无油涡旋式压缩机的制作方法

本公开涉及涡旋式压缩机中的轴承和在涡旋式压缩机中提供润滑的方法。

背景技术：

涡旋式压缩机利用互相啮合的涡旋构件来压缩流体。加热、通风、空调和制冷系统(“HVACR”)可以使用涡旋式压缩机来压缩气态制冷剂。第一涡旋构件可以与第二涡旋构件相互啮合。第二涡旋构件相对于第一涡旋构件旋转或轨道运动(orbit)(非固定)。在运行过程中，第二涡旋构件旋转或轨道运动，使得一定体积的气体(例如制冷剂)在相互啮合的涡旋构件之间被压缩。推力轴承可以设置成沿轴向方向支撑第二非固定涡旋构件。涡旋式压缩机内的曲轴可以旋转第二非固定涡旋构件，并且轴承可以在曲轴旋转时支撑曲轴。

技术实现要素：

涡旋式压缩机利用两个具有互相啮合的螺旋包覆件(spiral wraps)的涡旋构件来压缩诸如制冷剂的气体。第一涡旋构件具有螺旋包覆件。第二涡旋构件具有螺旋包覆件，并且相对于第一涡旋构件旋转或沿轨道运动(orbit)，使得气体体积被截留在第一涡旋构件和第二涡旋构件的相互啮合的螺旋包覆件之间。随着第二涡旋构件相对于第一涡旋构件旋转或轨道运动，被截留的气体体积随后被压缩。当气体在第一涡旋构件和第二涡旋构件之间被压缩时，气体可以在轴向方向上施加力。这个力也可以被称为推力负载。

在一个实施例中，涡旋式压缩机包括用于沿轴向方向支撑第二涡旋构件的固定支撑构件。涡旋式压缩机还包括用于沿轴向支撑第二涡旋式构件的空气静力推力轴承。空气静力推力轴承支撑第二涡旋构件，使得第二涡旋构件的推力负载不会显著改变第二涡旋构件与第一涡旋构件在轴向方向上的相互啮合位置。空气静力推力轴承支撑第二涡旋构件，使得第二涡旋构件的螺旋包覆件的轴向端部保持与第一涡旋构件的基板接触。空气静力推力轴承包括第二涡旋构件的表面、固定支撑构件的表面和气体分配结构。在一个实施例中，固定支撑构件是涡旋式压缩机内的结构，其相对于第二涡旋构件具有固定位置。固定支撑构件还包括面向基板的表面。在一个实施例中，固定支撑构件是轴承座的一部分。实施例中的气体分配结构可以位于第二涡旋构件的表面和/或固定支撑构件的表面上。

在一个实施例中，气体分配结构被供应有加压气体并且在第二涡旋构件和固定支撑构件之间在表面区域上分配加压气体。例如，气体分配结构是将接收到的加压气体分布在所述表面区域上的多孔材料。在涡旋式压缩机的正常运行期间，推力负载施加到第二涡旋构件。第二涡旋构件上的推力负载可将固定支撑构件的表面推靠第二涡旋构件的表面。然而，在一个实施例中，气体分配结构在第二涡旋构件和固定支撑构件的表面之间分配加压气体流。由于加压气体分布在第二涡旋件和固定支承件的表面之间，所以流动的加压气体防止了表面接触(例如在正常运行期间)。

在一个实施例中，空气静力推力轴承包括气体分配结构，该气体分配结构具有分别位于第二涡旋构件或固定支撑构件上的内部径向密封件和外部径向密封件。气体分配结构还包括第二涡旋构件或固定支撑构件中的一个或多个开口。在运行期间，气体分配结构将加压气体分配到第二涡旋构件和固定支撑构件之间沿轴向方向以及径向密封件之间沿径向方向的的空间中。在涡旋式压缩机的正常运行期间，第二涡旋构件上的推力负载沿轴向施加力。然而，在一个实施例中，加压气体流入第二涡旋构件和固定支撑构件之间的空间。当加压气体通过第二涡旋构件和固定支撑构件的表面之间的空间流动时，流动的加压气体防止表面接触(例如，在正常运行期间)，并且径向密封件对容易从第二涡旋构件与固定支撑构件的表面之间的空间流出的压缩气体提供流动阻力。

在一个实施例中，推力负载推动第二涡旋构件克服在第二涡旋构件和固定支撑构件之间流动的分配的加压气体。如此，分配的加压气体在第二涡旋构件和固定支撑构件之间形成为层(例如，薄膜)。当第二涡旋构件推动加压流体的流动层时，第二涡旋构件压缩流动的加压气体层。为了使第二涡旋构件沿轴向移动，实施例中的第二涡旋构件进一步压缩流动的分配的加压气体层。当加压气体层已经被压缩(例如加压)时，大量的力对应于少量的压缩。以这种方式，流动的加压气体层衰减和/或吸收第二涡旋构件的推力负载。因此，空气静力推力轴承沿轴向支撑第二涡旋构件。在一个实施例中，气体分配结构利用压缩机的工作流体(例如制冷剂，制冷剂混合物等)作为加压气体。

在一个实施例中，一种方法旨在支撑涡旋式压缩机中的旋转或动(orbiting) 涡旋构件。在涡旋式压缩机中，固定支撑构件定位在涡旋式压缩机内，使得固定支撑构件的表面面向旋转或动涡旋构件的表面。实施例中的方法包括在固定支撑构件的表面或旋转或动涡旋构件的表面上提供气体分配结构，将加压气体供应到气体分配结构，并且气体分配结构在旋转或动涡旋构件和固定支撑构件之间形成气体层。该气体层被构造成支撑旋转或动涡旋构件的推力负载。

在一个实施例中，涡旋式压缩机利用一个或多个空气静力轴承在曲轴旋转时支撑曲轴。在一个实施例中，一个或多个空气静力径向轴承在曲轴旋转时沿径向支撑曲轴。用于支撑曲轴的空气静力径向轴承包括曲轴的径向表面(例如，轴颈表面)、固定支撑构件的面向曲轴的表面和气体分配结构。在一个实施例中，加压气体被供应到气体分配结构，并且空气静力径向轴承在曲轴的径向表面和固定支撑构件的面向曲轴的表面之间形成流动的加压气体层。该气体层在曲轴旋转时沿径向支撑曲轴。在一个实施例中，用于空气静力径向轴承的气体分配结构可以位于曲轴的径向表面和/或固定支撑构件的表面上。

在一个实施例中，曲轴空气静力推力轴承在曲轴旋转时沿轴向支撑曲轴。曲轴空气静力推力轴承包括曲轴的轴向端面、面向曲轴的轴向端面的表面和气体分配结构。在一个实施例中，压缩气体被供应到气体分配结构，使得曲轴空气静力推力轴承在曲轴的轴向端面和面向轴向端面的表面之间形成气体层。该气体层在曲轴旋转时沿轴向支撑曲轴。在一个实施例中，用于曲轴空气静力推力轴承的气体分配结构可以位于曲轴的轴向表面和/或固定支撑构件的轴向表面上。

在一个实施例中，围绕与第二涡旋构件接合的曲轴的偏心端提供空气静力径向轴承。空气静力径向轴承包括曲轴的偏心端(例如，偏心端的轴颈表面) 的径向表面、第二涡旋构件的表面(例如，第二涡旋构件的套筒的内表面)、以及气体分配结构。在一个实施例中，加压气体被供应到气体分配结构，使得空气静力径向轴承在偏心端的外表面的外径向表面和第二涡旋构件的表面之间形成气体层。空气静力径向轴承可允许偏心端由于旋转而将其运动传递至第二涡旋构件而不传递其旋转。在一个实施例中，用于曲轴的偏心端的空气静力径向轴承的气体分配结构可以位于第二涡旋构件的表面和/或曲轴的偏心端的径向表面上。

在一个实施例中，例如如上所述，涡旋式压缩机的轴承的一个或多个轴承可以使用加压气体代替其他润滑剂(例如油)，使得压缩机是无油涡旋式压缩机。在一个实施例中，例如如上所述，涡旋式压缩机的所有轴承可以使用加压气体代替其他润滑剂(例如油)，使得压缩机是无油涡旋式压缩机。在一个实施例中，无油涡旋式压缩机可以利用压缩机的工作流体(例如制冷剂，制冷剂混合物等)作为加压流体。

附图说明

图1示出了包括压缩机、冷凝器、膨胀装置和蒸发器的制冷剂回路的示意图。

图2示出了包括空气静力推力轴承的垂直单级涡旋式压缩机的实施例的截面，在轴承座中包括气体分配结构。

图3A示出了图2所示的立式单级涡旋式压缩机中的空气静力推力轴承的放大剖视图。

图3B示出了涡旋式压缩机的实施例中的空气静力推力轴承的示意图。

图4示出了涡旋式压缩机的实施例中的轴承座和气体分配结构的俯视图。

图5示出了涡旋式压缩机的实施例中的轴承座和气体分配结构的俯视图。

图6示出了涡旋式压缩机的实施例中的动涡旋件的端部和相应的轴承座的剖视图。

图7示出了包括在动涡旋件中包括气体分配结构的空气静力推力轴承的垂直单级涡旋式压缩机的实施例的剖视图。

图8示出了在动涡旋件和曲轴中包括空气静力轴承的无油垂直单级涡旋式压缩机的实施例的剖视图。

图9示出了图8的沿9-9方向察看的空气静力径向轴承的局部剖视图。

图10A示出包括轴向动(dynamic)密封的一个实施例的图8的曲轴空气静力推力轴承的放大视图。

图10B示出包括径向动密封的一个实施例的图8的曲轴空气静力推力轴承的放大视图。

图11示出了无油垂直单级涡旋式压缩机的一个实施例的剖视图，该压缩机包括用于支撑曲轴和动涡旋件的空气静力轴承。

图12示出在动涡旋件和曲轴中包括空气静力轴承的无油垂直单级压缩机的实施例的剖视图。

图13示出包括气体分配结构和径向密封的空气静力推力轴承的垂直单级涡旋式压缩机的实施例的剖视图。

图14示出了图2所示的垂直单级涡旋式压缩机中的空气静力推力轴承的放大剖视图。

图15示出了无油垂直单级涡旋式压缩机的一个实施例的剖视图，该压缩机包括支撑曲轴的空气静力轴承和支撑动涡旋件的空气静力推力轴承，动涡旋件包括支撑动涡旋件的径向密封。

具体实施方式

涡旋式压缩机在其涡旋构件的互相啮合的螺旋包覆件(spiral wraps)之间压缩气体。由于涡旋构件在它们的螺旋包覆件之间压缩气体，所以压缩气体可沿轴向方向推动非固定涡旋构件。这种也被称为推力负载的推力可能导致非固定的涡旋构件变得沿轴向不正确地定位和/或接触涡旋式压缩机的其他内部部分(例如，固定支撑构件、支撑曲轴的轴承座)。当定位不正确时，由于非固定涡旋构件不与固定涡旋构件接触，所以非固定涡旋构件的螺旋包覆件的端部可能不会与固定涡旋构件的基板形成密封。非固定涡旋构件的旋转或轨道运动 (orbiting)可以放大推力负载，特别是朝向非固定涡旋构件的基板的外径。

一些先前的涡旋式压缩机已经利用在非固定涡旋构件后面的空间中的加压油来沿轴向支撑非固定涡旋构件。一些先前的涡旋式压缩机已经在涡旋式压缩机的固定支撑构件(例如轴承座)和非固定涡旋构件之间使用油基推力轴承，以沿轴向方向支撑非固定涡旋构件。在一些此类先前的涡旋式压缩机中，推力轴承通常包括放置在非固定涡旋构件和固定支撑构件之间的附加件。这些先前的推力轴承还需要流动的加压油以支撑非固定涡旋构件。

一些先前的涡旋式压缩机已经使用空气动力空气轴承，其也可以被称为推力箔轴承，以支撑非固定的涡旋构件。空气动力空气轴承在非固定涡旋构件和支撑结构之间形成空气的动态缓冲垫，以支撑非固定涡旋构件。空气动力空气轴承依靠非定固涡旋构件的运动(例如旋转或轨道运动)来提供支撑，当停止和启动涡旋式压缩机时，这导致非固定涡旋构件与支撑结构之间的接触。然而，空气动力空气轴承相对于其表面的面积(例如面对支撑结构的支承表面)提供较弱的支撑，因为其需要包括非活动表面的支承表面。

