CN101303017A - 空调器压缩机的减振结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空调器压缩机的减振结构，其包括：夹具、支撑杆及配重块；该夹具固定在储液罐的进气口上，支撑杆一端与夹具固定连接，另一端设置配重块；具有吸收压缩机振动力的功能，从而可以大大降低压缩机工作中产生的振动力，减小噪音，有效改善空调器的工作环境和使用寿命。

Description

空调器压缩机的减振结构

技术领域

本发明涉及空调器，尤其涉及一种能够吸收空调器压缩机运转频率，降低压缩机振动噪音，改善空调器使用环境，延长其使用寿命的空调器压缩机的减振结构。

背景技术

空调器是能够根据不同的使用目的，将室内空气保持在最舒适状态的一种设备装置，在夏季室内温度较高的情况下，其可向室内排出低温冷风，使室内温度降低，在冬季则可向室内排出较高温度的热风，使室内温度升高。空调器的工作原理是将通过压缩机、凝缩机、膨胀装置、换热器循环的冷媒，与通过换热器的空气进行热交换后，对室内空间空气进行冷暖调节。

空调器的结构包括，由压缩机、凝缩机和膨胀装置构成的室外机以及由风扇和换热器构成的室内机，室外机与的室内机之间通过冷媒配管相互连接。

空调器的种类可以根据整体结构分为一体式和分体式。一体式空调器整体由一个机箱构成，分体式空调器由安装在需要空气调节的空间内的室内机和安装在室外空间的室外机构成，且室内机与室外机是各自独立的。近年来，随着人们生活质量的提高，为了避免空调器工作时产生噪音的影响，分体式空调器得到广泛应用。另外，空调器根据室内机的设置位置又可划分为，直立放置在室内使用的柜式空调器、悬挂安装在室内墙壁上使用的壁挂式空调器及安装在室内顶部使用的天花板式空调器。

空调器的室内机的结构大体包括，壳体，壳体前面连接安装有前面板，壳体内部安装有风扇、涡壳、蒸发器，涡壳与蒸发器之间设有积水盘。室外机的结构大体包括，底盘、室外热交换机、压缩机、储液罐、顶盖、送风扇、电机和前面板。

现有空调器的室外机在组装时，其热交换器是通过数个支撑体直接装卡在积水盘上，热交换器的底部与积水盘盘底内面接触固定，其作为冷凝器而将在室内机通过冷媒吸入的热量释放到外部；顶盖构成室外机的上部，该顶盖上设有空气排出口；送风扇用于产生可以使室内的空气通过室外热交换器后，再由空气排出口向室外排出空气的送风力量；电机用于驱动送风扇的旋转；前面板构成室外机的前部；压缩机作为通过电机转子的旋转运动或者通过活塞的往返运动，将经过室内机的室内蒸发器后的冷媒压缩成高温高压的装置，储液罐通过管体与压缩机连接。

压缩机包括有：在设置有吸入口和输出管，并填充有一定量油的外壳的内部安装有电机的定子和转子；并且在转子的中心压入有旋转轴；在旋转轴下方设置有吸收压缩冷媒的压缩部。

压缩部包括：固定于外壳的内周面上并同吸入管连接的圆形气缸；紧密结合在气缸的两侧面的同时贯通有旋转轴的上部轴承和下部轴承；以旋转轴为中心，同时在气缸内进行偏心旋转运动的滚环，并设置了滚环旋转时与上部轴承、下部轴承一起形成压缩制冷剂气体的压缩空间。

如上所述的压缩机，在随着转轴带动偏心部的旋转，与偏心部结合在一起的滚环也旋转，滚环的旋转推动挡板在挡板槽内往复移动，将气缸的腔体分成两部分，达到对冷媒的压缩。即，滚环每转一圈挡板在挡板槽内往复移动，从而完成一次压缩过程。

参阅图1所示，压缩机2设置在空调器室外机底盘1上，压缩机2与储液罐3之间是呈刚性连接。压缩机在驱动工作过程中，其电动机、旋转轴、定子和转子等机械部件都是处于高速运动中，必然会产生振动及气流脉动噪音，该振动和噪音虽然能够通过压缩机2底脚21与空调底板连接处设置的橡胶垫22而消除一部分，但是仍然有部分振动和噪音存在。因为，空调器开启后，压缩机2开始工作，将机械能转变为压缩空气的压缩能，其在工作过程中形成一种振动源，由于储液罐3通过管体与压缩机2呈刚性连接，当压缩机2工作中产生振动时，储液罐3则将压缩机产生的振动激励传递到压缩机2与其他部件之间连接的配管上，引起室外机的振动，并产生噪音，振动过大时会造成储液罐与压缩机之间连接铜管的破裂，导致冷媒的泄漏，不仅影响空调器的使用环境，而且导致空调器的使用寿命缩短，因此有待设计一种能够较好降低压缩机工作振动力的结构，以提高空调器的工作性能。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种空调器压缩机的减振结构，其在储液罐进气口上设置减振结构，该减振结构具有吸收压缩机振动力的功能，从而可以大大降低压缩机工作中产生的振动力，减小噪音，有效改善空调器的工作环境和使用寿命。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明空调器压缩机的减振结构，其特征在于，包括：夹具、支撑杆及配重块；该夹具固定在储液罐的进气口上，支撑杆一端与夹具固定连接，另一端设置配重块。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述夹具上设有与储液罐进气口外径相应的通孔，借助该通孔使夹具与进气口固定连接一体。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述通孔为一体成型在夹具中间位置。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述夹具设有的通孔通过热配合方式与储液罐进气口固定连接一体。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述支撑杆为实心杆体，杆体外径1至5mm，总长度为20至100mm。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述杆体为金属材质制成；该金属材质是不锈钢或者铜。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重块为一片以上的配重片构成。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重片为金属材质制成；该金属材质是不锈钢或者铜。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重片为具有几何形状的片体；该几何形状为圆形、椭圆形或其他任何可以实现的形状，该片体质量为20至100g。

