涡旋压缩机

申请号 CN201380073896.X 申请日 2013-03-27 公开(公告)号 CN105074219B 公开(公告)日 2017-12-19
申请人 江森自控日立空调技术(香港)有限公司; 发明人 深谷美博; 土屋豪; 长谷川修士; 今田功一; 石川晃广;
摘要 本 发明 的目的在于,通过减小 曲轴 的凸缘部从而实现涡旋 压缩机 的小型化,并且,通过利用 轴承 支承曲轴的凸缘部从而能够抑制可靠性的降低。因此 涡旋压缩机 具备:固定于 框架 的固定涡旋盘、通过相对于该固定涡旋盘做旋转运动从而形成压缩室的旋转涡旋盘、经由曲轴驱动所述旋转涡旋盘的 电动机 、以及设置在比所述曲轴的凸缘部靠下侧的 位置 并旋转自如地支承所述曲轴的 主轴 部的轴承部,在所述凸缘部和所述轴承部之间,具备以上侧与所述凸缘部 接触 并以下侧与所述轴承部接触的止推挡圈,若将所述凸缘部(12d)的外径设为φDt,将止推挡圈的外径设为φDs,则存在φDt<φDs的关系。
权利要求

1.一种涡旋压缩机,具备:
固定涡旋盘,所述固定涡旋盘固定于框架
旋转涡旋盘,所述旋转涡旋盘通过相对于所述固定涡旋盘做旋转运动,从而形成压缩室;
电动机,所述电动机经由曲轴驱动所述旋转涡旋盘;以及,
轴承部,所述轴承部设置于比所述曲轴的凸缘部靠下侧的位置,并旋转自如地支承所述曲轴的主轴部,
所述涡旋压缩机的特征在于,
在所述凸缘部和所述轴承部之间具备止推挡圈,所述止推挡圈以上侧与所述凸缘部接触,并且以下侧与所述轴承部接触,
所述止推挡圈和所述凸缘部由与所述曲轴同一的部件一体地形成,
若将所述凸缘部的外径设为φDt,将所述止推挡圈的外径设为φDs,则存在如下关系:
φDt<φDs,
所述框架具备用于配设密封件的槽,当设所述槽的与所述凸缘部相对的面的内径是φDf的情况下,φDf<φDs。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机,其特征在于,所述止推挡圈的外周侧端部的位置相对于所述轴承部的上表面的内周侧端部位于外周侧。
3.一种涡旋压缩机,具备:
固定涡旋盘,所述固定涡旋盘固定于框架;
旋转涡旋盘,所述旋转涡旋盘通过相对于所述固定涡旋盘做旋转运动,从而形成压缩室;
电动机,所述电动机经由曲轴驱动所述旋转涡旋盘;以及,
轴承部,所述轴承部设置于比所述曲轴的凸缘部靠下侧的位置,并旋转自如地支承所述曲轴的主轴部,
所述涡旋压缩机的特征在于,
在所述凸缘部和所述轴承部之间具备止推挡圈,所述止推挡圈以上侧与所述凸缘部接触,并且以下侧与所述轴承部接触,
若将所述凸缘部的外径设为φDt,将所述止推挡圈的外径设为φDs,则存在如下关系:
φDt<φDs,而且
所述轴承部是滚动轴承,并且在所述滚动轴承的内圈的内径侧的上部设置有部的情况下,
将所述内圈的内径设为φDb,将从所述内圈的平坦的上表面部的内周侧端部开始到面对所述曲轴的主轴部的内周面为止的最短距离设为Rc,存在如下关系:
φDb+Rc×2<φDs。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的涡旋压缩机,其特征在于,
在所述曲轴的内部设置用于从密闭容器内的储油部向形成于所述旋转涡旋盘的旋转侧板部中的与所述旋转侧涡旋齿相反的一侧的旋转涡旋盘轴承部供油的供油路径,经由所述旋转涡旋盘轴承部进行向所述轴承部的供油,
在配设密封件的所述框架的槽的、与所述凸缘部相对的面的内径侧,设置一个或多个供油路径,所述供油路径将密封件配设侧与所述轴承部连通。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的涡旋压缩机,其特征在于,
