CN1281950A - 变容式流体机械 - Google Patents

Abstract

一种变容式流体机构,其中,所述的变容式流体机械设有一设置在所述支承部分内且与所述润滑流体供给孔相连的润滑流体供给槽,该供给孔与所述蓄油池相通;且该润滑流体供给槽这样构成,即,其断面面积随着其趋向该供给槽的端部而减小,润滑流体在该供给槽内流动。该变容式流体机械能够在轴承部分的整个区域上持续不断地建立一种适当的油膜压力,并能够防止轴承端不受损伤,特别是在轴承的非平稳接触状况下。

Description

变容式流体机械

本发明涉及一种变容式流体机械，它被用于制冷压缩机中，该压缩机用来制冷机和制冷及空气调节；用于压缩空气、氦气等的气体压缩机中；用于使气体膨胀的气体膨胀机械中；用于真空泵中；用于流体泵中，等等。

下面把一个涡旋式流体机械作为变容式流体机械的一个例子来进行描述，该流体机械有一个流体输送通道，该通道用来将润滑流体输送给轴承区域。

公开在JP-A No．H 2-264182中的涡旋流体机械装配有一固定涡旋件和一公转涡旋件，其上有一盘形端板和一涡旋卷垂直地形成于该端板上，两个涡旋彼此反向啮合，并容纳在一个具有一吸入口和一排出口壳体中。公转涡旋件在其后侧安装有一圆筒状轴承。该轴承有间隙地装配在一曲柄部分中，该曲柄部分偏离于曲轴的轴线。曲轴的主轴部分支承在装配于框架中的上下轴承上。

通过利用蓄油池中的压力与背压腔中间的压力之间的压差，润滑油在形成于曲轴内的供给通道内向上流动，经与供给通道相连的输送孔，以及形成于曲轴表面的油液供给槽，之后被输送给轴承部分，其中蓄油池位于壳体底部区域且其压力与排出压力相同，而背压腔由框架、小直径孔以及公转涡旋件构成。

向上流过供给通道的润滑流体流进设置在曲轴顶端部分的油腔中，随后流进轴向地设置在曲柄部分表面内的油液供给槽中，从而对公转轴承部分进行润滑。对公转轴承部分和主轴承部分进行润滑后的流体被排到背压腔中，接着进入压缩空间。来自于压缩空间的流体在排出部分被排到壳体中，之后在壳体的壁面上流回到蓄油池中。

供给到每个轴承部分处的润滑流体是一种制冷剂和油的混合物，制冷剂气体溶解在这种混合物中。在上述轴颈中，明确的是形成于曲轴内的油液供给槽，曲轴有间隙地配合在公转轴承中。为了防止溶解的制冷气体从油液供给槽中的油液中冒出来，油液供给槽的一端要与背压腔相连通，同时另一端以一种扁平的方式在中间封闭起来。换句话说，加工一个扁平部分以封闭槽的一端。

在JP-A No．H 7-12068公开的涡旋流体机械中，油液供给槽沿轴向方向形成于曲轴的表面内。油液供给槽相对于支承负载方向以90度的进角以下述方式分布，即，所供给的油液将被迅速地输送到承载表面，其中支承负载随着曲轴的旋转而同步旋转。而且，为了防止供给槽中的制冷气体冒出，在供给槽的端部设置了一个坝形阶梯，以防止由于流道面积的突然减小而造成的压力下降。

然而，在上述现有技术中，由于扁平部分或坝形阶梯形成于轴承部分内，所以，从扁平部分或坝形阶梯向轴承部分的负载表面的润滑流体的供给执行起来就很困难。此外，尽管由于供给槽内的压力降低造成的冒泡能够通过突然减小供给槽的断面面积来防止，但在扁平部分或坝形阶梯处依然会出现突然起泡现象，结果是轴承部分在一侧接触。在这样单侧接触的情况下，所需要的是要考虑到，万一供给槽被封闭起来，将会由于供给到轴承端部的润滑剂不充足而损伤轴承部分。

本发明的一个目的是提供一种变容式流体机械，其中，能够在轴承部分的整个区域上持续不断地建立一种适当的油膜压力，并能够防止轴承端不受损伤，特别是在轴承的非平稳接触状况下。

为了实现上述目的，与本发明相应的变容式流体机械包括：一用来压缩或输送工作流体或从工作流体中获得机械能的机构部分；一根主轴，用来驱动机构部分或获得机械能；一轴承，用来支承所述的主轴；一润滑流体供给孔，用来将润滑流体输送到由主轴和轴承组成的支承部分；以及一个润滑流体池。在这种变容式流体机械中，有一与润滑流体供给孔相连的润滑流体供给槽轴向地位于轴承部分；该润滑流体供给槽这样构成，即其断面面积随着其趋向该供给槽的端部而减小，润滑流体在该槽中流动。

