專利名稱：無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本案涉及一種離心式冷媒壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑方法，更詳而言之，本案涉及一種不使用潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑轉(zhuǎn)軸的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于例如為離心式壓縮機(jī)的加壓裝置而言，通過轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)葉輪并搭配蝸道等構(gòu)件，可于吸入流體(例如冷媒、空氣、水等)的同時(shí)一并對(duì)流體作功，進(jìn)而達(dá)到對(duì)流體加壓與輸送的功效。而針對(duì)提升壓縮機(jī)的運(yùn)作效能的課題，其關(guān)鍵在于如何提供轉(zhuǎn)軸適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑與支撐力，以使其得以穩(wěn)定且快速地旋轉(zhuǎn)，因此，各式各樣的軸承設(shè)計(jì)也相應(yīng)地出現(xiàn)。如第7240515號(hào)美國(guó)專利案所披露的離心式壓縮機(jī)，即為一種磁浮軸承式的壓縮機(jī)，其通過磁力讓轉(zhuǎn)軸懸浮于壓縮機(jī)中，使轉(zhuǎn)軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)可維持在適當(dāng)?shù)匚恢貌⒉粫?huì)與周圍的構(gòu)件發(fā)生摩擦。但輸出足以支撐轉(zhuǎn)軸的磁力必須消耗掉相當(dāng)?shù)碾娔?，且磁力的輸出功率也須通過精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)方可達(dá)成，而精準(zhǔn)的控制系統(tǒng)不但會(huì)增加壓縮機(jī)的制造成本， 也會(huì)消耗掉更多的電能，因此，磁浮軸承式的壓縮機(jī)不但不符合壓縮機(jī)設(shè)計(jì)上的節(jié)能趨勢(shì)， 也會(huì)增加使用者的使用負(fù)擔(dān)。再者，在第6176092號(hào)美國(guó)專利案中揭露了一種滾珠軸承式壓縮機(jī)，其通過滾珠來(lái)提供轉(zhuǎn)軸支撐力，并利用液態(tài)冷媒取代一般現(xiàn)有的潤(rùn)滑油并作為滾珠與轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑劑，同時(shí)避免了潤(rùn)滑油所造成的環(huán)境污染以及對(duì)冷媒的污染(潤(rùn)滑油會(huì)污染冷媒，使冷媒熱效率降低)；而在第5902049號(hào)美國(guó)專利案中則揭露了一種彈性動(dòng)壓式軸承，其通過填充于轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸外壁間的緩沖層來(lái)提供轉(zhuǎn)軸支撐力，并利用緩沖層所具有的彈性降低轉(zhuǎn)軸發(fā)生損壞的機(jī)率。而使用液態(tài)冷媒來(lái)作為潤(rùn)滑劑雖然可避免潤(rùn)滑油所造成的環(huán)境污染，但由于液態(tài)冷媒的粘稠度通常對(duì)于滾珠而言并不足夠，所以無(wú)法提供滾珠軸承式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸有如潤(rùn)滑油般良好的潤(rùn)滑效果，易使?jié)L珠軸承式壓縮機(jī)中的滾珠與轉(zhuǎn)軸發(fā)生不當(dāng)?shù)哪p， 進(jìn)而使?jié)L珠軸承式壓縮機(jī)的故障機(jī)率提高。其次，鋪設(shè)于轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)軸外壁間的緩沖層雖然可減低轉(zhuǎn)軸發(fā)生損壞的機(jī)率，卻也因緩沖層會(huì)增加轉(zhuǎn)軸與軸管間的阻尼系數(shù)而使彈性動(dòng)壓式軸承無(wú)法適用于高轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)中，導(dǎo)致實(shí)用性大大地降低。有鑒于此，如何提供一種無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑方法，不但不需使用潤(rùn)滑油來(lái)作為轉(zhuǎn)軸的潤(rùn)滑劑，且在不增加額外電能的前提下，使轉(zhuǎn)軸維持穩(wěn)定且高速地旋轉(zhuǎn)，即為各界所急待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)上述目的及其他目的，本發(fā)明提供一種用以將低壓冷媒壓縮為高壓冷媒的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，包括殼體；冷媒流道，連通該殼體，包括用以供該低壓冷媒流入的第一流道以及用以供該高壓冷媒排出的第二流道；壓縮模塊，設(shè)置于該殼體內(nèi)，且具有轉(zhuǎn)軸以及連接該轉(zhuǎn)軸的壓縮件與驅(qū)動(dòng)件，用以通過該驅(qū)動(dòng)件驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