DK153509B - Hermetisk koelerkompressor - Google Patents

Description

DK 153509 B

Opfindelsen angår en hermetisk kølekompressor af den i krav l's indledning angivne art.

Det er kendt at fremstille ro.torakslerne i hermetiske kompressorer ved plastisk bearbejdning af stålrør. Ved fremstillingen af disse rotoraksler udformes en sammenhængende og skruelinieformet olierille i den udvendige' rundtgående overflade af lejesektionen ved en maskinbearbejdning eller plastisk deformation af lejesek-tionen..

Det har imidlertid vist sig, at udformningen af en sådan olierille medfører nogle ulemper, idet den enten medfører en væsentlig ned

2 "M3K 153509 B

sættelse af akslens mekaniske styrke eller giver anledning til nogle produktionsmæssige vanskeligheder.

Sædvanligvis foretrækker man at anvende et tyndvægget rør til fremstilling af selve rotorakslen, så man herved reducerer akslens vægt. Når olierillen fremstilles ved maskinbearbejdning, bliver dens vægtykkelse yderligere reduceret, så den svækkes i uacceptabel grad. Herved opstår risiko for udmattelsesbrud. Man foretrækker derfor at fremstille olierillen ved plastisk bearbejdning.

Den teknik, som beror på plastisk bearbejdning, kræver, at en dorn med en udvendig rundtgående rille indføres i stålrøret til understøtning af dette imod deformation, som ellers kunne opstå som følge af en stor udvendig valsekraft. Efter dannelsen af olierillen er det nødvendigt at trække eller uddrive dornen fra den færdige aksel. Dette er et besværligt og tidsrøvende arbejde, som skal udføres, medens dornen roteres, således at disse ulemper modvirker fordelene ved den plastiske deformering, som ikke kan udføres ved en kontinuerlig proces.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en hermetisk kompressor af den indledningsvis angivne art, dvs. hvor rotorakslen består af et plastisk bearbejdet stykke stålrør med olierille uden de førnævnte ulemper i forbindelse med fremstillingen.

Dette formål opnås ved, at den hermetiske kompressor er ejendommelig ved det i krav l’s kendtegnende del angivne.

I modsætning til den konventionelle kontinuerlige skruelinieforme-de olierille er der således ifølge opfindelsen tilvejebragt et antal lineære olieriller med relativ ringe længde i den rundtgående overflade af lejesektionen. Derfor bliver den aksiale længde af rillen på dornen, som skal indsættes, betragteligt mindre end ved den kendte teknik. Derved bliver det lettere at udtrække dornen efter presformningen af olierillerne.

3 ^DK153509 B

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå fig. 1 er et lodret tværsnit af et eksempel på en konventionel hermetisk motor-kompressor, fig. 2 er et perspektivisk billede af et eksempel på en kendt rotoraksel, som er indeholdt i kompressoren i fig. 1, og som er fremstillet af et stålrør, fig. 3 er et perspektivisk billede af rotorakselen i fig. 2 under en bearbejdning til fremstilling af en rundtgående olierille, fig. 4 er et tværsnit langs linien IV-IV i fig. 3f fig. 5 er et perspektivisk billede af rotorakselen i fig. 2 under en plastisk deformation til fremstilling af en rundtgående olierille, fig. 6 er et tværsnit langs linien VI-VI i fig. 5, fig. 7 er et perspektivisk billede af et eksempel på en rotoraksel ifølge opfindelsen, i hvilken der er fremstillet et antal olieriller af en relativ ringe længde med olieudløbsåbninger i den ydre periferi af rotorakselens lejedel, fig. 8 er et tværsnit langs linien VIII-VIII i fig. 7> fig. 9 er et perspektivisk billede af en anden rotoraksel ifølge opfindelsen, i hvilken den ydre periferiske overflade af lejet er let forsænket ved dele imellem tilstødende olieriller for derved at danne olie-indeholdende sektioner, fig. 10 er et sidebillede af· en lejekonstruktion ifølge opfindelsen, i hvilken olie-indeholdende sektioner svarende til de i fig. 9 viste er fremstillet på rammen, fig. 11 er et perspektivisk billede af en rotoraksel ifølge opfin

DK 153509B

4 delsen med olieriller; som er krumme ved deres mellemliggende dele, fig. 12, 13, 14 og 15 er perspektiviske billeder af rotorakslerne i henholdsvis fig. 7, 9, 10 og 11, forsynet med gasundvigende huller, og fig. 16 og 17 er perspektiviske billeder af lejekonstruktioner med huller til gasundvigelse i de olie-indeholdende sektioner på rotor-akslerne og på rammen, respektivt som vist i fig. 9 og 10.

