流体机械 |
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| 申请号 | CN201180007444.2 | 申请日 | 2011-01-27 | 公开(公告)号 | CN102725527A | 公开(公告)日 | 2012-10-10 |
| 申请人 | 三电有限公司; | 发明人 | 小林宪幸; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种能提高润滑性能并能提高可靠性的 流体 机械。流体机械(1)在密闭容器(2)中收容有驱动单元(4)和通过 转轴 (14)传递有驱动单元的驱动 力 的被驱动单元(6)，包括：油积存部(76)，该油积存部(76)在密闭容器的内底部(2a)积存 润滑油 ；以及供油机构(70、72)，该供油机构(70、72)通过与转轴一体旋转将油积存部的润滑油供给至驱动单元及被驱动单元的各滑动部，密闭容器在其内 侧壁 (80d)上具有对内侧壁的周向上的润滑油的流动进行阻碍的阻流部(90)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种流体机械，在密闭容器中收容有驱动单元和通过转轴传递有所述驱动单元的驱动力的被驱动单元，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 流体机械技术领域[0002] 在这种流体机械中，已知有一种由密闭容器、电动压缩元件、油积存部及吸入管构成的密闭型压缩机，其中，上述电动压缩要素由收容于密闭容器的压缩元件(被驱动单元)和电动元件(驱动单元)构成，上述油积存部设于压缩元件，上述吸入管的一端与压缩元件连接，另一端在润滑油积存处附近开口(例如参照专利文献1)。 [0003] 现有技术文献 [0004] 专利文献 [0005] 专利文献1：日本专利特开平6-294380号公报 发明内容[0006] 发明所要解决的技术问题 [0008] 在此，由于供油机构被电动元件驱动而旋转，因此，油积存部的润滑油在被汲取时，因供油机构的旋转而呈抛物线状地在密闭容器内飞散。另外，润滑油被从旋转的曲柄轴释放至密闭容器内，释放出的润滑油在密闭容器内呈抛物线状地飞散。 [0009] 这样在密闭容器内飞散的润滑油会附着于密闭容器的内侧壁，并沿着内侧壁以在密闭容器的周向上绕转的方式流动。润滑油的飞散初始速度越大、润滑油的粘性力越大，则润滑油在飞散之后流下至油积存部为止的所需时间就越长。 [0010] 具体而言，有时也根据压缩机1的规格使曲柄轴及油管以3000rpm左右的转速旋转，该情况下的润滑油的飞散初始速度较大。 [0011] 另外，在密闭型压缩机、特别是在其工作流体中使用二氧化碳制冷剂的密闭型压缩机的情况下，较多地使用与现有品相比粘性力更大的制冷机油，因此，存在上述所需时间变长的倾向。此外，在压缩机是小型的、且积存于油积存部的最大润滑油量例如为200cc左右少量的情况下，若所需时间较长，则积存于油积存部的润滑油量会暂时大幅减少，在最坏的情况下，会导致油积存部的储油量暂时为零的状态。 [0012] 在这种状态下，供油机构空转而不会起作用，不能朝驱动单元及被驱动单元的各滑动部恰当地供油，因而会产生压缩机的润滑性能显著降低这样的问题。 [0013] 本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种能提高润滑性能并能提高可靠性的流体机械。 [0014] 解决技术问题所采用的技术方案 [0015] 为了实现上述目的，本发明的流体机械在密闭容器中收容有驱动单元和通过转轴传递有驱动单元的驱动力的被驱动单元，其特征是，包括：油积存部，该油积存部在密闭容器的内底部积存润滑油；以及供油机构，该供油机构通过与转轴一体旋转将油积存部的润滑油供给至驱动单元及被驱动单元的各滑动部，密闭容器在其内侧壁上具有对内侧壁的周向上的润滑油的流动进行阻碍的阻流部(技术方案一)。 [0016] 具体而言，阻流部在内侧壁上朝油积存部侧突出设置(技术方案二)。 [0018] 此外，密闭容器包括被锻造成形的底壳，阻流部是在底壳锻造成形时一起成形的(技术方案四)，除此之外，油积存部是在底壳锻造成形时一起成形的(技术方案五)。 [0019] 另外，阻流部呈朝油积存部侧连续突出的波形(技术方案六)，此外，设有多个阻流部(技术方案七)。 [0020] 除此之外，在密闭容器内作用有被吸入被驱动单元并从被驱动单元排出的工作流体的压力，工作流体是二氧化碳制冷剂(技术方案八)。 [0021] 发明的效果 [0022] 根据技术方案一及技术方案二所记载的本发明的流体机械，由于具有阻流部，因此，即便在密闭容器内飞散的润滑油与阻流部直接碰撞或不与阻流部直接碰撞的情况下，由于润滑油附着于内侧壁并在沿着内侧壁开始绕转时会越过阻流部，因而能使其大幅地减速。由于减速的润滑油并不沿着内侧壁持续绕转，而是立即流下至油积存部，因此，能大幅缩短润滑油在飞散之后流下至油积存部而被积存为止的所需时间。因此，即便在流体机械以高速运转、润滑油的粘性力较大且油积存部的最大储油量为少量的情况下，也能提高润滑油的循环效率，并能提高流体机械的润滑性能。 [0023] 根据技术方案三所记载的发明，通过将框架固定于阻流部，能将阻流部用作用于将框架固定于密闭容器的底座部，因此，无需另设部位、另设构件，就能将框架固定于密闭容器，从而能提高流体机械的生产率。 [0024] 根据技术方案四所记载的发明，由于阻流部是在底壳锻造成形时一起成形的，因此，无需其它构件、其它加工，就能容易地形成阻流部，从而能提高流体机械的生产率。 [0025] 根据技术方案五所记载的发明，由于油积存部是在底壳锻造成形时一起成形的，因此，无需其它构件、其它加工，就能容易地形成油积存部，从而能提高流体机械的生产率。 [0026] 根据技术方案六所记载的发明，由于阻流部呈朝油积存部侧连续突出的波形，因此，与阻流部的突出为一个的情况相比，飞散的润滑油与阻流部直接碰撞的概率变大，或者，即便在润滑油不与阻流部直接碰撞的情况下，润滑油附着于内侧壁并沿着内侧壁开始绕转时越过阻流部的次数也会增加。因此，能进一步有效地使润滑油减速，并能进一步缩短润滑油飞散之后流下至油积存部而被积存为止的所需时间，因此，即便在使流体机械以高速运转、润滑油的粘性力较大且油积存部的最大储油量为少量的情况下，也能进一步提高润滑油的循环效率，并能提高流体机械的润滑性能。 [0027] 根据技术方案七所记载的发明，由于设有多个阻流部，因此，与阻流部为一个的情况相比，飞散的润滑油与阻流部直接碰撞的概率变大，或者，即便在润滑油不与阻流部直接碰撞的情况下，润滑油附着于内侧壁并沿着内侧壁开始绕转时越过阻流部的次数也会增加。因此，能进一步有效地使润滑油减速，并能进一步缩短润滑油飞散之后流下至油积存部而被积存为止的所需时间，因此，即便在使流体机械以高速运转、润滑油的粘性力较大且油积存部的最大储油量为少量的情况下，也能进一步提高润滑油的循环效率，并能提高流体机械的润滑性能。 [0028] 根据技术方案八所记载的发明，当将工作流体设为二氧化碳制冷剂时，从被驱动单元排出的工作流体的压力到达超临界状态而处于高压，流体机械内部的温度处于高温，因此，使用粘性较高的润滑油，以防止因高温时的粘性降低而产生的油膜开裂。然而，在流体机械内部的温度为低温的情况下，润滑油的粘性较大，因此，飞散的润滑油存在不易返回的倾向。但是，根据上述结构，即便润滑油的粘性较大、飞散的润滑油存在不易返回的倾向，也能提高润滑油的循环效率，并能提高流体机械的润滑性能，这点是较为理想的。附图说明 [0029] 图1是第一实施例的压缩机的纵剖图。 [0030] 图2是图1的压缩机构的主要部分放大图。 [0031] 图3是表示图1的压缩机的密闭容器的外形图。 [0032] 图4是从上方观察图3的底壳的立体图。 [0033] 图5是从上方表示图4的底壳中的润滑油的流路的俯视图。 具体实施方式[0034] 图1～图5示出了作为第一实施例的流体机械的压缩机1。 [0036] 制冷循环包括供作为压缩机1的工作流体的制冷剂循环的通路，在制冷剂中，使用例如不可燃性的自然制冷剂即二氧化碳制冷剂。 [0037] 如图1所示，压缩机1包括密闭容器2，在密闭容器2内收容有电动机(驱动单元)4、传递电动机4的驱动力的压缩机构(被驱动单元)6。 [0038] 电动机4由通过供电而产生磁场的定子8、利用定子8所产生的磁场而旋转的转子10构成，转子10配置于定子8的内侧且与定子8配置于同轴上，并通过热压嵌合而固定于后述曲柄轴14的主轴部24。从压缩机1外经由固定于密闭容器2的电气零件部12及未图示的导线对定子8供电。 [0041] 如图1所示，在缸体16上隔着框架36用螺栓固定着定子8，框架36固定于密闭容器2。 [0042] 详细而言，电动机4及压缩机构6被框架36下部的底座部38支承，框架36利用底座部38固定于密闭容器2。另一方面，在框架36上部的圆筒部40中，在圆筒部40的内周面40a上配置有主轴部24的轴承42，在圆筒部40的上端面40b上配置有承受转子10的推力负载的推力轴承挡圈(轴承)或推力垫圈等轴承44。 [0044] 汽缸盖34包括制冷剂的吸入室54、排出室56，在活塞18的压缩行程中，排出阀52打开，排出室56经由排出孔48与缸膛26连通。另一方面，在活塞18的吸入行程中，吸入阀50打开，吸入室54经由吸入孔46而与缸膛26连通。 [0045] 在密闭容器2上固定有吸入管58和排出管60，吸入管58及排出管60的一端分别与汽缸盖34的吸入室54和排出室56连接。吸入管58及排出管60的另一端通过未图示的吸入消音器、排出消音器与制冷循环连接，上述消音器降低了在压缩机1与制冷循环之间流动的制冷剂的波动及噪声。 [0046] 在连杆20的一端设有将曲柄轴14的偏心轴部22连结成能自由旋转的大端部62，在连杆20的另一端设有将活塞18连结成能自由往复移动的小端部64。小端部64通过活塞销66而与活塞18连结，活塞销66设置了固定销68来防止从活塞18脱落。 [0047] 在该状态下，当曲柄轴14旋转时，连杆20以活塞销66为支点与偏心轴部22的偏心旋转联动地摆动运动，活塞18与连杆20的摆动运动联动地在缸膛26内往复运动。 [0048] 在密闭容器2内主要作用有来自制冷剂的吸入压力，在密闭容器2的内底部2a贮存有少量对称为轴承42、44的电动机4及压缩机构6的各滑动部进行润滑的润滑油。 [0049] 在曲柄轴14内，从偏心轴部22的下端面22a的大致轴心位置至主轴部24的中途穿设有油路(供油机构)70。油路70的上部从主轴部24的外周面24a开口，油路70的下部与油管(供油机构)72连接。油管72在其前端侧具有从偏心轴部22的大致轴心朝靠近主轴部24的轴心的方向倾斜的倾斜部74，油管72的倾斜部74的前端延伸至在密闭容器2内的内底部2a形成的截面呈凹状的油积存部76。 [0050] 油积存部76具有当贮存例如200cc左右的少量润滑油时油面高度达到油管74的前端位置以上的大小及深度。当偏心轴部22和油管72随曲柄轴14的旋转而偏心旋转时，对油管72内的倾斜部74的润滑油朝外侧斜上方作用有离心力，在该离心力的作用下将润滑油从油积存部76汲取到油路74。另外，随着油管72的偏心旋转，油积存部76的一部分润滑油呈抛物线状地飞散到密闭容器2内。 [0051] 以下，对压缩机1的动作及作用进行说明。 [0052] 在压缩机1中，通过对定子8供电，使固定于主轴部24的转子10旋转，从而使曲柄轴14旋转，并通过连杆20使活塞18在缸膛26内往复运动。接着，通过该活塞18的往复运动，将制冷剂从制冷循环朝缸膛26吸入，该制冷剂在缸膛26内被压缩，然后被排出到制冷循环。 [0053] 具体而言，活塞18朝减少缸膛26的容积的方向动作，使缸膛26内的制冷剂被压缩，当缸膛26内的压力超过制冷剂的排出压力时，利用缸膛26内的压力与排出室56内的压力之差来打开排出阀52。然后，被压缩的制冷剂经由排出孔48而被引导至排出室56，并经由排出管60被排出至制冷循环。 [0054] 接下来，当活塞18的动作从上死点开始转向至增加缸膛26内的容积的方向时，缸膛26内的压力下降。当缸膛26内的压力下降时，根据缸膛26内的压力与排出室56内的压力之差来关闭排出阀52。 [0055] 当缸膛26内的压力达到制冷剂的吸入压力以下时，根据缸膛26内的压力与吸入室54内的压力之差而打开吸入阀50。