旋转压缩机及具有其的制冷循环装置的制作方法

本发明涉及制冷领域，尤其是涉及一种旋转压缩机及具有其的制冷循环装置。

背景技术：

为了应对全球变暖、减少氟系冷媒的使用量，采用自然冷媒等手段备受关注，将可燃性冷媒R290和超高压冷媒CO2用于旋转压缩机的研究和实用化的进程正在推进。碳化氢气体具有很强的可燃性，一方面，因为碳酸气体的动作压力为超过10MPa的超高压，所以有必要将压缩腔壳内设为低压。但是，因为以下原因未能投入实用。

原因1：在标准运行条件下，如果从压缩机排气管排出的油量一超过1.5％或者2.0％，冷冻循环的热交换器效率就会恶化，冷量会降低。但是低压式壳体压缩机难以将从压缩机排放到冷冻循环的吐油量(OCR)控制在1％以下。

原因2：在汽缸的滑片槽中往复运动的滑片的润滑存在问题。滑片滑动面的供油不足的话，不只是滑片磨损，从高压消声腔泄露到压缩腔的气体泄漏也会导致压缩效率降低。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种旋转压缩机，可以减少滑片的磨损，可以防止从滑片滑动面泄露大量的高压气体，减少压缩机的吐油量。

本发明还提出一种具有上述旋转压缩机的制冷循环装置。

根据本发明实施例的旋转压缩机，在与制冷循环装置的低压侧压力相等的壳体中收纳了电机部、压缩机构部和润滑油，所述壳体上设有吸气管，所述电机部包括定子和转子，所述压缩机构部包括：滑动支撑曲轴的第1轴承和第2轴承；位于所述第1轴承和所述第2轴承之间的具备压缩腔的汽缸，所述压缩腔中设有由所述曲轴驱动的活塞，所述汽缸上设有在滑片槽内进行往复运动的滑片，所述汽缸中设有位于所述滑片槽的后端部的滑片背面腔，设在所述第1轴承或所述第2轴承一侧的高压消音器；从所述压缩腔排出的高压冷媒从所述高压消音器经由所述滑片背面腔排出到与所述制冷循环装置的冷凝器相连的排气管。

根据本发明实施例的旋转压缩机，利用排入到高压消音器中的润滑油对滑片进行润滑，从而可以减少滑片的磨损，可以防止从滑片滑动面泄露大量的高压气体，避免冷量损失，同时还可以减少压缩机的吐油量。

在本发明的一些实施例中，所述滑片槽的相对侧壁上设有开孔于所述滑片背面腔的供油孔。

在本发明的一些实施例中，开孔于所述高压消音器的旁通孔经由所述供油孔与所述滑片背面腔相通。

在本发明的一些实施例中，旋转压缩机还包括固定在所述转子的远离所述压缩机构部的一侧的回转板，所述吸气管朝向所述回转板开孔。

在本发明的一些实施例中，所述第1轴承或所述第2轴承的一端设有所述曲轴的供油回路的油排出孔。

根据本发明实施例的制冷循环装置，包括根据本发明上述实施例的旋转压缩机。

根据本发明实施例的制冷循环装置，通过设置上述的旋转压缩机，可以减少滑片的磨损，可以防止从滑片滑动面泄露大量的高压气体，避免冷量损失，同时还可以减少压缩机的吐油量。

附图说明

图1与本实施例1相关的、旋转压缩机内部截面图与制冷循环图；

图2与本实施例1相关的、压缩机构部详细构造的纵截面图；

图3与本实施例1相关的、高压消音器内部详细的平面图；

图4与本实施例1相关的、压缩机构部的油的流动的平面图；

图5与本实施例2相关的、压缩机构部详细构造的纵截面图；

图6与本实施例2相关的、汽缸与相关零部件组装的平面图；

图7与本实施例3相关的、压缩机构部详细构造的纵截面图。

附图标记：

旋转压缩机1、壳体2、储油腔7、润滑油8、

压缩机构部5、曲轴50、偏心部52、第1轴承20、第1轴承座25、螺旋油槽25a、第1法兰21、第1法兰孔21a、第2轴承30、第2法兰31、第2法兰孔31a、排气孔33、汽缸10、压缩腔10a、活塞44、滑片40、先端滑动面40c、低压消音器27、高压消音器36、吸气孔22、低压供油槽35、滑片槽12、第1轴承横孔23、滑片背面腔15、供油孔18、密封螺钉13、油排出孔26、旁通孔19、低压管28、

