CN100422554C - 压缩机 - Google Patents
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Abstract
提供即使在低转速运转时也能确实有效地汲取润滑油的,可靠性高且廉价的压缩机。并提供可以长期稳定地维持粘性泵的结构的可靠性高的压缩机。该压缩机在密闭容器内容纳用于贮存润滑油并压缩气体的压缩单元,压缩单元设有沿垂直方向上转动运动的轴和与润滑油连通的粘性泵。
Description
技术领域
本发明涉及向压缩机的滑动部供给润滑油的粘性泵的改进。
背景技术
近年来,由于环保的要求,家用电冰箱和空调机趋于节能化。其中,制冷剂压缩机实现变频化,随着运转旋转数的低速旋转化,用现有的离心泵很难充分地供油。
在日本特表2002-519589号公报中,揭示了一种压缩机,该压缩机中采用粘性泵代替离心泵,该粘性泵,即使在低速旋转时也能得到稳定的泵能力。
下面,参照附图说明上述现有技术的压缩机。在以下的说明中,上下的关系是以把密闭型电动压缩机设置为正规姿势的状态为基准。
图34是现有的压缩机的要部断面图。图34中,在密闭容器7101的底部,存放着润滑油7102。电动单元7105由定子7106和内藏着永久磁铁的转子7107构成。在形成压缩单元7110的中空轴7111上,嵌装着转子7107,同时固定着与轴7111一体旋转的套筒7112,该套筒7112的至少下端浸渍在润滑油7102中。
中央部凹入而呈大致U字形的、由弹性材料形成的托架7115,其两端部固定在围板7116上,该围板7116固定在定子7106上。由塑料材料形成的、***套筒7112的部件7120,在其外周形成了螺旋槽,与套筒7112之间形成润滑油通路。部件7120的下端固定在托架7115的中央部。
下面,说明上述现有的压缩机的动作。
电动单元7105通电后,转子7107旋转,随之,轴7111也旋转,压缩单元7110进行预定的压缩动作。润滑油7102在部件7120外周的螺旋槽与套筒7112之间的润滑油通路中,随着套筒7112的旋转,在套筒的内周面被粘性地拉曳而旋转上升,被汲取到轴7111的中空部上部。
发明内容概要
本发明的压缩机,在密闭容器内存放着润滑油并收容着压缩制冷剂的压缩单元、和驱动该压缩单元的电动单元。上述电动单元由定子和转子构成。上述压缩单元备有在铅直方向延伸并作旋转运动的轴、和形成在该轴上并与上述润滑油连通的粘性泵。上述粘性泵,备有形成在上述轴上的圆筒空洞部、同轴地并可旋转地***在上述圆筒空洞部内的***部件、形成在上述圆筒空洞部内周与上述***部件外周之间并按照使润滑油向上升的方向形成的螺旋槽,和抑制上述***部的旋转的抑制机构,其特征在于,还备有固定在上述轴的下方、形成上述圆筒空洞部的套筒,在上述***部件的外周方向形成突起部,在上述套筒上形成了支承部,该支承部将上述突起部的推力面可旋转地悬架着。
附图说明
图1是本发明实施形态1之压缩机的要部断面图。
图2是本发明实施形态1中的轴的下部立体图。
图3是本发明实施形态1中的起动后运转状态的要部断面图。
图4是本发明实施形态2之压缩机的要部断面图。
图5是本发明实施形态2中的轴的下部立体图。
图6是本发明实施形态2中的套筒的断面放大图。
图7是本发明实施形态3之压缩机的要部断面图。
图8是本发明实施形态3中的轴的下部立体图。
图9是本发明实施形态3中的套筒的断面放大图。
图10是本发明实施形态4之压缩机的断面图。
图11是本发明实施形态4之压缩机的要部断面图。
图12是本发明实施形态4之压缩机的要部立体图。
图13是本发明实施形态5之压缩机的要部断面图。
图14是本发明实施形态6之压缩机的要部断面图。
图15是本发明实施形态7之压缩机的断面图。
图16是本发明实施形态7之压缩机的要部断面图。
图17是本发明实施形态8之压缩机的要部断面图。
图18是本发明实施形态8之压缩机的要部组装图。
图19是本发明实施形态9之压缩机的断面图。
图20是本发明实施形态9的要部断面图。
图21是本发明实施形态10之压缩机的断面图。
图22是本发明实施形态10的要部断面图。
图23是本发明实施形态11之压缩机的断面图。
图24是本发明实施形态11之压缩机的要部断面图。
图25是本发明实施形态11中的***部件的要部放大图。
图26是本发明实施形态12之压缩机的断面图。
图27是本发明实施形态12之压缩机的要部断面图。
图28是本发明实施形态13之压缩机的断面图。
图29是本发明实施形态13之压缩机的要部断面图。
图30是本发明实施形态14之压缩机的断面图。
图31是本发明实施形态14之压缩机的要部断面图。
图32是本发明实施形态14中的粘性泵的要部断面图。
图33是本发明实施形态15之压缩机的要部断面图。
图34是现有的压缩机的要部断面图。
实施发明的最佳形态
上述现有的构造中,在粘性泵的上方形成了中空孔,被运送的润滑油的存放空间比较大。尤其是在把被起动后的粘性泵汲上的润滑油进一步往上方运送的过程中,要将润滑油存满中空孔内需要较长时间。
因此,将润滑油往上方运送的速度慢,不能稳定地对滑动部供给润滑油,从而滑动部件之间接触滑动,产生损伤磨耗,由此引起压缩单元被锁住。
本发明是为了解决上述问题而作出的,其目的是提供一种向各滑动部运送润滑油的速度快、即使在低速运转时也能切实且稳定地运送润滑油的、可靠性高的压缩机。
为了实现上述目的,本发明的压缩机中,在轴的主轴部上连设了粘性泵和第2粘性泵。上述粘性泵朝着存放在密闭容器下方的润滑油开口,上述第2粘性泵与上述粘性泵的上部连接。由于主轴部的润滑油通路几乎全部由泵形成,所以,润滑油和制冷剂的滞留空间小,运送润滑油的速度快,同时,润滑油不仅依存于低速旋转时的低离心力,而是在通路内粘性地被拉曳,被付与向上的压力。
本发明的压缩机,将粘性泵和第2粘性泵连设,第2粘性泵在粘性泵的上部,运送润滑油的速度快,即使在低速运转时也能稳定地运送润滑油,可提供可靠性高的压缩机。
下面,参照附图说明本发明的实施形态1至3。但本发明并不局限于实施形态。
(实施形态1)
图1是本发明实施形态1之压缩机的要部断面图。图2是该实施形态中的轴的下部立体图。图3是该实施形态中的起动后运转状态的要部断面图。
图1、图2、图3中,在密闭容器3101内存放着润滑油3102,并且充填着制冷剂3103。
压缩单元3110,备有形成压缸3108的缸体3109、可往复移动地嵌入在压缸3108内的活塞3113、轴3111和连杆3118。轴3111由轴支在缸体3109的主轴承3114上的主轴部3116和偏心部3117构成。连杆3118连接偏心部3117和活塞3113。压缩单元3110形成往复式的压缩机构。
电动单元3105固定在缸体3109的下方。电动单元3105,由与变频(インバ一タ)驱动电路(图未示)连接着的定子3106、和内藏着永久磁铁(图未示)并固定在主轴部3116上的转子3107构成。电动单元3105,形成变频驱动用的电动单元3105,被变频驱动电路,以至少包含600~1200r/min的若干运转频率驱动。
弹簧3104通过定子3106将压缩单元3110弹性地支承在密闭容器3101上。
在轴3111的主轴部3116上,形成了浸渍在润滑油3102内的粘性泵3130、和通过连通孔3140与粘性泵3130连接的第2粘性泵3150。第2粘性泵3150形成在粘性泵3130的上部。
下面,详细说明连接着的粘性泵3130和第2粘性泵3150的构造。
粘性泵3130,备有形成在主轴部3116上的圆筒空洞部3135、固定在圆筒空洞部3135下方的中空套筒3131、同轴地***圆筒空洞部3135及套筒3131内的***部件3133、支承部件3132。支承部件3132形成为约束***部件3133在旋转方向及上下方向游动的约束机构3139。
圆筒空洞部3135的上端,到达主轴承3114的下方。
套筒3131是大致圆筒形,呈上下面开口的帽状,材料是采用容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
在***部件3133的外周,形成了螺纹牙状的螺旋槽3134,在与套筒3131之间,形成了供润滑油3102流通的螺旋状润滑油通路。另外,***部件3133的材料是采用具有耐制冷剂、耐润滑油性的、热传导性比形成轴3111的金属材料低的塑料材料,例如PPS、PBT、PEEK等。
支承部件3132是采用铁的弹簧线材等的弹性材料,形成为大致U字形,其两端固定在定子3106的下部,其中央部穿过***部件3133下端的缺口3136,与卡合孔3137卡合。缺口3136相对于卡合孔3137与主轴部3116的提前角侧接合,并且,卡合孔3137的接合部3138、即朝着缺口3136的开口部的长度,比支承部件3132的外径小。
第2粘性泵3150,由主轴部3116、刻设在主轴部3116外周的导槽3151、和主轴承3114构成。
主轴承3114固定在缸体3109上,或者与缸体3109形成为一体。在主轴部3116的外表面,形成了断面形状为台形或半圆形的导槽3151,在主轴承3114与导槽3151之间,形成了供润滑油流通的螺旋状润滑油通路。
导槽3151的上端,与偏心部3117内的偏心连通部3160连通。
下面,说明上述构造的压缩机的动作、作用。
从变频驱动电路向定子3106通电时,转子3107与轴3111一起旋转。随之,偏心部3117的偏心运动,通过连杆3118使得活塞3113在压缸3108内往复运动,吸入并压缩制冷剂3103,进行预定的压缩动作。
随着轴3111的主轴部3116的旋转,润滑油3102在构成粘性泵3130的***部件3133的外表面与套筒3131内周面间的润滑油通路中,被套筒3131的旋转拉曳而上升。接着,润滑油3102通过连通孔3140到达导槽3151的起点。然后,润滑油3102在构成第2粘性泵3150的主轴部3116外表面的导槽3151与主轴承3114内周面之间的通路中,被主轴部3116的旋转拉曳而进一步上升。这样,润滑油3102通过偏心连通部3160被运送到偏心部3117和连杆3118等处。
如上所述,本实施形态中,主轴部3116的润滑油通路几乎全由粘性泵3130和第2粘性泵3150形成,制冷剂3103和润滑油3102的滞留空间小,所以,润滑油3102的速度不降低,能以快的速度运送到各滑动部。并且,润滑油3102不只是依存于低速旋转时的低离心力,而是在润滑油通路内,被粘性地拉曳,被付与向上的压力,所以,即使在低速旋转时,也能切实地汲上。
另外,溶解了制冷剂3103的润滑油3102,被压缩单元3110和电动单元3105加热。制冷剂气体3103虽然在润滑油通路内气化,但是,由于连接着的粘性泵3130和第2粘性泵3150的润滑油运送能力高,所以,制冷剂也与润滑油3102一起被运送,润滑油3102的运送不受阻碍。结果,对各滑动部运送润滑油的速度快,而且,即使在600r/min的低速旋转时,在起动后能立即将润滑油3102运送到各滑动部,具有稳定的润滑油运送特性。
因此,不会出现因滑动部件之间接触产生的损伤和磨耗而引起异常磨耗和压缩单元3110的锁住,可实现具有高可靠性的压缩机。
另外,本实施形态中,是用烧结嵌入或压入的方式,将转子3107嵌装在主轴部3116上的,但是,在嵌装转子3107时,由于圆筒空洞部3135的内径尺寸变化,所以,与***部件3133之间的半径方向的间隙尺寸很难控制。为此,在嵌装转子3107的主轴部3116上不形成粘性泵3130,其部位的长度、即从***部件3133的上面到连通孔3140的长度,与转子3107的嵌装长度约相等,约为10~20mm左右。
