封閉式電動壓縮機的製作方法

2023-05-29 20:26:01

專利名稱：封閉式電動壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種被使用在電冰箱和空氣調節器等處的變頻控制方式的封閉式電動壓縮機，尤其涉及低速運轉時的高效率化。
背景技術：
近年來，在使用電冰箱和空調器等時，強烈要求降低電力的消耗。現在，變頻控制式的封閉式電動壓縮機，在低速旋轉時的高效率化成為一個課題。
以往的電動壓縮機，例如特開2000-145637號公報上所示的。下面，邊參照附圖邊對上述以往技術的封閉式電動壓縮機進行說明。還有，在以下的說明中，上下的關係，是將封閉式電動壓縮機設置成正常狀態的基準。
圖6是以往技術的封閉式電動壓縮機的截面圖，圖7是對於以往的封閉式電動壓縮機的運轉轉速(運轉頻率)的效率特性圖。
在圖6中的封閉容器61，收納著由定子63和轉子64組成的、用變頻控制方式進行旋轉的電動機部65，和由電動機部65進行驅動的壓縮部66。潤滑油62被儲存在封閉容器61內。
下面，對壓縮部66的詳細結構進行說明。缸筒單元67形成缸筒73。曲軸68，由主軸69和偏心軸70構成。曲軸68，內裝有通過供油通路與偏心軸70的上端連通的油泵78，並且其下端開口在潤滑油62中。連杆71，通過活塞銷72與偏心軸70和活塞74連接。閥板75有吸入孔、吸入活門、排出孔、排出活門(均未圖示)。缸蓋76，內部分割成吸入室、排出室(均未圖示)。吸引消音器77與缸蓋76的吸入室連通。略成U字形的缺口67a，是從缸筒單元67的上壁在缸筒73上的開口。缺口67a，是在將預先插入缸筒73內的活塞74與偏心軸70連接的連杆71互相對正定位後插入活塞銷72並將兩者組裝時使用的。
對以上述構成的封閉式電動壓縮機，在下面說明其動作。電動機部65的轉子64，使曲軸68旋轉。偏心軸70的運動通過連杆71傳遞給活塞74，這樣，活塞74在缸筒73內進行往復運動。由此，通過吸入管82導入封閉容器61內的製冷劑氣體，從吸引消音器77的開口部吸入並在缸筒73內被連續壓縮。另外，伴隨曲軸68的旋轉，油泵78吸引潤滑油，並從傾斜通路81、螺旋槽79導向上方。然後，潤滑油經連通孔80、從偏心軸70的上端設置的潤滑油放出孔70b被噴向缺口67a。這樣被噴射後的潤滑油，當噴在活塞74的上面時就起到在活塞74和缸筒73之間潤滑和油封的作用。
上述以往的結構，因為利用了略呈U字形缺口67a進行組裝，沒必要將連杆71進行分割。為此，在低成本化上批量生產是優良的。
但是，在這樣的結構中，因為在缸筒73上設置了略成U字形的缺口67a，所以活塞74和缸筒73之間的密封性變壞。另外，在向缸筒73內的供油量和從偏心軸的潤滑油放出孔噴射出潤滑油的量減少的低速運轉時，活塞74和缸筒73之間的油密封性變得極壞，效率就要下降。
圖7中，橫座標表示壓縮機的運轉轉速，縱座標表示壓縮機的運轉效率的成績係數COP(W/W)。COP對於運轉轉速有極大值，在40-45轉/秒時便成為最大值。另外，在低轉速時，尤其在35轉/秒以下的低轉速時，封閉式電動壓縮機的運轉效率顯著降低。這就要考慮到由於從缸筒73的壓縮氣體的洩漏造成冷凍能力下降和由於油泵能力下降產生滑動損失的增加。
另一方面，作為其他的過去的例子，有不在缸筒上設置U字形的缺口而將連杆進行分割、再組裝起來的方法。在這種方法中，因為活塞和缸筒間的密封性得到保證，所以在低速運轉時，效率不易下降。但是這種方法的組裝性不好，因為零件件數增多，所以成本變高。

