专利名称：涡轮压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种涡轮压缩机。
压缩机构102包括固定在驱动轴107上的可动涡轮108、与可动涡轮108相啮合的固定涡轮109。可动涡轮108周围被套110覆盖着，紧贴着套110的上部布置固定涡轮109。驱动轴107的内部形成了供油孔111，贮存在壳101底部的润滑油112通过所述供油孔111被供到压缩机构102的滑动部分。
图6为压缩机构102的可动涡轮108及套110的剖面图。当压缩机100运转时，可动涡轮108在套110的内部进行公转运动，而重复以下动作，即可动涡轮108的外周面和套110的内壁面周期性地接近、远离。这样以来，就会由于存在于可动涡轮108及套110之间的润滑油引起的泵唧(pumping)，而妨碍可动涡轮108的顺利运动。结果是导致运转效率下降。
本实用新型的第一技术方案为，一种涡轮压缩机，其包括套、设在该套内侧的可动涡轮及与该可动涡轮相啮合的固定涡轮，所述可动涡轮上有近似圆板状的端板、形成在该端板的一个面上的涡旋状搭接。在所述端板的外周部形成锥面。
根据上述第一技术方案，在可动涡轮的外周部和套的内壁面相互接近的时候，存在于可动涡轮的外周部和套的内壁面之间的间隙里的润滑油就会顺利地从上述间隙沿着所述端板的外周部的锥面部分排出去。另一方面，当可动涡轮的外周部和套的内壁面相互远离的时候，润滑油又会沿所述锥面部分顺利地流到上述间隙中。这样以来，泵唧就得以防止或者抑制，由润滑油造成的搅拌损失也就减少。结果是能够提高运转效率。
本实用新型的第二技术方案为，在上述第一技术方案的基础上，形成在所述端板上的锥面，由从所述可动涡轮朝着所述固定涡轮向所述端板的中心一侧倾斜的倾斜面构成。
根据上述第二技术方案，在可动涡轮的外周部和套的内壁面相互接近的时候，存在于二者间的润滑油就会顺利地从所述间隙沿着所述端板的外周部的锥面部分排出去。另一方面，当可动涡轮的外周部和套的内周壁相互远离的时候，润滑油又会沿所述锥面部分顺利地流到所述间隙中。因此，泵唧得到了防止或者抑制，由润滑油引起的搅拌损失减少。结果是能够提高运转效率。
本实用新型的第三技术方案为，在上述第一技术方案的基础上，所述可动涡轮由铸造件构成；所述端板的外周部为铸造面。
根据上述第三技术方案，因在所述端板的外周部形成了微小的凹凸，故润滑油容易从可动涡轮和套间的间隙排出去。再就是，因不需要对端板的外周部进行磨光加工，故可降低加工成本。
本实用新型的第四技术方案为，在上述第一技术方案的基础上，还包括密闭型壳、设在该壳内的驱动马达、联在该驱动马达上且驱动所述可动涡轮的驱动轴；由所述可动涡轮及固定涡轮构成压缩机构；所述壳内部被划分为低压空间和高压空间，中间夹着所述压缩机构；所述驱动马达被布置在所述高压空间中。
根据上述第四技术方案，若使用壳内有低压空间、高压空间即所谓的高低压密闭室型压缩机，就能收到上述效果。
图1为本实用新型的实施例所涉及的涡轮压缩机的结构剖视图。
图2为压缩机构中的固定涡轮的俯视图。
图3为压缩机构中的套及可动涡轮的俯视图(将固定涡轮拆下来以后的压缩机构的俯视图)。
图4为压缩机构的俯视图。
图5为现有涡轮压缩机的结构剖视图。
图6现有涡轮压缩机中的压缩机构的剖面图。
该涡轮压缩机1，例如在空调装置的制冷剂回路中进行蒸气压缩式冷冻循环的压缩行程。如图1所示，在该涡轮压缩机1的壳10内装有压缩机构20和用以驱动该压缩机构20的驱动机构30。壳10由纵长圆筒状壳体11、接合在壳体11上端部的上部端板12、接合在壳体11下端部的下部端板13组成。上部端板12和下部端板13分别焊接在壳体11上，壳10处于密闭状态。
所述压缩机构20包括固定涡轮21及可动涡轮22、套23即用以将该压缩机构20固定到壳10上的部件。套23被固定在壳体11的上端部。驱动机构13的位置在压缩机构20下方，且由固定在壳10上的马达31构成。该马达31中有一驱动轴32，该驱动轴32又联接在压缩机构20的可动涡轮22上。
先将上述套23压入壳体11中，再焊接整个一周，套23就和壳体11以气密状态接合到一起。壳10的内部被划分为该套23上方的第一空间S1和该套23下方的第二空间S2，该套23构成隔离部件。
