专利名称：涡旋压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡旋压缩机，特别是涉及这样一种涡旋压缩机，在压缩运行期间调节通过绕动涡壳的绕动运动产生的高压，以便油平滑地分布在压缩机的零件上，从而防止零件的损坏和磨损。
背景技术：
一般来说，涡旋压缩机的运行通过固定涡壳和绕动涡壳的相对运动产生压缩，并且由于其效率高、噪音低、尺寸小和重量轻的有利特性而广泛地应用于室内空气调节器和汽车空气调节器。
涡旋压缩机根据填充的气体可以分为低压涡旋压缩机和高压涡旋压缩机，即，是吸进的气体填充壳体还是排出的气体填充其中，下面的描述基于低压涡旋压缩机。
涡旋压缩机通常包括主框架，安置在该主框架的上表面上以便线性运动的奥德姆环，安置在该奥德姆环的上部用于绕动运动的绕动涡壳，和设置在该绕动涡壳的上部并固定于该主框架的固定涡壳。此外，该固定涡壳具有螺旋盘绕的固定涡卷，而该绕动涡壳具有螺旋地盘绕并形成在其上表面的绕动涡卷。更具体地说，固定涡卷和绕动涡卷形成一个压缩机室，接纳在压缩室内的流体由绕动涡壳的运动压缩。
图1是示出在现有技术的普通涡旋压缩机中进行压缩操作的截面图。
参考图1，常规的涡旋压缩机包括形成在固定涡壳上的固定涡卷81，形成在该绕动涡壳的上表面上并插入该固定涡卷81中以形成压缩室P的绕动涡卷71，和形成在绕动涡卷71和固定涡卷81中心的排放口9，以便被压缩流体可以通过其排出。
为了描述上述结构的压缩操作，收集在形成在涡卷71和81的外部并具有较大的容积的压缩室P中的流体通过绕动涡卷71的绕动运动向中心流动。随着流体向中心流动，其容积逐渐减小，因而压力增大。此外，流体的压力在涡卷71和81的中心最大，并且聚集在中心的流体通过排放口排出。
进行上述运行以便压缩的压缩机已经公开在本申请的同一申请人提交的US 6,287,099号中。
常规的涡旋压缩机在绕动涡卷的最上表面上可以具有末端密封以防止当流体的压力过分增大时流体部分地向外渗漏。
但是，在具有上述结构的常规低压涡旋压缩机的情况下，该末端密封可能由于压缩室P的高温而熔化，并且致冷剂气体可能泄漏到压缩室P外面。
此外，如果压缩室P的压力过分增加，该过大的压力施加于安置在绕动涡壳和主框架之间的奥德姆环。也就是说，如果过分的压力施加于奥德姆环，该过分的压力在该绕动涡壳和奥德姆环的上端之间以及在该奥德姆环的下端和该主框架的上端之间产生过分的摩擦，从而增加由于摩擦产生的压力损失。
发明内容
因此，本发明涉及一种涡旋压缩机，其能够大大地减轻由于现有技术的缺点和不足引起的一个或多个问题。
本发明的目的是提供具有改进奥德姆滑环的涡旋压缩机，其能够从压缩室排出中压的致冷剂，并通过使用排放的中压气体减小施加于奥德姆环摩擦力。
本发明的另一个目的是提供涡旋压缩机，其通过用排放的中压的气体升高奥德姆环和绕动涡壳从而使绕动涡壳紧密地附着于固定涡壳，能够防止压缩室中的高压气体泄漏到外面。
本发明的又一个目的使提供涡旋压缩机，其中在该奥德姆环的下表面和该主框架的推力表面之间不会由于压缩室的压力而产生过分的摩擦。
本发明的再一个目的是提供涡旋压缩机，其具有油槽以在推力表面和奥德姆环的下表面之间均匀地分布润滑油，从而减小在推力表面和奥德姆环的下表面之间的摩擦力。
本发明的其他优点、目的和特征，一部分将在下面的说明书中提出，一部分对领域的普通技术人员在阅读了下面的说明书后将会明白或从本发明的实践中学会。本发明的这些目的和其他优点通过书面说明书和其权利要求以及附图具体指出的结构能够实现和获得。
为了实现这些目的和其他优点并根据本发明的目的，正如这里具体体现和广义描述的，提供一种涡旋压缩机，其包括绕动涡壳，在其上部中具有压缩室和通过其主体的上端和下端形成的旁路通道；固定涡壳，用于使该绕动涡壳能够在其内进行绕动运动，以压缩致冷剂；奥德姆环，绕动涡壳承坐在其上，该奥德姆环具有形成在其上表面的具有预定宽度和深度的上室和形成在其下表面具有预定宽度和深度的下室；以及主框架，该奥德姆环设置在其上，该主框架具有供油槽。