Før beskrivelsen af foretrukne udførelsesformer skal konstruktionen af en konventionel hermetisk motor-drevet kompressor forklares med særlig henvisning til fig. 1-6 inklusiv.

I fig. 1 har en typisk hermetisk motor-kompressor 1 til brug i et elektrisk køleaggregat eller lignende et kompressorsystem 2 og en lukket beholder 3. Kompressorsystemet 2 har en sektion 2a med en kompressormekanisme og en sektion 2b med en drivmotor, hvilke sektioner respektivt er anbragt på og under en ramme 5, og er operativt forbundet med hinanden gennem en rotoraksel 4. Fig. 2 viser et eksempel på konstruktionen af rotorakselen 4, som grundlæggende består af en enhedskonstruktion fremstillet af et stålrør ved en plastisk bearbejdning; Nærmere betegnet har rotorakselen 4 i sin ene ende en omvendt konisk sektion med smøreoliepumpe 4a med en åbning, som er koncentrisk med en lejesektion 4c, medens den anden ende af rotorakselen 4 er bukket til dannelse af en excentrisk sektion 4b med en forudvalgt excentricitet. En kontravægt 4d er fastgjort på lejesektionen 4c i nærheden af den excentriske sektion 4b..

En sammenhængende og skruelinieformet olierille 4e er udformet i den udvendige rundtgående overflade af lejesektionen 4c ved en bearbejdning eller plastisk deformation såsom presseformning. Den skruelinieformede olierille 4e udgår fra den del af lejesektionen 4c, som svarer til den nederste ende af en lejesektion 6 i rammen, og slutter ved en del af samme lige under kontravægten 4d. En olieport 4f er fremstillet i den nederste ende af olierillen 4e, hvorigennem smøreolie 8, som kommer pp langs den indvendige rundtgående væg af rotorakselen 4, indføres til den udvendige rundtgående olierille 4e. Delen af rotorakselen 4 imellem lejesektionen 4c, hvori

DK 153509B

5 olierillen 4e er udformet, og oliepumpesektionen 4a udgør en sektion 4g af rotorakselen 4 til forbindelse med den drivende elektromotor. Ved fremstillingen bliver rotorakselen udformet til de respektive sektioner ved en plastisk deformering eller lignenden teknik og bliver færdiggjort, f.eks. ved en maskinforarbejdning.

Under anvendelsen bliver enden af oliepumpe sektionen 4a neddyppet et passende stykke i smøreolien 8 i oliesumpen, som er indrettet i den nederste ende af den lukkede beholder 3> som det fremgår af fig. 1. Systemet fungerer således, at smøreolien 8 suges op gennem åbningen af oliepumpesektionen 4a, når rotorakselen 4 roterer, og kommer op langs den indvendige rundtgående vag 4h i rotorakselen for derved at tilføres til lejesektionen 6, en excentrisk giidesektion 9 og sektionen 2a med kompressormekanisme.

I denne rotoraksel 4, som benyttes i den konventionelle kompressor 1, skal bearbejdningen til fremstilling af olierillen 4e udføres på den i fig. 3 eller 5 viste måde, eftersom olierillen 4e er skruelinie-formet over en aksial længde af akslen 4, som i det væsentlige svarer til den aksiale udstrækning af lejesektionen 6.

Ifølge den i fig. 3 viste teknik fremstilles olierillen 4 nemlig af en passende bredde omkring lejesektionen 4c ved maskiribearbejd-ning, således at akslen 4 opnår et tværsnit som vist i fig. 4.

Ved den på fig. 5 og 6 viste teknik indføres derimod en dorn 11 med en skruelinieformet rille med samme deling som olierillen 4e og med passende bredde i røremnet, og olierillen fremstilles ved en valsning fra røremnets yderside. Således fremstilles rotorakselen 4 ifølge den sidstnævnte måde, så den har en indvendig skrue-liniekant som vist i fig. 6.

Disse rotoraksler 4 har imidlertid forskellige ulemper, som angivet i det efterfølgende.