这样加工润滑流体供给槽比较好，即，随着其趋向供给槽的末端，通过减小其深度而不改变其宽度来减小其断面面积，润滑流体在槽中流动。

此外，这样加工润滑流体供给槽比较好，即，随着其趋向供给槽的末端，通过减小其深度和宽度来减小其断面面积，润滑流体在槽中流动。

此外，这样加工润滑流体供给槽比较好，即，供给槽的末端在轴承部分封闭起来，润滑流体在槽中流动。

同样，为了实现上述目的，本发明的这种变容式流体机械包括：一用来压缩或输送工作流体或从工作流体中获得机械能的机构部分；一根主轴，用来驱动机构部分或获得机械能；一轴承，用来支承所述的主轴；一润滑流体供给孔，用来将润滑流体输送到由主轴和轴承组成的轴承部分；以及一个润滑流体池。在这种变容式流体机械中，沿着主轴的轴线方向，在轴承部分设有一润滑流体供给槽，该槽与润滑流体供给孔相连，而供给孔与蓄油池相连；供给槽的末端在轴承部分内被封闭起来，润滑流体流进其中；并且封闭部分的长度在轴承宽度的1-20％的范围内。

此外，较好的是，润滑流体供给槽设置在没有负载作用的主轴外表面内或轴承内表面内。

图1所示的是根据本发明的变容式流体机械的第一个实施例的断面视图，给出了一种具有高压腔***的卧式涡旋压缩机的一一个例子；

图2所示的是图1中主轴承部分的放大图；

图3所示的是沿图2的左侧所作的垂直断面视图；

图4所示的是根据本发明的变容式流体机械的第一个实施例的断面视图，所示的是一个具有低压腔***的立式涡旋压缩机的一个例子；

图5所示的是根据本发明的变容式流体机械的第三个实施例的主轴承和公转轴承部分的局部视图；

图6所示的是根据本发明的变容式流体机械的第四个实施例的主轴承和公转轴承部分的垂直断面视图；

图7是用来解释非平稳接触期间的润滑流体膜压的解释图。

参见附图，下面将对本发明的优选实施例进行解释。

图1-3所示的是与本发明相应的变容式流体机械的第一个实施例，且特别是一个卧式封闭型涡旋压缩机。

图1是一个封闭型涡旋压缩机的垂直断面图。该封闭型涡旋压缩机具有一高压腔***，在该***中，压缩机壳体压力起到排出压力的作用。压缩机的直径约在10mm-1000mm之间。

首先，解释压缩机的原理性组成。

在安装于壳体1内的固定涡旋件2中，涡卷2b形成于端板2a上，排出口2c开口于中心部分。在固定涡旋件2的外周边内，加工有一些槽2j，以便气体和润滑流体(在本实施例中为润滑油)通过。公转涡旋件3具有一个涡卷3b，该涡卷按照一种渐开线或代数螺旋线的方式形成于端板3a上；并在其背面设有一公转涡旋件轴承3f和十字联轴节槽3d及3e。一框架4上设有一个未图示出的十字联轴节槽，在该槽中有一个十字联轴节环5位于框架4和公转涡旋件3之间。

在框架4的中心，设有一轴封4a和主轴承4f。也具有一主轴推力表面4b，该表面会承受在主轴7的推动方向上的力，该主轴后面将会予以说明。而且，在框架4的外周表面内加工有一些过流槽4c，气体和润滑流体在其中流动，且这些槽与固定涡旋件2的过流槽2j相连通。十字联轴节环5的一端具有一未图示出的框架凸起，在另一端具有转动凸起5c和5d。

主轴7的内部设有一轴向润滑流体供给孔7a、一主轴承润滑流体供给孔7b、一轴封润滑流体供给孔7c以及一副轴承润滑流体供给孔7f。主轴7的上部是一大直径的平衡部分7e，在该平衡部分上压有一个轴平衡环。附图标记15是一个吸入管。马达10包括一转子8和一定子9。在马达腔20内，转子8固定在主轴7上，而定子固定在壳体1上。

马达腔20借助于轴承支承板11与蓄油池26分隔开。蓄油池26内装有润滑流体，这些流体将被输送到轴承的滑动部分。在轴承支承板上固定有一副轴承24，该轴承和主轴承4f一起支承着主轴7。一差动控制机构30安装在背面连通管道2i和吸入侧连通管道2h之间，用来控制背压腔29内的背压，该背压腔由固定涡旋件2、公转涡旋件3以及框架4构成。

