專利名稱：封閉式旋轉壓縮機以及冷凍、空調裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種封閉式旋轉壓縮機以及冷凍、空調裝置，尤其涉及適用于使葉片部的前端部可在供油泵室內進行往復運動來供給潤滑油的封閉式旋轉壓縮機和冷凍、空調裝置。這種冷凍、空調裝置，例如是電冰箱、空氣調節器、除濕機、熱水機、汽車空調等。
但是，在以往的壓縮機中，因為葉片部的前端部被形成為和驅動軸心平行的直線狀，所以對供油泵室內的潤滑油的壓出功能得不到充分發揮。為此，在以往的旋轉式壓縮機中，根據壓縮機的運轉條件，特別是在驅動軸低速的條件下汲至驅動軸的潤滑油不足夠，對壓縮機的各滑動部以及存在隙間的壓縮部的供油量減少，就有降低壓縮機性能和冷凍循環性能的問題。并且，在以往的旋轉式壓縮機中，在應用HCFC類制冷劑的代替制冷劑、例如HFC類制冷劑、烴、CO2、氨等自然系列制冷劑時，由于因潤滑性低和負荷增加等的可靠性下降，所以有難以充分確保對滑動部位的供油量的問題。
本發明的目的在于提供一種能防止因對壓縮機的滑動部的供油量不足而引起的潤滑不良并且可靠性高的封閉式旋轉壓縮機和冷凍、空調裝置。
圖2是表示與
圖1中不同工作狀態的圖。
圖3是圖2的A-A剖面圖。
圖4是壓縮機中使用的擺動活塞的立體圖。
圖5是使用壓縮機的冷凍裝置的冷凍循環的構成圖。
圖6是表示圖1的擺動活塞的變形例1的立體圖。
圖7是表示圖1的擺動活塞的變形例2的立體圖。
圖中2—主軸承，2a、3a—軸承部，2b、3b—排出口，2c、3c—排出室，3—副軸承，4—驅動軸，4a、4b—偏心部，5—轉子，6—封閉容器，7—定子，9—滑動部件，10—壓縮室，11—吸入室，12—吸入管，13—連通部，14a、14b—排出蓋，15—排出管，16—潤滑油，17—射流二極管(fluidic diode)，18—儲油部，19—供油管，20—螺旋槽，21—連通孔部(射流二極管)，22—供油流通路，26—分隔板，39—冷凝器，39a—冷凝器用風扇，40—膨脹閥，41—蒸發器，41a—蒸發器用風扇，42—壓縮機，43—電動單元，44—壓縮單元，50—第1缸筒，50a、51a—缸筒室，50b、51b—滑動室，50c、51c—供油泵室，51—第2缸筒，80、81—擺動活塞，80a、81a—滾筒部，80b、81b—葉片部。
首先，將本實施方式也參照圖1～圖5也進行說明。
圖1是本發明的一實施例的封閉式旋轉壓縮機的縱向剖視圖。圖2是圖1中的不同工作狀態的圖，圖3是圖2的A-A剖面圖，圖4是應用于圖1的壓縮機中的擺動活塞的立體圖，圖5是用圖1的壓縮機的冷凍裝置的冷凍循環的構成圖。
本實施例的冷凍裝置的冷凍循環，圖5所示所示，是冷凍(冷氣設備)專用的循環方式。這種冷凍循環，用制冷配管將壓縮機42，冷凝器39、減壓裝置40、蒸發器41順序進行連接而構成。壓縮機42由臥式的封閉擺動活塞形壓縮機構成。冷凝器39由冷凝器用風扇39a實行強制通風，但對于用自然對流式熱交換器構成、沒有冷凝器用風扇39a的情況也能使用本發明。減壓裝置40由膨脹閥、毛細管等所構成。蒸發器41由蒸發器風扇41a強制通風。
冷凍循環內的制冷劑，通過壓縮機42的起動運行，在壓縮機42的壓縮下變成高溫、高壓的氣體，如圖5的實線箭頭所示，從排出管15流入冷凝器39，并通過冷凝器用風扇39a的送風作用而放熱、液化并流入減壓裝置40中，由減壓裝置40節流，進行絕熱膨脹變成低溫低壓，流入蒸發器41中，在蒸發器41中通過蒸發器風扇41a的送風作用，從周圍吸熱而使其氣化后經吸入管12吸入壓縮機42中。作為這種制冷劑，可以使用HCFC類制冷劑的代替制冷劑，例如HFC類制冷劑，烴、CO2、氨等自然系列的制冷劑都。
