固定排量活塞式壓縮機的潤滑結構的製作方法
2023-07-21 11:05:46
專利名稱：固定排量活塞式壓縮機的潤滑結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種帶有旋轉閥的固定排量活塞式壓縮機的潤滑結構，旋轉閥可根據其旋轉而將流體從吸氣壓力區引入到壓縮室中。
壓縮室內含有潤滑油的致冷劑通過活塞和氣缸內周表面之間的間隙洩漏到容納有旋轉斜盤的曲軸箱內。一個不希望發生的特徵是洩漏到曲軸箱內的致冷劑沿旋轉軸的周邊表面流出到吸氣壓力區中。結果，曲軸箱內的潤滑油也流出到吸氣壓力區中。同時，支承墊塊在曲軸箱內的旋轉斜盤上滑動以將旋轉斜盤的動力傳遞給活塞，因此滑動部分需要被潤滑。然而，由於曲軸箱內的潤滑油和致冷劑一起沿旋轉軸的周邊表面流出到吸氣壓力區中，因此曲軸箱無法保證有足夠的潤滑油量。因此，需要提高帶有旋轉閥的固定排量活塞式壓縮機的潤滑性能。
從下述介紹並結合以示例方式顯示了本發明原理的附圖，可以清楚本發明的其它方面和優點。
現在參考
圖1A，圖中顯示了根據本發明第一優選實施例的固定排量雙頭活塞式壓縮機的縱向剖視圖。壓縮機的前端和後端分別對應於圖中的左側和右側。壓縮機的殼體包括一對前、後氣缸體11，12，以及前殼體13和後殼體14。前氣缸體11與後氣缸體12相連。前殼體13與前氣缸體11相連。後殼體14與後氣缸體12相連。在前殼體13中形成了排氣室或排氣壓力區131。在後殼體14中形成了排氣室或排氣壓力區141和吸氣室或吸氣壓力區142。
在前氣缸體11和前殼體13之間設有閥口板15、閥板16和擋板17。在後氣缸體12和後殼體14之間設有閥口板18、閥板19和擋板20。在閥口板15和18上分別形成有排氣埠151和181。在閥板16和19上分別形成有排氣閥161和191，以分別打開和關閉排氣埠151和181。在擋板17和20上分別形成有阻擋件171和201，以調節各個排氣閥161和191的開度。
在前、後氣缸體11，12上可旋轉地支撐了旋轉軸21，其插入在穿過前、後氣缸體11，12而延伸的軸孔111和121中。即，旋轉軸21由前、後氣缸體11，12通過各軸孔111和121而直接地支撐。在前殼體13和旋轉軸21之間設有軸密封件22。在旋轉軸21上固定了旋轉斜盤或凸輪23，其位於形成在前、後氣缸體11，12之間的曲軸箱或凸輪箱24內。在氣缸體11的後端面和旋轉斜盤23的環形端部231之間設有推力軸承25。在氣缸體12的前端面和旋轉斜盤23的環形端部231之間設有推力軸承26。推力軸承25和26夾住了旋轉斜盤23，以調節旋轉軸21在旋轉軸21的軸線213上的位置。
在前氣缸體11中形成了多個前氣缸27(圖中只顯示了一個前氣缸27)。類似的，在後氣缸體12中形成了多個後氣缸28(圖中只顯示了一個後氣缸28)。雙頭活塞29的前、後端分別設置在氣缸對27，28中。雙頭活塞29通過一對支承墊塊與旋轉斜盤23相接合。旋轉斜盤23與旋轉軸21整體地旋轉，並通過支承墊塊30將旋轉斜盤23的動力傳遞給雙頭活塞29，使得雙頭活塞29在一對氣缸27，28中往復運動。在各氣缸27和28中形成了壓縮室271和281。
在軸孔111和121的內周表面上分別設有密封部分112和122。密封部分112和122的直徑小於軸孔111和121的內周表面上其餘部分的直徑。換句話說，旋轉軸21由氣缸體11和12通過各個密封部分112和122而直接地支撐。在旋轉軸21中形成了供給通道211。供給通道211延伸到旋轉軸21的後端，並與後殼體14的吸氣室142相連通。在旋轉軸21中形成了引入通道31和32，其通過供給通道211與吸氣室142相連通。
