專利名稱：用于旋轉式壓縮機的汽缸及具有該汽缸的旋轉式壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于旋轉式壓縮機的汽缸及具有該汽缸的旋轉式壓縮機，尤 其涉及利用二氧化碳天然制冷劑的旋轉式壓縮機。
背景技術：
近年來，隨著對環境保護的重視，為應對臭氧層破壞及全球變暖的問題，
正在改用對臭氧層破壞較小的HCFC ( Hydro-Chlorofluorocarbon,氫氯氟碳化 合物)制冷劑。同時，正在積極開展對利用GWP (全球變暖潛能值)較小的 天然制冷劑的壓縮機的研發工作。
在這種形勢下，二氧化碳(C02)作為一種不存在毒性、可燃性問題且 對環境影響較小的天然制冷劑而受到關注，并且利用二氧化碳作為制冷劑的 旋轉式壓縮 一幾也受到關注。
對于利用二氧化碳作為制冷劑的旋轉式壓縮機而言，由于該制冷劑所具
有的高壓特性，不僅要求對整個制冷循環系統進行高壓設計，而且由于葉片 兩側的壓力差為目前使用的R410A等制冷劑的3倍以上且作用于葉片和滾子 的接觸面的力也驟然增加，因此還需要采取措施應對由結構變形或摩擦損耗 以及軸等部件的變形所引起的壓縮室在進行壓縮作業時發生氣體泄漏的問題。
即，如圖7所示，從吸入口 l流入的氣體，根據滾子6的偏心旋轉和葉 片4的進退運動在壓縮室2中變成高壓狀態，并通過排出口5排出。此時， 如箭頭所示，壓力差最大的葉片4側面、葉片4前端部與滾子6的接觸面及 滾子6與汽缸3內表面的接觸面成為氣體泄漏的主要路徑。
由此，正在開展通過利用油膜的密封作用最大程度地抑制泄漏間隙增大 現象來提高壓縮效率的研究工作，即為了最大程度地抑制泄漏間隙增大現象 而在吸入氣體時同時注入機油，從而通過油膜的密封作用最大程度地抑制泄 漏間隙增大的現象。
發明內容
本發明的目的在于提供一種提高由機油所產生的密封性能的旋轉式壓縮機。
為了實現上述目的，根據本發明實施例的旋轉式壓縮機，包括汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其中，所述吸入口的出口側形成擴大所述吸入口截面積的擴張槽。
并且，所述擴張槽的上部和下部形成開口。
并且，所述汽缸可以設有連通所述擴張槽和所述葉片槽的機油供給通道。并且，所述機油供給通道形成在所述汽缸的上表面及下表面中的至少一個面上，并且呈臺階狀。
并且，所述機油供給通道的所述臺階高度為0.05至0.2mm。
并且，所述機油供給通道中設有引導部，以用于將機油的進入方向引向
所述葉片槽側面一側，所述引導部從所述擴張槽向所述葉片槽前端傾斜形成。并且，所述機油供給通道中設有引導部，以用于將機油的進入方向引向
所述葉片槽側面一側，所述引導部從所述擴張槽向所述葉片槽前端呈曲線形
狀而形成。
并且，從所述吸入口流入的流體為二氧化碳天然制冷劑及機油的混合流體。
根據本發明另一實施例的旋轉式壓縮機，包括汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其中，所述吸入口的出口高度等于所述汽缸的內周面高度。
并且，所述汽缸的所述吸入口與所述葉片槽之間形成有呈臺階狀的機油供給通道。
根據本發明實施例的用于旋轉式壓縮機的汽缸，包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其中，所述吸入口的出口形成高度等于所述汽缸的內周面高度的擴張槽。 并且，所述汽缸的所述擴張槽與所〕
供給通道。
如上所述，沖艮據本發明實施例所牙是〃
高由才幾油所
介狀的機油
產生的密封性能并防止部件的磨損，由此可以提高可靠性及壓縮效率。
圖； ^
圖3為示出根據本發明實施例所提供的旋轉式壓縮機的汽缸的立體圖； 圖4為圖2的A-A'剖視圖5為示出根據本發明另一實施例所提供的旋轉式壓縮機的壓縮單元的 剖視圖6為示出根據本發明實施例所提供的旋轉式壓縮機中的機油流向的
圖7為示出現有的旋轉式壓縮機的氣體泄漏路徑的圖。 主要符號說明
10:機殼，30:馬區動單元，
50:壓縮單元，52:滾子，
100汽缸，110壓縮室，