套23的上面装了所述固定涡轮21。也就是说，固定涡轮21相对套23而言位于靠第一空间S1的那一侧，套23包括由第一凹陷部24a和第二凹陷部24b组成的涡轮凹部24，借助套23将可动涡轮22安在该涡轮凹部24内，可动。第一凹陷部24a形成在套23的上面一侧，第二凹陷部24b的直径比第一凹陷部24a的小，且它形成在该第一凹陷部24a的底面。
所述套23的下面一侧有轴承部25，它借助滑动轴承25a支撑着驱动轴32且该驱动轴32能旋转。该轴承部25上形成有其直径比第二凹陷部24b还小的轴承孔25b，该轴承孔25b和第二凹陷部24b连通。
所述固定涡轮21包括端板21a和涡旋状搭接21b。所述固定涡轮21以涡旋状搭接21b朝下的姿势固定在所述套23上。可动涡轮22包括设在套23的第一凹陷部24a内且可动的端板22a、与固定涡轮21的涡旋状搭接21b啮合的涡旋状搭接22b。可动涡轮22的端板22a下面形成了与端板22a形成为一体、通过滑动轴承22c和所述驱动轴32联接着的轮毂22d。该轮毂22d位于所述第二凹陷部24b内。
可动涡轮22的端板22a的外周部形成为前端变细的形状，即为锥状。在本实施例中，端板22a的外周面22e形成为一越往上越朝内侧倾斜的倾斜面。换句话说，外周面22e为从可动涡轮22朝着固定涡轮21向端板22a的中心一侧倾斜的倾斜面。只不过是，端板22a的外周部的锥状并不限于上述形状，它还可为从固定涡轮21朝着可动涡轮22向端板22a的中心一侧倾斜的倾斜面。
至少可动涡轮22为铸造件。换句话说，是通过熔化金属，然后将它灌注到铸模中，这样来制成可动涡轮22的。在从铸模中拔出可动涡轮的时候，是朝着可动涡轮的端板方向将可动涡轮22拔出来的。因此，外周面22e的锥状的勾配和铸模的拔模勾配一致。要对端板22a的上面及搭接22b的表面进行加工。另一方面，却不对端板22a的外周面22e进行磨光加工，该外周面22e为残留有微小凹凸的铸造面。
所述驱动轴32的与轮毂22d联接的部分构成为偏心部32a。可动涡轮22通过设在第一凹陷部24a上的十字头联轴节26联接在套23上，而不得自转。
第二凹陷部24b内设有位于轮毂22d周围的环状密封环27。该密封环27和第二凹陷部24b的内周面紧密结合，同时还由图中未示的助威机构压接在可动涡轮22的端板22a的下面。第一凹陷部24a和第二凹陷部24b被该密封环27分开，所述涡轮凹部24被划分为密封环27外侧的低压部L和密封环27内侧的高压部H。
图2为固定涡轮21的俯视图。所述固定涡轮21的端板21a的外周缘部朝着图1的下方延伸，其下端形成有沿径向朝外突出的凸缘21c。该凸缘21c的外径形成得比套23的第一凹陷部24a的内径还小，同时，在多处有沿径向朝外突出的紧固片21d。固定涡轮21通过该紧固片21d固定在套23上。
如为俯视图的图3所示，套23上有从第一凹陷部24a的内周面沿径向朝内突出的接收部23c。在固定涡轮21的紧固片21d上形成有让螺栓穿过的通孔H1；在套23的接收部23c上形成有好拧紧该螺栓的螺孔H2。于是，如图4所示，当用螺栓将固定涡轮21固定到套23上时，就在套23和固定涡轮21之间形成开口部A，套23上方的第一空间S1就和涡轮凹部24的低压部L连通。
在上述结构下，固定涡轮21的凸缘21c的下面和可动涡轮22的端板22a的上面为相对滑动的滑动面，两涡轮21、22的涡旋状搭接21b、22b的接触部分间的间隙形成为涡旋状压缩室C。该压缩室C的容积伴随着可动涡轮22的公转而周期性地变化，由此来重复进行制冷剂的吸入、压缩和喷出这一系列动作。
所述壳10上接着将制冷剂回路中的制冷剂引导到压缩机构20的吸入管14、用以将壳10内的制冷剂喷到壳10外的喷出管15。吸入管14被固定在上部端板12上，与套23上方的第一空间S1连通；喷出管15被固定在壳体11上，与套23下方的第二空间S2连通。
所述压缩机构20中，有形成在固定涡轮21上而让压缩室C的外周端与第一空间S1相通的吸入口Pi(图2、图4)；从压缩室C的内周端通过固定涡轮21和隔离部件与第二空间S2相通的喷出口Po、28a、28b。喷出口Po、28a、28b，由形成在固定涡轮21的端板21a上的喷出开口Po、形成在固定涡轮21的上面和喷出盖28(图2、图4中省略)之间的喷出凹部28a及从该喷出凹部28a通过固定涡轮21及套23口朝第二空间S2开的连通路28b组成。