电机部6、定子6a、转子6b、电机线圈6c、

回转板9、

冷凝器70、膨胀阀71、蒸发器72、吸气管4、排气管3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图7详细描述根据本发明实施例的旋转压缩机1。

根据本发明实施例的旋转压缩机1，在与制冷循环装置的低压侧压力相等的壳体2中收纳了电机部6、压缩机构部5和润滑油8，壳体2上设有吸气管4，也就是说，根据本发明实施例的旋转压缩机1为壳体低背压压缩机，吸气管4吸入的低压冷媒进入到壳体2内的空间，吸气管4与制冷循环装置的蒸发器72相连。

电机部6包括定子6a和转子6b，转子6b可转动地设在定子6a中。压缩机构部5包括：曲轴50、第1轴承20、第2轴承30、汽缸10和高压消音器36，其中曲轴50与转子6b配合以由转子6b驱动转动。第1轴承20和第2轴承30滑动支撑曲轴50。具备压缩腔10a的汽缸10位于第1轴承20和第2轴承30之间，压缩腔10a中设有由曲轴50驱动的活塞44，汽缸10上设有在滑片槽12内进行往复运动的滑片40，汽缸10中设有位于滑片槽12的后端部的滑片背面腔15。高压消音器36设在第1轴承20或第2轴承30一侧。

从压缩腔10a排出的高压冷媒从高压消音器36经由滑片背面腔15排出到与制冷循环装置的冷凝器70相连的排气管3。

具体而言，高压消音器36中的具有润滑油8的一部分冷媒通过滑片背面腔15、滑片40的滑动面的间隙流入到压缩腔10a中，从而不仅润滑油8可以润滑往复运动的滑片40、活塞44和汽缸10的内周壁，同时还可以防止压缩中的高压气体的泄露。

根据本发明实施例的旋转压缩机1，利用排入到高压消音器36中的润滑油8对滑片40进行润滑，从而可以减少滑片40的磨损，可以防止从滑片40滑动面泄露大量的高压气体，避免冷量损失，同时还可以减少压缩机的吐油量。

在本发明的一些实施例中，滑片槽12的相对侧壁上设有开孔于滑片背面腔15的供油孔18。从而可以增加对滑片40滑动面的供油量，进一步减少滑片40的磨损量。具体地，供油孔18中可以插入止抵在滑片40上的线圈弹簧。

在本发明的一些进一步实施例中，开孔于高压消音器36的旁通孔19经由供油孔18与滑片背面腔15相通，从而可以提高对滑片40的润滑效果。优选地，旁通孔19在滑片40两侧滑动面均等开孔。

根据本发明的一些进一步实施例，旋转压缩机1还包括固定在转子6b的远离压缩机构部5的一侧的回转板9，吸气管4朝向回转板9开孔。从而可以减小压缩机的吐油量。

在本发明的一些实施例中，第1轴承20或第2轴承30的一端设有曲轴50的供油回路的油排出孔26。具体而言，储油腔7中的润滑油8可以进入到供油回路中对曲轴50的外周壁进行润滑，供油回路中的润滑油8可以从油排出孔26直接排回到储油腔7中，从而可以防止供油回路中的润滑油8进入到压缩腔10a内，减少旋转压缩机1的吐油量。

根据本发明实施例的制冷循环装置，包括根据本发明上述实施例的旋转压缩机1。

根据本发明实施例的制冷循环装置，通过设置上述的旋转压缩机1，可以减少滑片的磨损，可以防止从滑片滑动面泄露大量的高压气体，避免冷量损失，同时还可以减少压缩机的吐油量。

