水平式壓縮機的給油裝置的製作方法
2023-07-29 01:15:56 1
專利名稱：水平式壓縮機的給油裝置的製作方法
技術領域：
本發明關於一種水平式壓縮機的給油裝置，特別是指應用在一種較為小型且為低轉速的壓縮機，使壓縮機在安裝使用於傾斜不平的場所時，仍可有效地提供機件必要滑潤的給油裝置。
背景技術：
一種水平式壓縮機，可被應用於冷凍空調系統或是電子產品的散熱，尤其適用於諸如汽車等移動式載體之上，例如可攜式冰箱、車用空調等，而為因應安裝空間的需要，多採用水平式(臥式)設計。由於相較於垂直式的設計，水平式的潤滑油孔(lubrication bore)與油麵的距離較大，供油難度相對提高。因此，對於該水平式壓縮機而言，潤滑油是否能有效地供給，以潤滑壓縮機內部各部機件成為主要的課題，尤其針對部份安裝於移動載體上的水平式壓縮機而言，因壓縮機經常必須處於傾斜狀態，在此種情況的下，潤滑油是否能有效的供給及導流至內部機件，將明顯影響壓縮機的使用壽命。
在既有的先前技術中，針對提供水平式壓縮機機件充份潤滑的設計甚多。例如美國第4,472,121號「Horizontal rotary compressor with oil forced by gasdischarge into crankshaft bore」專利前案，配合參看圖1及圖2所示，主要利用在封閉的一壓縮機殼體1a內，利用一側設於壓縮機殼體1a的一冷媒排放管3a與一油氣管5a互為套接，並使其套接處位於壓縮機殼體1a底層的潤滑油7a集油區液面以下。同時由於油氣管5a的管徑大於冷媒排放管3a，使其套接處形成一間隙9a，當高壓的冷媒氣體經由冷媒排放管3a排入油氣管5a時，因壓力差作用而使冷媒氣體與潤滑油混合的混合油氣同時被吸入油氣管5a，再經由油氣管5a注入一位於機軸側的油氣儲存槽11a，然後通過一位設於機軸內的螺旋狀葉片13a的旋轉將潤滑油7a導入機軸的軸孔15a內部，進而達到潤滑內部機件的目的。
惟，前述的美國專利前案設計，由於由冷媒排放管3a與油氣管5a互為套接的組合管設置於壓縮機的一側位置，因此當壓縮機設於固定式水平載體時，例如冰箱等，該設計尚能維持壓縮機內部機件的正常潤滑作用，然而當其設於移動式載體，例如汽車，且位於爬坡位置時，則易發生因水平傾角過大而令潤滑油7a液面傾斜，使該組合管脫離液面而無法正常汲取潤滑油7a的現象，進而使壓縮機內部機件無法正常潤滑，以致影響其使用壽命。
其次，另如美國第5,221,191號「Horizontal rotary compressor」專利前案，配合圖3所示，主要在一封閉的壓縮機內部一側設有一呈倒L形汲油管1b，其上端安裝於機軸3b一端軸承5b的中空軸承蓋7b，而下端則深入位於壓縮機底層潤滑油9b的集油區液面下。另外，在壓縮機機軸3b的另端則設有一旋轉扇葉11b，通過機軸3b在迴轉時帶動扇葉11b，使機軸3b內部軸孔13b因壓差而產生抽吸力，進而使潤滑油9b可經由汲油管1b抽取後，再由軸承蓋7b導入軸承5b及機軸3b內部軸孔13b，以達到給油潤滑的目的。
前述公知美國專利前案，其供油裝置主要利用位於機軸3b一側的扇葉11b在附隨機軸3b迴轉時所造成的軸孔13b內部壓差，來將潤滑油9b經倒L形汲油管1b抽吸進入內部機件進行潤滑。然該公知專利前案，雖因其採用一種倒L形汲油管1a能稍加改善當壓縮機因水平傾斜時所可能造成潤滑油9b液面下降而無法正常抽吸導致的潤滑不足現象，但是當壓縮機傾角過大時，倒L形汲油管1b仍舊可能無法有效汲取因傾斜而液面下降的潤滑油9b，究其因即在於汲油管1b設置於壓縮機的一側，而傾斜時潤滑油9a液面下降即易造成汲油管1b管口脫離液面而無法正常汲油，進而導致壓縮機內部機件無法獲得正常供油潤滑。再者，前述公知美國專利前案，因其必須通過一側扇葉11b與汲油管1b互動所產生的內部壓力差，才能產生抽吸的動能，因此在結構上較為複雜，同時必須製造出較長且可匹配的管件，因而提高製造加工的難度，影響所及，製造成本亦相對提高，而產品競爭力則降低。
