专利名称：封闭式旋转压缩机以及冷冻、空调装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种封闭式旋转压缩机以及冷冻、空调装置，尤其涉及适用于使叶片部的前端部可在供油泵室内进行往复运动来供给润滑油的封闭式旋转压缩机和冷冻、空调装置。这种冷冻、空调装置，例如是电冰箱、空气调节器、除湿机、热水机、汽车空调等。
但是，在以往的压缩机中，因为叶片部的前端部被形成为和驱动轴心平行的直线状，所以对供油泵室内的润滑油的压出功能得不到充分发挥。为此，在以往的旋转式压缩机中，根据压缩机的运转条件，特别是在驱动轴低速的条件下汲至驱动轴的润滑油不足够，对压缩机的各滑动部以及存在隙间的压缩部的供油量减少，就有降低压缩机性能和冷冻循环性能的问题。并且，在以往的旋转式压缩机中，在应用HCFC类制冷剂的代替制冷剂、例如HFC类制冷剂、烃、CO2、氨等自然系列制冷剂时，由于因润滑性低和负荷增加等的可靠性下降，所以有难以充分确保对滑动部位的供油量的问题。
本发明的目的在于提供一种能防止因对压缩机的滑动部的供油量不足而引起的润滑不良并且可靠性高的封闭式旋转压缩机和冷冻、空调装置。
图2是表示与
图1中不同工作状态的图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是压缩机中使用的摆动活塞的立体图。
图5是使用压缩机的冷冻装置的冷冻循环的构成图。
图6是表示图1的摆动活塞的变形例1的立体图。
图7是表示图1的摆动活塞的变形例2的立体图。
图中2—主轴承，2a、3a—轴承部，2b、3b—排出口，2c、3c—排出室，3—副轴承，4—驱动轴，4a、4b—偏心部，5—转子，6—封闭容器，7—定子，9—滑动部件，10—压缩室，11—吸入室，12—吸入管，13—连通部，14a、14b—排出盖，15—排出管，16—润滑油，17—射流二极管(fluidic diode)，18—储油部，19—供油管，20—螺旋槽，21—连通孔部(射流二极管)，22—供油流通路，26—分隔板，39—冷凝器，39a—冷凝器用风扇，40—膨胀阀，41—蒸发器，41a—蒸发器用风扇，42—压缩机，43—电动单元，44—压缩单元，50—第1缸筒，50a、51a—缸筒室，50b、51b—滑动室，50c、51c—供油泵室，51—第2缸筒，80、81—摆动活塞，80a、81a—滚筒部，80b、81b—叶片部。
首先，将本实施方式也参照图1～图5也进行说明。
图1是本发明的一实施例的封闭式旋转压缩机的纵向剖视图。图2是图1中的不同工作状态的图，图3是图2的A-A剖面图，图4是应用于图1的压缩机中的摆动活塞的立体图，图5是用图1的压缩机的冷冻装置的冷冻循环的构成图。
本实施例的冷冻装置的冷冻循环，图5所示所示，是冷冻(冷气设备)专用的循环方式。这种冷冻循环，用制冷配管将压缩机42，冷凝器39、减压装置40、蒸发器41顺序进行连接而构成。压缩机42由卧式的封闭摆动活塞形压缩机构成。冷凝器39由冷凝器用风扇39a实行强制通风，但对于用自然对流式热交换器构成、没有冷凝器用风扇39a的情况也能使用本发明。减压装置40由膨胀阀、毛细管等所构成。蒸发器41由蒸发器风扇41a强制通风。