在所述曲轴的内部设置用于从密闭容器内的储油部向形成于所述旋转涡旋盘的旋转侧板部中的与所述旋转侧涡旋齿相反的一侧的旋转涡旋盘轴承部供油的供油路径,经由所述旋转涡旋盘轴承部进行向所述轴承部的供油,
在所述止推挡圈的外周侧设置多个爪部,在将所述止推挡圈的环部的外径设为φDsr,将所述爪部的外径尺寸设为φDst,将与所述框架的所述凸缘部相对的面的内径设为φDf的情况下,存在如下关系:
φDsr<φDf<φDst。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的涡旋压缩机,其特征在于,
具备与所述框架共同地覆盖所述轴承部的轴承支承部,在所述轴承支承部和所述轴承部之间配设有止推轴承,
将由所述框架和所述止推挡圈形成的轴向的间隙形成得比所述止推轴承的厚度小。

说明书全文

涡旋压缩机

技术领域

[0001] 本发明涉及适用于冷冻、空调用的制冷剂、空气或其它的气体的压缩的涡旋压缩机

背景技术

[0002] 作为以往的涡旋压缩机,例如有日本专利第3909415号公报(专利文献1)。在该专利文献1中,记载了如下内容:“具备:曲轴,其将旋转涡旋盘部件与驱动部的旋转驱动机构连结;主轴支承部,其在压缩室侧利用所述旋转驱动机构支承曲轴的主轴部;配设主轴支承部的部件;以及,密封件,其将构成旋转涡旋盘部件的背面侧的空间在压上分离为大致成为排出压力的中央部空间、和压力比该中央部空间的压力低的外周部空间,将卡合曲轴的偏心销部的旋转轴支承部设置于旋转涡旋盘部件,以偏心销部的端面与旋转涡旋盘部件的背面正对且形成中央部空间的一部分的方式将偏心销部卡合于旋转轴支承部,设置向中央部空间供给润滑油的供油机构,并且,构成为供给至中央部空间的润滑油的大部分通过与压缩室相反侧的所述主轴支承部而回到密闭容器底部,使用滚动轴承作为主轴支承部,并且,将由所述密封件分离的所述中央部空间的外径构成为比滚动轴承的外径小”。
[0003] 由此,实现轴承可靠性的提高,并且使向固定涡旋盘的旋转涡旋盘推压力适当化,降低旋转涡旋盘与固定涡旋盘的机械滑动部的机械滑动损失,实现能量效率的提高,并且,抑制该机械滑动部的过度推压,实现可靠性的提高(参照专利文献1的段落0011、0012)。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本专利第3909415号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 在专利文献1中,在实现涡旋压缩机的小型化的情况下,考虑通过减小曲轴的凸缘部从而使曲轴变细,并且减小旋转涡旋盘的大小。但是,在专利文献1中,在曲轴的凸缘部,由滚动轴承的内圈的上表面支承曲轴的上下方向的负荷,因此,如果使凸缘部变小,则存在不能支承该曲轴的负荷的危险,进而存在导致涡旋压缩机的可靠性降低的危险。
[0009] 因此,本发明的目的在于,通过减小使曲轴的凸缘部来实现涡旋压缩机的小型化,并且通过利用轴承支承曲轴的凸缘部,能够抑制可靠性的降低。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] 为了解决上述课题,例如采用技术方案中记载的结构。本申请包含多个解决上述课题的手段,举其中的一例来说:“一种涡旋压缩机,具备:
[0012] 固定涡旋盘,其固定于框架
[0013] 旋转涡旋盘,其通过相对于所述固定涡旋盘进行旋转运动来形成压缩室;
