专利名称：涡旋式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡旋式压缩机，它能当地应对沿压缩室的径向工作的容积变化来防止涡形管破损，并提高压缩机的可靠性。
图1为根据相关技术的涡旋式压缩机的剖面图，图2为图1中“A”部分的放大剖面图。
参照图1，一种根据相关技术的涡旋式压缩机包括具有密封空间的壳体106，其中，用于吸进流体的吸收管102和用于排除压缩的流体的排放管104分别连接在壳体的上部和侧面；驱动单元108设在壳体106的下部，以便产生驱动力；压缩单元112设在壳体106的上部，并且与驱动单元108和曲轴110相连，以便实现流体的压缩。
驱动单元108包括固定在壳体106圆周方向的定子114，和设在定子114内圆周表面的转子116，以便固定到曲轴110上。一旦对定子114施加电力，曲轴110就会在定子114和转子116之间的往复作用下进行转动。
压缩单元112包括固定涡形管120，它具有渐开线式固定外壳118并连接到吸收管102，从而与壳体106的上部相连；旋转涡形管124，它具有与固定外壳118相应的渐开线式旋转外壳122，以便被偏心地连接到曲轴110；其中，在固定涡形管120和旋转涡形管124之间设有一个一致的压缩室。
固定在壳体106上部的主架128支撑曲轴110以使其旋转。插入旋转涡形管124的凸台130内的偏心零件132在曲轴110的上部形成，以使旋转涡形管124旋转。在轴向上形成一个油料流道134，以便向摩擦零件提供充满壳体106下部的润滑油，该摩擦零件位于旋转涡形管124和偏心零件132之间。
在主架128和旋转涡形管124之间形成有背压室136，以便在流入的压缩油料和流出的压缩油料所产生的吸收压力和排放压力之间形成中间压力。并且，在旋转涡形管124的下表面上安有十字(oldham)圈138，用来防止旋转涡形管124的转动。
密封圈140插入曲轴110的偏心零件132和旋转涡形管124的凸台130之间，从而防止通过油料流道134吸入的油料流出背压室136。
接下来描述具有上述结构的相关技术涡旋式压缩机的运行。
当向驱动单元108施加电力，连接到转子116的曲轴110开始转动。同时，偏心零件132旋转以使旋转涡形管124循环转动。已经经过吸收管102流入压缩室126的流体在旋转涡形管124的圆周运动的作用下，流到压缩室126的中心部分从而被压缩，然后压缩后的流体通过排放出口142被排放到壳体106的内部。通过排放出口142被排放的高压流体通过与壳体106侧面连接的排放管104被排放到外部。
当排放到壳体106内部的流体对存储在壳体106下部的油料进行加压时，被压缩的油料沿着油料流道134提供到旋转涡形管124的凸台130和偏心零件132之间，从而进行润滑，并且向上对旋转涡形管124施压，以便保持旋转外壳122和固定外壳118之间的紧密贴合。
在这种情形下，偏心零件132的截面面积做得与曲轴110的截面面积相等，因而在轴向上没有负荷发生。即，向下对偏心零件132加压的油料的压力等于向上对曲轴110加压的流体压力，从而负荷不能在轴向上对曲轴110有所影响。
可惜的是，如上所描述的相关技术的涡旋式压缩机具有截面面积彼此相等的曲轴和偏心零件，且旋转涡形管不能径向运动。当不可压缩的流体如液态制冷剂、油料或颗粒流入压缩室，从而反常地提高压缩室中的内部压力，则压缩室的容积不能在径向变化。因而，旋转涡形管的旋转外壳和固定涡形管的固定外壳破裂，且扭转压力集中到驱动单元或曲轴上。
本发明的一个目的是提出一种涡旋式压缩机，通过安装一个径向移动设备，该设备能够使旋转涡形管在曲轴的偏心部分和旋转涡形管之间进行径向的移动，可以当地应对由于流入不可压缩的液体或类似物所引起的压缩室的容积变化，从而防止涡形管破碎并提高压缩机的可靠性。
将在下面的说明中部分地提出本发明的另外的优点、目的和特征，并且对那些知晓本领域普通技术的人员来说，通过试验下面的本发明的实践或从本发明的实践中可以明白本发明的部分其他优点、目的和特征。从说明书及其权利要求和附图中特别指出的结构中可以认识到并获得本发明的目的和其它优点。
