本發(fā)明涉及一種渦旋式壓縮機。
背景技術(shù):
作為壓縮流體的壓縮機,存在一種渦旋式壓縮機。
在專利文獻1中公開了這種渦旋式壓縮機。渦旋式壓縮機包括具有靜渦旋盤和動渦旋盤的壓縮機構(gòu)。靜渦旋盤包括:圓板狀端板、立著設(shè)置在該端板外緣上的筒狀外周壁、以及立著設(shè)置在該外周壁的內(nèi)部的旋渦狀渦卷(lap)。動渦旋盤包括:與靜渦旋盤的外周壁及渦卷的頂端滑動接觸的端板、以及立著設(shè)置在該端板上的渦卷。在壓縮機構(gòu)中,兩渦旋盤相嚙合,從而在各個渦卷之間形成了壓縮室。若動渦旋盤相對靜渦旋盤做偏心旋轉(zhuǎn)運動,壓縮室的體積就會逐漸減小。其結(jié)果是,在壓縮室中流體得到壓縮。
在該渦旋式壓縮機中,在靜渦旋盤的外周壁的端部形成有靜側(cè)油槽,在動渦旋盤的端板上形成有動側(cè)油槽。高壓潤滑油被供向靜側(cè)油槽。就壓縮機構(gòu)而言,動渦旋盤進行偏心旋轉(zhuǎn)運動,從而交替地反復(fù)處于動側(cè)油槽與靜側(cè)油槽連通的第一狀態(tài)、和動側(cè)油槽與流體室(壓縮室)連通的第二狀態(tài)。若壓縮機構(gòu)處于第一狀態(tài),靜側(cè)油槽內(nèi)的高壓潤滑油就被供向動側(cè)油槽。該油被用于對靜渦旋盤的外周壁與動渦旋盤的端板之間的受力面(thrustsurface)進行潤滑。若壓縮機構(gòu)處于第二狀態(tài),動側(cè)油槽內(nèi)的潤滑油就被供向流體室。由此,能夠促進對于靜渦旋盤和動渦旋盤的各渦卷等滑動部的潤滑。此外,該滑動部的間隙的密封性能得以提高,并且壓縮效率得以提高。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本公開專利公報特開2012-202221號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
-發(fā)明所要解決的技術(shù)問題-
就專利文獻1所公開的壓縮機構(gòu)而言,在第一狀態(tài)下高壓潤滑油被供向動側(cè)油槽,在第二狀態(tài)下該高壓潤滑油被供向壓縮室。不過,在第二狀態(tài)下,若動側(cè)油槽和流體室連通,則動側(cè)油槽的內(nèi)壓與流體室的內(nèi)壓就會迅速地實現(xiàn)均壓化。因此,在第二狀態(tài)下,若動側(cè)油槽的內(nèi)壓和流體室的內(nèi)壓之差減小,有時就無法將動側(cè)油槽內(nèi)的潤滑油充分地供向流體室。這樣一來,就會出現(xiàn)下述問題,即:供向流體室的潤滑油的量不足,致使對于靜渦旋盤和動渦旋盤的滑動接觸部的潤滑受損,并且靜渦旋盤和動渦旋盤之間的間隙的密封性受損。
本發(fā)明正是鑒于上述各點而完成的,其目的在于:在將靜側(cè)油槽內(nèi)的高壓潤滑油供向動側(cè)油槽的壓縮機構(gòu)中,能夠可靠地將高壓潤滑油供向流體室。
-用以解決技術(shù)問題的技術(shù)方案-
本公開的第一方面以渦旋式壓縮機為對象,所述渦旋式壓縮機包括具有靜渦旋盤60和動渦旋盤70的壓縮機構(gòu)40,所述靜渦旋盤60具有端板61、立著設(shè)置在該端板61的外緣上的外周壁63、以及立著設(shè)置在該外周壁63的內(nèi)部的渦卷62,所述動渦旋盤70具有與該靜渦旋盤60的渦卷62的頂端及所述外周壁63的頂端滑動接觸的端板71、以及立著設(shè)置在該端板71上的渦卷72,所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為在所述靜渦旋盤60和所述動渦旋盤70之間形成了流體室s,所述渦旋式壓縮機的特征在于:在所述靜渦旋盤60的所述外周壁63的與所述動渦旋盤70的所述端板71進行滑動接觸的滑動接觸面a1上形成有靜側(cè)油槽80,相當于所述壓縮機構(gòu)40的噴出壓力的高壓潤滑油被供給所述靜側(cè)油槽80,在所述動渦旋盤70的與所述靜渦旋盤60的所述外周壁63進行滑動接觸的滑動接觸面a2上形成有動側(cè)油槽83,所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為進行:在所述靜側(cè)油槽80、所述動側(cè)油槽83及所述流體室s中僅所述靜側(cè)油槽80與所述動側(cè)油槽83連通的第一動作;以及在所述第一動作后所述動側(cè)油槽83同時與所述靜側(cè)油槽80和所述流體室s都連通的第二動作。
在本公開的第一方面中,高壓潤滑油被供向靜渦旋盤60的靜側(cè)油槽80。該潤滑油被用于對靜渦旋盤60的外周壁的與動渦旋盤70的端板進行滑動接觸的滑動接觸面a1(亦稱作受力面)進行潤滑。若動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),就進行動渦旋盤70的滑動接觸面a2(亦稱作受力面)上的動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80連通的第一動作。在該第一動作下,動側(cè)油槽83不會與流體室s連通。因此,靜側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油因存在壓力差而被供向動側(cè)油槽83。
這樣一來,若高壓潤滑油被供向動側(cè)油槽83,該潤滑油就被用于對受力面進行潤滑。也就是說,在第一動作下,利用潤滑油進行潤滑的受力面的潤滑區(qū)域擴大。
若動渦旋盤70進一步進行偏心旋轉(zhuǎn),就進行第二動作。在該第二動作下,動側(cè)油槽83與流體室s連通,并且該動側(cè)油槽83也與靜側(cè)油槽80連通。當像專利文獻1那樣動側(cè)油槽83僅與流體室s連通的情況下,動側(cè)油槽83與流體室s之間迅速實現(xiàn)均壓,從而無法將足夠的潤滑油供向流體室s。