因此，為解決前述先前技術的不足與缺失，有必要發展出一種新的設計，該設計不僅可以達到經濟、實惠的目的，同時能隨壓縮機不同的水平傾斜角度而仍能有效提供機件的潤滑，以確保壓縮機的正常運轉，進而延長其使用壽命。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種水平式壓縮機的給油裝置，主要在壓縮機內部馬達轉子與汽缸軸承間的機軸上安裝至少一附隨機軸旋轉的撥油碟片，同時該撥油碟片接近於壓縮機的幾何中心位置。另在該撥油碟片與壓縮機機軸套接的固定位置設置至少一缺口以供導流潤滑油，且於機軸對應於缺口位置則設置至少一深達軸心的徑向油孔，並於機軸的端面另鑽設至少一軸向油道與前述徑向油孔形成正交。此外，於機軸與汽缸軸承接觸位置處另設置一徑向出油孔。藉此，當壓縮機運轉時，利用撥油碟片在低速轉動時將潤滑油自底層接近幾何中心位置的集油區拾起，當撥油碟片旋轉至上方位置時，因潤滑油的重力大於離心力，使潤滑油向下導流入前述所預設並穿入機軸的出油孔道，進而可導流至汽缸軸承等內部機件，以提供必要的潤滑，並可再循環經由汽缸蓋板的徑向的出油孔導出至壓縮機的底層集油區。
通過上述的設計，由於撥油碟片拾取潤滑油的集油區恰接近於壓縮機的幾何中心位置，因此壓縮機如因水平傾斜角度過大，撥油碟片仍可處於潤滑油的液面以下，換言之，仍能維持該撥油碟片的撥油潤滑功能而不受影響，進而可改善習知技術易受水平傾斜角度影響的限制，致使潤滑不足情形發生的現象。同時，本發明另利用該固設於機軸上的撥油碟片，搭配機軸及軸承內部的潤滑油導油、分流油孔設計，而在結構上至為簡單且加工容易，因而亦具有降低製造成本的經濟價值。
本發明的另一目的則在該壓縮機的機殼的一側壓縮機拖架下緣，設計以一削角內凹的形狀設計，通過該形狀設計可使潤滑油的集油區集中於壓縮機底層的撥油區域，以避免多餘空間所造成潤滑油屯積角落的現象，同時可減少潤滑油的使用。
圖1公知技術美國第4,472,121號專利前案結構側面部份剖視圖。
圖2公知技術美國第4,472,121號專利前案結構正面剖視圖。
圖3公知技術美國第5,221,191號專利前案結構側面剖視圖。
圖4本發明壓縮機的結構外觀圖。
圖5本發明撥油碟片的結構外觀圖。
圖6本發明撥油碟片安裝於機軸的結構外觀圖。
圖7本發明壓縮機的結構側面剖視圖。
圖8本發明壓縮機水平左傾的示意圖。
圖9本發明壓縮機水平右傾的示意圖。
具體實施例方式
請配合參看圖4所示，圖4為本發明壓縮機10的結構外觀圖。本發明主要是應用在一種較為小型且低轉速(約900RPM～1200RPM)的水平式壓縮機，通過其獨特的潤滑給油裝置設計，而能確保壓縮機在運轉時，即使因水平傾斜角度過大，仍能正常且有效地提供內部機件滑潤。由其外形觀之，主要包括一壓縮機機殼1、一壓縮機拖架11及至少一冷媒排放管13，其中壓縮機拖架11下緣位置呈削角111的內凹設計，相關設計的功能及目的的說明以下將有進一步的敘述。
再請配合參看圖5至圖7所示，本發明主要的特徵在於壓縮機給油裝置位於壓縮機10接近幾何中心位置，因此無論縮壓機10水平傾斜角度為何，該位置潤滑油3的液面位置均不致下降過低，而使該給油裝置仍能保持在潤滑油3的液面以下，進而能正常供給壓縮機內部機件所需的潤滑。其利用在壓縮機內部馬達轉子5與汽缸軸承7間的機軸51上，安裝至少一旋轉撥油碟片9。請參看圖5所示，撥油碟片9呈一碟盤狀設計，其碟盤92外徑略小於壓縮機機殼1的內徑，同時，在其碟盤92一側凸設有複數個以幅射狀螺旋方向排列的撥油葉片91，另外在撥油碟片9的中央設置有一中空突起的軸座93可供套裝於機軸51(如圖6)，並可利用至少一種鎖固元件(圖未示)自設於軸座93表面的至少一固定孔931穿鎖固定至機軸51，使能隨機軸51而迴轉。如前所述，撥油葉片91以幅射狀螺旋方向排列於撥油碟片9的碟盤92上，且每一撥油葉片91的外緣911與碟盤92的圓周切邊切齊而形成如鏟形，以方便撥取潤滑油3。另撥油葉片91弧形延伸至軸座93，並於軸座93與每一撥油葉片91的內側緣交接處設置至少一缺口933，用以形成一開口，使沿撥油葉片91內緣因重力作用向下流動的潤滑油3，得經由缺口933而導流至機軸51位置。值得一提的是，圖中所示的每一撥油葉片91的外緣911均與碟盤92的圓周切邊切齊，然本發明並不限於此，撥油葉片91亦可以不延伸至碟盤92的邊緣，使撥油葉片91的外緣911與碟盤92的圓周具有一距離，只要是可以有效撥取潤滑油3的設計，都在本發明的範圍之內。
