流体机械

申请号 CN200810092788.8 申请日 2008-04-15 公开(公告)号 CN101290011A 公开(公告)日 2008-10-22
申请人 三电有限公司; 发明人 根岸正美;
摘要 一种 流体 机械,至少在动涡盘的涡旋片(34a)上设有槽(35),该槽(35)从该涡旋片的顶面(34c)中央附近延伸到侧面并与该侧面大致垂直,这些槽(35)在该涡旋片的形成方向上具有规定的间隔。
权利要求

1.一种流体机械,其特征在于,包括:
转轴(16),该转轴(16)在容器(2)内延伸,可自由旋转地支撑在 所述容器上;
曲柄销(42),该曲柄销(42)在所述转轴的上端侧偏心地形成为一 体;以及
涡旋单元(30),该涡旋单元(30)设置在所述容器内,具有与所述 容器设置成一体的定涡盘(36)、与所述曲柄销连接并被所述转轴驱动而 绕所述定涡盘的轴心进行公转旋转运动的动涡盘(34),通过所述动涡盘 的公转旋转运动,使立设在所述动涡盘的镜板面上的涡旋片的侧面与立设 在所述定涡盘的镜板面上的涡旋片的侧面啮合,并使所述动涡盘的涡旋片 的顶面与所述定涡盘的镜板面啮合,使所述定涡盘的涡旋片的顶面与所述 动涡盘的镜板面啮合,从而使所述涡旋片之间形成的空间容积增减,以实 施工作流体的压缩或膨胀这一连串的动作,
润滑油向所述动涡盘与所述定涡盘之间供给,
在所述动涡盘和所述定涡盘中,至少在所述动涡盘的涡旋片(34a)上 设有槽(35),该槽(35)从所述涡旋片的所述顶面(34c)中央附近延伸 到所述侧面并与该侧面大致垂直,所述槽(35)在所述涡旋片的形成方向 上具有规定的间隔。
2.如权利要求1所述的流体机械,其特征在于,所述槽(35)延伸设 置至所述涡旋片的所述侧面的中央附近。
3.如权利要求1所述的流体机械,其特征在于,所述槽(35)延伸设 置至所述镜板面(34d,36d)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的流体机械,其特征在于,所述槽 (35)至少设置在所述涡旋片的内周面侧和外周面侧中的任意一侧。