該壓縮件以將該低壓冷媒壓縮為該高壓冷媒，其中，該轉(zhuǎn)軸外側(cè)具有一固定式外壁包覆該轉(zhuǎn)軸；徑向軸承，設(shè)置于該固定式外壁與該轉(zhuǎn)軸間，并可旋轉(zhuǎn)地套覆于該轉(zhuǎn)軸，其中，該徑向軸承的內(nèi)表面與該轉(zhuǎn)軸的表面間以及該徑向軸承的外表面與該固定式外壁間具有微間隙，且該徑向軸承具有至少一由其外周面連通至該轉(zhuǎn)軸的表面的貫穿孔；第一導(dǎo)入件，設(shè)置于該殼體內(nèi)，并通過該固定式外壁而連通至該徑向軸承的表面，用以將潤(rùn)滑用冷媒流體導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，同時(shí)，該潤(rùn)滑用冷媒流體也通過該徑向軸承的貫穿孔流入該轉(zhuǎn)軸的表面，以于該壓縮模塊作動(dòng)時(shí)提供該徑向軸承與該固定式外壁間以及該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑；多個(gè)匯集槽，分別設(shè)置于該徑向軸承的兩端，并連通于該微間隙，用以匯集經(jīng)該第一導(dǎo)入件導(dǎo)入該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體；以及第一排出件，連接該匯集槽，用以將該匯集槽中的該潤(rùn)滑用冷媒流體從該匯集槽中排出。在本發(fā)明的一實(shí)施態(tài)樣中，還包括設(shè)置于該轉(zhuǎn)軸的一端與該固定式外壁間的軸向軸承，而該第一導(dǎo)入件還朝向該軸向軸承的表面，用以將潤(rùn)滑用冷媒流體導(dǎo)入至該軸向軸承的表面，以于壓縮模塊作動(dòng)時(shí)提供該軸向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑以及該軸向軸承與固定式外壁間的潤(rùn)滑；相對(duì)地，該匯集槽還設(shè)置于該軸向軸承的周緣，用以匯集經(jīng)該第一導(dǎo)入件導(dǎo)入該軸向軸承的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體。其次，為達(dá)上述目的及其他目的，本發(fā)明也提供一種無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，用以潤(rùn)滑無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸及包覆該轉(zhuǎn)軸的固定式外壁，包括以下步驟(1)將具有至少一貫穿孔的徑向軸承以可旋轉(zhuǎn)地套覆于該轉(zhuǎn)軸的方式設(shè)置于該固定式外壁與該轉(zhuǎn)軸間，并使該徑向軸承的內(nèi)表面與該轉(zhuǎn)軸的表面間以及該徑向軸承的外表面與該固定式外壁間具有微間隙，且該貫穿孔由該徑向軸承的外周面連通至該轉(zhuǎn)軸的表面；以及( 令潤(rùn)滑用冷媒流體通過該固定式外壁并導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，且通過該徑向軸承的貫穿孔流入該轉(zhuǎn)軸的表面，以于該轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)提供該徑向軸承與該固定式外壁間以及該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑。在本發(fā)明的一實(shí)施態(tài)樣中，在步驟(1)中還包括設(shè)置軸向軸承于該轉(zhuǎn)軸的一端以及該固定式外壁間的步驟。而該步驟( 還包括令潤(rùn)滑用冷媒流體通過該固定式外壁并導(dǎo)入至該軸向軸承的表面，以于該轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)提供該軸向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑以及該軸向軸承與固定式外壁間的潤(rùn)滑的步驟。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)可分別利用徑向軸承及軸向軸承提供轉(zhuǎn)軸徑向及軸向的負(fù)載力，當(dāng)壓縮模塊作動(dòng)時(shí)，通過第一導(dǎo)入件將潤(rùn)滑用冷媒流體從殼體外部導(dǎo)入，可使徑向軸承與固定式外壁間、徑向軸承與轉(zhuǎn)軸間、軸向軸承與固定式外壁，以及軸向軸承與轉(zhuǎn)軸間具有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑效果，使轉(zhuǎn)軸得以順暢地進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)， 實(shí)用性甚佳。本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)無(wú)需耗費(fèi)額外的電能，也不需搭配其他的控制系統(tǒng)，更不必使用潤(rùn)滑油來(lái)作為轉(zhuǎn)軸的潤(rùn)滑劑，所以可進(jìn)一步減低使用者的使用負(fù)擔(dān)和避免使用潤(rùn)滑油所造成的環(huán)境污染以及對(duì)冷媒的污染。