冷冻循环内的制冷剂，通过压缩机42的起动运行，在压缩机42的压缩下变成高温、高压的气体，如图5的实线箭头所示，从排出管15流入冷凝器39，并通过冷凝器用风扇39a的送风作用而放热、液化并流入减压装置40中，由减压装置40节流，进行绝热膨胀变成低温低压，流入蒸发器41中，在蒸发器41中通过蒸发器风扇41a的送风作用，从周围吸热而使其气化后经吸入管12吸入压缩机42中。作为这种制冷剂，可以使用HCFC类制冷剂的代替制冷剂，例如HFC类制冷剂，烃、CO2、氨等自然系列的制冷剂都。
本实施例的冷冻装置，由于使用了本发明的压缩机，可以成为能量效率良好的冷冻装置。特别是由于压缩机42使封闭容器6内的压力在排出压力以下，所以在断续运转的压缩机42停止时，可以使高温、高压的制冷剂少量地流入蒸发器41中，可减少断续引起的能量损失。
压缩机42，如图1～图3所示的那样，由配置在封闭容器6内的电动单元43、压缩单元44和将这两个单元43、44进行连接的驱动轴4所构成。在封闭容器6内的底部，形成有储存润滑油的储油部18。该压缩机42，将封闭容器6内的空间形成比排出压力低的压力(本实施例中为吸入压力)。通过在封闭容器6内形成低的压力，可能减少溶入润滑油16内的制冷剂量，在使用可燃性的自然制冷剂时特别适宜。电动单元43，有定子7和转子5。压缩单元44具有压缩机构和供油机构。
压缩机构具有第1缸筒50、第2缸筒51、可旋转地配置在各缸筒50、51内的摆动活塞80、81、将各缸筒50、51的两端开口封堵的主轴承2、副轴承3和分隔板26等组成的两个压缩部。摆动活塞80、81由滚筒部80a、81a和叶片部80b、81b构成。
供油机构由第1缸筒50的供油泵室50c，第2缸筒51的供油泵室51c，叶片部80b、81b，连通部13、连通孔部21、供油流通路22和射流二极管17、供油管19、螺旋槽20等，由这些部件组成。这些供油流通路22、供油管19和螺旋油槽20等构成。这些供油流通路22、供油管19和螺旋油槽20等构成了对滑动部的供油路。
供油泵室50c和供油泵室51c，通过连通孔部21连通。连通孔部21，在供油泵室51c一侧具有变窄的倾斜内面。由此，连通孔部21具有使流体容易从供油泵室50c流向供油泵室51c，并很难进行反向流动的射流二极管功能。另外，供油泵室50c通过连通部13与储油部18连通。
供油泵室51c通过射流二极管17和供油流通路22与储油部18连通，同时通过供油流通路22与供油管19连通。供油管19将供油流通路22和螺旋槽20之间连通。
在第1缸筒50、第2缸筒51的中央部，形成有作为第1圆筒状孔部的缸筒室50a、51a。这些缸筒室50a、51a的两端开口，用兼作封闭部件的主轴承2、副轴承3和分隔板26封闭。在主轴承2和副轴承3上分别形成有轴承部2a、3a，并由它们地支承着可旋转的驱动轴4。另外，在主轴承2和副轴承3上，驱动轴4的旋转轴心，以与第1缸筒50、第2缸筒51的缸筒室50a、51a的轴心一致的方式固定在第1缸筒50、第2缸筒51上。主轴承2的外圆周部被固定在封闭容器6上。电动单元43的转子5被固定在驱动轴4上，并且电动单元43的定子7被固定在封闭容器6上。
在驱动轴4上，在位于第1缸筒50、第2缸筒51的缸筒室50a、51a内的部分形成有偏心部4a、4b。该偏心部4a、4b的圆筒形外圆周面和摆动活塞80、81的滚筒部80a、81a的圆筒形内周面可以旋转地嵌合着。然后，以在驱动轴4进行旋转带动摆动活塞80、81进行旋转时、滚筒部80a、81a的圆筒形外圆周面和形成缸筒室50a、51a的圆筒形内圆周面之间存在微小的间隙的方式来决定各部尺寸。而且，由于两个偏心部4a互相间被形成为180度的不同相位，所以可使在两个压缩部产生的气体压缩转矩的变动量均衡化，从而可以减低压缩机的振动。
