CN101535645B - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供压缩机。经由轴(12)将压缩单元(2)和转子(6)组装成一体，来形成一体构造部(8)。该一体构造部(8)的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍。由此，能够防止压缩机运转时的大的噪音和振动。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及例如在空调机或冷藏库等中使用的压缩机。
背景技术
以往，存在如下的压缩机，该压缩机具有：密闭容器；配置在该密闭容器内的压缩单元；以及配置在上述密闭容器内并经由轴来驱动上述压缩单元的电动机，经由上述轴将上述压缩单元和上述电动机的转子组装成一体，来形成一体构造部(参照日本特许第3586145号公报)。
但是，在上述现有的压缩机中，上述压缩单元和上述转子的上述一体构造部的固有振动频率有可能与压缩机运转时的转速的5倍一致，当上述一体构造部的固有振动频率与压缩机运转时的转速的5倍一致时，具有在压缩机运转时产生大的噪音和振动的问题。
发明内容
因此，本发明的课题在于，提供能够防止压缩机运转时的大的噪音和振动的压缩机。
为了解决上述课题，本发明的压缩机具有：密闭容器；配置在该密闭容器内的压缩单元；以及配置在上述密闭容器内并经由轴来驱动上述压缩单元的电动机，经由上述轴将上述压缩单元和上述电动机的转子组装成一体，来形成一体构造部，其特征在于，上述一体构造部的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍。
根据本发明的压缩机，由于上述压缩单元和上述转子的上述一体构造部的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍，所以，在压缩机运转时的转速的范围内，能够防止运转时的大的噪音和振动。
并且，在一个实施方式的压缩机中，在上述转子的圆筒状的转子铁心的内侧设有小径部和大径部，上述轴固定于上述小径部，在上述大径部中插入有设于上述压缩单元并支承上述轴的轴支承部。
根据该实施方式的压缩机，由于在上述转子的转子铁心的上述大径部中插入有设于上述压缩单元并支承上述轴的轴支承部，所以，对于上述压缩单元和上述转子的上述一体构造部，能够缩短轴向的大小，能够减小振摆，能够提高刚性，能够进一步可靠地增大固有振动频率。因此，能够降低运转时的大的噪音和振动，并且能够降低成本。
并且，在一个实施方式的压缩机中，上述密闭容器内的制冷剂是二氧化碳。
根据该实施方式的压缩机，由于上述密闭容器内的制冷剂是平均单位容积的冷冻能力大的二氧化碳，所以，上述压缩单元的气缸室变小，从而上述轴的直径和上述轴支承部的直径也变细，刚性降低，难以提高固有振动频率。因此，构成为在上述转子铁心的上述大径部中插入上述轴支承部的结构，对提高使用了冷冻能力大的制冷剂的压缩机的固有振动频率来说，特别有效。
根据本发明的压缩机，由于上述压缩单元和上述转子的上述一体构造部的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍，所以，在压缩机运转时的转速的范围内，能够防止运转时的大的噪音和振动。
附图说明
图1是示出本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。
图2是压缩机的主要部分的俯视图。
图3是示出压缩单元和转子的一体构造部的固有振动频率与压缩机的声音大小之间的关系的图表。
具体实施方式
下面，根据图示的实施方式来详细说明本发明。
图1示出本发明的压缩机的一个实施方式的纵剖视图。该压缩机具有：密闭容器1；配置在该密闭容器1内的压缩单元2；以及配置在上述密闭容器1内并经由轴12来驱动上述压缩单元2的电动机3。
该压缩机是所谓的立式高压圆顶型的旋转式压缩机，在上述密闭容器1内，将上述压缩单元2配置在下部，将上述电动机3配置在上部。通过该电动机3的转子6，经由上述轴12来驱动上述压缩单元2。在上述密闭容器1中安装有与上述电动机3电连接的电气端子140。
上述压缩单元2通过吸入管11从(未图示的)储气筒吸入制冷剂气体。该制冷剂气体通过对与该压缩机一起构成作为冷冻系统的一例的空调机的未图示的冷凝器、膨胀机构、蒸发器进行控制而得到。该制冷剂例如是二氧化碳、HC、R410A等的HFC、或R22等的HCFC。
上述压缩机将已压缩的高温高压的制冷剂气体从上述压缩单元2排出并使其充满密闭容器1的内部，并且使上述制冷剂气体通过上述电动机3的定子5和上述转子6之间的间隙，在对上述电动机3进行冷却后，从设置在上述电动机3上侧的排出管13排出到外部。
