专利名称：涡旋压缩机中的改进的润滑系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于涡旋压缩机的润滑系统，其中，提供给压缩腔室的润滑油数量被精确控制。
涡旋压缩机已开始广泛地应用于制冷压缩方面。众所周知，涡旋压缩机包括一固定涡旋元件和一活动涡旋元件，它们具有互相配合的螺旋形涡卷。互相配合的螺旋形涡卷形成腔室，当活动涡旋元件相对固定涡旋元件运动时，这些腔室被压缩。在现有技术里，给腔室提供润滑油，以便有助于在压缩过程中确保涡旋元件的平稳工作。
然而，是否精确地提供了润滑油被证明是值得怀疑的。因此希望能精确控制提供给腔室的润滑油的数量。如果提供太多的润滑油，由于油的隔离作用而在热交换器里削弱了的热传导将降低系统的效率。另一方面，如果提供不充分的润滑油，那么涡旋压缩机的整体工作可能不会理想。
在一种已知的涡旋压缩机里，形成有一通过活动涡旋元件底座的孔，它总是面向固定涡旋元件的外凸缘。当活动涡旋元件作回转运动时，在其回转循环的一部分时间里，油孔向自固定涡旋元件的外凸缘径向向内延伸的压缩腔室或气体通道露出。在回转循环的其余时间里，油孔面向固定涡旋元件的凸缘，从而被关闭。
在这种压缩机里，只在涡旋压缩机循环的限定阶段提供润滑油。此外，当孔交替地打开和关闭时，油的流动受作用在油上的离心力的方向的影响。因此，希望能对给压缩腔室提供润滑油进行较好的控制，依靠压力差和有控制的约束，来调整油的流动，消除离心力的任何影响。
在本发明的一个公开的实施例里，一油孔形成于并通过活动涡旋元件的底座，以便将润滑油提供给在固定涡旋元件的涡卷和活动涡旋元件的涡卷之间的压缩腔室。较佳的是，油孔在活动涡旋元件的整个回转循环过程中向压缩腔室打开。提供给压缩腔室的润滑油的数量通过控制油孔的尺寸进行控制，和/或通过在油孔附近的一位置处给流体流动提供一个约束进行控制。
在一个较佳实施例里，油孔面向固定涡旋元件的外凸缘，在整个回转循环过程中，外凸缘环绕着固定涡旋元件的涡卷。一凹槽形成于外凸缘上，并在整个回转循环过程中与油孔对齐。控制凹槽的深度和尺寸，以便给自油孔流入压缩腔室的润滑油的数量提供一个约束。在一个最佳实施例里，凹槽包括一个第一圆形部分，它在活动涡旋元件回转运动过程中与油孔的移动对应。一颈部自圆形部分延伸至凸缘的壁并与对应的腔室连通。这样，润滑油自油孔流入圆形部分，再通过颈部流入压缩腔室。
通过控制圆形部分的深度和直径和/或颈部的深度和宽度，以及通过控制油孔的直径和长度，可控制润滑油流入压缩腔室的约束量。这样，本发明可精确地控制流入压缩腔室的润滑油的数量。
在第二个较佳实施例里，圆形部分被设置成与外凸缘的边缘连通，这样，润滑油可直接从圆形部分流入压缩腔室。
在另一种类型的涡旋压缩机里，油孔不总是向压缩腔室打开。取而代之的是，一对相对的凹槽形成于固定涡旋元件的凸缘上，它们以位相大约相差180°的方式被隔开。油孔交替地与两凹槽连通，然后有一个循环中的中间关闭过程，直至到达另一凹槽。通过使这些凹槽的位相相差180°，可限制和消除离心力对润滑油的任何影响。在一个实施例里，各凹槽包括一圆形部分和一颈部。在第二实施例里，油孔可只是部分地跨接位相相差180°的两个凹槽，这样，只有油孔的一部分有时与它们实际上跨接。有若干实施例提供了另外的约束方式，以便控制提供给压缩腔室的润滑油的数量。
在第三种类型的涡旋压缩机里，油孔总是向压缩腔室或气体通道打开。在整个循环里，油孔提供润滑油给压缩腔室或气体通道。提供给压缩腔室或气体通道的润滑油的数量是通过控制油孔的直径和长度进行控制的。通过下面的描述和附图可更好地了解本发明的这些和其它的特征，下面是附图的简要说明。
图1是本发明第一实施例的剖视图；图2A是沿第一实施例中的2-2线的端视图；图2B是图2A中的一个细部；图3显示了第二实施例；图4显示了第三实施例；图5显示了第四实施例；图6显示了第五实施例。
图1显示了一涡旋压缩机20，它包括一具有外凸缘23和螺旋形涡卷22的固定涡旋元件21。一活动涡旋元件25具有与固定涡旋元件21上的涡卷22互相配合的涡卷24。如图所示，驱动轴26包括一润滑油通道28，以便向上通过轴承30将润滑油提供给在活动涡旋元件25的底座上延伸通过的通道32。如图所示，通道32的最外端被一塞子34封闭。通道37延伸通过底座并通向油孔36。在固定涡旋元件22的凸缘23上形成有凹槽38，且该凹槽38与自凸缘23径向向内形成的腔室39连通。
如图2A所示，凹槽38包括一圆形部分44，它通向颈部46。虽然在图1中显示这两部分具有相同的深度，但它们也可以具有不同的深度。
孔36具有如图2B中的路径42所示的回转运动。如图所示，孔36的整个回转运动较佳的是在圆形部分44里。颈部46通向压缩腔室或气体通道39。较佳的是，凹槽38直接形成于腔室39端部以外的圆周上。如果在腔室39径向向外处设置凹槽38，那么另外的径向空间将是必需的。将凹槽直接设置在压缩腔室或气体通道端部以外的圆周上将在固定涡旋元件上提供足够使用的空间。
在活动涡旋元件25作回转运动期间，孔36沿着在圆形部分44里的路径42移动。将润滑油提供给圆形部分44，并通过颈部46进入腔室39。
图3显示了第二实施例中的凹槽49，其中，圆形部分50紧靠腔室39的边缘52。如图所示，圆形部分正确地跨接边缘52并与腔室39直接连通。较佳的是，油孔36的路径42仍然在固定涡旋元件的凹槽49里而不会移动到腔室39里。这样，润滑油从孔36流入圆形部分50，然后流入腔室39。