在缸筒50、51中，在缸筒室50a、51a的外侧，形成有具有与缸筒室50a、51a的中心轴心相平行的中心轴心的、为第2圆筒形孔部的滑动室50b、51b。在滑动室50b、51b的外侧，形成有为第3筒形孔部的供油泵室50c、51c。然后，滑动室50b、51b，其一侧与缸筒室50a、51a连通，另一侧与供油泵室50c、51c连通。主轴承2、副轴承3和分隔板26延长到滑动室50b、51b和供油泵室50c、51c的两端部。
从滚筒部80a、81a的圆筒形外圆周面一体形成沿半径方向延长的叶片部80b、81b。叶片部80b、81b将缸筒室50a、50b内划分为吸入室11和压缩室10，同时能通过滑动室50b、51b内并延长到供油泵室50c、51c内。
在叶片部80b和滑动室50b、51b的圆筒形内周面之间，组装有滑动部件9。该滑动部件9具有可滑动地与叶片部80b、81b的平面部接触的平面部和可滑动地与滑动室50b、51b的圆筒形内周面接触的圆筒面部。将该滑动部件9以夹入叶片部80b、81b的方式配置。其结果，叶片部80b、81b朝向滑动室50b、51b的中心轴进行进退运动和绕中心轴的摆动运动。
叶片部80b、81b的前端部，在供油泵室50c、51c中进行往复运动，并且不与第1缸筒50和第2缸筒51发生干涉。而且，进行往复运动的叶片部80b、81b的前端部被形成为使相对供油流动方向的供油泵室50c、51c变宽阔的形状。具体的说，如图4所示，上流一侧的叶片部的长度为L1，下流一侧的叶片部的长度为L2，并被设定为上流一侧的长度L1＞下流一侧的长度L2的关系，而且前端部被形成为具有倾面斜部的形状。在本实施例中由于倾斜部被形成为直线状，所以加工容易，可以廉价地进行制作。
接下来，对压缩单元44的压缩动作进行说明。
当将电动单元43进行通电使转子5进行旋转时，通过驱动轴4与转子5一起旋转，使摆动活塞80、81与偏心部4a、4b一起在缸筒室50a、51a内伴随着摆动并进行公转运动。由此，将制冷剂气体吸入到吸入室11内，并转移到压缩室10内反复进行容积的增减，将制冷剂气体进行压缩。
具体的讲，制冷剂气体从安装在了封闭容器6上的吸入管12被吸入到封闭容器6内，经吸入通路吸入到吸入室11中，在和压缩室10的容积的减少同时被压缩后，通过在主轴承2和副轴承3上形成的排出口2b、排出口3b、向在主轴承2和排出盖14a上所形成的排出室2c以及在副轴承3和排出盖14b上所形成的排出室2c、排出室3c排出，然后从排出管15被排到封闭容器6之外。
下面，对供油机构的供油动作进行说明。通过由驱动轴4的旋转摆动活塞80、81进行动作，与由压缩机构进行的压缩动作一同由供油机构进行供油动作。
首先，如图1所示，分别对第1缸筒50的摆动活塞80在下死点、第2缸筒51的摆动活塞81在上死点的动作情况进行说明。
伴随第2缸筒51一侧的叶片部81b的上升，被储存在封闭容器6的储油部18中的润滑油16从射流二极管17被吸引上来，经供油流通路22吸引到供油泵室51c处。另一方面，伴随第1缸筒50一侧的叶片部80b的下降，供油泵室50c内的润滑油16经连通孔部21被压出到供油泵室51c中，同时从连通部13流向储油部18内。