附图标记13所指的是一个压缩机构部分，该部分主要由固定涡旋件2和公转涡旋件3组成。在本实施例中，该变容式流体机械采用涡旋压缩机，因此，当仅仅作为输送流体的一个泵来使用时，压缩机构部分就起到一个泵送机构部分的作用；当作为一个驱动动力源来使用时也起到了一驱动机构部分的作用，例如马达，它能从工作流体中获得机械能。

接着，将描述变容式流体机械的运转。

首先，描述在启动压缩机后立即运转状态。

一旦驱动马达10，主轴7旋转，由此而转动公转涡旋件3。然而，由于十字联轴节环5的存在，公转涡旋件3的转动会受到制约。随着主轴7的旋转，吸入腔18内的气体被封闭在压缩腔6中，其中吸入腔位于两涡卷2b和3b相啮合的外部周边区域的周围，而压缩腔位于这两个涡旋件2和3之间，接着这些气体在一种压缩状态下从排出口2c被排出到位于固定涡旋件侧面的后背腔19中。因此从排出口2c中***到位于固定涡旋件侧面的后背腔19中的气体流过形成于固定涡旋件2和框架4内的过流槽2j和4c，接着，流进马达10和马达腔20中的框架4之间的空间。

已经流进马达10和框架4之间的空间中的气体进一步流过转子8和定子9之间的缝隙，接着到达马达腔20的轴承支承板11的侧面。已到达轴承支承板11的侧面的压缩气体停留在马达腔20的内部，由此增加了马达腔20内的压力。因此，加强后的压力作用在位于马达腔20的下部和固定涡旋件侧面的后背腔19中的润滑流体22的表面上。因此，润滑流体22经轴承支承板11上的下部过流孔11a流进蓄油池26中，从而使蓄油池26这一侧的流体表面高度上升。当马达腔20中的液面已到达下部过流孔11a的顶端时，下部过流孔11a就起到一个流道的作用，通过它气体从马达腔20流进蓄油池26中。此时，气体从蓄油池26内的润滑流体22的下面冒出来，以气泡状态上升到润滑流体22的表面，并经排出管16从压缩机中排出。

根据上面所述的结构，大部分的润滑流体22可以保留在压缩机中，由此能够防止流体缺乏现象发生。

在启动流体机械之后，背压腔中29中的压力就接近于吸入压力。因此，使得蓄油池26中的润滑流体，在背压腔29中的压力和蓄油池26中的压力之间的与排出压力相近的压力压差作用下，从润滑流体供给管道23流进帽盖27中，然后被输送到主轴润滑流体供给孔7a中。已进入主轴润滑流体供给孔7a中的润滑流体一部分利用离心力经副轴承润滑流体供给孔7f被输送给副轴承部分24，也有一部分润滑流体利用离心力通过轴封润滑流体供给孔7c被输送给轴封4a，且还有一部分润滑流体也利用离心力经主轴承润滑流体供给孔7b被输送给主轴4f。润滑流体的所有其它部分，在到达公转涡旋件3的背后的中心部分后，在压差和离心力的作用下被输送给公转涡旋件轴承3f。结果，就形成了一润滑流体腔28，在该腔中，等于排出压力的压力施加到公转涡旋件3背部的中心部分上。

供给到主轴承4f和公转涡旋件轴承3f的润滑流体，在对轴承部分进行润滑后，进入背压腔29。然而，由于轴承部分处润滑流体的平均压力比背压腔29的压力高且接近于蓄油池26的压力，润滑流体就被挤压到背压腔29中。因此由于轴承部分的磨擦作用就会造成润滑流体的温度上升和突然的压力下降，这就会导致气体成分溶解度的降低。因此，当溶解在润滑流体中的气体的突然汽化时会产生这样一种起泡现象。随着气体成分的起泡，润滑流体就转变成微小的液滴，这些液滴随气体流移到公转涡旋件3的侧面，且润滑流体也沿着同一方向流动。十字联轴节环5安装在从主轴承4f和公转涡旋件轴承3f到公转涡旋件3的通道上，且润滑流体也被输送到十字联轴节环5的滑动部分。

在启动之后，流进背压腔29中的气体量就突然上升。这样流进背压腔29中的气体流进吸入腔18，且润滑流体也流进吸入腔18中。吸入腔18中的润滑流体流进压缩腔6中，该压缩腔具有一个极小的轴向间隙，因此提高了压缩腔6的气密性，从而降低了压缩腔6的内部泄漏并且也加速了排出压力的上升。之后，润滑流体随着气体一起从排出孔2c流向位于固定涡旋件侧面的后背腔19中。流动流体中的大部分润滑流体部分地形成一个密封部分，因此流出位于固定涡旋件侧面的后背腔19的气体和润滑流体的量比流进背压腔29中的气体和润滑流体的量要少，这就导致了背压腔29中压力的突然上升。