说明书全文

技术领域

发明涉及流体机械,尤其涉及适合于制冷空调机和式供热机的流 体机械。

背景技术

这种流体机械、例如涡旋压缩机在容器中具有用于实施制冷剂的吸入、压 缩和排出一连串动作过程的涡旋单元。详细而言,该单元具有相互啮合的定涡 盘和动涡盘,在动涡盘的背面上形成有轮毂,在该轮毂上连接有与转轴一体形 成的曲柄销。动涡盘通过轮毂被转轴驱动,没有自转地一边被主轴框架支撑一 边绕定涡盘的轴心进行公转回旋运动。由此,各涡盘的涡旋片之间形成的空间 的容积减小,进行上述一连串的动作。
然而,在该流体机械中,使各涡盘的涡旋片相互之间可靠地啮合、使涡旋 片之间形成的空间密闭以防止制冷剂泄漏是很重要的,另一方面,若如此使涡 旋片之间形成的空间成为密闭状态,则动涡盘与定涡盘之间的啮合部分的摩擦 就会增大,很可能会发生烧结等。
为此,通常对动涡盘与定涡盘之间的啮合部分供给润滑油,利用润滑油的 密封性能来确保密闭状态,同时防止上述烧结等的发生。
特别地,由于对动涡盘的涡旋片的上表面与定涡盘之间的润滑油的供给容 易中断,因此提出了各种促进对该部位的润滑油供给的技术。例如,公知有在 动涡盘的涡旋片的上表面沿涡旋片的形成方向延伸设置倾斜面等,利用楔效应 将润滑油引导到涡旋片的上表面的结构(参照日本专利特开2005-171952号 公报)。
然而,在上述公报所揭示的技术中,由于倾斜面等沿涡旋片的形成方向延 伸设置,因此涡旋压缩机在结构上存在涡旋片之间的压缩室的压容易沿着倾 斜面朝压缩室以外的低压部释放而下降的问题。
若压缩室的压力如此下降,则会导致润滑油的密封性能下降,作为压缩机 无法得到足够的压缩效率。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种能可靠地向动涡盘与定涡盘的啮合 面供给润滑油、能使涡旋片之间形成的压缩室始终良好地维持液密封的流体机 械。
为了实现该目的,本发明的流体机械,其特征在于,包括:转轴,其在容 器内延伸,可自由旋转地支撑在该容器内;曲柄销,其在所述转轴的上端侧偏 心地形成为一体;以及涡旋单元,其设置在所述容器内,具有与该容器设置成 一体的定涡盘、与所述曲柄销连接并被所述转轴驱动而绕该定涡盘的轴心进行 公转旋转运动的动涡盘,通过该动涡盘的公转旋转运动,使立设在该动涡盘的 镜板面上的涡旋片的侧面与立设在所述定涡盘的镜板面上的涡旋片的侧面啮 合,并使该动涡盘的涡旋片的顶面与所述定涡盘的镜板面啮合,使该定涡盘的 涡旋片的顶面与所述动涡盘的镜板面啮合,从而使这些涡旋片之间形成的空间 容积增减,以实施工作流体的压缩或膨胀这一连串的动作,润滑油向所述动涡 盘与所述定涡盘之间供给,在所述动涡盘和所述定涡盘中,至少在所述动涡盘 的涡旋片上设有槽,该槽从该涡旋片的所述顶面中央附近延伸到所述侧面并与 该侧面大致垂直,这些槽在该涡旋片的形成方向上具有规定的间隔。
因此,工作油储存在该槽内,通过涡旋片顶面和镜板面的滑动来抽吸该储 存着的润滑油并向涡旋片的顶面与镜板面之间供给,涡旋片顶面与镜板面之间 的微小间隙能由润滑油良好地密封。
由此,作为啮合面的动涡盘与定涡盘之间的所有的微小间隙都能由润滑油 良好地密封,能使涡旋片之间形成的压缩室始终维持在良好的液密封的状态。 因此,能提高压缩效率,并提高压缩机的性能。
所述槽最好延伸设置至所述涡旋片的所述侧面的中央附近。
由此,通过简易的加工就可将涡旋片的顶面与镜板面之间的微小间隙良好 地密封。
所述槽最好延伸设置至所述镜板面。
由此,能从容易存在较多润滑油的镜板面附近抽吸润滑油并充分储存在槽 内,并能将涡旋片的顶面与镜板面之间的微小间隙良好地密封。
最好所述槽至少设置在所述涡旋片的内周面侧和外周面侧中的任意一侧。
这样,通过在涡旋片的内周面侧和外周面侧双方设置槽,能将涡旋片的顶 面与镜板面之间的微小间隙不间断地良好地密封。另外,通过在涡旋片的内周 面侧和外周面侧中的一侧设置槽,在确保涡旋片强度的同时能将涡旋片的顶面 与镜板面之间的微小间隙良好地密封
附图说明
图1是表示本发明实施形态的密闭型压缩机的纵向剖视图。
图2是放大表示图1的涡旋单元部分的图。
图3是沿图2的A-A线的横向剖视图。
图4是动涡盘的涡旋片的放大立体图。
图5是沿图4的B-B线的纵截面。
图6是另一实施形态的动涡盘的涡旋片的放大立体图。
图7是沿图6的B’-B’线的纵截面。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的一实施形态进行说明。
图1是表示本发明的密闭型压缩机(流体机械)的纵向剖视图。