圖1為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)圖；圖2A為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的一實(shí)施例的正視圖及剖視圖；圖2B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承對(duì)應(yīng)圖2A的實(shí)施例的剖
5視圖；圖3A為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的另一實(shí)施例的正視圖；圖;3B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承對(duì)應(yīng)圖3A的實(shí)施例的剖視圖；圖4A為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的又一實(shí)施例的正視圖；圖4B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承對(duì)應(yīng)圖4A的實(shí)施例的剖視圖；以及圖5為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法流程圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明1無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)10 殼體11冷媒流道110 第一流道111 第二流道112 入口導(dǎo)葉12壓縮模塊120 轉(zhuǎn)軸121壓縮件122驅(qū)動(dòng)件123迷宮式封環(huán)13a、13b 徑向軸承130a、130al、130a2、130a3、130a4 貫穿孔130b、130bl、130b2、130b3、130b4 貫穿孔131a、132a、131b、132b 凹槽14軸向軸承15a、15b、15c 第一導(dǎo)入件16a、16b、16c、16d、16e 匯集槽17a、17b、17c、17d 第一排出件18第二導(dǎo)入件19第二排出件S51 S52 步驟
具體實(shí)施例方式以下通過特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。請(qǐng)一并參閱圖1、圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A及圖4B，以清楚說(shuō)明本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。其中，圖1為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，圖2A與圖2B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的一實(shí)施例的正視圖及剖視圖，圖3A與圖;3B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的另一實(shí)施例的正視圖及剖視圖，而圖4A與圖4B為本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的徑向軸承的又一實(shí)施例的正視圖及剖視圖。如圖所示，本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)1包括殼體10，冷媒流道11，壓縮模塊12，徑向軸承13a、13b，軸向軸承14，第一導(dǎo)入件15a、15b、15c，匯集槽16a、16b、16c、 16d、16e，第一排出件17a、17b、17c、17d，第二導(dǎo)入件18，以及第二排出件19。冷媒流道11，連通殼體10并包括用以供低壓冷媒流入的第一流道110以及用以供高壓冷媒排出的第二流道111。壓縮模塊12，設(shè)置于殼體10內(nèi)且具有轉(zhuǎn)軸120以及連接轉(zhuǎn)軸120的壓縮件121與驅(qū)動(dòng)件122，且轉(zhuǎn)軸120外側(cè)具有一包覆于轉(zhuǎn)軸120上的固定式外壁(未圖示)，詳而言之， 驅(qū)動(dòng)件122可驅(qū)使轉(zhuǎn)軸120進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)壓縮件121以將前述的低壓冷媒壓縮為高壓冷媒。本實(shí)施例中，壓縮件121為二級(jí)葉輪，且設(shè)置于轉(zhuǎn)軸120的一端上，而驅(qū)動(dòng)件122 可為高速變頻馬達(dá)定子。該壓縮件121也可為一級(jí)葉輪或多級(jí)葉輪，且分別設(shè)置于轉(zhuǎn)軸120 的兩端。再者，前述的冷媒流道11中可設(shè)置有入口導(dǎo)葉112，以將從第一流道110流入的低壓冷媒集中導(dǎo)向壓縮件121以提升壓縮效率。另外，于壓縮模塊12還包括迷宮式封環(huán)123， 其設(shè)置于轉(zhuǎn)軸120靠近壓縮件121的一端上，由此減低壓縮件121所壓縮的高壓冷媒外泄的機(jī)率。如圖2A及圖2B所示，以徑向軸承13a為例，為例如一種浮動(dòng)環(huán)，設(shè)置于前述的固定式外壁與轉(zhuǎn)軸120間，并以可自由旋轉(zhuǎn)的方式套覆于轉(zhuǎn)軸120之上(如圖1轉(zhuǎn)軸120的兩端)。徑向軸承13a與轉(zhuǎn)軸120以及徑向軸承13a與固定式外壁間具有間隙，而間隙的距離可例如為0. 