專利名稱：徑向順從渦旋壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種徑向順從渦旋壓縮機(radial compliance scrollcompressor)，特別是這樣一種徑向順從渦旋壓縮機，用于最大限度地減少摩擦損耗和回轉(zhuǎn)渦卷體與固定渦卷體之間的泄漏。
通常，壓縮機將機械能轉(zhuǎn)化為可壓縮流體的壓力量，并分為往復型、渦旋型、偏心型(也稱渦輪型)和葉片型(也稱旋轉(zhuǎn)型)。其中，與使用活塞的往復型壓縮機不同，渦旋型壓縮機象偏心型與葉片型那樣具有一種結(jié)構(gòu)，其中，使用一旋轉(zhuǎn)體將氣體抽吸、壓縮和排出。
這種渦旋型壓縮機分為固定半徑渦旋壓縮機和徑向順從渦旋壓縮機。固定半徑渦旋壓縮機的設(shè)計是，回轉(zhuǎn)渦卷體始終繞相同半徑回轉(zhuǎn)而不管壓縮條件的變化。徑向順從渦旋壓縮機的設(shè)計是，回轉(zhuǎn)渦卷體沿徑向向后運動，然后返回到初始狀態(tài)，以便當液體制冷劑、油或者雜質(zhì)流入壓縮腔而異常地增加壓縮腔中地壓力時防止環(huán)帶損壞。
為了在這種徑向順從渦旋壓縮機中改變回轉(zhuǎn)渦卷體的回轉(zhuǎn)半徑，眾所周知的方法是在曲軸和回轉(zhuǎn)渦卷體之間插入一個滑套或滑塊或者一個偏心套。其中，本發(fā)明涉及一種插入偏心套的徑向順從渦旋壓縮機。
如

圖1所示，這種徑向順從渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)是主機架2和副機架2固定在填裝有適當高度的油的殼體1的內(nèi)周面的上和下側(cè)處；具有定子4A和轉(zhuǎn)子4B的驅(qū)動馬達4固定地安裝在主機架2和副機架3之間；曲軸5通過主機架2被強行插入驅(qū)動馬達4的轉(zhuǎn)子4B的中心；具有螺旋式環(huán)帶6a并偏心地連接于曲軸柄5的回轉(zhuǎn)渦卷體6可回轉(zhuǎn)地安裝在主機架2的上部；具有與回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a接合以形成多個壓縮腔的螺旋式環(huán)帶7a的固定渦卷體7在回轉(zhuǎn)渦卷體的上表面上固定地安裝在主機架2的周邊部處；將殼體1的內(nèi)部分隔為排壓區(qū)即高壓部分和吸壓區(qū)即低壓部分的排出罩8在固定渦卷體7的上側(cè)固定到殼體1的內(nèi)周表面上。
在曲軸5的前端面處，一個用于偏心轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)渦卷體6的驅(qū)動銷部5a偏心地伸出，并且一油路5b通過驅(qū)動銷部5a的中心斜伸到曲軸5的下端。
如圖2所示，插入回轉(zhuǎn)渦卷體6的突出部分6b、用于在受到反常壓力時使回轉(zhuǎn)渦卷體6在半徑方向退縮的偏心套9被偏心地插入驅(qū)動銷部5a，一個限制偏心套9轉(zhuǎn)動的止擋銷10被插入偏心套9，因此，偏心套9具有預先設(shè)定的徑向運動范圍。
更具體地說，止擋銷10的上半部被插入偏心套9，它的下半部以可動地插入設(shè)置在曲軸5前端表面5c處的止動槽5d。
在圖中，未做解釋的附圖標記2a表示形成曲軸5的徑向支承表面的一個通孔。
現(xiàn)有技術(shù)中如此結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機運作如下。
也就是說，轉(zhuǎn)子4B在通過供電與曲軸5一起在定子4A的內(nèi)部轉(zhuǎn)動的同時使回轉(zhuǎn)渦卷體6回轉(zhuǎn)。同時，回轉(zhuǎn)渦卷體6以距所述軸的旋轉(zhuǎn)中心回轉(zhuǎn)半徑的距離通過一歐式環(huán)(Oldhamring)(未示)進行回轉(zhuǎn)，以從而在兩個環(huán)帶6a和7a之間形成多個的壓縮腔。當各壓縮腔由于回轉(zhuǎn)渦卷體6的連續(xù)回轉(zhuǎn)運動朝向中心運動時，壓縮腔的體積減小，導致吸入的氣態(tài)制冷劑的排出。
