專利名稱：螺旋壓縮機(jī)潤(rùn)滑的制作方法
螺旋壓縮機(jī)潤(rùn)滑
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及致冷壓縮才幾。 螺旋型壓縮機(jī)一般用于空氣調(diào)節(jié)和致冷應(yīng)用。在這種壓縮機(jī)中，
互相嚙合的^^葉輪轉(zhuǎn)子(lobed rotor)與母葉輪轉(zhuǎn)子或^^螺紋與母螺 紋繞著它們的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)用以將工作流體(致冷劑)從低壓入口 端泵送到高壓出口端。在旋轉(zhuǎn)期間，公轉(zhuǎn)子的連續(xù)葉輪用作活塞， 活塞向下游驅(qū)動(dòng)致冷劑并且將其壓縮在一對(duì)相鄰母轉(zhuǎn)子葉輪和殼體 之間的空間內(nèi)。同樣，母轉(zhuǎn)子的連續(xù)葉輪產(chǎn)生了在一對(duì)相鄰公轉(zhuǎn)子 葉輪和殼體之間的空間內(nèi)的致冷劑壓縮。其中發(fā)生壓縮的公轉(zhuǎn)子和
母轉(zhuǎn)子的葉間空間形成了壓縮穴(或者描述成共用壓縮穴的公部分 和母部分在嚙合區(qū)結(jié)合)。在一個(gè)實(shí)施過(guò)程中，公轉(zhuǎn)子與電氣驅(qū)動(dòng)
馬達(dá)同軸并且由在其葉輪工作部分的入口和出口側(cè)的軸承支承。可
以有多個(gè)與特定公轉(zhuǎn)子接合的母轉(zhuǎn)子或者反之亦然。
當(dāng)葉間空間中的一個(gè)暴露于入口端口時(shí)，致冷劑本質(zhì)上以吸入
壓力進(jìn)入空間。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在旋轉(zhuǎn)期間的一些時(shí)刻，空間 不再與入口端口相通并且切斷致冷劑往空間的流動(dòng)。在封閉入口端
口之后，在轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)壓縮致冷劑。在旋轉(zhuǎn)期間的一些時(shí)刻， 每個(gè)空間都與相關(guān)的出口端口相交并且終止封閉的壓縮過(guò)程。入口 端口和出口端口可以每個(gè)都是徑向、軸向的，或者是軸向端口和徑
向端口的混合組合。
當(dāng)不需要全容量的操作時(shí)，經(jīng)常希望通過(guò)延遲入口端口的關(guān)閉 而暫時(shí)減少通過(guò)壓縮機(jī)的致冷劑質(zhì)量流(有或沒(méi)有壓縮4幾體積指數(shù) 的減小)。這種卸載經(jīng)常由具有閥元件的滑閥提供，閥元件具有它 的位置(當(dāng)平移閥時(shí))控制壓縮穴的各自吸入側(cè)的關(guān)閉和排出側(cè)的打開的一個(gè)或多個(gè)部分。滑閥卸載移動(dòng)的主要作用在于減少初始的
-波截留吸入體積(和因此的壓縮機(jī)容量)；體積指數(shù)的減小是典型 的副作用(side effect)。示范性的滑閥公開在美國(guó)專利申請(qǐng)公開No. 20040109782A1和美國(guó)專利Nos. 4,249,866和6,302,668中。
壓縮機(jī)潤(rùn)滑是重要的。致冷劑流體攜帶的潤(rùn)滑劑(例如油)可 能有助于潤(rùn)滑轉(zhuǎn)子葉輪。這種油可以導(dǎo)入正壓室內(nèi)或者已經(jīng)容納在 入口致冷劑流體內(nèi)。軸承系統(tǒng)或許需要額外的潤(rùn)滑。從而，油流體 可導(dǎo)入到軸承腔內(nèi)(例如從由壓縮機(jī)排出物下游的分離器提供的油 源)。常常希望更進(jìn)一步地提供轉(zhuǎn)子葉輪的潤(rùn)滑。各種系統(tǒng)包括通 過(guò)卸載滑閥元件導(dǎo)入油。此外，油通過(guò)轉(zhuǎn)子本身導(dǎo)入(例如從其中 一個(gè)轉(zhuǎn)子的端部入口至沿此轉(zhuǎn)子葉輪主體的一個(gè)或多個(gè)出口)。
發(fā)明概述
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，螺旋壓縮機(jī)具有壓縮機(jī)潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) (network),該潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)沿著低壓尖頂(cusp)具有潤(rùn)滑劑出 口端口。
在各種實(shí)施中，卸載滑閥可以沿著高壓尖頂。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以包 括軸向供給通道通向出口的支路和通向軸承腔的額外支路。網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)在支路中可以包括計(jì)量口 。在重制造壓縮機(jī)或重建從初始的基準(zhǔn) 構(gòu)造的壓縮機(jī)構(gòu)造中，可以提供出口端口。
在附圖和下面的il明中陳述了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì) 節(jié)。本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)勢(shì)將通過(guò)說(shuō)明和圖示以及通過(guò)權(quán) 利要求而變得明顯。