[0014] 电动机,其经由曲轴驱动所述旋转涡旋盘;以及
[0015] 轴承部,其设置于比所述曲轴的凸缘部靠下侧的位置,并旋转自如地支承所述曲轴的主轴部,
[0016] 所述涡旋压缩机的特征在于,
[0017] 在所述凸缘部和所述轴承部之间具备止推挡圈,所述止推挡圈以上侧与所述凸缘部接触,并且以下侧与所述轴承部接触,
[0018] 若将所述凸缘部12d的外径设为φDt,将止推挡圈的外径设为φDs,则存在如下关系:
[0019] φDt<φDs。”
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明,通过减小曲轴的凸缘部来实现涡旋压缩机的小型化,并且通过利用轴承支承曲轴的凸缘部,从而能够抑制可靠性的降低。
[0022] 通过以下的实施例,详细地说明本发明的其它的结构、效果。附图说明
[0023] 图1表示实施例1的流体压缩机的纵剖视图。
[0024] 图2表示实施例1的主轴承部的放大图。
[0025] 图3表示实施例1的框架的密封件配设部的形状。
[0026] 图4表示实施例2的止推挡圈的形状。

具体实施方式

[0027] 本发明涉及适用于冷冻、空调用的制冷剂、空气或其它的气体的压缩的涡旋压缩机。尤其涉及适用于在各种用途方面维持轴承部的可靠性和压缩机效率并实现小型化的涡旋压缩机。以下,利用附图来说明本发明的多个实施例。此外,各实施例的附图中的相同符号表示相同的部件或相当的部件。
[0028] 实施例1
[0029] 利用图1和图2,说明作为本发明的第1实施例的流体压缩机的涡旋压缩机。
[0030] 图1是实施例1的涡旋压缩机1的纵剖视图,图2是图1的主轴承部的放大图。涡旋压缩机1将压缩机构部2、驱动部3、和曲轴12收纳在密闭容器30内而构成,所述压缩机构部2进行制冷剂的压缩,所述驱动部3驱动压缩机构部2,所述曲轴12将驱动部3和压缩机构部2这两者连结。
[0031] 压缩机构部2将固定涡旋盘5、旋转涡旋盘6、和框架9作为基本要素而构成。框架9固定于密闭容器30,并支承滚动轴承16。另外,框架9与轴承支承部18共同地覆盖滚动轴承16。在轴承支承部18和滚动轴承16之间配设有止推轴承17,以推压滚动轴承16的方式,可拆装地安装于框架9。固定涡旋盘5将固定侧涡旋齿5c、固定侧板部5b、排出口5a、和背压生成机构36作为基本构成部分而构成,并由螺栓固定于框架9。固定侧涡旋齿5c垂直地立设于固定侧板部5b的一侧(图1中的下侧)。旋转涡旋盘6将旋转侧涡旋齿6a、旋转侧板部6b、和旋转涡旋盘轴承部6c作为基本结构而构成。旋转侧涡旋齿6a垂直地立设于旋转侧板部6b的一侧(图1中的上侧)。旋转涡旋盘轴承部6c垂直并突出地形成于旋转侧板部6b的另一侧(旋转侧涡旋齿6a的相反侧)。旋转涡旋盘6通过由以等为材料的铸件对各构成部分进行加工而形成。
[0032] 在通过使固定涡旋盘5和旋转涡旋盘6啮合而构成的压缩室103中,通过旋转涡旋盘6的旋转运动,压缩室103的容积减少而进行压缩动作。通过该压缩动作,随着旋转涡旋盘6的旋转运动,工作流体从吸入管7被吸入,经由吸入口39而被吸入压缩室103。被吸入的工作流体经过压缩室103中的压缩行程,从固定涡旋盘5的排出口5a向排出压力容器101排出。
该被排出的工作流体经由排出管31从密闭容器30向外部排出。由此,密闭容器30内的空间被保持为排出压力。作为在压缩机构部2中压缩的工作流体,使用对地球环境友好的R410A或R32等高压制冷剂。