为实现这些目的和其它优点，并根据本发明的目的，正如本文中所现和广义地叙述的，根据本发明的一种涡旋式压缩机包括内部带有很高压力的壳体；驱动单元，它设在壳体的下部，并与曲轴连接以产生驱动力；压缩单元，它包括和曲轴偏心连接的旋转涡形管和固定涡形管，从而在旋转涡形管和固定涡形管之间形成压缩室；柔性装置，当不可压缩的物质流入压缩室时，它用于从径向撤回旋转涡形管，该柔性装置安装在压缩单元和曲轴之间。
优选地，形成一条沿长度方向贯穿曲轴的油料流道，在曲轴的上边形成一偏心部件，该偏心部件的横截面面积小于曲轴的横截面面积。
更优选地，柔性装置是插入凸台内圆周表面的柔性元件，从而进行旋转，该凸台形成于旋转涡形管的下表面，一狭槽穿过该柔性元件的中央，并且曲轴的偏心部件插入该狭槽内从而可以滑行移动。
更优选地，偏心部件从曲轴上部伸延而形成预定的阶梯形部分，并且该偏心部件包括一笔直的部分，该笔直的部分是通过沿长度方向切割偏心部件的两侧而得到的。
更优选地，在柔性元件的长度方向上形成具有预定长度的狭槽，以便把偏心部件的笔直的部分插入该狭槽内进行滑动，且偏心部件沿径向滑动预定的距离。
更优选地，在柔性元件的外圆周面和旋转涡形管凸台的内圆周面之间安装有密封圈。
更优选地，曲轴的横截面面积等于柔性元件的外直径面积。
更优选地，在向外的方向上，凸缘单元从曲轴上表面突出预定的宽度。
更优选地，在柔性元件的下表面的外圆周方向形成一肋片，以便紧密贴和到曲轴的上表面。
更优选地，在柔性元件的下表面的内圆周方向形成一肋片，以便紧密贴和到曲轴的上表面。
更优选地，在柔性元件的下表面与曲轴的上表面之间，插入密封元件。
更优选地，在柔性元件的下表面沿圆周方向形成一配合凹槽，从而将密封元件装配在配合凹槽内。
更优选地，在曲轴的上表面沿圆周方向形成配合凹槽，从而将密封元件装配在该配合凹槽内。
更优选地，密封元件由以聚四氟乙烯为基体的材料制成。
更优选地，在柔性元件的内圆周表面与曲轴偏心部件的外圆周表面之间连接有弹性体。
更优选地，上述弹性体是螺旋弹簧。
优选地，柔性装置是插入凸台内的柔性元件，以进行旋转，该凸台形成于旋转涡形管的下表面，且该柔性装置具有一个偏离其中心而形成的偏心孔，因而曲轴的偏心部件插入该偏心孔中。
更优选地，偏心部件为圆柱形，以便从曲轴的上表面延伸。
更优选地，柔性元件为圆柱形，以便插入凸台的内圆周表面，并且其中在偏离柔性元件中心一定程度的偏心位置，形成一个偏心孔。
能够理解，前述对本发明的一般描述和接下来的详细叙述是示例性、解释性的，并且如所要求的那样，试图对本发明提供进一步的解释。
在附图中图1为相关技术的涡旋式压缩机的剖面图；图2为图1中“A”部分的放大的剖面3为根据本发明第一实施例的涡旋式压缩机的剖面图；图4为根据本发明的第一实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图5为根据本发明的第一实施例，沿图4中II-II线的剖面图；图6为根据本发明的第二实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图7为根据本发明的第三实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图8为根据本发明的第四实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图9为根据本发明的第五实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图10为根据本发明的第六实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图11为根据本发明的第七实施例，沿图4中II-II切线的剖面图；图12为根据本发明的第八实施例，沿图4中II-II切线的剖面图；和图13为根据本发明的第八实施例，沿图4中III-III切线的剖面图。