在本发明的另一方面中，提供一种涡旋压缩机，其包括驱动部件，其包括驱动电机和由该驱动电机转动的驱动轴；涡旋压缩部件，其包括绕动涡壳和固定涡壳，用于通过驱动轴的转动，绕动涡卷在该固定涡卷中绕动运动压缩吸入的致冷剂，并且该奥德姆环构造成使该绕动涡壳能够在该该固定涡壳内进行绕动运动；以及主框架，其包括与该奥德姆环的下表面接触的推力表面，和形成在该推力表面的凹进部分，用于储存油。
在本发明的再一方面中，提供一种涡旋压缩机，其包括具有形成在其上的油通道的驱动轴；用于支撑该驱动轴的主框架，该主框架具有相对地形成在其上表面上具有预定的深度和宽度的键槽；固定地组合于该主框架的固定涡壳；承坐在该主框架的上表面上的绕动涡壳，该绕动涡壳在其一侧具有至少一个旁路通道，以便被压缩的致冷剂通过该旁路通道部分地被排出；以及安放在该绕动涡壳和该主框架之间的奥德姆环，该奥德姆环具有用于储存被排出的部分致冷剂的背压室和在其主体的上表面和/或下表面伸出预定高度的突出部分。
应当明白，本发明的前面的一般描述和下面的详细描述都是举例和说明性的，并打算对要求保护的本发明提供进一步的说明。
所包含的附图提供本发明的进一步理解，其包含在本申请中并构成本申请的以部分，附图示出本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。其中图1是示出根据相关技术的一般的涡旋压缩机的侧视图；图2是示出根据本发明的涡旋压缩机的主要部件的放大剖视图；图3是示出根据本发明的的涡旋压缩机的奥德姆环的侧视图；图4是示出根据本发明的涡旋压缩机的主框架透视图；图5示出施加在根据本发明的涡旋压缩机中的绕动涡壳和奥德姆环上的压力分布；图6是示出根据本发明的涡旋压缩机在压缩室中的致冷剂气体流动和由该致冷剂气体产生的力的剖视图。
具体实施例方式
下面将详细参考附图描述本发明的具体实施例。但是，本发明的精神实质不限于这些实施例中，通过增加、改变和删减其他零部件在本发明的范围内很容易提出其他实施例。
图2是示出根据本发明的涡旋压缩机的主要部件的放大剖视图。
参考图2，本发明的涡旋压缩机100包括用于支撑驱动轴的上端的主框架300，安置在该主框架的上部上以便线性往复运动的奥德姆环200，安置在该奥德姆环的上部上以通过绕动压缩致冷剂的绕动涡壳400，和固定于该主框架300并与该绕动涡壳一起在其内形成压缩室P的固定涡壳500。
更详细地说，该主框架300包括在其中心以便该驱动轴通过的驱动轴孔340，与该奥德姆环200的下表面接触的推力表面(稍后描述)，和从推力表面的外侧向中心凹进预定长度的、具有预定深度和宽度的下键槽(稍后描述)。
此外，奥德姆环200包括在其上表面伸出预定高度并与绕动涡壳400的下端结合的至少两个上键210。另外，其内也形成有一个下键(下面描述)以便承坐在形成于主框架300中的下键槽上。
此外，具有预定深度的上室220形成在沿直径方向与中心间隔开一预定距离的位置。更具体说，上室220形成具有预定深度和宽度的圆环形。此外，具有预定高度和宽度的下室230从奥德姆环200的下底部向上形成。这里，储存在压缩室P的高压致冷剂气体被容纳在上室220和下室230的空间内。此外，连通槽240垂直形成，以便连接上室220和下室230。因此，聚集在上室220的致冷剂气体沿着连通槽240向下室230移动。
同时，承坐在奥德姆环200上端的绕动涡壳400包括具有圆盘形状的主体450，和在该主体上端螺旋地弯曲并具有预定高度的绕动涡卷410。此外，在该绕动涡壳400下端一侧形成有上键槽420，在奥德姆环200上端上伸出的上键插入并承坐在其中，以及具有圆杆形状的绕动轴440，其沿垂直方向从该主体450的底面延伸预定长度并且其内有中空部分。
此外，形成有以预定角度倾斜的旁路通道430以通过该主体450的上下部分。更具体地说，该旁路通道430形成为与形成在该奥德姆环200上部的上室220连通。因此，压缩室P中的高压致冷剂气体沿着该旁路通道430向下移动到上室220。
同时，承坐在绕动涡壳400上端的固定涡壳500是中空的并包括螺旋弯曲的、从涡壳的上内表面伸出预定长度的固定涡卷510。更具体地说，该固定涡卷510承坐在绕动涡卷410之间以便在绕动涡壳400进行绕动时形成压缩室P。此外，该压缩室P的容积向着绕动涡壳400的中心减小，因此压缩室P内的致冷剂以高压压缩。而且，排放口520形成在该固定涡壳500的中心，以便以高压压缩的致冷剂排放到排放室(未示出)。