本文公开了利用空气静力推力轴承来支撑非固定涡旋构件的涡旋式压缩机的实施例。在一个实施例中，空气静力推力轴承供应有加压气体。空气静力推力轴承包括气体分配结构，其将加压气体分配在涡旋式压缩机的非固定涡旋构件和固定支撑构件之间。以这种方式，形成一层流动的加压气体以支撑非固定涡旋构件和推力负载。空气静力推力轴承是一种“空气静力”型轴承，因为它在来自气体流动的表面之间形成一层流动气体。“空气静力”型轴承与“空气动力”型轴承不同。

在一个实施例中，空气静力推力轴承为非固定涡旋构件提供支撑而不需要与非固定涡旋构件接触。这是有利的，因为一个实施例中的空气静力推力轴承提供较低的摩擦损失，因为它不需要任何固体-固体接触来为非固定涡旋构件提供支撑。此外，流动的加压气体层和非固定涡旋构件之间的摩擦小于液体润滑剂和非固定涡旋构件之间的摩擦。较少的摩擦在润滑剂中产生较小的剪切应力。在一个实施例中的空气静力推力轴承是有利的，因为与使用液体润滑剂(例如油)的推力轴承相比，由于加压气体的摩擦和/或剪切应力而损失的能量较少。在一个实施例中，空气静力推力轴承供给加压气体以支撑非固定的涡旋构件。在一个实施例中，加压气体的流动不取决于非固定涡旋构件的旋转。这样，在一个实施例中由空气静力推力轴承提供的支撑不依赖于非固定涡旋构件或曲轴的旋转，以为非固定涡旋构件提供支撑。空气静力推力轴承是有利的，因为它们可以在压缩机的启动和停止期间提供支撑。此外，在一个实施例中，空气静力推力轴承是有利的，因为其不需要非活动表面来支撑非固定涡旋构件。

涡旋式压缩机的实施例还可以包括一个或多个空气静力轴承以在压缩机的曲轴旋转时支撑曲轴。一个实施例还可以包括用于曲轴的端部(例如，偏心端部)的空气静力径向轴承，该轴承接合非固定的涡旋构件。每个空气静力轴承可以包括气体分配结构。每个空气静力轴承可以利用加压气体来形成当曲轴旋转时支撑曲轴的气体层或多层。以这种方式，涡旋式压缩机可以是无油涡旋式压缩机。在一个实施例中，涡旋式压缩机可以是用于HVACR系统的涡旋式压缩机，并且加压气体可以是制冷剂。

HVACR系统可用于冷却或加热一个或多个调节空间。HVACR系统可以利用回路中的工作流体(例如制冷剂)来冷却某种类型的过程流体(例如空气，水)。例如，HVACR系统在某些情况下会通过对与空气具有热交换关系的制冷剂进行工作来冷却该区域。冷却的空气然后可以通风到一个区域以冷却该区域。

图1是根据一个实施例的传热回路1的示意图。传热回路1通常包括压缩机2、冷凝器3、膨胀装置4和蒸发器5。在一个实施例中，传热回路1可以被修改为包括额外的部件。例如，在一个实施例中，传热回路1可以包括节约式热交换器、一个或多个流量控制装置、储罐、干燥器、吸入式液体热交换器等。

传热回路1通常可应用于用来控制空间中的环境条件(例如，温度、湿度、空气质量)的多种系统(例如，蒸汽压缩系统)，该空间通常被称为调节空间。包括传热回路1的示例性系统包括但不限于HVACR系统、运输制冷系统等。

传热回路1的组件流体连接。传热回路1可以被配置为能够以冷却模式运行的冷却系统(例如，HVACR的流体冷却器、空调系统等)，和/或传热回路 1可以是配置为作为热泵系统运行，该热泵系统可在制冷模式和加热/除霜模式下运行。

所描述的传热回路1应用气体压缩和冷却的已知原理。传热回路可以构造成加热或冷却过程流体(例如水、空气)。在一个实施例中，传热回路1可以代表冷却诸如水等的过程流体的冷却器。在一个实施例中，传热回路1可以代表包括诸如空气等的过程流体的空调和/或热泵。

在制冷剂回路1的运行中，工作流体(例如制冷剂)以较低压力的气体状态从蒸发器5流入压缩机2。压缩机2将气体压缩成高压状态，其也加热气体。在压缩之后，相对较高压力和较高温度的气体从压缩机2流到冷凝器3。除了流过冷凝器3的制冷剂之外，外部流体(例如，外部空气、外部水、冷却器水等)也流过冷凝器3。根据已知原理，外部流体在工作流体流过冷凝器3时吸收来自工作流体的热量。工作流体冷凝成液体，然后流入膨胀装置4中。膨胀装置4降低了工作流体的压力。降压允许工作流体膨胀并转化为混合蒸汽/液体状态。然后相对较低温度的蒸汽/液体工作流体流入蒸发器5。过程流体(例如，空气、水等)也流过蒸发器5。根据已知原理，工作流体在过程流体流过蒸发器5时从过程流体吸收热量。由于工作流体吸收热量，工作流体蒸发成蒸气。工作流体然后返回到压缩机2。在传热回路1例如处于冷却模式下工作时，上述过程继续进行。

图2示出了涡旋式压缩机10的实施例的截面，该涡旋式压缩机10具有用于支撑非固定涡旋构件14的空气静力推力轴承。空气静力推力轴承包括位于轴承座58的表面上的气体分配结构64。本文所示的实施例是垂直的单级涡旋式压缩机，但应该理解的是，本文描述的描述和特征也可应用于多级涡旋式压缩机、倾斜涡旋式压缩机和/或卧式涡旋式压缩机。此外，应该认识到，这里描述的描述和特征可以应用于具有共轨涡旋或共旋转涡旋的涡旋式压缩机。

图2所示的涡旋式压缩机10也可以是例如上述图1所述的制冷剂回路1 中的压缩机2。

应用涡旋式压缩机进行压缩的已知方面，涡旋式压缩机10可以利用两个相互啮合的涡旋构件12,14来在它们各自的相互啮合的螺旋包覆件18,20之间压缩一定体积的气体(例如，截留体积16、截留体积17)。涡旋式压缩机10 可具有非固定涡旋构件14和固定涡旋构件12。固定涡旋构件12是在外部壳体 22内位于固定位置的涡旋构件，并且构造或设计成在涡旋式压缩机10的运行期间不旋转或运动(例如，沿轨道运行)。固定涡旋构件12可以被称为固定涡旋件、非轨道运动(orbit)涡旋件或静涡旋件。在一个实施例中，固定涡旋件12可以直接附接到涡旋式压缩机10的外部壳体22。固定涡旋件12具有基板13和沿着朝非固定涡旋件14的方向突出的螺旋形包覆件(spiral wrap)18。

非固定涡旋构件14是与曲轴24的端部接合的涡旋构件。在涡旋式压缩机的运行过程中，非固定构件相对于固定涡旋构件12轨道运动。非固定涡旋构件14也可以被称为旋转涡旋构件或动涡旋件等。动涡旋件14具有基板26和沿着朝向固定涡旋件12的方向突出的螺旋形包覆件20。基板26还可以具有后表面28，该后表面朝向大致与螺旋形包覆件20相反的方向。

如图2所示，固定涡旋件12和动涡旋件14处于彼此对应的正确啮合位置。当正确定位时，动涡旋件14的螺旋包覆件20的轴向端部(例如，螺旋包覆件的未连接到基板26的端部)接触固定涡旋件12的基板13。类似地，固定涡旋件12的螺旋包覆件18的轴向端部(例如螺旋包覆件18的未连接到基板13的端部)接触动涡旋件14的基板26。该接触在螺旋形包覆件18,20与各相对的基板13,26之间产生轴向密封。该密封防止压缩气体从一个截留体积逸出到另一个截留体积(例如，从截留体积16到截留体积17)。在如图2所示的垂直涡旋式压缩机10中，轴向也是垂直方向。

在一个实施例中，螺旋包覆件18、20中的一个或两个的轴向端部可以包括尖端密封以帮助促进螺旋形包覆件与相对的基板13、26之间的密封。然而，如果动涡旋件14在轴向方向上运动，则所描述的截留体积(例如截留体积16、截留体积17)的密封可能不是足够的。通常，由于其固定位置，固定构件的运动不是问题。这种密封的缺失会导致例如涡旋式压缩机10的效率损失或涡旋式压缩机10不能压缩入口气体。

在一个实施例中，涡旋式压缩机10可以包括联接装置，例如图2中所示的欧德姆(Oldham)联轴器30。在一个实施例中，可以使用联接装置(例如欧德姆联轴器30)和径向轴承48，使得偏心端部56的径向运动(相对于曲轴 24)被传递到动涡旋件14而不传递旋转运动。因此，在一个实施例中，动涡旋件14相对于固定涡旋件12沿轨道运动(orbit)而不旋转。

应该理解的是，在一个实施例中，螺旋形包覆件18、20不一定是完美的螺旋的(例如，阿基米德螺线、对数螺线)。例如，在一个实施例中，螺旋形包覆件18、20的曲率可以是非恒定的和/或螺旋形包覆件18、20中的一个(或两个)的端部可以是非螺旋的(例如，螺旋形包覆件18的大多数可以是螺旋形的，但是端部部分可以径向突出)。

在一个实施例中，涡旋式压缩机10的外壳22具有上部32A和下部32B。在一个实施例中，包含在上部32A内的体积可以被限定为涡旋式压缩机10的上部体积34A，以及包含在下部32B内的体积可以被限定为下部体积34B。如图2的实施例所示，上部体积34A和下部体积34B由固定涡旋件12和动涡旋件14流体地分离。在一个实施例中，气体可以通过行进穿过互相啮合的涡旋件18、20(并被压缩)或气体分配结构64(如下所述)而仅仅在体积34A、 34B之间流动。然而，在一个实施例中，体积34A、34B可以通过例如涡旋式压缩机10的其他组件或其他组件以及涡旋件12、14流体地分离。

如图2所示，在一个实施例中，相互啮合的螺旋覆盖件18、20具有排出体积40。在涡旋式压缩机10中，排出体积40是相互啮合的螺旋形覆盖件18、 20终止并且压缩气体离开涡旋件12、14的体积。排出体积40流体连接到涡旋式压缩机10的上部体积34A。阀42(例如止回阀)可以调节上部体积34A和排出体积40之间的加压气体的流量。

在涡旋式压缩机10运行期间，压缩气体通过从排出体积40流到上部体积34A并通过排出口38流出涡旋式压缩机10。相互啮合的涡旋件12、14还具有入口41，气体从入口41流入相互啮合的涡旋件12、14。入口41流体连接到涡旋式压缩机10的下部体积34B。入口气体(例如，要由涡旋式压缩机10压缩的工作流体)通过吸入口36流入涡旋式压缩机10。在涡旋式压缩机10运行期间，入口气体通过经吸入口36进入涡旋式压缩机10、流过下部体积34B并进入入口41，而流入相互啮合的涡旋件12、14。

在所示的实施例中，加压气体流过上部体积34A从而离开涡旋式压缩机 10。然而，在一个实施例中，排出体积40可以直接流体连接到排出口38，使得气体通过直接从排出体积40流到排出口38离开涡旋式压缩机10。

如上所述，实施例中的曲轴24沿动涡旋件14轨道运动。曲轴24可以通过例如电动机44旋转。电动机44包括转子46和定子47。转子46和曲轴24 被固定在一起，使得它们一起旋转。例如，转子46和曲轴24可以使用过盈配合或其他类型的配合固定在一起。电动机44可以使用已知的原理运行以旋转曲轴24。在一个实施例中，曲轴24可以通过除电动机44以外的其他机构，例如外部电动机、内燃机或其他此类机构来带动旋转。因此，这样的实施例可以不包括如图2所示的电动机44、转子46和定子47。

在一个实施例中，涡旋式压缩机10包括能够支撑曲轴24同时仍允许曲轴24旋转的轴承50、52、54。径向轴承50、52可以在允许曲轴24旋转的同时沿径向支撑曲轴24。曲轴推力轴承54可以在轴向上支撑曲轴24，同时仍允许曲轴24旋转。在一个实施例中，涡旋式压缩机10可以包括一个或多个轴承50、 52、54以支撑曲轴24。

