CN100465445C

CN100465445C - 齿轮型压缩机

Info

Publication number: CN100465445C
Application number: CNB2004100193994A
Authority: CN
Inventors: 裴永周; 金京浩; 车江昱; 江胜民
Original assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Tianjin Appliances Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: CN1704598A

Abstract

一种齿轮型压缩机，齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的下方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其下方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其下方；把流进外壳内部的冷媒送向外部齿轮内侧空间的压缩部副吸入管，以及把压缩后的冷媒送向冷凝器的压缩部排出管，可以分别设置在组成压缩部的主轴承、和压缩板上。本发明可以提高制冷系统的性能系数，可以用二氧化碳等代替传统的冷媒，可以提供有利于环境保护的压缩机。

Description

齿轮型压缩机

技术领域

本发明涉及齿轮型压缩机领域。

背景技术

通常，压缩机是利用电动机或汽轮机的动力，向空气、冷媒等工作流体加压，提高工作流体压力的一种机器。这种压缩机广泛应用于空调、冰箱等家电领域以及生产领域。

按压缩类型，压缩机可分为容积式压缩机和涡轮式压缩机。

其中，广泛应用于生产领域的是容积式压缩机。容积式压缩机的压缩工作方式为通过减少体积增加压力的方式。容积式压缩机可分为往复式压缩机和旋转式压缩机。

往复式压缩机利用缸体内部活塞的往返运动压缩流体。往复式压缩机的优点是可以用较小的机械构造产生较高的压缩效率。但是，往复式压缩机因活塞的往返运动，存在旋转速度受限制的问题。同时，还因为活塞的惯性会产生比较大的振动。

旋转式压缩机利用缸体内部偏心压缩辊的公转压缩工作流体。旋转式压缩机与往复式压缩机相比，可以用较低的速度得到较高的压缩效率。而且，旋转式压缩机还具有振动低、噪音小的优点。

旋转式压缩机为了在一定旋转速度下变化流量，需要把多余的空气进行排放等作业，为了应付排出剩余空气时的压力增大，需要设置稳定装置，因此，结构比较复杂。

在旋转式压缩机中，如果各部件之间的间隙不保持高度一致的话，容易产生压缩气体的泄漏，导致性能下降。而产生磨损时，性能会急剧下降。因此，加工时需要保证很高的精密度。另外，在急剧的压力变化下，容易产生轴承破坏的现象。

即，旋转式压缩机和往复式压缩机各自具有不同的性能以及优缺点。

制冷回路作为一种热力学定义上的回路，其目的在于通过作功降低低温部的温度。形成这种制冷回路的系统叫做制冷系统。制冷系统主要应用于冰箱、空调等。

如图1所示，制冷系统由压缩机30、冷凝器50、膨胀阀40、蒸发器60组成。压缩机30把冷媒压缩成高温高压的状态。从压缩机30中流出的冷媒在冷凝器50中向外放出热量后冷凝成液态。膨胀阀40让冷凝器50排出的冷媒隔热膨胀，急剧降低冷媒的压力。流过膨胀阀40的冷媒在蒸发器60中，从外部吸收热量被蒸发成气态。

图2为图1的制冷系统P-h关系示意图。利用外部功(Wc)，压缩机30压缩冷媒(1→2)，压缩机30中被压缩的冷媒通过冷凝器50向外放出热量(2→3)。

流过冷凝器50后的冷媒，流过膨胀装置40时，被隔热膨胀(3→4)，之后再流过蒸发器60时从外部吸收热量(4→1)。流过蒸发器60的冷媒从新流进压缩机30中。

制冷系统的性能系数(COP)的定义为，低温部从蒸发器60吸收的热量(QH)和压缩机的功(Wc)之比。

为了组成高效的制冷系统，需要选择适当冷媒的同时让压缩机具有更有效的结构。

最近，因为发现传统的氟利昂对臭氧层起破坏作用，所以，CO₂等替代冷媒受到重视。因此在使用替代冷媒时，需要能确保冷媒不发生泄漏并且机械结构上具有可靠性的压缩机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种齿轮型压缩机，其目的为提高制冷系统的性能系数。同时，按压缩机内部的剩余空间以及压缩机外形尺寸的不同，分别设计用于压缩部吸入冷媒的压缩部副吸入管和用于向冷凝器排出冷媒的压缩部排出管连接结构。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：齿轮型压缩机包括外壳、设置在外壳内部的驱动部、利用驱动部的动力把从蒸发器流进的冷媒进行压缩的齿轮型压缩部的齿轮型压缩机中；齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的下方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其下方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其下方；把流进外壳内部的冷媒送向外部齿轮内侧空间的压缩部副吸入管设置在组成压缩部的主轴承上，把压缩后的冷媒送向冷凝器的压缩部排出管设置在压缩板上。