在这个动作中，由于叶片部80b的前端部被形成为以相对于向供油泵室51c供油流动的方向使供油泵室50c变宽阔的方式，所以使供油泵室50c内的反供油泵室51c一侧的润滑油16能够容易地向供油泵室51c排出。由此可将供油量增大。特别是由于叶片部80b的前端部被形成为倾斜面，所以对供油泵室50c内的润滑油16施加压向供油泵室51c一侧的分力，从这点也可以将供油量增大。该供油量的增大，是对叶片部80b的前端部形状进行了变更的简单的变更，能够廉价地实现。
从图1的状态到如图2所示，对第1缸筒50的摆动活塞80在上死点，第2缸筒51的摆动活塞81在下死点时动作的情况进行说明。
伴随着第2缸筒51的叶片部81b的下降，从供油泵室51c中吸上来的润滑油16被压向供油流通路22中，再从供油流通路22经供油管19被吸到驱动轴4的一端，进而通过在驱动轴4的外园周上设置的螺旋槽20，对副轴承3、偏心部4a、4b、主轴承2进行润滑，再反回到封闭容器6内的储油部18中。
在这个动作中，由于把叶片部81b的前端部形成为相对于流向供油流通路22的供油流方向使供油泵室51c变宽阔的方式，所以使供油泵室51c内的反供油流通路22一侧润滑油16能够容易地向供油流通路22排出，同时可以防止润滑油16向供油泵室50c流出。由此可以增大供油量。特别是由于叶片部81b的前端部被形成为倾斜面，所以对供油泵室50c内的润滑油16施加压向供油泵室51c一侧的分力，从这点看也可以增大供油量。这个供油量的增大，是通过对叶片部81b的前端部的形状变更的简单的变更，可廉价地实现。而且通过射流二极管17的作用，可以防止从供油泵室51c压出的润滑油16逆流到封闭容器6内的储油部18中。
这样，通过驱动轴的旋转，使向供油流动方向倾斜的叶片部件80b、81b在供油泵室50c、51c中进行往复运动，并通过使供油泵室50c、51c的容积发生变化的叶片供油泵的作用，能够把储存在封闭容器6底部的润滑油16以足够量吸到驱动轴4。
根据以上构成，即使在运转条件发生了变化时(例如低速运转时)，也能够将润滑油16适当地供给各滑动部，可以防止因油量不足而润滑不良。由此，可以提供高可靠性的封闭式旋转压缩机。而且，在使用HCFC类制冷剂的代替制冷剂，例如，HFC类制冷剂、烃、CO2、氨等自然系列制冷剂时，一般来说因润滑性低和负荷增大而导致可靠性下降，但如根据本实施例就可以防止可靠性的下降，在封闭式旋转压缩机中能够采用代替制冷剂。
下面，对摆动活塞80、81的两个变形例边参照图6和图7边进行说明。图6所示变形例1，是把叶片部80b、81b的前端部形状形成为倾斜弧状。另外，图7里表示的变形例2，是把叶片部80b、81b的前部形状形成为具有阶梯的形状。在这些变形例1、2中，虽然加工有些麻烦，但由于和上述结构一样使向供油流动方向的供油泵室50c、51c变宽阔，所以这些共同的结构能得到同样的效果。
在上述的实施例中，对把滚筒和叶片形成一体的摆动活塞式压缩机进行了说明，但即使对滚筒和叶片是分体的旋转式压缩机也同样适用。这意味着只要是叶片供油泵式的压缩机都是可以的。
而且，不仅单级压缩机，也可以是二级压缩机。另外，不仅冷冻装置而且也可适用于空调装置。
(发明效果)从以上的说明明显地知道，根据用本发明，可以防止因向压缩机构的滑动部的供油量不足而润滑不良，从而可以提供一种可靠性高的封闭式旋转压缩机。
权利要求
1.一种封闭式旋转压缩机，其特征为在储存润滑油的封闭容器内收纳有压缩机构和供油机构，所述压缩机构，形成有在缸筒室内进行公转运动的滚筒部和从滚筒部的外圆周面向半径方向延伸并对所述缸筒室进行划分的叶片部，所述供油机构，形成有在所述缸筒室的外侧形成的供油泵室和在所述供油泵室内进行往复运动的所述叶片部的前端部，所述叶片部的前端部被形成为沿供油流动方向使所述供油泵室变宽阔的形状。
