CN101568731B - 旋转压缩机 - Google Patents

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Abstract

提供一种用以提高油粒分离效率的旋转压缩机。转子芯(23)的上端面(23a)位于定子芯(30)的上端面(30a)之上。转子(21)如此固定到曲轴(16)上，即，使得在从连通路(35)的位于出口侧的开口端观察该连通路(35)的位于入口侧的开口端时，转子芯(23)的侧面(23b)覆盖连通路(35)的位于入口侧的开口端的覆盖率为30％-80％。

Description

旋转压缩机
技术领域
本发明涉及一种旋转压缩机(rotary compressor)。
背景技术
旋转压缩机例如是在房间空调器或柜式空调器等空调装置中用于压缩制冷剂回路中的气体制冷剂的压缩机。
作为这种旋转压缩机，例如公知有专利文献1中公开的旋转压缩机。
专利文献1：日本特开2005-337210号公报
那么，在上述专利文献1公开的旋转压缩机中，在位于上方的定子芯的跨线部(渡線部)的基端部形成有多个连通路，多个连通路沿与曲轴的旋转轴线正交的方向延伸，同时将位于上方的定子芯的跨线部形成的凹部内和外壳的体部内连通。因而，就存在这种问题，通过沿着转子芯的轴心孔在上下方向延伸的多个通路导入上述凹部内的润滑油和制冷剂气体的混合体的一部分会通过上述连通路从旋转压缩机排出，而流向下游侧的制冷剂回路。
发明内容
本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供一种能够提高油分离效率的旋转压缩机。
为了解决上述问题，本发明采用下述手段。
依据本发明的旋转压缩机的第一种形式是一种旋转压缩机，其具有外壳、收纳在该外壳的下部侧的压缩机构部以及收纳在所述外壳的上部侧的驱动部，
所述驱动部具有转子和定子，该转子被外嵌固定在曲轴上，并与该曲轴一起旋转，该定子配置在该转子的外周侧，并被固定在所述外壳上，
在所述转子的转子芯的上端面安装油分离板，该油分离板覆盖该上端面，并且位于从所述定子的定子芯的上端面突出的跨线部形成的凹部内部，
在所述跨线部的基端部形成有将所述凹部内部和所述外壳的体部内部连通起来的多个连通路，
所述旋转压缩机具有在所述转子芯的上端面和所述油分离板之间形成的空间，
所述转子相对于所述曲轴固定，使得所述转子芯的上端面位于比所述定子芯的上端面更靠上方的位置，并且在从所述连通路的位于出口侧的开口端观察该连通路的位于入口侧的开口端时，所述转子芯的侧面覆盖所述连通路的位于入口侧的开口端的比率为30％-80％。
根据所述第一种形式的旋转压缩机，通过使在从连通路的位于出口侧的开口端观察同一连通路的位于入口侧的开口端时，转子芯的侧面覆盖连通路的位于入口侧的开口端的比率(定子线圈间隙遮蔽率)为30％-80％，就能够降低通过连通路向外壳的体部内部泄漏(排出)的混合体的泄漏量，且由于能够增大碰撞到跨线部上的混合体的碰撞量，从而使油粒的分离效率提高。
而且，能够防止油流向外壳的外部，能够避免对该外壳内的各个元件的润滑油不足，延长旋转压缩机的使用寿命。
依据本发明的旋转压缩机的第二种形式为一种旋转压缩机，其具有外壳、收纳在该外壳的下部侧的压缩机构部以及收纳在所述外壳的上部侧的驱动部，
所述驱动部具有转子和定子，该转子被外嵌固定在曲轴上，并与该曲轴一起旋转，该定子配置在该转子的外周侧，并被固定在所述外壳上，
