CN101368556A - 制冷剂压缩机装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有压缩机机体(21)的制冷剂压缩机装置(1)，其包括压缩机单元(9)，该压缩机单元带有气缸和电机(8)，气缸形成在压缩机机体中，电机具有定子(12)和转子(13)，转子与驱动压缩机单元(9)的驱动轴(31)不可转动地连接，驱动轴(31)被支承在压缩机机体(21)的轴承部分(32)中。为了尽力将制冷剂压缩机装置制造成具有较小的总高度，使所述轴承部分(32)穿过定子(12)的作用区域，并使转子(13)和驱动轴(31)在作用区域的外侧在转子(13)远离压缩机单元(9)的那侧上彼此连接。

Description

制冷剂压缩机装置

技术领域

本发明涉及一种带有压缩机机体(compressor block)的制冷剂压缩机装置，其包括压缩机单元，该压缩机单元带有形成于压缩机机体中的气缸和具有定子和转子的电机，转子与驱动压缩机单元的驱动轴不可转动地连接，驱动轴被支承在压缩机机体的轴承部分中。

背景技术

例如，DE 195 16 811 C2披露了这样一种制冷剂压缩机装置。该压缩机形成为活塞式压缩机，其中经由连杆连接至驱动轴的曲柄销的活塞在气缸中往复运动，由此吸入并压缩制冷剂。轴承部分具有用于驱动轴的径向轴承和轴向轴承。该轴承部分端止于转子上方。

类似的制冷剂压缩机装置还披露于DE 35 21 742 A1中。此外在此，气缸形成在压缩机机体的上侧，被驱动轴经由连杆驱动的活塞在气缸中往复运动。支承驱动轴的轴承部分略偏移于转子中。

在这两种情况中，制冷剂压缩机装置需要一定的总高度。将制冷剂压缩机装置建造成制冷设备时，制冷设备的外部尺寸是预定的，制冷剂压缩机装置所需的空间不可用作制冷空间。然而，尤其在家用领域中使用的制冷设备，人们期望与预定的外部尺寸无关地保持最大可能的制冷空间。

发明内容

本发明的任务是提供一种总高度很小的制冷剂压缩机装置。

对于上面介绍中提到的那种制冷剂压缩机装置，完成所述任务的方案是使轴承部分穿过定子的作用区域(action area)；并使转子和驱动轴在所述作用区域外侧在远离(facing away)压缩机单元的转子那侧上彼此连接。

借助这种实施方式，可以获得总高度较小的制冷剂压缩机装置，同样可以说，可将定子作用区域的全部高度用来形成轴承部分。定子的作用区域是产生实际驱动力的区域。在最简单的情况下，这是形成定子的芯叠片结构(core lamination)。定子还具有绕组和端绕组，这些绕组延伸于定子芯叠片结构上方。但是，此处实际上不产生用于驱动转子的力或力矩。如果使轴承部分穿过定子的作用区域，驱动轴可被支承在相对大的轴向长度上。因此，可将轴承部分的尺寸确定为使其比具有较短长度的轴承部分略短(weaker)。随后可使定子移动至接近压缩机机体，这可进一步节省总高度。转子与驱动轴的远离压缩机单元的那端不可转动地连接的事实使得驱动轴的总轴承和转子的轴承可位于压缩机机体内。这可确保非常精确的轴承，这基本上比由两个或多个部件形成的轴承更精确。此外，以一个零件(one piece)的形式制成的轴承将不会在两个或多个部件之间发生移位。按照制冷剂压缩机装置惯常的安装位置，压缩机单元向上、即位于压缩机机体的上侧，而电机位于压缩机机体的下侧。于是，转子和驱动轴之间的连接出现于驱动轴的下端。优选电机为具有内部转子的永磁体激励同步电机。定子包括由同样成形且冲孔的金属片形成的定子叠片芯结构(lamination core)，该定子叠片芯结构具有适于转子的开口。该中央开口的内表面由一些极齿形成，这些极齿通过径向支承部连接至径向外金属片主体。在极齿之间设置用于线圈绕组的沟槽，所述绕组围绕那些支承部，以形成所谓凸极。与通常使用的非同步电机相比，使用这种电机可明显减小上部和下部绕组头的轴向延伸部。通常，可使定子移动靠近压缩机机体，这可进一步减小制冷剂压缩机装置的总高度。