但是,根据本实施形态,据实验得知,如图3所示,在起动后,圆筒空洞部内的润滑油3102的上面,在离心力作用下形成为公知的抛物线状的自由表面,到达了***部件3133上端面的润滑油3102瞬间地到达连通孔3140。因此,如果未形成泵的部位的长度为10~20mm,则对润滑油的运送速度几乎没有影响。
另一方面,由于润滑油的运送速度非常快,所以,起动后,圆筒空洞部3135内的润滑油3102瞬间地流入导槽3151,圆筒空洞部3135内成为负压,***部件3133有时被吸到圆筒空洞部3135的上方。另外,连续运转时,借粘性作用而将润滑油送往上方的力的反力,常时地朝下作用在***部件3133上。
但是,支承部件3132的中央部卡合在***部件3133的卡合孔3137内,约束住***部件3133的上下方向的游动,所以,无论是起动时还是连续运转时,都能保持住粘性泵3130的构造,该粘性泵3130,在圆筒空洞部3135与***部件3133之间,借助粘性将润滑油3102汲到上方。
另外,借助螺旋槽3134内产生的油压,套筒3131与***部件3133之间的间隙得以保持。所以,套筒3131与***部件3133的滑动磨耗和翘曲极少发生。另外,支承部件3132不是完全固定在卡合孔3137内,卡合孔3137的内径与支承部件3132的外径的差为数百μm~1mm左右时,同样地能保持套筒3131与***部件3133的间隙。
另外,卡合孔3137的接合部3138,朝着主轴部3116的提前角侧开口,所以,例如即使运转频率为4200~4800r/min的高速旋转时,旋转方向的力作用在卡合孔3137的闭口侧,而几乎不作用在开口的接合部3138一侧。这样,即使在高速运转中,被支承部件3132约束住而不能旋转的***部件3133,也不会脱离预定的位置。
另外,朝着缺口3136的接合部3138的开口部的长度,比支承部件3132的外径小,所以,只要把支承部件3132嵌插在卡合孔3137内,即使在生产线的组装和运输时受到振动等,也不会容易地脱离卡合孔3137。
另外,不需要另外地设置用于约束***部件3133的旋转及上下方向游动的部件,所以成本降低。
另外,由于即使在低速旋转时也能切实地运送润滑油3102,所以,减少受到主轴部3116和电动单元3105的热,可以抑制润滑油3102的温度上升。因此,作为异丁烷的R600a与R134a相比,虽然对润滑油3102的溶解度高,但是,可以抑制在润滑油通路内气体化后的气体滞留,可以抑制作为气体阻塞现象的润滑油3102的运送阻碍。
另外,粘性泵3130和第2粘性泵3150,是在电动单元3105和压缩单元3110组装成为一体后,***密闭容器3101内,借助弹簧3104弹性地支承在密闭容器3101内。因此,不必在密闭容器3101内配设粘性泵3130和第2粘性泵3150的构成部件,组装容易,具有高生产率,同时,零部件数目少,成本低。
另外,本发明的实施形态中,是将套筒3131固定在圆筒空洞部3135内,但是,只要能确保***部件3133的最外周面与圆筒空洞部3135的内周面之间的间隙在500μm以内,也可以不使用套筒3131,而直接将***部件3133***由主轴加工成的圆筒空洞部3135内,构成粘性泵。该构造中,除了零部件数目不同外,基本构造与本实施形态的构造相同,可得到同样的动作、作用和效果。
(实施形态2)
图4是本发明实施形态2之压缩机的要部断面图。图5是该实施形态中的轴的下部立体图。图6是该实施形态中的套筒的断面放大图。
下面,参照图4、图5和图6,说明本实施形态。与实施形态1同样的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在构成压缩单元3210的轴3211的主轴部3216上,形成了浸渍在润滑油3102中的粘性泵3230、和通过连通孔3140与粘性泵3230连接着的第2粘性泵3250。第2粘性泵3250形成在粘性泵3230的上部。
下面,详细说明连接着的粘性泵3230和第2粘性泵3250。
粘性泵3230,有形成在主轴部3216上的圆筒空洞部3235、固定在圆筒空洞部3235下方的套筒3231、同轴地***圆筒空洞部3235及套筒3231内。而且,粘性泵3230设有具有从下端部朝大致水平方向延伸的2根支承部件3232的***部3233,和约束机构3239。该支承部件3232约束***部件3233的游动,约束机构由与支承部件3232可旋转地结合着的自由接头3261形成。
圆筒空洞部3235的上端,到达主轴承3114的下方。
在套筒3231的内周面,形成了螺纹牙状的螺旋槽3234,在与***部件3233之间,形成了供润滑油3102流通的螺旋状润滑油通路。
***部件3233采用的材料是具有耐制冷剂、耐润滑油性的、热传导性比金属材料低的塑料材料。另外,支承部件3232由金属线材构成,贯穿***部件3233下端地固定着。
自由接头3261为大致L字形,其一端固定在定子3106的下部,在另一端备有缺口3236和卡合孔3237。从***部件3233下端形成的支承部件3232的端部,穿过缺口3236,贯通卡合孔3237,将支承部件3232和自由接头3261可旋转地结合。这样,约束住***部件3233的旋转方向及上下方向的游动。
另外,缺口3236相对于卡合孔3237与主轴部3216的提前角侧接合,并且,卡合孔3237的接合部3238、即朝着缺口3236的开口部的长度,比支承部件3232的外径小。
第2粘性泵3250,由主轴部3216、刻设在主轴部3216外周的导槽3251、主轴承3114构成。
在主轴部3216的外表面,形成了断面形状为台形或半圆形的导槽3251,在主轴承3114与导槽3251之间,形成了供润滑油3102流通的螺旋状润滑油通路。
下面,说明上述构造的压缩机的动作、作用。
从上述变频驱动电路向定子3106通电后,随着轴3211的主轴部3216的旋转,润滑油3102在构成粘性泵3230的套筒3231的内周面与***部件3233外周之间的润滑油通路中,被套筒3231的旋转拉曳而上升。接着,润滑油3102通过连通孔3140,到达导槽3251的起点。
然后,润滑油3102在构成第2粘性泵3250的主轴部3216外表面的导槽3251与主轴承3114内周面之间的通路中,被主轴部3216的旋转拉曳而进一步上升。
如上所述,本实施形态中,借助与实施形态1同样的作用,往各滑动部运送润滑油3102的速度快。而且,即使在600r/min的低速旋转时,也具有稳定的润滑油运送特性,所以,不会出现因滑动部件之间接触产生的损伤和磨耗而引起异常磨耗和压缩单元3210的锁定,可实现具有高可靠性的压缩机。
这里,对于旋转产生的力矩,离开轴3211的旋转轴心的距离越长的位置,作用在该位置上的荷重越小。本实施形态中,形成约束机构3239的支承部件3232和自由接头3261的结合部分3263与旋转轴心的距离比较长,所以,可减低作用在结合部分3263上的荷重,结合部分3263的折损可能性极低。
另外,本实施形态中,在套筒3231的内周面上设置螺旋槽3234,旋转体侧内周面的与润滑油3102接触的面积,加上了螺旋槽3234的凹部的表面积,因此接触面积增大,所以,能产生大的粘性阻力,得到高的润滑油运送能力。
另外,在套筒3231内周面与***部件3233外表面之间的润滑油通路内的润滑油3102上,作用着由主轴部3216的旋转产生的离心力,润滑油3102在润滑油通路中,以偏于最远离旋转轴心的面的状态旋转上升。本实施形态中,由于离心力最大作用的润滑油通路内没有间隙,所以,不朝下方流出,可抑制润滑油3102的落下流出量。这样,与在***部件3233侧形成螺旋槽时相比,可得到更加好的润滑油3102的运送能力。
(实施形态3)
图7是本发明实施形态3之压缩机的要部断面图。图8是该实施形态中的轴的下部立体图。图9是该实施形态中的套筒的断面放大图。
下面,参照图7、图8和图9,说明本实施形态。与实施形态1同样的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在构成压缩单元3310的轴3311的主轴部3316上,形成了浸渍在润滑油3102中的粘性泵3330、和通过连通孔3140与粘性泵3330连接着的第2粘性泵3350。第2粘性泵3350形成在粘性泵3330的上部。
下面,详细说明连接着的粘性泵3330和第2粘性泵3350的构造。
粘性泵3330,备有形成在主轴部3316上的圆筒空洞部3335、固定在圆筒空洞部3335上的套筒3331、固定在套筒3331内周的螺旋弹簧即螺旋部件3373、同轴地***圆筒空洞部3335及套筒3331内的***部件3333、约束机构3339。约束机构3339由约束***部件3333游动的支承部件3332形成。
支承部件3332由铁的弹簧线材等弹性材料构成,形成为大致U字形,其两端固定在定子3106的下部,其中央部与***部件3333下端的卡合槽3336卡合,这样,约束***部件3333的旋转方向及下方向的游动。
形成在圆筒空洞部3335上方的偏心通路3372,其内周径比套筒3331的内径小,并且,相对于旋转轴心设在偏于连通孔3140一侧的位置。圆筒空洞部3335的上底面3380与***部件3333相接,这样,限制***部件3333朝上方向的游动。另外,组装后的***部件3333的上面与圆筒空洞部3335的上底面3380之间的间隙,比卡合槽3336的长度方向的高度尺寸(B)短,这样,即使***部件3333上浮,***部件3333也不会脱离支承部件3332。
偏心通路3372的上端,到达主轴承3114的下方,偏心通路3372与连通孔3140连通。
借助固定在套筒3331内周面的螺旋弹簧即螺旋部件3373,在与***部件3333之间,形成了供润滑油3102流通的润滑油通路。
大致圆筒形的套筒3331,是上下面开口的帽状,在下部形成了大致L字形的弹簧保持部3374。套筒3331的材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
螺旋部件3373即螺旋弹簧的长度,大于从套筒3331的内周面全长减去弹簧保持部3374的轴方向长度的长度。因此,螺旋部件3373被压缩支承在圆筒空洞部3335的上底面3380和弹簧保持部3374上,固定在套筒3331的内周面。
螺旋部件3373的材料,是采用弹簧用油回火线材(SWOV),但也可以采用钢琴丝(SWP)、弹簧钢(SUP)等的钢材、或铝等的非铁类金属,也可以采用热变形温度在100℃以上、成形性好的塑料材料(PC、PA)等,只要是备有螺旋槽的润滑油运送效果的螺旋部件即可。
第2粘性泵3350,由主轴部3316、刻设在主轴部3316外周的导槽3351、主轴承3114构成。
在主轴部3316的外表面,形成了断面形状为台形或半圆形的导槽3351,在主轴承3114与导槽3351之间,形成了供润滑油3102流通的螺旋状润滑油通路。
下面,说明上述构造的压缩机的动作、作用。
从上述变频驱动电路向定子3106通电后,随着轴3311的主轴部3316的旋转,润滑油3102在构成粘性泵3330的螺旋部件3373与***部件3333外表面之间的润滑油通路中,被套筒3331的旋转拉曳而上升。接着,通过连通孔3140,到达导槽3351的起点。
然后,润滑油3102在构成第2粘性泵3350的导槽3351与主轴承3114内周面之间的通路中,被主轴部3316的旋转拉曳而进一步上升。