在所述转子的转子芯的上端面安装油分离板，该油分离板覆盖该上端面，并且位于从所述定子的定子芯的上端面突出的跨线部形成的凹部内部，
在所述跨线部的基端部形成有将所述凹部内部和所述外壳的体部内部连通起来的多个连通路，
在所述连通路的入口端和/或出口端设有闭塞部件。
根据上述的第二种形式的旋转压缩机，由于仅仅利用闭塞部件将连通路的位于出口侧的开口端堵住，就能够消除(或者大幅度地降低)通过连通路向外壳的体部内部泄漏出(排出)的混合体的泄漏量，且由于能够增大碰撞到跨线部上的混合物的碰撞量，从而使油粒的分离效率提高。
而且，能够防止油流向外壳的外部，能够避免对该外壳内的各个元件的润滑油不足，延长旋转压缩机的使用寿命。
依据本发明的旋转压缩机的第三种形式为一种旋转压缩机，其具有外壳、收纳在该外壳的下部侧的压缩机构部以及收纳在所述外壳的上部侧的驱动部，
所述驱动部具有转子和定子，该转子被外嵌固定在曲轴上，并与该曲轴一起旋转，该定子配置在该转子的外周侧，并被固定在所述外壳上，
在所述转子的转子芯的上端面安装油分离板，该油分离板覆盖该上端面，并且位于从所述定子的定子芯的上端面突出的跨线部形成的凹部内部，
在所述跨线部的基端部形成有将所述凹部内部和所述外壳的体部内部连通起来的多个连通路，
所述连通路被形成为通过所述连通路流出到所述外壳的体部内部的油粒和制冷剂气体的混合体的流出量为零或者极少量。
根据上述的第三种形式的旋转压缩机，能够消除(或者大幅度地降低)通过连通路向外壳的体部内部漏出(排出)的混合体的泄漏量，且由于能够增大碰撞到跨线部上的混合体的碰撞量，从而能够使油粒的分离效率提高。
而且，能够防止油流向外壳的外部，能够避免对该外壳内的各个元件的润滑油不足，延长旋转压缩机的使用寿命。
依据本发明的第四种形式为一种空调装置，由于其具备实现了油分离效率的提高的旋转压缩机，所以能够防止含有油分的制冷剂气体流向制冷剂回路，并能够大幅度提高制冷剂回路整体的系统COP。
根据本发明，起到能够提高油分离效率的效果。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的旋转压缩机的概略纵剖面图。
图2是图1中的关键部分的放大纵剖面图。
图3是表示本发明的第一实施方式的旋转压缩机的压缩机效率与定子线圈间隙遮蔽率之间的关系、以及系统COP和定子线圈间隙遮蔽率之间的关系的图。
图4是表示本发明的第二实施方式的旋转压缩机的概略纵剖面图。
符号说明
1  旋转压缩机
2  外壳
2a  体部
3  压缩机构部
4  驱动部
16  曲轴
21  转子
22  定子
23  转子芯
23a  上端面
23b  下端面
28  油分离板
30  定子芯
30a  上端面
32  跨线部
33  凹部
35  连通路
40  旋转压缩机
41  带部件(闭塞部件)
具体实施方式
以下，基于图1至图3来说明本发明涉及的旋转压缩机的第一实施方式。
图1是本实施方式的旋转压缩机的概略纵剖面图，图2是图1中的关键部分的放大纵剖面图，图3是表示本实施方式的旋转压缩机的压缩机效率与定子线圈间隙遮蔽率之间的关系、以及系统COP和定子线圈间隙遮蔽率之间的关系的图。
依据本实施方式的旋转压缩机1设置在房间空调器或柜式空调器等空调装置的制冷剂回路上，且用于压缩在该制冷剂回路内流通的气体制冷剂。
如图1所示，旋转压缩机1具有作为密封容器的外壳2，在该外壳2的内部，收纳有用于压缩从制冷剂回路供给的气体制冷剂的压缩机构部3以及驱动该压缩机构部3的驱动部4。