优选的是，转子具有支承部件，一些永磁体位于该支承部件上。借助适当的手段、例如粘接剂或特殊的保持器可将永磁体固定在所述支承部件上。由于通过驱动轴和轴承部分可将转子非常稳定地支承在压缩机机体上，该压缩机机体上还提供有用于定子的固定，所以可获得相对较小的空气隙，因此电机具有很高的效率。

优选的是，转子经由支承部件连接至驱动轴。于是，支承部件还承担另外的任务。它将力矩从永磁体传递至驱动轴。

优选使支承部件邻近轴承部分的底部。这不一定意味着轴承部分和支承部件必须彼此接触。支承部件和轴承部分之间的较小轴向距离正是所期望的，以防止附加摩擦。当然，如果支承部件相对靠近轴承部分，则仅需要相对较小的总高度来将转子固定至驱动轴上。

优选将支承部件固定到驱动轴上的固定部分沿轴向方向比上面定位有永磁体的磁体部分更短。这也是一种用于保持制冷剂压缩机装置轴向总高度很小的手段。固定部分仅必须能将力矩传递至驱动轴。通常，这一点所需的总高度比永磁体的总高度更小。

优选在驱动轴下端处的油泵开口与驱动轴中的孔连接，所述孔相对于驱动轴的旋转轴线倾斜。于是，油泵开口可用作该油泵的入口。它浸没在形成于内部定位有制冷剂压缩机装置的壳体的底部处的油槽中。由于驱动轴的总高度可保持相对较小，所以对角线的或倾斜的孔足以将油从油槽传送到需要油的位置。因此，即使仍可使用这样的油泵，也不再需要上面提到的那种油泵。因为孔是倾斜的，所以有一定的离心力将油向上传送。这种传送早已以相对较小的速度发生，也就是说，在起动阶段就已发生，因此可确保初期就对制冷剂压缩机装置的运动部件进行润滑。由于总高度较小，如果制冷剂压缩机装置以低的或可变化的速度运行，也可在操作时充分润滑。这相对于纯粹的开/关操作具有非常积极的优点。

优选油泵开口位于邻近驱动轴下端的附件中。因此，油泵开口没有直接设置在驱动轴中，而是设置在额外的附件中。这可简化驱动轴的制造。

优选的是，附件形成支承部件的一部分。这意味着具有油泵开口的附件可与支承部件一起处置。

尤其优选的是，将附件与支承元件制造成一个零件。在这种情况下，附件可附加地用作支承部件与驱动轴连接时的止动部。

优选的是，将支承元件和附件制造成通常的(common)烧结部件。如果将支承部件和附件制造成一个烧结零件，在将附件一体化于支承部件中的连接方面几乎没有附加费用。

优选使所述孔经由径向通道连接至驱动轴外侧上的螺旋沟槽，该径向通道在轴承部分的下端区域被轴承部分遮盖。随后来自所述孔的油可到达螺旋沟槽，该沟槽被通过径向通道的轴承部分遮盖。螺旋沟槽中可用的油随后借助驱动轴在轴承部分中旋转被进一步向上传送，致使油可到达必需润滑的所有部件。

优选使曲柄销位于驱动轴的上端，与驱动轴偏心，所述曲柄销围绕与所述孔连接的、向上开放的中空部。该中空部可用作通过孔充满油的贮油器。驱动轴旋转运动期间，贮油器中可用的油通过开口甩出(slung out)并溅到包围制冷剂压缩机装置的壳体内侧。于是，所有需要润滑的部件实际上都被润滑。曲柄销还具有在其壁中的开口，通过所述开口油到达曲柄销和连杆的曲柄眼之间的中部空间。

优选轴承部分的下部部件具有减小的外径。对方向的详细描述，例如“下”是指制冷剂压缩机装置的惯常安装方向。在轴承部分的下部区域具有与曲柄销相距最大的距离，因此通过连杆作用时由曲柄销产生的力不再会太大。于是，减小轴承部分的壁厚将不成问题。轴承部分的减小将分别给转子或转子的支承部件留出更大的空间。

