專利名稱：渦旋式制冷劑壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺旋冷卻壓縮機(cooling spiral compressor J。
技術背景螺S走式壓縮4幾(spiral compressor )、 也稱為滿旋式壓縮機(scrol compressor)包括由外殼限定的密封的封裝部分，該封裝部分含有由壓縮級 分隔開并分別安置在封裝部分兩端側的吸入容積和壓縮容積。電動機被安置在吸入容積內，電動機的定子相對于外殼被固定安裝于 外側，轉子被安置在中心位置并與驅動軸或曲軸固定聯(lián)接。驅動軸包括不 在一直線上的潤滑通道，該通道延伸覆蓋驅動軸的整個長度，借助于設置 在軸的第 一 端處的油泵供應貯存在位于封裝部分底部部分上的箱體內的 油。潤滑通道包括設在軸的各導向軸承處的潤滑口 。壓縮級包括靜蝸殼(volute),該蝸殼配備有嚙合于動蝸殼的螺旋形板 (spiral)的螺旋形板，兩個螺旋形板限定出至少一個可變容積的壓縮腔。 驅動軸的第二端裝有驅動動蝸殼沿軌道運動的偏心部分，以對被吸入的制 冷劑氣體進行壓縮。限定出密封的封裝部分的外殼包括制冷劑氣體進口 。該進口通到安排 在電機和外殼之間的環(huán)形容積內。從實用觀點出發(fā)，氣體從外部到達并進入該環(huán)形空間內。 一部分氣體沿壓縮級方向直接被抽吸，同時另一部分氣 體沿壓縮級方向流動之前流過電片幾。直接到達壓縮級的或流過電才幾之后到 達壓縮級的全部氣體通過壓縮級被吸入，進入由兩個螺旋形板限定的至少 一個壓縮腔，入口段被設置在壓縮級的周邊，由于動蝸殼相對于靜蝸殼的 運動導致壓縮腔容積減小而形成壓縮時，氣體被逐步運動到兩螺旋形板的 中心。被壓縮的氣體在中心部分沿所述腔室的方向離開，以便利用被壓縮 的氣體。這種結構存在很多缺陷，尤其因為用于潤滑各靠近壓縮區(qū)的軸承的油 返回到箱體時，油流經(jīng)電機處的間隔，因此與流過電機的制冷劑氣體接觸，這可能使離開壓縮機的制冷劑氣體中含有過高比例的油。氣體中含油的比 例過大的直接后果是使處于壓縮機下游的熱交換器的熱交換效率受到損 失，因為氣體中所含的油滴可能附積在熱交換器上并在熱交換器上形成油膜。此外，在氣體中油的比例過大還可能導致箱體的貯油排空，這可能損 壞壓縮機。為了克服這些缺陷，往往采取氣流和油流分離。一種公知的分離氣體和油流的技術方案包括在制冷劑氣體的流動路徑 上設置一些變流件。由于存在變流件而引起方向的改變和速度的不同，可 將油從氣流中分離出來并通過重力作用使油落入箱體內。但是，這種解決方案的效率與氣體的速度直接相關。尤其當氣體的速 度太高時，用于油和氣體的分離時間大大縮短，這將使氣體中油的比例過 大，因此使壓縮機的效率降低或者甚至損壞壓縮機。因此，這種用于分離氣體和油流的解決方案在所有壓縮機的應用條件 下不夠有效和可靠。在這類壓縮機中人們遇到的另 一難題與潤滑油在潤滑通道中流動時包 含在潤滑油中的制冷劑氣體的除氣相關。在潤滑通道中氣體的除氣是由驅 動軸的轉動而產生的離心作用而實現(xiàn)的。在壓縮機的某些運行狀況下，制冷劑氣體的除氣將限制供給軸承的油 流，這可能存在損壞壓縮機的危險。為了防止這種情況發(fā)生，人們提出了多種帶走這些氣體的解決方案。一種公知的解決方案包括在驅動軸的各軸承處設置徑向通氣孔，這些 通氣孔一方面通向潤滑通道，另一方面通到與潤滑口相對的軸的壁內。