现在描述涡旋压缩机100的压缩操作。
首先，致冷剂被引入涡旋压缩机中，引入的致冷剂被输入压缩室P。更具体说，致冷剂被容纳在形成于涡卷410和510的边缘的较大容积的压缩室内。此外，当绕动涡壳400进行绕动时，压缩室的容积减小并沿着涡卷410和510移向中心。然后，由于移向中心，以高压压缩的致冷剂通过排放口520被传输到排放室。
同时，固定涡壳500的边缘通过至少一个结合部件被结合于主框架300。此外，绕动涡壳400在奥德姆环200的上表面线性地往复运动。另外，奥德姆环200在主框架300的上表面往复运动。
这里，绕动涡壳400线性往复运动的方向以预定角度与奥德姆环200的线性往复运动的方向交叉。结果，绕动涡壳400在主框架300的基础上进行绕动。
图3是示出本发明的涡旋压缩机的奥德姆环的侧视剖面图。
参考图3，根据本发明的涡旋压缩机的奥德姆环200具有在其上表面上伸出预定高度的上键210。
具体地说，在相互面向的位置有两个上键210，该上键210如上所述插入形成在绕动涡壳400的下表面的上键槽420中。此外，具有预定直径的绕动轴孔270形成在奥德姆环200的中心，并且绕动轴440通过该绕动轴孔270。
此外，具有预定宽度和深度的上室220形成在与绕动轴孔270间隔开预定距离的位置处。更具体地说，上室220沿奥德姆环200的圆周形状形成圆环形。此外，上密封件250安装在上室220的内圆周边。上密封件250起防止引入上室220的中压致冷剂通过奥德姆环200的上端向外泄漏的作用。
这里，由于收集在上室220中的中压致冷剂的压力，绕动涡壳400从奥德姆环200的上表面稍稍上升。这减小绕动涡壳400和奥德姆环200之间的摩擦。还有，如果绕动涡壳400上升，则绕动涡卷410的上表面紧密地附着在固定涡壳500的上部。因此油不能通过绕动涡卷410的上端泄漏。
除此之外，在本发明中，不需要像现有技术一样将单独的密封件连接于绕动涡卷410的上部，因此密封件被压缩室P中的高压和高温熔化的现有技术的问题消除了。
此外，奥德姆环200的下表面设置有预定宽度和深度的下室230。下密封件260安装在环形的下室230的内圆周边。因此，容纳在下室230内的中压致冷剂不在奥德姆环200和主框架300之间向外泄漏。
更具体地说，连接在上室220和下室230内的密封件250和260由树脂材料制造，其能够经受高温，并且其截面为“ㄈ”形。
此外，为了连接上室220和下上230，形成连通孔240，以便上室220中的致冷剂能够移动到下室230。此外，由于聚集在下室230内的中压致冷剂所具有的压力，奥德姆环200从主框架300稍稍上升。因此，在奥德姆环200和主框架300之间产生的摩擦减小。
同时，下室230的宽度大于上室220的宽度。这是由于施加在下室230的压力大于施加在奥德姆环200的压力。这在下面将详细地描述。
图4是示出根据本发明精神的涡旋压缩机主框架的透视图。
参考图4，根据本发明的涡旋压缩机的主框架300包括在其中心用于驱动轴(未示出)通过的驱动轴孔340，和与奥德姆环200的下表面面接触的推力表面320。
此外，主框架300包括形成在推力表面320具有预定宽度和深度的供油槽330，而且下部键槽310形成在奥德姆环200的下端上，并且下部键插入其中。该下部键槽310与供油槽330连通。
更具体地说，供油槽330沿推力表面320的圆周弯曲，与推力表面320的中心具有预定的距离。下键槽310和供油槽330相互连接，使得积累在供油槽330中的润滑油能够流入下键槽310中。从而油能够润滑该下键槽310的内表面。
下面描述供油到主框架300的过程。
首先，润滑油沿着形成在驱动轴上油通道向上流动，然后从该驱动轴的端部积累到由推力表面320设置的空间。然后，积累在该空间的油沿该推力表面320流动。然后，通过与该推力表面320表面面接触的奥德姆环200的往复运动，油被均匀地分布在整个推力表面320。沿该推力表面320分布的油收集在供油槽330并且收集的油流进下键槽310中。因此，润滑油减少在奥德姆环200和推力表面320之间产生的摩擦热。还有，由于在推力表面320余留的油聚集在供油槽330中，所以油不漂流。