在上述结构下，制冷剂由于可动涡轮22的公转而被从吸入口Pi吸到压缩室C中。该压缩室C的容积变小，制冷剂被压缩，而通过喷出口Po、28a、28b流入第二空间S2。因此，在本实施例中，壳10内的第一空间S1成为被低压制冷剂充满的低压空间；壳10内的第二空间S2成为被高压制冷剂充满的高压空间。
在所述套23的下面装了一气体引导板41，它将从喷出口Po、28a、28b流出的气体制冷剂沿着壳101的内周面引向下方。还给该套23装了一回油孔42，当第二凹陷部24b中贮存了润滑油时，它将该润滑油沿着壳10的内周面引向下方。
将所述马达31布置到为高压空间的第二空间S2中。该马达31包括固定在壳10的内周面上的环状定子33、布置在该定子33内侧的转子34。在所述定子33的外周面上多处形成有磁芯切除部33a。该磁芯切除部33a形成在该定子33的外周面的一部分上，且为沿上下方向连续的缺口，它的作用是让马达31上方的空间和下方的空间连通。
所述驱动轴32被固定在转子34上，该驱动轴32的上端部联接在可动涡轮22上；该驱动轴32的下端部借助滑动轴承35a由固定在壳10下部的轴承板35支承着。壳10的下部为贮存润滑油的贮油处59，在驱动轴32的下端部设置了离心泵36。驱动轴32上形成有从离心泵36朝上方延伸的供油通路71，它将由离心泵36抽上来的润滑油供到各个滑动轴承22c、25a、35a的滑动部、两涡轮21、22的滑动面上等。
下面，说明该涡轮压缩机1的运转情况。
首先，马达31一起动，转子34和驱动轴32就相对定子33一体旋转。这样以来，可动涡轮22就受十字头联轴节26的作用而不能自转，故可动涡轮22就仅在以驱动轴32的偏心部32a的偏心量为旋转半径的旋转轨道上公转。这样以来，压缩室C的容积就重复地进行周期性地增减。再就是，伴随着可动涡轮22的公转，可动涡轮22的端板22a的外周面22e和套23的第一凹陷部24a的内周壁就重复着进行周期性地接近、远离(参看图3)。
当压缩室C的容积增大时，制冷剂回路中的低压制冷剂就从吸入口Pi经由吸入管14及第一空间S1而被吸到压缩室C中。若压缩室C的容积开始减小，制冷剂就开始被压缩而成为高压，并从喷出口Po、28a、28b喷向第二空间S2。制冷剂在气体引导板41的作用下先被引向马达31的下方，之后再次上升，而从喷出管15喷向壳10外。
在该实施例中的涡轮压缩机1中，因可动涡轮22的外周部形成为锥状，故能减少在可动涡轮22进行公转的时候，由于可动涡轮22的外周面22e与套23的内周壁之间的润滑油而引起的泵唧。换句话说，在可动涡轮22的外周面22e和套23的内周壁相互接近的时候，存在于二者间的润滑油就会顺利地沿倾斜的外周面22e排出去；而当可动涡轮22的外周面22e和套23的内周壁相互远离的时候，润滑油又会沿倾斜的外周面22e顺利地流到二者之间。结果是，可动涡轮22和套23间的润滑油的流入、排出都很顺利，搅拌损失也就减少了。
特别是，根据本实施例，因外周面22e从可动涡轮22朝着固定涡轮21向内侧倾斜，故润滑油容易在可动涡轮22与固定涡轮21之间流动，从而能顺利地将油供给滑动部分。
因由铸造件构成可动涡轮22，让外周面22e为铸造面不变，故在外周面22e的表面形成了微小的凹凸，而可使沿外周面22e的润滑油的流动更加畅通。再就是，因外周面22e不需要加工，故可降低加工成本。
因在该实施例的涡轮压缩机1中，将马达31布置在为高压空间的第二空间S2中，故由于马达损失、机械损失所产生的热不会加给吸入气体，也就能防止由于吸入气体密度下降而造成的容积效率的下降。结果就不需要将它做成各个涡轮21、22的涡旋状搭接21b、22b较大的结构了，因而可防止成本上升、大型化。
因为在该结构下，让流到第二空间S2的制冷剂先在马达31的周围流动，再喷到壳10外，故既可用制冷剂冷却马达31，此时又可将润滑油从制冷剂中分离出来，并让它回到贮油处。
在本实施例中，在运转中供向滑动轴承22c、25a的润滑油贮存在涡轮凹部24的高压部H，然后进一步从可动涡轮22和密封环27间的微小间隙漏出来而进入低压部L的情况下，该低压部L内的润滑油会由于可动涡轮22的公转、伴随着该公转的十字头联轴节26的动作而被弹上来，进而被从开口部A排到第一空间S1中。被排到第一空间S1的润滑油在该第一空间S1内雾化后，又被从吸入口Pi吸到压缩室C内，和制冷剂一起被排到第二空间S2中。