[0033] 对旋转涡旋盘6进行旋转驱动的驱动部3具备电动机4而构成,所述电动机4由固定于密闭容器30的定子22和配置在定子22的内周侧并旋转的转子21构成。另外,十字联轴节10是旋转涡旋盘6的自转防止机构的主要部件,滚动轴承25是旋转自如地支承曲轴12的下部的副轴部12c的副轴承。在旋转涡旋盘轴承部6c设置有滑动轴承11,由该滑动轴承11旋转自如地支承曲轴12的上部的曲柄销12a。
[0034] 曲轴12一体地具备主轴部12b、曲柄销12a、和副轴部12c而构成。曲轴12在曲柄销12a的下部形成有凸缘部12d,所述凸缘部12d以比曲柄销12a向外周侧扩大的方式具有更大的直径φDt。在凸缘部12d和滚动轴承16的内圈16a之间,安装有具有比凸缘部12d进一步大的直径φDs的止推挡圈41,将滚动轴承16的内圈16a沿轴向定位。在此,止推挡圈41也可以与曲轴12的凸缘部12d以同一部件一体地构成,由此能够减少部件个数。
[0035] 主轴部12b和副轴部12c形成于同一轴心上,构成主轴部分。此外,在曲轴12的下端部,安装有供油28。作为主轴承的滚动轴承16、和作为副轴承的滚动轴承25分别旋转自如地支承曲轴12的主轴部12b和副轴部12c。在旋转涡旋盘轴承部6c的内径中压入滑动轴承11,该旋转涡旋盘轴承部6c设置在旋转涡旋盘6的背面侧,将曲轴12的曲柄销12a以能够沿旋转轴向即推力方向移动且旋转自如的方式支承。
[0036] 十字联轴节10配设于旋转涡旋盘6的旋转侧板部6b的背面侧。形成于十字联轴节10的正交的两组键部分中的一组在构成于框架9的十字联轴节10的接受部即键槽中滑动,另外一组在构成于旋转侧涡旋齿6a的背面侧的键槽中滑动。由此,旋转涡旋盘6在与旋转侧涡旋齿6a的立设的方向即轴线方向垂直的面内相对于固定涡旋盘5不自转地进行旋转运动。
[0037] 当曲柄销12a由于与电动机4连结的曲轴12的旋转而做偏心旋转时,在压缩机构部2中,旋转涡旋盘6由于十字联轴节10的自转防止机构而相对于固定涡旋盘5不自转地进行旋转运动。由此,制冷剂气体经由吸入管7、吸入口39而被吸入由固定侧涡旋齿5c和旋转侧涡旋齿6a形成的压缩室103。通过旋转涡旋盘6的旋转运动,在压缩室103中,随着向中央部移动而容积减少,由此,将制冷剂气体压缩,并将压缩气体从排出口5a排出至排出压力空间
101。排出至排出压力空间101的气体在压缩机构部2和电动机4的周围循环之后,从排出管
31被释放向压缩机外。
[0038] 此外,在固定涡旋盘5中设置有背压生成机构36,将背压室102的压力保持为吸入压力与排出压力的中间的压力(中间压力)。构成于旋转涡旋盘6的背面侧的背压室102是由旋转涡旋盘6、框架9、和固定涡旋盘5包围而形成的空间,密封件13将内周侧的排出压力与外周侧的中间压力分隔。
[0039] 滚动轴承16配置于电动机4的上侧,构成副轴承部104的主要部分的滚动轴承25配置于电动机4的下侧。滚动轴承16、滚动轴承25在电动机4的两侧支承主轴部分。在本实施例中,由于利用滚动轴承16、滚动轴承25在电动机4的两侧支承主轴部分,因此,能够抑制滚动轴承16的动力损失,并且能够防止曲轴12的主轴部分倾斜。
[0040] 供油泵28是设置在曲轴12的下端的容积式泵,将贮留在储油部37的润滑用的油强制地通过供油孔40的内部供给至上部。由此,通过经由滚动轴承25、旋转涡旋盘轴承部6c向滚动轴承16供给润滑油,从而进行润滑。此外,被供给至供油孔40的油也被供给至旋转涡旋盘6与固定涡旋盘5的滑动部。供油孔40以相对于曲轴12的轴心同心地沿纵向贯通的方式设置。在供油孔40,设置有用于向滚动轴承25供油的横供油孔42,向各个轴承供给适当量的油。