發明內容
本發明的封閉式電動壓縮機，在封閉容器內收納有電動機部和由電動機進行驅動的壓縮部。壓縮部具有1)由主軸和偏心軸構成的曲軸；2)通過供油通路與偏心軸連通的油泵；3)軸支承曲軸的主軸並具有帶有缸筒的缸筒單元。而且通過電動機部驅動曲軸旋轉，以此吸引潤滑油，並從偏心軸向缸筒上壁上設置的缺口部噴射潤滑油。在活塞的外周上設置有供油槽，並在活塞位於下死點時，環狀的供油槽從缺口部出來。


圖1是本發明實施例1的封閉式電動壓縮機的截面圖。
圖2是本發明實施例1的封閉式電動壓縮機的主要部分的截面圖。
圖3A是圖2中沿V-V』線的向視圖。
圖3B對本發明實施例1的封閉式電動壓縮機的潤滑油放出孔的貫通方向進行說明的圖。
圖4是表示本發明實施例1的封閉式電動壓縮機的運轉轉速和效率的特性圖。
圖5是本發明實施例2的封閉式電動壓縮機的活塞的放大圖。
圖6是以往的封閉式電動壓縮機的接面圖。
圖7是表示以往的封閉式電動壓縮機的運轉轉速和效率的特性圖。
具體實施例方式
以下，對本發明封閉式電動壓縮機的實施例，邊參照附圖邊進行說明。另外，對具有同樣結構的要素給予同樣的符號，並省略其詳細說明。
(實施例1)圖1是本發明實施例1的封閉式電動壓縮機的截面圖，圖2是主要部分的截面圖，圖3A是圖2中沿V-V』線的向視圖。
圖1中，封閉容器1，收納著由定子3、轉子4組成的電動機部5和由電動機部5驅動的壓縮部6a。
下面，將壓縮部6a的詳細結構於下面進行說明。缸筒單元7形成缸筒13，曲軸8由主軸9和偏心軸10構成。曲軸8，內裝有通過供油通路連通到偏心軸10上端的油泵18，同時在其下端設有在潤滑油2中的開口，另外，曲軸8與轉子連接。連杆11將偏心軸10和活塞23，通過活塞銷12連接在一起。略呈U字形的缺口7a，是在缸筒單元7的上壁、在缸筒13上設置的開口。缺口7a，是在將預先插入缸筒13內的活塞23和連接在偏心軸10上的連杆11互相對正定位後插入活塞銷12並將兩者組裝在一起時使用。
如圖2和圖3A中所示的那樣，偏心軸10，在相對於設置在缸筒13上的半圓弧形的缺口部(以下稱缺口部)7c位置上，具有潤滑油放出孔10d。另外，設置在偏心軸10的內部的連通孔20的一端，在偏心軸10的上端開口，而另一端由在主軸9的外周上形成的旋轉槽19與傾斜通路21和油泵18連通。如圖3A所示，活塞23，其外周上有環形的供油槽(以下稱槽)23e，和封閉容器1內連通的槽26e，在活塞23的下死點，從缺口部7c出來。另外，在壓縮時(上死點附近)時，槽23e進入缸筒13內。
閥板15具有吸入孔、吸入活門、排出孔和排出活門(均未圖示)，並將缸筒13的端面進行封堵。缸蓋16，其內部被劃分為吸入室和排出室(均未示圖)，對於閥板15，在與活塞23相對向的一側進行固定。吸引消音器17，以夾在閥板15和缸蓋16間的狀態被固定並位於缸筒單元7的下方。吸引消音器17的一端，通過閥板15與缸筒連通，另一端與設置在封閉容器1上的吸入管22附近設置的開口部連通。吸入管22被固定在封閉容器1上，同時被連接到製冷循環系統的低壓一側(未圖示)，將製冷氣體(未圖示)導入封閉容器1內。
