专利名称：涡旋式压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关一种应用在冷冻或空调系统的涡旋式压缩机。其具有改良的轴向顺从密封机构与径向顺从密封机构，可避免工作流体从两个涡卷元件之间泄漏、以提高容积效率；此外还有改良的分压机构，可以免除分隔板因焊接工序所造成的变形与对心问题，降低装配不合格率。
涡旋式压缩机主要是由两个具有涡线型的涡卷元件构成，其一个涡卷元件不动，称固定涡卷，另一个涡卷元件叫做绕动涡卷，绕动涡卷乃对固定涡卷作公转运动，两个涡卷元件上的涡线互相啮合，并且相差180度角。由于绕动涡卷对固定涡卷作公转运动，因而构成密闭空间，工作流体在此密闭空间内体积由外缘向中央部位逐渐缩小，然后排出涡卷元件，完成压缩行程。由于工作流体在压缩行程中体积减小，压力增加，在两涡卷元件之间产生轴向推力、径向推力与切向推力。轴向推力会使两涡卷元件沿轴向分开，径向推力与切向推力会产生倾覆力矩，这三种推力会使工作流体从两涡卷元件的端面间或涡片侧面间产生泄漏，而大大降低压缩机的容积效率。为了克服这些推力所造成的不良效果，现有技术的做法大致上有两种a.如美国专利US4,416,597，在两涡卷元件涡线的端面上铣一沟槽，再将密封件安装到沟槽内以使端面密封。然而此种设计在加工与装配上都相当困难，且其可靠性也是一大问题。b.如美国专利US5,256,044，在绕动涡卷背面导引受压流体，使绕动涡卷紧靠在固定涡卷上，达到轴向密封的效果。然而绕动涡卷为克服轴向推力与倾覆力矩，所需要的背压压力与马达的转速有关，因此，此种设计为了适用所有的操作条件与马达转速，常会产生过大的背压力，因而造成涡卷元件之间不必要的摩擦。
涡卷式压缩机的两个涡卷元件之间，工作流体除了会从端面泄漏外，涡片的测向也是一个可能的泄漏源。为了克服这一问题，有一种做法是在绕动涡卷的背部装置一个径向顺从的摇杆机构(如美国专利US4,413,959)。一般正常运转状况下，绕动涡卷受摇杆机构内弹簧与曲轴的离心力的作用，使绕动涡卷的侧壁自动贴紧固定涡卷的侧壁，达到径向密封的效果。但当压力大于弹簧与离心力的合力时，摇杆会反转带动绕动涡卷反转，使得高压流体由切线方向排出。此种设计最大的问题是摇杆机构零件多，装配麻烦，而且可靠性差。
另外，一般低压壳设计的涡旋式压缩机，在固定涡卷背面有一片分隔板，以分隔排气高压区与进气低压区。为求良好的密封效果，分隔板常用焊接方式固定在外壳内，而焊接常导致分隔板及焊接物之间的变形，并导致组装时分隔板与马达转动部件间有不同轴的问题，这是造成装配不合格率偏高的主要原因。
本实用新型的目的在于提供一种能克服现有技术的不足，既能避免工作流体从两个涡卷元件之间泄漏，又能防止造成涡卷元件间不必要的摩擦，当出现异常高压时能泄放的，且结构简单并能克服因焊接变形而造成的不同轴问题的涡卷式压缩机。
本实用新型的上述目的是通过下述技术方案来实现的，一种涡旋式压缩机，具有一不转动的固定涡卷元件，一相对于固定涡卷元件作公转运动的绕动涡卷元件，绕动涡卷元件安装在一由马达带动转动的曲轴上，其特征在于有一套筒状曲轴轴承座，该曲轴轴承座底部开口套于曲轴上，其上部的筒体包围在固定涡卷外，在固定涡卷的凸缘与曲轴轴承座之间，有一组弹性固定元件，该弹性固定元件的一端固定在曲轴轴承座上，另一端固定在固定涡卷上。
曲轴轴承座上部内侧，形成向内凸出的法兰，固定涡卷的外侧面形成相对的凹槽，曲轴轴承座上部内侧的法兰安设在该凹槽内。