如图2所示，在一个实施例中，曲轴24的端部56是相对于曲轴24的其余部分的偏心端56。当曲轴24的端部的轴线与曲轴24的旋转的轴线径向偏离时，偏心端56是偏心的。曲轴24的偏心端56还包括轴承48。轴承48可以防止曲轴24将其旋转传递给动涡旋件14。然而，偏心端56的径向运动(例如垂直于旋转轴线的偏心端56的运动)仍然传递到动涡旋件14。因此，在一个实施例中，动涡旋件14相对于固定涡旋件12沿轨道运动而不是旋转。在实施例中，径向轴承48、50、52可以是例如滚珠轴承、滚子轴承等。

推力轴承54在轴向上支撑曲轴24，同时仍允许曲轴24旋转。在一个实施例中，推力轴承54位于曲轴24的一端(例如，曲轴24的与其偏心端56相反的一端)和第二固定支撑构件(例如下轴承座59)之间。

可以沿着曲轴24向轴承48、50、52、54提供润滑剂(例如，油)。在一个实施例中，润滑剂可以从润滑剂槽33供应，该润滑剂槽位于涡旋式压缩机 10的下部体积34B的底部。在一个实施例中，润滑剂通过位于曲轴24内的内部通道62流向轴承48、50、52、54。如图2所示，内部通道62不平行于曲轴 24的旋转轴线。由于内部通道62不平行于曲轴24的旋转轴线，所以旋转的曲轴24的离心力可用于从润滑油槽33吸入润滑剂并进入轴承48、50、52、54。然而，在一个实施例中，内部通道62可以与曲轴24的旋转轴线平行。

可替换地或另外地，涡旋式压缩机10可以包括泵60，以从润滑剂槽33 通过内部通道62泵送油并且进入轴承48、50、52、54。所示实施例包括三个径向轴承48、50、52和推力轴承54以支撑曲轴。然而，一个实施例可以包括在沿着曲轴24的任何特定位置中的一个或多个轴承48、50、52、54。轴承可以被包括为适合于支撑曲轴24并且允许动涡旋件14相对于固定涡旋件12正确地旋转和/或沿轨道运动(orbit)。

当充满气体的体积(例如，截留体积16、截留体积17)在涡旋件18、20 之间被压缩时，压缩气体沿轴向在涡旋件12、14上施加力。由于固定涡旋件12由于其在压缩机10内的固定位置而不能容易地移动，因此该轴向力可沿轴向方向推动动涡旋件14，如图2中的箭头A所示。此效果也可称为作为推力负载。应该认识到，由于气体填充体积(例如，截留体积16、截留体积17) 的各种位置，推力负载可沿着基板26沿着一个或多个点推动动涡旋件14。气体填充体积施加不同数量的推力，因为它们被压缩到不同的压力。推力负载不会在动涡旋件14的基板26的半径上施加等量的力。

如果不支撑推力负载，则它可以使动涡旋件14从其与固定涡旋件12的相互啮合位置沿轴向方向移动。如果动涡旋件被推出其位置，则它也可能导致在螺旋包覆件18、20的轴向端部和各相对的涡旋基板26、13之间在轴向上的不充分密封。不充分密封会导致涡旋式压缩机10的效率损失，或者在某些情况下，涡旋式压缩机10缺失压缩入口气体的能力。如果推力不被支撑，则动涡旋件14可能被推出位置，使得动涡旋件14接触并损坏支撑曲轴24的固定支撑构件(例如，轴承座58)和/或涡旋式压缩机10的其他内部组件。

在一个实施例中，涡旋式压缩机10可以包括用于支撑(例如抵消、抑制) 推力负载的空气静力推力轴承。空气静力推力轴承通过沿轴向支撑动涡旋件14 来支撑推力负载。在一个实施例中，空气静力推力轴承包括动涡旋件14的后表面28、轴承座58的轴向表面66和气体分配结构64。

在一个实施例中，用于气体分配结构64的加压气体源是涡旋式压缩机10 的工作流体。例如，当涡旋式压缩机10被用于压缩制冷剂时，由涡旋式压缩机10产生的压缩制冷剂可以被空气静力推力轴承用来支撑动涡旋件14。

如图2所示，气体分配结构64位于轴承座58的轴向表面66上。在一个实施例中，气体分配结构64通过通路68流体连接到上部体积34A。通路68 允许上部体积34A内的加压气体流向空气静力推力轴承64。因此，加压气体从上部体积34A供应到气体分配结构64。

在图2所示的实施例中，通路68被示出为完全位于涡旋式压缩机10的外部壳体22内。然而，其他实施例可以包括穿过壳体22的通路68。例如，涡旋式压缩机10可以包括将排出口38流体连接至气体分配结构64的通路68或提供来自外部源而不是来自涡旋式压缩机10压缩的气体的加压气体的通路68。所示实施例示出了从上部体积34A到气体分配结构64的单个通路68。然而，一个实施例可以包括至气体分配结构64的一个或多个通路68。

如图2所示，可以使用可选的加压器(booster)70来为空气静力推力轴承提供加压气体。在一个实施例中，加压器70是加压气体的第二来源。当由涡旋式压缩机10排出的气体的压力和/或流量(flowrate)不足以支撑推力负载时，加压器70提供加压气体。例如，加压器70可以在启动和/或停止涡旋式压缩机 10期间使用。在所示实施例中，加压器70流体地连接到通路68。然而，在一个实施例中，加压器70可以替代地或者另外地流体连接到上部体积34A或排出口38。

在一个实施例中，加压器70可以是诸如容纳一定体积的压缩气体的容器，其在压缩机10的正常运行期间已经被充气。在一个实施例中，加压器70可以是较小的压缩机。在包括加压器70的实施例中，可以在通路68和/或排放体积 40中设置阀(例如流量控制阀71、止回阀)，以确保加压气体从加压器70流到气体分配结构64。加压器70被示出位于涡旋式压缩机10的外部。然而，在一个实施例中，加压器70可以位于涡旋式压缩机10内。

在一个实施例中，可以在通路68内设置流量控制装置71(例如，流量控制阀)。流量控制装置71可以控制流入气体分配结构64的加压气体的量。或者，在一个实施例中，流量控制装置71可以是诸如通路68变窄的结构，其提供压降调节流过通路68的加压气体的量。

在所示的实施例中，加压器70是加压气体的第二来源。然而，在一个实施例中，加压器70可以是加压气体的主要来源。在一个实施例中，加压器70 可以是压缩气体的外部来源，其为压缩机10中的一个或多个空气静力推力轴承提供全部加压气体。在这样的实施例中，通路可以连接到加压器70而不是上部体积34A。

参考图2和3，气体分配结构64通过通路68从上部体积34A供应加压气体。气体分配结构64将加压气体分配到动涡旋件14和轴承座58之间的空间 43中。如图3所示，气体分配结构64的上表面72将加压气体分配到空间43 中。由于动涡旋件14的后表面28推动流过空间43的流体(由于推力)，分配的加压气体在轴承座58的轴向表面66和动涡旋件14的后表面28之间被压缩。因此，分配的加压气体的流动在动涡旋件14和轴承座58之间形成加压气体层。该气体层可以支撑动涡旋件14及其推力负载。

由于动涡旋件14沿轨道运动，推力负载可引起动涡旋件14朝向动涡旋件 14的一个径向端摇摆。该摇摆是动涡旋件14相对于曲轴24和/或轴承座58倾斜(例如，进动)。当摇摆发生时，基板26不再垂直于曲轴24。由于压缩力和驱动力施加的力矩以及由动涡旋件14的轨道运动引起的惯性和/或推力是不均匀地施加在基板26的直径上的，因此摆动可以发生。

当发生摆动时，动涡旋件14的后表面28与轴承座58的轴向表面66之间的距离(例如，图3中所示的距离39)在动涡旋件14与轴承座58的整个周部上不再是恒定的，并且例如，当从水平方向观察时(例如，图2中所示的视图)，动涡旋件14是倾斜的，使得其基板26在一个径向端部处更靠近轴承座58并且在相对的径向端部处距离轴承座58更远。在后表面28和轴向表面66之间的距离较小的区域中，摆动/进动将施加额外的力来进一步压缩加压气体层。然而，流动的加压气体层的压缩导致流动的加压气体层提供更大的力来支撑动涡旋件14。该加压气体层提供更大的支撑，因为它提供了更大的反作用力以在动涡旋件14推动加压气体层时抵抗进一步的压缩。在一个实施例中，动涡旋件 14和轴承座58相对于彼此定位，使得后表面28和轴向表面66之间的轴向距离39较小。后表面28与轴向表面66之间的较小距离39允许空气静力推力轴承利用相对较小的加压气体流量来充分支撑动涡旋件14及其推力负载。

以上述方式，加压气体被供应到气体分配结构64，使得其可以在动涡旋件 14和轴承座58之间形成加压气体层。空气静力推力轴承利用加压气体层来支撑推力负载并防止动涡旋件14沿轴向移出其正确的啮合位置。

在所示的实施例中，气体分配结构64位于轴承座58上。应当理解，轴承座56是固定支撑构件的示例。在一个实施例中，固定支撑构件可以是具有固定位置(相对于动涡旋件14)并有面向动涡旋件14的后表面28的表面的其他结构。

图3A和B示出了图2所示的空气静力推力轴承在涡旋式压缩机10的运行期间的放大视图。如图3A所示，气体分配结构64的上表面72将加压气体分配到空间43中。如图3A所示，气体分配结构64嵌入轴承座58的轴向表面 66中。但是，实施例中的气体分配结构64可从轴向表面66突出或完全位于(例如定位在)轴向表面66上方。在一个实施例中，气体分配结构64具有厚度73 并且包括外侧79和内侧81。所示实施例具有气体分配结构64，该气体分配结构64具有在径向上(例如，沿着方向D和E)均匀的厚度73。然而，在一个实施例中，气体分配结构63的厚度73在径向上不均匀。

在一个实施例中，气体分配结构64可以包括一个或多个入口74。如图3 所示，气体分配结构64包括用于供应加压气体的入口74。所示出的实施例示出了包括入口74的气体分配结构64的后表面76。然而，实施例可以在气体分配结构64的一个或多个侧面79、81中替代地或附加地包括入口74。所示实施例示出了具有特定入口74的气体分配结构64。可选地，气体分配结构64的表面或表面的一部分(例如后表面76、外侧79和内侧81)可以是用于气体分配结构64的入口表面。

可选地，可以在气体分配结构64中提供围绕空气静力推力轴承的周部的全部或部分(图4所示)行进的凹槽78。凹槽78可以提供通路以将气体分配到气体分配结构64。例如，在一个实施例中，凹槽78可以流体连接气体分配结构64的多个入口74。在一个实施例中，凹槽78可以沿着气体分配结构64 的入口表面而不是特定的入口74。在这样的实施例中，凹槽本身可以形成入口表面。然后，通路68可以流体地连接到凹槽78，以将加压气体供应到气体分配结构64的入口表面。可选地，在一个实施例中，凹槽78可以沿气体分配结构64的后表面76定位在轴承座58中。

在一个实施例中，气体分配结构64由允许气体以分布式方式流过其中的材料制成。例如，气体分配结构64可以是多孔材料。在一个实施例中，气体分配结构64是多孔碳基板。在一个实施例中，气体分配结构64具有允许进入的加压气体通过其上表面72分配的结构或材料(如标记为B的箭头所示)。这样，气体分配结构64可以将入口气体沿其上表面72均匀地分配到动涡旋件 14和轴承座58之间的空间43中。气体的这种分配允许空气静力推力轴承形成可沿箭头C的方向支撑动涡旋件14的推力负载的压缩气体层。一旦被引入动涡旋件14和轴承座58之间的空间43，分配的压缩气体就沿方向D和/或方向 E流动。分配的加压气体中的一些还可以在周部方向上流动(例如，沿着动涡旋件14的周部的方向，将沿着槽72的方向，垂直于方向E，D和A的方向)。然而，沿周部方向流动的分配的加压气体最终通过沿着径向方向(例如方向D，方向E)行进而从动涡旋件14和轴承座58之间流出。

图3B是一个实施例中的动涡旋件14和轴承座58的示意图。侧面79、81 分别限定了气体分配结构64的外半径84和内半径86(如图4所示)。在一个实施例中，外边缘85限定了动涡旋件14的后表面28的外周部。如果侧面79 位于后表面28的外周的外侧，则在一个实施例中，上表面72不面向后表面28。这为加压气体提供了旁路，因为它可以从气体分配结构64流出而不经过动涡旋件14和轴承座58之间的空间43(如图3所示)。然而，当位于更外侧(例如，进一步朝向后表面28的外周)时，空气静力推力轴承可以为后表面28的外半径提供更大的支撑。因此，气体分配结构64的侧面79定位成靠近但仍处在后表面28的外周内。在这样的位置，空气静力推力轴承为动涡旋件14的基板28的径向端部(例如，外周)提供出色的支撑，同时通过避免旁路适当和 /或有效地利用加压气体。