在前氣缸體11中形成了吸氣通道33，可將氣缸27與軸孔111互連。吸氣通道33中的入口331在密封部分112上打開。類似的，在後氣缸體12中形成了吸氣通道34，可將氣缸28與軸孔121互連。吸氣通道34中的入口341在密封部分122上打開。當旋轉軸21旋轉時，引入通道31的出口311與吸氣通道33的入口331間歇式地相連通。類似的，當旋轉軸21旋轉時，引入通道32的出口321與吸氣通道34的入口341間歇式地相連通。
當前氣缸27處於吸氣循環時，即當雙頭活塞29從圖1A中的左側向右側運動時，出口311與吸氣通道33的入口331相連通。結果，供給通道211中的致冷劑通過引入通道31和吸氣通道33而引入到壓縮室271中。當前氣缸27處於排氣循環時，即當雙頭活塞29從圖1A中的右側向左側運動時，出口311與吸氣通道33的入口331脫開。結果，壓縮室271中的致冷劑通過推開排氣閥161而經排氣埠151排放到排氣室131中。排放到排氣室131中的致冷劑流出到圖中未示出的外部致冷迴路中。
類似的，當後氣缸28處於吸氣循環時，即當雙頭活塞29從圖1A中的右側向左側運動時，出口321與吸氣通道34的入口341相連通。結果，旋轉軸21的供給通道211中的致冷劑通過引入通道32和吸氣通道34而引入到壓縮室281中。當後氣缸28處於排氣循環時，即當雙頭活塞29從圖1A中的左側向右側運動時，出口321與吸氣通道34的入口341脫開。結果，壓縮室281中的致冷劑通過推開排氣閥191而經排氣埠181排放到排氣室141中。排放到排氣室141中的致冷劑流出到外部致冷迴路中。流出到外部致冷迴路中的致冷劑返回到吸氣室142中。
旋轉閥35和36與旋轉軸21形成一體並被密封部分112和122所包圍。連通通道37包括連通孔212和供給通道211，並將曲軸箱24和吸氣室142互連。連通孔212形成於旋轉軸21的周邊表面上以朝向推力軸承25。連通孔212將供給通道211和曲軸箱24互連。
現在參考圖1B，圖中顯示了沿圖1A中線I-I的剖視圖。連通孔212位於推力軸承25附近，並基本上沿旋轉軸21的徑向延伸。當旋轉軸21旋轉時，連通孔212沿推力軸承25的內周運轉。結果，連通孔212有助於對推力軸承25的基本上整個部分進行潤滑。
現在參考圖2，圖中顯示了沿圖1A中線II-II的剖視圖。多個前氣缸27形成於前氣缸體11中並繞旋轉軸21整齊地排列。各前氣缸27容納了雙頭活塞29並與吸氣通道33相連通。同時，旋轉軸21包括供給通道211和與供給通道211相連通的引入通道31。當旋轉軸21旋轉時，引入通道31與吸氣通道33間歇式地相連通，以便將致冷劑引入到前氣缸27中。因此，旋轉軸21可用作旋轉閥35。
現在參考圖3，圖中顯示了沿圖1A中線III-III的剖視圖。多個前氣缸28形成於後氣缸體12中並繞旋轉軸21整齊地排列。各後氣缸28容納了雙頭活塞29並與吸氣通道34相連通。同時，旋轉軸21包括供給通道211和與供給通道211相連通的引入通道32。當旋轉軸21旋轉時，引入通道32與吸氣通道34間歇式地相連通，以便將致冷劑引入到後氣缸28中。因此，旋轉軸21可用作旋轉閥36。
根據第一優選實施例，可以得到下述有利的效果。
(1-1)壓縮室271和281中的致冷劑部分分別通過氣缸27，28的內周表面和雙頭活塞29的外周表面之間的間隙而洩漏。致冷劑中的潤滑油也從壓縮室271，281中洩漏到曲軸箱24內。同時，當旋轉軸21旋轉時連通孔212繞旋轉軸21的軸線213運轉。曲軸箱24內的氣態致冷劑主要通過連通孔212而流出到供給通道211中。另一方面，致冷劑中的液態潤滑油基本上不會進入到運轉的連通孔212中。因此，致冷劑中的潤滑油部分與流出到供給通道211中的氣態致冷劑相分離。分離出的潤滑油有助於潤滑曲軸箱24內所需的潤滑部分，例如旋轉斜盤23和支承墊塊30之間的滑動部分，因此提高了壓縮機的潤滑性能。