03mm 0. 1mm，最佳值為0. 06mm。再者，徑向軸承13a具有至少一朝向轉(zhuǎn)軸 120的表面的貫穿孔130a。惟，徑向軸承的數(shù)量與設(shè)置位置并不以本實(shí)施例所揭露者為限， 換言之，實(shí)作時(shí)可依據(jù)不同需求在轉(zhuǎn)軸120上設(shè)置單個(gè)徑向軸承13a或同時(shí)設(shè)置多個(gè)徑向軸承(如圖1中兩組徑向軸承13a及13b)。在其他實(shí)施例中，徑向軸承13a、i;3b可為層疊式的設(shè)計(jì)，換言之，徑向軸承13a、 13b上可再套設(shè)一層或多層的內(nèi)徑較大的徑向軸承，以形成層疊式結(jié)構(gòu)。再者，圖1中于徑向軸承13a、13b的中間區(qū)域分別形成單個(gè)貫穿孔130a及貫穿孔130b，如圖2A及圖2B所示。在其他實(shí)施例中，如圖3A、圖;3B、圖4A及圖4B所示，徑向軸承13a可于轉(zhuǎn)軸120的周方向(A方向)或平行于轉(zhuǎn)軸120的軸方向(B方向)同時(shí)設(shè)置多個(gè)貫穿孔，且多個(gè)貫穿孔的設(shè)置位置也可彼此相互對(duì)應(yīng)。例如圖3A中所示的徑向軸承13a，在轉(zhuǎn)軸120的周方向等間隔地形成四個(gè)貫穿孔130al、130a2、130a3及130a4，且在與該徑向軸承13a的軸方向正交的水平軸與垂直軸均具有兩個(gè)彼此對(duì)應(yīng)的貫穿孔，或者，如圖4A及圖4B所示的徑向軸承 13a,同時(shí)朝平行于轉(zhuǎn)軸120的軸方向及由轉(zhuǎn)軸120的周方向形成多個(gè)彼此對(duì)應(yīng)的貫穿孔， 其中，圖4A的貫穿孔130al對(duì)應(yīng)貫穿孔130a3而貫穿孔130a2對(duì)應(yīng)貫穿孔130a4，在圖4B 中，顯示徑向軸承13a在平行于轉(zhuǎn)軸120的軸方向(B方向)形成兩組相對(duì)應(yīng)貫穿孔130al、 130a2、130a3 及 130a4 與貫穿孔 130bl、130b2、130b3 及 130b4。軸向軸承14，置于轉(zhuǎn)軸120的一端與固定式外壁間，用以提供軸向負(fù)載予轉(zhuǎn)軸120。在本實(shí)施例中，軸向軸承14可為圓盤狀，并以垂直于轉(zhuǎn)軸120的軸心方向固設(shè)于轉(zhuǎn)軸 120 一端與前述的固定式外壁間，而轉(zhuǎn)軸120的一端接置于圓盤狀的軸向軸承14的中心區(qū)域上。第一導(dǎo)入件15a、1 及15c，設(shè)置于殼體10內(nèi)，如圖1所示，第一導(dǎo)入件1 可為直線管狀體，且其一端朝向徑向軸承13a的表面。第一導(dǎo)入件1 可為T形管狀體，且其同時(shí)朝向徑向軸承13b的表面以及軸向軸承14的一表面。第一導(dǎo)入件15c也可為直線管狀體，且其一端朝向軸向軸承14的另一表面。通過第一導(dǎo)入件15a、1 及15c，即可將潤(rùn)滑用冷媒流體(例如氣態(tài)冷媒或液態(tài)冷媒等)分別導(dǎo)入至徑向軸承13a、i;3b及軸向軸承14的表面，同時(shí)，位于徑向軸承13a、13b的表面上的潤(rùn)滑用冷媒流體，也可分別通過貫穿孔130a、 130b流入轉(zhuǎn)軸120的表面。詳而言之，潤(rùn)滑用冷媒流體可于徑向軸承13a、13b與前述的固定式外壁間、徑向軸承13a、13b與轉(zhuǎn)軸120間、軸向軸承14與轉(zhuǎn)軸120間，以及軸向軸承14與前述的固定式外壁間形成薄膜狀的潤(rùn)滑用冷媒流體，當(dāng)壓縮模塊12作動(dòng)時(shí)，前述的薄膜狀的潤(rùn)滑用冷媒流體即可提供徑向軸承13a、13b、軸向軸承14，以及所述的固定式外壁適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑作用，避免轉(zhuǎn)軸120與該固定式外壁產(chǎn)生磨差而損壞。較佳地，第一導(dǎo)入件1 及第一導(dǎo)入件1 可分別指向貫穿孔130a及貫穿孔130b的位置上方，使?jié)櫥美涿搅黧w得以更精準(zhǔn)地流入轉(zhuǎn)軸120的表面。然而，第一導(dǎo)入件15a、15b、15c的形狀、數(shù)量及設(shè)置方式，皆可隨使用者的設(shè)計(jì)而有所變更。匯集槽16a及匯集槽16b，分別設(shè)置于徑向軸承13a的兩端，用以匯集經(jīng)第一導(dǎo)入件1 導(dǎo)入徑向軸承13a與轉(zhuǎn)軸120的表面的潤(rùn)滑用冷媒流體。匯集槽16c及16d，分別設(shè)置于徑向軸承13b的兩端，用以匯集經(jīng)第一導(dǎo)入件15b導(dǎo)入徑向軸承13b與轉(zhuǎn)軸120的表面的潤(rùn)滑用冷媒流體。而匯集槽16e，設(shè)置于軸向軸承14的周緣，用以匯集經(jīng)第一導(dǎo)入件 15b、15c導(dǎo)入軸向軸承14的表面的潤(rùn)滑用冷媒流體。在本實(shí)施例中，如圖1所示，匯集槽16a與第一排出件17a連通，匯集槽16b可與第一排出件17c連通，匯集槽16c可與匯集槽16e連通，而匯集槽16d同時(shí)覆蓋于軸向軸承 14的中心區(qū)域。