此時，在流入壓縮腔的氣態(tài)制冷劑處于正常狀態(tài)的情況下，回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a和固定渦卷體7的環(huán)帶7a彼此接觸以從而在兩側(cè)在壓縮腔中形成一封閉空間，從而使偏心套9和止擋銷10保持它們的如圖4A所示的位置。相反，在如上所述流入壓縮腔的氣態(tài)制冷劑含有多于預定量的液體制冷劑、油或其它雜質(zhì)時，壓縮腔的壓力將異常增加而使回轉(zhuǎn)渦卷體6趨于向后運動。這種向后運動的趨勢被傳遞給插入回轉(zhuǎn)渦卷體6突出部分6b(見圖2)的偏心套9。偏心套9以逆時針方向(也是回轉(zhuǎn)渦卷體向后運動的方向)旋轉(zhuǎn)，直到到達圖4B所示的止動銷的止擋位置，并且回轉(zhuǎn)渦卷體的環(huán)帶6a和固定渦卷體的環(huán)帶7a被彼此分開。此時，在高壓壓縮腔(HR)中的壓縮氣體漏入低壓壓縮腔(LR)，然后回轉(zhuǎn)渦卷體的環(huán)帶6a恢復到最初狀態(tài)，從而防止過度壓力損壞環(huán)帶6a和7a。
然而，在上述的傳統(tǒng)渦旋壓縮機中，由于止擋銷10距驅(qū)動銷部5a設(shè)置在預定間隔處，曲軸5的直徑(D1)必須形成得比止擋銷10和驅(qū)動銷部5a之間的間隙要大。另外，在半徑方向支撐曲軸的主機架2的通孔2a的直徑也變大，從而增大了曲軸5和主機架2之間的摩擦面積。因此，出現(xiàn)的一個問題是，馬達的效率由于壓縮機轉(zhuǎn)動期間的摩擦損失而降低，同樣材料的成本也增加了。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種徑向順從渦旋壓縮機，能夠通過減小曲軸的直徑使主機架和支承表面之間的摩擦損失最小化。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種徑向順從壓縮機，兩個具有螺旋式環(huán)帶的渦卷體相互接合，兩個渦卷體中的其突出部分偏心地連接到于曲軸的前端面上形成的驅(qū)動銷部的回轉(zhuǎn)渦卷體進行回轉(zhuǎn)運動以形成其位置在兩個環(huán)帶之間連續(xù)移動的多個壓縮腔，連接于曲軸的回轉(zhuǎn)渦卷體可在預定范圍內(nèi)沿徑向向后運動以使兩個渦卷體的環(huán)帶彼此分離并隨后返回到正常狀態(tài)，從而形成壓縮腔；一偏心套插在曲軸驅(qū)動銷部的外周表面和與之連接的回轉(zhuǎn)渦卷體的突出部分的內(nèi)周表面之間，以便可旋轉(zhuǎn)地并偏心地連接到曲軸上；限制偏心套的徑向運動的止擋銷插在驅(qū)動銷部外周表面的一側(cè)部和偏心套的相對內(nèi)周表面之間；以及緊靠止擋銷的外周表面設(shè)置并將偏心套連同回轉(zhuǎn)渦卷體的徑向運動限制在一預定范圍內(nèi)的止擋擋面。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中，優(yōu)選地，驅(qū)動銷部的止擋擋面形成為D截面形狀，使得止擋銷在向后方向上可滑動地并線性地閂定其上。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中，優(yōu)選地，用于彈性支撐其偏心套始終進行回轉(zhuǎn)運動的彈性元件設(shè)置在止擋擋面和對應的止擋銷之間。
參照附圖可以對本發(fā)明有更好的理解，這些圖僅僅用于說明而不是限制本發(fā)明，其中圖1是一個垂直剖面視圖，說明一個傳統(tǒng)渦旋壓縮機的例子；圖2是一個垂直剖面視圖，說明圖1的A部分的細節(jié)；圖3是一個橫剖面視圖，說明偏心套在傳統(tǒng)渦旋壓縮機中的連接狀態(tài)；圖4A和圖4B是橫剖面視圖，說明相應于傳統(tǒng)渦旋壓縮機中的驅(qū)動狀態(tài)偏心套的運動；圖5是一個垂直剖面視圖，說明根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機的各部分；圖6是一個垂直剖面視圖，說明圖5的B部分的細節(jié)；圖7是一個橫剖面視圖，說明偏心套在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中的連接狀態(tài)；圖8是一個橫剖面視圖，說明其上加裝有彈性件的偏心套在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中的連接狀態(tài)；