此外，可以通过气体分配结构64的侧面79(和外部半径84)进一步向外定位来进一步抑制动涡旋件14的倾斜或摆动。应该理解，在一个实施例中，气体分配结构64具有足够大的上表面72以在轴向方向上支撑动涡旋件64并且防止形成如下文所述的大的压力梯度。

如图2所示，轴承座58和动涡旋件14位于涡旋式压缩机10的下部体积 34B中。这样，空间43(图3所示)流体连接到下部体积34B。以另一种方式，空间43可以被限定为位于动涡旋件14和轴承座58之间的下部体积34B的特定部分。由于分配的加压气体的流动，该空间43相对于下部体积34B的其余部分具有更高的压力。因此，由气体分配结构64分配的加压气体在用于支撑推力负载之后，从空间43沿方向E或D流入下部体积34B。这样，由空气静力推力轴承使用的气体与来自吸入口36的入口气体混合，并且被涡旋式压缩机10再压缩。

如图4所示，在一个实施例中，气体分配结构64的上表面72在俯视图中具有圆环形状。图4是轴承座58和气体分配结构64的上表面72的俯视图。轴承座58包括允许曲轴24和动涡旋件14连接的圆柱形通孔80。圆环形状允许气体分配结构64沿着跨越动涡旋件14的后表面28(图2和3中所示)的整个周部的区域分配供应的加压气体。

如图4所示，气体分配结构64的上表面72具有内径86、外径84以及径向距离82。在一个实施例中，上表面72围绕轴承座58的周部具有均匀的形状。然而，在一个实施例中，上表面72可以围绕轴承座58的周部是不均匀的。例如，在一个实施例中，上表面72的径向距离82和/或通孔80和内半径86之间的距离围绕轴承座58的周部可以不是恒定的。

如图4所示，气体分配结构64包括多个入口74。在一个实施例中，一个或多个通路68(图2和3中所示)可以与每个入口74流体连接。在一个实施例中，一个或多个通路68(在图2和3中示出)可流体地连接到流体地连接两个或更多个入口74的一个或更多个凹槽(例如凹槽78)。入口74和凹槽78 由虚线示出，因为它们在图所示的视图中不可见。图示的实施例包括具有六个入口74的气体分配结构。然而，一个实施例可以包括一个或多个入口74和/ 或一个或多个如本文所讨论的入口表面。

如图4所示，凹槽78沿气体分配结构64的整个周部行进。然而，在一个实施例中，凹槽78可以仅沿着气体分配结构64的周部的一部分行进。在一个实施例中，一个或多个凹槽78可以设置在气体分配结构64和/或轴承座58中。在所示的实施例中，凹槽78仅沿周部方向行进。然而，在一个实施例中，凹槽78可以在径向方向、周部方向或周部方向和径向方向上行进。在一个实施例中，凹槽78可以具有多个部分，并且每个部分可以沿着径向方向、周部方向或周部方向和径向方向取向。所示实施例中的凹槽78与所有入口74对齐。然而，实施例中的凹槽78可能不完全与入口74对齐。在这样的实施例中，凹槽78可具有一个或多个附加部分(未示出)，其将槽78连接到入口74。附加部分可以沿径向、周部方向或它们的组合行进。

气体分配结构64的上表面72可以具有面积(A)。在一个实施例中并如上所述，分配的加压气体从空间43流入下部体积34B。下部体积34B可以具有压力(PI)。在一个实施例中，下部体积34B的压力(PI)取决于进入涡旋式压缩机10的入口气体的压力。供应到气体分配结构64的加压气体可具有压力(Pp)。因此，在一个实施例中，可以由空气静力推力支撑的推力负载量(F) 可以表示如下：

空气静力推力轴承也将具有效率(Ef)。效率(Ef)是取决于各种因素的效率因子。例如，这些因素可以包括动涡旋件14和轴承座58之间的距离、气体分配结构64如何均匀地将进入的加压气体分布在其整个上表面72上、气体分配结构64的厚度和气体分配结构64的材料的渗透性。

效率(Ef)可以是常数因子或非常数因子。例如，在稳定运行期间，动涡旋件14可以具有相对较小的量至非摆动。由于动涡旋件14和轴承座58之间的距离通常是恒定的，效率(Ef)可以是恒定的。然而，动涡旋件14可以在运行时进行摆动，使得动涡旋件14和轴承座58之间的距离环绕动涡旋件14 的周部是不恒定的。这例如可以导致空气静力轴承的效率(Ef)是非恒定的。

在一个实施例中，涡旋式压缩机10可利用恒定的入口气体流量并将入口气体压缩最小量(例如最小压缩比)。在这种情况下，在一个实施例中，加压气体的最小压力(PP)和入口气体的最大压力(PI)是已知的。这样，气体分配结构64可构造成具有能够在入口气体的最大压力(PP)和入口气体的最小压力(PI)下支撑推力负载(F)的力的面积(A)。

在一个实施例中，气体分配结构64可以具有环形(如图4所示)以使气体分配结构64的表面积(A)最大化。例如当推力负载较大和/或由于入口气体具有适中的压力导致入口气体和供应的加压气体之间的压力差较小时，气体分配结构64的表面积(A)最大化可以是有用的。例如，具有较高压缩比的涡旋式压缩机10和/或较大的平面面积通常会具有较大的推力负载。

例如，入口气体的压力可能影响下部体积34A的压力。如果进口气体以更高的压力提供，则所供应的加压气体和下部体积34A之间的压差(PP-PI)可以更小。因此，气体分配结构64可以具有具有较大表面积(A)的上表面72，以解决这个较小的压力差。

一个实施例可以划分下部体积34B。例如，一个实施例中的空气静力推力轴承可以通过包括一个或多个位于动涡旋件14的后表面28和轴承座58的轴向表面66之间的动密封而与下部体积34B隔离。一个或多个动密封件可以引导分配的加压气体的流动。下部体积34B可以具有分配的加压气体流入的第一部分(未示出)(例如，空间43中的加压气体将流入第一部分)。下部体积34B的第二部分(未示出)可用于将入口气体从吸入口36提供到入口41。第一部分将与第二部分流体分离。在这样的实施例中，上式中的PI将是下部体积 34B的第一部分的压力，而不是基于入口气体的压力。在这样的实施例中，入口气体将不再是空气静力推力轴承可以支撑的推力负载量(F)的直接因子。

在一个实施例中，包括具有较小表面面积(A)的气体分配结构64的空气静力推力轴承可以利用较小流量的加压气体。由空气静力推力轴承使用的加压气体被压缩机10气体压缩但未排出。压缩机10用来压缩提供给空气静力推力轴承的加压气体的能量可以在一些情况下被认为是系统损失。因此，具有较小表面面积(A)的气体分配结构64不会为压缩机10提供较大的系统损失。在一个实施例中，具有较小表面面积(A)的气体分配结构对压缩机10的整体效率影响较小。

推力负载不会在跨越动涡旋件14的基板28的直径上施加相等量的力。在一个实施例中，随着气体被压缩到更高的压力，朝向基板28的中心的推力更大。参照图3B，在一个实施例中，推力F1小于推力F2。为动涡旋件14提供足够支撑的具有小表面积(A)的气体分配结构64可以产生沿着后表面28的大的压力梯度。例如，由分配的加压气体施加的力F3可以明显大于推力F1。大的压力梯度会导致基板28和动涡旋件14的偏转。因此，气体分配结构64 具有足够大的表面面积(A)以避免形成可能偏转和损坏动涡旋件14的大的压力梯度。

如上所述，动涡旋件可能经历摆动。为了解决这种可能的摆动和横跨基板 26的不同推力负载，空气静力推力轴承的一个实施例可以包括具有分离部分 167的气体分配结构，如图5所示。在一个实施例中，气体分配结构可以包括气体分配部分167，其环绕轴承座158的周部定位，如图5所示。在一个实施例中，每个气体分配部分167可具有对应于图4所示的完整环形气体分配结构 64的一部分的形状。然而，一个实施例可以具有不同于所示的不同形状的气体分配部分167。

如图5所示，每个气体分配部分167包括入口174。入口可以类似于图3 和4所示和所述的入口74。由于加压气体分别供应到每个气体分配部分167，单个气体分配部分167能够单独利用加压气体。该构造允许每个气体分配部分167分配加压气体而不受其他气体分配部分167分配加压气体的方式的影响。

图5中示出的实施例示出了具有气体分配部分167的气体分配结构。然而，实施例中的气体分配结构可以包括两个或更多个气体分配部分167。气体分配结构的实施例可以包括四个或更多个气体分配部分，以解决由于动涡旋件14 的可能摆动(图2所示)引起的可能的不同推力负载、轴向距离39、和/或围绕基板28的局部运动(图2所示)。

例如，动涡旋件的摆动可能导致动涡旋件14与轴承座58之间的轴向距离 (例如，图3A中所示的轴向距离39)在环绕动涡旋件14周部的一些位置变大。较大的轴向距离可以允许高压气体的过度泄漏。在没有气体分配部分176 的气体分配结构64的实施例(例如，图5所示的实施例)中，过度泄漏可能影响整个气体分配结构64的性能(例如，减小负载能力)。与之对比，气体分配部分167独立地供应加压气体，使得加压气体的过量泄漏不太可能影响或最小化对其他气体分配部分167的性能的影响。

如图6所示，一个实施例中的气体分配结构264包括相对于轴承座258的轴向表面266倾斜的上表面272。气体分配结构264可以包括与在图3中所示的气体分配结构64相似的特征，除了具有斜面277的上表面272之外。与图 2-5所示的气体分配结构相似，气体分配结构264将压缩气体分配在动涡旋件 214的基板的后表面228和轴承座258的轴向表面266之间。如以上针对图2 至图5类似地描述的，压缩气体经由通路268供应到气体分配结构264。

上表面272的斜面277允许加压气体以与图3中所示的气体分配结构64 不同的方式流出气体分配结构264。例如，上表面272的斜面277可以影响从气体分配结构264流出的气体的方向。因为在一个实施例中的上表面272沿箭头F的方向取向，所以从气体分配结构264流出的气体沿着箭头F的方向流动。此外，加压气体从倾斜的上表面272流出可以影响加压气体从气体分配结构 264流出的方式。

根据一个实施例中的气体分配结构264的内部结构(例如，渗透性)，气体分配结构264的非恒定厚度273还可以影响从上表面272流出的气体的流率。例如，加压气体可以沿着其上表面272以不同的速率从气体分配结构264流出。然而，一个实施例中的气体分配结构64、164、264可能始终不具有恒定的内部结构。例如，气体分配结构264可以具有非恒定的内部结构，以确保加压气体从加压气体的中央源(例如入口274)沿着上表面272的更均匀的分布。

或者，一个实施例中的气体分配结构(例如，图3中所示的气体分配结构 64)可以以一定角度嵌入轴承座258的轴向表面266中。在这样的实施例中，气体分配结构可以具有均匀的厚度273，同时仍具有带有斜面277(相对于轴向表面266)的上表面272。

对于上表面272，实施例可以具有与图6中所示的斜面277不同的斜率。斜率277可以不同，以便例如改变从气体分配结构264流出的加压气体的方向，和/或从气体分配结构264流出的加压气体的流量。在所示实施例中，气体分配结构264朝向内侧面281变厚。然而，在一个实施例中，气体分配结构264可以朝向外侧279而不是内侧281更厚。

上表面272的斜面277可构造成确保动涡旋件214的基板的外径向端部(例如，外周部)被充分地支撑(例如沿箭头C的方向)。倾斜的上表面277可以通过引导分配气体的流动来支撑动涡旋件214的基板的径向端部。例如，在一个实施例中，上表面272的斜面277的构造可以在方向E上提供比方向D更大量的加压气体。在这样的实施例中，在动涡旋件214的基板的外半径方向(例如方向E)上的更大的气体流量可以更好地支撑基板的径向端部。