如上所述,本实施形态中,借助与实施形态1同样的作用,往各滑动部运送润滑油的速度快。而且,即使在600r/min的低速旋转时,也具有稳定的润滑油运送特性,所以,不会出现因滑动部件之间接触产生的损伤和磨耗而引起异常磨耗和压缩单元3310的锁定,可实现具有高可靠性的压缩机。
另外,组装时,将圆筒空洞部3335的上底面3380与***部件3333的上面吻合,可决定***部件3333在圆筒空洞部3335内的上下方向位置。另外,使支承部件3332与***部件3333下端的卡合槽3336卡合,就可以组装起来,组装性好。
根据本实施形态,形成在套筒3331内周面的螺旋部件3373,是利用螺旋弹簧的形状而形成的,比在套筒3331的内周面上加工出螺旋槽容易得多,可以极容易地构成粘性泵3330。
另外,从节能的观点考虑,与家用电冰箱和空调机等***所要求的运转频率相应地,可以采用线径、线断面形状、或圈数不同的螺旋弹簧,这样,可以适量地控制润滑油运送量,可对应于各种需求,具有极好的使用性。
另外,把预先在内周***了螺旋部件3373即螺旋弹簧的套筒3331,压入同轴地形成在主轴部3316上的圆筒空洞部3335内,把套筒3331安装在主轴部3316下端的同时,螺旋部件3373被压缩支承在圆筒空洞部3335的上底面3380和弹簧保持部3374上,并固定在套筒3331的内周面,这样,完成了将润滑油3102往上方运送所必需的螺旋槽。
因此,组装极为合理而且容易,可实现高的生产率。
如上所述,本发明中,主轴部的润滑油通路几乎全由泵形成,制冷剂和润滑油的滞留空间小,所以,运送润滑油的速度快,并且,润滑油不只是依存于低速旋转时的低离心力,而是在通路内,被粘性地拉曳,被付与向上的压力,所以,即使在低速旋转时,也能切实地汲上。因此,得到切实稳定的润滑油运送特性,提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,还具有低成本、高生产率的效果,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,在起动时和连续运转时,可以切实阻止***部件的旋转、上浮、和沉入,得到切实稳定的润滑油运送特性,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,能防止***部件因上浮而脱离约束机构,防止圆筒空洞部内周面与***部件外周面接触、碰撞而引起磨耗和倾倒,得到切实稳定的润滑油运送特性,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,约束机构折损的可能性极低,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,组装容易,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,可得到较大的润滑油运送能力,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,使用性好,并且可得到高的生产率,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,压缩机的输入减小,加上稳定的润滑油供给,可实现低的电力消耗,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,组装容易,生产率高,可提供适合采用粘性泵的可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,可抑制称为气体阻塞现象的润滑油运送阻碍。
另外,R600a的地球暖化系数约为0,可以低速旋转,实现低的电力消耗,对地球环境的负荷极小,可提供可靠性高的压缩机。
另一方面,上述现有的构造中,如果托架7115对部件7120的保持尺寸精度差时,则部件7120会在套筒7112中产生翘曲。托架7115由弹性材形成,可吸收该翘曲。但是,如果该翘曲比较大时,在套筒7112与部件7120之间产生磨耗,使泵能力降低,或者磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部,啮入滑动部,使压缩单元锁住。
另外,由于部件7120是跨越转子7107地、间接地固定在定子7106上,所以,需要有连接部件7120和定子7106的长部件以及固定该长部件的机构和工序。因此,使压缩机成本提高。本发明的目的是提供可靠性高、成本低的压缩机。
下面,参照附图说明本发明压缩机的实施形态4和实施形态5。
(实施形态4)
图10是本发明实施形态4之压缩机的断面图。图11是其要部断面图。图12是其要部立体图。
图10至图12中,在密闭容器1101内,存放着润滑油1102,并且充填着制冷剂气体1103。
压缩单元1110形成为往复式的压缩单元,备有形成压缸1113的缸体1115、可往复移动地嵌入在压缸1113内的活塞1117、轴1125、和连杆1119。轴1125由轴支在缸体1115的轴承部1116上的主轴部1120和偏心部1122构成。连杆1119连接偏心部1122和活塞1117。
电动单元1135形成为变频驱动用的电动单元,由固定在缸体1115下方并与变频驱动电路(图未示)连接着的定子1136、和内藏永久磁铁并固定在主轴部1120上的转子1137构成。
弹簧1139,通过定子1136将压缩单元1110弹性地支承在密闭容器1101上。
在轴1125的主轴部1120的下端,形成了浸渍在润滑油1102中的粘性泵1140。粘性泵1140备有形成在主轴部1120下方的圆筒空洞部1142、同轴地并可旋转地***在圆筒空洞部1142内的***部1145、和由若干个叶片构成的翼部1147,上述若干个叶片与***部1145形成为一体。在***部1145的外周,形成螺纹牙状的螺旋突起1149,在与圆筒空洞部1142之间,形成了供润滑油1102流通的螺旋槽1150。
***部1145和翼部1147形成为具有耐润滑油性的塑料成形品即部件1151。部件1151的内部是空洞,在上部1152开设着贯通孔1153。1157是小螺丝,穿过贯通孔1153将部件1151可旋转地结合在圆筒空洞部1142的顶面。
连通孔1160从圆筒空洞部1142的顶面向上方延伸,将横孔1162和圆筒空洞部1142连通。该横孔1162与由轴承部1116内周面和主轴部1120外周面形成的滑动部连通。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
从上述变频电路向定子1136通电时,转子1137与轴1125一起旋转。随之,偏心部1122的偏心运动通过连杆1119使活塞1117在压缸1113内往复运动,压缩吸入的气体,进行预定的压缩动作。
随着轴1125的主轴部1120的旋转,圆筒空洞部1142也旋转。另一方面,***部1145被圆筒空洞部1142的旋转拉曳而旋转,但是,由于其翼部1147在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,所以,***部1145的旋转数比圆筒空洞部1142的旋转数低得多。因此,在圆筒空洞部1142与***部1145之间,产生了接近轴1125的旋转数的旋转数差。这样,润滑油1102在螺旋槽1150中被圆筒空洞部1142的旋转拉曳而上升。润滑油1102借助这时产生的油压,在连通孔1160内上升,穿过横孔1162到达由轴承部1116内周面和主轴部1120外周面形成的滑动部,将其润滑。
这时,润滑油1102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,部件1151仅通过上部1152的贯通孔1153、用螺丝1157可旋转地结合在圆筒空洞部1142的顶面上,所以,在圆筒空洞部1142与***部1145之间,不会产生因翘曲引起的侧压。因此,圆筒空洞部1142和***部1145的滑动磨耗极少,结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,由于翼部1147在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,***部1145本身的旋转受到阻碍,所以,不必像现有那样要将***部1145间接地固定在定子1136上。另外,由于仅仅通过上部1152的贯通孔1153用螺丝1157可旋转地结合在圆筒空洞部1142的顶面,所以,构造极简单,零部件数目和工序都减少,可实现低成本的压缩机。
(实施形态5)
图13是本发明实施形态5之压缩机的要部断面图。
下面,参照图13说明本实施形态。与实施形态4中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴1225的主轴部1220的下端,形成了浸渍在润滑油1102中的粘性泵1240。
在主轴部1220内,形成了与主轴部1220同轴状的连通孔1241,粘性泵1240备有压入在连通孔1241内并形成圆筒空洞部1242的套筒1243、同轴地并可旋转地***在套筒1243内的***部1246、和由若干个叶片构成的翼部1247,上述若干个叶片与***部1246形成为一体。
套筒1243是大致圆筒形,呈帽状,形成有设置了螺丝孔1244的上面部1245。在上面部1245,设有供润滑油1102通过的通孔1248。
套筒1243的材料,是采用比较容易得到高精度的、作为与***部1246的滑动材相合性好的铁板冲压材料,但是,也可以采用其它的、作为与***部1246的滑动材相合性好的例如塑料制品、板簧钢等。
在***部1246的外周,形成螺纹牙状的螺旋突起1249,在与套筒1243之间,形成了供润滑油1102流通的螺旋槽1250。
***部1245和翼部1247形成为具有耐制冷剂、耐润滑油性的塑料成形品即部件1251。部件1251的内部是空洞,在上部1252开设着贯通孔1253。小螺丝1257通过垫圈1257a穿过贯通孔1253与螺丝孔1244螺合,将部件1251可旋转地结合在上面部1245上。
垫圈1257a由4氟化乙烯构成,限制部件1251的推力方向的滑动。
连通孔1241通过横孔1262与由轴承部1116内周面和主轴部1220外周面形成的滑动部连通。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
从变频驱动电路向定子1136通电时,转子1137与轴1125一起旋转。
随着轴1225的主轴部1220的旋转,套筒1243形成的圆筒空洞部1242也旋转。另一方面,***部1246被圆筒空洞部1242的旋转拉曳而旋转,但是,由于其翼部1247在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,所以,***部1246的旋转数比圆筒空洞部1242的旋转数低得多。因此,在圆筒空洞部1242与***部1246之间,产生了接近轴1225的旋转数的旋转数差。这样,润滑油在螺旋槽1250中被圆筒空洞部1242的旋转拉曳而上升。润滑油借助这时产生的油压,穿过通孔1248,在连通孔1241内上升,从横孔1262到达由轴承部1116内周面和主轴部1220外周面形成的滑动部,将其润滑。