相對于此,在本發(fā)明的第二動作下,由于動側(cè)油槽83亦與處于高壓環(huán)境的靜側(cè)油槽80連通,因而能夠充分確保動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80與流體室s之間的壓力差,從而能夠?qū)⒆銐虻臐櫥凸┫蛄黧w室s。
本公開的第二方面是這樣的,在第一方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為:在所述第二動作后進行所述動側(cè)油槽83與所述流體室s斷開且所述靜側(cè)油槽80與所述動側(cè)油槽83繼續(xù)保持連通的第三動作。
在本公開的第二方面中,在第二動作之后,若動渦旋盤70進一步進行偏心旋轉(zhuǎn),就進行動側(cè)油槽83與流體室s斷開的第三動作。假設(shè)在第二動作之后動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80立即斷開的話,則有可能出現(xiàn)下述情況,即:動側(cè)油槽83的內(nèi)壓亦迅速下降,而無法將足夠的油從動側(cè)油槽83供到受力面,導(dǎo)致無法擴大受力面的潤滑區(qū)域。
相對于此,在本發(fā)明的第三動作下,即使從第二動作移向第三動作,動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80也繼續(xù)保持連通狀態(tài),因而高壓潤滑油被適當?shù)毓┑絼觽?cè)油槽83內(nèi)。其結(jié)果是,能夠?qū)⒆銐虻挠蛷膭觽?cè)油槽83供到受力面,從而能夠謀求擴大受力面的潤滑區(qū)域。
本公開的第三方面是這樣的,在第二方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為:在所述第三動作后且所述第一動作前進行所述動側(cè)油槽83同時與所述靜側(cè)油槽80和所述流體室s都斷開的第四動作。
本公開的第三方面是在第三動作之后且第一動作之前進行第四動作。在該第四動作下,動側(cè)油槽83不僅與流體室s斷開,還與靜側(cè)油槽80斷開。由此,在第四動作下,中斷從靜側(cè)油槽80向動側(cè)油槽83供油。
本公開的第四方面是這樣的,在第一至第三方面中的任一方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為以夾著所述靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面與所述動渦旋盤70的所述渦卷72的外周面之間的接觸部c的方式將所述流體室s劃分成吸入室s1和壓縮室s2,而且該壓縮機構(gòu)40還構(gòu)成為在所述第二動作下所述動側(cè)油槽83同時與所述靜側(cè)油槽80和所述吸入室s1都連通。
在本公開的第四方面中,動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),而使得動渦旋盤70的渦卷72的外周面與靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面之間經(jīng)由微小的間隙實質(zhì)上進行接觸。由此,在壓縮機構(gòu)40中,流體室s被劃分成與吸入口連通的吸入室s1、和與吸入口分隔開并壓縮流體的壓縮室s2。
在第二動作下,所述動側(cè)油槽83同時與所述靜側(cè)油槽80和所述吸入室s1都連通。吸入室s1內(nèi)的壓力低于壓縮室s2內(nèi)的壓力。因而,動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80與吸入室s1之間的壓力差較大。由此,能夠進一步可靠地將動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80內(nèi)的潤滑油供向流體室s(吸入室s1)。
本公開的第五方面是這樣的,在第一至第四方面中的任一方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述動側(cè)油槽83包含:沿著所述靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面延伸的近似圓弧狀的圓弧槽83a。
在本公開的第五方面中,動側(cè)油槽83沿著靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面呈近似圓弧狀地延伸。由此,能夠使從動側(cè)油槽83供到受力面的潤滑油的潤滑區(qū)域在壓縮機構(gòu)40的周向上擴大。
本公開的第六方面是這樣的,在第五方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述壓縮機構(gòu)40構(gòu)成為:若所述動渦旋盤70的所述渦卷72處于規(guī)定的偏心角度位置,則所述流體室s被以夾著所述動渦旋盤70的所述渦卷72的外周側(cè)端部與所述靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面之間的接觸部c的方式劃分成吸入室s1和壓縮室s2,所述動側(cè)油槽83的圓弧槽83a包含:當所述動渦旋盤70處于所述偏心角度位置時位于所述動渦旋盤70的所述渦卷72的外周側(cè)端部的接觸部c附近的部分。