圖9A和9B是橫剖面視圖，說明相應于根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機的驅(qū)動狀態(tài)偏心套的運動。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例將參照附圖具體描述如下。
圖5是一個垂直剖面視圖，說明根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機的各組成部分。圖6是一個垂直剖面視圖，說明圖5的B部分的細節(jié)。圖7是一個橫剖面視圖，說明偏心套在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中的連接狀態(tài)。圖8是一個橫剖面視圖，說明其上加裝有彈性元件的偏心套在根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機中的連接狀態(tài)。圖9A和9B是橫剖面視圖，說明相應于根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機的驅(qū)動狀態(tài)偏心套的運動。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機包括一個主機架2和副機架(未示)，固定在有一個吸管(SP)和一個排放管(DP)的殼體1的上和下側(cè)；一個在主機架2和副機架之間安裝在殼體1中的驅(qū)動馬達4；一個經(jīng)由主機架2和副機架與驅(qū)動馬達4的轉(zhuǎn)子4B連接的曲軸100；具有螺旋式環(huán)帶6a并偏心地連接到曲軸100上端的回轉(zhuǎn)渦卷體6；具有與回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a相接合以形成多個壓縮腔并在回轉(zhuǎn)渦卷體6的上側(cè)固定地連接于主機架2的固定渦卷體7a；偏心地連接于曲軸100的前端從而根據(jù)壓縮腔的壓力滑動地和偏心地轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)渦卷體的偏心套200。
曲軸100通過副機架和主機架2的通孔2a得以支撐。偏心地轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)渦卷體的驅(qū)動銷部110偏心地形成在曲軸100的上部前端面。優(yōu)選地，驅(qū)動銷110的中心盡可能遠地偏離開離曲軸100的旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置。
曲軸100的驅(qū)動銷部110插入其中的突出部分6b形成在回轉(zhuǎn)渦卷體6的端板的底部，一個回轉(zhuǎn)套(orbiting bush)(未圖示)滑動地和插入地連接于突出部分6b的內(nèi)周表面。
如圖6所示，偏心地轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)渦卷體6并且當壓縮腔的壓力過度升高時使回轉(zhuǎn)渦卷體6在半徑方向上退縮的偏心套200可旋轉(zhuǎn)地和偏心地連接到曲軸100的驅(qū)動銷部110。
偏心套200的直徑差不多與曲軸100的直徑相等。曲軸100的驅(qū)動銷部110可滑動接觸地插入其中的驅(qū)動銷連接孔210形成在偏心套200上。允許驅(qū)動銷連接孔210接受止擋銷300的部分圓柱面的止擋連接孔220形成在偏心套200上。
用于將回轉(zhuǎn)渦卷體6的徑向后向運動限制在預定范圍之內(nèi)的止擋銷300沿軸向插入在偏心套200的底部和曲軸100的相應前端面之間。