接着，制冷循环的制冷剂经由吸入管58而被引导至吸入室54，并经由吸入孔46而被吸入缸膛26内。 [0056] 接下来，当活塞18的动作从下死点开始转向至减少缸膛26内的容积的方向时，缸膛26内的制冷剂被再次压缩。这样，反复进行将制冷剂从制冷循环朝缸膛26吸入、在缸膛26内压缩制冷剂、将制冷剂朝制冷循环排出这一系列的步骤。 [0057] 随着上述压缩机1的动作而被从油积存部76汲取到油路70的润滑油从油路70流出，流出的润滑油呈抛物线状地在密闭容器2内飞散。飞散的润滑油朝偏心轴部22侧流下，以对大端部62附近进行润滑。此外，润滑油因形成于偏心轴部22的檐部22b而朝活塞18飞散，以对活塞18的防护部18a附近进行润滑。 [0058] 另一方面，从油路70流出的一部分润滑油在离心力的作用下沿着形成于曲柄轴14的未图示的外周槽上升，并在曲柄轴14与框架36之间形成油膜以对轴承42进行润滑，并朝曲柄轴14的上端侧移动。此外，润滑油在到达圆筒部40的上端面40b对轴承44进行润滑之后，在重力的作用下流下至油积存部76。与此相对，未完全流过轴承44的润滑油直接沿着转子10的内壁面10a上升至转子10的上端，在因由转子10的旋转产生的离心力而飞散并对定子8进行冷却之后，在重力的作用下流下至油积存部76。 [0059] 当对活塞18的防护部18a附近进行润滑时，被吸入缸膛26内的油雾与从缸膛26漏出的制冷剂气体一起进入活塞18与缸体16之间的间隙，从而进行活塞18的密封和润滑。此时，附着于吸入室54的壁面54a的润滑油因重力而流下至油积存部76。如上所述流下至油积存部76的润滑油被从油管72再次汲取，在如上所述对电动机4及压缩机构6的各滑动部进行润滑、密封的同时，在密闭容器2内循环。 [0060] 然而，在本实施例中，如图3所示，密闭容器2形成壳结构，由覆盖电动机4侧的顶壳78和覆盖压缩机构6侧的底壳80这两个壳构成。由于曲柄轴14和连杆20在密闭容器2内处于大致正交的位置关系，因此，电动机4的长边方向被收容在顶壳78的深度方向上，顶壳78与底壳80相比呈深底形状。另一方面，压缩机构6的长边方向被收容在底壳80的径向上，底壳80与顶壳78相比呈浅底形状。 [0061] 各壳78、80具有在各开口端部78a、80a突出的底缘，通过使各底缘彼此对接来形成开槽部82。各壳78、80是通过以一次焊接作业形成在开槽部82全周上的连续的焊道形状的焊接部84而被接合在一起的，即利用以一次焊接作业形成的一处对接焊接接头而被接合在一起。 [0062] 底壳80被锻造成形并具有在该锻造成形时被把持的把持部86，把持部86凸设于比底壳80的侧部80b更靠径向中心侧的底壳80的外顶部80c。油积存部76凹设于该把持部86的背面侧的内底部2a的位置，并呈与把持部86的外形大致相似的形状。即，底壳80从侧部80b至外顶部80c是以与侧部80b大致相同的壁厚形成的。 [0064] 此处，如图4所示，在本实施例中，在底壳80的开口端部80a附近的内侧壁80d上形成有朝底壳80的径向中心侧、即朝油积存部76侧突出的润滑油的阻流部90。阻流部90呈朝油积存部76侧连续两次突出的波形，从上方观察底壳80时，在隔着油积存部76的位置相对地设有两个阻流部90。 [0065] 在阻流部90的上表面90a上固定有图1所示的对定子8及缸体16进行支承的框架36，阻流部90也具有作为用于将框架36固定于密闭容器2的底座部的功能。 [0066] 这样形成于底壳80的把持部86、油积存部76及阻流部90均是在底壳80锻造成形时一起形成的。 [0067] 在上述第一实施例的压缩机1中，在密闭容器2内，尤其在底壳80内，因从上方观察时例如朝顺时针方向旋转的油管72的旋转而飞散的润滑油、其它因从油路70释放、与檐部22b碰撞而飞散的润滑油会附着于底壳80的内侧壁80d。接着，该润滑油会沿着内侧壁80d在底壳80的周向上绕转地流动。 [0068] 不过，如图5中箭头所示，即便在因阻流部90的存在而使(a)飞散的润滑油(b)与阻流部90直接碰撞或不与阻流部90直接碰撞的情况下，由于(c)当润滑油附着于内侧壁80d并沿着内侧壁80d开始绕转时，会因越过阻流部90，而使其移动速度大幅地减速。