專利名稱：渦旋式壓縮機(jī)自密封機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦旋式壓縮機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以動(dòng)態(tài)油壓補(bǔ)助動(dòng)渦旋 的軸向密封性的自密封機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
渦旋式壓縮機(jī)的工作原理是由馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主軸輸出端的偏心軸以驅(qū)動(dòng) 動(dòng)渦輪，并在防自轉(zhuǎn)件的限制下，使動(dòng)渦旋對(duì)靜渦旋做公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)的嚙合運(yùn)動(dòng)，并以此運(yùn) 動(dòng)對(duì)工作流體(如冷媒)作吸入、壓縮、排氣的容積改變的工作。若要渦旋式壓縮機(jī)維持良好的工作效率，則必需使靜渦旋與動(dòng)渦旋之間保持良好 的密合才能達(dá)到。而渦旋壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的泄漏，主要肇因于動(dòng)渦旋與靜渦旋之間隙發(fā)生變 動(dòng)。對(duì)使用HFC冷媒的渦旋式壓縮機(jī)而言，動(dòng)渦旋葉片頂端與靜渦旋底板之間隙需保 持在3 10 μ m之間，以供由潤(rùn)滑油膜形成的密封膜來(lái)保持密封。但對(duì)使用較為環(huán)保的C02 冷媒的渦旋壓縮機(jī)而言，由于C02冷媒具有清洗表面介質(zhì)的特性，而且C02冷媒壓縮機(jī)的操 作壓力約為HFC冷媒的3 4倍，因此必需持續(xù)補(bǔ)充潤(rùn)滑油至動(dòng)渦旋與靜渦旋之間，使兩者 的間隙在3 μm以下的狀態(tài)下仍能有潤(rùn)滑效果而不至產(chǎn)生磨損。此外，無(wú)論壓縮機(jī)使用那種冷媒，因?yàn)闈?rùn)滑油與冷媒的相溶性使得潤(rùn)滑油量欲維 持固定，便必須由外來(lái)油量定期補(bǔ)充才能達(dá)到。常見(jiàn)的渦旋式壓縮機(jī)軸向密封機(jī)構(gòu)，是在提供渦旋壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸向壓力，使 動(dòng)渦旋與靜渦旋軸向之間能夠密合。例如，使用油泵供給潤(rùn)滑油，使?jié)櫥吞畛溆趧?dòng)渦旋背 面與骨架間所形成的背壓室中，由于壓縮機(jī)殼體內(nèi)充斥著高壓冷媒，因此，高壓冷媒的壓力 將會(huì)傳遞至背壓室中，對(duì)于動(dòng)渦旋形成一軸向推力，將動(dòng)渦旋推向靜渦旋，以消除其間的軸 向間隙，進(jìn)而達(dá)到良好的密封效果。由于背壓室的壓力需大于壓縮工作流體時(shí)的渦旋分離力方能產(chǎn)生軸向密封力，并 且此一密封力不可過(guò)大，以避免過(guò)度推升動(dòng)渦旋靠向靜渦旋，而使動(dòng)渦旋葉片頂部與靜渦 旋底板接觸，造成不必要的軸向摩擦損失。反之，若軸向密封力若過(guò)小，則會(huì)有動(dòng)渦旋翻覆 現(xiàn)象以及造成渦旋分離而產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。美國(guó)專利公告第5252046號(hào)專利即揭示一種渦旋式壓縮機(jī)自密封技術(shù)，其是于動(dòng) 渦旋的背面設(shè)置背壓室，將被高壓壓縮流體加壓的潤(rùn)滑油導(dǎo)入背壓室內(nèi)，提升背壓室內(nèi)的 壓力，背壓室設(shè)有多個(gè)導(dǎo)引槽，并經(jīng)由毛細(xì)通道與低壓流體入口相通，當(dāng)動(dòng)渦旋轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會(huì) 在動(dòng)渦旋經(jīng)過(guò)導(dǎo)引槽的瞬間將的封閉，并使背壓室的壓力因潤(rùn)滑油壓力的故，而在導(dǎo)引槽 被封閉的瞬間上升，而將動(dòng)渦旋朝向靜渦旋推壓，消除其間的軸向間隙；而當(dāng)導(dǎo)引槽未被封 閉時(shí)，毛細(xì)通道會(huì)與低壓入口相通，而降低背壓室的壓力。