这时,润滑油1102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,部件1251仅通过上部1252的贯通孔1253、通过垫圈1257a用螺丝1257可旋转地结合在上面部1245上,所以,在套筒1243与***部1246之间,不会产生因翘曲引起的侧压。因此,套筒1243和***部1246的滑动磨耗极少,结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,在套筒1243上,产生了向下的力,该力是将润滑油1102推向上方的力的反力。该力作为推力方向的荷重作用在滑动面上。本实施形态中,套筒1243的上面部1245和垫圈1257a之间是滑动部,由于垫圈1257a是4氟化乙烯制,其自身具有润滑性,可以防止异常磨耗。
另外,由于翼部1247在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,***部1246本身的旋转受到阻碍,所以,不必像现有那样要将***部1246间接地固定在定子1136上。只要穿过上部1252的贯通孔1253,通过垫圈1257a用螺丝1257可旋转地结合在上面部1245上,所以,构造极简单,零部件数目和工序都减少,可实现低成本的压缩机。
而且,根据本实施形态,用螺丝1257通过垫圈1257a将套筒1243和部件1251螺合,将粘性泵1240作为独立的部件预先组装起来,在把转子1137压入轴1225后,将作为独立部件的粘性泵1240压入连通孔1241,就完成了组装。因此,极为合理,可实现高生产率。
(实施形态6)
图14是本发明实施形态6之压缩机的要部断面图。
下面,参照图14说明本实施形态。与实施形态4中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴1325的主轴部1320的下端,形成了浸渍在润滑油1102中的粘性泵1340。
在主轴部1320内,形成了与主轴部1320同轴状的连通孔1341,粘性泵1340备有压入在连通孔1341内并形成圆筒空洞部1342的套筒1343、同轴地并可旋转地***在套筒1343内的***部1346、和由若干个叶片构成的翼部1347,上述若干个叶片与***部1346是分开形成的。
套筒1343是大致圆筒形,呈帽状,形成有在中心部设置了杆孔1344的底面部1345。在底面部1345,设有供润滑油1102通过的通孔1348。套筒1343的材料,是采用比较容易得到高精度的、作为与***部1346的滑动材相合性好的铁板冲压材料,但是,也可以采用其它的、作为与***部1346的滑动材相合性好的例如塑料制品、板簧钢等。
***部1346是具有耐制冷剂、耐润滑油性的塑料成形品,在外周形成了螺纹牙状的螺旋突起1349,在与套筒1343之间,形成了供润滑油1102流通的螺旋槽1350,并且,在底部1352穿设了小径孔1353。
本实施形态中,翼部1347是将薄铁板冲压而形成的,在翼部1347上,电阻焊接的钢线构成的杆1349通过杆孔1344,压入固定在底部1352的小径孔1353内。连通孔1341通过横孔1362与由轴承部1116内周面和主轴部1320外周面形成的滑动部连通。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
从变频驱动电路向定子1136通电时,转子1137与轴1325一起旋转。随着轴1325的主轴部1320的旋转,套筒1343形成的圆筒空洞部1342也旋转。另一方面,***部1346被圆筒空洞部1342的旋转拉曳而旋转,但是,由于其翼部1347在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,所以,***部1346的旋转数比圆筒空洞部1342的旋转数低得多。因此,在圆筒空洞部1342与***部1346之间,产生了接近轴1325的旋转数的旋转数差。这样,从通孔1348进入的润滑油在螺旋槽1350中被圆筒空洞部1342的旋转拉曳而上升,借助这时产生的油压,在连通孔1341内上升,穿过横孔1362到达由轴承部1116内周面和主轴部1320外周面形成的滑动部,将其润滑。
这时,润滑油1102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,由于***部1346和套筒1343的底部1352和底面部1345,相互可转动地面接触,形成推力滑动部,所以,在套筒1343与***部1346之间,不会产生因翘曲引起的侧压。因此,套筒1343和***部1346的滑动磨耗极少,结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,在套筒1343上,产生了向下的力,该力是将润滑油1102推向上方的力的反力。该力作为推力方向的荷重作用在由上述底部1352和底面部1345形成的推力滑动部上。本实施形态中,该推力滑动部中,套筒1343的底面部1345形成得比较大,所以,可减低面压,改善耐磨耗性。
另外,虽未在上述各实施形式中例示,但把4氟化乙烯或阀门钢(バルブスチユ一ル)等具有耐磨耗性的隔片,夹设在底部1352与底面部1345之间,也可以更加提高耐磨耗性。
另外,由于翼部1347在润滑油1102中受到旋转方向的强粘性阻力,***部1346本身的旋转受到阻碍,所以,不必像现有那样,用妨碍***部1346的旋转的部件,将***部1346间接地固定在定子1136上,构造极简单,零部件数目和工序都减少,可实现低成本的压缩机。
根据以上各实施形态,将***部1346***套筒1343,把固定着翼部1347的杆1349通过杆孔1344压入底部1352的小径孔1353内,将粘性泵1340作为独立的部件预先组装起来,在把转子1137压入轴1325后,将作为独立部件的粘性泵1340压入连通孔1341,就完成了组装。因此,极为合理,可实现高生产率。
另外,实施形态4至6中,都是在***部上形成螺旋突起,但是,也可以在圆筒空洞部上形成螺旋突起,形成供润滑油流通的螺旋槽。
另外,实施形态4至实施态6中,以往复式的内部悬垂型压缩机为例进行了说明,但是,本发明也适用于纵型的旋转式压缩机和涡卷式压缩等内部固定型压缩机,只要是轴的下端延伸到润滑油中的压缩机都能采用本发明。
另外,对气体、润滑油的种类也没有限定。可以采用HFC、HC、CO2等对环境无害的制冷剂,以及与这些制冷剂具有相溶性的润滑油。粘性泵的构成部件可采用耐上述气体、耐润滑油的材料,都可发挥本发明的效果。
如上所述,本发明中,不需要将***部固定在定子上的部件,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,可采用高耐磨耗性的材料,更加提高可靠性。
另外,本发明中,除了上述效果外,可以预先将粘性泵组装成一体,所以,可提供更加低成本的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,将粘性泵用于弹性支承着的压缩机,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
另外,本发明中,除了上述效果外,可以低速运转,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
下面,参照附图说明本发明压缩机实施形态7至实施形态8。
(实施形态7)
图15是本发明实施形态7之压缩机的断面图。图16是其要部断面图。
图15、图16中,在密闭容器2101中存放着润滑油2102,同时充填着制冷剂气体2103。
压缩单元2110备有形成压缸2113的缸体2115、可往复移动地嵌入在压缸2113内的活塞2117、轴2125、和连杆2119。轴2125由轴支在缸体2115的轴承部2116上的主轴部2120和偏心部2122构成。连杆2119连接偏心部2122和活塞2117。压缩单元2110形成为往复式的压缩单元。
电动单元2135,由固定在缸体2115下方并与变频驱动电路(图未示)连接着的定子2136、和内藏着永久磁铁并固定在主轴部2120上的转子2137构成,形成为变频驱动用的电动单元。
弹簧2139,通过定子2136将压缩单元2110弹性地支承在密闭容器2101内。
在轴2125的主轴部2120的下端,形成了浸渍在润滑油2102中的粘性泵2140。粘性泵2140备有形成在主轴部2120下方的圆筒空洞部2142、同轴地***在圆筒空洞部2142内的***部件2145、大致U字形的托架2143。该托架2143由弹性体构成,其两端固定在定子2136的下部。托架2143的中央部与***部件2145的下端部卡合,这样,将***部件2145不能旋转地支承着。
在圆筒空洞部2142的内周,形成螺纹牙状的螺旋突起2149,在与***部件2145之间,形成了供润滑油2102流通的螺旋槽。
***部件2145由具有耐制冷剂、耐润滑油性的树脂成形品形成,内部是空洞。2146是托架***部,2147是防止上浮部。***部件2145虽然在圆筒空洞部的内部浮游着,但是不会过度浮上或旋转。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
从上述变频驱动电路向定子2136通电时,转子2137与轴2125一起旋转。随之,偏心部2122的偏心运动通过连杆2119使活塞2117在压缸2113内往复运动,压缩吸入的气体,进行预定的压缩动作。
随着轴2125的主轴部2120的旋转,圆筒空洞部2142也旋转。另一方面,***部件2145与托架2143的中央部卡合着,该托架2143呈大致U字形,其两端固定在定子2136的下部。因此,***部件2145不能旋转地被支承着。这样,润滑油在螺旋槽中,被圆筒空洞部2142的旋转拉曳而上升,借助此时产生的油压,在连通孔2160内上升。然后,润滑油穿过横孔2162到达由轴承部2116内周面和主轴部2120外周面形成的滑动部,将其润滑。
这时,润滑油2102不仅仅依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升。另外,本实施形态中,借助设在圆筒空洞部上的螺旋突起2149,旋转体侧内周面的接受润滑油的面,加上了螺旋突起的表面积,所以,与润滑油的接触面积增大,可产生大的粘性阻力。结果,可得到强的润滑油运送能力。
另外,在圆筒空洞部2142内周的螺旋槽与***部件2145之间的润滑油上,作用着由轴2120的旋转而产生的离心力。因此,润滑油以偏于螺旋槽谷面、即偏于最远离轴2120的旋转轴心的面的状态,旋转上升。受离心力作用的螺旋槽谷面附近,没有间隙,所以,润滑油不会向下方流出,可以避免润滑油的落下流出。
这样,可得到强的润滑油运送力,即使在600r/min的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,压缩单元被弹性地支承着,并且,***部件2145与弹性体构成的托架2143的中央部卡合着,***部件2145在圆筒空洞部2142内不能旋转地浮游着,所以,在圆筒空洞部2142与***部件2145之间,不会产生因翘曲引起的侧压。因此,圆筒空洞部2142和***部件2145的滑动磨耗极少。结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
(实施形态8)
图17是本发明实施形态8之压缩机的要部断面图。图18是其要部组装图。下面,参照图17、图18说明本实施形态。与实施形态7中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴的主轴部2220的下端,形成了浸渍在润滑油2102中的粘性泵2240。