在一个实施例中，气体分配结构64、264的上表面72、272可沿周部方向 (例如，沿着基板26的周部、沿着动涡旋件214的基板的周部)倾斜。在一个实施例中，上表面72、264在周部方向上的斜度可以是不恒定的。例如，上表面72、272可以包括向下倾斜部分和向上倾斜部分，以便在上表面72、272 中形成凹槽。在一个实施例中，上表面27、272中的这些凹槽可以沿径向方向。

后表面228和流动的加压气体之间的摩擦可以沿着动涡旋件14的轨道方向推动加压气体。在一个实施例中，气体分配结构264的上表面272可以利用由动涡旋件14推动的加压气体来形成具有较高相对压力的区域。例如，这些高相对压力的区域可以被称为加压气体楔。上表面272的斜面可以位于周部方向和/或径向方向上(如图6所示)，以便在特定位置形成加压气体楔。上表面 72、272的斜度可能不像动涡旋件14的轨道那样恒定。这些具有较高相对压力的气体区域可以增加由空气静力推力轴承提供的支撑量。

气体分配结构64、264被示出为完全在轴承座58、258的轴向表面66、266 下方。然而，在一个实施例中，气体分配结构64、264可以突出到轴向表面66 上方或者完全位于(例如，定位在)轴承座58、258的轴向表面66、266上方。

如图7所示，在一个实施例中的涡旋式压缩机310具有空气静力推力轴承，其包括位于动涡旋件314的后表面328上的气体分配结构364。与图2所示的涡旋式压缩机10类似，涡旋式压缩机310还包括具有螺旋包覆件318的固定涡旋件312。动涡旋件314还包括螺旋包覆件320。固定涡旋件312和动涡旋件314以及它们各自的螺旋形包覆件与类似于图2所示并如上所述的压缩机10 相互啮合。为了便于理解，图7所示的视图中省略了联接装置(例如，欧德姆联轴器30)。

在一个实施例中，空气静力推力轴承包括动涡旋件314的后表面328、轴承座358的轴向表面366和气体分配结构364。空气静力推力轴承的气体分配结构364位于动涡旋件314的基板326的后表面328上。除了如本文所述之外，涡旋式压缩机310可具有与图2中所示和上文所述的涡旋式压缩机10类似的特征。在一个实施例中，气体分配结构364可以包括与图2至图6中所示的气体分配结构64、164、264类似的特征。例如，气体分配结构364可以具有分开的部分和/或倾斜的上表面。

以类似于图2-6中所示的气体分配结构64、164、264的方式，气体分配结构364在动涡旋件314的后表面328和轴承座358的轴向表面366之间分配加压气体。类似上文所述，分配的加压气体然后流入涡旋式压缩机310的下部空间334B中。通过空气静力推力轴承的表面在动涡旋件314和轴承座358之间形成流动的分配的加压气体层。如上所述，该层沿轴向支撑动涡旋件。以这种方式，空气静力推力轴承可以支撑动涡旋件314及其推力负载，使得动涡旋件314不会沿轴向移出其与动涡旋件312的正确啮合位置。

在一个实施例中，气体分配结构364被供给来自螺旋包覆件318、320的排出体积340的加压气体。图7中所示的排出体积340可以具有与上面针对图 2所述的排出体积40类似的结构，除了排出体积340还包括辅助出口365。在动涡旋件314的基板326中的通道368经由辅助出口365将排出体积340流体连接到气体分配结构364。以这种方式，加压气体从排出体积340通过动涡旋件314的基板326供应到空气静力推力轴承。

在一个实施例中，用于通道368的入口(例如次要出口365)可以位于基板326的不同径向位置处。在这样的实施例中，通道365可以将气体分配结构 364流体连接至中间体积(例如，截留体积316、截留体积317)。因此，在这样的实施例中的排出体积340可以具有或可以不具有辅助出口365。

在一个实施例中，用于通道368的入口可以位于基板326的外径向表面上。在这样的实施例中，来自内部源(例如，上部体积334A)或外部源(例如加压器，未示出)的加压气体可以经由基板326的外部径向表面而不是排放体积340向气体分配结构364供应加压气体。

在一个实施例中，穿过空气静力推力轴承的压降可以控制流过空气静力推力轴承的加压气体的量。然而，实施例中的通道368可以包括一个或多个流量控制机构(例如，通道368变窄、流量控制阀(例如流量控制阀71))以防止超过期望量的加压气体流过空气静力推力轴承。

在一个实施例中，通道368可以包括多个部分，并且每个部分可以将通道 368流体连接到沿着气体分配结构364的周部的不同位置。可选地或另外地，通道368可以流体地连接到凹槽(例如，类似于凹槽78的凹槽)，凹槽流体连接气体分配结构364的一个或多个入口(例如，类似于入口74、174、274)。如上所述，一个实施例中的气体分配结构364可以是连续的环(例如，气体分配结构64)，或者它可以具有分开的段或部分(例如，气体分配部分167)。在一个实施例中，气体分配结构364的上表面(例如气体分配结构364的面向轴承座358的表面)可以相对于动涡旋件314的后表面328以与图6中的气体分配结构264类似的方式倾斜。

在正常操作期间，气体分配结构364在轴承座358和动涡旋件314之间分配加压气体。如上所述，分配的加压气体从动涡旋件314和轴承座358之间流入涡旋式压缩机310的下部体积334B。分配的加压气体在轴向表面366和后表面328之间被挤压，使得其在轴承座358和动涡旋件314之间形成流动的加压气体层。该流动的加压气体层在轴向上支撑动涡旋件314以及由涡旋件312、 314产生的推力负载。以这种方式，空气静力推力轴承支撑动涡旋件314及其推力负载。在正常运行期间，空气静力推力轴承确保动涡旋件314在轴向方向上与固定涡旋件312保持其正确的啮合位置。

在一个实施例中，可以包括加压器(例如，图2中的加压器70)以将加压气体供应至空气静力推力轴承。加压器可能是空气静力推力轴承的加压气体的次要来源。例如，当加压气体不足以支持推力负载时(例如，在压缩机启动期间、在压缩机停机期间)，加压器可以提供加压气体。在一个实施例中，加压器可以通过例如排放体积340、基板326的径向表面、上体积334A和/或排放出口338流体连接到气体分配结构364。

在一个实施例中的涡旋式压缩机可以是如图8所示的无油涡旋式压缩机 400。图8所示的涡旋式压缩机400是垂直的单级涡旋式压缩机。图8是无油涡旋式压缩机400的剖视图。无油涡旋式压缩机400包括空气静力推力轴承和空气静力径向轴承。加压气体供应给空气静力轴承。在一个实施例中，加压气体可以是已经被涡旋式压缩机400压缩的制冷剂。为了易于理解，从图11所示的视图中省略了联接装置(例如，欧德姆联轴器30)。然而，在一个实施例中，应该理解的是，可以为在无油涡旋式压缩机400的实施例中需要润滑的联接装置提供附加的空气静力轴承或气体分配结构。用于联接装置的气体分配结构可以位于动涡旋件414和/或轴承座458中。

在无油涡旋式压缩机400的实施例中，动涡旋件414及其推力负载可以由空气静力推力轴承在轴向方向上支撑。空气静力推力轴承包括气体分配结构 464。类似于图7中所示并且如上所述的涡旋式压缩机310，气体分配结构464 位于动涡旋件414上，并且通过通道468从涡旋件412、414的内部体积442 供应加压气体。在一个实施例中，用于通道468的次级入口465可以位于动涡旋件414的另一个径向位置处，如以上针对图7所描述的。在一个实施例中，空气静力推力轴承可以在轴承座458的轴向表面466上具有气体分配结构464，类似于图2至图6中所示的气体分配结构64、164、264。

例如，在涡旋式压缩机400中包括电动机444(类似于上面针对图2所述的电动机44)以使曲轴424旋转。涡旋式压缩机400包括用于在径向方向上支撑曲轴424的空气静力径向轴承以及用于沿轴向支撑曲轴424的曲轴空气静力推力轴承。涡旋式压缩机400还包括位于曲轴424的端部(例如偏心端456) 和动涡旋件414之间的空气静力径向轴承。在一个实施例中，沿着曲轴的每个空气静力轴承包括位于曲轴424上的气体分配结构448、450、452、454。

第一径向轴承和第二径向轴承在曲轴旋转时沿径向支撑曲轴424。第一空气静力径向轴承包括曲轴424的径向表面、轴承座458的径向表面(例如，轴承座的面向曲轴424的径向表面的表面)和气体分配结构450。下面对于图9 更详细地描述第一径向轴承。如图8所示，第二空气静力径向轴承包括曲轴424 的径向表面、下轴承座459的径向表面(例如下轴承座的表面459，其面向曲轴424的径向表面)和气体分配结构452。

曲轴空气静力推力轴承在旋转时沿轴向支撑曲轴424。曲轴空气静力推力轴承位于曲轴424的与偏心端456相反的一端的轴向表面处。曲轴空气静力推力轴承包括曲轴424的端部的轴向表面、下轴承座的轴向表面459和气体分配结构454。下面关于图10A更详细地描述曲轴推力轴承。

涡旋式压缩机400还包括用于曲轴424的偏心端456的空气静力径向轴承，其与动涡旋件414啮合。在一个实施例中，用于偏心端456的空气静力径向轴承与连接装置一起允许偏心端456传递其径向运动而不将其旋转传递到动涡旋件414。用于偏心端456的空气静力径向轴承包括曲轴424的偏心端456的径向表面、动涡旋件414的表面(例如表面面对偏心端456的径向表面的动涡旋件414)以及位于偏心端456的表面上的气体分配结构448。

类似于图2和图7中所示的涡旋式压缩机10、310，涡旋式压缩机400的下部体积434B与上部体积434A流体分离，并且啮合涡旋件412、414的入口 441位于下部体积434B。如此，下部体积434B内的气体被供应到涡旋件412、 414以进行压缩。入口气体通过吸入口436供应到下部体积434B。如图8所示，涡旋式压缩机400(及其相应的气体分配结构448、450、452、454、464)的空气静力轴承位于涡旋式压缩机400的下部体积434B内。因此，由气体分配结构448、450、452、454、464分配的加压气体流入下部体积434B并可与下部体积434B中的入口气体混合。以这种方式，空气静力轴承所使用的加压气体被再压缩。因为在一个实施例中加压气体和入口气体是相同类型的气体(例如，制冷剂)，所以由气体分配结构448、450、452、454、464分配的加压气体不必与入口气体分离。如上所述，在一个实施例中，下部体积334B可以被分隔，使得空气静力轴承所使用的气体和入口气体不会混合。

如图8所示，曲轴424具有穿过曲轴424的大部分长度的内部通道462。沿着曲轴424定位的气体分配结构448、450、452、454流体连接到曲轴424 的内部通道462。在一个实施例中，连接通道469将内部通道462流体地连接到涡旋式压缩机400的上部体积434A。如以上针对图2-7所描述的，类似地，一个实施例中的上部体积434A流体连接到涡旋件412、414的排出体积440。因此，沿着曲轴424供应到气体分配结构448、450、452、454的加压气体是由涡旋式压缩机400压缩的气体。

在图8所示的实施例中，连接通道469完全位于涡旋式压缩机400的外部壳体422内。然而，实施例可具有穿过外部壳体422的连接通道469。在这样的实施例中，用于曲轴424上的空气静力轴承的加压气体可以是涡旋式压缩机 400的外部源(例如，单独的压缩机、加压器)或排放出口438。在一个实施例中，连接通道469可以包括流量控制装置(例如，图2中所示的流量控制装置71)以控制和/或停止气体流向气体分配结构448、450、452、454。

在一个实施例中，涡旋式压缩机可以是多级涡旋式压缩机，其具有位于曲轴424两端的动涡旋件414。在这样的实施例中，例如连接通道469可以例如通过曲轴424的径向表面而不是曲轴424的端部流体连接到内部通道462。另外，涡旋式压缩机可以包括如本文所述的加压器(例如加压器70)。在一个实施例中，加压器可以在涡旋式压缩机400的外部或内部。在一个实施例中，加压器可以是如上所述的加压气体的主要来源。此外，一个实施例中的加压器可以是用于无油涡旋式压缩机400中的一个或多个空气静力轴承的加压气体的主要来源。

图9是来自图8所示的线9-9的涡旋式压缩机400的空气静力径向轴承之一的局部剖视图。空气静力径向轴承包括曲轴424的外表面451、轴承座458 的径向表面463、以及气体分配结构450。