根據實驗，在傳統壓縮機中，當壓縮機運行時曲軸箱24內的潤滑油量約為10ml。另一方面，在帶有連通孔212的壓縮機中，當壓縮機運行時曲軸箱24內的潤滑油量增大到約為60ml。
(1-2)供給通道211將致冷劑傳送到各旋轉閥35，36的引入通道31，32中，並構成了連通通道37的一部分。用於連通的新形成的通道只用於形成連通孔212。因此，對於形成連通通道37來說是較簡單的。
(1-3)連通通道37的連通孔212位於推力軸承25附近，氣態致冷劑從曲軸箱24流到連通通道37中。致冷劑流引導潤滑油流向推力軸承25。這部分被引導的潤滑油有助於潤滑推力軸承25。
(1-4)在第一優選實施例中旋轉閥35，36和旋轉軸21形成一體。與分開地包括旋轉閥和旋轉軸的結構相比，在第一優選實施例中可以減少部件的數量，並且壓縮機的裝配工藝較簡單。
下面將參考圖4到6來介紹本發明的第二優選實施例。採用相同的標號來表示與第一優選實施例中相同的部件。
現在參考圖4，圖中顯示了根據本發明第二優選實施例的固定排量雙頭活塞式壓縮機的縱向剖視圖。在旋轉軸38上固定了旋轉閥39和40。一對推力軸承43和44可調節旋轉軸38在旋轉軸38的軸線381上的位置。形成於各個旋轉閥39，40中的引入通道41，42與曲軸箱24相連通。當旋轉閥39旋轉時，引入通道41中的出口411與吸氣通道33中的入口間歇式地相連通。類似的，當旋轉閥40旋轉時，引入通道42中的出口421與吸氣通道34中的入口間歇式地相連通。在吸氣循環中，形成於前殼體13中的吸氣室132中的致冷劑通過供給通道45、引入通道41和吸氣通道33而引入到壓縮室271中。類似的，在吸氣循環中，形成於後殼體14中的吸氣室142中的致冷劑通過供給通道46、引入通道42和吸氣通道34而引入到壓縮室281中。
在旋轉閥39和40的內周表面中分別形成有連通通道391和401，其基本上沿旋轉軸38的軸線381延伸。連通通道391將吸氣室或吸氣壓力區132與曲軸箱24互連。類似的，連通通道401將吸氣室或吸氣壓力區142與曲軸箱24互連。曲軸箱24隻通過各個連通通道391，401和各個供給通道45，46而與吸氣室或吸氣壓力區132，142相連通。連通通道391，401形成於與旋轉軸38整體地旋轉的各個旋轉閥或旋轉體39，40中，並用作第一優選實施例中的連通通道37。
現在參考圖5，圖中顯示了沿圖4中線IV-IV的剖視圖。多個前氣缸27形成於前氣缸體11中並繞旋轉軸38整齊地排列。各前氣缸27容納了雙頭活塞29並與吸氣通道33相連通。同時，旋轉閥39與旋轉軸38相連以整體地旋轉。旋轉閥39包括供給通道45和與供給通道45相連通的引入通道41。當旋轉軸38旋轉時，引入通道41與吸氣通道33間歇式地相連通，以便將致冷劑引入到前氣缸27中，而且連通通道391繞旋轉軸38的軸線381運轉。
現在參考圖6，圖中顯示了沿圖4中線V-V的剖視圖。多個後氣缸28形成於後氣缸體12中並繞旋轉軸38整齊地排列。各後氣缸28容納了雙頭活塞29並與吸氣通道34相連通。同時，旋轉閥40與旋轉軸38相連以整體地旋轉。旋轉閥40包括供給通道46和與供給通道46相連通的引入通道42。當旋轉軸38旋轉時，引入通道42與吸氣通道34間歇式地相連通，以便將致冷劑引入到後氣缸28中，而且連通通道401繞旋轉軸38的軸線381運轉。
根據第二優選實施例，可以得到與第一優選實施例中段落(1-1)相同的有利效果。