发明详述下面详细说明本发明的优选实施例，该实施例在附图中示出。
图3为根据本发明第一实施例的涡旋式压缩机的剖面图；图4为根据本发明的第一实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图；图5为根据本发明的第一实施例，沿图4中II-II线的剖面图。
参照图3到图5，根据本发明的一种涡旋式压缩机，包括内部带有很高压力的壳体2；驱动单元4，它设在壳体2的下部，用来产生驱动力；压缩单元8，它与驱动单元4和曲轴6相连，以便对流体进行压缩。
壳体2为密封式的容器，在其中产生高压，在壳体2中，用来吸收流体的吸收管28和用来排放压缩的流体的排放管34分别连接在壳体2的上部和侧部。
驱动单元4包括沿壳体2的圆周方向固定的定子10，和设在定子10内圆周表面上的转子12，以便将驱动单元4固定到曲轴6上。一旦对定子10通电，曲轴6就会在定子10和转子12之间的往复的反作用下进行旋转。
曲轴6受固定在壳体2内的主架14支撑而进行旋转。在曲轴6的上部形成一个偏心部件16。并且，油料流道18贯穿曲轴6，以便向压缩机内的滑动部件提供存储在壳体2下部的油料。
压缩单元8包括固定涡形管22和旋转涡形管26。固定涡形管22带有一个渐开线式固定外壳20，并固定到壳体2的内部，其中，吸收管28与固定涡形管22的一侧连接；旋转涡形管26包括一个与固定外壳20和凸台34相应的渐开线式旋转外壳24，曲轴6的偏心部件16插在旋转涡形管26内。
在固定涡形管22的中央部位形成有排出孔36，用于排出壳体2内的流体，位于固定外壳20和旋转外壳24之间的压缩室的容积变化压缩该流体。背压室38形成于主架14和旋转涡形管26间的空间内，以便在压缩室32内流入和流出的油料所产生的吸收压力和排放压力之间维持一个中间压力。
柔性元件40安装在旋转涡形管26的凸台34的内圆周表面和曲轴6的偏心部件16之间，当不可压缩的流体如液态制冷剂、油料或颗粒流入压缩室32时，该柔性元件40能够使旋转涡形管26沿径向撤回。
柔性元件40插在旋转涡形管26的凸台34的内圆周表面内，能够旋转。并且，形成狭槽42以便穿过柔性元件40，曲轴6的偏心部件16在狭槽42内滑动。
这样，曲轴6的偏心部件16从曲轴6的上表面延伸，从而其横截面面积小于曲轴6的横截面面积，并且偏心部件16具有一笔直的部分46，沿长度方向把该笔直的部分46的两边等分开。在曲轴6的上表面形成阶梯形部分44，偏心部件16从阶梯形部分44的某一部分沿圆周方向延伸。
柔性元件40的狭槽42的两侧为直线形，从而沿着偏心部件16做直线运动。并且，狭槽42的长度足以补偿旋转涡形管26从径向撤回所产生的位移。
柔性元件40的上表面具有和偏心部件16的高度相等的高度，且柔性元件40的下表面紧密贴附在曲轴6的梯形部分44上。即，通过油料流道18而吸入的油料向下压柔性元件40，压迫柔性元件40的油料压力保持柔性元件40的下表面紧密贴附在曲轴6的梯形部分44上的状态。因而，防止通过油料流道18所提供的油料滴漏到背压室38内。
具有密封功能的轴承元件插在柔性元件40的外圆周表面和旋转涡形管26的凸台34的内圆周表面之间，从而能够防止油料在凸台34和柔性元件40之间泄漏。
在这种情况下，形成曲轴6的横截面面积等于柔性元件40的外直径面积，因此载荷不能在轴向上影响曲轴6。即，由壳体2内的高压流体产生的推动曲轴6向上的力量被其它力量抵消，该其它力量由通过油料流道18排放的油料压力产生而向下压迫偏心部件16和柔性元件40，从而防止载荷在轴向上影响曲轴6。
下文中，描述根据本发明的具有上述结构的涡旋式压缩机的运行。