在主轴部2220内,形成了与主轴部2220同轴状的连通孔2260和套筒接合用孔2254。粘性泵2240备有压入在套筒接合用孔2254内并形成圆筒空洞部2242的套筒2251、作为螺旋部件固定在套筒2251内的螺旋弹簧2253、同轴地并可旋转地***在套筒2251内的***部件2145、和托架2143。该托架2143由弹性体构成,呈大致U字形,其两端固定在定子2136的下部,其中央部与***部件2145的下端卡合,这样将***部件2145不能旋转地支承着。
套筒2251是大致圆筒形,呈上下面开口的帽状,在套筒的下端部形成了弹簧保持部2252。套筒2251的材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
螺旋弹簧2253的长度,大于从套筒2251的内周面全长减去弹簧保持部2251的高度的长度。螺旋弹簧2253的材料,是采用弹簧用油回火线材(JIS:SWOV),但也可以采用钢琴丝(JIS:SWP)、弹簧钢(JIS:SUP)等的钢材、或铝等的非铁类金属,也可以采用热变形温度在100℃以上、成形性好的聚碳酸酯(PC)、或聚酰胺(PA)等的树脂。
从主轴部2220的最下端面形成的圆筒状孔2255,分级地缩小一圈。第1级孔是用于将套筒2251压入预定长度的套筒接合用孔2254,第2级孔形成为连通孔2260。连通孔2260的内周径比套筒2251的内周径小。螺旋弹簧2253,被压缩地支承在由套筒2251的内周径和连通孔2260的内周径的差形成的台阶与套筒下端部的弹簧保持部2252上,固定在套筒2251的内周面上。
***部件2145是由具有耐制冷剂、耐润滑油的树脂成形品形成的,但也可以用铝等比较轻的金属材料形成。***部件2145的内部是空洞。2146是托架***部,2147是防止上浮部。***部件2145虽然在圆筒空洞部的内部浮游着,但是不会过度浮上或旋转。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
从上述变频驱动电路向定子2136通电时,转子2137与轴2125一起旋转。借助与实施形态7中同样的作用,进行润滑油的供给。
根据本实施形态,利用螺旋弹簧的形状,将其作为轴下端部内周面上的螺旋槽,比在轴下端部的内周面上加工出螺旋槽容易得多。另外,从节能的观点考虑,与家用电冰箱和空调机等***所要求的运转频率相应地,可以采用线径、线断面形状、或圈数不同的螺旋弹簧,这样,可以适量地控制润滑油运送量,可对应于各种需求,具有极好的使用性。另外,把预先在内周***了螺旋弹簧2253的套筒2251,压入同轴地形成在主轴部2220上的套筒接合用孔2254内,把套筒2251安装在主轴部2220下端的同时,螺旋弹簧2253被压缩支承在套筒2251内周径与连通孔2260的内周径差形成的台阶与套筒下端部的弹簧保持部2252之间,并固定在套筒2251的内周面,这样,完成了将润滑油往上方运送所必需的螺旋槽。因此,组装极为合理,可实现高的生产率。
如上所述,本发明中,可以确保与润滑油接触的面积,该接触面积可以产生使润滑油上升所必需的粘性阻力。所以,润滑油被粘性拉曳的力增大,可得到大的润滑油运送力。
另外,本发明中,除了上述效果外,利用螺旋弹簧的形状作为螺旋槽,与进行螺旋槽的加工相比,组装加工容易。另外,通过采用线径、线断面形状、或圈数不同的螺旋弹簧,这样,可以适量地控制润滑油运送量,具有极好的使用性。另外,在套筒被压入的同时,也完成了由螺旋弹簧构成的螺旋槽,提高生产率。
另外,本发明中,除了上述效果外,可以进行低速运转,抑制压缩机的输入,加上稳定地供给润滑油,可以减低家用电冰箱和空调机的电力消耗。
另外,本发明中,除了上述效果外,在压缩单元的动作中,虽然***部件在圆筒空洞部内部浮游着,但是不能旋转,这样,形成了润滑油被粘性拉曳的构造,并且,可以防止圆筒空洞部内周面与***部件外周面的接触或碰撞引起的磨耗或倾倒,从而防止泵能力降低以及压缩单元的异常磨耗和锁住。因此,可以长期地确保可靠性。
另外,本发明中,除了上述效果外,不必将构成部件固定在密闭容器上,***部件在圆筒空洞部内浮游着,在圆筒空洞部与***部件之间不会产生因翘曲而引起的侧压,圆筒空洞部与***部件之间的滑动磨耗极少,所以,将粘性泵弹性地支承着,可实现可靠性高的压缩机。
下面,参照附图说明本发明实施形态9至10。但本发明并不受该实施形态限定。
(实施形态9)
图19是本发明实施形态9之压缩机的断面图。图20是该实施形态的要部断面图。
图19、图20中,在密闭容器4101中存放着润滑油4102,同时充填着制冷剂气体4103。
压缩单元4110备有形成压缸4113的缸体4115、可往复移动地嵌入在压缸4113内的活塞4117、轴4125、和连杆4119。轴4125由轴支在缸体4115的轴承部4116上的主轴部4120和偏心部4122构成。连杆4119连接偏心部4122和活塞4117。压缩单元4110形成为往复式的压缩单元。
电动单元4135,由固定在缸体4115下方并与变频驱动电路(图未示)连接着的定子4136、和内藏着永久磁铁并固定在主轴部4120上的转子4137构成,电动单元4135形成为变频驱动用的电动马达,借助变频驱动电路,用包括20Hz以下的运转频率的若干个运转频率驱动。
弹簧4139,通过定子4136将压缩单元4110弹性地支承在密闭容器4101上。
在轴4125的主轴部4120的下端,形成了浸渍在润滑油4102中的粘性泵4140。
下面,详细说明粘性泵4140的构造。
在主轴部4120上形成圆筒空洞部4141,在圆筒空洞部4141的上方固定着中空的套筒4142。套筒4142是大致圆筒形,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
同轴地***在圆筒空洞部4141及套筒4142内的***部件4143,由塑料材料(例如PPS、PBT、PEEK)等构成,这些材料的热传导性比制造轴4125的金属材料低,并且具有耐制冷剂、耐润滑油性。在***部件4143的外表面,刻设着螺旋槽4144,与套筒4142的内周面之间形成了供润滑油通过的润滑油通路4145。***部件4143最外径与套筒4142内径的差、即匹配间隙为100μm至500μm。另外,***部件4143,在其上端面设有螺栓孔4146,在其下方侧面设有大致水平方向的若干个臂部4147。
将***部件4143与套筒4142可滑动地连接着的支承部件4152,是使用螺栓4150。螺栓4150通过垫圈4151穿过螺栓孔4146与圆筒空洞部4141的上面螺合,这样,***部件4143可旋转地与轴4125的主轴部4120结合,并且,将螺栓孔4146的下端封住。垫圈4151由耐磨耗性高的、例如具有自身润滑性的塑料材料(例如PPS、PEEK)等形成。另外,用同样具有自身润滑性的材料形成螺栓4150时,也可以省掉垫圈4151。
在***部件4143的下方侧面,设有大致水平方向的臂部4147,在这些臂部4147上,分别固定着第1永久磁铁4148。另外,在密闭容器4101的底部内面,通过接头4153配置着第2永久磁铁4149。该第2永久磁铁4149的S极在旋转方向与第1永久磁铁4148的S极相向,并相互隔开能充分发挥磁力的预定空隙。另外,也可以使N极彼此相向。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴4125的旋转,主轴部4120旋转,固定着的套筒4142也同步地旋转。另一方面,***部件4143被套筒4142的旋转拉曳,但是,由于***部件上的第1永久磁铁4148与第2永久磁铁4149同极相斥,所以,***部件4143的旋转被阻止。结果,润滑油在套筒4142的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路4145中旋转地上升。
这时,润滑油4102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
如上所述,根据本实施形态,借助第1永久磁铁4148和第2永久磁铁4149的相斥作用,以非接触状态将***部件4143不能旋转地约束着,所以,与***部件4143的约束有关的部件之间,不会因接触而产生磨耗和疲劳。结果,可以长期而稳定地保持粘性泵4140的构造,可实现可靠性高的压缩机。
另外,根据本实施形态,在压缩机的构造中,第2永久磁铁4149位于密闭容器4101的底部内面附近。因此,在把第2永久磁铁4149固定在密闭容器4101上时,不需要复杂形状的接头4153,构造极简单。
另外,虽然把第2永久磁铁4149直接或间接地固定在密闭容器4101上,但是,第2永久磁铁4149和第1永久磁铁4148是同极,常时保持着非接触状态。因此,从压缩单元4110和电动单元4135发出的声音或振动,不会从第1永久磁铁4148通过第2永久磁铁4149传递到密闭容器4101。
另外,根据本实施形态,***部件4143是用螺栓4150通过垫圈4151可旋转地与轴4125的主轴部4120结合,所以,借助该结合部,***部件4143和固定在主轴部4120下端的套筒4142的相对位置被限制住。因此,在***部件4143与套筒4142之间总保持一定的间隙,不会产生因翘曲而引起的侧压,同时,也借助***部件4143与套筒4142之间产生的油压,***部件4143与套筒4142的间隙得以保持,***部件4143和套筒4142间的滑动磨耗极少。
另外,本实施形态中,是在***部件4143的外周面上设置螺旋槽4144,形成螺旋状的润滑油通路4145。但是,也可以在套筒4142的内周面上设置螺旋槽,形成润滑油通路4145。旋转体侧内周面的接受润滑油4102的面,加上了螺旋槽凹部的表面积,润滑油4102的接触面积增大,所以,产生大的粘性阻力,可得到强的润滑油运送能力。另外,在套筒4142内周面和***部件4143外表面之间的润滑油通路4145内的润滑油4102上,作用着由主轴部4120的旋转而产生的离心力,润滑油在润滑油通路4145中,以偏于远离旋转轴心的面的状态,旋转上升。在最受离心力作用的位置,没有间隙,所以,润滑油不会向下方流出,可抑制润滑油的落下流出量。因此,与在***部件4143上形成螺旋槽4144相比,可得到更加强的润滑油运送能力。
(实施形态10)
图21是本发明实施形态10之压缩机的断面图。图22是该实施形态的要部断面图。
下面,参照图21、图22说明本实施形态。与实施形态9中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴4125的主轴部4120的下端,形成了浸渍在润滑油4202中的粘性泵4240。
下面详细说明粘性泵4240的构造。
在主轴部4120上,形成圆筒空洞部4241,在圆筒空洞部4241的下方固定着中空的套筒4242。套筒4242是大致圆筒形,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板的冲压材料,但也可以采用其它的板簧钢。
同轴地***在圆筒空洞部4241及套筒4242内的***部件4243,由塑料材料(例如PPS、PBT、PEEK)等构成,这些材料的热传导性比制造轴4125的金属材料低,并且具有耐制冷剂、耐润滑油性。在***部件4243的外周表面刻设着螺旋槽4244,与套筒4242的内周面之间形成了供润滑油流通的润滑油通路4245。***部件4243的最外径与套筒4242的内径的差、即匹配间隙为100μm至500μm。另外,***部件4243,在其上端面设有螺栓孔4246,在下方侧面设有大致水平方向的若干个臂部4247。