在本公開的第六方面中,若所述動渦旋盤70的所述渦卷72處于規(guī)定的偏心角度位置,則所述動渦旋盤70的外周側(cè)端部與所述靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面之間便經(jīng)由微小的間隙實質(zhì)上進行接觸。由此,在動渦旋盤70的渦卷72的外周側(cè)端部形成有接觸部c。在動渦旋盤70的渦卷72的外周側(cè)端部,由于流體泄露而引起壓縮效率下降。
相對于此,在本方面中,由于動側(cè)油槽83的圓弧槽83a包含位于該接觸部c附近的部分,因而從動側(cè)油槽83流到受力面的油便被供到該接觸部c,從而利用油密封來減少泄漏。其結(jié)果是,能夠抑制由于流體泄漏而引起壓縮效率下降。
本公開的第七方面是這樣的,在第五或第六方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述壓縮機構(gòu)40具有:形成在所述動渦旋盤70上且供十字頭聯(lián)軸節(jié)46的鍵46a嵌合的鍵槽46b,所述動側(cè)油槽83的圓弧槽83a包含:至少當所述動渦旋盤70處于規(guī)定的偏心角度位置時位于所述鍵槽46b的背面?zhèn)炔糠指浇牟糠帧?/p>
在本公開的第七方面中,動側(cè)油槽83的圓弧槽83a包含位于鍵槽46b的背面?zhèn)炔糠指浇牟糠?,并且十字頭聯(lián)軸節(jié)46的鍵46a嵌合到該鍵槽46b中。由此,就能夠?qū)膭觽?cè)油槽83流到受力面的油供到鍵槽46b一側(cè),從而能夠謀求對鍵槽46b與鍵46a之間的滑動部進行潤滑。
本公開的第八方面是這樣的,在第五至第七方面中的任一方面的基礎(chǔ)上,其特征在于:所述動側(cè)油槽83包含:從所述圓弧槽83a開始朝著所述動渦旋盤70的中心部一側(cè)延伸并在進行所述第二動作的過程中與所述流體室s連通的連通槽83b。
在本公開的第八方面中,動側(cè)油槽83包含:圓弧槽83a、和從該圓弧槽83a開始朝動渦旋盤70的中心側(cè)延伸的連通槽83b。在第二動作下,動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80連通,并且動側(cè)油槽83的連通槽83b與流體室s連通。由此,動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80中的油就被從連通槽83b供向流體室s。
例如當該連通槽83b相對于從該連通槽83b朝向動渦旋盤70的中心的方向斜著產(chǎn)生傾斜、或者相對于上述方向垂直延伸時,在第二動作下,按照動渦旋盤70的偏心旋轉(zhuǎn)位置的不同,連通槽83b朝流體室s開口的開口面積會產(chǎn)生較大的變化。由此,無法將規(guī)定量的油從連通槽83b穩(wěn)定地供向流體室s,而導(dǎo)致油噴出量、壓縮效率亦產(chǎn)生偏差。
相對于此,在本發(fā)明中,由于連通槽83b朝著動渦旋盤70的中心側(cè)延伸,因而在第二動作下,連通槽83b朝流體室s開口的開口面積按照動渦旋盤70的偏心旋轉(zhuǎn)位置的不同所產(chǎn)生的變化較小。因此,能夠?qū)⒁?guī)定量的油從連通槽83b穩(wěn)定地供向流體室s,因而能夠提高壓縮效率,并能夠抑制油噴出。
-發(fā)明的效果-
在本公開的第一方面中,在第二動作下,因為動側(cè)油槽83與流體室s和靜側(cè)油槽80都連通,所以能夠充分確保動側(cè)油槽83的內(nèi)壓和流體室s的內(nèi)壓之間的壓力差。由此,能夠可靠地將動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80內(nèi)的潤滑油供向流體室s,從而能夠謀求各個滑動部的潤滑性能提高、各個密封部的密封性能提高。
在本公開的第二方面中,在第二動作之后的第三動作下,動側(cè)油槽83也繼續(xù)與靜側(cè)油槽80連通,因而能夠可靠地防止動側(cè)油槽83的內(nèi)壓下降,而且能夠?qū)㈧o側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油補充到動側(cè)油槽83中。其結(jié)果是,能夠可靠地謀求擴大從靜側(cè)油槽80及動側(cè)油槽83供到受力面的潤滑油的潤滑區(qū)域。
在本公開的第三方面中,在第三動作和第一動作之間的第四動作下,因為使動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80斷開,所以能夠間歇地中斷從靜側(cè)油槽80向動側(cè)油槽83供給潤滑油。由此,能夠防止過多的油被供向動側(cè)油槽83,從而能夠避免供向其它滑動部的潤滑油出現(xiàn)不足(能夠避免所謂的油噴出)。
在本公開的第四方面中,在第二動作下,由于使動側(cè)油槽83與吸入室s1連通,因而能夠使動側(cè)油槽83與流體室s之間保持較大的壓力差,從而能夠增大從動側(cè)油槽83供向流體室s的潤滑油的量。
在本公開的第五方面中,由于使動側(cè)油槽83形成為圓弧狀,因而能夠使受力面的潤滑區(qū)域進一步擴大。特別是在本公開的第六方面中,還能夠?qū)A弧槽83a內(nèi)的油供到動渦旋盤70的外周側(cè)端部的接觸部c,從而能夠提高該部位的潤滑性能及密封性能。進而,在本公開的第七方面中,還能夠?qū)A弧槽83a內(nèi)的油供到供十字頭聯(lián)軸節(jié)46的鍵46a嵌合的鍵槽46b,從而能夠提高該部位的潤滑性能。