如图9所示，气体分配结构450形成靠近轴承座458的曲轴424的整个外表面451。因此，曲轴424和气体分配结构450具有相同的外表面451。然而，在一个实施例中，气体分配结构450可以不形成曲轴424的整个外表面。例如，在一个实施例中，当沿轴向方向(例如，图9中所示的视图)观察时，气体分配结构450可以具有沿着曲轴424的周部(例如沿着方向G)的部分，并且气体分配结构450的部分可以不相互接触。在一个实施例中，气体分配结构450 可以具有沿着曲轴424的轴向方向、沿着曲轴424的周部或沿着曲轴424的轴向方向和沿着曲轴424的周部的多个部分。

如图9所示，通路429将曲轴424的内部通道462流体连接到气体分配结构450。这样，加压气体从内部通道462供应到空气静力径向轴承。在涡旋式压缩机400的正常操作期间，气体分配结构450沿着其外表面451分配供应的加压气体。然后，分配的加压气体在空气静力径向轴承的表面之间被挤压，使得在曲轴424和轴承座458之间的空间461中形成一层流动的加压气体。在一个实施例中，这层流动的加压气体在曲轴424旋转时支撑曲轴424，这防止曲轴424在曲轴424旋转时接触轴承座458。

在所示的实施例中，曲轴424具有两个通路429。然而，一个实施例可以包括一个或多个通路429，其可以适合于将充足的加压气体充分供应给气体分配结构450，使得空气静力径向轴承在曲轴424旋转时可以支撑曲轴424。在具有多个部分(未示出)的气体分配结构450的实施例中，可为每个部分提供通路429。

曲轴424和/或空气静力径向轴承450可以在其表面中包括一个或多个凹槽 (未示出)。在一个实施例中，一个或多个凹槽可以沿径向表面并且穿过曲轴 424的面向空气静力径向轴承的内径向表面的内部部分427定位。一个或多个凹槽可沿着曲轴424的轴向方向、曲轴424的周向方向(例如沿着方向G)或沿着曲轴424的轴向方向和曲轴424的周向方向行进。如以上关于图2-6中的气体分配结构64、164、264类似地讨论的，气体分配结构450可具有一个或多个入口421或入口表面。凹槽可允许加压气体供应到气体分配结构450的一个或多个入口421或入口表面，而无需额外的通路429。在具有多个部分(未示出)的气体分配结构450的实施例中，凹槽可流体地连接每个部分的两个或多个入口421和/或入口表面。

在所示的实施例中，气体分配结构450具有均匀的厚度449。然而，实施例中的气体分配结构450可具有不均匀的厚度449。在一个实施例中，沿着曲轴的其他空气静力径向轴承，其可以每个都包括气体分配结构448、452，可以具有类似于图9中所示的第一空气静力径向轴承的结构。在一个实施例中，其他空气静力径向轴承可以包括面对曲轴的径向表面的不同表面(例如，下轴承座459的轴向表面、动涡旋件414的表面)。

图10A示出了图9的无油涡旋式压缩机400在其正常操作期间的曲轴空气静力推力轴承的局部放大图。曲轴空气静力推力轴承包括曲轴424的轴向表面 491、下轴承座459的轴向表面492和气体分配结构454。在一个实施例中，曲轴424中的两个通路493流体连接气体分配结构到内部通道462。如图8所示，在一个实施例中，通道469将涡旋式压缩机400的上部体积434A流体连接到内部通道462。因此，气体分配结构454流体连接到涡旋式压缩机400的上部体积434A。

在涡旋式压缩机400的操作期间，来自上部体积334A的加压气体被供应到气体分配结构454。如上所述，气体分配结构454具有构造和/或组成(例如材料性质、内部构造)使得其沿着其外表面455分配供应的加压气体。因此，气体分配结构454更均等地将供应的加压气体分配到曲轴424的轴向表面491 和下轴承座459的轴向表面492之间的空间495中。加压气体的分配允许曲轴空气静力推力轴承在空间495中形成流动的加压气体层。该流动的加压气体层在曲轴424旋转时沿轴向方向支撑曲轴424。

如图10A所示，动密封件494A设置在曲轴424的轴向表面491和轴承座 459的轴向表面492之间。动密封件494A可以将从通路469流动的加压气体引导到内部通道462。在一个实施例中，动密封件494A防止由通道469提供的加压气体绕过内部通道462。动密封件494A可以由允许其容易收缩和膨胀的材料制成。这允许动密封件494A在轴向表面491、492之间提供密封，即使曲轴424和下轴承座459在轴向上相对于彼此移位。

如图10B所示，代替轴向动密封件494A或除轴向动密封件494A之外，可以在实施例中设置径向动密封件494B。诸如管的刚性构件496可以设置有径向动密封件494B。在一个实施例中，刚性构件496流体连接连接通道469 和内部通道462。刚性构件496的端部497压配到形成内部通道462的孔中。端部497装配到内部通道462中，使得刚性构件496相对于曲轴424处于固定位置。因此，刚性构件496与曲轴424一起旋转。径向动密封件494B环绕连接通道469定位。在一个实施例中，径向动密封件494B形成连接通道469的最后部分。刚性管494的相反端498装配到径向动密封件494B中。径向动密封件494B在下轴承座459与刚性构件496的相对端部498的外径向表面之间提供密封。径向动密封件494B提供密封，使得流过连接通道469的加压气体流过刚性构件并进入内部通道462。如图10B所示，径向动密封件494B还可以包括弹簧499。弹簧499可以将径向动密封件494B偏压在刚性构件496的外表面上，以改善密封性。

在所示实施例中，曲轴424包括用于气体分配结构454的两个通路493，以将加压气体分配到空间495中。然而，在一个实施例中，曲轴424可包括一个或多个通路493，用于将加压流体供应到气体分配结构454。应当理解，气体分配结构454可以具有与图3-6中所讨论的气体分配结构64、164、264类似的特征。例如，气体分配结构454可以具有分开的部分和/或相对于曲轴424 的轴向表面491倾斜的外表面455。如图10A所示，气体分配结构454被嵌入到曲轴424中，使得气体分配结构454的外表面455和曲轴424的轴向表面491 形成平坦的表面。然而，实施例中的气体分配结构454可以从轴向表面491突出。在一个实施例中，整个气体分配结构454可以在轴向表面491上方。

图11中示出了垂直无油涡旋式压缩机500的剖视图。除了此处所述之外，涡旋式压缩机500可具有与图8-10中所示和上文所述的涡旋式压缩机400类似的特征。涡旋式压缩机500包括径向空气静力轴承以在曲轴524旋转时支撑曲轴524。涡旋式压缩机500还包括空气静力推力轴承，该空气静力推力轴承在其沿轨道运动时沿轴向支撑动涡旋件514。涡旋式压缩机500还包括在曲轴 524的偏心端556上的空气静力径向轴承。

沿着曲轴的每个空气静力轴承包括相应的气体分配结构548、550、552、 554。如关于图7类似地讨论的那样，涡旋式压缩机500包括沿轴向方向支撑动涡旋件514的空气静力推力轴承。空气静力推力轴承包括位于动涡旋件514 上的气体分配结构564。如上文关于图2-6所述，实施例中的气体分配结构564 可位于轴承座558的表面上。为了便于理解，图11所示的视图中省略了联接装置(例如，欧德姆联轴器30)。

用于支撑曲轴524的第一径向轴承包括位于轴承座558的径向表面上的气体分配结构550。用于支撑曲轴524的第二径向轴承包括气体分配结构552，其位于下轴承座559的径向表面上。下轴承座559的径向表面是下轴承座559 的面向曲轴524的径向表面的表面。曲轴空气静力推力轴承，其用于在曲轴旋转时在轴向方向上支撑曲轴524，包括位于下轴承座559的轴向表面上的气体分配结构554。轴向表面554是下轴承座559的面向曲轴524的端部的表面。

通道569将轴承座558和下轴承座559中的气体分配结构550、552、554 流体连接至涡旋式压缩机500的上部体积534A。因此，加压气体从上部体积 534A供应至支撑曲轴524的空气静力轴承。或者，实施例中的连接通道569 可将用于支撑曲轴524的气体分配结构550、552、554流体连接至外部加压气体源(例如加压器、压缩机等)。

动涡旋件514包括将互相啮合的固定涡旋件512和动涡旋件514的排出体积540流体连接到位于动涡旋件514的表面上的气体分配结构548、564的通路565、568。通路568将来自排出体积540的加压气体提供到与沿轴向支撑动涡旋件514的静力推力轴承。通路565将加压气体提供给曲轴524的偏心端556 的空气静力径向轴承。在一个实施例中，用于一个实施例中的通路565、568 中的一个或两个的通路565、568的入口541可以位于不同的径向位置，例如从中间形成的体积(例如，截留体积516、截留体积517)而不是排出体积640 提供加压气体。

如上所述，加压器(例如，图2所示的加压器70)可用于为一个或多个空气静力轴承提供加压气体的第二来源。在一个实施例中，加压器可以是将所有加压气体提供给空气静力轴承的加压气体的主要来源。在一个实施例中，加压器可以是用于一个或多个空气静力轴承的加压气体的主要来源。

位于轴承座558和下轴承座559中的分配结构550、552的一个方面是它们不与曲轴546一起旋转。因为它们不旋转，气体分配结构550、552不会受到离心力的影响。这可能是有利的，因为气体分配结构550、552可以不必分别牢固地附接到轴承座558和下部轴承座559以考虑离心力。

如果气体分配结构固定到旋转构件(例如，曲轴524)，则通过和流出气体分配结构的压力气体的流动可能受到由它们的旋转引起的离心力的影响。在一个实施例中，气体分配结构可以被设计成抵消由离心力引起的可能的流动问题。然而，气体分配结构550、552可以是有利的，因为它们不必考虑离心力，因为它们位于轴承座558和下轴承座559中。

例如，在卧式涡旋式压缩机中这可能是有利的。在卧式涡旋式压缩机的一个实施例中，气体分配结构550、552可以具有使得气体分配结构的外表面在向上方向(例如，与重力方向相反的方向，垂直向上方向)有更大的流量(flowrate) 的配置(例如，内部和/或外部结构、材料属性)。在卧式涡旋式压缩机的一个实施例中，径向轴承可以被配置为解决(例如，抵消)曲轴524的重量。沿向上方向的较大气体流量可以解决曲轴524的重量。作为例如在一个卧式涡旋式压缩机的一个实施例中，即使底面由于曲轴524的旋转不是恒定的，沿着曲轴 524的空气静力径向轴承或多个轴承可以为曲轴524的底部提供更大的支撑以抵消曲轴524的重量。

在无油涡旋式压缩机600的一个实施例中，加压气体经由动涡旋件614供应到支撑曲轴624的空气静力轴承。涡旋式压缩机600是垂直的单级涡旋式压缩机。图12是涡旋式压缩机600的剖视图。为了便于理解，从图12中所示的视图省略了联接装置(例如，欧德姆联轴器30)。除了在此示出和描述之外，涡旋式压缩机600可具有与图8-10中所示和上文所述的涡旋式压缩机400类似的特征。

在涡旋式压缩机600的实施例中，动涡旋件614的基板626可以包括将啮合涡旋612、614的排出体积640流体连接至间隙体积625的通路627。间隙体积625是位于曲轴624的一端(例如偏心端656的一端)和动涡旋件614的基板626之间的体积。内部通道662也流体连接到支撑曲轴624的空气静力轴承的气体分配结构650、652、654。因此，压缩气体通过基板628中的通路627 从气体排出体积640供应到气体分配结构650、652、654。

在一个实施例中，动密封件690设置在曲轴624的偏心端656与动涡旋件 614的基板628之间。动密封件690可以提供曲轴624的偏心端656的轴向表面与基板628的轴向表面之间的密封。动密封件690确保加压气体从通路627 流到内部通道662。在运行期间，动涡旋件614可相对于曲轴624沿轴向方向移动。由于涡旋式压缩机600包括用于沿轴向支撑动涡旋件614的空气静力推力轴承，所以该偏移可能较小。然而，动密封件690由允许其膨胀和收缩以考虑可能的轴向移位的材料制成。这样，即使曲轴624和基板626之间的轴向距离改变，动密封件690也在基板626和曲轴624之间提供密封。

或者，在一个实施例中，动密封件690可以是径向密封件而不是轴向密封件。一个实施例中的径向动密封件(未示出)可位于曲轴624的偏心端656的径向外表面与面向偏心端656的径向外表面的动涡旋件614的表面之间。在这种实施例中，径向动密封件将位于气体分配结构650和间隙体积625之间。在一个实施例中，穿过基板626的通路627和内部通道662可以通过刚性构件(例如管)和径向动密封件以类似于内部通道462和连接通道469的方式流体连接，如图10B所述。