附图说明

以下结合附图以优选实施例为基础对本发明进行描述。附图中：

图1为制冷剂压缩机装置的纵向截面图；

图2为转子处于不同的旋转角度位置的图1所示的截面图；

图3为图2所示装置的一改型实施例；

图4为图2所示的视图的第三实施例。

具体实施方式

图1为制冷剂压缩机装置1的纵向截面图。制冷剂压缩机装置1包括壳体2，该壳体具有上部部件3和下部部件4。上部部件3包括凸缘5，下部部件4包括凸缘6。凸缘5、6例如通过焊接彼此连接，致使壳体2封闭地(hermetically)闭合。

在壳体中定位有带电机8和压缩机单元9的单元7。单元7借助弹簧10、11被支承在壳体2的下部部件4上。

电机8具有定子12和转子13。定子12包括定子芯叠片结构14，该结构由同样成形且冲孔的金属片堆叠而成。在径向内侧，定子芯叠片结构14具有一些极齿(pole teeth)15，这些极齿又由中央定子开口内侧上的凸极和腹板(webs)形成。在形成于极齿15之间的沟槽中定位有绕组16，每一绕组都围绕一腹板。在定子芯叠片结构14和绕组16之间定位有上端板17和下端板18形式的一些绝缘层。除围绕中央定子开口的径向内极面外，端板17、18完全遮盖定子芯叠片结构14的轴向端面和极齿15的表面。换句话说，端板17、18形成对沟槽表面的完全覆盖和电绝缘。

转子13具有一些永磁体19，这些永磁体位于金属支承部件20上。永磁体19通过合适的手段、例如通过粘接剂或特殊的保持器被固定在支承部件20上。

这意味着电机8为带有内部转子的永磁体激励同步电机。与之前使用的非同步电机相比，使用这种电机8能确保从定子芯叠片结构14向上和向下延伸的绕组16的部件的轴向延伸部明显小得多。因此，沿轴线方向电机8的总高度相对较小。

电机8位于压缩机机体21的下方。就此而论，方向术语“上”和“下”表示制冷剂压缩机装置1的惯常的安装方向。

压缩机单元9位于压缩机机体21的上侧。该压缩机单元包括气缸22，在该气缸中活塞23可往复运动，以增大或减小压力室24。在压力室24增大的过程中，通过吸入连接部25吸入制冷剂气体，而在压力室24减小的过程中，制冷剂气体通过出口管26排出。为了控制制冷剂的流动，设有阀板27，该阀板装配在气缸22的前侧上。阀板27又由气缸端盖28遮盖。

曲轴29驱动活塞23，该曲轴与曲柄销30接合，曲柄销位于驱动轴31的上侧并与驱动轴31的轴线偏心。

驱动轴31被支承在压缩机机体21中。为此，压缩机机体21具有形成径向轴承33和轴向轴承34的轴承部分32。

轴承部分32穿过定子12的定子芯叠片结构14，即定子12的作用区域。使转子13旋转的力实际上仅产生于该区域中。

驱动轴31穿过轴承部分32，即，从轴承部分32的下端伸出。这里，驱动轴31与转子13不可转动地连接。这种连接通过支承部件20实现，该支承部件还承载永磁体19。将支承部件20固定在固定部分36中的驱动轴31上例如可实现将支承部件20收缩或挤压到驱动轴上。由于间隙很小，支承部件20邻近轴承部分32的下端。与驱动轴31一起，支承部件20形成固定部分36，该固定部分的轴向延伸部小于永磁体19的轴向延伸部。这也可使其能保持电机8的轴向延伸部，因此也可使压缩机装置1的总高度很小。

驱动轴31的下端凸出到油槽37中(为清楚起见，这里未示出油)。这里，驱动轴31具有油泵开口38，如从图2所看到的那样，该开口连接至驱动轴31中的孔39，该孔相对于旋转轴线40倾斜，即与旋转轴线40一起围成一角度。