本實施例的冷凍裝置，由于使用了本發明的壓縮機，可以成為能量效率良好的冷凍裝置。特別是由于壓縮機42使封閉容器6內的壓力在排出壓力以下，所以在斷續運轉的壓縮機42停止時，可以使高溫、高壓的制冷劑少量地流入蒸發器41中，可減少斷續引起的能量損失。
壓縮機42，如圖1～圖3所示的那樣，由配置在封閉容器6內的電動單元43、壓縮單元44和將這兩個單元43、44進行連接的驅動軸4所構成。在封閉容器6內的底部，形成有儲存潤滑油的儲油部18。該壓縮機42，將封閉容器6內的空間形成比排出壓力低的壓力(本實施例中為吸入壓力)。通過在封閉容器6內形成低的壓力，可能減少溶入潤滑油16內的制冷劑量，在使用可燃性的自然制冷劑時特別適宜。電動單元43，有定子7和轉子5。壓縮單元44具有壓縮機構和供油機構。
壓縮機構具有第1缸筒50、第2缸筒51、可旋轉地配置在各缸筒50、51內的擺動活塞80、81、將各缸筒50、51的兩端開口封堵的主軸承2、副軸承3和分隔板26等組成的兩個壓縮部。擺動活塞80、81由滾筒部80a、81a和葉片部80b、81b構成。
供油機構由第1缸筒50的供油泵室50c，第2缸筒51的供油泵室51c，葉片部80b、81b，連通部13、連通孔部21、供油流通路22和射流二極管17、供油管19、螺旋槽20等，由這些部件組成。這些供油流通路22、供油管19和螺旋油槽20等構成。這些供油流通路22、供油管19和螺旋油槽20等構成了對滑動部的供油路。
供油泵室50c和供油泵室51c，通過連通孔部21連通。連通孔部21，在供油泵室51c一側具有變窄的傾斜內面。由此，連通孔部21具有使流體容易從供油泵室50c流向供油泵室51c，并很難進行反向流動的射流二極管功能。另外，供油泵室50c通過連通部13與儲油部18連通。
供油泵室51c通過射流二極管17和供油流通路22與儲油部18連通，同時通過供油流通路22與供油管19連通。供油管19將供油流通路22和螺旋槽20之間連通。
在第1缸筒50、第2缸筒51的中央部，形成有作為第1圓筒狀孔部的缸筒室50a、51a。這些缸筒室50a、51a的兩端開口，用兼作封閉部件的主軸承2、副軸承3和分隔板26封閉。在主軸承2和副軸承3上分別形成有軸承部2a、3a，并由它們地支承著可旋轉的驅動軸4。另外，在主軸承2和副軸承3上，驅動軸4的旋轉軸心，以與第1缸筒50、第2缸筒51的缸筒室50a、51a的軸心一致的方式固定在第1缸筒50、第2缸筒51上。主軸承2的外圓周部被固定在封閉容器6上。電動單元43的轉子5被固定在驅動軸4上，并且電動單元43的定子7被固定在封閉容器6上。
在驅動軸4上，在位于第1缸筒50、第2缸筒51的缸筒室50a、51a內的部分形成有偏心部4a、4b。該偏心部4a、4b的圓筒形外圓周面和擺動活塞80、81的滾筒部80a、81a的圓筒形內周面可以旋轉地嵌合著。然后，以在驅動軸4進行旋轉帶動擺動活塞80、81進行旋轉時、滾筒部80a、81a的圓筒形外圓周面和形成缸筒室50a、51a的圓筒形內圓周面之間存在微小的間隙的方式來決定各部尺寸。而且，由于兩個偏心部4a互相間被形成為180度的不同相位，所以可使在兩個壓縮部產生的氣體壓縮轉矩的變動量均衡化，從而可以減低壓縮機的振動。