如图12所示，涡旋式压缩机600还包括沿轴向支撑动涡旋件614的空气静力推力轴承。在一个实施例中，空气静力推力轴承可以类似于上面针对图7 示出和描述的空气静力推力轴承。动涡旋件614还包括用于曲轴624的偏心端 656的空气静力径向轴承的气体分配结构648。在一个实施例中，用于偏心端 656的空气静力径向轴承可以类似于用于图11所示和所述的偏心端565的空气静力径向轴承。如图12所示，两个通路665、668将位于动涡旋件614上的气体分配结构648、664流体连接至通过基板626的通路627。在图示的实施例中，通路665、668显示为彼此流体连接。然而，实施例中的通路665、668可以是分离的，使得每个通路665、668分别将来自通路627的加压流体通过基板626 供应到其相应的气体分配结构648、664。在一个实施例中，每个通路665、668 可以包括多个通路，使得每个通路665、668包括将加压气体分别供应到相应的气体分配结构648、664的多个通路。因此，来自排出体积640的加压流体被供应到位于动涡旋件上的空气静力轴承614。

可替换地，在一个实施例中通向通路627的入口641可以位于不同的径向位置，使得从中间形成的体积(例如，截留体积616、截留体积617)而不是排出体积640提供加压气体。在图示的实施例中，用于曲轴624的偏心端656 的气体分配结构648位于动涡旋件614的表面上。或者，一个实施例中的气体分配结构648可以位于曲轴624的偏心端的径向表面上，如图8所示。

以上述方式，加压气体从排出体积640供应到气体分配结构648、650、652、 654、664。因此，气体分配结构648分配加压气体，从而在曲轴624的偏心端656的径向表面与动涡旋件614的表面之间形成流动加压气体层。

第一和第二空气静力径向轴承在曲轴旋转时可沿径向支撑曲轴624。第一空气静力径向轴承的气体分配结构650分配加压气体，使得在轴承座658的径向表面和曲轴624的径向表面之间形成流动加压气体层。该流动加压气体层在径向方向支撑曲轴624。

第二空气静力径向轴承的气体分配结构652分配加压气体，使得在曲轴 624的径向表面和下轴承座659的径向表面之间形成流动加压气体层。该流动加压气体层在径向方向支撑曲轴624。

当曲轴624旋转时，曲轴空气静力推力轴承可沿轴向支撑曲轴624。曲轴空气静力推力轴承的气体分配结构654分配加压气体，使得在曲轴624的端部的轴向表面和下轴承座659的轴向表面之间形成流动加压气体层。该加压气体层沿轴向支撑曲轴624。

空气静力推力轴承的气体分配结构664分配加压气体，使得在动涡旋件 614的后表面626和轴承座658的轴向表面666之间形成流动加压气体层。空气静力推力轴承可以支撑动涡旋件614及其轴向的推力。空气静力推力轴承沿轴向方向支撑动涡旋件614，使得推力不会将动涡旋件614推出与固定涡旋件 612的正确啮合位置和/或不推动动涡旋件614以使其接触轴承座658。

如前所述，涡旋式压缩机600可以包括加压器(例如，图1中所示的加压器70)。在一个实施例中，加压器可流体连接至例如供应加压气体至一个或多个空气静力轴承的各种通路(例如，内部通路665、内部通道662、通路668) 或体积(例如，排出体积640、上部体积334A)。

应该理解的是，虽然附图示出图2-12中的气体分配结构被嵌入到特定部件(例如，动涡旋件、轴承座、曲轴、下轴承座)的表面中，但本文关于图2-12 所描述的任何气体分配结构在一个实施例中可以附接到所描述的部件的外表面。在这样的实施例中，并且相对表面之间的空间可以被构造成允许空气静力轴承或多个轴承的这种构造。

图13示出了涡旋式压缩机700的实施例的剖视图，该涡旋式压缩机700 具有用于支撑绕动涡旋构件714的空气静力推力轴承。在一个实施例中，空气静力推力轴承包括具有位于动涡旋件714的后表面728中的开口764的气体分配结构、内部径向密封件1710、以及外部径向密封件1720。涡旋式压缩机700 还包括具有螺旋包覆件718的固定涡旋件712。动涡旋件714包括基板726和螺旋包覆件720，螺旋包覆件720从基板726朝向固定涡旋件712的方向突出。固定涡旋件712和动涡旋件714以及它们各自的包覆件718、720相互啮合并且构造成以与如图2所示并且如上所述的涡旋式压缩机10类似的方式压缩气体(例如制冷剂)。为了便于理解，图13所示的视图中省略了联接装置(例如图2所示的欧德姆联轴器30)。

类似于图2中所示并且如上所述的压缩机10，一个实施例中的涡旋式压缩机700包括外部壳体722，该外部壳体722具有上部732A和下部732B，上部 732A包含上部体积734A，下部732B包含下部体积734B。下部体积734B中的气体被吸入互啮涡旋件712、714中并被互相啮合的涡旋件712、714压缩，然后压缩气体从涡旋件712、714的排出体积740排入上部体积734A中。待压缩的气体通过吸入口736进入外部壳体722并且压缩气体通过排出口738离开外部壳体722。

在一个实施例中的动涡旋件714以与图2所示并且如上所述的压缩机10 中的动涡旋件14类似的方式沿轨道运动。动涡旋件714安装在曲轴724的偏心端部756上，曲轴724例如通过电动机744旋转。实施方式中的电动机744 具有与图2并如上所述的电动机44同样的结构。例如，在一个实施例中，曲轴724可以通过除电动机744之外的机构例如外部电动机、内燃机或其他这种机构来旋转。

如图13所示，压缩机700包括径向轴承750、752和推力轴承754以在曲轴旋转时支撑曲轴724。压缩机700还包括定位在曲轴724的偏心端756上的径向轴承748，以防止旋转运动传递到动涡旋件714。润滑剂(例如油)可以沿曲轴724提供给轴承748、750、752、754。在一个实施例中，以与关于图2 中的压缩机10所描述的类似的方式，通过内部通道762从油槽733向轴承748、 750、752、754提供润滑油。实施例包括沿着曲轴724的三个径向轴承748、 750、752和推力轴承754。然而，一个实施例可以包括一个或多个适于支撑曲轴724并允许动涡旋件714相对于固定涡旋件712正确地旋转和/或沿轨道运动的轴承。

如图13和14所示，一个实施例中的空气静力推力轴承包括动涡旋件714 的后表面728、面向动涡旋件714的后表面728的轴承支撑构件758的表面766、以及包括开口764、外部径向密封件1720和内部径向密封件1710的气体分配结构。图14是一个实施例中的图13的空气静力推力轴承的放大图。动涡旋件 714中的通路768将涡旋件712、714的中间体积717流体地连接到动涡旋件 714的后表面728中的开口764。在一个实施例中，通路768具有沿涡旋件712、 714的中间体积717的开口765。通路768允许来自中间体积717的压缩气体流向气体分配结构。

图13和14中的气体分配结构包括两个开口764，并且动涡旋件714包括两个通路768。例如，图14示出了气体分配结构的单个开口764。在一个实施例中，气体分配结构可以包括在动涡旋件714的后表面728中的一个或多个开口764。在一个实施例中，气体分配结构可以包括在动涡旋件的后表面728中的两个或更多个开口764。例如，一个实施例中的气体分配结构可包括位于与图5所示的入口174相似位置的动涡旋件714的后表面728中的五个开口764。在一个实施例中，动涡旋件714可包括用于每个开口754的通路768(例如，如图13中两个开口764所示)。在具有多个开口764的实施例中，动涡旋件 714可以包括一个或多个通路786，并且至少一个通路786可以流体连接到气体分配结构的多个开口764。

在压缩机700运行期间，中间体积717具有比压缩机的下部体积734B更高的压力。如图13所示，空气静力推力轴承位于压缩机700的下部体积734B 中。因此，压缩气体从中间体积717流动到动涡旋件714的后表面728与轴承支撑件758的表面766之间的空间743，然后从空间743流向压缩机700的下部体积734B。压缩气体从开口764排出，如图14中的箭头B2所示，然后径向向外(例如，沿着方向E2)或径向向内(例如，沿方向D2)流动。当气体流过空间743时，动涡旋件714的推力负载挤压动涡旋件714的后表面728和轴承支撑件758的表面766之间的流动压缩气体。因此，在流过空间743时，在动涡旋件714的后表面728与轴承支撑构件758的表面766之间形成压缩气体层。由空气静力推力轴承形成的压缩气体层在方向C2上提供支撑来支撑动涡旋件714的推力负载。

在一个实施例中的气体分配结构还包括内部径向密封件1710和外部径向密封件1720。在一个实施例中，径向密封件1710、1720位于动涡旋件714和轴承支撑构件715之间。径向密封件1710、1720中的每一个沿动涡旋件714 的后表面728的周部延伸。在一个实施例中，每个径向密封件1710、1720是环形的。内部径向密封件1710位于开口764的径向内部，以及外部径向密封件1720位于开口764的径向外部。在一个实施例中，内部径向密封件1710可以延伸至动涡旋件714的基板726的外径附近。径向密封件1710、1720嵌入轴承支撑结构758的表面766中。然而，在一个实施例中，径向密封件1710、 1720中的一个或两个可设置在轴承支撑结构758的766的表面上，而无需被嵌入。在一个实施例中，径向密封件1710、1720中的一个或两个可以设置在动涡旋件714的后表面728上。

如图14所示，内部径向密封件1710具有厚度1712(例如，沿轴向的尺寸)，以及外部径向密封件1720具有厚度1722，其导致径向密封件1710、1720延伸到空间743中。内部径向密封件1710形成用于径向向内(例如沿方向D2)流动的压缩气体的限制部1714，并且外部径向密封件1720形成用于径向向外(例如沿E2方向)流动的压缩气体的限制部1724。各限制部1714、1724的轴向的长度比空间743的轴向的长度739短。在一个实施例中，径向密封件1710、 1720允许在径向密封件1710、1720之间在径向方向上形成加压气体层，同时也在径向方向上限制来自径向密封件1710、1720之间的空间743的部分之间的压缩气体。在一个实施例中，径向密封件1710、1720是有利的，因为它们限制了需要提供给空间743的加压气体的量，以形成在径向方向上充分支撑动涡旋件714的加压气体层。

由于限制部1714、1724在空间743的轴向方向上具有比轴向长度739小的轴向长度，所以压缩气体在径向方向上(例如沿方向E2或方向D2)通过限制部1714、1724时被迫压缩得厉害。另外，动涡旋件714的轨道可以使得空间743中的压力气体由于摩擦而沿径向向外流动。当压缩气体沿径向向外的方向受力时，其被迫通过限制部1714、1724并被进一步压缩。这样，除了由图 13和14的空气静力推力轴承提供的空气静力支撑之外，空气静力推力轴承还可以在限制部1714、1724中提供进一步压缩气体的部分，其为动涡旋件714 提供空气动力支撑。在这样的在一个实施例中，空气静力推力轴承也可以被称为混合空气静力/空气动力推力轴承。

在一个实施例中，径向密封件1710、1720、通路768和开口764被构造成使得空气静力推力沿轴向方向为动涡旋件714提供足够的支撑，同时限制需要用来提供足够支撑的压缩气体量。在一个实施例中，径向密封件1710、1720 可以被构造成具有特定长度1712、1722，以便为限制部1714、1724在轴向方向上提供期望的长度。例如，在实施例中可能期望限制部1714、1724在轴向方向上的长度小，以便使来自空间743的压缩气体的流动最小化。在一个实施例中，通路768可以被构造成连接到不同体积(例如中间体体积716、排放体积740)或具有不同的尺寸(例如横截面积)的互相啮合的涡旋件，以控制流过气体分配结构的更多个开口764中的一个的气体的量。如上所述，一个实施例中的气体分配结构可以具有一个或多个开口764，以允许压缩气体充分地流入并围绕动涡旋件714的后表面728的周部分布。

在一个实施例中，开口764可以设置在轴承支撑构件758而不是动涡旋件 714的表面766上。在这样的实施例中，压缩机700可以包括通路，该通路部分地延伸穿过轴承支撑构件758以提供压缩气体。例如，这样的实施例中的通路可以类似于如图2中所示并且如上所述的通路68。