這排出，但是只要通道中的油流不中斷這種壓力梯度將受到限制。特別是如 果壓力梯度太高，油也可能從通氣孔中排出。在壓縮機整個應用范圍內壓縮機的使用條件包括通氣孔邊界處的壓力 梯度很大比例的變化，因此也大大地改變通氣孔的除氣效率。另外，在某 些情況下，可能使壓力梯度轉化并在潤滑通道內產生真空，而真空將阻止 氣體通過通風空排出，這將減少或限制離開泵流向軸承的油流。發(fā)明內容因此本發(fā)明的目的是克服這些缺陷。根據(jù)本發(fā)明要解決的技術問題，提供一種螺旋式冷卻壓縮機，其在壓 縮機的所有運行條件下能夠控制離開壓縮機的氣體中的油的比例，同時能 確保驅動軸的各導向軸承的有效潤滑。因此，本發(fā)明所涉及的螺旋式冷卻壓縮機包括一密封的封裝部分，其包含吸氣容積和壓縮容積，這些容積分別設置 于封裝部分的兩端側、機體的任何一側上，封裝部分包括制冷劑氣體進口；—被安裝在吸入側的電動機，其具有定子和與曲軸形式的驅動軸固定 聯(lián)接的轉子；一所述驅動軸包括延伸覆蓋整個軸長度、不在一直線上的潤滑通道， 該潤滑通道通過設置在所述軸的第 一 端處的油泵供應貯存于封裝部分底部 部分上的箱體內的油，潤滑通道包括在軸的不同導向軸承處的潤滑口 ；一驅動軸的第二端裝有用于驅動壓縮機的動螺旋形件(spiral)沿軌道 運動的裝置；其中，驅動軸包括返回通道，返回通道相對于所述軸的軸線平行或傾 斜，并延伸覆蓋軸的長度的至少一部分，返回通道的兩端之一通向處于超 過轉子的軸的區(qū)域內、在油箱那側的軸的壁內，并設有用于使?jié)櫥ǖ篮头祷赝ǖ懒黧w連通的4幾構。潤滑通道可使油從油箱流到壓縮級，以潤滑軸的各導向軸承。向所有 軸承供油之后，如果還有剩余的油，可通過設置用于流體連通的機構將剩 余的油送回返回通道內。由于軸的旋轉，離心作用施壓于外部部分上的油 被強制沿箱體方向流動。剩余的油不經(jīng)過電機被直接送到油箱，因此能夠 限制油與制冷劑氣體接觸。據(jù)此，本發(fā)明的壓縮機結構能提供與氣體的速度無關、因此與壓縮機 的運行條件無關的油流和氣流的分離。所以，這種壓縮機結構在壓縮機的 所有運行條件下能控制離開壓縮機的氣體中的油的比例。另外，用于連通的機構可使源于潤滑通道的除氣的氣體與流動和軸的 轉動速度及在壓縮機內運動的氣體的速度無關地流入返回通道并到達返回 通道的底部。因此，在壓縮機的所有運行條件下可有效地帶走源于除氣產 生的氣體。另外，由于剩余的油被離心作用施壓于返回通道的外部部分，返回通 道可留出使氣體能到達返回通道的底部端的自由通路。即使用于供給軸承 的油過剩，這種自由通路也使油能以極好的狀態(tài)帶走源于除氣產生的氣體。有利的是，返回通道的第二端在位于動螺旋形件的那側的軸的端部敞 開，用于以流體連通方式安置的機構包括由位于動螺旋形件的那側的軸的 端部和容納所述軸該端的殼體的底部限定的空間。根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，用于以流體連通方式安置的機構包括至少一 個安排于軸上的一黃向口 ，該4黃向口的兩端分別通向潤滑通道和返回通道。有利的是，橫向口相對于軸沿徑向延伸。根據(jù)本發(fā)明的再 一 特征，在處于動螺旋形件那側的軸的端部處敞開的 返回通道的端部靠近軸的中心位置。有利的是，在所述箱體的那側、通向軸的壁內的返回通道的端部基本 位于所述軸的第二端處。