与此相对，象现有的高压密闭室结构那样，在固定涡轮21的周围为高压空间结构的情况下，因在那一高压空间和压缩机构20内的低压部分之间存在压力差，故如图4中的假想线所示，必须让所述隔离部件23和固定涡轮21在凸缘21c的整个一周上贴紧，于是，就是在所贮存的润滑油无处可逃的状态下，边由十字头联轴节26搅拌该润滑油，边由可动涡轮22公转。因此，在高压密闭室结构下，搅拌损失会由于油的抵抗而增大，使运转效率下降。然而，在本实施例中，因让固定涡轮21周围的第一空间S1为低压空间，并和涡轮凹部24的低压部L连通，故可通过将涡轮凹部24的润滑油排到第一空间S1这一做法来防止运转效率下降。
还因不再需要让隔离部件和固定涡轮21贴紧的密封结构，故和需要密封部分的结构相比，可使压缩机构20的结构更加简单。由此而可将压缩机构20的直径制得小一些，从而可使压缩机1自身小型化。
因在高压密闭室结构下，将吸入管14直接联接到固定涡轮21上，故其间需要密封部件而使结构复杂化了，但在上述结构下，因不需要该密封部件而可使结构简化。
在高压密闭室结构下，固定涡轮21有可能由于作用在固定涡轮21外面的高压压力和压缩室外周侧的低压压力之间的压力差而发生变形，而在两涡轮21、22间出现缝隙，漏出制冷剂，导致效率下降等。而且，若为控制该变形去提高固定涡轮21的强度，又会导致机构大型化。但在上述结构下，可防止出现这样的问题。
此外，在上述实施例中，将固定涡轮21的凸缘21c的外径做得比套23的第一凹陷部24a的内径小，同时还设了朝外突出的紧固片21d，以便在套23和固定涡轮21间形成开口部A的，还可适当地改变开口部的形状。例如，在固定涡轮21或者套23的一部分上形成与第一凹陷部24a和第一空间S1连通的缺口、通孔或者槽等，用这些缺口、通孔或者槽等作为开口部A。
本实用新型并不限于所述实施例，还可在不脱离该实用新型的精神、主要特征的情况下，以其它多种方式来实施本实用新型。
如上所述，无论从哪一方面讲，所述实施例只不过是一些示例，不应该将它理解成是对本实用新型的限定。本实用新型的范围由权利要求来体现，不受说明书本文的束缚。而且，属于权利要求的等同范围内的变形、变更等都在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种涡轮压缩机，其包括套(23)、设在该套(23)内侧的可动涡轮(22)及与该可动涡轮(22)相啮合的固定涡轮(21)，所述可动涡轮(22)上有近似圆板状的端板(22a)、形成在该端板(22a)的一个面上的涡旋状搭接(22b)，其特征在于在所述端板(22a)的外周部(22e)形成锥面。
2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于形成在所述端板(22a)上的锥面，由从所述可动涡轮(22)朝着所述固定涡轮(21)向所述端板(22a)的中心一侧倾斜的倾斜面构成。
3.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于所述可动涡轮(22)由铸造件构成；所述端板(22a)的外周部(22e)为铸造面。
4.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于还包括密闭型壳(10)、设在该壳(10)内的驱动马达(31)、联在该驱动马达(31)上且驱动所述可动轮(22)的驱动轴(32)；由所述可动涡轮(22)及固定涡轮(21)构成压缩机构(20)；所述壳(10)内部被划分为低压空间(S1)和高压空间(S2)，中间隔着所述压缩机构(20)；所述驱动马达(31)被布置在所述高压空间(S2)中。
专利摘要本实用新型公开了一种涡轮压缩机。该涡轮压缩机(1)包括壳(10)、装在壳(10)内的马达(31)、联接在马达(31)上的驱动轴(32)、由固定在驱动轴(32)上的可动涡轮(22)和与可动涡轮(22)相啮合的固定涡轮(21)构成的压缩机构(20)、固定压缩机构(20)的套(23)。在可动涡轮(22)的端板(22a)的外周部形成锥面，外周面(22e)为倾斜面。可动涡轮(22)由铸造件构成，外周面(22e)为其上存在着微小凹凸的铸造面。
文档编号F04C18/02GK2603860SQ0229435
公开日2004年2月18日 申请日期2002年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者梶原干央, 加藤胜三, 古庄和宏 申请人:大金工业株式会社