在本公開的第八方面中,在第二動作下,能夠?qū)⒁?guī)定量的油從動側(cè)油槽83的連通槽83b穩(wěn)定地供向流體室s。在第二動作下,從動側(cè)油槽83供向流體室s的油的供給量大致是由連通槽83b在壓縮機構(gòu)40的軸向上的高度、以及在周向上的寬度決定的。因此,就連通槽83b而言,用以決定供油量的參數(shù)較少,從而能夠抑制偏差,且能提高壓縮效率并能抑制油噴出。
附圖說明
圖1是實施方式的渦旋式壓縮機的縱向剖視圖。
圖2是實施方式的渦旋式壓縮機的主要部分的縱向剖視圖。
圖3是實施方式的渦旋式壓縮機的靜渦旋盤的仰視圖,示出動渦旋盤的偏心角度位置位于進行第一動作的位置的這一狀態(tài)。
圖4是實施方式的渦旋式壓縮機的靜渦旋盤的仰視圖,示出動渦旋盤的偏心角度位置位于進行第二動作的位置的這一狀態(tài)。
圖5是實施方式的渦旋式壓縮機的靜渦旋盤的仰視圖,示出動渦旋盤的偏心角度位置位于進行第三動作的位置的這一狀態(tài)。
圖6是實施方式的渦旋式壓縮機的靜渦旋盤的仰視圖,示出動渦旋盤的偏心角度位置位于進行第四動作的位置的這一狀態(tài)。
圖7是將靜側(cè)油槽、動側(cè)油槽及流體室的主要部分擴大后所示出的靜渦旋盤的仰視圖,并且按照順序示出了第一動作、第二動作、第三動作及第四動作。
圖8是實施方式的變形例所涉及的渦旋式壓縮機的相當于圖6的圖。
圖9是實施方式的變形例所涉及的渦旋式壓縮機的相當于圖7的圖。
圖10是其它實施方式所涉及的渦旋式壓縮機的相當于圖3的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細的說明。需要說明的是,下述實施方式是本質(zhì)上優(yōu)選的示例,并沒有意圖對本發(fā)明、其應(yīng)用對象或其用途的范圍加以限制。
如圖1和圖2所示,本實施方式的渦旋式壓縮機10(下面簡稱為壓縮機10)設(shè)置在進行蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的制冷劑回路中,并對流體即制冷劑進行壓縮。在制冷劑回路中,已由壓縮機10壓縮了的制冷劑在冷凝器中冷凝后由減壓機構(gòu)進行減壓,再在蒸發(fā)器中蒸發(fā),之后被吸入到壓縮機10中。
渦旋式壓縮機10包括:機殼20、以及收納在該機殼20中的電動機30和壓縮機構(gòu)40。機殼20形成為縱向長度較長的圓筒狀,并構(gòu)成為密閉拱頂型機殼。
電動機30包括:固定在機殼20上的定子31、和設(shè)置于該定子31內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子32。驅(qū)動軸11貫穿轉(zhuǎn)子32,并且該轉(zhuǎn)子32被固定在驅(qū)動軸11上。
在機殼20的底部形成有貯存潤滑油的貯油部21。吸入管12貫穿機殼20的上部。噴出管13貫穿機殼20的中央部。
位于電動機30上方的固定部件(housing)50固定在機殼20上。壓縮機構(gòu)40設(shè)置在固定部件50的上方。噴出管13的流入端位于電動機30與固定部件50之間。
驅(qū)動軸11沿著機殼20的中心軸在上下方向上延伸。驅(qū)動軸11具有主軸部14、以及與主軸部14的上端連結(jié)的偏心部15。主軸部14的下部經(jīng)由下部軸承22被機殼20支承著可進行旋轉(zhuǎn)。下部軸承22被固定在機殼20的內(nèi)周面上。主軸部14的上部貫穿固定部件50,由固定部件50的上部軸承51支承著可進行旋轉(zhuǎn)。上部軸承51被固定在機殼20的內(nèi)周面上。
壓縮機構(gòu)40包括:固定在固定部件50的上表面上的靜渦旋盤60、和與靜渦旋盤60嚙合的動渦旋盤70。也就是說,動渦旋盤70置于靜渦旋盤60與固定部件50之間,并設(shè)置在固定部件50上。
在固定部件50上形成有環(huán)狀部52和凹部53。環(huán)狀部52形成在固定部件50的外周部。凹部53形成在固定部件50的中央上部,并且該凹部53形成為其中央部凹陷的碟子狀。在凹部53的下側(cè)形成有上部軸承51。
固定部件50被壓入固定在機殼20的內(nèi)部。也就是說,機殼20的內(nèi)周面與固定部件50的環(huán)狀部52的外周面在整個一周上保持氣密性地緊貼在一起。固定部件50將機殼20的內(nèi)部空間劃分為上部空間23和下部空間24,在該上部空間23內(nèi)收納有壓縮機構(gòu)40,在該下部空間24內(nèi)收納有電動機30。
靜渦旋盤60包括:端板61、立著設(shè)置在該端板61的正面(圖1和圖2中的下表面)的外緣上的近似筒狀的外周壁63、以及立著設(shè)置在該端板61上的外周壁63內(nèi)部的旋渦狀(漸開線狀)渦卷62。端板61位于外周側(cè),是接著渦卷62形成的。渦卷62的頂端面與外周壁63的頂端面形成為大致齊平。此外,靜渦旋盤60被固定在固定部件50上。
動渦旋盤70包括:端板71、形成在該端板71的正面(圖1和圖2中的上表面)上的旋渦狀(漸開線狀)渦卷72、以及形成在端板71的背面中心部的凸緣部73。驅(qū)動軸11的偏心部15插入凸緣部73中,使得驅(qū)動軸11與該凸緣部73連結(jié)在一起。
在壓縮機構(gòu)40中,在靜渦旋盤60與動渦旋盤70之間形成有供制冷劑流入的流體室s。動渦旋盤70設(shè)置為:渦卷72與靜渦旋盤60的渦卷62嚙合。在靜渦旋盤60的外周壁63上形成有吸入口64(參照圖3)。吸入管12的下游端與吸入口64相連。
流體室s被劃分成吸入室s1和壓縮室s2。也就是說,若靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面與動渦旋盤70的渦卷72的外周面實質(zhì)上進行接觸的話,就以夾著該接觸部c的方式劃分出吸入室s1和壓縮室s2(參照例如圖3)。吸入室s1構(gòu)成吸入低壓制冷劑的空間。吸入室s1與吸入口64連通,并與壓縮室s2斷開。壓縮室s2構(gòu)成壓縮低壓制冷劑的空間。壓縮室s2與吸入室s1斷開。