一旦把驱动单元4通上电，曲轴6即随着转子12开始旋转。当偏心部件16进行离心旋转时，安装在离心部件16上能轴向运动的柔性元件40也进行旋转。随着柔性元件40的旋转，旋转涡形管26做圆周转动。当旋转涡形管26做圆周转动时，旋转外壳24和固定外壳20间的容积变化压缩吸入压缩室32内的流体，该流体是通过吸收管28被吸入压缩室32内的，从而流体经排放孔30被排放到壳体2的内部。然后，被排放到壳体2内部的流体经排放管30被排放出去。在这种情况下，柔性元件40受离心部件16的离心力作用，沿着离心部件16的笔直的部分46在离心的方向上移动，从而均匀地保持旋转外壳24和固定外壳20之间的间隙。
当排到壳体2内的高压流体向存储在壳体2下部的油料施以压力时，油料沿着油料流道18而被排放到偏心部件16的上部，从而对滑动零件进行润滑。在这种情况下，被排出的油料压力等流体的压力。
并且，被排到偏心部件16上部的高压油料作用于偏心部件16和柔性元件40的上表面，而向下压迫偏心部件16和柔性元件40。在这种情形下，流体的压力在壳体2的内部工作。如果向上压顶曲轴6，压迫偏心部件16和柔性元件40的力量与推动曲轴6的其它力量彼此抵消，从而防止轴向力对曲轴6产生影响。
即，偏心部件16和柔性元件40的横截面面积之和等于曲轴6的横截面面积，油料的压力等于流体的压力。这样，作用于曲轴6的向上的和向下的载荷彼此相等，从而曲轴6不受轴向力的作用。
因此，受油料压力的向下力量作用，柔性元件40紧密贴附在曲轴6的梯形部分44，以防止油料在柔性元件40和偏心部件16之间泄漏。而且，插在柔性元件40和凸台34之间的密封圈50防止了柔性元件40和凸台34之间的其它泄漏。
在压缩机的正常运行过程中，当不可压缩的物质如液态制冷剂、油料或颗粒物流入压缩室32中时，只要旋转涡形管26沿径向缩回，压缩室32的容积就立刻变化，从而对应压缩室32的容积变化。
即，如果受流入的不可压缩流体影响，作用于压缩室32的压力增大到正常值以上，则在径向上对旋转涡形管26施以一回复力。这时，柔性元件40的狭槽42沿着偏心部件16的径向滑行移动，因而能使旋转涡形管26沿径向移动。
图6为根据本发明的第二实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图。
参照图6，根据本发明第二实施例的涡旋式压缩机具有这样的结构在曲轴6的偏心部件16伸出的位置，形成一个从该位置朝向外的方向突出预定宽度的凸缘单元56。即，柔性元件40的下表面与凸缘单元56接触，以增大柔性元件40的接触面积，从而能够更有效地防止油料泄漏。
图7为根据本发明的第三实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图。
参照图7，根据本发明第三实施例的涡旋式压缩机具有这样的结构在与曲轴6的凸缘单元56接触的柔性元件40的下表面上，形成一个肋片60，它朝柔性元件40的下表面的外圆周方向突出预定的宽度。
即，为实现密封，柔性元件40的下表面应当与凸缘单元56的上表面接触，从而要求精密的抛光工作。然而，当抛光凸缘单元56的上表面时，受偏心部件16的影响，对应的工作时间延长并且难以达到工作的精密度。因此，将肋片60制成从柔性元件40的下表面朝外圆周方向突出，这样只有与肋片60接触的凸缘单元56上表面的部位要求精密的抛光工作。从而，工时减少了并且很容易达到研磨表面的精密加工。
图8为根据本发明的第四实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图。
参照图8，根据本发明第四实施例的涡旋式压缩机具有这样的结构在将和曲轴6的凸缘单元56接触柔性元件40的下表面处，形成一个肋片62，它沿柔性元件40的下表面的内圆周方向突出预定的宽度。所以，根据本发明第四实施例的涡旋式压缩机能够产生与根据本发明第三实施例的涡旋式压缩机相同的效果。
图9为根据本发明的第五实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图。
参照图9，一种根据本发明第五实施例的涡旋式压缩机包括一个密封元件66，它安装在曲轴6的凸缘单元56与柔性元件40的下表面之间，以防止通过油料流道18流入偏心部件16上表面的油料泄漏到背压室38内。