由于動(dòng)渦旋轉(zhuǎn)速極快，因此能借 由導(dǎo)引槽時(shí)開(kāi)時(shí)閉的持續(xù)作用，使背壓室的壓力因潤(rùn)滑油壓力的作用而維持在適當(dāng)?shù)母邏?狀態(tài)。前述的US5252046專利，由于是利用對(duì)毛細(xì)通道的時(shí)開(kāi)時(shí)閉產(chǎn)生壓差來(lái)控制流入背壓室的潤(rùn)滑油流量，但在實(shí)際應(yīng)用上影響毛細(xì)通道的壓差的變素頗多，導(dǎo)致該專利技術(shù) 無(wú)法全面滿足壓縮機(jī)商品的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，是在于解決前述各項(xiàng)問(wèn)題而提供一種能快速反應(yīng)并實(shí)時(shí)調(diào)整 背壓室的壓力的渦旋式壓縮機(jī)自密封機(jī)構(gòu)。為達(dá)到前述目的，本發(fā)明的自密封機(jī)構(gòu)是設(shè)置于渦旋壓縮機(jī)的骨架的背壓室與靜 渦旋之間，該自密封機(jī)構(gòu)是由一導(dǎo)引槽、一容置空間、一單向閥與一吸入口所組成，該導(dǎo)引 槽是與該背壓室相連通，該容置空間是與該導(dǎo)引槽相連通，而該單向閥是設(shè)置于該容置空 間鄰接該導(dǎo)引槽的一端，使該導(dǎo)引槽與該容置空間之間呈常閉的連通形態(tài)，該吸入口則是 由該容置空間貫穿至該靜渦旋的工作流體入口。當(dāng)渦旋壓縮機(jī)的背壓室壓力瞬間增大至超過(guò)該單向閥預(yù)設(shè)的壓力時(shí)，該單向閥可 以實(shí)時(shí)開(kāi)啟，使?jié)櫥瓦M(jìn)入該容置空間積蓄，而能調(diào)節(jié)背壓室的壓力，避免因背壓室的背壓 過(guò)大導(dǎo)致動(dòng)渦旋與靜渦旋間的軸向摩擦量增大的問(wèn)題；而積蓄于該容置空間中的潤(rùn)滑油可 隨著靜渦旋工作流體入口處的吸力變化而被由吸入口吸入該動(dòng)渦旋與靜渦旋之間來(lái)補(bǔ)充 潤(rùn)滑油，以滿足運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑需求。據(jù)此，本發(fā)明可以自動(dòng)地達(dá)到動(dòng)態(tài)油壓補(bǔ)助動(dòng)渦旋的軸向密封性的功效。在一實(shí)施例中，該導(dǎo)引槽是凹設(shè)于該骨架與該靜渦旋接觸的一面，而該容置空間 是設(shè)置于該靜渦旋對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)引槽上方的位置，并且該吸入口是由該容置空間遠(yuǎn)離該導(dǎo)引 槽的一端傾斜向下延伸至該靜渦旋的工作流體入口，如此可使該容置空間具有較大的容積 以供積蓄潤(rùn)滑油。在一實(shí)施例中，該單向閥是由一平閥片配合一彈簧所組成，以達(dá)到常閉且單向開(kāi) 啟的作用。在另一實(shí)施例中，該單向閥是為一球閥形態(tài)的結(jié)構(gòu)，其具有一閥座，該閥座是設(shè)置 于該容置空間鄰靠該導(dǎo)引槽的一端，該閥座中設(shè)有一球體，并以一彈簧對(duì)該球體施壓以封 閉該閥座，例如該彈簧相對(duì)于球體端設(shè)有一彈簧座以固定彈簧，并使彈簧對(duì)球體具一預(yù)壓 力，以達(dá)到常閉且單向開(kāi)啟的作用。本發(fā)明的功效在于，由于本發(fā)明的油量控制機(jī)構(gòu)是由一單向閥來(lái)控制一導(dǎo)引槽與 容置空間的連通與否，當(dāng)背壓室壓力瞬間增大時(shí)，單向閥可以實(shí)時(shí)開(kāi)啟使背壓室中的潤(rùn)滑 油進(jìn)入容置空間積蓄，以調(diào)節(jié)背壓室的壓力，而積蓄于容置空間中的潤(rùn)滑油可由靜渦旋的 吸力吸入動(dòng)渦旋與靜渦旋之間來(lái)補(bǔ)充以滿足運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑需求。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為本發(fā)明運(yùn)用于渦旋式壓縮機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖；及圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記