由于排出压力的上升，润滑流体腔28中的压力也会上升，从而突然地增加一个把公转涡旋件3压向固定涡旋件2的力，相应地在启动压缩机后或在一个比释放力多一些的非常短的时间期间内就几乎立即增加压力，由此就立即将公转涡旋件3压靠在固定涡旋件2上。结果，齿顶和齿根之间的间隙就变的更小，从而确保压缩腔6的提高后的气密性。因此，气体的内泄漏在压缩过程中就会得到降低，由此相对于立即启动后，较大地提高了性能，并在这种状态下进入正常的运转。

下面，将对具有被压靠在固定涡旋件2上的公转涡旋件3的变容式流体机械的正常运转进行解释。

除了已经进入背压腔29中的所有气体和润滑流体不直接流进吸入腔18这方面不同外，流体机械执行与启动压缩机之后立即产生的运转相同的运转。已流进背压腔29中的的气体和润滑流体绕公转涡旋件3的侧面行进，部分流进吸入腔18。然而，由于公转涡旋件3的侧面与背压腔29相连通，该区域内的压力几乎等于背压腔29中的压力。流进背压腔29中的大部分气体和润滑流体因此经背面连通管道2i穿过压差控制机构30，然后流进吸入腔18中。压差控制机构30这样设计，当背压腔29的压力增加到超过吸入压力的给定值时，阀的内侧打开。因此，背压腔29经吸入侧连通管道2h和背面连通管道2i，与吸入腔18相通。

结果，流进背压腔29中的大部分气体和润滑流体就，按下述顺序依次经过背面连通管道2i、压差控制机构30以及吸入侧连通管道2h，进入吸入腔18。接着，气体和润滑流体与压缩腔6中的气体相混合，由此而提高压缩腔6的气密性，并被送到涡卷的中心，且气体和润滑流体的混合物从该中心在排出口2c处被排出。在排出口2c处被排出的压缩气体含有所有输送给公转涡旋件轴承3f和主轴承4f的润滑流体量。

而且，气体和润滑流体流过过流槽2j和4c，并进入马达腔20。之后，气体和润滑流体在蓄油池26中被分离成启动压缩机之前的状态。润滑流体留在蓄油池26中。

下面，将对公转涡旋件轴承和主轴承进行解释。

图2是图1中所示的公转涡旋件轴承部分和主轴承部分的一放大视图，图3是沿图2的左侧所作的垂直剖面图。

在这些附图中，在每一轴承部分内，在主轴表面都具有一用于润滑公转涡旋件轴承部分的轴向润滑流体供给槽31以及一用于润滑主轴承部分的轴向润滑流体供给槽32。也就是说，在主轴承部分内，轴向润滑流体供给槽32从主轴承润滑流体供给孔7b向位于背压腔29侧面的轴承端加工形成，润滑流体流向背压腔。同样，在公转涡旋件轴承部分内，轴向润滑流体供给槽31相似地从与主轴润滑流体供给孔7a相通的润滑流体腔28的向位于背压腔29侧面的轴承端加工形成，润滑流体流向背压腔。

为了防止在润滑流体供给槽中气体成分的起泡现象，使轴向润滑流体供给槽31和32在平面或横断面内都形成三角形，以便在它趋向位于背压腔29侧面的轴承端时减小流体过流通道的断面面积。而且，这些轴向润滑流体供给槽31和32被分布在沿着旋转方向(以作用在公转涡旋件轴承3f和主轴承4f上的轴承负载的方向为参照)以大约90度的角度推进的位置上。因此，用来润滑公转涡旋件轴承3f的轴向润滑流体供给槽31和用来润滑主轴承4f的轴向润滑流体供给槽32位于相反相位的角度上。

当转动马达10以相对于固定涡旋件2驱动公转涡旋件2从而压缩吸入气体时，主轴7由于气体的压缩而通过公转涡旋件3而承受一定的负载。因此，支承主轴7的主轴承4f和公转涡旋件轴承3f也承受该负载。由于这些负载与主轴7同步转动，因此施加到主轴上的负载的角度位置将不会变化。因此，有可能通过轴向润滑流体供给槽31、32持续不断地供应润滑流体，从而能够产生适于施加负载的最优润滑流体膜压，而这两个供给槽相对于施加负载的位置以90度的角度推进。

轴向润滑流体供给槽31、32的断面面积随着趋向轴承端而减小，润滑流体流进该轴承端；因此进入轴向润滑流体供给槽31、32中的润滑流体的压力保持在与排出压力相同的高度，从而在润滑流体中很难出现气体起泡现象。而且，如图3所示，由于轴向润滑流体供给槽31、32在其断面视图内被加工的像一个细长三角楔形，也就是说，向着位于背压腔29侧面的轴承端变得越来越尖细，因此，由于润滑流体流动的楔形效应，就会在位于背压腔29侧面上的轴承端处产生高于排出压力的压力。