止擋銷300連接在曲軸100和偏心套200之間，并且設(shè)置用來接觸曲軸100的驅(qū)動銷部110，在驅(qū)動銷部110的外周面上，如圖7所示，止擋擋面130在回轉(zhuǎn)渦卷體的向后方向上以拐角形成D的形狀，使得止擋銷300閂靠其上。
如圖8所示，優(yōu)選地，推動偏心套200的彈性板元件400插入止擋擋面130中，以便防止在正常運作或啟動操作期間由于油的粘性在偏心套200拉轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)套(未圖示)和回轉(zhuǎn)渦卷體6時回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a與固定渦卷體7的環(huán)帶7a分離。
在各圖中，同樣的零部件被標以相同的附圖標記。
根據(jù)本發(fā)明的徑向順從渦旋壓縮機的常規(guī)操作與傳統(tǒng)渦旋壓縮機類的類似。
也就是說，當電力被施加給驅(qū)動馬達4以轉(zhuǎn)動曲軸100時，偏心地連接于曲軸100的回轉(zhuǎn)渦卷體6繞預定的半徑回轉(zhuǎn)。在當形成在回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a和固定渦卷體7的環(huán)帶7a之間的壓縮腔連續(xù)向回轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)中心移動時壓縮腔的體積變小的一系列過程中，氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮腔，并被逐漸壓縮和排出。
在此，在流入壓縮腔的氣態(tài)制冷劑保持正常狀態(tài)的情況下，回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a和固定渦卷體7的環(huán)帶7a彼此線接觸，從而兩側(cè)的壓縮腔形成一封閉空間。因此，如圖9A所示，偏心套200和止擋銷300處于其彼此保持預定間隔的位置處。
另一方面，在流入壓縮腔的氣態(tài)制冷劑含有預定量的液態(tài)制冷劑、油、或其它雜質(zhì)的情況下，壓縮腔的壓力會異常升高，因此由于壓縮腔的壓力，回轉(zhuǎn)渦卷體6趨向于沿半徑方向向后運動。這種向后運動的趨勢被傳遞給插入回轉(zhuǎn)渦卷體6的突出部分6b的偏心套200。如圖9B所示，偏心套9沿逆時針方向與止擋銷300一起旋轉(zhuǎn)。當止擋銷300在一限定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)而閂定在設(shè)置在曲軸100的驅(qū)動銷部110上的止擋擋面130的D狀表面時，進一步轉(zhuǎn)動被限制從而阻止偏心套200和回轉(zhuǎn)渦卷體6的徑向向后運動。
此時，回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a與固定渦卷體7的環(huán)帶7a分開偏心套200與回轉(zhuǎn)渦卷體6一起沿半徑方向向后運動的距離那么遠。結(jié)果是，當壓縮腔打開時，壓縮氣體從壓力高的壓縮腔(HR)流入壓力低的壓縮腔(LR)。然后，回轉(zhuǎn)渦卷體6的環(huán)帶6a恢復到初始狀態(tài)，以防止壓縮腔的壓力過高。
以這種方式，當止擋銷300設(shè)置在與曲軸100的驅(qū)動銷部110直接接觸的范圍之內(nèi)時，如圖7所示，曲軸100的直徑D2對相同偏心套200的截面區(qū)域顯著減小。因此，曲軸100外周面和主機架2的通孔的相應內(nèi)周面之間的支承表面的面積減少了，結(jié)果是該支承表面上產(chǎn)生的摩擦損失也減小到最小。另外，由于曲軸100的直徑D2變小了，曲軸所需的材料成本也降低了。