图5示出作用在根据本发明精神的涡旋压缩机中的绕动涡壳和奥德姆环上的压力分布。
参考图5，总的致冷剂气体力Fa被中压致冷剂气体背压力Focm2偏移而使力平衡。更具体地说，致冷剂气体力Fa是指在压缩室P施加给整个绕动涡壳400的力。此外，中压致冷剂气体背压力Focm2是指通过形成在奥德姆环200中的连通孔240从上室220排放到下室230的冷却气体的背压力。这时，奥德姆环200和绕动涡壳400上升到预定高度，直到整个致冷剂气体力Fa与致冷剂气体背压力Focm2处于平衡。此外，如果施加在整个绕动涡壳400的致冷剂气体力Fa与排放到下室230的致冷剂气体背压力Focm2处于平衡，则奥德姆环200和绕动涡壳400的向上运动停止。
此外，在绕动涡壳400和固定涡壳500之间的附着力根据下室230产生的背压力Focm2和施加在整个绕动涡壳400上的整个致冷剂气体力Fa之间的差而变化。结果，推力排斥力Fth1作用在绕动涡壳400和固定涡壳500相接触的表面上。
同时，推力排斥力Fth1可以调节通过形成于贯穿绕动涡壳400的主体450的旁路通道430排放到下室230的致冷剂气体的量，因而能够控制施加在下室230的背压力Focm2。也就是说，通过控制施加在下室230的背压力Focm2，作用在绕动涡壳400的推力排斥力Fth1+Fth2的大小可以被控制。
这里，施加在绕动涡壳400的力，施加在奥德姆环200的力，以及施加在绕动涡壳400两端的推力排斥力可以用数学等式表达如下。
1.施加在绕动涡壳上的力Fth2+Focm1-Fa-Fth1＝0Fth1＝Fth2+Focm1-Fa2.施加在奥德姆环的力Focm2-Fth2-Focm1＝0Fth2＝Focm2-Focm13.推力排斥力∴Fth1＝Focm2-FaFth2＝Focm2-Focm1图6是剖面图，示出在根据本发明的涡旋压缩机中在压缩室内流动的致冷剂气体和致冷剂气体所产生的力。
参考图6，本发明的涡旋压缩机构造成，通过旁路通道430排放一部分容纳在压缩室P中的高压致冷剂气体，减小由于在绕动涡壳400和奥德姆环200之间以及在奥德姆环200和主框架300之间的摩擦力所引起的损失。
更具体地说，如果通过旁路通道430排放的中压致冷剂收集在上室220中，则上室220的压力增加。此外，通过压力，致冷剂挤压承坐在该上室220的内圆周边的密封件250。
同时，由于上密封件250由具有柔性能够经受高温的材料制造，因此该上密封件250由于压力而产生空间。如图所示，上密封件250的上端由于上室220的压力以预定的角度向上倾斜，从而产生空间。结果，支撑在该奥德姆环200上端的绕动涡壳400借助于上密封件250的推力稍稍升高。由于上密封件250的上端留下空间，上密封件250与绕动涡壳400的下表面保持接触。因此，上密封件250防止上室220中的致冷剂气体通过间隙泄漏。
相反，下室230在其下端是敞开的。因此，安装在内圆周边的下密封件260的下端由于向下倾斜而留下空间，并且其作用与上密封件250是一样的。也就是说，由于下密封件260推主框架300的推力表面320，该推力使奥德姆环200从推力表面320稍稍升高。这减小在奥德姆环200和推力表面320之间产生的摩擦力。此外，沿着推力表面320流动的油也平滑地移动。
同时，如上所述，下室230的宽度大于上室220的宽度。这是由于下室230的支撑的压力应当大于上室220所支撑的压力。
此外，旁路通道430的下端在绕动涡壳400进行绕动时应当总是与上室220连通。这样旁路通道430的绕动直径优选在上室220的内外直径范围内。
而且，旁路通道430的上端通过绕动涡壳400的上表面与压缩室P连通。这里，压缩室P的内压力从绕动涡壳400的外侧向中心逐渐增加。因此，旁路通道430的上端形成在靠近绕动涡壳400中心的位置，排放的致冷剂气体的背压力增加。
根据本发明的涡旋压缩机在奥德姆环上形成多个背压槽和多个供给孔，从而即使过载施加给该压缩机，在上框架的上表面和绕动涡壳的下表面之间也能平滑地供给油。因此，本发明的涡旋压缩机具有减少或消除由于摩擦引起的零部件的磨损、摩擦热、噪声和振动。