绕动涡卷是装设在一涡卷支撑座上，所述绕动涡卷背部形成一凸柱，前述曲轴的端面形成一孔，所述凸柱则伸入此曲轴的孔中，在凸柱与曲轴孔之间有一轴套。
利用改进的轴向顺从密封机构，在固定涡卷背面导引高压的排气压力，使固定涡卷对绕动涡卷紧密贴合，达到密封效果，而在碰到异常高压如液压缩或有异物进入压缩室时，固定涡卷会沿轴向退开，使异常高压能泄放出来，配合简单的固定涡卷顺从机构，限制固定涡卷只能有轴向运动，而不能做径向运动或旋转。
本实用新型所提供的涡旋式压缩机，其改进的径向顺从密封机构，将绕动涡卷背部的凸柱放置在曲轴的偏心孔内，两者间有一轴套，曲轴偏心孔内的驱动平面与轴套外部的被驱动平面相接触且可互相滑动。一般正常运转状况，绕动涡卷受曲轴的离心力作用，侧壁会自动贴紧固定涡卷侧壁，达到径向密封的效果。而在异常高压时，绕动涡卷会利用曲轴与轴套间的平面滑开，使得高压气体由切线方向排气，避免涡卷元件毁损。
本实用新型的涡旋式压缩机，提供一个简单的分压机构，在固定涡卷背面放置数个弹簧，弹簧上固定一环状元件，环状元件内孔与固定涡卷间装置密封圈，利用弹簧的力量，环状元件上部凸缘与分隔板紧密贴合，达到分隔排气高压区与进气低压区的效果。装配时，分隔板焊接后的变形不影响环状元件与分隔板间的密封效果，而且此分压机构不要求分隔板与马达转动部件的同轴精度，因此大幅降低加工与装配上的精度要求，装配不合格率也可得到降低。
本实用新型的优点在于其具有改进的轴向顺从密封机构与径向顺从密封机构，可避免工作流体从两个涡卷元件之间泄漏，从而提高容积效率；而当出现异常高压时，又能将异常高压泄放，避免涡卷元件损坏；分压机构可解决因焊接变形所造成的不同轴问题，降低了装配不合格率。
以下结合附图及实施例对本实用新型所提供的涡旋式压缩机作进一步说明。
图1为本实用新型涡旋式压缩机轴向结构示意图。
图2为本实用新型
图1的2-2剖面图，显示固定涡卷顺从机构与分压机构的弹簧配置。
图3为本实用新型
图1的3-3剖面图，显示径向顺从密封机构。
图4为本实用新型径向顺从密封机构的另一实施例示意图。
图5为
图1的分压机构的放大图。
图6为本实用新型分压机构的另一实施例示意图。
如
图1所示，本实用新型的涡旋式压缩机10有一呈圆桶状的外壳12，所有零件皆安装于外壳12内，压缩机10的上部有一分隔板14，分隔板14是与顶盖16以焊接方式与外壳12结合成一体，并且形成排气高压区18与进气低压区20。压缩机10内部，并设有马达组，马达组以一马达固定座22固定其位置，马达固定座22是以压入方式固定在外壳12内，马达定子部24则以传统方式放置在马达固定座22内，马达转子部26与曲轴28紧密结合，因此马达通电后，马达转子部26会带动曲轴28旋转。绕动涡卷30背部有一凸柱32，此凸柱32伸入曲轴28上方的偏心装置内，该偏心装置是在曲轴端部设有偏心孔，如此曲轴28即可带动绕动涡卷30做旋转运动。绕动涡卷30的下方，有一欧单环36，绕动涡卷30因受到此欧单环36的限制，乃相对于固定涡卷38只会做公转运动而没有自转动作。在压缩机10的外壳上，并有一进流口40与排流口50，低压工作流体即由进流口40先进入外壳12内，再进入由固定涡卷38的涡线形叶片42与绕动涡卷30的涡线形叶片44所构成的压缩室内。随着绕动涡卷30的公转运动，工作流体会由涡卷元件的外缘逐渐往中央部位移动，其体积逐渐减小而压力随着增加，最后从固定涡卷38中央的吐出口46离开压缩室，并经由分隔板14中央的孔洞48进入高压区18，然后经由排流口50排出压缩机10，进入工作系统，再循环利用。