下面参考图1-图7详细描述根据本发明三个实施例的旋转压缩机1。

实施例1：

图1为设有根据本发明实施例的壳体低压式旋转压缩机1的制冷循环装置的示意图。旋转压缩机1由收纳到壳体2内的压缩机构部5、电动式电机部6、注入储油腔7的润滑油8(以下简称为油)构成。电机部6包括固定于壳体2的内周壁的定子6a和通过其内周壁固定于曲轴50外周壁的转子6b。连接于圆柱状壳体2的中央上端的吸气管4的出口端面向固定于转子6b上端的回转板9的中心开孔。

压缩机构部5包括第1轴承20、第2轴承30、通过轴承滑动支撑的曲轴50、汽缸10、在汽缸的压缩腔10a中被曲轴50的偏心部52偏心回转驱动的活塞44、随着活塞44回转而进行往复运动的滑片40。汽缸10位于第1轴承20和第2轴承30之间且采用螺钉固定在第1轴承20和第2轴承30上。第1轴承20上配置低压消音器27，第2轴承30上配置高压消音器36。构成第1轴承20的圆板状的第1法兰21的外周壁点焊到壳体2的内周壁上。

含有1％的循环油量、约3～10℃的低压冷媒从蒸发器72经由吸气管4流出到壳体2的内部，低压冷媒与高速回转的回转板9相撞。低压冷媒沿着回转板9的回转方向扩散，从高温电机线圈6c的内侧开始渗透到其内部。此时，湿冷媒冷却电机线圈6c的同时被气体化，从气体冷媒分离出的油通过定子6a的外周间隙面向储油腔7落下。

一方面，含油量减少的流到转子6b下部的低压气体含有0.3％的喷雾油。含有0.3％喷雾油的低压气体经由低压消音器27从吸气孔22流入到压缩腔10a。另一方面，将从后述的低压供油槽35(图3、图4)到压缩腔10a的吸气油量设计为0.7％，从壳体2的低压部到压缩腔10a的总吸气油量为制冷循环或壳体2的循环冷媒量的1.0％(OCR)。在此，循环冷媒量所含的油量比称为OCR(Oil Circulation Ratio)。

在压缩腔10a中被活塞44和滑片40压缩的高压气体，从配置于第2法兰31的排气孔33排出到密封的高压消音器36。从排气孔33排出的高压气体的温度很高为70℃以上，油变为均匀的喷雾油，如以下所述，排出气体含有2.5％的喷雾油(OCR)。

从壳体2到压缩腔10a的总吸气油量为1.0％，从高压消音腔36润滑滑片槽12(图2、图3)、排油到压缩腔10a的油量为1.5％，该油再次在压缩腔10a中被压缩，从排气孔33返回到高压消音器36。也就是说，润滑滑片槽12的油进行循环。因此，包括上述的吸气油量1.0％，高压消音器36一般含有2.5％的喷雾油。

一方面，滑片40的持续润滑中，从高压消音器36经由排气管3排出的排油量变为1％(2.5－1.5％)。也就是说，从壳体2到压缩腔10a的总吸气量变为1％。从排气管3排出的含有1％的油的高压冷媒，按照冷凝器70、膨胀阀71、蒸发器72的顺序流动后从吸气管4流入到壳体2。

含有喷雾油的高压气体从配置于第2法兰31的第2法兰孔31a、至下而上贯通汽缸10的滑片背面腔15流到第1法兰孔21a。其后，经由第1轴承横孔23从排气管3排出。在此，把流入制冷循环的1％的油称作循环排油量。

图2为压缩机构部5的详细图。第2法兰31的平面上设有消音器板37，消音器板37为钣金冲压板或铸件成型件，消音器板37与第2轴承30一起被6根螺钉38密封固定于汽缸10。如上所述，从配置于第2法兰31的排气孔33排出的喷雾状排出气体排出到高压消音器36，然后排出气体从下至上通过贯通于汽缸10的滑片背面腔15。

接下来，对在滑片背面腔15的中央、水平方向加工的供油孔18进行效果说明。滑片背面腔15的压力为高压(Pd)，而压缩腔10a的压力为低压(Ps)～高压(Pd)，根据该压力差、通过滑片背面腔15的喷雾状排出气体面向供油孔18流入。