渦旋式壓縮機(jī)1殼體10
馬達(dá)定子11馬達(dá)轉(zhuǎn)子12
主軸13通道131
偏心軸14油槽15
軸承件16骨架20
防自轉(zhuǎn)件21背壓室22
靜渦旋30渦旋葉片31
入口 32出口 33
流出管34動(dòng)渦旋40
座體41油量控制機(jī)構(gòu)5
導(dǎo)引槽51容置空間52
單向閥53平閥片531
彈簧532吸入口 54
油量控制機(jī)構(gòu)6單向閥63
容置空間62導(dǎo)引槽61
閥座631球體632
彈簧633推力Pf
背壓Pb吸力S
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述請(qǐng)參考圖1至圖3，圖1是本發(fā)明運(yùn)用于渦旋式壓縮機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是 本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。該渦旋式壓縮機(jī)1的構(gòu)造主要是于一殼體10設(shè)置一馬達(dá)定子11以及一馬達(dá)轉(zhuǎn)子 12，并且該馬達(dá)轉(zhuǎn)子12是與一主軸13結(jié)合，該主軸13的一端(頂端)具有一偏心軸14，而 該主軸13具有偏心軸14的一端是穿伸入設(shè)置于該殼體10上段的一骨架20中，且該主軸 13的另一端(底端)是延伸至該殼體10部所具有的一油槽15中，必要時(shí)可于該端置一油 泵(圖中未示)，并且該主軸13中具有一通道131，該通道131是貫穿該主軸13，使該油槽 15中的潤(rùn)滑油可經(jīng)由該通道131而被輸送至該偏心軸14的一端。該骨架20中是供一靜渦旋30與一動(dòng)渦旋40設(shè)置，該靜渦旋30與該骨架20之間 是借由固定組件固定結(jié)合，而該動(dòng)渦旋40則被以可轉(zhuǎn)動(dòng)的形式安置于該骨架20與該靜渦 旋30之間，且該動(dòng)渦旋40借由一防自轉(zhuǎn)件21的限制對(duì)靜渦旋30做公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)的嚙合 運(yùn)動(dòng)。該動(dòng)渦旋40對(duì)應(yīng)該偏心軸14具有一座體41，而該偏心軸14則借由一軸承件16 與該座體41連結(jié)，以便于該主軸13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由該偏心軸14驅(qū)動(dòng)該動(dòng)渦旋40對(duì)靜渦旋30 做公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。而該骨架20對(duì)應(yīng)該動(dòng)渦旋40凹設(shè)有一背壓室22，該背壓室22并與該主軸13的 通道131相連通，使該油槽15中的潤(rùn)滑油可經(jīng)由該通道131而被輸送至該背壓室22并充 滿其中。
該靜渦旋30于該渦旋葉片31外圍部分接設(shè)有一工作流體的入口 32，且該靜渦旋 30中央具有一排放出口 33，該出口 33是貫穿該渦旋葉片31中央部分，使得由該入口 32進(jìn) 入的工作流體被動(dòng)渦旋40由該渦旋葉片31的外圍部分朝中央部分逐漸壓縮，而由該出口 33進(jìn)入該殼體10并充滿內(nèi)部，最后由一排放管34排出。而本發(fā)明的自密封機(jī)構(gòu)是為一油量控制機(jī)構(gòu)5，該油量控制機(jī)構(gòu)5具有一導(dǎo)引槽 51，該導(dǎo)引槽51是與該背壓室22相連通，且該油量控制機(jī)構(gòu)5對(duì)應(yīng)該導(dǎo)引槽51具有一容 置空間52，該容置空間52鄰接該導(dǎo)引槽51的一端設(shè)有一單向閥53，且該容置空間52具有 一吸入口 54，該吸入口 M是由該容置空間52貫穿至該靜渦旋30的渦旋葉片31部分。