在缸筒50、51中，在缸筒室50a、51a的外側，形成有具有與缸筒室50a、51a的中心軸心相平行的中心軸心的、為第2圓筒形孔部的滑動室50b、51b。在滑動室50b、51b的外側，形成有為第3筒形孔部的供油泵室50c、51c。然后，滑動室50b、51b，其一側與缸筒室50a、51a連通，另一側與供油泵室50c、51c連通。主軸承2、副軸承3和分隔板26延長到滑動室50b、51b和供油泵室50c、51c的兩端部。
從滾筒部80a、81a的圓筒形外圓周面一體形成沿半徑方向延長的葉片部80b、81b。葉片部80b、81b將缸筒室50a、50b內劃分為吸入室11和壓縮室10，同時能通過滑動室50b、51b內并延長到供油泵室50c、51c內。
在葉片部80b和滑動室50b、51b的圓筒形內周面之間，組裝有滑動部件9。該滑動部件9具有可滑動地與葉片部80b、81b的平面部接觸的平面部和可滑動地與滑動室50b、51b的圓筒形內周面接觸的圓筒面部。將該滑動部件9以夾入葉片部80b、81b的方式配置。其結果，葉片部80b、81b朝向滑動室50b、51b的中心軸進行進退運動和繞中心軸的擺動運動。
葉片部80b、81b的前端部，在供油泵室50c、51c中進行往復運動，并且不與第1缸筒50和第2缸筒51發生干涉。而且，進行往復運動的葉片部80b、81b的前端部被形成為使相對供油流動方向的供油泵室50c、51c變寬闊的形狀。具體的說，如圖4所示，上流一側的葉片部的長度為L1，下流一側的葉片部的長度為L2，并被設定為上流一側的長度L1＞下流一側的長度L2的關系，而且前端部被形成為具有傾面斜部的形狀。在本實施例中由于傾斜部被形成為直線狀，所以加工容易，可以廉價地進行制作。
接下來，對壓縮單元44的壓縮動作進行說明。
當將電動單元43進行通電使轉子5進行旋轉時，通過驅動軸4與轉子5一起旋轉，使擺動活塞80、81與偏心部4a、4b一起在缸筒室50a、51a內伴隨著擺動并進行公轉運動。由此，將制冷劑氣體吸入到吸入室11內，并轉移到壓縮室10內反復進行容積的增減，將制冷劑氣體進行壓縮。
具體的講，制冷劑氣體從安裝在了封閉容器6上的吸入管12被吸入到封閉容器6內，經吸入通路吸入到吸入室11中，在和壓縮室10的容積的減少同時被壓縮后，通過在主軸承2和副軸承3上形成的排出口2b、排出口3b、向在主軸承2和排出蓋14a上所形成的排出室2c以及在副軸承3和排出蓋14b上所形成的排出室2c、排出室3c排出，然后從排出管15被排到封閉容器6之外。
下面，對供油機構的供油動作進行說明。通過由驅動軸4的旋轉擺動活塞80、81進行動作，與由壓縮機構進行的壓縮動作一同由供油機構進行供油動作。
首先，如圖1所示，分別對第1缸筒50的擺動活塞80在下死點、第2缸筒51的擺動活塞81在上死點的動作情況進行說明。
伴隨第2缸筒51一側的葉片部81b的上升，被儲存在封閉容器6的儲油部18中的潤滑油16從射流二極管17被吸引上來，經供油流通路22吸引到供油泵室51c處。另一方面，伴隨第1缸筒50一側的葉片部80b的下降，供油泵室50c內的潤滑油16經連通孔部21被壓出到供油泵室51c中，同時從連通部13流向儲油部18內。