齿轮型压缩机包括外壳、设置在外壳内部的驱动部、利用驱动部的动力把从蒸发器流进的冷媒进行压缩的齿轮型压缩部的齿轮型压缩机中；齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的下方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其下方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其下方；压缩部副吸入管和压缩部排出管同时设置在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中的某一部件上。

所述的压缩部副吸入管和压缩部排出管按驱动部的转轴方向连接。

所述的压缩部副吸入管和压缩部排出管按与驱动部转轴垂直的方向连接。

所述的在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中，连接压缩部副吸入管的某一部件上形成吸入口，与压缩部副吸入管连通。

所述的在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中，在连接压缩部排出管的方向上形成排出口，与压缩部排出管连通。

齿轮型压缩机的齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的上方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其上方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其上方；把流进外壳内部的冷媒送向外部齿轮内侧空间的压缩部副吸入管，以及把压缩后的冷媒送向冷凝器的压缩部排出管，可以分别设置在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中的某两件上。

齿轮型压缩机的齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的上方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其上方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其上方；压缩部副吸入管和压缩部排出管同时设置在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中的某一部件上。

所述的在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中，连接压缩部排出管的某一部件上形成排出口，与压缩部排出管连通。

所述的驱动部是由设置在外壳内壁上的定子，以及设置在定子中心部位的转子组成的电机，在定子中接通电源后，转子进行旋转。

所述的齿轮型压缩机的外部齿轮具有齿槽，而结合在电机转轴上进行旋转的内部齿轮具有齿体，齿槽的数量比齿体的数量大。

本发明的有益效果是：综上所述，本发明通过提供齿轮型压缩机，可以提高制冷系统的性能系数。

本发明中，可以用二氧化碳等冷媒代替传统的冷媒，可以提供有利于环境保护的压缩机。

即，作为冷媒，二氧化碳的使用期比较长，而且没有毒性，并具有非可燃性特征。而且其价格也非常低，资源非常丰富，没有回收的必要。二氧化碳容易溶解在润滑油中，而且单位体积的制冷量是CFC系列R-22的5倍。因此，进行同一功率的制冷时，其工作体积非常小，压缩比率也很小。

本发明提供的齿轮型压缩机中，内部齿轮和外部齿轮的力和力矩比较均衡，因此可以减少压缩机运行时的振动和噪音。

本发明提供的齿轮型压缩机中，可以按压缩机内部的剩余空间和外形尺寸，让用于压缩部吸入冷媒的压缩部副吸入管和用于压缩部排出冷媒的压缩部排出管具有最佳连接结构。

附图说明

图1为普通制冷系统构成图。

图2为图1的制冷系统P-h关系示意图。

图3为本发明提供的齿轮型压缩机结构示意图。

图4为图3的I-I线剖面图，显示齿轮型压缩部的内部齿轮和外部齿轮几何学意义上的形状。

图5为本发明提供的第2实施例中，齿轮型压缩机结构剖面图。

图6为采用本发明提供的压缩机后，制冷系统构成图。

附图主要部件备注

1：外壳 100：吸入管

110：电源端子 120：底座板

2：驱动部 200：定子

210：转子 220：转轴

3：压缩部 300：主轴承

300a：吸入口 300b：排出口

310：压缩缸体 320：外部齿轮

320a：齿槽 330：内部齿轮

330a：齿体 340：压缩板

340a：排出口 340b：吸入口

351、352：压缩部副吸入管 361、362：压缩部排出管

4：冷凝器5：膨胀阀

6：蒸发器

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：图3为本发明提供的齿轮型压缩机结构示意图。图4为图3的I-I线剖面图，显示齿轮型压缩部的内部齿轮和外部齿轮几何学意义上的形状。图5为本发明提供的第2实施例中，齿轮型压缩机结构剖面图。图6为采用本发明提供的压缩机后，制冷系统构成图。

本发明提供的第1实施例中，齿轮型压缩机包括外壳1、驱动部2、齿轮型压缩部3。外壳1具有一定的内部空间。驱动部2设置在外壳1内部。齿轮型压缩部3利用驱动部2提供的动力，对蒸发器6排出的冷媒进行压缩。

驱动部2是由设置在外壳1内壁上的定子200，以及设置在定子200中心部位的转子210组成的电机。通过电源端子110接通电源后，转子210进行旋转。

齿轮型压缩部3包括主轴承300、压缩缸体310、外部齿轮320、内部齿轮330、压缩板340。主轴承300固定在外壳1的电机的下方。环形压缩缸体310与主轴承300连接，设置在其下方。外部齿轮320以可旋转的方式设置在压缩缸体310的内侧空间。内部齿轮330设置在外部齿轮320内侧，从电机接收动力并与外部齿轮320啮合，进行旋转，压缩冷媒。压缩板340与压缩缸体310连接，并设置在其下方。