1) Sædvanligvis foretrækkes anvendelsen af et tyndvægget rør med henblik på at reducere vægten af selve rotorakslen 4. Når olieril-len 4e således fremstilles ved maskinbearbejdning, bliver vægtykkelsen af akslen 4 yderligere reduceret, så der fremkommer en uac-

DK 153509B

6 ceptabel lav mekanisk styrke i akslen, hvilket medfører risiko for et brud af akslen som følge af udmattelse af materialet, når kompressoren har fungeret et vist antal arbejdstimer.

2) Anvendelsen af maskinbearbejdningen i fig. 3 gør det umuligt at nytde fordelen af en kontinuert eller samtidig plastisk bearbejdning, og forringer således produktionseffektiviteten. Tilmed kræver maskinbearbejdningen ubekvemt et yderligere trin til fjernelse af metalspåner. ; 3) Den teknik, som beror på plastisk bearbejdning, som vist i fig. 5, kræver en dorn 11 med en udvendig rundtgående rille til at støtte lejesektionen 4c imod deformation, som ellers kunne opstå som følge af en væsentlig stor udvendig valsekraft. Efter dannelsen af olierillen 4a er det således nødvendigt at trække eller uddrive domen fra den færdige aksel 4. Dette skal udføres på bekostning af besværligt arbejde med at trække domen, medens denne passende roteres, hvilket i kombination nedsætter fordelen ved den fortsatte plastiske deformering til nul.

4) Yderligere frembringes en asymmetrisk eller uafbalanceret restspænding i overfladen af lejesektionen 4c efter dannelsen af olierillen ved en plastisk deformering. Som følge deraf frembringes en uønsket torsions eller snoningsdeformation af den formede aksel under forløbet af dornens tilbagetrækning eller under kompressorens rotation, som følge af uafbalanceret restspænding.

De ovenfor anførte ulemper ved den kendte teknik overvindes helt i motor-kompressoren ifølge opfindelsen, i hvilken rotorakslen, der, som det er tilfældet ved kendte kompressorer, fremstilles effektivt af et stålrør ved en plastisk bearbejdning, har specifikke former af olierille og glidende dele, som er lette at opnå.

Herefter skal foretrukne udførelsesformer ifølge opfindelsen beskrives med henvisning til fig. 6 til 17.

1) I fig. 7 og 8 er vist en første udførelsesform ifølge opfindelsen, hvor en rotoraksel 21 har en sektion 21a til oliepumpe, en

DK 153509 B

7 excentrisk sektion 21b, en del 21c til at forbindes til den elektriske drivmotor, en lejesektion 21e og en kontravægt 21d. Et antal korte olieriller 21f med relativ små længder er presformet i den rundtgående væg af lejesektionen 21e over en aksial region af sidstnævnte, som i det væsentlige svarer til den aksiale længde af et leje 22a på rammen 22. Hver olierille 21f er ved sin ene ende forsynet med et oliehul 21g, hvorigennem smøreolien 8, som kommer op langs den indre rundtgående væg af lejesektionen, kan komme ud af rotorakslen 21 og strømme ind i den ydre rundtgående olierille 21f.

2) I fig. 9 er vist en anden udførelsesform, hvor et antal olieriller 21f er presformet på den rundtgående væg af rotorakslen 21 over et areal deraf svarende til den effektive glideoverflade 22a af rammen 22, undtagen de øverste og nederste rejfede dele af sidstnævnte. Ved den nederste ende af den nederste olierille 21f, dvs. olierillen, som er længst borte fra kontravægten, er udformet et oliehul 21g. Den udvendige diameter af rotorakslen er let reduceret ved de dele deraf, som er beliggende mellem tilstødende olieriller 21f, til dannelse af ringformede olie-indeholdende sektioner 21h. Den olie-indeholdende sektion 21h har en sådan bredde eller aksial udstrækning, at den øverste ende af den nederste olierille og den nederste ende af den øverste olierille går over i den olie-indeholdendé sektion. Samtidigt vælges diameteren af den olieindeholdende sektion 21h således, at den effektivt kan fremstilles samtidigt med fremstillingen af den ydre diameter af lejesektionen 21e.