而且，在本实施例中，由于轴向润滑流体供给槽31和32一直延伸到位于背压腔29侧面的轴承端的附近，因此可以将润滑流体输送到轴承端的所有区域。因此轴承端面上的润滑流体供给压力由于润滑流体供给槽的楔形效应将不会降低。因此能够防止可能由于在轴承端部处的突然的压力下降造成的气体成分起泡现象，并且尽管在轴承端部处缺乏润滑流体也能防止对轴承造成损坏。

而且，由于润滑流体供给槽的横断面面积没有突变，所以可以防止整个轴承部分润滑流体的紊流现象，相应地，能够减少形成微小气泡核心所必需的热能量，其中该核心构成起泡的根源，由此在润滑流体中的制冷剂在轴承区域内处于一种过饱和状态，因此而防止了起泡现象。

所以，即使在变容式流体机械中，像在涡旋压缩机中轴承的非稳定接触不可避免，由于上述原因也能够防止轴承内部气体起泡现象发生。此外，有可能提高背压腔侧面上的轴承端部处的润滑流体供给压力，从而能够防止由于非平稳接触造成的轴承损伤，随之实现了可靠性的提高。

进一步而言，在轴向润滑流体供给槽31和32内不存在阶梯部分；所以，如果来自于滑动部分的磨屑或来自于外部的杂质进入到压缩机内，并进一步随着润滑流体一起通过主轴润滑流体供给孔7a进入润滑流体供给槽31和32内，也能够防止磨屑或杂质累积在润滑流体供给槽31和32内。磨屑或杂质，如果累积在润滑流体供给槽31和32内，将会随着润滑流体一起被输送到轴承负载表面，并会由于杂质而造成磨损，并因此而导致可靠性下降。在本实施例中，润滑流体供给槽31和32的横断面面积逐步缩小，并且不存在阶梯部分，所以磨屑或杂质，即使进入润滑流体供给槽内，也将会被分散开并被排出到轴承外，因此轴承不会被磨损。

而且，因为润滑流体供给槽在平面视图和断面视图内呈现三角形，所以轴向润滑流体供给槽31和32可以很容易地通过研磨或铣槽工艺加工形成。传统的润滑流体供给槽具有一个平坦的或坝形阶梯部分，因此必须在加工完槽后要对阶梯部分进行倒角。在本实施例中的轴向润滑流体供给槽31和32内，不存在阶梯部分，因此就可以省掉倒角工序，由此提高了加工性能并降低了制造成本。

润滑流体供给槽通过加工工艺除了可以加工成三角形外，还可以加工成不规则的四边形，使润滑流体供给槽与轴承端面轻微相通，或者加工成组合曲线图案。在这中情况下，也能获得与上述润滑流体供给槽相同的效果。

而且，在本实施例中，轴向润滑流体供给槽31和32没有阶梯部分，因此不存在可能出现断裂的应力集中部分。因此，不易出现材料失效现象。在这种情况下，也能够使可靠性得到提高。

根据本实施例，通过沿着润滑流体流动的方向缩小形成于主轴上的润滑流体供给槽的横断面面积，能够防止溶解在润滑流体中的气体成分的起泡现象出现。而且，由于轴承端部(它在不平稳接触时最需要润滑流体)能够得到充分的润滑，因此能够极大地增加轴承的承载量(负载承受量)。因此，能够提供一种高可靠性、高性能的变容式流体机械。

图4给出了根据本发明的变容式流体机械的第二个实施例，更具体地说，在其中压缩机是一个具有低压腔***的立式非转动浮动式涡旋压缩机。在这种压缩机中，非公转涡旋件被压靠在公转涡旋件上。非公转涡旋件可以沿轴向移动；在端板的非压缩腔侧面上设有一个背压腔；以及在工作压力条件范围内支承非公转涡旋件的一公转涡旋件。

附图是该压缩机的垂直断面图，下面将对其原理性结构进行解释。

在安装在壳体1′内的非公转涡旋件2′中，一个位于端板2a′上的涡卷2b′；在背部的中心有一中心基体部分2e′；在上部表面上设有一个排出口2c′和一些旁通孔2d′。在这些旁通孔2d′内，安装有一个旁通阀板12′。在中心基体部分2e′中设有一背部凹槽部分2f′。在背部凹槽部分2f′周围部分的附近，有一个压差控制机构30′。该压差控制机构30′是用来调节过度吸入压力的机构。公转涡旋件3′有一个形成于端板3a′上的涡卷3b′。在端板3a′的背面设有十字联轴节槽3d′和3e′、公转涡旋轴承3f′以及推力表面3c′。