在靜渦旋盤60的端板61的中央部形成有噴出口65。在靜渦旋盤60的端板61的背面(圖1和圖2中的上表面)形成有高壓腔66,并且噴出口65朝著該高壓腔66敞開。高壓腔66經(jīng)由形成在靜渦旋盤60的端板61和固定部件50上的通路(省略圖示)與下部空間24連通。已由壓縮機構(gòu)40壓縮而成的高壓制冷劑流到下部空間24。因此,在機殼20的內(nèi)部,下部空間24成為高壓環(huán)境。
在驅(qū)動軸11的內(nèi)部,形成有從驅(qū)動軸11的下端開始沿上下方向一直延伸到上端的供油路16。驅(qū)動軸11的下端部浸在貯油部21中。供油路16將貯油部21中的潤滑油供給下部軸承22和上部軸承51,并且還將該潤滑油供給凸緣部73與驅(qū)動軸11之間的滑動面。供油路16在驅(qū)動軸11的上端面上敞口,將潤滑油供向驅(qū)動軸11的上方。
在固定部件50的環(huán)狀部52上,密封部件(省略圖示)設(shè)置在內(nèi)周部的上表面上。在密封部件的中心部一側(cè)形成有高壓空間即背壓部42。在密封部件的外周側(cè)形成有中壓空間即中壓部43。也就是說,背壓部42主要由固定部件50的凹部53構(gòu)成。凹部53經(jīng)由動渦旋盤70的凸緣部73的內(nèi)部與驅(qū)動軸11中的供油路16連通。相當于壓縮機構(gòu)40的噴出壓力的高壓壓力作用在背壓部42上。背壓部42利用該高壓壓力將動渦旋盤70推壓到靜渦旋盤60上。
中壓部43包括動側(cè)壓力部44和靜側(cè)壓力部45。動側(cè)壓力部44形成在動渦旋盤70的端板71的靠外周側(cè)的部位的背面。動側(cè)壓力部44形成在背壓部42的外側(cè),并利用中壓壓力將動渦旋盤70推壓到靜渦旋盤60上。
靜側(cè)壓力部45形成在上部空間23中靜渦旋盤60的外側(cè)。靜側(cè)壓力部45經(jīng)由靜渦旋盤60的端板61上的外周壁63與機殼20之間的間隙與動側(cè)壓力部44連通。
在固定部件50的上部設(shè)置有十字頭聯(lián)軸節(jié)46。十字頭聯(lián)軸節(jié)46構(gòu)成動渦旋盤70的防自轉(zhuǎn)部件。在十字頭聯(lián)軸節(jié)46上,設(shè)置有朝動渦旋盤70的端板71的背面?zhèn)韧怀龅臋M向長度較長的鍵46a(參照圖2及圖3)。相對于此,在動渦旋盤70的端板71的背面形成有鍵槽46b,十字頭聯(lián)軸節(jié)46的鍵46a嵌合到該鍵槽46b中并可進行滑動。
如圖2所示,在固定部件50的內(nèi)部,形成有彈性槽54、第一油通路55及第二油通路56。彈性槽54形成在凹部53的底部。彈性槽54形成為將驅(qū)動軸11的周圍圍起來的環(huán)狀。第一油通路55的流入端與彈性槽54連通。第一油通路55在固定部件50的內(nèi)部從內(nèi)周側(cè)朝著外周側(cè)向斜上方延伸。第二油通路56的流入端與第一油通路55的靠外周的部位連通。第二油通路56上下貫穿固定部件50的內(nèi)部。螺桿部件75從第二油通路56的下端側(cè)插入該第二油通路56中。第二油通路56的下端由螺桿部件75的頭部75a封住。
在靜渦旋盤60的外周壁63形成有第三油通路57、第四油通路58及縱孔81。第三油通路57的流入端(下端)與第二油通路56的流出端(上端)連通。第三油通路57在外周壁63的內(nèi)部上下延伸。第四油通路58的流入端(外周端)與第三油通路57的流出端(上端)連通。第四油通路58沿徑向在靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)部延伸。縱孔81的流入端(上端)與第四油通路58的流出端(內(nèi)周端)連通??v孔81朝著動渦旋盤70的端板71向下方延伸??v孔81的流出端在動渦旋盤70的端板71與靜渦旋盤60的外周壁63之間的滑動接觸面上敞口。也就是說,縱孔81將凹部53內(nèi)的高壓潤滑油供向動渦旋盤70的端板71與靜渦旋盤60的外周壁63之間的滑動接觸面a1、a2。
在靜渦旋盤60和動渦旋盤70上,形成有將中壓制冷劑供給中壓部43的調(diào)節(jié)槽47。如圖2及圖3所示,調(diào)節(jié)槽47由形成在靜渦旋盤60上的初級側(cè)通路48和形成在動渦旋盤70上的次級側(cè)通路49構(gòu)成。初級側(cè)通路48形成在靜渦旋盤60的外周壁63的下表面上。初級側(cè)通路48的內(nèi)端在外周壁63的內(nèi)周面上敞口,并與處于中壓狀態(tài)的壓縮室s連通。
次級側(cè)通路49構(gòu)成沿上下方向貫穿動渦旋盤70的端板71的外周部的通孔。次級側(cè)通路49是其通路剖面(垂直于軸的剖面)的形狀為圓形的圓孔。次級側(cè)通路49的通路剖面并不局限于此,也可以是例如橢圓形或圓弧形。
次級側(cè)通路49的上端與初級側(cè)通路48的外端部間歇地連通,該次級側(cè)通路49的下端與動渦旋盤70和固定部件50之間的中壓部43連通。也就是說,中壓制冷劑從處于中壓狀態(tài)的壓縮室41被間歇地供到中壓部43,使得中壓部43處于規(guī)定的中壓環(huán)境。
〈靜側(cè)油槽和動側(cè)油槽的結(jié)構(gòu)〉
如圖3所示,在靜渦旋盤60的外周壁63的正面(圖2中的下表面)上形成有靜側(cè)油槽80。也就是說,靜側(cè)油槽80形成在靜渦旋盤60的外周壁63的與動渦旋盤70的端板71進行滑動接觸的滑動接觸面a1(亦稱作受力面)上。靜側(cè)油槽80包括上述縱孔81、和以通過該縱孔81的方式延伸的周向槽82。