于本實(shí)施例中，該導(dǎo)引槽51是位于該骨架20與該靜渦旋30接觸的一面；而該容 置空間52是位于該靜渦旋30且該容置空間是位于該導(dǎo)引槽51的上方；該單向閥53是由 一平閥片531配合一彈簧532所組成，使該單向閥53于常態(tài)下是屬封閉的形式；而該吸入 口 M是由該容置空間52遠(yuǎn)離該導(dǎo)引槽51的一端傾斜向下延伸至該靜渦旋30的葉片31 與該入口 32銜接的部分。請(qǐng)配合參閱圖1與圖3，當(dāng)該主軸13轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該動(dòng)渦旋40運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，低壓工作流 體會(huì)由該入口 32處進(jìn)入該靜渦旋30與該動(dòng)渦旋40之間，隨著該動(dòng)渦旋40的轉(zhuǎn)動(dòng)角度改 變，低壓工作流體會(huì)逐漸由外圍被向中央推擠，使其體積被逐漸壓縮并使其壓力逐漸升高， 而產(chǎn)生將該動(dòng)渦旋40推離該靜渦旋30的推力Pf，當(dāng)工作流體被擠壓至該靜渦旋30的中央 部分之后，便形成高壓狀態(tài)而由該出口 33排出。于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該殼體10底部油槽15中的潤(rùn)滑油會(huì)被工作流體的高壓及油泵共同作 用，而持續(xù)由該通道131被輸送至該背壓室22，產(chǎn)生軸向推力將該動(dòng)渦旋40推向該靜渦旋 30，此一壓力即為背壓1 ，而潤(rùn)滑油被送至該背壓室22即可提供該動(dòng)渦旋40與該骨架20 之間所需的潤(rùn)滑。當(dāng)然，隨著動(dòng)渦旋40的轉(zhuǎn)速不同，會(huì)有不同量的潤(rùn)滑油被持續(xù)由該油槽15經(jīng)該通 道131送至該背壓室22，當(dāng)動(dòng)渦旋40的轉(zhuǎn)速增快時(shí)，潤(rùn)滑油供給的量會(huì)增大，使背壓室22 的背壓1 會(huì)相應(yīng)增高，以抵抗該動(dòng)渦旋40高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的推力Pf，并提供該動(dòng)渦旋40高速 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的潤(rùn)滑。由于該油量控制機(jī)構(gòu)5的導(dǎo)引槽51是與該背壓室22相通，因此當(dāng)該背壓室22的 背壓1 大過(guò)單向閥53的所預(yù)設(shè)的壓力限制后，潤(rùn)滑油便會(huì)推開(kāi)該平閥片531而進(jìn)入該容 置空間52中積蓄，而非直接送至該入口 32。在動(dòng)渦旋40運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，會(huì)于該入口 32處產(chǎn)生吸力S，以持續(xù)由該入口 32處吸入 低壓工作流體，而由于該油量控制機(jī)構(gòu)5的吸入口 M是與該入口 32相通，因此該吸力S會(huì) 將該容置空間52中所積蓄的潤(rùn)滑油經(jīng)由該吸入口 M吸入，以持續(xù)補(bǔ)充該動(dòng)靜渦旋40頂面 與該靜渦旋30之間所需的潤(rùn)滑油。由于本發(fā)明的油量控制機(jī)構(gòu)5是由該單向閥53來(lái)控制該導(dǎo)引槽51與容置空間52 的連通與否，當(dāng)背壓室22的壓力瞬間增大時(shí)，該單向閥53可以實(shí)時(shí)開(kāi)啟，使?jié)櫥瓦M(jìn)入該 容置空間52積蓄，因此本發(fā)明對(duì)于背壓室22的壓力具有快速反應(yīng)與實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的特性，以避 免因?yàn)閱挝粫r(shí)間內(nèi)潤(rùn)滑油大量蓄積于背壓室22導(dǎo)致背壓1 過(guò)大，進(jìn)而使動(dòng)渦旋40與靜渦 旋30間的軸向摩擦量增大的問(wèn)題。