對如以上那樣構成的封閉式電動壓縮機，下面對其動作進行說明。電動機部5的轉子4使曲軸8旋轉。偏心軸10的運動，通過連杆11傳遞給活塞23，以此，活塞23在缸筒13內進行往復運動。由此通入導入管22並被導向封閉容器1內的製冷氣體，從吸引消音器17的開口部被吸入，在缸筒13內連續地被壓縮。另外，當曲軸8通過電動機部5進行旋轉時，因油泵18的旋轉使潤滑油2上升。然後，依靠傾斜通路21的泵的作用，通過螺旋槽19和連通孔20，把潤滑油導至偏心軸10。導至偏心軸10內的潤滑油，由於離心力的作用，從偏心軸內設置的潤滑油放出孔10d噴射出來。從潤滑油放出孔10d噴射出的潤滑油，在與設置在缸筒13的上壁上的缺口部7c的側壁接觸後，落下並流到活塞23的上面，對活塞23和缸筒13之間進行潤滑。
在本實施例中，活塞23的外周上有槽23e。而且，活塞23在下死點時，槽23e從缸筒13上設置的缺口部7c出來。當壓縮時，槽23e進行缸筒13內。由於具有這樣的結構，所以從偏心軸10的潤滑油放出孔10b噴射出的潤滑油，在與缺口部7c接觸後，總是被導到活塞23的上面。而且在活塞23在下死點，潤滑油就留在活塞23的外表面上設置的槽23e內。當壓縮時，由於槽23e進行缺口部7c中，活塞23和缸筒13之間的密封性得到提高，並且缸筒13內的壓縮氣體被阻止漏洩到密封容器1內的低壓一側。
另外，如圖2、圖3A所示，將偏心軸10的潤滑油放出孔10d設置在與缺口部7c相對的位置，且相同的高度是理想的。這樣做，從偏心軸10的油放出孔10b噴射出的潤滑油，總是與缺口部72的壁表面接觸，並落下流向活塞23的上面。由此，潤滑油滯留在槽23e中，活塞23和缸筒13之間的供油量增多。而且，在潤滑油放出孔10d中，最好帶有與旋轉方向相反方向的5°-10°的角度。即如圖3B所示那樣，所述潤滑油放出孔的穿透方向，和上述偏心軸的旋轉中心與缺口部的中央連接的線，有與旋轉方向相反方向的5°以上10°以下的角度。當不帶角度時，從偏心軸10的潤滑油放出孔10b噴射出潤滑油，在活塞上死點與缺口部7c的壁面接觸。但是，以這樣的結構，當活塞23在下死點時，潤滑油噴到缺口部7c的壁表面上，供油量進一步得到增加。
圖4是本發明的實施例1中封閉式電動壓縮機的運轉轉速和效率特性圖。在圖4中，橫座標表示封閉式電動壓縮機的運轉轉速，縱座標是把封閉式電動壓縮機的運轉效率用成績係數COP(W/W)表示。虛線，表示以往的封閉式電動壓縮機，實線表示本實施例的封閉式電動壓縮機的特性。兩者的COP對於運轉轉速都同時具有極大值，但在整個運轉轉速上，本發明的壓縮機的成績係數較優良。尤其在比35轉/秒低的旋轉數時，兩者的特性差變大，可知在低轉速時本實施例的特性是較優良的。
通過壓縮機的變頻控制，在低於35轉/秒以下的低轉速進行運轉時，油泵的供油能力下降，且從偏心軸10的潤滑油放出孔10d噴射出的潤滑油的量也減少。因此，活塞和缸筒之間的油密封性會惡化。另外，由於活塞往復運動的周期時間變長、壓縮所要時間延長、缸筒的壓縮氣體的洩漏量也就增加，由冷凍能力的下降導致壓縮機效率的下降。但是，如本實施例那樣可靠地做到往缺口部供油，並在活塞外周設置了供油槽，因而即使在低速時，向活塞與缸筒之間的供油量也會得到增加。因此，壓縮機的運轉效率得到提高。
另外，在本實施例中，將槽23e規定為環狀。但是，如可將潤滑油供給活塞23和缸筒13之間，則槽23e在活塞上即使沒形成整個一周也是可以的。另外，也可以是活塞23在下死點時，以槽23e的一部以從缺口部7c露出的形狀、沿活塞23的外周的形狀。
另外，缺口部7c的形狀被形成為半圓弧狀。然而，只要能將潤滑油供給活塞23和缸筒13之間，也可以形成三角形或方形等的多角形形狀。