优选使用环形的以聚四氟乙烯为基本材料制成密封元件66。为安装密封元件66，在柔性元件40的下表面沿沿圆周方向形成一个配合凹槽68。
图10为根据本发明的第六实施例，图3中“B”部分的放大的剖面图。
参照图10，一种根据本发明第六实施例的涡旋式压缩机包括一个带形的配合凹槽72和一密封元件70，该配合凹槽72在曲轴6的凸缘单元56的上表面沿圆周方向形成，该密封元件70插入配合凹槽72内。并且，优选使用环形的以聚四氟乙烯为基本材料制成的密封元件70。
图11为根据本发明的第七实施例，沿图4中II-II切线的剖面图。
参照图11，在根据本发明第七实施例的涡旋式压缩机中，弹性体76连接在柔性元件40的内表面和曲轴6的偏心部件16的外周表面之间，以便产生一弹力，该弹力能使柔性元件40滑动之后再回复到原始状态。并且优选以螺旋弹簧作为弹性体76。
图12为根据本发明的第八实施例，沿图4中II-II切线的剖面图，图13为根据本发明的第八实施例，沿图12中III-III切线的剖面图。
参照图12和13，一种根据本发明第八实施例的涡旋式压缩机包括圆柱形的柔性元件80，偏心孔82和和圆柱形的偏心部件84，圆柱形的柔性元件80插在旋转涡形管26的凸台34中以便进行旋转，偏心孔80在柔性元件80中偏离柔性元件80中心的一方向上形成，圆柱形的偏心部件84插入偏心孔80内从而进行旋转。
在根据本发明的第八实施例的具有上述结构的涡旋式压缩机中，曲轴6旋转，从而偏心部件84偏心旋转。这样，柔性元件80旋转从而使旋转涡形管26进行圆周转动。在这种情况下，如果旋转涡形管26沿径向缩回，柔性元件80围绕偏心孔82旋转从而沿径向运动。
根据本发明的为上述结构的涡旋式压缩机具有下列作用或优点柔性元件安装在曲轴的偏心部件和旋转涡形管的凸台之间，从而能使旋转涡形管沿径向移动。如果因为不可压缩的流体如液态制冷剂、油料或颗粒物的流入引起压缩室内部压力升高，旋转涡形管就会沿径向缩回，以便主动配合压缩室的容积变化。因此，本发明能够防止旋转涡形管的旋转外壳和固定涡形管的固定外壳的破碎，同时增进压缩机的可靠性。
前述实施例只是示例性的，并不能构成对本发明的限制。可以容易地把本发明的教导用在其它类型的设备中。本发明的说明意图说明而并非去限制权利要求的范围。本发明的许多替代、修正和变化对本领域的技术人员而言是显而易见的。
权利要求
1.一种涡旋式压缩机包括内部带有很高压力的壳体；驱动单元，设在壳体的下部，并与曲轴连接以产生驱动力；压缩单元，包括与曲轴偏心连接的旋转涡形管和固定涡形管，从而在旋转涡形管和固定涡形管之间形成压缩室；和柔性装置，当不可压缩的物质流入压缩室时，该柔性装置用于沿径向缩回旋转涡形管，该柔性装置安装在压缩单元和曲轴之间。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，沿长度方向贯穿曲轴形成油料流道，在曲轴的上部形成偏心部件，该偏心部件的横截面面积小于曲轴的横截面面积。
3.如权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述的柔性装置是插入凸台内圆周表面的柔性元件，从而进行旋转，所述的凸台形成于旋转涡形管的下表面，狭槽穿过所述柔性元件的中央，并且曲轴的偏心部件插入该狭槽内从而可以滑行移动。
4.如权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述的偏心部件从曲轴上部伸延而形成预定的阶梯形部分，并且所述的偏心部件包括笔直的部分，该笔直的部分是通过沿长度方向切割所述偏心部件的两侧而得到的。
5.如权利要求4所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述的柔性元件的长度方向上形成具有预定长度的狭槽，以便把偏心部件的笔直的部分插入该狭槽内进行滑动，且偏心部件沿径向滑动预定的距离。