前述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所所述支撑杆的长度及配重块的质量设置符合公式：

${\mathrm{\ω}}_D^2=\frac{k_D}{m_D}=\frac{3\mathrm{EI}}{m_D{l}^3}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{Com}}^2$

公式中：ω_D表示动力减振器的固有圆频率；E表示支承杆材料的弹性模量；k_D表示支承杆的刚度；I表示支承杆的惯性矩；m_D配重片的质量；l支承杆的长度；ω_Com压缩机的运转频率。

本发明空调器压缩机的减振结构的有益效果，其设置在储液罐进气口上，该减振结构的自然振动频率与压缩机的运转振动频率相等或者相近，这样就使得压缩机的运转频率几乎被减振结构所吸收，从而大大降低了压缩机在工作过程中对储液罐和空调器配管的振动，并能有效降低噪音，且避免储液罐与压缩机之间连接铜管的破裂，导致冷媒的泄漏的问题，改善空调器的使用环境，延长空调器的使用寿命缩短，提高空调器的工作性能，使用效果理想。

附图说明：

图1为现有空调器压缩机与储液罐连接结构示意图。

图2为本发明空调器压缩机的减振结构示意图。

图3为本发明空调器压缩机的减振结构使用状态示意图，显示减振结构安装在储液罐上的状态。

图4为本发明设计结构应用的动力减振原理图。

图中主要标号说明

现有技术部分：1底盘、2压缩机、21底脚、22橡胶垫、3储液罐、31进气口、管体32；

本发明部分：4减振结构、41夹具、42支撑杆、43配重块、44通孔、51减振结构的质量m₂、52减振支撑杆的刚度k₂、53减振结构的位移x₂、61主振系结构的质量m₁、62连接主振系结构的弹性元件刚度k₁、63主振系结构的位移x₁。

具体实施方式

参阅图2所示，本发明空调器压缩机的减振结构，其包括：夹具41、支撑杆42及配重块43；该夹具41固定在储液罐3的进气口31上，支撑杆42一端与夹具41固定连接，另一端设置配重块43。

参阅图3所示，本发明空调器压缩机的减振结构，其夹具设有与储液罐3进气口31外径相应的通孔44，借助该通孔44使夹具41与进气口31固定连接一体。本发明实施例采用在夹具中间位置一体成型一通孔，但是不限定于这种一体成型的方式，其他设置方式也应属于本发明的技术范畴。本发明实施例夹具中间设有的通孔是通过热配合方式与储液罐进气口固定连接一体，但是不限定于这种固定方式，采用其他固定方式也应属于本发明的技术范畴。

参阅图2所示，本发明空调器压缩机的减振结构，其支撑杆42为实心杆体，杆体外径1至5mm，长度为20-100mm，杆体为金属材质制成；本发明实施例选用杆体外径为2mm，长度为54.5mm，有效长度为49.5mm，且由不锈钢材质制成；配重块43为一片以上的配重片构成，该配重片为金属材质制成，且配重片为具有几何形状的片体，该几何形体可以是任意的几何形体，其质量为20至100g；本发明实施例选择铜材制成的3片圆形配重片，该配重片的质量为40g。本发明设计的减振结构，其支撑杆和配重块可以选用相同材料制成，也可以选用不同材料制成。

本发明空调器压缩机的减振结构，其设置调整杆体长度及配重片的重量，使其符合公式：

${\mathrm{\ω}}_D^2=\frac{k_D}{m_D}=\frac{3\mathrm{EI}}{m_D{l}^3}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{Com}}^2$

公式中：ω_D--动力减振器的固有圆频率；E--支承杆材料的弹性模量；k_D--支承杆的刚度；I--支承杆的惯性矩；m_D--配重片的质量；l--支承杆的长度；ω_Com--压缩机的运转频率。

参阅图4所示，质量为m₁的结构物用刚度为k₁的弹性元件支撑在基础上，m₂和k₂代表附加在主振系k₁-m₁上的一个弹簧质量系统(动力吸振器)，主振系k₁-m₁在正弦激励力F＝F₀sinωt作用下进行强迫振动，根据牛顿运动定理建立其系统的振动微分方程为：