图4显示了另一实施例60，其中，有两个相对的、隔开的凹槽62，它们的位相大约相差180°。这些凹槽62具有通向颈部64的圆形部分63，而颈部64又通向腔室39。油孔36沿着回转路径42移动，并通过回转运动的有限部分与各圆形部分63连通。当油孔36与两个凹槽62中的一个不对齐时，润滑油的流动停止。
图5显示了又一实施例70，其中，两个相对的凹槽72以位相大约相差180°的方式被隔开。互相间隔最近的两个凹槽72的边缘74只与油孔36的一小部分连通。即，油孔36不完全通过凹槽72。这样，该实施例给流入凹槽72的润滑油数量提供了进一步约束。
图6显示了又一实施例80，其中，油孔36具有总是暴露在腔室39里的回转路径42。在这个实施例里，没有对来自凹槽或其它结构的流动的约束。提供给腔室39的润滑油的数量是通过控制孔36的直径进行控制的。
凹槽38、49、62和72的深度较佳的是在2毫米至5微米之间。最好这些凹槽的深度是在1毫米至10微米之间。
本发明公开了如图2A、3和6所示的实施例，其中，在活动涡旋元件的整个回转运动中提供润滑油。在这些实施例里，设计者可精确地控制传送给压缩腔室或气体通道的润滑油的数量，既不依靠离心力，也不受离心力约束。
图4和5显示了第二种类型的润滑油系统，其中，油孔不总是向压缩腔室或气体通道打开。然而，由于相对的润滑油凹槽互相间隔180°，离心力的任何作用被抵销。
虽然已经揭示了本发明的较佳实施例，然而，本技术领域的熟练人员将发现，在本发明的范围内还可作出某些改进。为此，还应了解下面的权利要求书，以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1．一种涡旋压缩机，包括一固定涡旋元件，它具有一底座和一从所述底座上延伸的螺旋形涡卷；一活动涡旋元件，它具有一底座和一从所述底座上延伸并朝向所述固定涡旋元件底座的螺旋形涡卷，所述活动涡旋元件和所述固定涡旋元件上的所述螺旋形涡卷互相配合形成压缩腔室，所述活动涡旋元件相对所述固定涡旋元件循环运动；以及一润滑油提供系统，它将润滑油提供给在所述活动涡旋元件的底座中延伸通过的通道，并提供给面向所述固定涡旋元件的油孔，所述油孔在所述活动涡旋元件作回转运动的整个循环里将润滑油提供给在所述固定涡旋元件和活动涡旋元件之间的空间。
2．如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述固定涡旋元件具有一环绕着所述固定涡旋元件的涡卷的最外部分的外凸缘，一凹槽形成于所述凸缘上并在圆周上靠近所述空间的最外端的一个隔开位置上，所述油孔面向所述凹槽，这样，在所述活动涡旋元件作回转运动的整个过程中所述最外部分向所述油孔敞开。
3．如权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述固定涡旋元件上形成有一凹槽，该凹槽延伸进入所述固定涡旋元件的一个端面并与所述空间连通，所述油孔在作回转运动的整个循环中都面向所述凹槽，由此，润滑油通过所述油孔进入所述凹槽，再从所述凹槽进入所述空间。
4．如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽有一扩大部分，一较小的颈部从所述扩大部分延伸出来并与所述空间连通，所述油孔在所述回转运动的整个循环里与所述扩大部分对齐。
5．如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽包括一截去一块的圆形部分，该圆形部分与所述固定涡旋元件的一边缘跨接，由此，所述凹槽与所述空间连通，而所述油孔在所述回转运动的整个循环里与所述凹槽对齐。
6．如权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽具有在2毫米和5微米之间的深度。
7．如权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽包括一对隔开的凹槽部分，所述凹槽部分具有与所述凸缘部分的一边缘隔开的扩大部分，以及从所述扩大部分延伸出来并在所述边缘处与所述空间连通的较小的颈部，所述油孔在所述循环时移动并与所述两凹槽部分的扩大部分连通，当所述油孔在所述两凹槽部分的扩大部分之间移动时被关闭。
8．如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽是由互相隔开180°的两凹槽形成的，所述油孔是这样设置的，即只有在回转循环的有限部分中所述油孔的一部分与所述凹槽跨接。
9．如权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述凹槽是由互相隔开180°的两凹槽形成的。
全文摘要
一种改进的涡旋压缩机润滑系统包括许多实施例,其中,一在活动涡旋元件里的油孔在整个回转循环中将润滑油提供给压缩腔室。在整个回转循环中油孔与在固定涡旋元件的一凸缘上的凹槽对齐。在另一实施例里,油孔在整个循环中暴露于压缩腔室。在又一个实施例里,固定涡旋元件上设置有互相隔开约180°的两凹槽。油孔间歇地与隔开的凹槽连通和分开,以便给压缩腔室提供润滑油。
文档编号F04C29/00GK1215806SQ9812142
公开日1999年5月5日 申请日期1998年10月27日 优先权日1997年10月27日
发明者亚历山大·利夫森, 詹姆斯·W·布什, 侯赛因·伊扎特·哈利法 申请人:运载器有限公司