圖示簡(jiǎn)要說(shuō)明


圖1A^縮機(jī)的縱向截面圖。
圖2是圖1沿著線2-2的壓縮機(jī)的橫向截面圖。
圖3是圖1沿著線3-3的壓縮機(jī)的部分^f黃向截面圖。
圖4是圖1沿著線4-4的壓縮機(jī)的部分切除的橫向截面圖。 圖5是圖1的壓縮機(jī)沿著圖4的線5-5的部分縱向截面圖。 在各種圖示中的相似標(biāo)號(hào)和標(biāo)示表示相似的元件。
詳細(xì)i兌明
圖1顯示了具有殼體組件22的壓縮機(jī)20,殼體組件22包含驅(qū) 動(dòng)轉(zhuǎn)子26和28的馬達(dá)24，轉(zhuǎn)子26和28具有各自的縱向軸線500 和502。在示范性的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子26具有在第一端31和第二端32 之間延伸的/>葉輪主體或工作部分30。工作部分30與母轉(zhuǎn)子28的 母葉輪主體或工作部分34嚙合。工作部分34具有第一端35和笫二 端36。每個(gè)轉(zhuǎn)子都包括從相關(guān)工作部分的第一端和第二端延伸的軸 部(例如與相關(guān)工作部分整體形成的軸端39、 40、 41和42)。這些 軸的軸端中的每個(gè)都由一個(gè)或多個(gè)軸承組件44安裝在殼體上，以便 繞著相關(guān)的轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)。
在示范性的實(shí)施例中，馬達(dá)是具有轉(zhuǎn)子和定子的電動(dòng)馬達(dá)。轉(zhuǎn) 子26和28之一的軸的軸端中的一個(gè)可以結(jié)合到馬達(dá)的轉(zhuǎn)子上，以 便允許馬達(dá)繞著那個(gè)轉(zhuǎn)子的軸線對(duì)其驅(qū)動(dòng)。當(dāng)繞著軸線以運(yùn)轉(zhuǎn)著的 第一方向如此驅(qū)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子以相反的第二方向驅(qū)動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)子。示 范性的殼體組件22包括具有在沿著馬達(dá)長(zhǎng)度的大致中間的上游/入口 端面49和本質(zhì)上與轉(zhuǎn)子主體端32和36共面的下游/排出端面50的 轉(zhuǎn)子殼體48。許多其它的構(gòu)造是可能的。
示范性的殼體組件22進(jìn)一步包括馬達(dá)/入口殼體52,馬達(dá)/入口 殼體52具有在上游端的壓縮機(jī)入口/吸入端口 53并且具有安裝于轉(zhuǎn) 子殼體下游面的下游面54 (例如用穿過(guò)兩個(gè)殼體件的螺栓)。組件 22進(jìn)一步包括出口/排出殼體56,出口/排出殼體56具有安裝于轉(zhuǎn)子 殼體下游面的上游面57并且具有出口/排出端口 58。示范性的轉(zhuǎn)子 殼體、馬達(dá)/入口殼體和出口殼體56可以各自形成為經(jīng)受進(jìn)一步精加 工的鑄件。
殼體組件22的表面與嚙合的轉(zhuǎn)子主體30和34結(jié)合以對(duì)壓縮穴 限定入口端口和出口端口，壓縮穴壓縮和驅(qū)動(dòng)致冷劑流體504 /人吸 入(入口 )正壓室60到排出(出口 )正壓室62 (圖5)。許多對(duì)的 公和母壓縮穴由殼體組件22、公轉(zhuǎn)子主體30和母轉(zhuǎn)子主體34形成。 每個(gè)壓縮穴都是由嚙合的轉(zhuǎn)子的外表面、在轉(zhuǎn)子箱和其沿著滑閥的
延續(xù)部分中的公和母轉(zhuǎn)子的孔壁的圓柱形表面的部分以及面57的部 分界定的。
為了容量控制/卸載，壓縮機(jī)具有設(shè)有閥元件102的滑閥100 (圖 5 )。閥元件102具有沿著在轉(zhuǎn)子之間的嚙合區(qū)(即沿著高壓尖頂105 ) 的部分104。示范性的閥元件具有在排出正壓室處的第一部分106和 在吸入正壓室處的第二部分108。閥元件是可移動(dòng)的以控制壓縮;機(jī)容 量而提供卸載。示范性的閥通過(guò)平行于轉(zhuǎn)子軸線的線性平移而移動(dòng)。
圖5進(jìn)一步顯示了用于潤(rùn)滑軸承和轉(zhuǎn)子主體的壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng) 的細(xì)節(jié)。示范性的潤(rùn)滑系統(tǒng)包括從處于轉(zhuǎn)子殼體/箱48外部的入口 202 延伸的油管道網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)200。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括從入口端口 202延伸到軸 向通道206的入口孑L 204。示范性的軸向通道包括處于轉(zhuǎn)子箱48和 排出殼體/箱56內(nèi)的部分。這允許分別從面50和面57容易地鉆入這 些部分。