在上述密闭容器1内的高压区域的下部形成有积存了润滑油的油槽部9。该润滑油从上述油槽部9通过设置在上述轴12中的(未图示的)油通路，移动到上述压缩单元2和上述电动机3的轴承等滑动部，对该滑动部进行润滑。该润滑油例如是(聚乙二醇或聚丙烯二醇等)聚二醇油、醚油、酯油、矿物油。
上述压缩单元2具有：气缸21，其安装在上述密闭容器1的内表面；以及上侧的端板部件50和下侧的端板部件60，它们分别安装在该气缸21的上下的开口端。通过上述气缸21、上述上侧的端板部件50和上述下侧的端板部件60来形成气缸室22。
上述上侧的端板部件50具有圆板状的主体部51、和在该主体部51的中央向上方设置的凸台部52。上述主体部51和上述凸台部52被上述轴12贯穿。
在上述主体部51中设有与上述气缸室22连通的排出口51a。排出阀31以关于上述主体部51而位于上述气缸21的相反侧的方式安装在上述主体部51上。该排出阀31例如是簧片阀，对上述排出口51a进行开闭。
在上述主体部51上，在上述气缸21的相反侧，以覆盖上述排出阀31的方式安装有杯状的消声罩40。该消声罩40通过(螺栓等)固定部件35固定在上述主体部51上。上述消声罩40被上述凸台部52贯穿。
通过上述消声罩40和上述上侧的端板部件50来形成消声室42。上述消声室42和上述气缸室22经由上述排出口51a连通。
上述消声罩40具有孔部43。该孔部43连通上述消声室42和上述消声罩40的外侧。
上述下侧的端板部件60具有圆板状的主体部61、和在该主体部61的中央向下方设置的凸台部62。上述主体部61和上述凸台部62被上述轴12贯穿。
总之，上述轴12的一端部支承在上述上侧的端板部件50和上述下侧的端板部件60上。即，上述上侧的端板部件50和上述下侧的端板部件60构成轴支承部7，上述轴12由上述轴支承部7单侧支承。上述轴12的一端部(支承端侧)进入上述气缸室22的内部。
在上述轴12的支承端侧，以位于上述压缩单元2侧的上述气缸室22内的方式设置有偏心销26。该偏心销26嵌合于辊子27。该辊子27在上述气缸室22内配置成能够公转，利用该辊子27的公转运动进行压缩作用。
说明上述气缸室22的压缩作用，如图2所示，利用一体地设置在上述辊子27上的叶片28来分隔上述气缸室22内。即，关于上述叶片28的右侧的室，上述吸入管11在上述气缸室22的内表面开口，形成吸入室(低压室)22a。另一方面，关于上述叶片28的左侧的室，(图1所示的)上述排出口51a在上述气缸室22的内表面开口，形成排出室(高压室)22b。
半圆柱状的衬套25、25紧贴在上述叶片28的两面，以进行密封。上述叶片28和上述衬套25、25之间利用上述润滑油进行润滑。
而且，上述偏心销26与上述轴12一起进行偏心旋转，嵌合在上述偏心销26上的上述辊子27以该辊子27的外周面与上述气缸室22的内周面相切的方式公转。
伴随着上述辊子27在上述气缸室22内的公转，上述叶片28利用上述衬套25、25保持该叶片28的两侧面进行进退动作。于是，从上述吸入管11将低压的制冷剂气体吸入到上述吸入室22a中，并在上述排出室22b中进行压缩而成为高压，然后，从(图1所示的)上述排出口51a排出高压的制冷剂气体。
然后，如图1所示，从上述排出口51a排出的制冷剂气体经由上述消声室42排出到上述消声罩40的外侧。
如图1所示，上述电动机3具有上述转子6和上述定子5，该定子5隔着空气隙配置在该转子6的径向外侧。即，上述电动机3是内转子型电动机。
上述定子5具有：定子铁心510；以对置的方式分别配置在上述定子铁心510的轴向的两端面上的绝缘体(insulator)530；以及共同卷绕在上述定子铁心510和上述绝缘体530上的线圈520。
上述定子铁心510由层叠的多个钢板构成，通过热压配合等嵌入上述密闭容器1中。上述定子铁心510具有：(未图示的)环状部；以及从该环状部的内周面向径向内侧突出且在周方向上等间隔排列的(未图示的)多个齿部。上述线圈520分别卷绕在上述各齿部上，而不跨越多个上述齿部进行卷绕，是所谓的集中绕组。
上述转子6具有转子铁心610和埋设在该转子铁心610中的(未图示的)磁铁。上述转子铁心610为圆筒状，例如由层叠的电磁钢板构成。上述磁铁例如是稀土类系的平板状的永久磁铁，多个上述磁铁在上述转子铁心610的周方向上以等间隔的中心角度排列。
在上述转子铁心610的内侧，在上部设有小径部610a，在下部设有大径部610b。上述小径部610a的内径小于上述大径部610b的内径。在上述小径部610a上固定有上述轴12。在上述大径部610b中插入有设于上述压缩单元2并支承上述轴12的上述轴支承部7。
即，上述上侧的端板部件50的上述凸台部52的上端部插入上述转子铁心610的上述大径部610b中。上述转子铁心610的上述大径部610b的内径形成为大于上述凸台部52的外径，上述转子铁心610的下端位于比上述凸台部52的上端更低的位置。