将***部件4243可滑动地与套筒4242连接着的支承部件4252,是使用螺栓4250。螺栓4250通过垫圈4251穿过螺栓孔4246与圆筒空洞部4241的上面螺合,这样,***部件4243可旋转地与轴4125的主轴部4120结合,并且,将螺栓孔4246的下端封住。垫圈4251由耐磨耗性高的、例如具有自身润滑性的塑料材料(例如PPS、PEEK)等形成。另外,用同样具有自身润滑性的材料形成螺栓4250时,也可以省掉垫圈4251。
在***部件4243的下方侧面,设有大致水平方向的臂部4247,在这些臂部4247上,分别固定着第1永久磁铁4248。另外,配置着第2永久磁铁4249。该第2永久磁铁4249的S极在旋转方向与第1永久磁铁4248的S极相向,并相互隔开能充分发挥磁力的预定空隙。该第2永久磁铁4249的一端固定在大致L字形的接头4253的另一端,该接头4253固定在定子4136的下部。另外也可以使N极彼此相向。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴4125的旋转,主轴部4120旋转,固定着的套筒4242也同步地旋转。另一方面,***部件4243被套筒4242的旋转拉曳,但是,由于***部件上的第1永久磁铁4248与第2永久磁铁4249同极相斥,所以,***部件4243的旋转被阻止。结果,润滑油在套筒4242的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路4245中旋转地上升。
这时,润滑油4202不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
如上所述,本实施形态中,借助与实施形态9同样的作用,以非接触状态将***部件4243不能旋转地约束着,所以,与***部件4243的约束有关的部件之间,不会因接触而产生磨耗和疲劳。结果,可以长期而稳定地保持粘性泵4240的构造,可实现可靠性高的压缩机。
另外,根据本实施形态,备有第1永久磁铁4248的***部件4243,通过螺栓4250与主轴部4120结合,并且,第2永久磁铁4249通过接头4253固定在定子4136的下部,所以,可以将构成粘性泵4240的全部部件预先安装在电动单元4135或压缩单元4110上,将它们一并安装在密闭容器4101内,组装容易,生产率高。
另外,本实施形态中,是通过接头4253将第2永久磁铁4249固定在具有定子4136的电动单元4135的下部,但是,也可以通过接头4253将第2永久磁铁4249固定在缸体4115等的压缩单元4110上。
如上所述,本发明中,与***部件的约束有关的部件之间,不会因接触而产生磨耗和疲劳。可以长期而稳定地保持粘性泵的构造,可实现可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,构造极为简单,同时第2永久磁铁与第1永久磁铁因同极而总保持非接触状态,从压缩单元和电动单元发出的声音或振动,不会从第1永久磁铁通过第2永久磁铁传递到密闭容器外,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,可以将构成粘性泵的全部部件预先安装在电动单元或压缩单元上,将它们一并安装在密闭容器内,所以,组装容易,生产率高,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,可抑制因振动引起的异常音,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,进行至少包含600~1200r/min间的运转频率的运转,所以,压缩机的输入小,可长期而稳定地保持粘性泵的构造,得到低的电力消耗,可提高可靠性高的压缩机。
另外,本发明中,在永久磁铁相斥作用造成的非接触状态,将***部件不能旋转地约束住,与***部件的约束相关的部件之间,不会因接触而产生磨耗和疲劳,可长期而稳定地保持粘性泵的构造,提供可靠性高的压缩机。
在非接触状态将***部件不能旋转地约束住,可长期而稳定地保持粘性泵的构造,可提供可靠性高的压缩机。
下面,参照附图说明本发明的实施形态11至13。但本发明并不被这些实施形态限定。
(实施形态11)
图23是本发明实施形态11之压缩机的断面图。图24是该实施形态的压缩机的要部断面图。图25是该实施形态中的***部件的要部放大图。
图23、图24、图25中,在密闭容器5101中存放着润滑油5102,同时充填着制冷剂气体5103。
压缩单元5110备有形成压缸5113的缸体5115、可往复移动地嵌入在压缸5113内的活塞5117、轴5125、和连杆5119。轴5125由轴支在缸体5115的轴承部5116上的主轴部5120和偏心部5122构成。连杆5119连接偏心部5122和活塞5117。压缩单元5110形成为往复式的压缩单元。
电动单元5135,由固定在缸体5115下方并与变频驱动电路(图未示)连接着的定子5136、和内藏着永久磁铁并固定在主轴部5120上的转子5137构成,形成为变频驱动用的电动马达。电动单元5135借助变频驱动电路,用包括1200rpm以下的运转频率的若干个运转频率驱动。
弹簧5139,通过定子5136将压缩单元5110弹性地支承在密闭容器5101上。
在轴5125的主轴部5120的下端,形成了浸渍在润滑油5102中的粘性泵5140。
下面,详细说明粘性泵5140的构造。
在主轴部5120上形成中空部5141,在中空部5141的下方固定着中空的套筒5142,形成圆筒空洞部5143。套筒5142是大致圆筒形,壁厚为0.5mm至1.0mm左右,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
同轴地***圆筒空洞部5143的***部件5144,在上方的外周方向设有若干个突起部5145,用套筒5142上端面的支承部5146(相当于套筒5142的薄壁部分),以面接触的状态将突起部5145的推力面可旋转地悬架着。圆筒空洞部5143的内径与突起部5145的最外径的差为0.1mm至0.5mm。***部件5144的设置方法是,预先将***部件5144***套筒5142内,在把突起部5145悬架在套筒5142上端面的支承部5146上后,进行套筒5142的固定工序,这样,***部件5144的设置工序也同时地完成。另外,也可以把突起部5145配置在径方向可弹性变形的自由接头5154上,把套筒5142压入并固定在中空部5141内后,再将***部件5144***。
另外,***部件5144,由合成树脂材料(例如PPS、PBT、PEEK)等构成,这些材料的热传导性比制造轴5125的金属材料低,并且具有耐制冷剂、耐润滑油性。在***部件5144的外周表面刻设着螺旋槽5147,与套筒5142的内周面之间形成了供润滑油流通的螺旋状润滑油通路5148。套筒5142的内径与***部件5144的最外径的差,与圆筒空洞部5143的内径与突起部5145的最外径的差相等或稍大一些。
作为抑制***部件5144旋转的抑制机构5170,备有托架5149,该托架5149由弹性体构成,为大致U字形,其两端固定在定子5136的下部。托架5149的中央部,与设在***部件5144下端的纵槽5150卡合,这样将***部件5144不能旋转地支承着。
在主轴部5120上,设有由大径部5151和小径部5152构成的中空部5141。将突起部5145挟入由大径部5151和小径部5152形成的台阶5153与支承部5146之间,并且上下留有一定的间隙,这样,将***部件5144在圆筒空洞部5143内不能上浮地支承着。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴5125的旋转,主轴部5120旋转,圆筒空洞部5143也同步地旋转。另一方面,***部件5144的突起部5145的推力面,可旋转地悬架在套筒5142的支承部5146上,***部件5144被圆筒空洞部5143的旋转拉曳,但是,***部件5144被托架5149不能旋转地支承着。
结果,润滑油在圆筒空洞部5143的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路5148中旋转地上升。这时,润滑油5102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,形成在***部件5144上的突起部5145的推力面与支承部5146是面接触,这样,***部件5144和圆筒空洞部5143的相对位置被限定。因此,在***部件5144与圆筒空洞部5143之间保持一定的间隙,不会产生因翘曲引起的过度侧压,加上在螺旋槽5147内产生的流体油膜压力的作用,***部件5144与圆筒空洞部5143之间的滑动磨耗极少。
结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,本实施形态中,是将套筒5142固定在中空部5141上,该中空部5141设在轴5125的下方,并且,把套筒5142的上端面作为支承部5146,利用套筒5142的薄壁部作为支承部5146,所以,不必对套筒5142和轴5125进行复杂的加工,成本低,生产率高。
另外,本实施形态中,包含突起部5145、螺旋槽5147、纵槽5150的***部件5144,是用具有自身润滑性的合成树脂一体成形的,所以,成本低,精度高,耐磨耗性好。
另外,本实施形态中,是在***部件5144的外周面设置螺旋槽5147,形成螺旋状的润滑油通路5148。但是,也可以在套筒5142的内周面设置螺旋槽,形成润滑油通路5148。旋转体侧内周面的接受润滑油的面,加上了螺旋槽凹部的表面积,与润滑油的接触面积增大,所以,能产生大的粘性阻力,得到强的润滑油运送能力。
(实施形态12)
图26是本发明实施形态12之压缩机的断面图。图27是该实施形态的压缩机的要部断面图。
下面,参照图26、图27说明本发明的实施形态,与实施形态11中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴5125的主轴部5220的下端,形成了浸渍在润滑油5102中的粘性泵5240。
下面,详细说明粘性泵5240的构造。
在主轴部5220上形成中空部5241,在中空部5241的下方,外插固定着中空的套筒5242,形成圆筒空洞部5243。套筒5242是具有大径部5251和小径部5252的大致圆筒形,壁厚为0.5mm至1.0mm左右,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
同轴地***圆筒空洞部5243的***部件5244,在上方的外周方向设有若干个突起部5245,用套筒5242的大径部5251和小径部5252之间的台阶形成的支承部5246,以面接触的状态将突起部5245的推力面可旋转地悬架着。另外,支承部5246的推力面形状是锥形,与此相应地,突起部5245的推力面形状也是锥形。支承部5246的内径与突起部5245的最外径之差为0.1mm至0.5mm。***部件5244的设置方法是,预先将***部件5244***套筒5242内,在把突起部5245悬架在套筒5242上端面的支承部5246上后,进行套筒5242的外插固定工序,这样,***部件5244的设置工序也同时地完成。