在本实施方式中，外壳2是两端封闭、大致圆筒状的密封容器，并且以轴线大致铅直的状态设置。而且，压缩机构部3配置在外壳2的下部，驱动部4配置在压缩机构部3的上方。
而且，在外壳2的下部侧面上，制冷剂回路的制冷剂配管P1，P2从外部插入，利用所述制冷剂配管P1、P2向压缩机构部3供给制冷剂回路的气体制冷剂。
在此，尽管图中未示出，但在外壳2的底部设有储油室，在该储油室的内部储存有用于润滑压缩机构部3等的润滑油。
压缩机构部3在将从制冷剂配管P1、P2供给的气体制冷剂压缩而使其成为高压的压缩气体之后，将其送出到外壳2的内部。
在此，在外壳2的天井部，制冷剂配管P3从外部插入，通过该制冷剂配管P3，临时储存在外壳2内的压缩气体被送入制冷剂回路的下游侧。
压缩机构部3包括具有圆筒状内表面12的多个工作缸11，这些工作缸11以相互的圆筒状内表面12大致同轴配置、且形成在相互之间加入分离器13的状态的方式，在轴线方向上邻接配置。
在各个工作缸11的内部设有圆筒状的转子14，转子14的直径比各个圆筒状内表面12的直径小，并且其轴线大致与圆筒状内表面12的轴线平行。
曲轴16插入通过所述工作缸11、分离器13和转子14。曲轴16的轴线被设置成大致平行于工作缸11的配置方向，且该曲轴16的下端侧插入通过压缩机构部3。在此，曲轴16在上端侧由驱动部4支承，并且由该驱动部4驱动绕轴线旋转。在本实施方式中，驱动部4由电动马达构成，该电动马达具有保持曲轴16的上端侧的转子，从而通过使该转子旋转来旋转驱动曲轴16。
在曲轴16插入通过各个工作缸11的领域，设有与转子14的内周面卡合的大致圆柱形状的偏心轴部17，通过驱动曲轴16绕轴线旋转，使各个转子14偏心旋转，以在工作缸11的圆筒状内表面12上滚动。
在此，各个偏心轴部17的偏心方向被设置成绕曲轴16的轴线错开约180度(也就是说，绕轴线的相位错开大约180度)。由此，在曲轴16被旋转驱动时，在一个偏心轴部17上产生的惯性力矩与另一个偏心轴部17上产生的惯性力矩相互抵消，从而使得曲轴16能够稳定旋转。
而且，在所述工作缸11的列的一端侧以及另一端侧分别安装有端部轴承18，通过所述端部轴承18来支承曲轴16使其能够绕轴旋转。
驱动部4配备有转子21和定子22，该转子21外嵌固定在曲轴16上，所述定子22配置在所述转子21的外周侧。
转子21具有芯23(下文称作“转子芯”)，芯23是通过层叠多片形成为规定形状的硅钢板等薄壁体而形成的，在该转子芯23上设有多个沿着其轴心孔24在上下方向延伸的贯通孔(下文称作“通路”)25。而且，所述通路25的下方是各自的开口端，用于平滑地驱动压缩机构部3、驱动部4的润滑油以及制冷剂气体的混合体通过该开口端流入通路25内。还有，转子芯23的轴心孔24内嵌有筒状体，也可以将曲轴16压入到该筒状体中。
另一方面，如图2所示，在转子芯23的上端面23a上，以覆盖该上端面23a的方式，通过安装台26和连接部件27(例如，螺栓·螺母等)而安装有圆盘状的油分离板28。而且，在安装台26上设有在板厚方向贯通并且与设在通路25的上方的开口端一致的多个贯通孔29。然后，如图2中的实线箭头所示，从设在通路25的下方的开口端流入通路25内的润滑油和制冷剂气体的混合体通过设在通路25的上方的开口端和贯通孔29而流出到转子芯23的外侧(在转子芯23的上端面23a和油分离板28之间形成的空间内)。