因此，匯集槽16a中的潤(rùn)滑用冷媒流體可通過連接于匯集槽16a的第一排出件17a予以排出，匯集槽16b中的潤(rùn)滑用冷媒流體經(jīng)由第一排出件17c予以排出，而匯集槽16c中的潤(rùn)滑用冷媒流體經(jīng)由第一排出件17d會(huì)流至匯集槽16e中，并在軸向軸承14的一表面上再度形成薄膜狀的潤(rùn)滑用冷媒流體，最后一并匯至匯集槽16e中，而匯集槽16e中的潤(rùn)滑用冷媒流體即可再通過連接于匯集槽16e的第一排出件17b予以排出，上述匯集槽 16a、16b、16e內(nèi)的回收潤(rùn)滑用冷媒流體均排出至蒸發(fā)器(未圖示)。再者，壓縮模塊12中的驅(qū)動(dòng)件122可連接有第二導(dǎo)入件18及第二排出件19，因此，通過例如為管狀體的第二導(dǎo)入件18可將冷卻流體(例如液態(tài)冷媒等)導(dǎo)入至驅(qū)動(dòng)件 122中，而驅(qū)動(dòng)件122中的冷卻流體即可再通過例如為管狀體的第二排出件19予以排出。 另外，徑向軸承13a朝向固定式外壁的表面的兩端設(shè)置有凹槽131a及凹槽132a，且凹槽 131a、13 分別被匯集槽16a及匯集槽1 包覆于其中，通過凹槽131a及凹槽13 可提升潤(rùn)滑用冷媒流體匯集于匯集槽16a及匯集槽16b中的效率。同樣的，徑向軸承1 朝向固定式外壁的表面兩端也可再設(shè)置有凹槽131b及凹槽132b，且分別被匯集槽16c及匯集槽16d予以包覆，當(dāng)然，凹槽131b及凹槽132b也可將經(jīng)潤(rùn)滑用過的冷媒流體先儲(chǔ)存后，再匯集于匯集槽16c及匯集槽16d中，可避免過量的冷媒流體泄漏。實(shí)際實(shí)施時(shí)，第一導(dǎo)入件15a、15b、15c、第二導(dǎo)入件18與設(shè)置于殼體10外部的冷凝器(未圖示)的出口相連接，而第二流道111為高壓氣態(tài)冷媒氣道，與冷凝器的入口相連通。第一排出件17a、17b及第二排出件19可與設(shè)置于殼體10外部的蒸發(fā)器(未圖示)或節(jié)能器(未圖示)相連接，可回收低壓冷媒排至蒸發(fā)器或節(jié)能器，而第一導(dǎo)入件15a、15b、 15c還可連接有一增壓儲(chǔ)存裝置(未圖示)，該增壓儲(chǔ)存裝置利用壓力先行將潤(rùn)滑用冷媒流體儲(chǔ)存于其中，待無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)1啟動(dòng)后，該增壓儲(chǔ)存裝置將其輸送口打開， 通過壓力釋放使該潤(rùn)滑用冷媒流體得以主動(dòng)地流入第一導(dǎo)入件15a、15b、15c。因此，當(dāng)本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)1啟動(dòng)后，增壓儲(chǔ)存裝置可先將其儲(chǔ)存的液態(tài)冷媒通過所施加的壓力主動(dòng)地導(dǎo)入第一導(dǎo)入件15a、15b、15c中，對(duì)轉(zhuǎn)軸120與徑向軸承13a、i;3b間，以及對(duì)轉(zhuǎn)軸120軸向軸承14間提供適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑效果，避免轉(zhuǎn)軸120因潤(rùn)滑用冷媒流體來(lái)不及導(dǎo)入而發(fā)生磨損。接著，轉(zhuǎn)軸120會(huì)通過驅(qū)動(dòng)件122所提供的動(dòng)力開始進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)壓縮件121作動(dòng)，以將低壓的氣態(tài)冷媒從第一流道110吸入并形成高壓的氣態(tài)冷媒從第二流道111排出。爾后，當(dāng)高壓的氣態(tài)冷媒從第二流道111排出后， 即可通過冷凝器使其轉(zhuǎn)換為液態(tài)冷媒，再將所轉(zhuǎn)換的液態(tài)冷媒引導(dǎo)回第一導(dǎo)入件15a、15b、 15c重新作為潤(rùn)滑用冷媒流體，同時(shí)，所轉(zhuǎn)換的液態(tài)冷媒也會(huì)引導(dǎo)至第二導(dǎo)入件18中，以作為冷卻流體供驅(qū)動(dòng)件122進(jìn)行降溫，使驅(qū)動(dòng)件122的工作溫度得以維持于適當(dāng)?shù)姆秶?。接著，第一排出?7a、17b、及第二排出件19會(huì)再將液態(tài)冷媒排出并導(dǎo)向蒸發(fā)器或節(jié)能器，以通過蒸發(fā)器或節(jié)能器將液態(tài)冷媒再度轉(zhuǎn)換為氣態(tài)的低壓冷媒，進(jìn)而完成冷媒的循環(huán)流程。在此需特別說(shuō)明的是，以徑向軸承13a為例，由于液態(tài)冷媒可通過貫穿孔130a于徑向軸承13a與轉(zhuǎn)軸120間而形成為薄膜狀的潤(rùn)滑用冷媒流體，因此，當(dāng)轉(zhuǎn)軸120進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，位于徑向軸承13a與轉(zhuǎn)軸120間的潤(rùn)滑用冷媒流體會(huì)帶動(dòng)徑向軸承13a以慢于轉(zhuǎn)軸120的轉(zhuǎn)速的速度同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此，徑向軸承13a可提供轉(zhuǎn)軸120徑向的負(fù)載力。舉例而言，當(dāng)轉(zhuǎn)軸120的轉(zhuǎn)速為10000RPM時(shí)，徑向軸承13a的轉(zhuǎn)速約為3000RPM。