根據(jù)本發(fā)明的又一特征，在所述箱體的那側敞開的返回通道的端部包 括被設計成用來加快返回通道內流體流動的真空泵。優(yōu)選返回通道的直徑小于或等于潤滑通道的直徑。根據(jù)本發(fā)明的另 一特征，潤滑通道相對于所述軸的軸線傾斜。根據(jù)本發(fā)明的再一特征，壓縮機的機體形成油收集器，該油收集器被 設計成用來收集從處于動螺旋形件那側的軸承中泄漏出來的油，還設置再 循環(huán)機構以使所述收集器收集的油在所述返回通道內流動。有利的是，再循環(huán)機構包括被安排在驅動軸上一方面通到返回通道另 一方面通到安排在壓縮機的軸中或機體中的環(huán)形凹槽內的通道，和通到環(huán) 形凹槽的通過油泵提供來自收集器的油的通道。


下面參考示意性的附圖對這種壓縮機的代表性的作為非限制性的實例 的幾個實施方式進行描述，通過這些描述將更好地理解本發(fā)明的任何情況。 圖1為第一種壓縮機的縱向截面圖；圖2為第二種壓縮機的縱向截面圖；圖3為第三種壓縮機的橫截面的局部放大圖；圖4為沿圖3中線IV-IV剖切的部分截面圖；圖5為第四種壓縮機的縱向局部截面圖； 圖6為沿圖5中線B-B剖切的截面圖； 圖7為沿圖6中線C-C剖切的截面圖。
具體實施方式
圖1描繪出一種處于垂直位置的螺旋式冷卻壓縮機。當然，本發(fā)明的 壓縮機在不改變其結構的情況下可處于傾斜位置或水平位置。圖1所示的壓縮機包括由外殼2限定的密封的封裝部分，外殼的上端 和下端分別由蓋3和基底4封閉。壓縮機的中間部分被限定出兩個容積的 機體5占據(jù)，吸入容積處于機體5下方，壓縮容積處于機體5上方。機體 上聯(lián)接有管6，管內側安裝有電動機，該電動機包括定子7，定子的中心安 置有轉子8。可將管6例如模煅于定子上，以支撐電機。在管6的下端，可 將該管置于對中部件9上，對中部件本身與外殼2聯(lián)接。在外殼2上安排 有口 io,該口與用于將氣體帶進壓縮機的管接頭12相聯(lián)。管接頭12通到 安排在外殼2和容納有電機的管6之間、在電機上部部分中的環(huán)形容積13 內。管接頭12在環(huán)形容積13處延伸，借助于套管14穿過該環(huán)形空間并通 到由管6限定的上腔室11中，該腔室容納有電機的線圈頭部。在環(huán)形容積 13內，套管14具有旁路開口 15。機體5用于安裝氣體壓縮級16。壓縮級包括靜蝸殼17和動蝸殼19, 靜蝸殼配備有朝下的靜螺旋形板18，動蝸殼配備有朝上的螺旋形板20。兩 個蝸殼的兩個螺旋形板18和20彼此貫穿而構成一些可變容積的壓縮腔22。 氣體從外側進入，在動蝸殼19相對于靜蝸殼17的運動過程中具有可變容 積的壓縮腔22從外側到內側減小，在這些蝸殼的中央排出的被壓縮氣體經(jīng) 開口 23沿腔室24的方向通過管接頭25被帶走。軸26于轉子8上不動，軸的頂端以曲軸的方式不在一直線上。軸的頂 部部分被嵌合到由套管形的部分27限定的包括動蝸殼19的殼體中。通過 電機使軸轉動時，軸26驅動動蝸殼，借助于連接元件28導引動蝸殼相對 于靜蝸殼17沿軌道運動。借助于安置在對中部件9內的下部軸承29、安置在機體5中的中間軸 承30及安置在軸26和套管27之間的上部軸承32可相對于其他部件導引軸26。容納上部軸承32的容積通過設置在機體5內的開口 21與腔室11連通。基底4限定出盛裝油的箱體31,油位用附圖標記33表示。