在框架4′上加工有一个用来将非公转涡旋件2′安装到外部周边上的安装部分以及一个位于该安装部分的内部的滑动推力轴承表面，该滑动推力轴承顶着推力表面3c′。此外，还有一个没有表示出的框架十字联轴节槽。在其外部周边内，形成有一些没有表示出的吸入槽；在中心处设有一个轴封4a′和一个主轴承4f′。还设有一主轴推力面4b′，该推力面顶着位于涡旋件一侧的主轴7′。在框架上设有一个润滑流体排出通道4h′，该通道从框架4′的上表面的最低部分穿过框架到达框架的下表面而构成。水平孔4g′从轴封4a′和主轴承4f′到框架侧面上的空间构成。有一个未图示出的框架凸起位于十字联轴节环5′这一侧，且在另一侧有一未图示出的转动凸起。

在一耐压隔板25′中，设有一个位于中心的排气开口25a′以及一个排气回流通道25b′，该回流通道具有一个节流部分并将所其上下表面连通起来。在此，将一个具有一非常小的直径孔的隔离片压进其中。

主轴7具有一个位于其内部的主轴润滑流体供给孔7a′、一主轴承润滑流体供给孔7b′、一轴封润滑流体供给孔7c′以及一副轴承润滑流体供给孔7f′。在主轴7′的上端部分上形成有一个具有较大直径的平衡环7e′一主轴平衡部分14′被压进其中。

一具有下部过流口11a′的轴承支承板11′将马达腔20′和蓄油池26′隔开。在蓄油池26′中，容纳有一些将要被输送到轴承区域的滑动部分的润滑流体22′。在轴承支承板11′上，安装有一副轴承24′，以便和主轴承4f′一起支承主轴7′。在本实施例的压缩机中，润滑流体在被动供给***作用下被输送到轴承区域；因此在轴承支承板11′上安装有一润滑流体供给泵17′。一供给管道23′与润滑流体供给泵17′相连以便输送润滑流体。

含有一转子8′和定子9′的马达10′与第一个实施例中所述的马达相同，因此在此不再说明。

附图标记13′代表一类似第一个实施例的压缩机构部分，且主要由固定涡旋件2′和公转涡旋件3′组成。在本实施例中，该变容式流体机械是一作为压缩机构部分的涡旋压缩机，当被用作一个泵来输送流体时，该压缩机构部分就起到一个泵送机构部分的作用。同样，当作为一个像马达一样的驱动动力源用来从工作流体中获得机械能使用时，该压缩机构部分就起到了一类似第一实施例的驱动机构部分的作用。

下面，将对运转进行解释。

通过吸入管道15′进入马达腔20′的气体流进框架4′中的吸入槽4c′，然后被抽进吸入腔18′中。随后，气体被送到压缩腔6′，在压缩腔中气体由于公转涡旋件3′的转动而被压缩。接着气体从排出口2c′被排出到位于非公转涡旋件2′上部的非公转涡旋件后背腔19′中，并通过排出管16′从压缩机中排出。

非公转涡旋件2′利用压缩腔6′内的气体压力而得到一个力以便将公转涡旋件3′推开，但是又在背面凹槽部分2f′的推力作用下被压靠在公转涡旋件3′上。也就是说，非公转涡旋件2′的力是由背面凹槽部分2f′给予的。另一方面，公转涡旋件3′没有推力且被支承在公转涡旋件背面的未图示出的滑动推力轴承上。结果，能够连续地进行压缩运转而不会扩大涡旋件的齿顶和齿根之间的尖细。

因此，背面凹槽部分2f′的压力受到压差控制机构30′的控制。该压差控制机构30′与第一实施例中的那个具有相同的结构，唯一不同的方面是利用已通过轴承的压缩气体和润滑流体来导引压力。

因此，通过仅仅考虑到将压力导引到与第一个实施例中的背压腔29相应的背面凹槽部分2f′，就能够简单地获得最优设计。

位于压缩机底部的蓄油池26′中的润滑流体22′在润滑流体供给泵17′的泵送作用下，通过主轴润滑流体供给孔7a′被输送给公转涡旋件轴承7c′。润滑流体22′也通过主轴承润滑流体供给孔7b′被输送给主轴承4a′。这样输送的润滑流体进入公转背压腔21′；接着一部分流体在对滑动推力轴承润滑后进入吸入腔18′，而其它剩余部分就通过润滑流体排出通道4h′流进马达腔20，进入位于压缩机底部的蓄油池26′中。