在這個動作中，由于葉片部80b的前端部被形成為以相對于向供油泵室51c供油流動的方向使供油泵室50c變寬闊的方式，所以使供油泵室50c內的反供油泵室51c一側的潤滑油16能夠容易地向供油泵室51c排出。由此可將供油量增大。特別是由于葉片部80b的前端部被形成為傾斜面，所以對供油泵室50c內的潤滑油16施加壓向供油泵室51c一側的分力，從這點也可以將供油量增大。該供油量的增大，是對葉片部80b的前端部形狀進行了變更的簡單的變更，能夠廉價地實現。
從圖1的狀態到如圖2所示，對第1缸筒50的擺動活塞80在上死點，第2缸筒51的擺動活塞81在下死點時動作的情況進行說明。
伴隨著第2缸筒51的葉片部81b的下降，從供油泵室51c中吸上來的潤滑油16被壓向供油流通路22中，再從供油流通路22經供油管19被吸到驅動軸4的一端，進而通過在驅動軸4的外園周上設置的螺旋槽20，對副軸承3、偏心部4a、4b、主軸承2進行潤滑，再反回到封閉容器6內的儲油部18中。
在這個動作中，由于把葉片部81b的前端部形成為相對于流向供油流通路22的供油流方向使供油泵室51c變寬闊的方式，所以使供油泵室51c內的反供油流通路22一側潤滑油16能夠容易地向供油流通路22排出，同時可以防止潤滑油16向供油泵室50c流出。由此可以增大供油量。特別是由于葉片部81b的前端部被形成為傾斜面，所以對供油泵室50c內的潤滑油16施加壓向供油泵室51c一側的分力，從這點看也可以增大供油量。這個供油量的增大，是通過對葉片部81b的前端部的形狀變更的簡單的變更，可廉價地實現。而且通過射流二極管17的作用，可以防止從供油泵室51c壓出的潤滑油16逆流到封閉容器6內的儲油部18中。
這樣，通過驅動軸的旋轉，使向供油流動方向傾斜的葉片部件80b、81b在供油泵室50c、51c中進行往復運動，并通過使供油泵室50c、51c的容積發生變化的葉片供油泵的作用，能夠把儲存在封閉容器6底部的潤滑油16以足夠量吸到驅動軸4。
根據以上構成，即使在運轉條件發生了變化時(例如低速運轉時)，也能夠將潤滑油16適當地供給各滑動部，可以防止因油量不足而潤滑不良。由此，可以提供高可靠性的封閉式旋轉壓縮機。而且，在使用HCFC類制冷劑的代替制冷劑，例如，HFC類制冷劑、烴、CO2、氨等自然系列制冷劑時，一般來說因潤滑性低和負荷增大而導致可靠性下降，但如根據本實施例就可以防止可靠性的下降，在封閉式旋轉壓縮機中能夠采用代替制冷劑。
下面，對擺動活塞80、81的兩個變形例邊參照圖6和圖7邊進行說明。圖6所示變形例1，是把葉片部80b、81b的前端部形狀形成為傾斜弧狀。另外，圖7里表示的變形例2，是把葉片部80b、81b的前部形狀形成為具有階梯的形狀。在這些變形例1、2中，雖然加工有些麻煩，但由于和上述結構一樣使向供油流動方向的供油泵室50c、51c變寬闊，所以這些共同的結構能得到同樣的效果。
在上述的實施例中，對把滾筒和葉片形成一體的擺動活塞式壓縮機進行了說明，但即使對滾筒和葉片是分體的旋轉式壓縮機也同樣適用。這意味著只要是葉片供油泵式的壓縮機都是可以的。
而且，不僅單級壓縮機，也可以是二級壓縮機。另外，不僅冷凍裝置而且也可適用于空調裝置。
(發明效果)從以上的說明明顯地知道，根據用本發明，可以防止因向壓縮機構的滑動部的供油量不足而潤滑不良，從而可以提供一種可靠性高的封閉式旋轉壓縮機。
權利要求
1.一種封閉式旋轉壓縮機，其特征為在儲存潤滑油的封閉容器內收納有壓縮機構和供油機構，所述壓縮機構，形成有在缸筒室內進行公轉運動的滾筒部和從滾筒部的外圓周面向半徑方向延伸并對所述缸筒室進行劃分的葉片部，所述供油機構，形成有在所述缸筒室的外側形成的供油泵室和在所述供油泵室內進行往復運動的所述葉片部的前端部，所述葉片部的前端部被形成為沿供油流動方向使所述供油泵室變寬闊的形狀。