泵34的進 口通道的端部被浸沒在油池中，借助于相對于軸的軸線傾斜的、通向處于 動蝸殼19的那側的軸的端部的潤滑通道35和^"助于軸岸義處的潤滑口 36， 該泵向各軸承提供潤滑油，以潤滑這些軸承。在上部部分中，經(jīng)過安排在機體5中的一些開口 21潤滑油返回到箱體 內并流進處于電機處的空隙中，使從軸承30, 32和從動蝸殼19泄漏出的 油沿電才幾方向流動。圖1中，粗線箭頭表示氣流而細線箭頭表示油流。根據(jù)本發(fā)明的一個重要特征，軸26還包括用于油的、相對于軸的軸線 傾斜的返回通道37，返回通道的一端在軸的端部處朝動蝸殼19敞開并敞開 于軸的中央處，返回通道的另一端通到處于與壓縮容積相反的電機端部處 的軸的區(qū)域內的軸的周邊壁中。設有用于使?jié)櫥ǖ?5和返回通道37流體連通的機構。這些用于連 通的機構包括由處于動螺旋形板那側的軸的端部和容納該軸的此端部的殼 體的底部限定的空間38。用于流體連通的機構還包括安排在軸內的一些橫向口 39,每個口的兩 端分別通到潤滑通道35和返回通道37。用于支撐電機的管6包括在其下部部分的一或多個徑向口 40，每個徑 向口可裝有如格柵41之類的散流器。這種壓縮機的運行如下含油且可能帶有液體微粒的制冷劑氣體通過 管接頭12進入。大部分氣流通過套管14流進由管6限定的電機上方的容 積內。另一部分氣流經(jīng)過旁路通道15進入環(huán)形容積13內，以便直接流向 壓縮級16。到達處于電機上方的容積內的氣體與沿下部軸承29的方向流動、 特別是來自上部軸承32和中間軸承30的潤滑油混合。氣體和潤滑油的混 合物經(jīng)過電機運動到底部，將電機的熱量帶走。尤其通過處于轉子和定子 之間的空間42,并經(jīng)過處于定子和管6之間的空間43形成這種通路。流經(jīng) 電才幾的混合流到達電機的下部部分，在該處加上來自下部軸岸義的油流。然 后氣-油混合物通過由例如金屬格架構成的格柵所構成的一些散流器41流 過徑向口 40。這些格架可使氣體圍繞電機管全部分散流到環(huán)形容積13內。由于方向的改變和速度的不同，油被從氣流中分離出來并落入箱體31內。 然后氣流通過環(huán)形容積13運動到壓縮級16。由于重力和/或受控的氣體速 度和適當?shù)姆蛛x時間，在進入環(huán)形容積的過程中可連續(xù)地分離氣體和油。潤滑通道35可使油從油箱31傳送到壓縮級，以潤滑軸的各導向軸承。 在向所有軸承供油之后，剩余的油通過空間38帶進返回通道37中。由于 軸26的旋轉，強制通過離心作用施壓于返回通道外部的油沿箱體方向流動。 這些剩余的油被直接送到油箱而不經(jīng)過電機，因此能夠限制油與制冷劑氣體接觸。另外，橫向口 39使源于除氣產生的氣體流進返回通道37到達其底部 端而與所述流和軸的旋轉速度及壓縮機內氣體的運動速度無關。由于離心 作用使油增壓，為氣體留出了從動蝸殼的軸承到返回通道的另一端的自由 通路的實際情況，氣體可在返回通道內流動。即使供給軸承的油出現(xiàn)過剩， 這種自由通路使其能以極好的狀態(tài)帶走源于各軸承除氣產生的氣體。圖2示出了圖1所示壓縮機的一變型例，相同的元件由和前面相同的 附圖標記表示。在此壓縮機中，箱體31的那側上的通向軸26的壁內的返 回通道37的端部基本處于軸的第二端處且超過底部軸承29。在這種情況下，返回通道37能帶走相當多的油流，同時保證油返回到 箱體，而與泵提供的油流及軸的旋轉速度無關。