另外，在本實施例中，將油泵18設置在曲軸8的主軸9內部。由此電動壓縮機變得緊湊，即使將油泵設置在主軸外面，也是本發明的目的，能提供即使是低速運轉也具有高效率的電動壓縮機。
另外，在本實施例中，在偏心軸10的上部形成了潤滑油放出孔10d。但若沒有孔10d，如圖2那樣，由於把潤滑油2從連通管20的上端放出，所以潤滑油2可供給缸筒13和活塞23之間。
(實施例2)圖5是本發明的實施例2的封閉式電動壓縮機的活塞的放大圖。在活塞23a端面附近的外周上，有多條的供油槽(下面稱槽)23e，並以當活塞23a在下死點時多條槽23e伸出的方式進行設定。因此，從偏心軸10噴射出的潤滑油，在碰到半圓弧狀的缺口部72的壁面後，在下死點滯留在多條槽23e中。由此，往活塞23a和缸筒13的供油量會增加，並更能提高缸筒13的密封性。
權利要求
1.一種封閉式電動壓縮機，其特徵在於，具有包括具有主軸和偏心軸的曲軸、通過供油通路與所述偏心軸連通的油泵、將所述主軸自由旋轉地進行支承並具有缸筒的缸筒單元、在所述缸筒內進行往復運動的活塞、將所述偏心軸的旋轉運動傳遞給活塞的連杆的壓縮部，和對所述壓縮部進行驅動的電動機部，和收納所述壓縮部、電動機部和潤滑油的封閉容器；所述缸筒的上壁具有缺口部，所述活塞，當在所述活塞的下死點時，通過所述缺口部使與所述封閉容器內連通的供油槽位於所述活塞的外周。
2.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於還具有形成在所述偏心軸上部的潤滑油放出孔。
3.根據權利要求2所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於將所述潤滑放出孔設置在相對於所述缺口部高的位置上。
4.根據權利要求2所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於所述潤滑油放出孔的貫通方向，是與連接所述偏心軸的旋轉中心和所述缺口部的中央的連接線、在旋轉方向的反方向上呈5°以上10°以下的角度。
5.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於所述缺口部是半圓弧形。
6.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於所述供油槽是環形。
7.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於將所述油泵內裝在所述曲軸內。
8.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於所述活塞有多條所述供油槽。
9.根據權利要求1所述的封閉式電動壓縮機，其特徵在於在運轉轉速中包含35轉/秒以下的轉速。
全文摘要
一種在封閉式電動壓縮機，在活塞的外圓周上設置有凹進的供油槽，並且以在下死點時、此供油槽從缸筒壁的缺口部出來的方式進行設定。由此增加了向活塞和缸筒之間的潤滑油的供給量，壓縮時的漏損變小，防止了效率的下降。
文檔編號F04B39/02GK1525066SQ0310679
公開日2004年9月1日 申請日期2003年2月28日 優先權日2003年2月28日
發明者堀口隆文, 太田年彥, 石田貴規, 井出照正, 長尾崇秀, 片山誠, 彥, 正, 秀, 規 申請人:松下冷機株式會社