在軸向通道206 (圖5)各自的吸入端和排出端，轉(zhuǎn)子箱48和 排出箱56分別包括正壓室孔210和212，正壓室孔210和212的外 部(最近)端由塞子214和216分別密封。 一對(duì)支路通道從其中每 個(gè)正壓室孔延伸以用于將油導(dǎo)向相關(guān)的軸承系統(tǒng)。圖2示出了分別 延伸到轉(zhuǎn)子26和28的吸入端軸承腔的支路通道220和222。在支路 220和222的最近端，每個(gè)支路包括計(jì)量口 224。在示范性的實(shí)施例 中，為了抵達(dá)相關(guān)軸承腔，支路220和222在遠(yuǎn)端彼此輕微盆開并 遠(yuǎn)離它們的共用正壓室孔210的軸線。正壓室孔210相對(duì)較大的寬 度有助于這些相對(duì)正壓室孔輕微傾斜的支路的鉆孔。
圖4示出了從正壓室孔212延伸的類似支路230和232以用于 潤(rùn)滑排出端軸承系統(tǒng)。就目前所描述的來(lái)講，壓縮機(jī)可以是預(yù)先存 在的基準(zhǔn)構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明，額外潤(rùn)滑由通道支路240提供，通道 支路240具有緊接低壓尖頂244的出口 242。圖3示出了尖頂244, 尖頂244位于容納了轉(zhuǎn)子工作部分30和34的轉(zhuǎn)子箱48的孔壁246 和248的匯合處。在示范性的實(shí)施例中，出口準(zhǔn)確地沿著尖頂。備 選方案可伴有輕微移動(dòng)(例如朝向孔的頂點(diǎn))。例如，對(duì)于示范性 基準(zhǔn)壓縮機(jī)，出口仍將與滑閥對(duì)立(在示范性定位的上方，其中滑 閥處于下方)。
回到圖5,支路240形成為同軸向通道206相交的階梯孔249的 一部分。在轉(zhuǎn)子殼體48外部的階梯孔的最接近部分可以容納塞子 250。示范性的塞子可以包括壓力傳感器252 (圖3)。在中間位置， 通道240包含計(jì)量口 254。計(jì)量口計(jì)量通過(guò)出口 242的油的流量，允 許希望的油滴流量離開出口并落到嚙合的轉(zhuǎn)子葉輪上。
這種出口 242的示范性定位使其達(dá)到吸入狀態(tài)。這或許不同于 僅僅將油導(dǎo)向封閉壓縮穴的其它潤(rùn)滑系統(tǒng)。然而，出口 242可以如 此定位以便壓縮穴在導(dǎo)入后立即接近導(dǎo)入油(例如滴落在轉(zhuǎn)子葉輪 表面上的油易于隨葉輪一起移動(dòng)，并且壓縮穴可以在其后立即沿葉 輪接近那個(gè)位置)。這種鄰近性可以有助于避免長(zhǎng)期暴露在吸入狀 態(tài)下的油的有害作用。
支3各240可以添加到重制造的壓縮機(jī)中，或者添加到重^殳計(jì)/重 建的壓縮機(jī)構(gòu)造中。基準(zhǔn)壓縮才幾的潤(rùn)滑系統(tǒng)的其它特4正可以保留或 者可以修改。例如，可以接進(jìn)預(yù)先存在的軸向通道。
已經(jīng)介紹了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是， 可以不背離本發(fā)明的精神和范圍地進(jìn)行各種更改。例如，當(dāng)執(zhí)行重
制造或者重建時(shí)，基準(zhǔn)壓縮機(jī)的細(xì)節(jié)可以影響或支配任一特別的實(shí) 施細(xì)節(jié)。因此，其它實(shí)施例在以下;K利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)設(shè)備(20)，包括殼體(22)，其具有沿著流動(dòng)路徑的第一端口(53)和第二端口(58)；公葉輪轉(zhuǎn)子(26)，其具有第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(500)；和母葉輪轉(zhuǎn)子(28)，其具有第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(502)并且與所述公葉輪轉(zhuǎn)子嚙合，以便在吸入位置(60)和排出位置(62)之間沿著所述流動(dòng)路徑限定壓縮路徑；和潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其具有沿著所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子的低壓尖頂(244)的潤(rùn)滑劑出口端口(242)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的設(shè)備(20),其特征在于統(tǒng)和排出端軸承系統(tǒng)；和所述潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包括第一支路(220 )和笫二支路(222 )， 以及第三支路(230)和第四支路(232),所述第一支路(220)和 笫二支路(222)分別將潤(rùn)滑劑供給到所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子 的所述吸入端軸承系統(tǒng)，所述第三支路(230)和第四支路(232) 分別將潤(rùn)滑劑供給到所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子的所述排出端軸 承系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)進(jìn)一步包括延伸到所述出口端口 (242)的第五支路(240);和 連接所述第一支路(220)、第二支路(222)、第三支路(230)、 