从孔39分支出径向通道41，该通道的外侧被轴承部分32遮盖且端止于螺旋沟槽42，该螺旋沟槽设置在驱动轴31的周向壁处且被轴承部分32遮盖其整个长度。螺旋沟槽将油供应至轴向轴承34，以使得驱动轴31在压缩机机体21中进行运动的所有表面被油润滑。

曲柄销30具有带向上的开口44的中空部43，该中空部经由通道45(部分地在图2中可见)连接至孔39。于是，在运行期间，曲柄销30中的中空部43被油充满。通过开口46，一部分油可到达连杆29和曲柄销30之间的区域，以便润滑该区域。在驱动轴31旋转运动期间，另一部分油通过开口44甩洒到壳体2的上部部件3的内侧，从那里油落下以润滑单元7的其他部件。

例如从图2可见的那样，轴承部分32的下端具有外径减小的区域47。在该区域中，支承部件20可具有较大的壁厚。在此处轴承部分32不再需要适应大的力。

与图2相比，图3示出了一改型的实施例，在该实施例中相同的且功能一样的元件用相同的附图标记表示。

油泵开口38位于附件48中，该附件装配在驱动轴31的下端处且在支承部件20处。这种实施例有利于制造驱动轴31。制造驱动轴31时，不再需要考虑油泵的吸入功能。在许多情况下，仅将附件48连接至支承部件20上就足够了，因此此处不必考虑连接至驱动轴31的具体手段。将支承部件20连接至驱动轴31并将附件连接至支承部件20时，带有油泵开口38的附件与驱动轴31一起转动。

从图4所示的实施例中可以看到另一改型例。这里，附件48被制造成与支承部件20为一个零件。如果支承部件用金属制造，毫无疑问这是可以的。例如，可将支承部件20与附件48的组合制造为一烧结部件。

Claims (14)

1.一种带有压缩机机体的制冷剂压缩机装置，其包括压缩机单元，该压缩机单元带有形成在所述压缩机机体中的气缸和具有定子和转子的电机，所述转子与驱动所述压缩机单元的驱动轴不可转动地连接，所述驱动轴被支承在所述压缩机机体的轴承部分中，其特征是，所述轴承部分(32)穿过所述定子(12)的作用区域；所述转子(13)和所述驱动轴(31)在所述作用区域的外侧在所述转子(13)远离所述压缩机单元(9)的那侧上彼此连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述电机(8)为带有内部转子的永磁体激励同步电机。

3.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述转子(13)具有支承部件(20)，在该支承部件上定位有多个永磁体(19)。

4.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述转子(13)经由所述支承部件(20)连接至所述驱动轴(31)。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征是，所述支承部件(20)邻近所述轴承部分(32)的底部。

6.如权利要求3至5中任一项所述的装置，其特征是，将所述支承部件(20)固定在所述驱动轴(31)上的固定部分(36)沿轴向方向比上面定位有所述永磁体(19)的磁体部分短。

7.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征是，在所述驱动轴(31)下端处的油泵开口(38)与所述驱动轴(31)中的孔(39)连接，所述孔(39)相对于所述驱动轴(31)的旋转轴线(40)倾斜。

8.如权利要求7所述的装置，其特征是，所述油泵开口(38)位于附件(48)中，该附件邻近所述驱动轴(31)的下端。

9.如权利要求8所述的装置，其特征是，所述附件(48)形成所述支承部件(20)的部分。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征是，所述附件(48)与所述支承元件(20)制造成一个零件。

11.如权利要求10所述的装置，其特征是，所述支承元件(20)和所述附件(48)制造成通常的烧结部件。

12.如权利要求7至11中任一项所述的装置，其特征是，所述孔(39)经由径向通道(41)连接至所述驱动轴(31)的外侧上的螺旋沟槽(42)，所述径向通道在所述轴承部分(32)的下端区域处被所述轴承部分(32)遮盖。

13.如权利要求7至12中任一项所述的装置，其特征是，在所述驱动轴(31)的上端处设有曲柄销(30)，其与所述驱动轴(31)偏心，所述曲柄销(30)围绕向上开口的中空部(43)，该中空部连接至所述孔(39)。

14.如权利要求1至13中任一项所述的装置，其特征是，所述轴承部分(32)的下部部分(47)具有减小的外径。

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