在外壳1的一侧，设置吸入管100，用于向外壳1内部吸入冷媒。

外壳1的下部，具有底座板120，用于设置压缩机。

在主轴承300上，与之连接设置压缩部副吸入管351。压缩部副吸入管351用于把流进外壳1内部的冷媒通过压缩缸体310送向外部齿轮320的内侧空间。在压缩板340上，设置排出管361。排出管361用于把压缩后的冷媒送向冷凝器5。

主轴承300上形成与压缩部副吸入管351连通的吸入口300a。在压缩板340上形成与压缩部排出管361连通的排出口340a。

压缩部副吸入管351按与电机转轴220方向平行的方向连接在主轴承300上。压缩部排出管361也按电机转轴220方向平行的方向连接在压缩板340上。

压缩部副吸入管351和压缩部排出管361也可以分别设置在组成齿轮型压缩部3的主轴承300或压缩缸体或压缩板340中的某两个部件上。

即，压缩部副吸入管351和压缩部排出管361也可以设置连接位置以外的，组成压缩部3的其他部件上。

在组成压缩部3的各部件中，设置压缩部副吸入管351和压缩部排出管361的各部件上，分别形成吸入口和排出口。

虽然没有图示，可以按外壳1的外形尺寸和外壳1内部的剩余空间，在组成压缩部3的主轴承300、压缩缸体310、压缩板340中，在某一个部件上，同时设置压缩部副吸入管351和压缩部排出管361。也可以按与电机轴垂直的方向设置压缩部副吸入管351和压缩部排出管361。

下面，参照图3到图6，对本发明中压缩机的工作进行说明。

如图3和图6所示，随着驱动部2的工作，齿轮型压缩部3进行冷媒的压缩。在压缩部3中被压缩的冷媒通过通路流进冷凝器4中，并在流过冷凝器4时，向外放出热量。

流过冷凝器4后的冷媒，流过膨胀阀5时进行膨胀。

流过膨胀阀5后的冷媒，流进蒸发器6中。冷媒流过蒸发器6时，从外部吸收热量。

流过蒸发器6后，冷媒重新流进齿轮型压缩部3中。反复进行这种一连串的流动，形成制冷。

参照图3、图6，在制冷回路中对本发明提供压缩机进行的冷媒压缩以及膨胀的过程，进行详细说明。

首先，安装在外壳1内壁的电机上接通电源，让定子200和转子210之间产生电磁作用，使转子210进行旋转。这时，通过设置在外壳1上端部的吸入管100，向外壳1内部流进冷媒。

流进外壳1内部的冷媒，通过连接在主轴承300上的副吸入管351，流进外部齿轮320的内侧空间。

这时，流过压缩部副吸入管351的冷媒，通过与外部齿轮320内侧空间连通的主轴承300的吸入口300a，流进外部齿轮320的内侧空间。

流进外部齿轮320的内侧空间后，冷媒在与电机转轴220结合的内部齿轮330旋转作用下被逐渐压缩，之后流过形成在压缩板340上的排出口340a，通过与排出口340a连接的压缩部排出管361流出，被送向冷凝器4。

这里，齿轮型压缩部3的排出口340a面积比吸入口300a小。

在冷凝器4中进行热交换后的冷媒，流进膨胀阀5中进行膨胀后，流向蒸发器6。流进蒸发器6的冷媒进行热交换后重新流入齿轮型压缩部内部。

另外，图4是图3的I-I线剖面图，显示组成齿轮型压缩部3的内部齿轮330和外部齿轮320几何学意义上的形态。

外部齿轮320的齿槽320a数量比内部齿轮330的齿体330a的数量大。与电机转轴220结合在一起进行旋转的内部齿轮330旋转中心位于偏心位置，外部齿轮320的旋转中心也位于偏心位置。

通常，内部齿轮330的齿体330a的个数比外部齿轮320的齿槽320a的个数少。齿体330a具有圆滑的弯曲形状为宜。

图5为本发明提供的第2实施例中，齿轮型压缩机结构剖面图。第2实施例中的齿轮型压缩机具有与第1实施例中的压缩机相同的组成部件。

只是，在齿轮型压缩机第2实施例中，齿轮型压缩部位于驱动部2的上方。

更详细地说，驱动部2是由设置在外壳1内壁上的定子200，以及设置在定子200中心部位的转子210组成的电机。通过电源端子110接通电源后，转子210进行旋转。

位于电机上方的齿轮型压缩部3包括主轴承300、压缩缸体310、外部齿轮320、内部齿轮330、压缩板340。主轴承300固定在外壳1的电机上方。环形压缩缸体310与主轴承300连接，设置在其上方。外部齿轮320以可旋转的方式设置在压缩缸体310的内侧空间。内部齿轮330设置在外部齿轮320内侧，从电机接收动力并与外部齿轮320啮合，进行旋转，压缩冷媒。压缩板340与压缩缸体310连接，并设置在其上方。