密闭型压缩机(以下称为压缩机)1是组装在制冷空调装置和热泵式 供热水机等的制冷回路中的立式涡旋压缩机,该回路具有供工作流体的一 例即二制冷剂(以下称为制冷剂)循环的路径,压缩机1从路径吸 入制冷剂,压缩后朝路径排出。
如该图所示,该压缩机1具有外壳(容器)2,外壳2的筒部4其上侧 和下侧分别被上盖6和下盖8气密封地嵌合,筒部4的内部被密闭,作用 有高压的排出压。另外,在筒部4上连接有吸入管10以从上述回路吸入制 冷剂,在上盖6的合适位置连接有将外壳2内的压缩制冷剂向上述回路送 出的排出管12。
电动机14收容在筒部4内,在该电动机14上配置有转轴16,通过对 电动机14通电来驱动转轴16。转轴16的上端侧通过轴承17可自由旋转地 支撑在主轴框架18上。
另一方面,转轴16的下端侧通过轴承20可自由旋转地支撑在副轴框 架22上。另外,在转轴16的下端侧安装有油泵24,油泵24对形成在下盖 8内侧即外壳2的底部的储油室26内的润滑油L进行抽吸。该润滑油L经 由转轴16内部的沿轴线方向穿设的供油路(油路)28流向各滑动部分和轴 承等,起到润滑和滑动面的密封功能。
制冷剂的排出压作用于储油室26的润滑油L的油面,该制冷剂的排出 压对润滑油L的油面作用也有助于供油路28的润滑油L的上升。由此,供 油路28的出口成为与制冷剂的排出压大致相等的高压环境。
另外,在副轴框架22的合适位置形成有润滑油L的导入口32,向压 缩机1内的各滑动部分供给的润滑油L通过导入口32储存在储油室26内。
涡旋单元30在筒部4内配置在电动机14的上方,实施制冷剂的吸入、 压缩和排出这一连串的动作。
详细而言,如图2将涡旋单元30放大表示那样,该涡旋单元30包括 动涡盘34和定涡盘36,在各涡盘34、36的分别对峙的镜板面34d、36d 上分别一体地立设有涡旋片34a、36a,在这些涡旋片34a、36a之间形成压 缩室。由此,当动涡盘34相对于定涡盘36旋转运动时,涡旋片34a、36a 相互啮合而互动,制冷剂从动涡盘34外周侧形成的吸入室37通过吸入管 10吸入到该压缩室内,压缩室在朝涡旋片34a、36a的中心移动的同时其容 积减小,从而进行制冷剂的压缩。
详细而言,当动涡盘34旋转运动时,涡旋片34a、36a的侧面具有微 小间隙地啮合,且涡旋片34a的顶面34c与定涡盘36的镜板面36d以及涡 旋片36a的顶面36c与动涡盘34的镜板面34d具有微小间隙地啮合,同时 压缩室的容积增减,从而实施制冷剂的吸入、压缩和排出这一连串的动作。
为了对上述动涡盘34付与旋转运动,在动涡盘34的背面34b上凸设 形成有轮毂38,该轮毂38通过轴承44与曲柄销42连接。该曲柄销42在 转轴16的上端侧形成为一体,随着转轴16的旋转,在主轴框架18上使动 涡盘34进行公转旋转运动。
另一方面,动涡盘34的自转由自转阻止销(销)62阻止。该销62突 设在动涡盘34的背面34b上,销62留有间隙地嵌入到在主轴框架18上形 成的有底状孔(圆筒孔)64内。即,在动涡盘34的背面34b与主轴框架 18之间的空隙45内形成有所谓的销-孔式(日文:ピン一ホ一ル式)的旋 转阻止机构60。详细而言,旋转阻止机构60例如具有四组销62和孔64。
定涡盘36固定在主轴框架18上,将上盖6内形成的排出室54侧与压 缩室侧隔开。详细而言,在主轴框架18上,圆筒状的外周壁19与转轴16 呈同心圆状地朝定涡盘36延伸,定涡盘36与该外周壁19的上缘接合。
这样,通过定涡盘36与该外周壁19的上缘接合,动涡盘34被该外周 壁19围住,定涡盘36与主轴框架18之间形成供动涡盘34滑动的旋转滑 动区域。该旋转滑动区域中,主轴框架18的上表面、定涡盘36的镜板面、 动涡盘34、外周壁19之间形成有空隙46。空隙46与上述吸入室37连通 并与上述空隙45连通,如图3所示,当动涡盘34朝箭头方向公转旋转运 动时,随着该公转旋转运动而移动。
如图1、图2所示,上述空隙45与供油路28的出口连通并通过空隙 46与吸入室37连通,高压的润滑油L通过空隙45、空隙46向低压的吸入 室37供给(图2中箭头所示)。由此,作为啮合面的涡旋片34a、36a的 侧面间和涡旋片34a的顶面34c与定涡盘36的镜板面36d间以及涡旋片36a 的顶面36c与动涡盘34的镜板面34d间的微小间隙由润滑油L密封。
如图3的沿图2的A-A线的横截面所示,在动涡盘34的涡旋片34a 上,在涡旋片34a的形成方向的整个区域内设有多个槽35。