如图1所示，定子22具有芯(以下称作“定子芯”)30和线圈端(跨线)31，该定子芯30是通过层叠多片形成为规定形状的硅钢板等薄壁体而形成的，该线圈端31卷设在该定子芯30的齿部(teeth)上。在这种情况下，线圈端31的跨线部32从定子芯30的两端面30a、30b突出，并在压缩机构部3的上下形成凹部33、34。而且，在凹部33内收容有上述的安装台26以及油分离板28。另外，定子芯30被压入固定(热套)在外壳2的体部2a内。
而且，如图2所示，在跨线部32的基端部(位于定子芯30的一侧的端部)上形成有多个连通路35，连通路35沿着与曲轴16的旋转轴线正交的方向延伸，同时将凹部33的内部和外壳2的体部2a的内部连通起来。
那么，本实施方式中的转子21相对于曲轴16固定，使得转子芯23的上端面23a位于比设在定子芯30的上方的上端面30a还靠向上方的位置，同时，在从连通路35的位于出口侧(半径方向外侧)的开口端向相同连通路35的位于入口侧(半径方向内侧)的开口端看时，转子芯23的侧面23b覆盖(堵塞)连通路35的位于入口侧的开口端的比率(定子线圈间隙(ステ一タコィルスキマ)遮蔽率)为30％-80％(最好达到50％的程度)。
在这样构成的旋转压缩机1中，通过通路25上升来的混合体(制冷剂气体和润滑油的混合体)流出到在转子芯23的上端面23a和油分离板28之间形成的空间内。然后，该流出的混合体在油分离板28的旋转产生的离心力的作用下，呈放射状地飞散(分散)向跨线部32一侧并碰撞在跨线部32上。这样，碰撞后的混合体中的油分附着在该跨线部32的一侧，从而使得油分和制冷剂气体分离。分离了的油分顺着定子22返回到设在外壳2下部的储油室。另一方面，分离了的制冷剂气体借助设在外壳2上部的制冷剂配管P3被排出到外壳2的外部。
根据本实施方式的旋转压缩机1，通过使定子线圈间隙遮蔽率为30％-80％，能够降低通过连通路35泄漏(逃出)到外壳2的体部2a内的混合体的泄漏量，并能够增加碰撞在跨线部32上的混合体的碰撞量，从而使油粒的分离效率提高。另外，其结果如图3所示，尽管压缩机效率少许降低(这是因为，由于通量(flux)降低，马达电流增加而使得马达效率下降，并且磁铁吸引力(マグネットプル)增加，伴随于此，推力损失增加，机械损失增加)，但能够防止含有油分的制冷剂气体流向使用该旋转压缩机1的制冷剂回路，能够使制冷剂回路整体的系统COP大幅度提高。而且，能够防止油流向外壳2的外部，避免对该外壳2内部的各个元件的润滑油不足，并能够延长旋转压缩机1的使用寿命。
现根据图4来说明本发明的旋转压缩机的第二实施方式。图4是本实施方式的旋转压缩机的概略纵剖面图。
本实施方式的旋转压缩机40与上述的第一实施方式中的旋转压缩机的不同之处在于：转子21相对于曲轴16固定使得定子线圈间隙遮蔽率变为0％(也就是说，转子芯23的上端面23a与位于定子芯30的上方的上端面30a处于同一平面上)，同时位于连通路35的出口侧的开口端由带部件(闭塞部件)41闭塞。
另外，关于其他构成元件，由于与上述第一实施方式中所述的其他构成元件相同，在此就省略对其的说明，而且，在图4中，与上述的第一实施方式相同的部件采用相同的附图标记表示。
带部件41是由耐热性及耐制冷剂性的材料(聚酯系材料)制成的带状(薄膜状)部件或者线状部件，并被卷绕成堵塞连通路35的位于出口侧的开口端。由此，利用该带部件41，从连通路35的位于入口侧的开口端流入连通路35内部的混合体将不会从连通路35的位于出口侧的开口端泄漏(排放)到外壳2的体部2a内。