下面，将对公转涡旋件轴承和主轴承进行解释。

为了对公转涡旋件轴承3f′进行润滑，在主轴表面内设有一个润滑流体供给槽31′，该供给槽的形状与图2和3中所示的第一个实施例中的轴向润滑流体供给槽的形状相同；然而，就主轴承4f′而言，与第一个实施例不同，一轴向润滑流体供给槽32′形成于主轴表面，并从主轴承润滑流体供给孔7′向向主轴承两端延伸。因为在主轴承4f′中来自于主轴承润滑流体供给孔7b′的润滑流体不但流到公转背压腔21′上的轴承端部，而且流到轴封4a′这一侧面上的轴承端部。与第一实施例相似，轴向润滑流体供给槽31′和32′在平面视图或断面视图内近似地形成三角形，因此为了防止润滑流体供给槽中气体成分起泡，流道的断面面积随着它趋向轴承端而减小。而且，轴向润滑流体供给槽31′和32′从作用在每一个轴承上的轴承负载的位置沿旋转方向以90度的角度推进分布；因此用来润滑公转涡旋件轴承3f′的润滑流体供给槽31′和′用来润滑主轴承4f′的润滑流体供给槽32′彼此位于相位相反的位置上。

在本实施例中，因为采用了具有低压腔***的压缩机，因此蓄油池26′中的压力与吸入压力相等；因此溶解在润滑流体22′中的制冷气体量就壁比具有第一实施例的高压***腔的压缩机中的气体量少，因此气体成分的起泡出现的就少一些。然而，由于在轴承中形成有动压力的原因，因此在轴承中既存在高压区也存在低压区，因此必然会出现气体成分的起泡现象。本实施例的润滑流体供给槽31′和32′具有与上述实施例完全相同的优点。这在具有低压腔***的压缩机中也起作用。

需要指出的是，在第一和本实施例中，轴向润滑流体供给槽从作用在每一个轴承上的轴承负载的位置沿旋转方向以90度的角度推进分布，且可以推进180度或270度。当轴向润滑流体供给槽在推进角为90度到300度的范围内构成时，润滑流体被输送到轴承的低压区中。这种结构具有进一步降低压力的作用。

图5是本发明的变容式流体机械的第三个实施例，所示的是部分被切掉后的主轴承和公转涡旋件轴承。

本实施例与上述第一和第二实施例的区别在于，轴向润滑流体供给槽32是一个较深的槽，该槽的深度大于其宽度，且其最深处与主轴承润滑流体供给孔7b最接近，并随着它远离最深部位其深度逐渐减小。

流道的横断面面积，和第一个实施例相似，也被设计成这样，即当它趋向上部轴承端时逐渐减小。在本实施例中，能够提供一个比第一和第二个实施例的流道断面面积要大的流道断面面积。因此，为了解决流体机械或轴承区域内的过热这样的问题，如果使用过的润滑流体进入工作腔而在这些区域不会出现问题，当需要增加输送给轴承的润滑流体的量的时候，本实施例的润滑流体供给槽是有效的。

图6是本发明的变容式流体机械的第四个实施例的主轴承和公转涡旋件轴承的垂直断面图。

本实施例与上述每一个实施例的区别是，在与轴向润滑流体供给槽32的轴承端部相邻的主轴7上设有一个封闭部分31a和32a。也就是说，主轴7的轴向润滑流体供给槽32具有与主轴承4f的轴承端部相邻的封闭部分31a。主轴7上的轴向润滑流体供给槽31也具有与公转涡旋件轴承3f的轴承端部相邻的封闭部分32a。

通常，万一因为封闭部分31a和32a处的突然压力下降导致的气体成分起泡的原因发生不平稳轴承接触，以及来自于轴承端部的附近的润滑流体供给不充足，就会对轴承造成损坏。

就上述实施例中的压缩机来说，或就变容式流体机械的其它类型而言，如果轴承负载变成转动载荷或波动载荷，就可以向轴承部分施加一个交变载荷。在这种情况下，支承表面受到支承损伤，主要是疲劳磨损和疲劳裂纹。特别的是在不平稳接触条件下，润滑流体膜压在轴端部分达到最大，因此就会有比正常平行接触期间的压力大得多的压力作用在轴承部分上。

然而，在本实施例中，通过采用下面的结构能够防止上述支承损伤，下面将接合附图7对其原因进行详细地解释。

在非平稳支承接触期间，将会具有如图7所示的润滑流体膜压。纵轴表示润滑流体膜压(相对值)，横轴表示相对于轴承宽度标准化后的无尺寸单位的支承宽度。在该图中，曲线A代表的是用易变形材料制成的轴承(例如，像PTFE一样的树脂材料)，而曲线B代表的是用不变形实质材料制成的轴承。