本实用新型为使固定涡卷38与绕动涡卷30轴向端面保持贴合，维持密封状态，乃设计一轴向顺从密封机构，利用排气压力，从固定涡卷38背部平面52施一轴向压力，使固定涡卷38与绕动涡卷30紧密贴合，达到密封效果，而在碰到异常高压超过原设计允许值，如液压缩或有不可压缩异物进入压缩室时，固定涡卷38会沿轴向退开，使异常高压能泄放出来。为了避免固定涡卷38做径向运动或旋转运动，乃在固定涡卷38上装置顺从机构，以限制固定涡卷38只能有轴向的运动，而不会有旋转或径向的位移。本实用新型的轴向顺从机构是在固定涡卷的凸缘与曲轴轴承座之间有一组弹性固定元件，该弹性固定元件使用的是叶形弹簧54，其一端固定在曲轴轴承座56上，一端固定在固定涡卷38上，藉此限制固定涡卷的旋转或径向运动。曲轴轴承座56上部内侧，并形成法兰58，其伸入到固定涡卷的凹槽60内做为限位机构，防止固定涡卷因异常高压而做轴向位移时，离开绕动涡卷过远，此限位机构的位置必须仔细计算，避免固定涡卷在起动时退离绕动涡卷过远，导致起动困难。由
图1与图2可看出叶形弹簧54的位置与配置方式，叶形弹簧54的数目与配置方式可视实际需要，做适当的增减。
本实用新型为加强固定涡卷38与绕动涡卷30间的径向密封效果，提供一径向顺从密封机构，请参看
图1，将绕动涡卷30装设在一涡卷支撑座62上，绕动涡卷30背部所形成的凸柱32放在前述曲轴的偏心孔34内，两者间装置一轴套64。曲轴28、轴套64与凸柱32三者之间的关系如图3所示，曲轴28中的偏心孔有一驱动平面66，轴套外部有一被动平面68，两平面互相接触且可互相滑动。一般正常运转状况，绕动涡卷30在曲轴28因马达的转动而被驱动时，即受曲轴28的离心力作用，侧壁会自动贴紧固定涡卷38侧壁，达到径向密封的效果。而在异常高压时，绕动涡卷30会利用曲轴28与轴套64间的平面滑开，使得高压气体由切线方向排气，避免涡卷元件的毁损。
本实用新型所提供的分压机构，如图5所示，该分压装置可大幅度降低装配不合格率。其在装配过程中，当固定涡卷38利用叶形弹簧54固定后，于固定涡卷38背面的凹孔70内放置一般的线性弹簧72，弹簧72上端固定在一环形元件80的凹孔76内，环形元件80的内孔安装密封圈78并使之贴合在固定涡卷38外侧，如此待分隔板14以焊接方式固定在外壳12上时，与分隔板14紧密套合的密封环74会压迫环形元件80向下，使线性弹簧72呈压缩状态，因而会产生一推力将环形元件80往上顶，使环形元件80上端的凸缘82紧密贴合密封环74，分隔排气高压区18与进气低压区20。利用弹簧72将环形元件80往上顶紧密贴合密封环74的设计，不需要担心分隔板14因焊接所造成的变形，而且分隔板14中央孔洞48的圆心即使与马达转部26圆心有些微偏移，依然可以有效达成分隔排气高压区18与进气低压区20的目的，因此可以大幅度降低装配上的难度。
图1、图2与图5示出本实用新型分压机构线性弹簧72的位置与配置方式，而线性弹簧72的数目可视实际需要，做适当的增减。
图4是径向顺从机构的另一实施例，其中显示曲轴28’内的孔34’有一驱动平面66’，偏心轴套64’外部有一被动平面68’，两平面互相接触并作相互滑动，绕动涡卷30背面的凸柱32’放置在偏心轴套64’的偏心孔内。一般正常运转时，绕动涡卷30受曲轴28’离心力作用，侧壁会自动贴紧固定涡卷38侧壁，达到径向密封的效果。而在异常高压时，绕动涡卷30会利用曲轴28’与偏心轴套64’间的平面滑开，使得高压气体由切线方向排气，避免涡卷元件的毁损。