第四支路(232)和第五支路(240)的軸向通道(206)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)進(jìn)一步包括 分別處于所述第一、第二、第三、第四和第五支路中的第一、笫二、笫三、第四和第五計(jì)量口 (224; 254)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述出口 (242)位于離開所述殼體的外部的孔(249)的端部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于 壓力傳感器(252)位于所述孔內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于 計(jì)量口 (254)位于所述孔(249)內(nèi)；和軸向供給通道(206)在所述壓力傳感器(252)和所述計(jì)量口 (254)之間同所述孔(249)相交。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于 所述潤(rùn)滑劑基本上由油組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述孔(249 )向下朝所述出口 (242 )延伸，以便允許所述油 滴落在所述公轉(zhuǎn)子和母轉(zhuǎn)子中的 一個(gè)或兩個(gè)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于 所述出口定位成以便受到吸入狀態(tài)的影響。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于進(jìn)一步包括 卸栽滑閥(100)，其具有沿著所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子高壓尖頂并且具有處于 第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間的量程的閥元件(102),所述第二狀 態(tài)相對(duì)于所述第一狀態(tài)是^皮卸載的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述滑閥(100) 進(jìn)一步包括汽缸(128 );和活塞(124)，其位于所述汽缸內(nèi)并機(jī)械連接到所述閥元件上。
13. —種用于潤(rùn)滑螺旋壓縮機(jī)的方法，包括 通過(guò)壓縮機(jī)殼體內(nèi)的潤(rùn)滑劑端口導(dǎo)乂v潤(rùn)滑劑流；和 將所述潤(rùn)滑劑的至少 一部分導(dǎo)向鄰接所述壓縮機(jī)低壓尖頂?shù)臐?rùn) 滑劑出口 。
14. 一種用于重制造壓縮機(jī)或重建所述壓縮機(jī)的構(gòu)造的方法， 包括提供初始的這種壓縮機(jī)或構(gòu)造，其具有 殼體；和一個(gè)或多個(gè)工作元件，其協(xié)同所述殼體在吸入位置和排出 位置之間限定壓縮路徑；和調(diào)節(jié)這種壓縮機(jī)或構(gòu)造以便包括用于鄰接所述壓縮機(jī)低壓尖頂 進(jìn)行導(dǎo)入潤(rùn)滑劑的機(jī)構(gòu)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所迷的方法，其特征在于 所述基準(zhǔn)壓縮機(jī)或構(gòu)造包括卸載滑閥，其具有沿著高壓尖頂并且具有處于第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間 的量程的閥元件，所述第二狀態(tài)相對(duì)于所述第一狀態(tài)是被 卸載的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于 在所述初始的壓縮機(jī)或構(gòu)造內(nèi)所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子中的每一個(gè)都具有吸入端軸 承系統(tǒng)和排出端軸承系統(tǒng)；和潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其包括第一支路和第二支路，以及第三支 路和第四支路，所述笫 一 支路和第二支路分別將潤(rùn)滑劑供給到所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉輪轉(zhuǎn)子的所述吸入端軸承系統(tǒng)，所述第 三支路和第四支路分別將潤(rùn)滑劑供給到所述公葉輪轉(zhuǎn)子和母葉 輪轉(zhuǎn)子的所述排出端軸承系統(tǒng)；和 所述調(diào)節(jié)包括添加延伸到所述出口的第五支路。
全文摘要
一種螺旋壓縮機(jī)(20)具有壓縮機(jī)潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該潤(rùn)滑網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)沿著低壓尖頂(244)具有潤(rùn)滑劑出口端口(242)。卸載滑閥元件(102)可以沿著高壓尖頂(105)。
文檔編號(hào)F01M1/00GK101111666SQ200580047539
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者S·L·舒爾德斯 申請(qǐng)人:開利公司