根据本实施方式的旋转压缩机40，仅通过利用带部件41将连通路35的位于出口侧的开口端堵塞，就能够使通过连通路35泄漏(排出)到外壳2的体部2a内的混合体的泄漏量为零(或者说大幅度降低)，可以使碰撞到跨线部32上的混合体的碰撞量增大，可以使油粒的分离效率提高。由此，结果是能够防止含有油分的制冷剂气体流向使用该旋转压缩机40的制冷剂回路，并能够提高制冷剂回路整体的系统COP。而且，能够防止油流出到外壳2的外部，并能够避免对该外壳2内的各个元件的润滑油不足，从而能够延长旋转压缩机40的使用寿命。
另外，虽然在本实施方式中说明了利用带部件41堵塞连通路35的位于出口侧的开口端的构造，但是，本发明不限于此，也可以是利用带部件41堵塞连通路35的位于入口侧的开口端的构造，以及堵塞连通路35的位于入口侧和出口侧的两个开口端的构造。
现叙述本发明的旋转压缩机的第三实施方式。
本实施方式的旋转压缩机与上述实施方式所述的旋转压缩机的不同之处在于：转子21相对于曲轴16固定，使得定子线圈间隙遮蔽率变为0％(也就是说，转子芯23的上端面23a和位于定子芯30上方的上端面30a处于同一水平面上)，同时以不形成连通路35的方式形成跨线部32，或者连通路35被形成为使连通路35的内径小于上述实施方式的连通路35的内径。
根据本实施方式的旋转压缩机，能够使通过连通路35泄漏(排放)到外壳2的体部2a内的混合体的泄漏量为零或者大幅度降低(使之为最小限度)，能够使碰撞到跨线部32上的混合体的碰撞量增大，能够使油粒的分离效率提高。由此带来的结果是，能够防止含有油分的制冷剂气体流向使用这种旋转压缩机的制冷剂回路，使制冷剂回路整体的系统COP提高。而且，能够防止油流向外壳2的外部，避免对该外壳2内的各个元件的润滑油不足，从而延长旋转压缩机的使用寿命。
另外，本发明不限于上述的实施方式，可在不偏离本发明要旨的范围内进行适宜的变更，例如，可以将第一实施方式和第二实施方式组合实施，或者第一实施方式和第三实施方式组合实施等等。

Claims (4)

1.一种旋转压缩机，其特征在于，其具有外壳、收纳在该外壳的下部侧的压缩机构部以及收纳在所述外壳的上部侧的驱动部，
所述驱动部具有转子和定子，该转子被外嵌固定在曲轴上，并与该曲轴一起旋转，该定子配置在该转子的外周侧，并被固定在所述外壳上，
在所述转子的转子芯的上端面安装油分离板，该油分离板覆盖该上端面，并且位于从所述定子的定子芯的上端面突出的跨线部形成的凹部内部，
在所述跨线部的基端部形成有将所述凹部内部和所述外壳的体部内部连通起来的多个连通路，
所述旋转压缩机具有在所述转子芯的上端面和所述油分离板之间形成的空间，
所述转子相对于所述曲轴固定，使得所述转子芯的上端面位于比所述定子芯的上端面更靠上方的位置，并且在从所述连通路的位于出口侧的开口端观察该连通路的位于入口侧的开口端时，所述转子芯的侧面覆盖所述连通路的位于入口侧的开口端的比率为30％-80％。
2.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，在所述连通路的入口端和/或出口端设有闭塞部件。
3.如权利要求1所述的旋转压缩机，其特征在于，所述连通路被形成为通过所述连通路流出到所述外壳的体部内部的油粒和制冷剂气体的混合体的流出量为零或者极少量。
4.一种空调装置，其特征在于，其具备权利要求1至3的任一项所述的旋转压缩机。
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