***部件5244,由合成树脂材料(例如PPS、PBT、PEEK)等构成,这些材料的热传导性比制造轴5125的金属材料低,并且具有耐制冷剂、耐润滑油性。在***部件5244的外周表面刻设着螺旋槽5247,与套筒5242的内周面之间形成了供润滑油流通的螺旋状润滑油通路5248。套筒5242的内径与***部件5244的最外径的差,与支承部5246与突起部5245的最外径的差相等或稍大一些。
作为抑制***部件5244旋转的抑制机构5270,形成了从***部件的下方侧面向外周方向突出的若干个翼部5249。
把突起部5245***由大径部5251和小径部5252形成的支承部5246与主轴部5220的下端面之间,上下留有一定的间隙,这样,将***部件5244在圆筒空洞部5243内不能上浮地支承着。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴5125的旋转,主轴部5220旋转,圆筒空洞部5243也同步地旋转。另一方面,***部件5244的突起部5245的推力面,可旋转地悬架在由套筒5242的大径部5251和小径部5252形成的支承部5246上,***部件5244被圆筒空洞部5243的旋转拉曳。但是,由于翼部5249在润滑油5102中受到旋转方向的强粘性阻力,所以,***部件5244的旋转频率比圆筒空洞部5243的旋转频率低得多。因此,在圆筒空洞部5243与***部件5244之间,产生了接近轴5125的旋转频率的旋转频率差。
结果,润滑油在圆筒空洞部5243的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路5248中旋转地上升。这时,润滑油5102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,形成在***部件5244上的突起部5245的推力面与支承部5246是面接触,这样,***部件5244和圆筒空洞部5243的相对位置被限定。因此,在***部件5244与圆筒空洞部5243之间保持一定的间隙,不会产生因翘曲引起的过度侧压,加上在螺旋槽5247内产生的流体油膜压力,以及突起部5245的推力面和支承部5246的推力面是锥形,促进流体油膜压力的产生,所以,***部件5244与圆筒空洞部5243之间的滑动磨耗极少。
结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,本实施形态中,是将套筒5242固定在中空部5241上,该中空部5241设在轴5125的下方,并且,把套筒5242的大径部5251和小径部5252的台阶作为支承部5246。由于利用套筒5242的台阶形状作为支承部5246,所以,不必对套筒5242和轴5125进行复杂的加工,成本低,生产率高。
另外,由于翼部5249在润滑油5102中受到旋转方向的强粘性阻力,妨碍了套筒5242的旋转,所以,不必将套筒5242间接地固定在定子5136等上,构造极简单,零部件和工序少。因此,可以备有生产率高的粘性泵。
(实施形态13)
图28是本发明实施形态13之压缩机的断面图。图29是该实施形态的压缩机的要部断面图。
下面,参照图28、图29说明本发明的实施形态,与实施形态11中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
在轴5125的主轴部5320的下端,形成了浸渍在润滑油5102中的粘性泵5340。
下面,详细说明粘性泵5340的构造。
在主轴部5320上形成中空部5341,在中空部5341的下方,外插地固定着中空的套筒5342,形成圆筒空洞部5343。套筒5342是具有大径部5351和小径部5352的大致圆筒形,壁厚为0.5mm至1.0mm左右,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
同轴地***圆筒空洞部5343的***部件5344,在上方的外周方向设有若干个突起部5345,用套筒5342的大径部5351和小径部5352之间的台阶形成的支承部5346,以面接触的状态将突起部5345的推力面可旋转地悬架着。另外,支承部5346的推力面形状是锥形,与此相应地,突起部5345的推力面形状也是锥形。支承部5346的内径与突起部5345的最外径之差为0.1mm至0.5mm。
***部件5344,在其外周表面刻设着螺旋槽5347,与套筒5342的内周面之间形成了供润滑油流通的螺旋状润滑油通路5348。套筒5342的内径与***部件5344的最外径的差,与支承部5342的内径与突起部5345最外径的差约相同或稍大一些。另外,形成了从***部件5344的下方侧面朝径方向突出的若干个臂部5349。
作为抑制***部件5344旋转的抑制机构5370,在***部件5344的臂部5349上分别固定着永久磁铁5350,另外,在密闭容器5101的底部内面、与永久磁铁5350相向的位置,固定着永久磁铁5360,该永久磁铁5360与永久磁铁5350相互隔开能充分发挥磁力的预定空隙。另外,永久磁铁5350和永久磁铁5360的相向面是异极。
将突起部5345夹入由大径部5351和小径部5352形成的支承部5346与主轴部5320的下端面之间,并且上下留有一定的间隙,这样,将***部件5344在圆筒空洞部5343内不能上浮地支承着。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴5125的旋转,主轴部5320旋转,圆筒空洞部5343也同步地旋转。另一方面,***部件5344的突起部5345的推力面,可旋转地悬架在由套筒5342的大径部5351和小径部5352形成的支承部5346上,***部件5344被圆筒空洞部5343的旋转拉曳。但是,由于永久磁铁5350和永久磁铁5360相互吸引,所以,***部件5344的旋转被阻止。
结果,润滑油在圆筒空洞部5343的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路5348中旋转地上升。这时,润滑油5102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低旋转时,也能稳定地被汲上。
根据本实施形态,形成在***部件5344上的突起部5345的推力面与支承部5346是面接触,这样,***部件5344和圆筒空洞部5343的相对位置被限定。因此,在***部件5344与圆筒空洞部5343之间保持一定的间隙,不会产生因翘曲引起的过度侧压,加上在螺旋槽5347内产生的流体油膜压力,以及突起部5345的推力面和支承部5346的推力面是锥形,促进流体油膜压力的产生,所以,***部件5344与圆筒空洞部5343之间的滑动磨耗极少。
结果,不会产生磨耗粉与润滑油一起循环到滑动部、啮入滑动部而使压缩单元锁住的问题,可实现高可靠性的压缩机。
另外,在***部件5344的臂部5349上,分别固定着永久磁铁5350,在密闭容器5101的底部内面、与永久磁铁5350相向的位置,隔开一定空隙地固定着永久磁铁5360,这样,妨碍了***部件5344的旋转。因此,不必将***部件5344间接地固定在定子5136等上,构造极简单,零部件数目和工序少。因此,可以备有生产率高的粘性泵。
另外,本实施形态中,是利用永久磁铁的吸引力,但是,也可以将永久磁铁的同极在轴5125的旋转方向相向地配置,得到永久磁铁的相斥力,用该相斥力阻止***部件5344的旋转,也能得到同样的作用效果。
另外,本实施形态中,是把永久磁铁配置在润滑油5102中,这样,浮游在润滑油5102中的铁屑(例如磨耗粉)被磁铁回收,所以,在润滑油的循环过程中,可以防止铁粉啮入粘性泵和滑动部位,可提高可靠性。
另外,本发明的压缩机,***部件和套筒的相对位置被限定,在***部件与套筒之间不容易产生磨耗和翘曲,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,突起部的推力面与支承部是面接触,这样,***部件和套筒的相对位置被限定。因此,在***部件与圆筒空洞部之间,不容易产生磨耗和翘曲,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,不必对套筒进行复杂的加工,成本低,生产率高,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,利用套筒的台阶形状作为支承部,所以,不必对轴进行复杂的加工,成本低,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,借助流入突起部与支承部之间间隙的润滑油,容易产生流体油膜压力,可抑制突起部与支承部的接触,所以,可提供耐久性好、可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,可用简单的构造阻止***部件的旋转,可切实构筑粘性泵,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,不需要用于固定***部件的工序,组装容易,生产率高,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,能切实地阻止***部件的旋转,同时,用磁铁回收浮游在润滑油中的铁粉(例如磨耗粉),所以,可以防止铁粉啮入粘性泵和滑动部位,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,可得到精度高、耐磨耗性好、成本低的***部件,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,可以缓和从采用粘性泵的压缩单元、和电动单元传递的振动,所以,可抑制因振动引起的异常声音,可提供可靠性高的压缩机。
另外,本发明的压缩机,电动单元是用包含电源频率以下频率的运转频率驱动,所以,压缩机的功输入小,加上稳定的供油,可得到低的电力消耗,可提供可靠性高的压缩机。
下面,参照附图说明本发明的实施形态14至15。但本发明并不受该实施形态限定。
(实施形态14)
图30是本发明实施形态14之压缩机的断面图。图31是该实施形态的压缩机的要部断面图。图32是该实施形态中的粘性泵的要部断面图。
图30、图31、图32中,在密闭容器6101中存放着润滑油6102,同时充填着制冷剂气体6103。
压缩单元6110备有形成压缸6113的缸体6115、可往复移动地嵌入在压缸6113内的活塞6117、轴6125、和连杆6119。轴6125由轴支在缸体6115的轴承部6116上的主轴部6120和偏心部6122构成。连杆6119连接偏心部6122和活塞6117。压缩单元6110形成为往复式的压缩单元。
电动单元6135,由固定在缸体6115下方并与变频驱动电路(图未示)连接着的定子6136、和内藏着永久磁铁并固定在主轴部6120上的转子6137构成。电动单元6135形成为变频驱动用的电动马达,借助变频驱动电路,用包括1200rpm以下的运转频率的若干个运转频率驱动。
弹簧6139,通过定子6136将压缩单元6110弹性地支承在密闭容器6101上。
在轴6125的主轴部6120的下端,形成了浸渍在润滑油6102中的粘性泵6140。
下面,详细说明粘性泵6140的构造。