减速的润滑油会(d)立即流下至油积存部76，而不会沿着内侧壁80d持续绕转。藉此，能大幅缩短润滑油飞散之后流下至油积存部76而被积存为止的所需时间T。 [0069] 特别地，若润滑油飞散的初始速度v越大，润滑油的粘性力越大，则该所需时间T就越长。此外，在压缩机1是小型的、且如上所述油积存部76的最大储油量例如为200cc左右少量的情况下，若所需时间T较长，则油积存部76的储油量会暂时大幅减少，在最坏的情况下，会导致为零的状态，供油机构空转而不会起作用，不会朝电动机4及压缩机构6的各滑动部恰当地供油，因而产生压缩机1的润滑性能显著降低这样的问题。 [0070] 然而，在本实施例中，即便在上述压缩机1以高速运转、润滑油的粘性力较大且油积存部76的最大储油量为少量的情况下，也能提高润滑油的循环效率，并能提高压缩机1的润滑性能。 [0071] 另外，通过将框架36固定于阻流部90，能将阻流部90用作用于将框架36固定于密闭容器2的底座部，因此，无需另设部位、另设构件，就能将框架36固定于密闭容器2，从而能提高压缩机1的生产率。 [0072] 此外，由于阻流部90及油积存部76是在底壳80锻造成形时一起成形的，因此，无需其它构件、其它加工，就能容易地形成阻流部90及油积存部76，从而能提高压缩机1的生产率。 [0073] 除此之外，由于阻流部90呈朝油积存部76侧连续两次突出的波形，此外，还设置两个阻流部90，因此，与阻流部90的突出为一个的情况相比，另外，与仅有一个阻流部90的情况相比，飞散的润滑油与阻流部90直接碰撞的概率变大，或者，即便在润滑油不与阻流部90直接碰撞的情况下，润滑油附着于内侧壁80d并沿着内侧壁80d开始绕转时越过阻流部90的次数也会增加。因此，能进一步有效地使润滑油减速，并能进一步缩短润滑油飞散之后流下至油积存部76而被积存为止的所需时间T，因此，即便在压缩机1以高速运转、润滑油的粘性力较大且油积存部76的最大储油量为少量的情况下，也能进一步提高润滑油的循环效率，并能提高压缩机1的润滑性能。 [0074] 本发明并不限定于上述实施例，还可以进行各种变形。 [0075] 具体而言，阻流部并不限定于如本实施例的阻流部90那样在内侧壁80d上朝油积存部76侧突出设置这样的形状，只要能对内侧壁80d的周向上的润滑油的顺畅流动进行阻流来使润滑油减速，并将润滑油引导至油积存部76即可，可考虑各种形状、设置数量。具体而言，既可以在内侧壁80d上设置阻流板这样的构件，也可以使内侧壁80d的一部分凹成波形。另外，既可以在内侧壁80d的周向上设置锯齿形状的凹凸，也可以在内侧壁80d的周向上设置台阶形状的凹凸。 [0076] 另外，本实施例的压缩机1的工作流体为二氧化碳制冷剂，但并不限定于此。不过，在将工作流体设为二氧化碳制冷剂的情况下，从压缩机构6排出的工作流体的压力到达超临界状态而处于高压，压缩机1内部的温度处于高温，因此，使用粘性较高的润滑油，来防止因高温时的粘性降低而产生油膜开裂。不过，在压缩机1内部的温度为低温的情况下，由于润滑油的粘性较大，因此，飞散的润滑油存在不易返回的倾向。但是，根据上述结构，即便润滑油的粘性较大、飞散的润滑油存在不易返回的倾向，也能提高润滑油的循环效率，并能提高压缩机1的润滑性能，这点是较为理想的。 [0077] 此外，在本实施例中，对容积式的压缩机1进行了说明，但本发明能适用于涡旋式压缩机、膨胀器等所有密闭型流体机械，当然，也能将这些流体机械用作组装至自动售货机以外的制冷循环的构成设备。 [0078] 符号说明 [0079] 1压缩机(流体机械) [0080] 2密闭容器 [0081] 2a内底部 [0082] 4电动机(驱动单元) [0083] 6压缩机构(被驱动单元) [0084] 14曲柄轴(转轴) [0085] 36框架 [0086] 70油路(供油机构) [0087] 72油管(供油机构) [0088] 76油积存部 [0089] 80底壳 [0090] 80d内侧壁 [0091] 90阻流部 |
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