详细而言,如图4的涡旋片34a的放大立体图所示,槽35如下设置: 从顶面34c中央附近至侧面中央附近倾斜,在涡旋片34a的内周面侧和外 周面侧与内周面和外周面垂直,且在涡旋片34a的形成方向上以规定间隔 交替,其槽宽被设定为微小尺寸(例如数μm)。
如图5的沿图4的B-B线的纵截面所示,在涡旋片34a的顶面34c上, 槽35的长度被设定为比顶面宽度尺寸D短的规定尺寸d1。规定尺寸d1可 考虑涡旋片34a的强度等适当地设定(例如d1/D≤1/2)。
在定涡盘36的中央部分的合适位置贯通穿设有与压缩室侧连通的排 出孔56,该排出孔56由配置在定涡盘36背面36b侧的排出孔58开闭。排 出58被排出头50覆盖,利用该排出头50抑制排出阀58开阀时的噪声。
以下对如此构成的本发明的密闭型压缩机(流体机械)的作用进行说 明。
上述压缩机1中,当电动机14驱动转轴16旋转时,动涡盘34开始公 转旋转运动。该动涡盘34的公转旋转运动将制冷剂从吸入管10朝涡旋单 元30的内部吸入,一边缩小压缩室的容积一边压缩该制冷剂。如此压缩后 的高压制冷剂在外壳2内循环后从排出室54经由排出管12向压缩机外送 出。
当动涡盘34的公转旋转运动这样开始后,从供油路28排出的高压润 滑油L通过空隙45、空隙46向低压的吸入室37供给,由此,涡旋片34a、 36a之间和顶面34c与镜板面36d之间以及顶面36c与镜板面34d之间的微 小间隙由润滑油L密封。本发明的密闭型压缩机中,由于在涡旋片34a上 设有槽35,因而润滑油L如图5中箭头所示那样储存在该槽35内。
当润滑油L如此储存在槽35内后,随着动涡盘34的公转旋转运动, 涡旋片34a反复接近和离开涡旋片36a,由于在与涡旋片34a的侧面垂直的 方向即沿槽35的方向滑动,因此储存在该槽35内的润滑油L一点点被吸 出,供给到涡旋片34a的顶面34c与定涡盘36的镜板面36d之间。由此, 通过将槽35从顶面34c中央附近至侧面中央附近斜向设置这样简易的加 工,就可利用润滑油L将顶面34c与镜板面36d之间的微小间隙不间断地 很好地密封。
由于涡旋片36a的顶面36c与动涡盘34的镜板面34d之间的微小间隙 从重力方向来看处于下方,因而能良好地供给润滑油L,顶面36c与镜板面 34d之间的微小间隙也能由润滑油L良好地密封。
因此,作为啮合面的动涡盘34与定涡盘36之间的所有的微小间隙都 能由润滑油L良好地密封,能将涡旋片34a、36a之间形成的压缩室始终维 持在良好的液密封的状态。因此,能提高压缩机1的压缩效率,并提高压 缩机1的性能。
图6是另一实施形态的涡旋片34a的放大立体图,图7表示沿图6的 B’-B’线的纵截面,以下对该另一实施形态进行说明。
在该另一实施形态中,槽35’从顶面34c中央附近延伸设置到侧面的 动涡盘34的镜板面34d。槽35’与上述槽35相同,设置成:在涡旋片34a 的内周面侧和外周面侧与内周面和外周面垂直,且在涡旋片34a的形成方 向上以规定间隔交替,其槽宽被设定为微小尺寸(例如数μm)。
详细而言,如图7所示,槽35’的长度(深度)被设定为比顶面宽度 尺寸D短的规定尺寸d2。规定尺寸d2可考虑涡旋片34a的强度等适当地设 定(例如d2/D≤1/2)。
若这样设置槽35’,则如图7的箭头所示,能从容易存在较多润滑油 L的镜板面34d附近抽吸润滑油L并充分储存在槽35’内,并能将涡旋片 34a的顶面34c与定涡盘36的镜板面36d之间的微小间隙良好地密封。
以上对本发明的一实施形态进行了说明,但本发明并不局限于上述实 施形态,在不脱离本发明主旨的范围内可进行各种变更。
例如,上述实施形态中,仅在涡旋片34a上设置了槽35、35’,但若 在涡旋片36a上也同样地设置槽,则能将涡旋片36a的顶面36c与动涡盘 34的镜板面34d之间的微小间隙更为良好地密封。
在上述实施形态中,在涡旋片34a的内周面侧和外周面侧设置了槽35、 35’,但也可仅在涡旋片34a的内周面侧和外周面侧中的任意一侧设置槽, 这样,在确保涡旋片34a强度的同时能将涡旋片34a的顶面34c与定涡盘 36的镜板面36d之间的微小间隙良好地密封。
此外,在上述实施形态中,将槽35、35’在涡旋片34a的内周面侧和 外周面侧以规定间隔交替设置,但只要能确保涡旋片34a的强度,也可将 它们在内周面侧和外周面侧以规定间隔设置在相同位置上。
另外,在上述实施形态中,以流体机械为密闭型压缩机的情况为例作 了说明,但并不局限于此,本发明也能很好地应用于流体机械为膨胀机等 其他机械的情况。
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