2.根據權利要求1所述的封閉式旋轉壓縮機，其特征為所述葉片部上流一側的長度比下流一側的長度長，并將該葉片部的前端部形成為傾斜面形狀。
3.根據要求1或2所述的封閉式旋轉壓縮機，其特征為把所述封閉容器內的空間的壓力設為比排出壓力低的壓力。
4.根據權利要求1～3中任意一項所述的封閉式旋轉壓縮機，其特征為作為壓縮的制冷劑HCFC的代替制冷劑，使用的是HFC類制冷劑的烴、CO2、氨等自然系列制冷劑的任意一種。
5.一種封閉式旋轉壓縮機，其特征為具有儲存潤滑油的封閉容器、收納于所述封閉容器內的壓縮單元和電動單元、通過所述電動單元的旋轉對所述壓縮單元進行驅動的驅動軸，所述壓縮單元具有壓縮機構和供油機構，所述壓縮機構，設有具有兩個缸筒室的缸筒、將所述兩個缸筒室的兩端部進行封閉的部件、在所述兩個缸筒室內以180度的不同相位進行公轉運動的兩個滾筒部、從所述兩個滾筒部的外圓周面向半徑方向延伸并對所述兩個缸筒室內分別進劃分的兩個葉片部，所述供油機構，設有在所述兩個缸筒室外側形成的兩個供油泵室、在所述兩個供油泵室內進行往復運動的所述兩個葉片部的前端部、連通所述兩個供油泵室的射流二極管、將所述兩個供油泵室的一方與所述封閉容器的潤滑油連通的連通部、將所述兩個供油泵室的另一方與滑動部連通的供油路，所述兩個葉片部的前端部被形成為沿供油流動方向使所述供油泵室變寬闊的形狀。
6.一種封閉式旋轉壓縮機，其特征為將封閉式旋轉壓縮機，冷凝器、減壓裝置、蒸發器用制冷配管連接并形成封入HCFC類制冷劑的代替制冷劑的制冷循環系統，所述封閉式旋轉壓縮機，具有將容器內設為比排出壓力低的壓力并且儲存潤滑油的封閉容器、收納于所述封閉容器內的壓縮單元和電動單元、通過所述電動單元的旋轉對所述壓縮單元進行驅動的驅動軸，所述壓縮單元具有壓縮機構和供油機構，所述壓縮機構，設有具有缸筒室的缸筒、將所述缸筒室的兩端部進行封閉的部件、在所述缸筒室內進行公轉運動的滾筒部、從所述滾筒部的外圓周面向半徑方向延伸并對所述缸筒室內進行劃分的葉片部，所述供油機構，設有在所述缸筒室的外側形成的供油泵室、在所述供油泵室內進行往復運動的所述葉片部的前端部、將所述封閉容器的潤滑油與所述供油泵室連通的射流二極管、將所述供油泵室與所述壓縮機構部的滑動部連通的供油路，所述葉片部的前端部被形成為沿供油流動方向使所述供油泵室變寬闊的形狀。
全文摘要
一種封閉式旋轉壓縮機以及冷凍、空調裝置，在封閉式旋轉壓縮機中，在儲存有潤滑油(16)的封閉容器(6)內收納壓縮機構和供油機構，壓縮機構，形成有在缸筒室(51a)內進行公轉運動的滾筒部(81a)和對缸筒室(51a)進行劃分的活塞部(81b)，供油機構，形成有在缸筒室(51a)的外側形成的供油泵室(51c)和在供油泵室(51c)內進行往復運動的葉片部(81b)的前端部，葉片部(81b)的前端部被形成為沿供油流動方向使供油泵室(51c)變寬闊的形狀。這種密封閉式旋轉壓縮機可以防止因向壓縮機的滑動部的供油不足而導致的潤滑不良并可提高可靠性。
文檔編號F04C18/32GK1431403SQ0310163
公開日2003年7月23日 申請日期2003年1月10日 優先權日2002年1月10日
發明者向井有吾, 石山明彥, 香曾我部弘勝, 幸野雄 申請人:株式會社日立制作所