周向槽82沿著靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面呈近似圓弧狀地延伸。周向槽82包括第一圓弧槽82a和第二圓弧槽82b。第一圓弧槽82a夾著縱孔81朝一端側(cè)(圖3中逆時針一側(cè))延伸。第二圓弧槽82b夾著縱孔81朝另一端側(cè)(圖3中順時針一側(cè))延伸。各個圓弧槽82a、82b是以動渦旋盤70的中心為基準跨越了大約90°的范圍而形成的。隨著沿逆時針方向前進,第一圓弧槽82a與外周壁63的內(nèi)周面之間的距離逐漸擴大。隨著沿順時針方向前進,第二圓弧槽82b與外周壁63的內(nèi)周面之間的距離逐漸縮小。
如圖3所示,在動渦旋盤70的端板71的外周部的正面(圖2中的上表面)上形成有動側(cè)油槽83。也就是說,動側(cè)油槽83形成在動渦旋盤70的端板71的與靜渦旋盤60的外周壁63進行滑動接觸的滑動接觸面a2(受力面)上。動側(cè)油槽83形成在靜渦旋盤60的第二圓弧槽82b的端部附近。動側(cè)油槽83包括:呈近似圓弧狀的動側(cè)圓弧槽83a、和接著該動側(cè)圓弧槽83a的一端部(圖3中逆時針方向一側(cè)的端部)形成的連通槽83b。
動側(cè)油槽83的動側(cè)圓弧槽83a從第二圓弧槽82b的端部附近開始沿著動渦旋盤70的端板71的外周面呈近似圓弧狀地延伸。本實施方式的動側(cè)圓弧槽83a以跨越大約90°范圍的方式延伸。動側(cè)圓弧槽83a的另一端部(圖3中順時針側(cè)端部)延伸到鍵槽46b的背面?zhèn)炔糠值母浇鼮橹?。也就是說,動側(cè)圓弧槽83a包含位于鍵槽46b的背面?zhèn)炔糠指浇牟糠帧?/p>
在動渦旋盤70的渦卷72與靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面接觸的偏心角度位置處,本實施方式的動側(cè)圓弧槽83a的另一端部延伸到該所接觸的部分(接觸部c)的附近為止(參照圖6)。也就是說,當動渦旋盤70位于圖6的偏心旋轉(zhuǎn)位置時,動側(cè)圓弧槽83a包含位于接觸部c的附近的部分。
連通槽83b從動側(cè)圓弧槽83a的一端部開始以朝向動渦旋盤70的中心側(cè)的方式彎曲著延伸。也就是說,連通槽83b朝著徑向內(nèi)側(cè)在動渦旋盤70的端板71上延伸,并且該連通槽83b的內(nèi)側(cè)端部可與流體室s連通。連通槽83b的與延伸方向垂直的縱剖面形成為近似矩形形狀。就連通槽83b而言,在整個長度方向上所述縱剖面的形狀都相同。由此,設(shè)計連通槽83b的參數(shù)減少,從而使得連通槽83b的設(shè)計及加工變得很容易。
動側(cè)油槽83構(gòu)成為:隨著動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80及流體室(在本實施方式中為吸入室s1)之間的連通狀態(tài)得以切換。由此,在壓縮機構(gòu)40中,進行靜側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油被供向規(guī)定部位的四個動作。也就是說,在壓縮機構(gòu)40中,在動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn)的這段期間,按照第一動作→第二動作→第三動作→第四動作→第一動作→第二動作……這樣的方式依次反復(fù)進行各個動作。
-運轉(zhuǎn)動作-
首先,對壓縮機10的基本的動作情況進行說明。
若讓電動機30運轉(zhuǎn),壓縮機構(gòu)40的動渦旋盤70就被驅(qū)動著旋轉(zhuǎn)。由于利用防自轉(zhuǎn)部件46阻止動渦旋盤70自轉(zhuǎn),因而動渦旋盤70僅以驅(qū)動軸11的軸心為中心進行偏心旋轉(zhuǎn)。如圖3至圖6所示,若動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),流體室s就被以夾著接觸部c的方式劃分成吸入室s1和壓縮室s2。在靜渦旋盤60的渦卷62與動渦旋盤70的渦卷72之間形成有多個壓縮室s2。若動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),則上述壓縮室s2就會逐漸接近中心(噴出口),并且上述壓縮室s2的容積不斷縮小。由此,在各個壓縮室s2中,制冷劑不斷被壓縮。
若已達到最小容積的壓縮室s2與噴出口65連通,則壓縮室s2內(nèi)的高壓氣態(tài)制冷劑就會經(jīng)由噴出口65被噴到高壓腔66中。高壓腔66內(nèi)的高壓制冷劑氣體經(jīng)由形成在靜渦旋盤60和固定部件50上的各條通路流到下部空間24。下部空間24中的高壓氣態(tài)制冷劑經(jīng)由噴出管13被朝著機殼20的外部噴出。
-供油動作-
接著,邊參照圖2至圖7邊對壓縮機10中潤滑油的供油動作進行詳細的說明。
若高壓氣態(tài)制冷劑流到壓縮機10的下部空間24,則下部空間24就處于高壓環(huán)境,貯油部21中的潤滑油也保持高壓狀態(tài)。該貯油部21中的高壓潤滑油朝著上方在驅(qū)動軸11中的供油路16內(nèi)流動,并從驅(qū)動軸11的偏心部15的上端開口朝著動渦旋盤70的凸緣部73的內(nèi)部流出。
已被供到凸緣部73的油被供向驅(qū)動軸11的偏心部15與凸緣部73之間的滑動面。由此,背壓部42處于相當于壓縮機構(gòu)40的噴出壓力的高壓環(huán)境。動渦旋盤70在該背壓部42的高壓壓力的作用下被推壓到靜渦旋盤60上。