如圖6及圖7所示，在前述相應於軸座93的缺口933的機軸51表面部位，另鑽設至少一對應的徑向油孔511深達機軸51軸心，並由機軸51的端面位置另鑽設至少一軸向油道513與前述徑向油孔511形成正交，至於軸向油道513的前端與機軸51前端曲軸部位鄰接處則另形成一曲軸油孔517，同時，於機軸51與汽缸軸承7接觸位置處鑽設至少一徑向出油孔515，深達汽缸軸承7的頸部71位置，此外，於汽缸蓋板12上設置有一徑向出油孔101，並與壓縮機機殼1底層潤滑油3集油區相通，以致於除了徑向出油孔515內的潤滑油3會因為機軸51旋轉的離心力而被甩出之外，機軸51內其他出油孔道的潤滑油3均會經由徑向出油孔101被導出至該集油區，進而形成一潤滑迴路。
據此設計，當壓縮機10運轉時，如圖7所示，隨著機軸51的低速旋轉，撥油碟片9亦附隨旋轉，此時，每一撥油葉片91會將潤滑油3自壓縮機機殼1底層靠近壓縮機10幾何中心位置的集油區拾起，如圖6所示，而隨著撥油葉片91旋轉至機軸51上方位置時，因潤滑油3的重力大於撥油碟片9低速旋轉時所產生的離心力，使潤滑油3得由上而下流動，並經由撥油葉片91的內緣弧面而導流入所預設並穿入機軸51軸心的徑向油孔511。參看圖7箭頭所示，導流入徑向油孔511的潤滑油3沿軸向油道513進而分流至徑向出油孔515，以針對汽缸軸承7的頸部71提供潤滑，同時亦分流至軸向油道513前端的曲軸油孔517，以針對機軸51的曲軸部份提供潤滑。完成上述雙向分流潤滑的潤滑油3，一面因為機軸51旋轉的離心力而自徑向出油孔515被甩出，一面又經由設於汽缸蓋板12上的徑向出油孔101而回流至壓縮機機殼1底層潤滑油3集油區，因而形成本發明一循環潤滑迴路。同時，撥油碟片9與撥油葉片91的設置，並不以一組為限，只要是能相應更改油路，增設需要的油孔與油道，以使潤滑油3順利導入機軸51，並將機軸51內的潤滑油3順利導出至集油區，進而形成完整潤滑迴路，都在本發明的範圍之內。
配合參看圖8及圖9所示，分別為本發明壓縮機10在左、右不同水平傾斜角度位置時，撥油碟片9與潤滑油3液面的相對位置圖。由於本發明壓縮機的給油裝置，其撥油碟片9下緣的撥油部位接近於壓縮機10的幾何中心，因此無論縮壓機10水平左右傾斜角度為何，接近於幾何中心區域的潤滑油3液高位置下降有限，使撥油碟片9的撥油部位仍能保持在潤滑油3的液面以下，亦即其撥油葉片9仍能正常撥取潤滑油3而經由前述機軸51的諸出油孔道進入機軸51內部進行機件的潤滑，不會導致壓縮機10因移動或安裝位置傾斜而影響潤滑效果的現象。除此之外，如前所述，由於撥油碟片9下緣撥油部位接近於壓縮機10的幾何中心，因此壓縮機10無論處於右傾或左傾位置，接近其幾何中心的潤滑油3液面高均不會大幅降低，亦即撥油碟片9始終能處於液面下的位置，不必因為要造成這樣的事實而在設計時規範更多的潤滑油量，是故其所需潤滑油3的油量亦較習知壓縮機者為少，換言之，若注入相同的油量，則本發明可承受較大的水平傾角而仍能維持正常潤滑作用。
請再配合參看圖4及圖7所示，本發明的另一特徵在於壓縮機機殼1一側壓縮機拖架11下緣為削角111的內凹形狀設計，通過該設計可使潤滑油3集中於壓縮機10底層集油區域，避免多餘空間所造成潤滑油3屯積於角落的現象，以幫助提高液面，即等同於幫助撥油碟片9拾取潤滑油3，同時或可減少潤滑油的使用量。
另外值得一提的是，本發明的撥油碟片9可採用一種質材較輕，且耐高溫、耐腐蝕的材料製作而成，例如壓鑄鋁或耐熱樹脂等，而耐熱樹脂中又以聚苯硫醚(PPS)非常適合，不僅有助於降低動能的消耗，亦有助於壓縮機的小型化與輕量化。同時，本發明的給油裝置，不僅適用於定速的場合，亦適用於變速的場合，只要是機軸的轉速在本發明的應用範圍之內，旋轉時的離心力不至過大，使前述離心力與重力的微妙關係可以達到，進而形成完整油迴路的情形，都在本發明的範圍之內。
通過上述的設計，由於本發明撥油葉片91拾取潤滑油3的撥油區域恰接近於壓縮機的幾何中心位置，因而即使壓縮機10因水平傾斜角度過大時，仍不影響撥油葉片91的撥油潤滑功能，進而可改善習知技術易受水平傾斜角度的限制，致使潤滑不足情形發生的問題。同時，本發明通過撥油葉片91附隨機軸51低速旋轉至不同位置時所產生的離心力，與潤滑油3本身的重力之差，依據力學原理，使潤滑油3適時地向下流動，再經由撥油葉片91上的徑向油孔511流入機軸51，以形成封閉的迴路。本發明僅利用一固設於機軸51上的撥油碟片9，搭配機軸51及汽缸軸承7內部的導油孔道設計，便解決了公知技術中的種種問題，在結構上至為簡單且加工容易，因而具有可降低製造成本的經濟效益。