经由上述轴12将上述压缩单元2和上述转子6组装成一体，来形成一体构造部8。该一体构造部8的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍。
图3示出压缩单元2和转子6的一体构造部8的固有振动频率与压缩机的声音大小之间的关系。横轴表示一体构造部8的固有振动频率[Hz]，纵轴表示5n音[dB]。电动机的极数为4极，压缩机的运转转速为86s-1。
由图3可知，当一体构造部8的固有振动频率为430Hz时，5n音最大。即，当一体构造部8的固有振动频率为与压缩机的运转转速86s-1的5倍一致的430Hz时，压缩机的5n音最大。
根据上述结构的压缩机，由于上述一体构造部8的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍，所以，在压缩机运转时的转速的范围内，能够防止运转时的大的噪音和振动。
与此相对，当使上述一体构造部8的固有振动频率为最高转速的5倍时，在最高转速时产生大的噪音。并且，当使上述一体构造部8的固有振动频率小于最高转速的5倍、例如为最高转速的4倍时，能够防止在最高转速时产生大的噪音，但是，在最高转速的五分之四倍时产生大的噪音。
这里，说明使上述一体构造部8的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍的理论。在理论上可知，在基本激振力分量和基于转子的振摆回转的1N分量之间产生的调制分量、即转速的(极数±1)倍的激振力增大。一般作为压缩机用的电动机的极数多为4极，转速的极数±1倍(即转速的3倍或5倍)的激振力增大。因此，通过使上述一体构造部8的固有振动频率大于最高转速的5倍，从而在压缩机运转时的转速的范围内，转速的3倍或5倍的频率和固有振动频率不会一致，能够防止运转时的大的噪音和振动。
并且，由于在上述转子铁心610的上述大径部610b中插入有上述轴支承部7，所以，对于上述一体构造部8，能够缩短轴向的大小，能够减小振摆，能够提高刚性，能够进一步可靠地增大固有振动频率。因此，能够降低运转时的大的噪音和振动，并且能够降低成本。
并且，由于上述密闭容器1内的制冷剂是二氧化碳，该二氧化碳是平均单位容积的冷冻能力大的制冷剂，所以，上述压缩单元2的上述气缸室22变小，从而上述轴12的直径和上述轴支承部7的直径也变细，刚性降低，难以提高固有振动频率。因此，构成为在上述转子铁心610的上述大径部610b中插入上述轴支承部7的结构，对提高使用了冷冻能力大的制冷剂的压缩机的固有振动频率来说，特别有效。
并且，由于上述线圈520是集中绕组，该集中绕组施加在一个上述齿部上的电磁力大且集中，所以，由上述定子5和上述转子6之间的空气隙变化产生的激振力的增加比例大于分布绕组，但是，由于使上述一体构造部8的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍，所以，能够特别有效地防止运转时的大的噪音和振动。
上述转子6的上述磁铁是稀土类系的磁铁，相对于铁氧体磁铁，该稀土类系的磁铁的残留磁通密度和矫顽磁力大，即使减小磁铁的面积和厚度，也能够获得必要的磁通量和减磁耐力，有助于上述转子6的小型化。例如，在使上述磁铁为厚度薄的平板状的情况下，从固定上述轴12的上述转子铁心610的上述小径部610a到上述磁铁的间隔较宽，所以，能够设置上述大径部610b。
另外，本发明不限于上述实施方式。例如，作为上述电动机3，也可以是外转子型的电动机。作为上述压缩单元2，也可以是辊子与叶片分开的旋转型。作为上述压缩单元2，除了旋转型以外，也可以使用涡旋型或往复型。并且，作为上述压缩单元2，也可以是具有两个气缸室的双气缸型。也可以将上述压缩单元2配置在上部，将上述电动机3配置在下部。

Claims (2)

1.一种压缩机，该压缩机具有：密闭容器(1)；配置在该密闭容器(1)内的压缩单元(2)；以及配置在上述密闭容器(1)内并经由轴(12)来驱动上述压缩单元(2)的电动机(3)，经由上述轴(12)将上述压缩单元(2)和上述电动机(3)的转子(6)组装成一体，来形成一体构造部(8)，其特征在于，
上述电动机(3)的定子(5)的线圈(520)是集中绕组，
在上述转子(6)的圆筒状的转子铁心(610)的内侧设有小径部(610a)和大径部(610b)，
上述轴(12)固定于上述小径部(610a)，
在上述大径部(610b)中插入有设于上述压缩单元(2)并支承上述轴(12)的轴支承部(7)，通过该轴支承部(7)单侧支承上述轴(12)，
上述一体构造部(8)的固有振动频率大于压缩机运转时的最高转速的5倍。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，
上述密闭容器(1)内的制冷剂是二氧化碳。
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