本發明並不限於上述實施例，而是可以修改成下述替代性實施例。
在上述第一實施例的替代性實施例中，參考圖7，在旋轉軸21的外周表面部分中形成了基本上與連通孔212相同的第二連通孔213，使得第二連通孔213朝向推力軸承26。因此，提高了對推力軸承26的潤滑性能。
在上述優選實施例的替代性實施例中，採用了固定排量單頭活塞式壓縮機。
在上述優選實施例的替代性實施例中，採用了具有預定形狀的凸輪而不是旋轉斜盤的活塞式壓縮機。
因此，這些示例和實施例應被視為說明性的和非限制性的，本發明不限於這裡給出的細節，而是可在所附權利要求的範圍中進行修改。
權利要求
1.一種固定排量活塞式壓縮機的潤滑結構，包括形成了凸輪腔、多個氣缸和吸氣壓力區的殼體；由所述殼體可旋轉地支撐的旋轉軸；位於所述凸輪腔內的凸輪，所述凸輪與所述旋轉軸相連；位於各所述氣缸內的活塞，所述活塞與所述凸輪相接合，從而根據所述旋轉軸的旋轉並通過所述凸輪而往復運動；與所述旋轉軸相連的旋轉閥，所述旋轉閥包括引入通道和可將所述引入通道與所述吸氣壓力區互連的供給通道，所述引入通道可通過所述供給通道將流體引入到所述氣缸中；和與所述旋轉軸相連的旋轉體，所述旋轉體包括可將所述凸輪腔和所述吸氣壓力區互連的連通通道。
2.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述連通通道與所述供給通道相連通。
3.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述旋轉閥與所述旋轉體形成一體，所述引入通道和所述供給通道形成於所述旋轉體中。
4.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述旋轉閥與所述旋轉軸形成一體，所述引入通道和所述供給通道形成於所述旋轉軸中。
5.根據權利要求4所述的潤滑結構，其特徵在於，所述連通通道至少包括所述供給通道部分和形成於所述旋轉軸的周邊表面上的連通孔。
6.根據權利要求5所述的潤滑結構，其特徵在於，所述連通孔基本上在所述旋轉軸的徑向上延伸。
7.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述旋轉體與所述旋轉軸形成一體，所述連通通道形成於所述旋轉軸中。
8.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述連通通道至少包括所述供給通道部分和基本上在所述旋轉軸的軸向上延伸的連通孔。
9.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述潤滑結構還包括位於所述殼體和所述凸輪之間並用於調節所述凸輪在所述旋轉軸的軸向上的位置的推力軸承，所述凸輪腔中的連通通道的開口位於所述推力軸承的附近。
10.根據權利要求9所述的潤滑結構，其特徵在於，所述活塞是位於一對所述氣缸內的雙頭活塞，所述推力軸承位於所述殼體和所述凸輪之間的凸輪兩側以夾住所述凸輪，用於調節所述凸輪在所述旋轉軸的軸向上的位置，所述凸輪腔中的連通通道的開口至少位於一個所述推力軸承的附近。
11.根據權利要求10所述的潤滑結構，其特徵在於，所述連通通道的開口位於各所述推力軸承的附近。
12.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述凸輪腔只通過所述連通通道與所述吸氣壓力區相連通。
13.根據權利要求1所述的潤滑結構，其特徵在於，所述凸輪包括旋轉斜盤。