130吸入口 ，131擴張槽，
150排出口，170葉片槽，
171葉片，190機油供給通道，
191凹陷部，193引導部。
具體實施例方式
以下，參照附圖來詳細說明根據本發明的旋轉式壓縮機技術思想所提供 的優選實施例。
在說明本發明的優選實施例時，以在一個壓縮單元中進行壓縮的旋轉式 壓縮機為例進行說明，但是在此要明確的是本發明也可適用于在兩個壓縮單
圖1為概'
圖2為示
縮機的剖視圖；元中進行壓縮的雙旋轉式壓縮機。
圖，圖2為示出本發明的壓縮單元的剖視圖。
如圖1所示，根據本發明實施例的旋轉式壓縮機具有形成外觀的機殼10、產生驅動力的驅動單元30和接收驅動單元30的驅動力而對制冷劑氣體進行壓縮的壓縮單元50。驅動單元30及壓縮單元50設置在圓筒狀的機殼10內部。
機殼10的下部一側連接有吸入管11,該吸入管11用于從分離液態制冷劑的儲液器70向壓縮單元50供應制冷劑氣體；機殼10的上部設有用于排出在壓縮單元50中被壓縮的制冷劑氣體的排出管13;機殼10的下部設有填充一定量的機油的儲油空間15，以對摩擦運動的部件進行潤滑及冷卻。
驅動單元30包括固定于機殼10的定子31、可旋轉地設置于定子31內部的轉子33和壓入轉子33內部的轉軸35。由此，當定子31上接通電源時，轉子33根據電磁力作用旋轉，并且壓入轉子33內部而與轉子33構成一體的轉軸35把旋轉力矩傳遞到壓縮單元50。
壓縮單元50包括形成在轉軸35下部的偏心部51、套設在偏心部51外側的滾子52、形成有容納滾子52的壓縮室110的汽缸100、分別結合在汽缸100的上下部而支承轉軸35并密封壓縮室110的上部支座53及下部支座57。
汽缸100形成有螺栓聯接孔101,上部支座53形成有螺栓聯接孔54,下部支座57形成有螺栓聯接孔58。通過將緊固螺栓59聯接于螺栓聯接孔101、54、 58而使上、下部支座53、 57分別緊貼汽缸100的上表面和下表面，從而密封壓縮室110。
汽缸100 —側形成有用于供應制冷劑氣體的吸入口 130,該吸入口 130連接于與儲液器70相連的吸入管11。汽缸100另一側形成有將在壓縮室110中被壓縮的制冷劑氣體引導到壓縮室IIO外部的排出口 150。
上部支座53 —側形成有與排出口 150相連通的排出孔55，以用于將被引導到排出口 150的制冷劑氣體排到外部。排出孔55側的上部支座53上部設有用于開閉排出孔55的閥門裝置56。
從吸入口 130流入二氧化碳制冷劑和機油的混合流體而供應到壓縮室110,根據混合流體中的機油對壓縮室110內部進行密封。在不降低壓縮效率的范圍內，可以在供應到壓縮室110的二氧化碳制冷劑中混合適當量的機油。參照圖2及圖3，吸入口 130從汽缸100外周面貫穿到內周面，并且在形成壓縮室110的汽缸100內周面側的吸入口 130出口處形成擴大出口面積的擴張槽131。
擴張槽131從汽缸100內周面朝外側按預定深度凹陷而形成，并且其上部及下部呈開口狀態。這是為了使與壓縮室IIO相連通的擴張槽131的出口高度等于汽缸100內表面的高度。
根據這種擴張槽131,通過吸入口 130流入的機油可以充足地供應到滾子52的整個外周面，即不僅供應到外周面的中心部，而且還供應到外周面的上、下部，如圖4所示。
因此，根據這種擴張槽131結構，通過吸入口 130流入的機油在吸入口130的出口直接供應到滾子52的中心部及整個上下方向，由此在壓縮室110內的滾子52的外周面與汽缸100的內周面之間形成充足的油膜，因而當壓縮高壓二氧化碳制冷劑時，可以防止在汽缸100內周面和滾子52中心部的上下方向發生從汽缸100內部的高壓排出區域113朝向低壓吸入區域111的氣體
吸入口 130和排出口 150之間的汽缸100上形成有葉片槽170,葉片槽170內部設有葉片171，該葉片171將壓縮室110內部空間分隔為吸入管11側的吸入區域111和排出口 150側的排出區域113以使排出區域113內部的氣體能被壓縮，該葉片171的前端與滾子52外周面相接觸，并且在滾子52旋轉時根據設在葉片171后方的彈性部件173在壓縮室110內部進行進退移動。