6.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述柔性元件的外圆周面和所述旋转涡形管凸台的内圆周面之间安装有密封圈。
7.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述曲轴的横截面面积等于所述柔性元件的外直径面积。
8.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在向外的方向上，凸缘单元从所述的曲轴上表面突出预定的宽度。
9.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述的柔性元件下表面沿外圆周的方向形成肋片，以便紧密贴和到所述曲轴的上表面上。
10.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述的柔性元件下表面沿内圆周的方向形成肋片，以便紧密贴和到所述曲轴的上表面上。
11.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述柔性元件的下表面与所述曲轴的上表面之间，插入密封元件。
12.如权利要求11所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在柔性元件的下表面沿圆周方向形成配合凹槽，从而将所述密封元件装配在该配合凹槽内。
13.如权利要求11所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在曲轴的上表面沿圆周方向形成配合凹槽，从而将所述密封元件装配在该配合凹槽内。
14.如权利要求11所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述的密封元件以聚四氟乙烯为基本材料制成。
15.如权利要求3所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述柔性元件的内圆周表面与所述曲轴偏心部件的外圆周表面之间连接有弹性体。
16.如权利要求15所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述弹性体是螺旋弹簧。
17.如权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述柔性装置是插入凸台内的柔性元件，以进行旋转，该凸台形成于旋转涡形管的下表面，且所述柔性装置具有一个偏离其中心而形成的偏心孔，从而曲轴的偏心部件插入该偏心孔中。
18.如权利要求17所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述偏心部件为圆柱形，以便从曲轴的上表面延伸。
19.如权利要求17所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述柔性元件为圆柱形，以便插入凸台的内圆周表面，并且在偏离所述柔性元件中心预定程度的位置处形成偏心孔。
全文摘要
本发明公开的一种涡旋式压缩机能够恰当地应对由于流入不可压缩的流体及其类似物所引起的压缩室容积变化。通过安装一径向移动设备，使旋转涡形管在旋转涡形管和曲轴偏心部件之间进行径向的移动，从而防止涡形管破碎并提高压缩机的可靠性。本发明包括内部带有很高压力的壳体；驱动单元，设在壳体的下部，并与曲轴连接以产生驱动力；压缩单元，包括与曲轴偏心连接的旋转涡形管和固定涡形管，从而在旋转涡形管和固定涡形管之间形成压缩室；和柔性装置，当不可压缩的物质流入压缩室时，该柔性装置用于沿径向缩回旋转涡形管，该柔性装置安装在压缩单元和曲轴之间。
文档编号F04C18/02GK1462837SQ02121950
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月28日 优先权日2002年5月28日
发明者具仁会, 张英逸 申请人:Lg电子株式会社