積存在背壓部42中的高壓油流入彈性槽54的內(nèi)部后,依次在第一油通路55、第二油通路56、第三油通路57、第四油通路58中流動,然后流向縱孔81。由此,相當于壓縮機構(gòu)40的噴出壓力的高壓潤滑油被供到靜側(cè)油槽80。在這樣的狀態(tài)下,若動渦旋盤70進行偏心旋轉(zhuǎn),就依次進行第一動作、第二動作、第三動作及第四動作。在上述所有的動作下,靜側(cè)油槽80的周向槽82內(nèi)的油都被用于對其周圍的受力面(滑動接觸面a1、a2)進行潤滑。
〈第一動作〉
若動渦旋盤70位于例如圖3的偏心角度位置的話,就進行第一動作。在第一動作下,靜側(cè)油槽80的第二圓弧槽82b的端部與動側(cè)油槽83的連通槽83b的一端部(徑向內(nèi)側(cè)的端部)連通。由此,靜側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油自連通槽83b流入動側(cè)油槽83(參照圖7)。其結(jié)果是,在動側(cè)油槽83中,連通槽83b及動側(cè)圓弧槽83a內(nèi)充滿了高壓潤滑油。在第一動作下,動側(cè)油槽83與吸入室s1斷開。由此,動側(cè)油槽83內(nèi)的高壓潤滑油被用于對其周圍的受力面(滑動接觸面a1、a2)進行潤滑。
此外,動側(cè)油槽83的動側(cè)圓弧槽83a的另一端部延伸到鍵槽46b的附近為止。由此,從動側(cè)圓弧槽83a流到受力面的潤滑油的一部分也流入鍵槽46b的內(nèi)部。其結(jié)果是,就十字頭聯(lián)軸節(jié)46而言,能夠謀求對鍵46a與鍵槽46b之間進行潤滑。
〈第二動作〉
若位于圖3的偏心角度位置的動渦旋盤70進一步進行偏心旋轉(zhuǎn)而位于例如圖4的偏心角度位置的話,就進行第二動作。在第二動作下,靜側(cè)油槽80的第二圓弧槽82b的端部與動側(cè)油槽83的動側(cè)圓弧槽83a的一端部連通。同時,動側(cè)油槽83的連通槽83b的一端部與流體室(吸入室s1)連通。
假設(shè)在第二動作下,動側(cè)油槽83與吸入室s1連通,而且動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80斷開。在該情況下,動側(cè)油槽83與吸入室s1之間立刻實現(xiàn)均壓,從而有可能無法將足夠的潤滑油供向吸入室s1。在該情況下,流體室s內(nèi)的潤滑油不足,從而招致各個滑動部出現(xiàn)潤滑不良、各個滑動部的間隙的密封性能下降。
相對于此,在本實施方式的第二動作下,動側(cè)油槽83與吸入室s1和靜側(cè)油槽80都連通。因此,能夠防止動側(cè)油槽83的內(nèi)壓下降,并且靜側(cè)油槽80經(jīng)由連通槽83b與吸入室s1連通。因此,在第二動作下,能夠充分地將動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油供向吸入室s1。
此外,動側(cè)油槽83的連通槽83b不是與流體室s中的壓縮室s2連通,而是與吸入室s1連通。因而,動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80的內(nèi)壓與流體室s的內(nèi)壓之間的壓力差較大,從而能夠?qū)⒆銐虻臐櫥凸┫蛄黧w室s。
而且,通過防止動側(cè)油槽83的內(nèi)壓下降,從而能夠?qū)觽?cè)油槽83內(nèi)的潤滑油供到其周圍的受力面(滑動接觸面a1、a2)、鍵槽46b。
〈第三動作〉
若位于圖4的偏心角度位置的動渦旋盤70進一步進行偏心旋轉(zhuǎn)而位于例如圖5的偏心角度位置的話,就進行第三動作。在第三動作下,動側(cè)油槽83的連通槽83b與吸入室s1斷開。不過,在第三動作下,第二動作后動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80也繼續(xù)保持連通狀態(tài)。
這樣一來,若動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80繼續(xù)保持連通狀態(tài),動側(cè)油槽83的內(nèi)壓就會維持在高壓環(huán)境中。因此,在第三動作下,也能夠?qū)觽?cè)油槽83內(nèi)的潤滑油供到其周圍的受力面(滑動接觸面a1、a2)、鍵槽46b。
進而在第三動作下,處于動渦旋盤70的渦卷72的外周側(cè)端部和靜渦旋盤60的外周壁63的內(nèi)周面之間的接觸部c、與動側(cè)圓弧槽83a相接近的狀態(tài)。也就是說,動側(cè)圓弧槽83a的另一端部位于動渦旋盤70的外周側(cè)端部的接觸部c附近。由此,也能夠?qū)膭觽?cè)圓弧槽83a流到受力面的潤滑油的一部分供向動渦旋盤70的外周側(cè)端部的接觸部c。由此,能夠促進對該接觸部c進行潤滑,并且能夠提高對接觸部c周圍的間隙的密封性能。
〈第四動作〉
若位于圖5的偏心角度位置的動渦旋盤70進一步進行偏心旋轉(zhuǎn)而位于例如圖6的偏心角度位置的話,就進行第四動作。在第四動作下,動側(cè)油槽83與流體室(吸入室s1)和靜側(cè)油槽80都斷開。由此,中斷從靜側(cè)油槽80向動側(cè)油槽83供給高壓潤滑油。也就是說,就壓縮機構(gòu)40而言,在動渦旋盤70進行360°偏心旋轉(zhuǎn)的期間,間歇地中斷從靜側(cè)油槽80向動渦旋盤70供給潤滑油。由此,能夠防止從靜側(cè)油槽80向動側(cè)油槽83連續(xù)地供給潤滑油而導(dǎo)致潤滑油的供給過多,從而能夠避免貯油部21內(nèi)的潤滑油不足(產(chǎn)生所謂的油噴出)。
