[发明专利]带反转保护装置的涡形机械

说明书

本发明与涡形压缩机有关，特别是与具有流体制动装置的涡形压缩机有关，此流体制动装置是为了有效阻止环绕轨道运动涡形（以下简称为环绕涡形构件）构件的反转。

由于涡形机械的十分高效的工作能力，因而在制冷和空调的压缩机上，涡形机械的应用越来越广泛。总的来看，这类机械包括有一对相互环绕的螺旋部分，其中一个围绕另一个盘旋，使得在它们由外部吸入口移动至中央排出口时，所形成的一个或多个移动腔的尺寸变得越来越小。这类机械还有一个电动机，电动机是通过利用一个与电动机转子连接的适用的驱动轴来驱动环绕涡形构件，在封闭式压缩机中，密封壳底部通常有一个润滑和冷却用的集油槽。

由于涡形压缩机主要是依靠螺旋缠绕体相对侧翼表面间所形成的密封来限定用以压缩的连续腔、通常不需要吸入阀和排出阀然而，当这类压缩停机时，不论是人为的要求得到满足的主动停机，还是由于断电或其它问题引发的非主观愿望的停机，高压腔中的气体和/或排出腔压缩气体的返流会引起环绕涡形构件及相关驱动轴有反向转动的趋势。这种反转经常产生令人厌恶的低频噪声。进一步说，采用单相驱动电机的机器，假若经受不住瞬时功率、压缩机就可能开始反向放置。反转可能会引起压缩机过热和/或其它装置损坏。还有其他的情况，诸如冷凝器风扇卡死，它会造成排出压力显著增加，使驱动电动机停转，进而造成反转。在环绕涡形件反向旋转时，排出压力会下降至某一个值，此时电机又可克服此压力，使涡形件向前旋转（正转）。然而，排出压力又会增大至某一个值，使上述循环重复进行。这种循环过程也可能引起压缩机和/或相关装置的损坏。

本发明为克服这类问题，采用了单向驱动装置，例如一个单向离合器，此装置装在驱动轴和位于压缩机集油槽中的桨之间。当驱动轴沿所希望的方向旋转时，离合器不驱动桨叶，但当反向旋转时，驱动轴带动集油槽中的桨旋转起来，产生流体制动作用以阻止环绕涡形构件反向运转，因而消除了压缩机停车时产生的令人厌恶的噪声。再进一步说，这种流体制动可以防止由于单相电机反转所造成的电机和/或压缩机的损坏，也可阻止由于冷凝器风扇卡死或失效所造成的反转循环。这种制动是被动的，它在压缩机正常运转时不会产生任何负载。

本发明是在美国专利证书4，998，864号所公开的原理上发展而成的，上述专利所公开的内容这里作为参考，其中驱动轴通过一个可防止反转的单向离合器与刚性结构联接。本设计的制动动作是很平缓的，因而显著提高了单向离合器机构的使用寿命。

这里示出新颖的防反转机构的几种实例，包括一种双叶片桨型，一种三叶片桨型及两种双桨叶的变型。双叶和三叶桨在试图使油移位时将角动量传递给润滑油。双桨叶型具有一个可旋转桨叶，它将角动量传递给润滑油，还具有一个固定的毂壳以阻止润滑油的流动或移位。由固定毂壳所提供的阻力对反转起较强的抑制作用。另外，这里还图示了具有一体的圆柱形转子罩的此类装置的变型，此型式由美国专利证书号5，064，356公开出来，这里也引做参考。在运转工作期间，这类罩子对于减少旋转的电机转子周围区域油面的高度很有用处。为了确保集油槽中有足够的润滑油来保证对运动部件有适当的润滑和/或冷却，而且又要使壳体总高度尽可能最小，有时需将油加至超过旋转转子底部的高度。然而，与气态制冷剂相比较，相对粘度大的油会给转子旋转带来更大阻力，因而造成更大的能耗。在涡形压缩机中这一问题愈发恶化，因为这类典型的压缩机中转子的底部固定连接有一个平衡重量。此罩子带有一个大体上呈平面状圆盘或法兰盘，平面状圆盘或法兰盘位于离转子底端很接近的位置，其作用是减少油回流到旋转转子和/或平衡重量区域，但仍确保一定的循环量，从而增加了流过邻近电机定子端绕组的油的循环量。操作运行中可以发现此改进了的罩在改进了对定子端绕组冷却的同时对压缩机整体运转效率实质上没有影响。

本发明另外的优点和性能在下文的说明书及附属权利要求书中结合参阅附图将会显示出来。

图1是根据本发明所述的带有流体制动的涡形制冷压缩机沿中心剖切的纵向剖面图;

图2是沿图1中2-2线剖切后的水平剖视面;

图3是图1所示的本发明中的单向离合器机构的放大视图，从图1的平面沿径向向外方向看所示出的处于驱动工作方式下的机构。

图4是沿图3中4-4线剖切放大的剖视图;

图5是沿图2中5-5线剖切的垂直剖视图;

图6是表示本发明的具有三叶片桨型流体制动装置实例的类似图2的视图;

图7与图6类似，是表示采用弧形桨叶片的流体制动装置的视图;