即，若轉軸35沿圖2中的實線箭頭方向旋轉，則滾子52在壓縮室110內部偏心旋轉，此時在壓縮室110中通過吸入口 130被吸入到壓縮室110內部的低壓制冷劑氣體在其體積逐漸減小的壓縮室IIO排出區域113中被壓縮而變成高壓狀態并排到排出口 150。
此時，滾子52在汽缸100內周面旋轉期間，葉片171保持與滾子52接觸的狀態而進退移動，此時由于低壓吸入區域111和高壓排出區域113之間存在較大壓力差，因而排出區域113的高壓制冷劑氣體從葉片槽170流入到吸入區域111。
即，葉片槽170與葉片171側面之間及滾子52與葉片171的接觸面之間產生微小縫隙而發生氣體泄漏。
8因此，為了向高低壓壓力差較大的吸入區域111側的葉片槽170側面供
應充足的機油以防止這種氣體泄漏，在擴張槽131與葉片槽170之間形成連通擴張槽131與葉片槽170的機油供給通道190,這是為了將流入到吸入口130的機油從擴張槽131引導到葉片171側。
如圖3所示，根據本發明實施例所提供的機油供給通道190形成在汽缸100的上表面和下表面且呈臺階狀，以使流入到吸入口 130的機油能夠從擴張槽131的上部和下部被供應到葉片槽170的側面。
這種呈臺階狀的機油供給通道190包括凹陷部191和引導部193,凹陷部191在汽缸100的上、下表面分別陷入預定深度而形成，以在汽缸100的上、下表面上緊貼上部支座53及下部支座57時形成使機油從擴張槽131流向葉片槽170側的通道，引導部193用于引導機油的進入方向以便能夠在葉片槽170內進退的葉片171的進退范圍內供應機油。
根據本發明實施例所提供的臺階狀凹陷部191的深度可以考慮壓縮效率而選定為適當值，但是大致形成為0.05 ~0.2mm,優選地取O.lmm左右的值。
如圖3所示，引導部193從擴張槽131的上部一側朝向葉片槽170前端以直線形狀傾斜形成，以防止機油流入葉片槽170的后方側。但是，引導部193的形狀不限于此，可以形成為圖5所示的曲線形狀以減小機油的流動阻力。
由此，流入吸入口 130的機油從擴張槽131的上部及下部通過機油供給通道190流入到葉片槽170的側面，由此在葉片171和葉片槽170的接觸面上形成充足的油膜，并且葉片171前端和滾子52的接觸面上也能供應充足的機油，因而可以在防止由壓縮時產生的縫隙引起的氣體泄漏的同時防止由摩擦引起的各組成部件之間的互相磨損。
產生的作用效果進行說明。
首先，當驅動單元30的驅動力傳遞到轉軸35使轉軸35旋轉時，偏心部51和結合在偏心部51外側的滾子52在壓縮室110內部一起偏心旋轉，隨著滾子52的偏心旋轉，如圖6所示，二氧化碳天然制冷劑氣體和機油的混合流體通過吸入口 130流入到壓縮室110的吸入區域111。
流入到吸入口 130的混合流體根據設在吸入口 130出口側的擴張槽131，不僅供應到滾子52的中心部，而且還供應到滾子52的上下部，從而向滾子52外周面供應充足的機油，如圖4所示。由此，汽缸100內周面和滾子52 外周面之間的接觸面的密封面積顯著增加。
這種流入到壓縮室110內部的吸入區域111的混合流體^4居滾子52的偏 心旋轉運動和抵于滾子52外周面的葉片171的進退移動而在逐漸縮小的壓縮 室110的排出區域113變成高壓狀態之后通過排出口 150被排出。
此時，由于使用與R401A等制冷劑相比具有3倍以上高壓的二氧化碳制 冷劑，壓縮室110內的構成要素之間的接觸面上會產生縫隙，尤其壓力差最 大的葉片171側面和葉片171前端部與滾子52的接觸面之間成為氣體泄漏的 主因。
此時，隨著從吸入口 130吸入的機油通過形成于擴張槽131與葉片槽170 之間的機油供給通道1卯充足地供應到葉片槽170側面，可以利用機油進行 充分的密封。
即，通過吸入口 130流入的才幾油通過擴張槽131充足地遍布于滾子52 和汽缸100內周面的接觸部分，從而提高壓縮室110內由機油所產生的密封 性能。并且，由于通過機油供給通道190向壓力差最大的葉片171側面供應 充足的機油，因此在使用高壓二氧化碳制冷劑時顯著提高壓縮機的可靠性及 效率。