在第四動作之后,再次進行第一動作,然后依次反復(fù)地進行第二動作、第三動作及第四動作。
-實施方式的效果-
在上述實施方式中,在第二動作下,因為動側(cè)油槽83與流體室s和靜側(cè)油槽80都連通,所以能夠充分確保動側(cè)油槽83的內(nèi)壓和流體室s的內(nèi)壓之間的壓力差。由此,能夠可靠地將動側(cè)油槽83及靜側(cè)油槽80內(nèi)的潤滑油供向流體室s,從而能夠謀求各個滑動部的潤滑性能提高、各個密封部的密封性能提高。
在第二動作之后的第三動作下,動側(cè)油槽83也繼續(xù)與靜側(cè)油槽80連通,因而能夠可靠地防止動側(cè)油槽83的內(nèi)壓下降,而且能夠?qū)㈧o側(cè)油槽80內(nèi)的高壓潤滑油補充到動側(cè)油槽83中。其結(jié)果是,能夠可靠地謀求擴大從靜側(cè)油槽80及動側(cè)油槽83供到受力面的潤滑油的潤滑區(qū)域。
在第三動作和第一動作之間的第四動作下,因為使動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80斷開,所以能夠間歇地中斷從靜側(cè)油槽80向動側(cè)油槽83供給潤滑油。由此,能夠防止過多的油被供向動側(cè)油槽83,從而能夠避免供向其它滑動部的潤滑油出現(xiàn)不足。
由于使動側(cè)油槽83與吸入室s1連通,因而能夠進一步擴大動側(cè)油槽83與吸入室s1之間的壓力差,從而能夠增大從動側(cè)油槽83供向吸入室s1的潤滑油的量。
由于使靜側(cè)油槽80、動側(cè)油槽83形成為圓弧狀,因而能夠進一步擴大受力面的潤滑區(qū)域。特別是,還能夠?qū)觽?cè)油槽83內(nèi)的油供到動渦旋盤70的外周側(cè)端部的接觸部c,從而能夠提高該部位的潤滑性能及密封性能。進而,也能夠?qū)膭觽?cè)圓弧槽83a流到受力面的潤滑油的一部分供到鍵槽46a、動渦旋盤70的外周側(cè)端部的接觸部c。
動側(cè)油槽83的連通槽83b朝著動渦旋盤70的中心側(cè)呈直線狀延伸。由此,與例如連通槽83b相對于中心側(cè)斜著產(chǎn)生傾斜的那樣的結(jié)構(gòu)相比,連通槽83b朝流體室s開口的開口面積幾乎沒有發(fā)生變化。其結(jié)果是,在第二動作下,能夠?qū)⒁?guī)定量的油從動側(cè)油槽83的連通槽83b穩(wěn)定地供向流體室s。在此,從動側(cè)油槽83供向流體室s的油的供給量大致是由連通槽83b的高度及周向?qū)挾葲Q定的。因此,就連通槽83b而言,用以決定供向流體室s的供油量的參數(shù)較少,從而能夠抑制偏差,且能夠提高壓縮效率并能抑制油噴出。
-實施方式的變形例-
圖8和圖9所示的變形例的渦旋式壓縮機10與上述實施方式的不同之處在于:動側(cè)油槽83的結(jié)構(gòu)不同。在下文中,對與實施方式的不同之處進行說明。
在變形例所涉及的動側(cè)油槽83中,連通槽83b的長度方向(動渦旋盤70的大致徑向)上的長度大于上述實施方式的連通槽83b的長度方向上的長度。伴隨此,在變形例中,第四動作與上述實施方式不同。需要說明的是,在變形例中,第一動作、第二動作及第三動作與上述實施方式相同,能夠?qū)崿F(xiàn)上述作用和效果。
在上述實施方式的第四動作下,動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80和流體室s都斷開。相對于此,在變形例的第四動作下,動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80繼續(xù)保持連通狀態(tài)。也就是說,在變形例中,在第二動作之后,在第三動作及第四動作下都繼續(xù)使動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80保持連通狀態(tài)。
在變形例中,在第二動作之后,動側(cè)油槽83與靜側(cè)油槽80連通的期間比上述實施方式長。因此,能夠可靠地防止動側(cè)油槽83的內(nèi)壓下降,從而能夠可靠地將潤滑油從動側(cè)油槽83供向受力面。
(其它實施方式)
在上述實施方式中,動側(cè)圓弧槽83a延伸到鍵槽46b的背面?zhèn)炔糠帧⒒蛘邉訙u旋盤70的渦卷72的外周側(cè)端部的接觸部c的附近為止(參照圖5)。不過,例如圖10所示,動側(cè)圓弧槽83a未必一定要延伸到圖5所示的部分為止,也可以是以例如跨越大約45°的范圍的方式形成的。相反地,動側(cè)圓弧槽83a的長度也可以比上述實施方式長,從而使得動側(cè)圓弧槽83a在軸向上與鍵槽46b等重合。
渦旋式壓縮機10對具有制冷劑回路的制冷裝置中的制冷劑進行壓縮,不過并不局限于此,也可以對其它流體進行壓縮。
動側(cè)油槽83的形狀并不局限于上述實施方式的形狀。也就是說,動側(cè)油槽83的形狀只要是保證在第二動作下與流體室s和靜側(cè)油槽80都連通的形狀,則可以為任意形狀。
-產(chǎn)業(yè)實用性-
綜上所述,本發(fā)明對于渦旋式壓縮機是很有用的。
-符號說明-
10渦旋式壓縮機
40壓縮機構(gòu)
46十字頭聯(lián)軸節(jié)
46a鍵
46b鍵槽
60靜渦旋盤
61端板
62渦卷
63外周壁
70動渦旋盤
71端板
72渦卷
80靜側(cè)油槽
83動側(cè)油槽
83a動側(cè)圓弧槽(圓弧槽)
83b連通槽
s流體室
s1吸入室
s2壓縮室
a1滑動接觸面(靜側(cè))
a2滑動接觸面(動側(cè))
c接觸部