至於，利用本發明的設計，其至少具備下列三項優點1、本發明給油裝置的結構簡易，製造成本較低且潤滑可靠性較高，對於壓縮機需安裝於傾斜的場合，該給油裝置仍可有效地作動，可確保壓縮機的使用壽命。
2、本發明利用將給油裝置設置於壓縮機內部靠近幾何中心位置，而該位置的相對潤滑油液面高並不受壓縮機水平傾斜影響而明顯降低其液高，因此，壓縮機內部無需注入過多油量，即可達到有效潤滑的目的，進而節省潤滑油這項耗材的成本。
3、本發明給油裝置的撥油碟片，以輕質且耐高溫、耐腐蝕的材質製成，可有效降低馬達動能的耗損，提高運轉效能，並有助於壓縮機設計的輕量化。
權利要求
1.一種水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於，其設置在一低轉速的壓縮機內部接近幾何中心位置，以確保該縮壓機無論在何水平傾斜角度，該給油裝置均能保持在潤滑油的液面以下，進而能正常供給該壓縮機內部機件所需的潤滑。
2.如權利要求1所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該給油裝置主要利用在該壓縮機內部一馬達轉子與一汽缸軸承間的一機軸上，安裝至少一撥油碟片，且該撥油碟片可隨該機軸同步迴轉，以拾取該壓縮機內部底層的一集油區的潤滑油。
3.如權利要求2所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該撥油碟片包含有一碟盤，且於該碟盤一側凸設有數個以幅射狀螺旋方向排列的葉片。
4.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該撥油碟片的各該葉片的外緣與該碟盤的圓周切邊切齊。
5.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該撥油碟片的各該葉片的外緣並未與該碟盤的圓周切邊切齊。
6.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該撥油碟片的各該葉片分別與該碟盤形成如鏟形，以方便撥取潤滑油。
7.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於當該撥油碟片的各該葉片隨該機軸低速旋轉時，可將潤滑油自該壓縮機內部接近幾何中心位置的該集油區拾起。
8.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於當該撥油碟片的各該葉片的至少一旋轉至該機軸上方位置時，因潤滑油的重力大於該撥油碟片旋轉所產生的離心力，使潤滑油可由上而下流動，經由該葉片的內緣弧面導流入預設並穿入該機軸的至少一出油孔道。
9.如權利要求3所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于該撥油碟片的中央形成有一中空突起的軸座以供套設於該機軸，並可利用至少一鎖固元件自該軸座表面所設至少一固定孔穿鎖固定於該機軸，使該撥油碟片隨該機軸而同步迴轉。
10.如權利要求9所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於各該葉片延伸至該軸座，且於該軸座與各該葉片的內側緣交接處分別設置至少一缺口，使沿各該葉片內緣因重力作用向下流動的潤滑油，得經由該缺口而導流至該機軸內部。
11.如權利要求10所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于該機軸表面相對於該缺口的部位，鑽設至少一第一徑向油孔深達該機軸的軸心。
12.如權利要求11所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于該機軸的一端面鑽設至少一軸向油道與該第一徑向油孔形成正交，並於該軸向油道與該機軸前端曲軸鄰接處形成一曲軸油孔。