其次，由于徑向軸承13a上同時(shí)具有的內(nèi)外兩層薄膜狀的潤(rùn)滑用冷媒流體，更可提升轉(zhuǎn)軸120的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性及減低轉(zhuǎn)軸120與徑向軸承13a發(fā)生損壞的機(jī)率。另外，請(qǐng)參閱圖5，以清楚說(shuō)明本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法。在步驟S51中，將具有至少一貫穿孔的徑向軸承以可旋轉(zhuǎn)地套覆于該轉(zhuǎn)軸的方式設(shè)置于該固定式外壁與該轉(zhuǎn)軸間，并使該徑向軸承的內(nèi)表面與該轉(zhuǎn)軸的表面間以及該徑向軸承的外表面與該固定式外壁間具有微間隙，且該貫穿孔由該徑向軸承的外周面連通至該轉(zhuǎn)軸的表面，接著進(jìn)至步驟S52。在步驟S52中，令潤(rùn)滑用冷媒流體通過該固定式外壁并導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，且通過該徑向軸承的貫穿孔流入該轉(zhuǎn)軸的表面，以于該轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)提供該徑向軸承與該固定式外壁間以及該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑。在本實(shí)施例，當(dāng)執(zhí)行完步驟S52時(shí)，可設(shè)置多個(gè)匯集槽于該徑向軸承的兩端，以匯集該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸的表面的潤(rùn)滑用冷媒流體。接著，更可將該匯集槽中的潤(rùn)滑用冷媒流體予以排出，舉例而言，可將匯集槽中的潤(rùn)滑用冷媒流體從匯集槽中排出至蒸發(fā)器或節(jié)能器中。而在另一實(shí)施例中，在執(zhí)行步驟S51時(shí)，還可設(shè)置軸向軸承于該轉(zhuǎn)軸的一端以及該固定式外壁間；由此，步驟S52中所述的潤(rùn)滑用冷媒流體也可一并導(dǎo)入至該軸向軸承的表面，以于該轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)提供該軸向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑以及該軸向軸承與固定式外壁間的潤(rùn)滑。再者，在本實(shí)施例中，也可于該軸向軸承的周緣設(shè)置多個(gè)匯集槽，以匯集該軸向軸承的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體，當(dāng)然，也可將匯集槽中的潤(rùn)滑用冷媒流體從匯集槽中排出至蒸發(fā)器或節(jié)能器中。此外，在上述兩個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行步驟S52前還可提供用以儲(chǔ)存潤(rùn)滑用冷媒流體且對(duì)所儲(chǔ)存的潤(rùn)滑用冷媒流體加壓的增壓儲(chǔ)存裝置，由此，潤(rùn)滑用冷媒流體即可通過該增壓儲(chǔ)存裝置所提供的壓力，主動(dòng)地流向徑向軸承的表面、轉(zhuǎn)軸的表面及/或軸向軸承的表綜上所述，本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)分別利用徑向軸承及軸向軸承提供轉(zhuǎn)軸徑向及軸向的負(fù)載力，且在壓縮模塊進(jìn)行作動(dòng)時(shí)，第一導(dǎo)入件可將潤(rùn)滑用冷媒流體從殼體外部導(dǎo)入，以可提供徑向軸承、轉(zhuǎn)軸，以及軸向軸承適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑效果，由此，轉(zhuǎn)軸得以穩(wěn)定地進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，大大降低轉(zhuǎn)軸與外壁的摩擦功耗，也減少電能的浪費(fèi)，其實(shí)用性甚佳。同時(shí)，本發(fā)明的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)無(wú)需搭配額外的控制系統(tǒng)，更不需使用潤(rùn)滑油來(lái)作為轉(zhuǎn)軸的潤(rùn)滑劑，所以不僅可減低壓縮機(jī)的制造成本與使用成本，也可避免產(chǎn)生因使用潤(rùn)滑油所造成的冷媒熱效率下降與環(huán)境污染的問題。上述實(shí)施型態(tài)僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。 