第二分支，其分別饋 送潤滑油至該凸形及凹形葉片轉子之該等吸入端軸承系 統，及第三及第四分支，其分別饋送潤滑油至該凸形及 凹形葉片轉子之該等排放端軸承系統；及 該改造步驟包括添加一延伸至該出口之第五分支。 107469.doc