圖3和4示出了圖2所示壓縮機的變型例。在此類壓縮機中，處于箱 體31那側的返回通道37的端部通到安排于軸內的橫向口 39,該橫向口的 兩端分別通到潤滑通道35和軸的壁內。另外，返回導管37的這一端裝有真空泵44,該真空泵被設計成用來加 速返回通道內流體的流動。真空泵由管形成，該管包括縱向設置于返回通 道內的第一部分45、垂直于第一部分且從第一部分徑向向外延伸到橫向口 39內的第二部分46、及垂直于由第一和第二部分限定的平面且從第二部分 沿與軸的旋轉方向相反的方向延伸的第三部分47 。應該注意的是，第一和第二部分的截面分別小于返回通道和橫向口 39 的截面，以便為在返回通道和橫向口中流動的一定量的流體提供自由通路。在軸26旋轉的過程中，軸的轉動方向在圖4中用箭頭co表示，該管的 結構在返回通道中產生真空，因此在返回通道內產生吸氣效果。其結果是 使緊鄰處于返回通道內的管的開口處的流體加速，因此，逐步使流體在返回通道內流動。因此，這種真空泵的存在有助于油返回到箱體。 圖5到7示出了圖1所示壓縮機的第四種變型例。根據(jù)該變型例，壓縮機的機體5沒有開口 21，因此形成被設計成用來 收集從上部軸承32和中間軸承30泄漏出來的油流的油收集器?？稍O有再循環(huán)機構，以將被收集器收集的油送回返回通道37。再循環(huán) 機構包括通道50，該通道被安排在驅動軸26中，其一方面通向返回通道 37,另一方面通到安排在壓縮機的機體5中的環(huán)形凹槽51。再循環(huán)機構還 包括安排在機體5中且通到環(huán)形凹槽51的通道52。通過設置在安排于機體 5內的殼體54中的油泵53向通道52供給來自收集器的油。油泵53包括圍繞軸26設置并與第二空套齒輪56嚙合的第一齒輪55。在軸26旋轉因此齒輪55和56旋轉的過程中，機體5內收集的油被吸 入殼體54內，然后在被帶入通道52內之前在安排于這些齒輪和機體5之 間的空間內被壓縮。之后，被壓縮的油流到環(huán)形凹槽51內，以便借助于通 道50最終被送到返回通道37內。不用說，本發(fā)明不限于上面作為實例描述的這種壓縮機的幾種實施方 式。反之，本發(fā)明可涵蓋所有的變型例。尤其對于一些特定的使用需求而 言，可阻斷朝向壓縮級的返回通道的端部。另外，管接頭12可通到在電機 底部部分中的環(huán)形容積13內。再者，這種結構可與不同于上述結構的壓縮 機結構組合，尤其在不超出本發(fā)明的全部內容的前提下可與具有不同的氣 體回3各的壓縮4幾組合。
權利要求
1.一種螺旋冷卻壓縮機，包括—密封的封裝部分，其包含吸氣容積和壓縮容積，這些容積分別設置于該封裝部分的兩端側、機體的任何一側上，該封裝部分包括制冷劑氣體進口(10)；—設置于吸入側的電動機，其具有定子(7)和與曲軸形式的驅動軸(26)固定聯(lián)接的轉子(8)；—所述驅動軸包括延伸覆蓋整個軸長度、不在一直線上的潤滑通道(35)，該潤滑通道通過設置在所述軸的第一端處的油泵(34)供應貯存在處于所述封裝部分底部部分中的箱體(31)內的油，該潤滑通道包括在所述軸的不同導向軸承處的潤滑口(36)；—所述驅動軸的第二端裝有用于驅動所述壓縮機的動螺旋形件沿軌道運動的裝置，其中，所述驅動軸包括相對于所述軸的軸線平行或傾斜并延伸覆蓋所述軸長度的至少一部分的返回通道(37)，該返回通道的兩端之一通到所述油箱那側的、處于超過所述轉子的所述軸的區(qū)域內的所述軸的壁內，并設置用于使所述潤滑通道和所述返回通道流體連通的機構(38，39)。