如前所述，涡旋式压缩机700可以包括加压器(例如，图1中所示的加压器70)。在一个实施例中，加压器可流体地连接到例如将加压气体供应至空气静力推力轴承的通路(例如，通路768、通路68)或体积(例如，排出体积740、上部体积734A、中间体积717)。在一个实施例中，气体分配结构还可以包括如以上关于图2或图7所讨论的多孔材料。

在图15中示出了垂直无油涡旋式压缩机800的剖视图。除了在此描述的之外，涡旋式压缩机800可以具有与图14中所示并且如上所述的涡旋式压缩机700类似的特征。无油涡旋式压缩机800包括空气静力推力轴承，以沿轴向方向支撑动涡旋件814，类似于如图14中所示并如上所述的空气静力推力轴承。如图15所示，实施例中的空气静力推力轴承包括动涡旋件814的后表面 828、轴承支撑构件858的表面866、具有开口864的气体分配结构、外部径向密封件1820以及内部径向密封件1810。在一个实施例中的空气静力推力轴承可以具有与图14中所示的以及如上所述的空气静力推力轴承类似的构造。

压缩机800具有沿曲轴824的空气静力轴承。图15中所示的沿着曲轴824 的空气静力轴承类似于如图11所示并如上文所述的沿着曲轴524的空气静力轴承。在一个实施例中，图15中的空气静力轴承的构造和用于向空气静力轴承提供压缩气体的构造可以类似于如图11中所示并且如上所述的空气静力轴承。沿着曲轴824的每个空气静力轴承包括相应的气体分配结构848、850、852、 854。每个气体分配结构848、850、852、854包括多孔材料。

在一个实施例中，通路865将排出体积840流体地连接到气体分配结构 848。因此，压缩气体沿着曲轴的偏心端856被提供给空气静力径向轴承。在一个实施例中，通路865可以连接到不同的体积(例如，中间体积816、中间体积817)。在一个实施例中，通路865可以连接到向气体分配结构864提供压缩气体的通路868。通路869将轴承座858和下轴承座859中的气体分配结构850、852、854、859连接到涡旋式压缩机800的上部体积834A。因此，加压气体从上部体积834A沿着曲轴824供应到空气静力轴承。可选地或另外地，一个实施例中的连接通路869可以将支撑曲轴524的气体分配结构850、852、 854流体连接到外部加压气体源(例如加压器、压缩机等)。

图15中所示的压缩机800具有三个空气静力径向轴承和一个沿着曲轴824 的空气静力推力轴承。然而，一个实施例可以包括沿着曲轴24的任何特定位置的一个或多个空气静力轴承。可以包括轴承以适于支撑曲轴824并且允许动涡旋件814相对于固定涡旋件812正确旋转和/或沿轨道运动。

在一个实施例中，气体分配结构848、850、852、854中的一个或多个可以设置在曲轴824中而不是设置在轴承座858、859或动涡旋件814中。例如，在这样的实施例中，图15中用于向的空气静力轴承提供压缩气体的空气静力轴承和构造可以类似于如图8中所示并且如上所述的空气静力轴承。例如，在这样的实施例中，图15中空气静力轴承的构造和用于向的空气静力轴承提供压缩气体的构造可以类似于如图12中所示并且如上所述的空气静力轴承。

方面：

方面1-16中的任一方面可以与方面17-39中的任一方面组合，并且方面 17-21中的任一方面可以与方面22-39中的任一方面组合。

方面1.一种涡旋式压缩机，包括：

第一涡旋构件，所述第一涡旋构件具有基板和从所述基板的表面突出的螺旋包覆件；

第二涡旋构件，所述第二涡旋构件具有基板和从所述基板的表面突出的螺旋包覆件；

空气静力推力轴承，所述空气静力推力轴承沿轴向方向支撑所述第二涡旋构件并且包括：所述第二涡旋构件的表面、固定支撑构件的表面和气体分配结构，其中，

加压气体源向气体分配结构供应加压气体；以及

气体分配结构在固定支撑构件的表面和第二涡旋构件的表面之间形成气体层。

方面2.方面1的涡旋式压缩机，其中加压气体包括已经被第一涡旋构件和第二涡旋构件压缩的气体。

方面3.根据方面1或2中任一项所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构包括两个或更多个部分，并且每个部分供应有所述加压气体。

方面4.根据方面1-3中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构的上表面呈环形，使得所述气体分配结构沿着所述第二涡旋构件的所述表面的整个周部分配气体。

方面5.根据方面1-4中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构的上表面是倾斜的。

方面6.根据方面1-5中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中气体分配结构位于所述第二涡旋构件的后表面上。

方面7.方面1-6中任一方面所述的涡旋式压缩机，还包括：

位于所述第二涡旋构件内的通路，所述通路将所述第一涡旋构件和所述第二涡旋构件之间的体积流体连接至所述气体分配结构，其中，

所述第一涡旋构件和第二涡旋构件之间的体积是加压气体的来源。

方面8.根据方面1-5中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构位于所述固定支撑构件的表面上。

方面9.根据方面1-6和8中任一方面的涡旋式压缩机，还包括：

上部体积，其中由第一涡旋构件和第二涡旋构件压缩的气体排放到所述上部体积中；以及

将上部体积流体连接到气体分配结构的连接通道，其中，

所述压缩气体的来源是上部体积。

方面10.根据方面1-9中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述加压气体源包括外部加压气体源。

方面11.根据方面1-10中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中气体分配结构包括多孔材料。

方面12.根据方面1-11中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构包括内部径向密封件和外部径向密封件，所述内部径向密封件和所述外部径向密封件位于所述第二涡旋构件和所述固定支撑构件之间。

方面13.根据方面1-12中任一方面所述的涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构还包括位于所述第二涡旋构件的后表面或所述固定支撑构件的表面中的一个或多个开口，所述一个或多个开口位于所述第二涡旋构件的径向方向上的内部径向密封件和外部径向密封件之间。

方面14.根据方面1-13中任一方面所述的涡旋式压缩机，还包括：

流量控制装置，所述流量控制装置控制供应到气体分配结构的加压气体的流量。

方面15.根据方面1-14中任一方面所述的涡旋式压缩机，还包括：

入口气体的吸入口；

流体连接到所述第一和第二涡旋构件的入口并流体连接到所述吸入口的下部体积，其中，

流入第一涡旋构件和第二涡旋构件的入口的气体包括从气体分配结构排出的气体。

方面16.根据方面1-15中任一方面所述的涡旋式压缩机，还包括：

为气体分配结构提供第二加压气体源的加压器。

方面17.一种支撑涡旋式压缩机中的旋转或动涡旋构件的方法，其中固定支撑构件定位在涡旋式压缩机内，使得固定支撑构件的表面面向旋转或动涡旋构件的表面，所述方法包括：

在固定支撑构件的表面或旋转或动涡旋构件的表面上提供气体分配结构；

将加压气体从加压气体源供应到气体分配结构；以及

所述气体分配结构在旋转或动涡旋构件和固定支承件之间形成一层气体，该层气体支承旋转或动涡旋构件的推力负载。

方面18.根据方面17的方法，其中所述气体分配结构包含多孔材料。

方面19.根据方面17或18所述的方法，其中所述气体分配结构包括内部径向密封件和外部径向密封件，所述内部径向密封件和所述外部径向密封件位于所述旋转或动涡旋构件和所述固定支撑构件之间。

方面20.根据方面17-19中任一方面的方法，其中所述加压气体源包括内部加压气体源。

方面21.根据方面17-20中任一方面所述的方法，还包括：

当来自加压气体源的加压气体的流量或压力不足以支持推力负载时，从第二加压气体源向气体分配结构供应加压气体。

方面22.一种无油涡旋式压缩机，包括：

第一涡旋构件，所述第一涡旋构件具有基板和从所述基板突出的螺旋包覆件；

第二涡旋构件，所述第二涡旋构件具有基板和从所述基板突出的螺旋包覆件；

空气静力推力轴承，所述空气静力推力轴承沿轴向方向支撑所述第二涡旋构件，并且包括：

第二涡旋构件的基板的后表面，

固定支撑构件的表面，以及

气体分配结构，所述气体分配结构位于所述第二涡旋构件的后表面或所述固定支撑构件的表面之一上，其中，

当供应有加压气体时，所述气体分配结构在第二涡旋构件的基板的后表面和固定支撑构件的表面之间形成加压气体层；

使第二涡旋构件旋转的曲轴；以及

空气静力径向轴承，所述空气静力径向轴承用于在曲轴旋转时支撑曲轴，空气静力径向轴承包括：

曲轴的外表面，

面向曲轴的外表面的支撑表面，以及

位于在曲轴的外表面或支撑表面中的一个上的第二气体分配结构，其中，当供应有加压气体时，气体分配结构在曲轴的外表面和面向曲轴的外表面的支撑表面之间形成气体层。

方面23.方面22的无油涡旋式压缩机，其中气体分配结构位于第二涡旋构件的后表面上。

方面24.方面22或23中任一项所述的无油涡旋式压缩机，还包括：

位于所述第二涡旋构件内的通路，所述通路将所述第一涡旋构件与所述第二涡旋构件之间的体积流体连接至所述气体分配结构，所述通路构造成将所述加压气体从所述第一涡旋构件与所述第二涡旋构件之间的体积供应至所述气体分配结构。

方面25.方面22-23中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，其中气体分配结构位于固定支撑构件的表面上。

方面26.根据方面22或25中任一项所述的无油涡旋式压缩机，还包括：

上部体积，其中由第一涡旋构件和第二涡旋构件压缩的气体排放到上部体积中；以及

将所述上部体积流体连接至气体分配结构的连接通路，所述连接通路构造成将加压气体从所述上部体积供应至所述气体分配结构。

方面27.根据方面22-26中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，其中加压气体从外部加压气体源供应到气体分配结构。

方面28.根据方面22-27中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构包括多孔材料。

方面29.根据方面22-28中任一项所述的无油涡旋式压缩机，其中所述气体分配结构包括内部径向密封件和外部径向密封件，所述内部径向密封件和所述外部径向密封件位于所述第二涡旋构件和固定支撑构件之间。

方面30.根据方面22-29中任一方面的涡旋式压缩机，其中气体分配结构包括在第二涡旋式构件的后表面或固定式支撑构件的表面上的一个或多个开口，所述一个或多个开口在所述第二涡旋构件的径向方向上位于所述内部径向密封件和所述外部径向密封件之间。

方面31.根据方面22-30中任一方面所述的涡旋式压缩机，还包括：

入口气体的吸入口；

流体连接到所述第一涡旋构件和第二涡旋构件的入口并流体连接到所述吸入口的下部体积，其中，

流入第一涡旋构件和第二涡旋构件的入口的气体包括由气体分配结构分配的气体。

方面32.根据方面22-31中任一方面的无油涡旋式压缩机，其中供应到气体分配结构的加压气体包括已经被第一涡旋构件和第二涡旋构件压缩的气体。

方面33.根据方面22-32中任一方面的无油涡旋式压缩机，其中：

第二气体分配结构位于所述曲轴的外表面上；以及

曲轴包括流体连接至第二气体分配结构的内部通道，所述内部通道构造成向第二气体分配结构供应加压气体。

方面34.根据方面22-33中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，还包括：

第二涡旋构件基板中的通道，所述通道将第一涡旋构件和第二涡旋构件之间的体积流体地连接到曲轴的内部通道。

方面35.根据方面34所述的无油涡旋式压缩机，其中所述第一涡旋构件和所述第二涡旋构件之间的体积是所述第一涡旋构件和第二涡旋构件的排出体积。

方面36.根据方面34所述的无油涡旋式压缩机，其中所述第一涡旋构件和第二涡旋构件之间的体积是第一涡旋构件和第二涡旋构件的中间体积。

方面37.根据方面22-32中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，其中所述第二气体分配结构位于所述支撑表面上。

方面38.根据方面22-37中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，其中内部加压气体源为第二气体分配结构供应加压气体。

方面39.根据方面22-38中任一方面所述的无油涡旋式压缩机，还包括：

空气静力推力轴承，用于在曲轴旋转时支撑曲轴，所述空气静力推力轴承包括曲轴的轴向表面、面向曲轴的轴向表面的支撑表面以及第三气体分配结构，其中，

当供应有加压气体时，气体分配结构在曲轴的轴向表面和面向曲轴的轴向表面的支撑表面之间形成气体层。

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