本领域的普通技术人员应当明白，可以对本发明进行各种修改和变化。因此，本发明预定覆盖属于权利要求及其等同物范围内的本发明的修改和变化。
权利要求
1.一种涡旋压缩机，包括固定涡壳、安装在该固定涡壳下面的绕动涡壳、和该绕动涡壳承坐在其上的主框架，该涡旋压缩机的特征在于包括绕动涡壳，在其上部具有压缩室，和通过其主体的上端和下端形成的旁路通道；固定涡壳，用于使该绕动涡壳能够在其中进行绕动运动，以压缩致冷剂；该绕动涡壳设置在其上的奥德姆环，该奥德姆环具有形成在其上表面具有预定宽度和深度的上室，和形成在其下表面具有预定宽度和深度的下室；以及该奥德姆环设置在其上的主框架，该主框架具有供油槽。
2.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该上室连接于该旁路通道的下端。
3.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该压缩室与该旁路通道的上端连通。
4.根据权利要求1涡旋压缩机，其中当该绕动涡壳进行绕动运动时，该旁路通道的下端位于在该上室的内圆周和外圆周之间。
5.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该上室和/或下室具有有预定直径的圆环形。
6.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该下室的宽度至少等于或大于该上室的宽度。
7.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该上室和/或下室包括至少一个设置在其内侧的密封件。
8.根据权利要求1涡旋压缩机，还包括具有预定直径的连通孔，以便该上室与该下室连通。
9.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该供油槽形成具有预定宽度和深度的环形形状。
10.根据权利要求1涡旋压缩机，其中该供油槽包括至少一个具有预定宽度和深度的弯曲的供油孔。
11.根据权利要求1涡旋压缩机，还包括具有至少一个从其下表面伸出的键的奥德姆环；和至少一个该键承坐于其上的键槽，该键槽与供油槽连通。
12.一种涡旋压缩机，包括固定涡壳、安装在该固定涡壳下面的绕动涡壳、和该绕动涡壳设置在其上的主框架，该涡旋压缩机的特征在于包括驱动部件，其包括驱动电机和由该驱动电机转动的驱动轴；涡旋压缩部件，其包括绕动涡壳和固定涡壳，用于当由于该驱动轴旋转而使固定涡卷内的绕动涡卷进行绕动运动时压缩吸入的致冷剂，并且该奥德姆环构造成使得该绕动涡壳能够在该固定涡壳内进行绕动运动；以及该主框架，包括与该奥德姆环的下表面接触的推力表面，和形成在该推力表面的凹进部分，用于储存油。
13.根据权利要求12涡旋压缩机，其中该主框架在其中心具有驱动轴孔，使得该驱动轴通过该驱动轴孔，并且该凹进部分形成与该驱动轴孔间隔开一预定距离。
14.根据权利要求12涡旋压缩机，还包括设置在该奥德姆环下侧的环形形状的气体室；和安装在该气体室的内圆周上的密封件；其中该奥德姆环由于该气体室的内部压力从该推力表面升高一预定的高度。
15.根据权利要求12涡旋压缩机，还包括设置在该奥德姆环下侧的气体室；和形状为“ㄈ”的密封件，用于防止引进该气体室的致冷剂气体被泄漏。
16.根据权利要求12涡旋压缩机，其中该绕动涡壳包括穿孔部分，其穿过主体并构造成使得被压缩的致冷剂部分被排放到该奥德姆环的上表面。
全文摘要
本发明提供一种涡旋压缩机，其使在压缩室中的致冷剂能够部分地被排放，使得在该绕动涡壳和奥德姆环之间以及该奥德姆环和该主框架之间的摩擦表面产生的摩擦能够减小。在该主框架上设置供油结构，以便能够平滑地进行润滑。
文档编号F04C29/00GK1637297SQ20041008597
公开日2005年7月13日 申请日期2004年10月25日 优先权日2004年1月9日
发明者金哲焕, 申东口, 具仁会, 金明均 申请人:Lg电子株式会社