进入供油孔18的喷雾状排出气体扩散到在滑片槽12内往复运动的滑片40的两侧滑动面，起到润滑的重要作用。也就是说，喷雾油粒子在约5～6μm的狭小的滑片滑动间隙接合变为油膜，进行位于最严酷的边界润滑的滑片40的侧面滑动面和先端滑动面40c(与活塞44的外周滑动面)的润滑。

过分扩大滑片40的侧面滑动间隙后，供油量增加，高压气体也泄漏到压缩腔10a，导致制冷能力下降、输入增加。滑片40的侧面滑动间隙，根据实验，可容易获得最佳值。但是，长时间停止中的压缩机起动直到滑片供油量稳定，至少需要15～20分。

实施例1中，供油孔18中插入线圈弹簧45，线圈弹簧45按压滑片40的后端部。密封螺钉13是供油孔18的加工密封栓。即使供油量下降、也没有影响的条件下，可省略供油孔18。

如图1和图2所示，加工于第1轴承座25的内周壁的螺旋油槽25a的上端不开孔于第1轴承座25的外侧，油不会流到低压消音器27。而且，完成曲轴50和两个轴承等的润滑的油通过油排出孔26直接回收到储油腔7。其结果是，到低压消音器27的供油量，可获得正确控制的效果。

图3是基于图2的X―X截面图，显示高压消音器36的内部。高压消音器36，和以往一样、不需要配置油分离功能，和一般的消音器一样，内容积小型化、隔音效果佳。

图3及图4所示的低压供油槽35，是配置于第2法兰31的活塞滑动面侧的槽，其一侧的端部一般位于吸气孔22中，另外一侧的端部随着活塞44的公转、间隔地开孔于活塞44的平面滑动的内外。低压供油槽35开孔于活塞44的内径时，活塞44的油经由低压供油槽35被吸入到低压的吸气孔22，与吸气冷媒一起流入到压缩腔10a。如上所述，流入的油量为吸气冷媒量的0.7％，根据需要可增减。

在此，来自低压消音器27和低压供油槽35的供油量是外部供油量，滑片供油量是封闭空间中的循环供油量，从原理上而言，不会变为排油量。但是，在外部供油量和滑片供油量之间，油的互补经常发生。该关系，通过图4更加明确。滑片40的A滑动面40a和B滑动面40b为滑片侧面滑动面，先端滑动面40c为与活塞44的外周滑动的面。

实施例2：

图5为实施例2的压缩机构部5的纵截面图，为了显示滑片槽12，滑片40无图示。图6为实施例2的汽缸组装平面图。图5和图6中，与供油孔18正交的旁通孔19沿着滑片槽12的上下方向追加在该槽中心。因此，如图6所示，旁通孔19在滑片40两侧滑动面均等开孔。而且，如图5所示，将第2法兰孔31a的位置变更为与旁通孔19连通。

通过追加旁通孔19，从排气孔33排出到高压消音器36的高压气体，方向由从第2法兰31a二等分的旁通孔19流到供油孔18，高压气体从滑片背面腔15通过第1法兰孔21a且经由第1轴承横孔23流出到排气管3。通过追加旁通孔19，在旁通孔19中、高压消音器36的喷雾油冷媒的100％流动。旁通孔19接近滑片40所需的润滑面，可进行对滑片40最合适的润滑。

实施例3：

图7所示的实施例3，与实施例1相比，可进行高压消音器36到第1轴承20、低压消音器27到第2轴承30的配置变更。根据该变更，壳体2的内部低压气体从通过汽缸10的低压管28流入到低压消音器27，然后低压气体经由吸气孔22流入到压缩腔10a。其后，被压缩的高压气体从高压消音器36，经由第1法兰孔21a、滑片背面腔15、第2法兰孔31a、第2轴承横孔39从排气管3排出。

本发明的旋转压缩机，应用于碳化氢或二氧化碳为冷媒的设备例如空调机、制冷设备或热水器等最合适，也可作为替代现行壳体高压式旋转压缩机而被采用。而且，还可共用现行的量产设备。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。