對具有根據本發明實施例所提供的汽缸形狀的壓縮機進行的試驗結果表 明在所有運行區間當中，性能系數(COP)及容積效率與現有汽缸相比提 高約20%。
10
權利要求
1、一種旋轉式壓縮機，其包括汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其特征在于所述吸入口的出口側形成擴大所述吸入口截面積的擴張槽。
2、 根據權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述擴張槽的上部 和下部形成開口。
3、 根據權利要求1所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述汽缸設有連通 所述擴張槽和所述葉片槽的機油供給通道。
4、 根據權利要求3所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述機油供給通道 形成在所述汽缸的上表面及下表面中的至少一個面上，并且呈臺階狀。
5、 根據權利要求4所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述機油供給通道 的所述臺階高度為0.05至0.2mm。
6、 根據權利要求4所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述機油供給通道 中設有引導部，以用于將機油的進入方向引向所述葉片槽側面一側，所述引 導部從所述擴張槽向所述葉片槽前端傾斜形成。
7、 根據權利要求4所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述機油供給通道導部從所述擴張槽向所述葉片槽前端呈曲線形狀而形成。
8、 根據權利要求1至7中的任意一項所述的旋轉式壓縮機，其特征在于 從所述吸入口流入的流體為二氧化碳天然制冷劑及機油的混合流體。
9、 一種旋轉式壓縮機，其包括汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片 槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述 葉.片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所 述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其特征在于所述吸入口的出口高度等于所述汽缸的內周面高度。
10、 根據權利要求9所述的旋轉式壓縮機，其特征在于所述汽缸的所述 吸入口與所述葉片槽之間形成有呈臺階狀的機油供給通道。
11、 一種用于旋轉式壓縮機的汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退移動，且所述葉片將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其特征在于所述吸入口的出口被擴大以對應所述汽缸的內周面高度。
12、根據權利要求11所述的用于旋轉式壓縮機的汽缸，其特征在于所述汽缸的所述吸入口與所述葉片槽之間還包括呈臺階狀的機油供給通道。
全文摘要
本發明提供用于旋轉式壓縮機的汽缸及具有該汽缸的旋轉式壓縮機。本發明所提供的旋轉式壓縮機包括汽缸，該汽缸包括壓縮室、吸入口及葉片槽，所述壓縮室中容納滾子，所述吸入口用于向所述壓縮室供應流體，所述葉片槽中容納葉片，所述葉片可在所述葉片槽中進退，且所述葉片用于將所述壓縮室分隔為吸入區域和排出區域，其中，所述吸入口的出口側具備擴大所述吸入口截面積的擴張槽。由此，所提供的旋轉式壓縮機可提高可靠性及壓縮效率。
文檔編號F04C29/02GK101684812SQ20081018157
公開日2010年3月31日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年9月25日
發明者山中正司, 崔榮珉, 趙成旭 申請人:三星電子株式會社