2.根据权利要求1所述的封闭式旋转压缩机，其特征为所述叶片部上流一侧的长度比下流一侧的长度长，并将该叶片部的前端部形成为倾斜面形状。
3.根据要求1或2所述的封闭式旋转压缩机，其特征为把所述封闭容器内的空间的压力设为比排出压力低的压力。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的封闭式旋转压缩机，其特征为作为压缩的制冷剂HCFC的代替制冷剂，使用的是HFC类制冷剂的烃、CO2、氨等自然系列制冷剂的任意一种。
5.一种封闭式旋转压缩机，其特征为具有储存润滑油的封闭容器、收纳于所述封闭容器内的压缩单元和电动单元、通过所述电动单元的旋转对所述压缩单元进行驱动的驱动轴，所述压缩单元具有压缩机构和供油机构，所述压缩机构，设有具有两个缸筒室的缸筒、将所述两个缸筒室的两端部进行封闭的部件、在所述两个缸筒室内以180度的不同相位进行公转运动的两个滚筒部、从所述两个滚筒部的外圆周面向半径方向延伸并对所述两个缸筒室内分别进划分的两个叶片部，所述供油机构，设有在所述两个缸筒室外侧形成的两个供油泵室、在所述两个供油泵室内进行往复运动的所述两个叶片部的前端部、连通所述两个供油泵室的射流二极管、将所述两个供油泵室的一方与所述封闭容器的润滑油连通的连通部、将所述两个供油泵室的另一方与滑动部连通的供油路，所述两个叶片部的前端部被形成为沿供油流动方向使所述供油泵室变宽阔的形状。
6.一种封闭式旋转压缩机，其特征为将封闭式旋转压缩机，冷凝器、减压装置、蒸发器用制冷配管连接并形成封入HCFC类制冷剂的代替制冷剂的制冷循环系统，所述封闭式旋转压缩机，具有将容器内设为比排出压力低的压力并且储存润滑油的封闭容器、收纳于所述封闭容器内的压缩单元和电动单元、通过所述电动单元的旋转对所述压缩单元进行驱动的驱动轴，所述压缩单元具有压缩机构和供油机构，所述压缩机构，设有具有缸筒室的缸筒、将所述缸筒室的两端部进行封闭的部件、在所述缸筒室内进行公转运动的滚筒部、从所述滚筒部的外圆周面向半径方向延伸并对所述缸筒室内进行划分的叶片部，所述供油机构，设有在所述缸筒室的外侧形成的供油泵室、在所述供油泵室内进行往复运动的所述叶片部的前端部、将所述封闭容器的润滑油与所述供油泵室连通的射流二极管、将所述供油泵室与所述压缩机构部的滑动部连通的供油路，所述叶片部的前端部被形成为沿供油流动方向使所述供油泵室变宽阔的形状。
全文摘要
一种封闭式旋转压缩机以及冷冻、空调装置，在封闭式旋转压缩机中，在储存有润滑油(16)的封闭容器(6)内收纳压缩机构和供油机构，压缩机构，形成有在缸筒室(51a)内进行公转运动的滚筒部(81a)和对缸筒室(51a)进行划分的活塞部(81b)，供油机构，形成有在缸筒室(51a)的外侧形成的供油泵室(51c)和在供油泵室(51c)内进行往复运动的叶片部(81b)的前端部，叶片部(81b)的前端部被形成为沿供油流动方向使供油泵室(51c)变宽阔的形状。这种密封闭式旋转压缩机可以防止因向压缩机的滑动部的供油不足而导致的润滑不良并可提高可靠性。
文档编号F04C18/32GK1431403SQ0310163
公开日2003年7月23日 申请日期2003年1月10日 优先权日2002年1月10日
发明者向井有吾, 石山明彦, 香曾我部弘胜, 幸野雄 申请人:株式会社日立制作所