因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如所附的權(quán)利要求限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，用以將低壓冷媒壓縮為高壓冷媒，包括殼體；冷媒流道，連通該殼體，該冷媒流道包括用以供該低壓冷媒流入的第一流道以及用以供該高壓冷媒排出的第二流道；壓縮模塊，設(shè)置于該殼體內(nèi)，且具有轉(zhuǎn)軸以及連接該轉(zhuǎn)軸的壓縮件與驅(qū)動(dòng)件，用以通過該驅(qū)動(dòng)件驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該壓縮件以將該低壓冷媒壓縮為該高壓冷媒，其中， 該轉(zhuǎn)軸外側(cè)具有固定式外壁包覆該轉(zhuǎn)軸；徑向軸承，設(shè)置于該固定式外壁與該轉(zhuǎn)軸間，并可旋轉(zhuǎn)地套覆于該轉(zhuǎn)軸，其中，該徑向軸承的內(nèi)表面與該轉(zhuǎn)軸的表面間以及該徑向軸承的外表面與該固定式外壁間具有微間隙， 且該徑向軸承具有至少一由其外周面連通至該轉(zhuǎn)軸的表面的貫穿孔；第一導(dǎo)入件，設(shè)置于該殼體內(nèi)，并通過該固定式外壁而連通至該徑向軸承的表面，用以將潤(rùn)滑用冷媒流體導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，同時(shí)，該潤(rùn)滑用冷媒流體也通過該徑向軸承的貫穿孔流入該轉(zhuǎn)軸的表面，以于該壓縮模塊作動(dòng)時(shí)提供該徑向軸承與該固定式外壁間以及該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑；多個(gè)匯集槽，分別設(shè)置于該徑向軸承的兩端，用以匯集經(jīng)該第一導(dǎo)入件導(dǎo)入該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體；以及第一排出件，連接該匯集槽，用以將該匯集槽中的該潤(rùn)滑用冷媒流體從該匯集槽中排出。
2.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，還包括設(shè)置于該壓縮模塊的轉(zhuǎn)軸的一端以及該固定式外壁間的軸向軸承，而該第一導(dǎo)入件還朝向該軸向軸承的表面，用以將潤(rùn)滑用冷媒流體導(dǎo)入至該軸向軸承的表面，以于壓縮模塊作動(dòng)時(shí)提供該軸向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑以及該軸向軸承與固定式外壁間的潤(rùn)滑；而該匯集槽還設(shè)置于該軸向軸承的周緣， 用以匯集經(jīng)該第一導(dǎo)入件導(dǎo)入該軸向軸承的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體。
3.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，該第一導(dǎo)入件的一端與設(shè)置于該殼體外部的冷凝器相連接，而該第一排出件的一端與設(shè)置于該殼體外部的蒸發(fā)器或節(jié)能器相連接。
4.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，還包括連接于該壓縮模塊的驅(qū)動(dòng)件的第二導(dǎo)入件及第二排出件，其中，該第二導(dǎo)入件用以將冷卻流體導(dǎo)入于該驅(qū)動(dòng)件中，而該第二排出件用以將導(dǎo)入該驅(qū)動(dòng)件的該冷卻流體從該驅(qū)動(dòng)件中排出。
5.如權(quán)利要求4的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，該第二導(dǎo)入件的一端與設(shè)置于該殼體外部的冷凝器相連接，而該第二排出件的一端與設(shè)置于該殼體外部的蒸發(fā)器或節(jié)能器相連接。
6.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，還包括與該第一導(dǎo)入件相連接的增壓儲(chǔ)存裝置，儲(chǔ)存該潤(rùn)滑用冷媒流體并對(duì)該潤(rùn)滑用冷媒流體施加壓力，以于該壓縮模塊開始作動(dòng)時(shí)通過該壓力使該潤(rùn)滑用冷媒流體主動(dòng)地流向該第一導(dǎo)入件。
7.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，該壓縮模塊還包括套設(shè)于該轉(zhuǎn)軸并靠近該壓縮件的迷宮式封環(huán)，用以防止該壓縮件所壓縮的高壓冷媒外泄。
8.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，該徑向軸承兩端的匯集槽與徑向軸承內(nèi)外表面的微間隙連通，且該微間隙值為0. 03毫米至0. 1毫米。
9.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，在與該徑向軸承的軸方向正交的水平軸與垂直軸上，形成有兩個(gè)彼此相對(duì)應(yīng)的貫穿孔。
10.如權(quán)利要求1的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)，其中，該徑向軸承在平行于該轉(zhuǎn)軸的軸方向上形成兩組相對(duì)應(yīng)的貫穿孔。
11.一種無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，用以潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)軸及包覆該轉(zhuǎn)軸的固定式外壁，包括以下步驟1)將具有至少一貫穿孔的徑向軸承以可旋轉(zhuǎn)地套覆于該轉(zhuǎn)軸的方式設(shè)置于該固定式外壁與該轉(zhuǎn)軸間，該徑向軸承的內(nèi)表面與該轉(zhuǎn)軸的表面間以及該徑向軸承的外表面與該固定式外壁間具有微間隙，且該貫穿孔由該徑向軸承的外周面連通至該轉(zhuǎn)軸的表面；以及2)令潤(rùn)滑用冷媒流體通過該固定式外壁并導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，且通過該徑向軸承的貫穿孔流入該轉(zhuǎn)軸的表面，以在該轉(zhuǎn)軸作動(dòng)時(shí)提供該徑向軸承與該固定式外壁間以及該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸間的潤(rùn)滑。