$m_1{\stackrel{\·\·}{x}}_1+k_1{x}_1+k_2(x_1-x_2)=F_0\sin \mathrm{\ωt}$

$m_2{\stackrel{\·\·}{x}}_2+k_2(x_2-x_1)=0$

频率响应的值可从下式得到：

(-m₁ω²+k₁+k₂)X₁-k₂X₂＝F₀

-k₂X₁+(-m₂ω²+k₂)X₂＝0

转换成矩阵形式如下：

$\left[\begin{array}{cc}{m}_1{\mathrm{\ω}}^2+k_1+k_2& -k_2\\ {-k}_2& m_2{\mathrm{\ω}}^2+k_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_1\\ X_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{F}_0\\ 0\end{array}\right]$

当扰动频率ω等于吸振器的固有频率ω₂时，质量m₁虽受到激励力的扰动，但却静止不动，而吸振器却以 $x_2=-\frac{F_0}{k_2}$ 做与扰动力相反的运动。吸振器作用于质量m₁力为k₂x₂＝-F₀sinωt，在任何瞬时，此力恰好与激励力(即扰动力)F＝F₀sinωt相互平衡，因而使主振系的强迫运动完全消失，这就是动力减振器的基本原理。

如图3所示，动力减振器被固定在压缩机储液罐吸气口上，压缩机通过橡胶垫固定在空调器外壳上，当压缩机受到激励力的扰动以ω_Com运转时，调整动力减振器的支撑杆长度和配重片的质量，使其符合公式：

${\mathrm{\ω}}_D^2=\frac{k_D}{m_D}=\frac{3\mathrm{EI}}{m_D{l}^3}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{Com}}^2,$

动力减振器作用于压缩机的力恰好与激励力(即扰动力)相互平衡，因而使压缩机的强迫运动降至最低，而减振器做与激励相反的运动，从而有效达到减振的目的。

本发明空调器压缩机的减振结构，其压缩机包括有：在设置有吸入口和输出管，并填充有一定量油的外壳的内部安装有电机的定子和转子；并且在转子的中心压入有旋转轴；在旋转轴下方设置有吸收压缩冷媒的压缩部。该压缩部包括：固定于外壳的内周面上并同吸入管连接的圆形气缸；紧密结合在气缸的两侧面的同时贯通有旋转轴的上部轴承和下部轴承；以旋转轴为中心，同时在气缸内进行偏心旋转运动的滚环，并设置了滚环旋转时与上部轴承、下部轴承一起形成压缩制冷剂气体的压缩空间。

如上所述的压缩机，在随着转轴带动偏心部的旋转，与偏心部结合在一起的滚环也旋转，滚环的旋转推动挡板在挡板槽内往复移动，将气缸的腔体分成两部分，达到对冷媒的压缩。即，滚环每转一圈挡板在挡板槽内往复移动，从而完成一次压缩过程。

压缩机在驱动工作过程中，其电动机、旋转轴、定子和转子等机械部件都是处于高速运动中，产生振动及气流脉动噪音，该运转振动频率与在储液罐3的进气口31上设置减振结构的自然振动频率相等，这样就使得压缩机的运转频率几乎被减振结构所吸收，从而大大降低了对储液罐和空调器配管的振动，经过丹麦B&K公司的pulse测量，振动可降低50％左右，因此有效降低噪音，避免储液罐与压缩机之间连接铜管的破裂，导致冷媒的泄漏的问题，改善空调器的使用环境，延长空调器的使用寿命缩短，提高空调器的工作性能，使用效果理想。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1、一种空调器压缩机的减振结构，其特征在于，包括：夹具、支撑杆及配重块；该夹具固定在储液罐的进气口上，支撑杆一端与夹具固定连接，另一端设置配重块。

2、根据权利要求1所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述夹具上设有与储液罐进气口外径相应的通孔，借助该通孔使夹具与进气口固定连接一体。

3、根据权利要求2所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述通孔为一体成型在夹具中间位置。

4、根据权利要求2或3所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述夹具设有的通孔通过热配合方式与储液罐进气口固定连接一体。

5、根据权利要求1所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述支撑杆为实心杆体，杆体外径1至5mm，总长度为20至100mm。

6、根据权利要求1所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述杆体为金属材质制成；该金属材质是不锈钢或者铜。

7、根据权利要求1所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重块为一片以上的配重片构成。

8、根据权利要求7所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重片为金属材质制成；该金属材质是不锈钢或者铜。

9、根据权利要求7所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所述配重片为具有几何形状的片体；该片体质量为20至100g。

10、根据权利要求1所述的空调器压缩机的减振结构，其特征在于，所所述支撑杆的长度及配重块的质量设置符合公式：

${\mathrm{\ω}}_D^2=\frac{k_D}{m_D}=\frac{3\mathrm{EI}}{m_D{l}^3}={\mathrm{\ω}}_{\mathrm{Com}}^2$

公式中：ω_D表示动力减振器的固有圆频率；E表示支承杆材料的弹性模量；k_D表示支承杆的刚度；I表示支承杆的惯性矩；m_D配重片的质量；l支承杆的长度；ω_Com压缩机的运转频率。

Images