[0041] 滚动轴承16由内圈16a、配置在内圈16a的外侧的外圈16b、和配置在内圈16a和外圈16b之间的多个滚动体构成。在此,考虑图2中没有止推挡圈41的情况,在安装滚动轴承16时,内圈16a相对于曲轴12从图2的下侧被插入,并由凸缘部12d定位。然后,内圈16a被曲轴12压入并固定。在安装后,成为图2所示的方向,因此,来自曲轴12的凸缘部12d的上下方向的负荷施加在滚动轴承16的内圈16a的上表面。因此,在该情况下,如果不使凸缘部12d的内径φDt比内圈16a的内径φDb大,则无法支承上述曲轴12的负荷。
[0042] 在此,通过减小凸缘部12d的内径φDt,从而能够减小曲轴12的内径,并且能够使旋转涡旋盘6变小,因此,能够实现涡旋压缩机1的小型化。但是,在没有止推挡圈41的情况下,由于内圈16a的上表面与凸缘部12d接触的面积变小,所以无法通过内圈16a的上表面支承曲轴12的负荷,存在导致涡旋压缩机1的可靠性降低的危险。此外,在本实施例中使用了滚动轴承16作为主轴承,但在采用滑动轴承作为主轴承的情况下也会产生同样的问题。
[0043] 因此,在本实施例中,具备:曲轴12的凸缘部12d;轴承部(滚动轴承16),其设置于比凸缘部12d靠下侧的位置,并旋转自如地支承曲轴12的主轴部;止推挡圈41,其在凸缘部12d与轴承部(滚动轴承16)之间,以上侧与凸缘部12d接触,并且以下侧与轴承部(滚动轴承
16)接触。并且,构成为曲轴12的负荷施加在止推挡圈41的上表面。通过该结构,止推挡圈41的下表面与凸缘部12d的上表面进行面接触,由此,能够确实地支承曲轴12的负荷。
[0044] 此外,此时的凸缘部12d的外径φDt与止推挡圈41的外径φDs的关系需要是φDt<φDs。另外,止推挡圈41的外周侧端部的位置相对于轴承部的上表面的内周侧端部位于外周侧,由此,轴承部的上表面与止推挡圈41的下表面能够进行面接触,能够提高上述曲轴12的负荷的支承的可靠性。
[0045] 在此,在图2中,示出了在采用滚动轴承的情况下,在内圈16a的上部的、与曲轴12接触的一侧即在内圈16a的内径侧的上部设置尺寸为Rc的倒角部的一例。在此,示出了倒角尺寸设为相同半径Rc的一例,但不限定与此。由此,能够提高将内圈16a组装于曲轴12时的作业效率。在该情况下,设轴承部的内径(图2中内圈16a的内径)是φDb,则需要满足φDb+Rc×2<φDs。在图2中,Rc是倒角部的半径尺寸,而在倒角部不是圆形的情况下,Rc是从轴承部(内圈16a)的平坦的上表面部的内周侧端部开始、到面对轴承部(内圈16a)的主轴部12b的内周面为止的最短距离。通过满足该关系,轴承部(内圈16a)的上表面与止推挡圈41的下表面能够进行面接触。
[0046] 在框架9具备用于配设密封件13的槽,当设配设密封件的框架的槽的、与曲轴12的凸缘部12d相对的面的内径是φDf的情况下,需要满足φDf<φDs。由此,即使在止推挡圈41的外径φDs勾挂在框架内径φDf,在组装压缩机时上下颠倒的状态下,也能够防止曲轴掉落。
[0047] 按照这样,在将滚动轴承16的内圈16a安装于曲轴12时能够用止推挡圈41进行轴向的定位,因此,能够提高作业效率。另外,即使在如上述那样地减小凸缘部12d的内径的情况下,也能够利用止推挡圈41进行曲轴12的支承,因此,能够实现涡旋压缩机1的小型化并实现可靠性的提高。另外,通过使凸缘部12d的外径φDt、止推挡圈41的外径φDs、和倒角尺寸Rc的关系是φDt≦φDb+Rc×2,由此,即使在使凸缘部外径比轴承内圈上端的平面部小来实现小型化的情况下,也能够利用止推挡圈41进行曲轴12的支承。