与第1实施例相同，齿轮型压缩机第2实施例中，设置压缩部副吸入管352和压缩部排出管362。压缩部副吸入管352用于把流进外壳1内部的冷媒通过压缩缸体310送向外部齿轮320的内侧空间。排出管362用于把压缩后的冷媒送向冷凝器5。

这里，压缩部副吸入管352和压缩部排出管362也可以同时设置在压缩板340上(图上未表示)，在压缩板340上形成与压缩部副吸入管352连通的吸入口340b和与压缩部排出管362连通的排出口300b。

压缩部副吸入管352和压缩部排出管362按与电机转轴220方向平行的方向连接在压缩板340上。

压缩部副吸入管352和压缩部排出管362也可以同时设置在组成齿轮型压缩部3的主轴承300或压缩缸体310或压缩板340中的某一个部件上。也可以与第1实施例相同分别设置在某两个部件上。

在组成压缩部3的各部件中，设置压缩部副吸入管352和压缩部排出管362的各部件上，分别形成吸入口和排出口。

虽然没有图示，可以按与电机转轴220垂直的方向设置压缩部副吸入管352和压缩部排出管362。

与第1实施例相同，齿轮型压缩机第2实施例的作用如下。首先，安装在外壳1内壁的电机上接通电源，让定子200和转子210之间产生电磁作用，使转子210进行旋转。这时，通过设置在外壳1上端部的吸入管100，向外壳1内部流进冷媒。

流进外壳1内部的冷媒，通过连接在压缩板340上的副吸入管352，流进外部齿轮320的内侧空间。

这时，流过压缩部副吸入管352的冷媒，通过与外部齿轮320内侧空间连通的压缩板340的吸入口340b，流进外部齿轮320的内侧空间。

流进外部齿轮320的内侧空间后，冷媒在与电机转轴220结合的内部齿轮330旋转作用下被逐渐压缩，之后流过形成在主轴承300上的排出口300b，通过与排出口300b连接的压缩部排出管362流出，被送向冷凝器4。

这里，齿轮型压缩部3的排出口300b面积比吸入口340b小。

虽然没有图示，外部齿轮320具有与第1实施例相同的结构。即，外部齿轮320的齿槽320a数量比内部齿轮330的齿体330a的数量大。与电机转轴220结合在一起进行旋转的内部齿轮330旋转中心位于偏心位置，外部齿轮320的旋转中心也位于偏心位置。

本发明提供的齿轮型压缩机可以把二氧化碳作为冷媒使用。

作为冷媒，二氧化碳的使用期比较长，而且没有毒性，并具有非可燃性特征。而且其价格也非常低，资源非常丰富，没有回收的必要。二氧化碳容易溶解在润滑油中，而且单位体积的制冷量是CFC系列R-22的5倍。因此，进行同一功率的制冷时，其工作体积非常小，压缩比率也很小。

本发明提供的齿轮型压缩机，可以通过采用二氧化碳，让优点充分发挥。

Claims

1.一种齿轮型压缩机，包括外壳、设置在外壳内部的驱动部、利用驱动部的动力把从蒸发器流进的冷媒进行压缩的齿轮型压缩部，齿轮型压缩部包括主轴承、压缩缸体、外部齿轮、内部齿轮、压缩板；主轴承固定在驱动部的下方；环形压缩缸体与主轴承连接，设置在其下方；外部齿轮以可旋转的方式设置在压缩缸体的内侧空间；内部齿轮设置在外部齿轮内侧，从电机接收动力并与外部齿轮啮合，进行旋转，压缩冷媒；压缩板与压缩缸体连接，并设置在其下方；其特征是：把流进外壳内部的冷媒送向外部齿轮内侧空间的压缩部副吸入管设置在组成压缩部的主轴承上，把压缩后的冷媒送向冷凝器的压缩部排出管设置在压缩板上。

2.根据权利要求第1项中所述的齿轮型压缩机，其特征是：压缩部副吸入管和压缩部排出管按驱动部的转轴方向连接。

3.根据权利要求第1项中所述的齿轮型压缩机，其特征是：压缩部副吸入管和压缩部排出管按与驱动部转轴垂直的方向连接。

4.根据权利要求第1项中所述的齿轮型压缩机，其特征是：在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中，连接压缩部副吸入管的某一部件上形成吸入口，与压缩部副吸入管连通。

5.根据权利要求第1项中所述的齿轮型压缩机，其特征是：在组成压缩部的主轴承、压缩缸体或压缩板中，在连接压缩部排出管的方向上形成排出口，与压缩部排出管连通。