另外，積蓄于該容置空間52中的潤(rùn)滑油可隨著該入口 32處的吸力S變化，而被由該吸入口 M處吸引進(jìn)入該動(dòng)渦旋40與靜渦旋30之間，使該動(dòng)渦旋40的頂面與該靜渦旋30間能持續(xù)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，以滿足運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑需求。據(jù)此，本發(fā)明可以達(dá)到動(dòng)態(tài)油壓補(bǔ)助動(dòng)渦旋的軸向密封性的功效。再請(qǐng)參閱圖4，其是本發(fā)明第二實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，該油量控制機(jī)構(gòu) 6的單向閥63是為一球閥形態(tài)的結(jié)構(gòu)，其是于該容置空間62鄰近該導(dǎo)引槽61的一端設(shè)置 一閥座631，該閥座631中設(shè)有一球體632，并以一彈簧633對(duì)該球體632施加壓力，例如該 彈簧633相對(duì)于球體632端設(shè)有一彈簧座以固定彈簧633，并使彈簧633對(duì)球體632具有一 預(yù)壓力，以封閉該閥座631。此一球閥形式的單向閥63結(jié)構(gòu)，可用于取代前述第一實(shí)施例中 的單向閥，并且達(dá)到與前述第一實(shí)施例相同的功效。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其設(shè)置于該渦旋壓縮機(jī)的骨架的背壓室與靜渦旋 之間，其特征在于，包括一導(dǎo)引槽，與該背壓室相連通；一容置空間，與該導(dǎo)引槽相連通；一單向閥，設(shè)置于該容置空間鄰接該導(dǎo)引槽的一端，使該導(dǎo)引槽與該容置空間之間呈 常閉的連通形態(tài)；及一吸入口，由該容置空間貫穿至該靜渦旋的工作流體入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該導(dǎo)引槽凹設(shè)于 該骨架與該靜渦旋接觸的一面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該容置空間位于 該靜渦旋，并且該容置空間位于該導(dǎo)引槽的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該單向閥由一平 閥片配合一彈簧所組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該單向閥為一球 閥結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該單向閥具有一 閥座，該閥座設(shè)置于該容置空間鄰靠該導(dǎo)引槽的一端，該閥座中設(shè)有一球體，并以一彈簧對(duì) 該球體施壓以封閉該閥座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī)的自密封機(jī)構(gòu)，其特征在于，該吸入口由該容 置空間遠(yuǎn)離該導(dǎo)引槽的一端傾斜向下延伸至該靜渦旋的工作流體入口。
全文摘要
一種渦旋式壓縮機(jī)自密封機(jī)構(gòu)，其是設(shè)置于渦旋壓縮機(jī)的骨架的背壓室與靜渦旋之間，自密封機(jī)構(gòu)是由導(dǎo)引槽、容置空間、單向閥與吸入口所組成，導(dǎo)引槽是連通背壓室與容置空間，而單向閥是設(shè)置于容置空間鄰接導(dǎo)引槽的一端，使導(dǎo)引槽與容置空間之間呈常閉的連通形態(tài)，而吸入口則是由容置空間貫穿至靜渦旋的工作流體入口。借此，當(dāng)背壓室壓力瞬間增大時(shí)，單向閥可以實(shí)時(shí)開(kāi)啟使背壓室中的潤(rùn)滑油進(jìn)入容置空間積蓄，以調(diào)節(jié)背壓室的壓力，而積蓄于容置空間中的潤(rùn)滑油可由靜渦旋的吸力吸入動(dòng)渦旋與靜渦旋之間來(lái)補(bǔ)充以滿足運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的潤(rùn)滑需求。
文檔編號(hào)F04C27/00GK102094824SQ200910259108
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者湯岳儒 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院