3) Fig. 10 viser en modifikation af udførelsesformen i fig. 9, hvori en rotoraksel 21, der ligesom i udførelsesformen i fig. 9 har et antal olieriller 21f med en relativ ringe aksial udstrækning og et oliehul 21g, er forbundet med en ramme 22. I dette tilfælde er den olie-indeholdende sektion 22b ikke fremstillet i den rundt-gående overflade af rotorakslen 21, men i den indvendige rundtgående væg af rammen 22. Nærmere betegnet er den indvendige diameter af rammen 22 delvis forøget til dannelse af den olie-indeholdende ” sektion 22b i form af en ringformet fordybning i en sådan aksial udstrækning, at den nederste ende af den øverste olierille og den 8 DK 153509B' øverste ende af den nederste olierille samvirker med .hinanden gennem den olie-indeholdende sektion 22b.

4) En anden udførelsesform ifølge opfindelsen, som er vist i fig.

11, er beregnet til hurtig og jævn fordeling af smøreolien 8, som indføres gennem et enkelt oliehul-21g over hele arealet af lejet 22a. Således er rotorakslen ifølge denne udførelsesform forsynet med et antal presformede olieriller 21f, som hver er udformet, så de har to grensektioner, der konvergerer til en top, hvor oliehullet 21g er anbragt, for derved at gå over i hinanden.

5) Fig. 12 til 15 viser rotoraksler 21, som er modifikationer af de i henholdsvis fig. 7, 9, 10 og 11 viste. Nærmere betegnet er en gasudmundingsport 21i udformet ved den modstående ende af olierillen 21f end oliehullet 21g for derved at uddrive gasser, som kommer ind i lejesektionen gennem oliehullet 21g sammen med smøreolien 8, hvilket ellers ville medføre et brud på smøreoliefilmen.

6) Fig. 16 og 17 viser modifikationer af lejekonstruktionen i fig.

9 og 10 med olie-indeholdende sektioner 21h og 22b, som strækker sig over et antal olieriller 21f. Forbedringen beror på dannelsen af gasudtømningsportene 21e i området for de respektive aksler, inden i eller dækket af de olie-indeholdende sektioner 21h eller 22b.

Følgende fordele opnås ved anbringelsen af olierilleme og lejekonstruktionen af rotorakslen ifølge opfindelsen.

1) I skarp kontrast til den konventionelle kontinuerlige skruelinie-formede olierille, er der ifølge opfindelsen tilvejebragt et antal olieriller 21f med relativ ringe længde i den rundtgående overflade af lejesektionen med passende hældning i forhold til rotationsretningen, dvs. den rundtgående retning af rotorakslen 21. Derfor bliver den aksiale længde af rillen på domen, som skal indsættes, betragteligt reduceret, hvilket letter udtrækningen af dornen efter presformningen af olierillen 21f. Som følge deraf bliver det muligt at danne den roterende aksel 21 i sin endelige form ved en kontinuer-

DK 153509 B

9 lig plastisk deformationsproces, og således undgå behovet for mekanisk behandling, såsom maskinbearbejdning, hvilket omfatter flere problemer både med hensyn til behandlingen og egenskaberne af det færdige produkt.

2) De olie-indeholdende sektioner 21h og 22b, som danner bro over ‘de tilstødende olieriller 21f, udgør passager for smøreolie 8, som ledes gennem hullet for oliepassage. Således opnås den sikre tilførsel af smøreolie 8 til hele lejedelen med kun et oliehul. Antallet af oliehuller kan med andre ord begrænses ifølge opfindelsen. Denne egenskab er af stor betydning, eftersom oliehullet, som dannes i væggen af rotorakslen, i alvorlig grad indvirker på dennes mekaniske styrke.

3) Når den presse-formede olierille 21f i fig. 11 har to grensek-tioner, som konvergerer ved oliehullet 21g, kan smøreolien 8, som tilføres gennem hullet 21g, strømme ind i grensektionerne uden at udsættes for væsentlig strømningsmodstand. Derfor bliver olie fordelt og spredt over arealet af lejet på kortere tid til etablering af en effektiv oliefilm kort efter kompressorens start, hvilket i høj grad bidrager til at forhindre sammenbrænding eller andre uheld i lejesektionen, som har tilbøjelighed til at finde sted under indkøring eller kort efter kompressorens start.

4) Olien, som kommer ind gennem oliehullet 21g, ledsages af en gas, som frembringes ved rotorakslens 21 omrøring i smøreolien.

Det har ofte vist sig, at gas, som indføres i lejesektionen, koncentreres til dannelse af bobler eller mellemrum for øjeblikkeligt at bryde oliefilmen. Dette problem er imidlertid ifølge opfindelsen helt overvundet ved dannelsen af gasporten ved den øverste del af olierillen 21f eller ved lejesektionens 21e del i omegnen af de olie-indeholdende sektioner 21h eller 22b til effektivt at fjerne gassen fra indersiden af lejet. Således er hullet til udtømning af gassen i stand til at forhindre sammenbrud eller andre ulykker i lejesektionen under kompressorens rotation.