[0048] 图3是从旋转涡旋盘6的一侧观察框架9的密封件配设部9a的图。在本实施例中,由于在比密封件配设部9a靠外周侧的位置设置止推挡圈41,因此,原本来自滑动轴承11的润滑油通过密封件配设部9a与凸缘部12d之间的供油路径而向滚动轴承16的供给变得困难。因此,通过在密封件配设部9a设置一个或多个将密封件13配设侧与滚动轴承16侧连通的供油路径9b,从而能够将来自滑动轴承11的油高效地向滚动轴承16供给,能够更有效地进行滚动轴承16的冷却。即,比止推挡圈41的外周端部进一步靠外周侧地将上述供油路径9b形成于框架9(密封件配设部9a)。
[0049] 另外,通过将由框架9和止推挡圈41形成的槽的轴向的间隙105设定得比止推轴承17的厚度小,从而即使将压缩机构部2上下颠倒,也不存在止推轴承17从盖18脱离的危险。
由此,在组装涡旋压缩机1时,能够在将框架9上下颠倒的状态下将滚动轴承16和曲轴12、盖
18等部件全部从相同方向(从压缩机的下方侧)安装于框架9,能够提高涡旋压缩机1的组装效率。
[0050] 实施例2
[0051] 图4是表示本发明的第2实施例的止推挡圈41的形状和框架9的密封件配设部9a的图。对于已经说明了的图1和图2中所示的附以相同附图标记的结构、以及具有相同功能的部分,省略其说明。
[0052] 在本实施例中,在止推挡圈41的外周侧设置多个爪部41a,并构成为,在设止推挡圈41的环部的外径是φDsr,设爪部41a的外径尺寸是φDst时,满足如下关系:
[0053] φDsr<φDf<φDst。
[0054] 通过上述结构,即使不在框架9设置供油路径9b也能够确保向滚动轴承16的供油路径,通过薄板的冲压加工,利用与曲轴12不同的部件制作止推挡圈41,从而抑制制作成本的增加,并且能够发挥与实施例1相同的效果。
[0055] 尤其是,近年来全球变暖成为问题,在空调业界中也正在进行向全球变暖潜能值小的制冷剂的转变的讨论,使用全球变暖潜能值小的制冷剂R32的方案受到关注。但是,在使用该制冷剂R32的情况下,被压缩的制冷剂的温度上升比以往的制冷剂大,实际运转时的冷冻机油的粘度变高。因此,通过上述实施例1、2,即使在冷冻循环中单独采用R32制冷剂或以70%以上的比例采用R32制冷剂的情况下,也能够在维持小直径的基础上充分地确保供油路径,因此,能够确保压缩机机构部的滑动部、尤其是轴承部的冷却机构,能够提高轴承的可靠性。
[0056] 附图标记说明
[0057] 1…涡旋压缩机、2…压缩机构部、3…驱动部、4…电动机、5…固定涡旋盘、5a…排出口、5b…固定侧板部、5c…固定侧涡旋齿、6…旋转涡旋盘、6a…旋转侧涡旋齿、6b…旋转侧板部、6c…旋转涡旋盘轴承部、7…吸入管、9…框架、9a…密封件配设部、9b…供油路径、10…十字联轴节、11…滑动轴承、12…曲轴、12a…曲柄销、12b…主轴部、12c…副轴部、
12d…凸缘部、13…密封件、16…滚动轴承、16a…内圈、16b…外圈、17…止推轴承、18…轴承支承部、21…转子、22…定子、23…下框架、24…壳体、25…滚动轴承、28…供油泵、30…密闭容器、37…储油部、39…吸入口、40…供油孔、41…止推挡圈、41a…爪部、42…横供油孔、
43…储油空间、44…磁铁、101…排出压力空间、102…旋转涡旋盘背压室、103…压缩室、
104…副轴承部、105…框架与止推挡圈的轴向间隙。
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