如图所示，润滑流体膜压的最大值在轴承宽度的25％的附近，位于轴承端面中心附近的一点内。疲劳裂缝在压力达到最大值的这部分发生。因此，为了防止由于润滑流体供给不充足造成的润滑流体供给槽中压力下降，必须将封闭部分31a和32a缩短，且必须将润滑流体供给槽从最大压力位置延伸到轴承端部，从而就可以将润滑流体输送到可能发生损伤的那一点。通过提供封闭部分31a和32a，能够限制润滑流体供给槽中润滑流体量的突然减少或增加，由此，能防止润滑流体中气体成分的起泡现象。

也就是说，通过将封闭部分31a和32a的图6中的宽度C设置为轴承宽度C+D(其起到一个轴承的功能)的1-20％，就能够获得一种有效的封闭功能。

需要指出的是，在图6所示的实施例中，封闭部分31a和32a合并成矩形润滑流体供给槽31和32；并且通过将封闭部分31a和32a合并成图2和3或5中所示的润滑流体供给槽也能获得相似的效果。

需要明确的是，在第一和第二实施例中，尽管没有图释，但其中有润滑流体流动的润滑流体供给槽在轴承其余区域内的端部处被封闭，且该封闭部分的长度设置在轴承宽度的1-20％的范围内，从而能够获得相似的效果。

根据上面所描述的实施例，在非平稳支承接触的时候防止在轴承端部的损伤是可能的，从而通过防止在轴承内产生气体成分的起泡现象，从本质上在滑动轴承内建立了润滑流体膜压，而且因此获得一种能够较大增加轴承的承载量的效果。

需要指出的是，在上面所述的实施例中，以及以举例的方式对封闭型涡旋压缩机进行了描述；当本发明被用于除涡旋式压缩机之外的像泵、气体膨胀机械等等这样的变容式流体机械时，也能够获得相似的效果。在处理流体润滑轴承中，不但用于轴承润滑的润滑流体而且工作流体自身也能或的同样的效果。

而且，润滑流体供给槽被描述为一个轴向槽；通过将本发明运用到螺旋槽上也可以获得同样的效果，在该螺旋槽中，螺旋轴的旋转起到一个螺旋泵的作用。根据本发明，能够提供一种变容式流体机械，通过在整个支承表面上持续不断地产生一个适当的润滑流体膜压，特别是通过向轴承端部输送润滑流体(即使在非平稳支承接触条件下)，该流体机械能够防止对轴承端部造成损伤。

Claims (7)

1．一种变容式流体机械，包括：一用来压缩或输送工作流体或从所述工作流体中获得机械能的机构部分；一根主轴，用来驱动机构部分或用来获得机械能；一用来支承所述主轴的轴承；一润滑流体供给孔，用来将润滑流体输送到由主轴和轴承组成的支承部分；以及一个容装润滑流体的蓄油池；其中，所述的变容式流体机械设有一设置在所述支承部分内且与所述润滑流体供给孔相连的润滑流体供给槽，该供给孔与所述蓄油池相通；且该润滑流体供给槽这样构成，即，其断面面积随着其趋向该供给槽的端部而减小，润滑流体在该供给槽内流动。

2．如权利要求1所述的变容式流体机械，其特征在于，所述润滑流体供给槽这样形成，即，随着其趋向润滑流体流动的所述供给槽的末端，通过减小其深度而不改变其宽度来减小其断面面积。

3．如权利要求1所述的变容式流体机械，其特征在于，润滑流体供给槽这样加工，即，随着其趋向供给槽的末端，通过减小其深度和宽度来减小其断面面积，润滑流体在槽中流动。

4．如权利要求2或3所述的变容式流体机械，其特征在于，所述润滑流体供给槽在轴承部分内的末端处被封闭起来，润滑流体在槽中流动。

5．如权利要求4所述的变容式流体机械，其特征在于，所述封闭部分的长度在轴承宽度的1-20％的范围内。

6．一种变容式流体机械，包括：一用来压缩或输送工作流体或从工作流体中获得机械能的机构部分；一根主轴，用来驱动机构部分或获得机械能；一轴承，用来支承所述的主轴；一润滑流体供给孔，用来将润滑流体输送到由主轴和所述轴承组成的轴承部分；以及一个容装润滑流体的蓄油池；其中，所述的变容式流体机械有一个在所述轴承部分设置的润滑流体供给槽，该槽与润滑流体供给孔相连，而供给孔与蓄油池相连；供给槽位于轴承部分内的末端被封闭起来，润滑流体在该供给槽内流动；并且所述封闭部分的长度在轴承宽度的1-20％的范围内。

7．如权利要求1所述的变容式流体机械，其特征在于，所述润滑流体供给槽设置在没有负载作用的所述主轴外表面内或所述轴承内表面内。

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