同時，雖然圖中沒有顯示，止擋銷可以插裝到驅(qū)動銷部的內(nèi)周表面。在這種情況下，優(yōu)選地，一止擋插槽形成在驅(qū)動銷部的上端，并且止擋擋面在回轉(zhuǎn)渦卷體的向后方向上以拐角形成D的形狀，使得在壓縮機正常操作時略微分離而在諸如過度壓力操作等非正常操作時在與偏心襯套一起轉(zhuǎn)動的同時沿半徑方向向后運動的止擋銷閂定到止擋插槽一側(cè)的內(nèi)周面上。在這種情況下，由于與上述實例相比曲軸的直徑可以做得更小，所得到的諸如摩擦損失減小以及制造成本降低等操作效果當以增加兩倍。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機的半徑適應性結(jié)構(gòu)構(gòu)作成，使得偏心套插在曲軸的驅(qū)動銷部的外周表面和與之連接的渦卷體突出部分的內(nèi)周表面之間，從而被可旋轉(zhuǎn)和偏心地連接到曲軸，限制偏心套的徑向運動的止擋銷被插在曲軸的前端表面和偏心套一側(cè)的對應表面之間，抵靠于止擋銷的外周表面、用于將偏心套連同渦卷體的半徑運動限制在預定范圍內(nèi)的止擋擋面在渦卷體的向后方向上以拐角形成在一平面凸塊上，從而使止擋銷與曲軸的驅(qū)動銷部接觸。因此，由于曲軸的直徑減小了，曲軸和在徑向上支持曲軸的主機架之間的支承面積也減小了。因此，支承表面上發(fā)生的摩擦損失降低，并且曲軸的生產(chǎn)成本也降低。
雖然本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種形式而不背離其本質(zhì)和基本特征，需要理解的是上述的實施例不會被任何前述的細節(jié)所限制，除非另外指出，應該被廣泛地解釋在其本質(zhì)和后附的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，因此所有在權(quán)利要求的要求和范圍之內(nèi)，或與要求和范圍相等的變化和修改，會被包含在附后的權(quán)利要求之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種徑向順從渦旋壓縮機，兩個具有螺旋式環(huán)帶的渦卷體相互接合，兩個渦卷體中的其突出部分偏心地連接到于曲軸的前端面上形成的驅(qū)動銷部的回轉(zhuǎn)渦卷體進行回轉(zhuǎn)運動以形成其位置在兩個環(huán)帶之間連續(xù)移動的多個壓縮腔，連接于曲軸的回轉(zhuǎn)渦卷體可在預定范圍內(nèi)沿徑向向后運動以使兩個渦卷體的環(huán)帶彼此分離并隨后返回到正常狀態(tài)，從而形成壓縮腔，其特征在于，一偏心套插在曲軸驅(qū)動銷部的外周表面和與之連接的回轉(zhuǎn)渦卷體的突出部分的內(nèi)周表面之間，以便可旋轉(zhuǎn)地并偏心地連接到曲軸上；限制偏心套的徑向運動的止擋銷插在驅(qū)動銷部外周表面的一側(cè)部和偏心套的相對內(nèi)周表面之間；以及用于緊密貼靠于止擋銷的外周表面并將偏心套連同回轉(zhuǎn)渦卷體的徑向運動限制在一預定范圍內(nèi)的止擋擋面。
2.如權(quán)利要求1所述的徑向順從渦旋壓縮機，其特征在于，驅(qū)動銷部的止擋擋面形成為D截面形狀，使得止擋銷在向后方向上可滑動地并線性地閂定其上。
3.如權(quán)利要求2所述的徑向順從渦旋壓縮機，其特征在于，用于彈性支撐其偏心套始終進行回轉(zhuǎn)運動的彈性元件設(shè)置在止擋擋面和對應的止擋銷之間。
全文摘要
一種徑向順從渦旋壓縮機,兩個具有螺旋式環(huán)帶的渦卷體相互接合,回轉(zhuǎn)渦卷體進行回轉(zhuǎn)運動以形成多個壓縮腔,連接于曲軸的回轉(zhuǎn)渦卷體可在預定范圍內(nèi)沿徑向向后運動;一偏心套插在曲軸驅(qū)動銷部的外周表面和與之連接的回轉(zhuǎn)渦卷體的突出部分的內(nèi)周表面之間;限制偏心套的徑向運動的止擋銷插在驅(qū)動銷部外周表面的一側(cè)部和偏心套的相對內(nèi)周表面之間;將偏心套連同回轉(zhuǎn)渦卷體的徑向運動限制在預定范圍內(nèi)的止擋擋面。
文檔編號F04C28/00GK1335453SQ0111742
公開日2002年2月13日 申請日期2001年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者張英逸 申請人:Lg電子株式會社