12.如權(quán)利要求11的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，還包括步驟3)設(shè)置多個(gè)匯集槽于該徑向軸承的兩端，以匯集該徑向軸承與該轉(zhuǎn)軸的表面的潤(rùn)滑用冷媒流體。
13.如權(quán)利要求12的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，還包括步驟4)排出該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體。
14.如權(quán)利要求13的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，其中，排出該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體的步驟，將該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體排出至蒸發(fā)器及/或節(jié)能器中。
15.如權(quán)利要求11的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，其中，該步驟2)還包括 2-1)提供一增壓儲(chǔ)存裝置用以儲(chǔ)存潤(rùn)滑用冷媒流體且對(duì)所儲(chǔ)存的該潤(rùn)滑用冷媒流體加壓； 以及2-2)利用該增壓儲(chǔ)存裝置所提供的壓力將該潤(rùn)滑用冷媒流體送至該徑向軸承的表面及該轉(zhuǎn)軸的表面。
16.如權(quán)利要求11的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，其中，在步驟1)中還包括設(shè)置軸向軸承于該轉(zhuǎn)軸的一端以及該固定式外壁間的步驟；而在步驟2)中還包括令潤(rùn)滑用冷媒流體通過該固定式外壁并導(dǎo)入至該軸向軸承的表面的步驟。
17.如權(quán)利要求16的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，還包括步驟3)，設(shè)置多個(gè)匯集槽于該軸向軸承的周緣，以匯集該軸向軸承的表面的該潤(rùn)滑用冷媒流體。
18.如權(quán)利要求17的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，還包括步驟4)，排出該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體。
19.如權(quán)利要求16的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，其中，該步驟2)還包括2-1)提供一增壓儲(chǔ)存裝置用以儲(chǔ)存潤(rùn)滑用冷媒流體且對(duì)所儲(chǔ)存的該潤(rùn)滑用冷媒流體加壓；以及2-2)利用該增壓儲(chǔ)存裝置所提供的壓力將該潤(rùn)滑用冷媒流體送至該軸向軸承的表面。
20.如權(quán)利要求18的無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方法，其中，排出該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體的步驟，將該匯集槽的該潤(rùn)滑用冷媒流體排出至蒸發(fā)器及/或節(jié)能器中。
全文摘要
一種無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑方法，用以將低壓冷媒壓縮為高壓冷媒，無(wú)油潤(rùn)滑離心式冷媒壓縮機(jī)包括殼體、冷媒流道、壓縮模塊、徑向軸承、第一導(dǎo)入件、匯集槽，以及第一排出件，其中壓縮模塊具有轉(zhuǎn)軸、壓縮件及驅(qū)動(dòng)件，徑向軸承可旋轉(zhuǎn)地套覆于轉(zhuǎn)軸上，而第一導(dǎo)入件用以將潤(rùn)滑用冷媒流體導(dǎo)入至該徑向軸承的表面，以于該驅(qū)動(dòng)件驅(qū)使該轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)該壓縮件以將該低壓冷媒壓縮為該高壓冷媒時(shí)，使該潤(rùn)滑用冷媒流體提供該徑向軸承以及該轉(zhuǎn)軸適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑效果，而該第一排出件用以將該潤(rùn)滑用冷媒流體排出。據(jù)此，可解決現(xiàn)有壓縮機(jī)利用油脂潤(rùn)滑所產(chǎn)生的污染問題。
文檔編號(hào)F04D29/063GK102155429SQ20101011718
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者嚴(yán)正忠, 吳登淵, 陳景富 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院