Det fremgår af det følgende, at den foreliggende opfindelse tilvejebringer en forbedret glidemekanisme for en rotoraksel, som oprindeligt er fremstillet af stålrør, med en specifik form for olieriller 10 DK 153509 β eller en lejekonstruktion, medens fordelen ved den effektive og kontinuerlige plastiske bearbejdning ved fremstillingen af rotorakslen opretholdes, hvilket i høj grad bidrager til fremstillingen af den hermetiske motor-kompressor.

Claims (15)

1. Hermetisk kølekompressor med en kompressordel (2a) og en elektromotor (2b), og hvor en roteraksel (21), som bærer motorens (2b) rotor og er lejret i et hovedleje, ved den ene ende er udformet som en smøreoliepumpe og ved den anden ende som en krumtap (21b) for kompressordelen (2a), hvorhos rotorakselen er fremstillet af et tyndvægget stålrør, hvori der ved presformning er fremstillet en olierille i ydersiden i området ved hovedlejet, kendetegnet ved, at der findes et antal relativt korte lineære presformede riller (21f), og at en åbning (21g) for olie er udformet gennem bunden af i det mindste én af nævnte lineære riller (21f) for at forbinde rotorakselens (21) indre med i det mindste én lineær rille (21f).

2. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at længdeakserne for nævnte lineære riller (21f) forløber i det væsentlige indbyrdes parallelt og danner en vinkel med stålrørets længdeakse, idet en af de lineære riller (21f), som har en ende i nærheden af krumtappen (21b), er anbragt i nærheden af den imod oliepumpen (21a) vendende ende af den anden lineære rille (21f).

3. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 2, kendetegnet ved en rundtgående rille (21h), som er presformet i en del af den udvendige periferi af hovedlejet (21e) imellem tilstødende lineære riller (21f).

4. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet ved en gasudløbsåbning (21i), som er udformet gennem bunden af mindst én af de lineære riller (21f) i nærheden af krumtappen (21b).

5. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der er olieåbninger (21g) i hver af de DK 153509 B lineære ruller (21f).

6. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 5, kendetegnet ved, at olieåbningerne (21g) findes i nærheden af den ende af hver af de linære riller (21f), som vender imod oliepumpen (21a).

7. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der er en enkelt olieåbning (21g), som er beliggende ved den imod pumpesektionen (21a) vendende ende af den lineære rille (21f), der ligger nærmest oliepumpen (21a).

8. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 5, kendetegnet ved en gasudløbsåbning (21i), der er udformet gennem bunden af hver af de linære riller (21f), og som er anbragt ved den imod krumtappen (21b) vendende ende af hver af de lineære riller (21f).

9. .Hermetisk kølekompressor ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der findes en gasudløbsåbning (2li) i den imod krumtappen (21b) vendende ende af den lineære rille (21f), som er nærmest krumtappen (21b).

10. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 9, kendetegnet ved, at der findes en enkelte olieåbning (21g), som er beliggende i den imod oliepumpen (21a) vendende ende af den lineære rille (21f), som er nærmest oliepumpen (21a).

11. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 3, kendetegnet ved en gasudløbsåbning (21i) i den rundtgående rille (21h).

12. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der findes en gasudløbsåbning (21i), som er udformet gennem væggen af en del af hovedlejet (21e) imellem de tilstødende lineære riller (21f). DK 153509 B

13. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 1, kendetegnet ved, at hver længdeakse for de lineære riller (21f) danner en vinkel i forhold til stålrørets' længdeakse, at længdeaksen af en af de lineære riller (2lf) danner en vinkel., i forhold til længdeaksen for den tilstødende lineære rille (21f), og at de lineære riller (21f) overlapper hinanden (fig. 11).

14. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 13, kendetegnet ved, at olieåbningen (21g) er beliggende i en position, hvor de tilstødende lineære riller (21f) overlapper hinanden.

15. Hermetisk kølekompressor ifølge krav 14, kendetegnet ved, at der findes en gasudløbsåbning (2li) i den modsat olieåbningen (21g) beliggende ende af hver rille (21f) (fig. 15). k - ... Γ * * * -* · v * »«*·