13.如權利要求11所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于該機軸與該汽缸軸承接觸位置鑽設至少一第二徑向出油孔，深達該汽缸軸承的頸部位置。
14.如權利要求11所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于汽缸蓋板的上另設有一第三徑向出油孔，並與該壓縮機內部底層的該集油區相通，以將該機軸內的潤滑油導出至該集油區，進而形成一潤滑迴路。
15.如權利要求2所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該撥油碟片採用一種較為輕質，且耐高溫、耐腐蝕的材料所製作而成，因而有助於減少動能的消耗，並有助於該壓縮機的小型化與輕量化。
16.如權利要求1所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該壓縮機的機殼一側的一壓縮機拖架下緣呈削角的內凹形狀設計，以使潤滑油可集中於該壓縮機底層的該集油區，避免多餘空間所造成潤滑油屯積於角落的現象，以減少潤滑油的使用。
17.一種水平式壓縮機的給油裝置，該給油裝置包含有至少一撥油碟片，設置於一低轉速的壓縮機的一機軸接近幾何中心的位置並附隨該機軸同步旋轉；該撥油碟片另包含有一碟盤；以及數個撥油葉片，凸設於該碟盤的一側；其中，無論該壓縮機於何種水平傾斜角度時，該撥油碟片均可拾取該壓縮機內部底層的一集油區的潤滑油，且當各該撥油葉片旋轉至該機軸上方時，該撥油葉片上的潤滑油可因重力作用向下流動穿入該機軸。
18.如權利要求17所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於各該撥油葉片以幅射狀螺旋方向排列。
19.如權利要求17所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於當各該撥油葉片的至少一旋轉至該機軸上方時，因潤滑油的重力大於該撥油碟片旋轉所產生的離心力，使潤滑油可由上而下流動，經由該撥油葉片的內緣弧面導流入預設並穿入該機軸的至少一出油孔道。
20.如權利要求19所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在于于該撥油碟片的中央形成有一中空突起的軸座以供套設於該機軸，各該撥油葉片延伸至該軸座，且於該軸座與各該撥油葉片的內側緣交接處分別設置至少一缺口，使沿各該撥油葉片內緣因重力作用向下流動的潤滑油，得經由該缺口而導流至該機軸內部。
21.如權利要求20所述的水平式壓縮機的給油裝置，其特徵在於該出油孔道包含有設置於該機軸表面相對於該缺口部位的至少一第一徑向油孔，由該機軸的一端面鑽設並與該第一徑向油孔形成正交的至少一軸向油道，設置於該軸向油道與該機軸前端曲軸鄰接處的一曲軸油孔，設置於汽缸蓋板的上並與該壓縮機內部底層的該集油區相通的一第二徑向出油孔，以及由該機軸與汽缸軸承接觸位置鑽設並深達該汽缸軸承的頸部的至少一第三徑向出油孔。
22.如權利要求17所述的水平式壓縮機給油裝置，其特徵在於該壓縮機的機殼一側的一壓縮機拖架下緣呈削角的內凹形狀設計，藉以使潤滑油可集中於該壓縮機底層的該集油區，避免多餘空間所造成潤滑油屯積於角落的現象，以減少潤滑油的使用。
全文摘要
一水平式壓縮機的給油裝置，主要在壓縮機內部馬達轉子與汽缸軸承間接近幾何中心的機軸上安裝至少一撥油碟片，利用其上撥油葉片在低速轉動時將潤滑油自底層接近幾何中心的集油區拾起，當旋轉至上方時因重力大於離心力，使潤滑油向下導流入所預設並穿入機軸的油孔，進而導流至汽缸軸承等機件以提供必要的潤滑，並可循環導出至壓縮機的底層集油區。據此，上述的設計可使壓縮機不受水平傾斜角度的影響而仍可有效潤滑壓縮機內部機件，同時因其結構簡單且所使用的潤滑油量亦相對減少，因而亦兼具有製造成本低廉的經濟實效。
文檔編號F04C18/00GK1966989SQ200510114909
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優先權日2005年11月16日
發明者廖志勇 申請人:東元電機股份有限公司