图6是本实用新型的分压机构的另一实施例，是在装配过程，待固定涡卷38利用叶形弹簧54固定后，于曲轴轴承座56背面的特制螺丝84上放置一般的线性弹簧72’，弹簧72’上端固定在环形元件80’的凹孔76’内，环形元件80’的内孔孔壁安装一密封圈78并贴合在固定涡卷38外侧，如此待分隔板14以焊接方式固定在外壳12上时，与分隔板14紧配的密封环74会压迫环形元件80’向下，使线性弹簧72呈压缩状态，因而产生一推力将环形元件80’往上顶，使环形元件80’上端的凸缘82紧密贴合密封环74，分隔排气高压区18与进气低压区20。利用弹簧72’将环形元件80’往上顶紧密贴合密封环74的设计，不需要担心分隔板14因焊接所造成的变形，而且分隔板14中央孔洞48的圆心即使与马达转部26圆心有些微偏移，依然可以有效达成分隔排气高压区18与进气低压区20的目的，因此可以大幅降低装配上的困难度。
权利要求1.一种涡旋式压缩机，具有一不转动的固定涡卷元件，一相对于固定涡卷元件作公转运动的绕动涡卷元件，绕动涡卷元件安装在一由马达带动转动的曲轴上，其特征在于有一套筒状曲轴轴承座，该曲轴轴承座底部开口套于曲轴上，其上部的筒体包围在固定涡卷外，在固定涡卷的凸缘与曲轴轴承座之间，有一组弹性固定元件，该弹性固定元件的一端固定在曲轴轴承座上，另一端固定在固定涡卷上。
2.如权利要求1所说的涡旋式压缩机，其特征在于曲轴轴承座上部内侧，形成向内凸出的法兰，固定涡卷的外侧面形成相对的凹槽，曲轴轴承座上部内侧的法兰安设在该凹槽内。
3.如权利要求1或2所说的涡旋式压缩机，其特征在于绕动涡卷是装设在一涡卷支撑座上，所述绕动涡卷背部形成一凸柱，前述曲轴的端面形成一孔，所述凸柱则伸入此曲轴的孔中，在凸柱与曲轴孔之间有一轴套。
4.如权利要求3所说的涡旋式压缩机，其特征在于曲轴内孔壁面形成一驱动平面，轴套的外部表面设有与所述驱动平面可互相接触并相互滑动的被动平面。
5.如权利要求4所说的涡旋式压缩机，其特征在于轴套的凸柱套孔是一偏心孔，而曲轴的内孔为同心孔。
6.如权利要求4所说的涡旋式压缩机，其特征在于轴套的凸柱套孔是同心孔，而曲轴的内孔为偏心孔。
7.如权利要求1或2所说的涡旋式压缩机，其特征在于固定涡卷与绕动涡卷相背的平面上形成凹孔，固定涡卷顶面中央并形成凸起，其外有一环形元件，环形元件的内孔与固定涡卷顶面凸起之间装设密封圈；环形元件的底面形成与所说固定涡卷背面凹孔相对的内孔，该内孔与所说凹孔之间装入弹簧。
8.如权利要求6所说的涡旋式压缩机，其特征在于固定涡卷背面不形成凹孔，曲轴轴承座上用以固定所说弹性固定元件的螺丝并另外用来固定一端止于环形元件底面内孔的弹簧。
专利摘要一种用于冷冻或空调系统的涡旋式压缩机,其具有改进的轴向顺从密封机构与径向顺从密封机构,可避免工作流体从两个涡卷元件之间泄漏、以提高容积效率;此外,还有改进的分压机构,可以免除分隔板因焊接程序所造成的变形与对心问题,降低装配不合格率。
文档编号F04C18/02GK2370193SQ9920885
公开日2000年3月22日 申请日期1999年4月28日 优先权日1999年4月28日
发明者石万章, 李永康, 廖云锋, 汤明锟, 刘振宇 申请人:复盛股份有限公司