[发明专利]高压侧共转式涡旋压缩机中的滑油分离和轴承润滑

说明书

                        发明背景

本发明一般涉及涡旋装置，更具体的说涉及共转式涡旋压缩机，其中两个涡旋件在平行、偏置的两轴上旋转。特别是，本发明是涉及高压侧共转制冷剂涡旋压缩机，其中，压缩制冷剂气体和其中夹带的滑油，经驱动涡旋件的驱动轴排出；涡旋件驱动轴的末端可转动地支承在一轴承中，该轴承靠近排出气体和夹带的滑油从驱动轴排出的位置。

一般说，涡旋压缩装置由两个涡旋件组成，每个涡旋件有一渐开线外壳。涡旋件的外壳从一端板处伸出，并相互成交错关系。一个涡旋件相对另一涡旋件的相对轨道运动，使涡旋外壳间产生一系列的空腔，因而，压缩机在运转时，减少了压缩任何已收集的气体的容积。

一般说，涡旋压缩机都属于这种型式，其中，一个涡旋件是固定的，而另一个涡旋件则环绕其转动；或属于共转涡旋式压缩机，其中，两个涡旋件在平行但偏置的两轴上旋转。在共转涡旋压缩机中，其特点是，一个涡旋件是驱动涡旋件，另一个是空转涡旋件。

驱动涡旋件由驱动轴驱动。驱动轴与驱动涡旋件的端板组装在一起，并从端板处伸出。或由驱动轴的机械连杆组装到驱动涡旋件上。不论涡旋件驱动轴组装到驱动涡旋件上，或用机械方法连结，都穿过驱动压缩机的电动马达的转子，并与其固定连结一起转动。

密封式压缩机(压缩机中驱动马达和压缩机构均配置在一密封的壳体中)包括涡旋式压缩机，分为高压侧式或低压侧式两种。高压侧压缩机是指驱动马达配置在压缩机壳体中一部分的一种，当压缩机运转时，该部分处于压缩机排出压力下，而低压侧压缩机，驱动马达配置在压缩机壳体中的一部分，压缩机运转时，此部分处于吸入压力下。

关于密封共转涡旋压缩机，从发展前景来说，肯定应用高压侧设计是有利的，在该种设计中，压缩机驱动马达实际配置在压缩机构上方，并使用驱动涡旋件的驱动轴使压缩制冷剂气体流出压缩机构。在这方面，典型的例子见美国专利49 27 339和50 80 566。前一专利已转让给本发明的受让人，在这里引用是为了参考。

本发明的发明人业已发现，由于共转涡旋压缩机的涡旋件在压缩机运转时遭受倾翻力矩，采用两个旋转支承驱动涡旋件驱动轴的轴承，而不是如上述专利所述只采用单个轴承结构是有利的。在转让给本发明的受让人的并且为了参照引用于此的美国专利50 99 658，51 29 798和5142 885中均已讨论了共转涡旋件遭受倾翻力的独特的性质和效果，以及调节和减少这种倾翻作用的各种方法和装置。

关于在高压侧共转涡旋式压缩机中驱动涡旋件驱动轴上端轴承的使用，此处压缩马达垂直配置在压缩机构上方，而驱动轴用于将压缩制冷剂气体从该处输出，在轴承润滑方面肯定出现了一些困难。特别是，在压缩机启动时，需要将滑油迅速输到轴承处，并在压缩机运转期间能连续对轴承供给滑油。尽管在共转涡旋压缩机中还未见到这样的轴承布置(截至本申请日止，尚未在世界上任何地方见有商业产品的共转涡旋压缩机)，更少的是，驱动涡旋件用于从压缩机构中引导出压缩气体，不是涡旋式的压缩机中的类似的结构是公知的，诸如授予Kousokabe的美国专利50 87 170中叙述的一种结构。

Kousokabe专利中讲到一种非涡旋压缩机，具有一实心驱动轴，在该结构中，排出气体经马达转子-定子间隙向上按限定路线输入上轴承附近。从这些气体中分离出的滑油，滴落到上轴承附近，作为润滑轴承的滑油的主要来源。

Kousokabe专利中的上轴承主要由一油泵润滑，当压缩机以足够高速被驱动时，油泵从配置在驱动马达下方的贮油槽中，将滑油向上输送给轴承。在较低速度时，当泵油作用不足以利用贮油槽中滑油为轴承提供完全润滑需求时，分离出的滑油滴落到上轴承附近，用于帮助润滑。

在授予Fujio的早期美国专利49 95 789中建议了一种类似的滑油分离/润滑布置。像Kousokabe的布置那样，一实心驱动轴旋转支承在密封式压缩机中的上轴承中。压缩机的排出气体经导管排至上轴承附近，该导管在压缩机壳体外部迂回。夹带的滑油在那里分离，并滴落到上轴承附近用于润滑。

与Kousokabe的结构不同，Fujio的压缩机是一涡旋压缩机，但其中的一个涡旋件是固定的，并且只采用两个轴承。此外，Fujio专利中的涡旋件驱动轴，如前所述是实心的。经一连杆装置驱动绕轨道旋转的涡旋件。再者，压缩机排出气体经该固定的涡旋件向下按限定路线输送，然后，在最近排出前，排出压缩机壳体外。