2. 如權利要求1所述的壓縮機，其中，所述返回通道(37)的第二端 在位于所述動螺旋形件那側的所述軸的端部敞開，所述用于流體連通的機 構包括由處于所述動螺旋形件那側的所述軸的端部和容納所述軸的該端的 殼體的底部限定的空間(38)。
3. 如權利要求1或2所述的壓縮機，其中，所述用于流體連通的機構 包括至少一個安排在所述軸上的橫向口 (39)，該橫向口的兩端分別通到所 述潤滑通道和所述返回通道。
4. 如權利要求3所述的壓縮機，其中，所述橫向口相對于所述軸徑向 延伸。
5. 如權利要求2和4中任一項所述的壓縮機，其中，在處于所述動螺 旋形件那側的所述軸的端部處敞開的所述返回通道(37)的端部靠近所述 軸的中心位置。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的壓縮機，其中，在所述箱體的那側、通到所述軸的壁內的所述返回通道的端部基本處于所述軸的所述第二 端處。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的壓縮機，其中，在所述箱體那側 敞開的所述返回通道的端部包括被設計成用來加速返回通道內流體流動的真空泵(44)。
8. 如權利要求1至7中任一項所述的壓縮機，其中，所述返回通道的 直徑小于或等于所述潤滑通道的直徑。
9. 如權利要求1至8中任一項所述的壓縮機，其中，所述潤滑通道相 對于所述軸的軸線傾斜。
10. 如權利要求1至9中任一項所述的壓縮機，其中，所述壓縮機的機 體形成油收集器，該油收集器被設計成用來收集從處于所述動螺旋形件那 側的所述軸承中泄漏出來的油，還設有再循環(huán)機構(50至53)以使所述收 集器收集的油在所述返回通道內流動。
11. 如權利要求10所述的壓縮機，其中，所述再循環(huán)機構包括安排在 所述驅動軸上、 一方面通到所述返回通道(37)另一方面通到安排在所述 壓縮機的所述軸中或所述機體(5)中的環(huán)形凹槽(51)的通道(50);通 向所述環(huán)形凹槽、借助于油泵(53 )提供來自所述收集器的油的通道(52 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及渦旋式制冷劑壓縮機。本發(fā)明的壓縮機包括驅動軸(26)，該驅動軸包括偏離軸線的潤滑通道(35)，借助于設置在軸的第一端的油泵(34)將來自位于壓縮機的下部的油盤(31)內的油供應到潤滑通道。潤滑通道包括在不同的軸導向軸承處的潤滑孔(36)。軸的第二端配備有能使壓縮機的動渦旋盤沿軌道運動的裝置。所述軸還包括相對于軸的軸線傾斜且延伸覆蓋軸的長度的至少一部分的返回通道(37)。返回通道兩端之一在位于超出油盤那側的轉子的區(qū)域內的軸的壁處敞開。另外，在潤滑通道和返回通道之間設有流體連通機構(38，39)。
文檔編號F04C18/02GK101223365SQ200680025380
公開日2008年7月16日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權日2005年5月23日
發(fā)明者戴維·吉納沃伊斯, 皮埃爾·吉尼斯, 讓·德伯納迪 申請人:丹佛斯商業(yè)壓縮機公司