14.一種用於固定排量活塞式壓縮機的旋轉閥，所述壓縮機具有包括凸輪腔、氣缸和吸氣壓力區的殼體，以及旋轉軸，所述旋轉閥包括與所述吸氣壓力區相連通的供給通道；用於將流體引入到所述氣缸中的與所述供給通道相連通的引入通道，所述流體部分和潤滑油一起洩漏到所述凸輪腔中；和可將所述凸輪腔和所述吸氣壓力區互連的連通通道，所述流體中的潤滑油部分在所述凸輪腔中的連通通道的開口周圍與所述流體相分離，並保持在所述凸輪腔中。
15.根據權利要求14所述的旋轉閥，其特徵在於，所述旋轉閥與所述旋轉軸形成一體，所述供給通道、引入通道和連通通道形成於所述旋轉軸中。
16.一種固定排量活塞式壓縮機，包括形成了凸輪腔、多個氣缸和吸氣壓力區的殼體；由所述殼體可旋轉地支撐的旋轉軸；位於所述凸輪腔內的凸輪，所述凸輪與所述旋轉軸相連；位於各所述氣缸內的活塞，所述活塞與所述凸輪相接合，從而根據所述旋轉軸的旋轉並通過所述凸輪而往復運動；與所述旋轉軸相連的旋轉閥，所述旋轉閥包括與所述吸氣壓力區相連通的供給通道；和用於將流體引入所述氣缸中並與所述供給通道相連通的引入通道，所述流體部分和潤滑油一起洩漏到所述凸輪腔中；以及與所述旋轉軸相連的旋轉體，所述旋轉體包括可將所述凸輪腔和所述吸氣壓力區互連的連通通道，所述流體中的潤滑油部分在所述凸輪腔中的連通通道的開口周圍與所述流體相分離，並保持在所述凸輪腔中。
17.根據權利要求16所述的固定排量活塞式壓縮機，其特徵在於，所述旋轉體與所述旋轉軸形成一體。
18.根據權利要求16所述的固定排量活塞式壓縮機，其特徵在於，所述旋轉閥與所述旋轉軸形成一體。
19.根據權利要求16所述的固定排量活塞式壓縮機，其特徵在於，所述壓縮機還包括位於所述殼體和所述凸輪之間並用於調節所述凸輪在所述旋轉軸的軸向上的位置的推力軸承，所述連通通道的開口至少位於所述推力軸承的附近。
20.根據權利要求19所述的固定排量活塞式壓縮機，其特徵在於，所述活塞是位於一對所述氣缸內的雙頭活塞，所述推力軸承位於所述殼體和所述凸輪之間的凸輪兩側以夾住所述凸輪，用於調節所述凸輪在所述旋轉軸的軸向上的位置，所述凸輪腔中的連通通道的開口至少位於一個所述推力軸承的附近。
21.一種固定排量活塞式壓縮機，包括形成了凸輪腔、多個氣缸和吸氣壓力區的殼體；由所述殼體可旋轉地支撐的旋轉軸，所述旋轉軸包括可將所述凸輪腔和吸氣壓力區互連的連通通道；位於所述凸輪腔內的凸輪，所述凸輪與所述旋轉軸相連；位於各所述氣缸內的活塞，所述活塞與所述凸輪相接合，從而根據所述旋轉軸的旋轉並通過所述凸輪而往復運動；與所述旋轉軸形成一體的旋轉閥，所述旋轉閥包括與所述吸氣壓力區相連通的供給通道；和用於將流體引入所述氣缸中並與所述供給通道相連通的引入通道，所述流體部分和潤滑油一起洩漏到所述凸輪腔中，所述流體中的潤滑油部分在所述凸輪腔中的連通通道的開口周圍與所述流體相分離，並保持在所述凸輪腔中。
全文摘要
一種固定排量活塞式壓縮機中的潤滑結構，包括殼體、旋轉軸、凸輪、活塞、旋轉閥和旋轉體。殼體形成了凸輪腔、氣缸和吸氣壓力區。旋轉軸可旋轉地支撐於殼體內。凸輪位於凸輪腔中並與旋轉軸相連。活塞位於各氣缸中並與凸輪相接合，從而根據旋轉軸的旋轉並通過凸輪而往復運動。與旋轉軸相連的旋轉閥包括引入通道和可將引入通道與吸氣壓力區互連的供給通道。引入通道通過供給通道將流體引入到氣缸中。與旋轉軸相連的旋轉體包括可將凸輪腔和吸氣壓力區互連的連通通道。
文檔編號F04B27/10GK1424504SQ02155768
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月5日 優先權日2001年12月6日
發明者神德哲行, 佐藤真一, 佐伯曉生, 坂野誠俊 申請人:株式會社豐田自動織機