在主轴部6120上,形成圆筒空洞部6141,在圆筒空洞部6141的下方固定着中空的套筒6142。套筒6142是大致圆筒形,呈上下面开口的帽状,其材料是采用比较容易得到高精度的铁板冲压材料,但也可以采用板簧钢。
同轴地***在圆筒空洞部6141及套筒6142内的***部件6143,由塑料材料(例如PPS、PBT、PEEK)等构成,这些材料的热传导性比制造轴6125的金属材料低,并且具有耐制冷剂、耐润滑油性。在***部件6143的外周表面刻设着螺旋槽6144,与套筒6142的内周面之间形成了供润滑油流通的润滑油通路6145。***部件6143的最外径与套筒6142的内径的差、即匹配间隙为100μm至500μm。另外,***部件6143,在其上端面设有螺栓孔6146,在下方侧面配置着从轴6125的旋转轴心偏心的若干个第1相接部6147。
在密闭容器6101的底部内面,配置着第2相接部6148。该第2相接部6148,与第1相接部6147在旋转方向相向,并与旋转着的套筒6142之间有足够的规定空隙。第1相接部6147和第2相接部6148都完全浸渍在密闭容器6101底部的润滑油6102中。第1相接部6147用塑料与***部件6143一体成形,但是,也可以将金属丝或细片固定在***部件6143的下方,形成第1相接部6147。第2相接部6148为大致L字形,由金属丝或细片等弹性材形成。
将***部件6143与套筒6142可滑动地连接着的支承部件6152,是使用螺栓6150。螺栓6150通过垫圈6151穿过螺栓孔6146与圆筒空洞部6141的上面螺合,这样,***部件6143可旋转地与轴6125的主轴部6120结合,并且,将螺栓孔6146的下端封住。垫圈6151由耐磨耗性高的、例如具有自身润滑性的塑料材料(例如PPS、PEEK)等形成。另外,用同样具有自身润滑性的材料形成螺栓6150时,也可以省掉垫圈6151。
下面说明上述构造的压缩机的动作。
随着轴6125的旋转,主轴部6120旋转,固定着的套筒6142也同步地旋转。另一方面,***部件6143被套筒6142的旋转拉曳,但是,由于***部件6143备有的第1相接部6147与密闭容器6101备有的第2相接部6148弹性地相接,所以,***部件6143的旋转被阻止。结果,润滑油在套筒6142的内周面被粘性地拉曳,在螺旋状的润滑油通路6145中旋转地上升。这时,润滑油6102不依存于低速旋转时的低离心力,而是凭借着粘性的拉曳力旋转地上升,所以,即使在600rpm的低速旋转时,也能稳定地被汲上。
如上所述,根据本实施形态,第1相接部6147和第2相接部6148偏离轴6125的旋转轴心,可减小旋转力矩引起的相接时的负荷,同时,使相接部彼此弹性地相接,可以吸收冲击,与***部件6143的约束相关的部件几乎不产生材料疲劳。因此,可以长期而稳定地保持粘性泵6140的构造,可实现可靠性高的压缩机。另外,由于缓和旋转力矩引起的相接时的负荷,不必将第1相接部6147或第2相接部做成为复杂的形状,构造极简单,可实现低成本的压缩机。
另外,将第1相接部6147和第2相接部6148配置在润滑油6102中,用润滑油6102的粘性缓和相接部彼此相接时的冲击,同时,即使因压缩单元6110的振动在相接部产生了摩擦,也借助润滑油6102的润滑作用而缓和磨耗,更加提高可靠性。
另外,本实施形态中,是利用金属丝或细片作为第2相接部6148,但是,在使用矿油或二酯系合成油作为润滑油6102的情况下,也可以采用耐润滑油性、耐制冷剂性的、比较便宜的丁腈橡胶(NBR)作为第2相接部6148。第2相接部6148可以做成为L字形,也可以在金属丝或细片的相接部分配置丁腈橡胶。利用丁腈橡胶的吸收冲击性,可以减少相接部在相接时向密闭容器6101外传递的声音和振动。
另外,根据本实施形态,由于***部件6143用螺栓6150通过垫圈6151可旋转地与轴6125的主轴部6120结合,所以,***部件6143和固定在主轴部6120下端的套筒6142的相对位置,由上述结合部限定。因此,在***部件6143与套筒6142之间总保持一定的间隙,不会产生因翘曲而引起的侧压,同时,也借助***部件6143与套筒6142之间产生的油压,***部件6143与套筒6142的间隙得以保持,***部件6143和套筒6142间的滑动磨耗极少。
另外,本实施形态中,是在***部件6143的外周面上设置螺旋槽6144,形成螺旋状的润滑油通路6145。但是,也可以在套筒6142的内周面上设置螺旋槽,形成润滑油通路6145。旋转体侧内周面的接受润滑油6102的面,加上了螺旋槽凹部的表面积,与润滑油6102的接触面积增大,所以,产生大的粘性阻力,可得到强的润滑油运送能力。
(实施形态15)
图33是本发明实施形态15之压缩机的要部断面图。
下面,参照图33说明本发明的实施形态,与实施形态14中相同的构造,注以相同标记,其详细说明从略。
同轴地***套筒6142内的***部件6143,在下方侧面,配置着从轴6125的旋转轴心偏心若干个第1相接部6247。
在密闭容器6101的底部内面,配置着第2相接部6248。该第2相接部6248,与第1相接部6247在旋转方向相向,并与旋转着的套筒6142之间有足够的规定空隙。第1相接部6247和第2相接部6248都完全浸渍在密闭容器6101底部的润滑油6102中。第1相接部6247用塑料与***部件6143一体成形,但是,也可以将金属丝或细片固定在***部件6143的下方,形成第1相接部6247。第2相接部6148为大致L字形,由金属丝或细片等弹性材形成。设置着与第1相接部6247面接触的金属制平面板6249。
根据本实施形态,由于第1相接部6247和第2相接部6248相互是面接触,所以,用面承受润滑油6102的粘性阻力,可用简单的构造,使相接时的面压极小。因此,可防止相接部的倾倒,更加提高可靠性。
另外,本实施形态中,是在第2相接部6148上,利用金属制的平面板6249,但也可以用耐润滑油性、耐制冷剂性的、比较便宜的丁腈橡胶(NBR)做平面板,或者在平面板6249的相接面上配置螺旋弹簧等的螺旋部件,可更加提高相接时的冲击吸收性。
如上所述,本发明中,使相接部件偏离旋转轴心,可以减小旋转力矩引起的相接时的负荷,同时,使相接部件彼此弹性地相接,吸收冲击,与***部件的约束相关的部件不产生材料疲劳。另外,由于负荷缓和,不需要将相接部件做成为复杂的形状,所以,可以长期而稳定地保持粘性泵的构造,可提供可靠性高、成本低的压缩机。
另外,本发明中,可以用润滑油的粘性来缓和相接部件相接时冲击,同时,即使因压缩单元的振动而在相接部产生了摩擦,也能缓和磨耗,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
另外,本发明中,第1相接部和第2相接部的至少一方是由弹性体形成的,所以,可以减少零部件数目,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
另外,本发明中,在第1相接部和第2相接部之间夹设了弹性体,在压缩机的组装中和运输中,能缓和相接时的比较大的振动,同时,不必严密地限定第2相接部的位置,可得到高生产率,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
另外,本发明中,第1相接部和第2相接部相互间是面接触,所以,用简单的构造,可以切实地降低相接时面压,所以,能防止倾倒,可提供可靠性高、低成本的压缩机。
工业实用性
本发明的压缩机,即使在低速运转时也具有稳定的润滑油运送特性,所以,适用于家用电冰箱、除湿机、阵列柜、自动售货机等的制冷循环。
Claims (18)
1. 一种压缩机,在密闭容器内存放着润滑油并收容着压缩制冷剂的压缩单元、驱动该压缩单元的电动单元;
上述电动单元由定子和转子构成;
上述压缩单元备有在铅直方向延伸并作旋转运动的轴、形成在该轴上并与上述润滑油连通的粘性泵;
上述粘性泵,备有
形成在上述轴上的圆筒空洞部、
同轴地并可旋转地***在上述圆筒空洞部内的***部件、
形成在上述圆筒空洞部内周与上述***部件外周之间并按照使润滑油上升的方向形成的螺旋槽、
抑制上述***部件的旋转的抑制机构;其特征在于,
还备有固定在上述轴的下方、形成上述圆筒空洞部的套筒,在上述***部件的外周方向形成突起部,在上述套筒上形成了支承部,该支承部将上述突起部的推力面可旋转地悬架着。
2. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,备有连接在上述粘性泵的上部的第2粘性泵。
3. 如权利要求2所述的压缩机,其特征在于,上述第2粘性泵,由在上述轴的主轴部外周刻设着的导槽、和轴支上述主轴部的主轴承的内周面形成。
4. 如权利要求2所述的压缩机,其特征在于,备有在旋转方向及上下方向约束上述***部件的约束机构。
5. 如权利要求4所述的压缩机,其特征在于,上述约束机构,由支承部件形成,该支承部件由弹性金属线材构成,与穿设在上述***部件上的卡合孔卡合,其端部固定在上述定子上。
6. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,还备有托架,该托架呈大致U字形,其两端固定在上述定子的下部,中央部与上述***部件的下端部卡合而支承着该***部件。
7. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,上述抑制机构是翼部,该翼部形成在上述***部件,与润滑油之间产生粘性阻力。
8. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,上述抑制机构由第1永久磁铁和第2永久磁铁形成;上述第1永久磁铁在上述***部件的下端部附近,偏心于上述轴的旋转轴心地配设着;上述第2永久磁铁相对于上述第1永久磁铁在旋转方向同极相向地配设着。
9. 如权利要求8所述的压缩机,其特征在于,上述第2永久磁铁直接或间接地固定在密闭容器上。
10. 如权利要求8所述的压缩机,其特征在于,上述第2永久磁铁直接或间接地固定在上述电动单元或压缩单元上。
11. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,将上述套筒压入设在上述轴的下方的中空部内,同时,将上述套筒的上端面作为支承部。
12. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,上述套筒具有大径部和小径部,上述大径部和小径部之间的台阶是支承部。
13. 如权利要求12所述的压缩机,其特征在于,上述支承部呈锥状的推力面形状。
14. 如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,上述***部件是用合成树脂一体成形的。
15. 如权利要求1、2、8中的任一项所述的压缩机,其特征在于,上述电动单元以包含电源频率以下的频率的运转频率驱动。
16. 如权利要求1、2、8中的任一项所述的压缩机,其特征在于,进行至少包含600~1200r/min间的运转频率的运转。
17. 如权利要求1、2、8中的任一项所述的压缩机,其特征在于,上述压缩单元弹性地支承在密闭容器内。
18. 如权利要求1、2、8中的任一项所述的压缩机,其特征在于,制冷剂是异丁烷。
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