CN102220978A - 封闭式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种封闭式压缩机，配置为当多个支承部设置成在定子的两侧支撑曲轴时，所述曲轴的直径大于等于所述定子的外径的0.114倍并且小于等于所述定子的外径的0.138倍，由此减少了所述曲轴和所述支承部间的摩擦损失，避免了所述曲轴的扭曲或弯曲，以及提高了压缩机的性能。

Description

封闭式压缩机
技术领域
本发明涉及一种能在上、下端支撑曲轴的封闭式压缩机。
背景技术
通常而言，封闭式压缩机包括用于在封闭壳体的内部空间产生驱动力的电机和连接到电机用于压缩制冷剂的压缩部。根据制冷剂压缩机构的不同，封闭式压缩机可分为往复式压缩机，涡旋式压缩机，回转式压缩机，振动式压缩机等。往复式压缩机、涡旋式压缩机和回转式压缩机利用电机的旋转力，而振动式压缩机利电机部分的往复运动。
在这些封闭式压缩机中，利用旋转力的封闭式压缩机的电机具有将电机的旋转力传递到压缩部的曲轴。例如，回转式封闭压缩机的电机(以下简称回转式压缩机)包括：固定到封闭壳体的定子，与所述定子间隔预定间隙地插入到所述定子中、并通过与所述定子的相互作用而转动的转子，和连接所述转子以将所述转子的旋转力传递到所述压缩部的曲轴。
压缩部包括：汽缸，滚动活塞，用于在汽缸中压缩制冷剂的叶片以及与汽缸一同限定压缩空间并支撑曲轴的多个支承部构件。支承部构件通常设置在电机的一侧以支撑所述曲轴。然而，由于目前压缩机的效率不断提高，需要发展在曲轴的上、下端安装支承部以减小压缩机振动的技术。
然而，在现有技术的回转式压缩机中，当在曲轴的上、下端安装支承部时，曲轴的直径应变短从而减少摩擦损失和提高压缩机的效率。但是，如果由于压缩机容量的增加而使曲轴的直径变长，支承面增加，这将会引起摩擦损失的增加和压缩机效率的降低。此外，如果曲轴的直径太短，所述曲轴可能变形或变弯从而降低压缩机的可靠性。
发明内容
因此，根据详细描述的一个方案，提供了一种在曲轴的上侧和下侧由经向轴承支撑该曲轴的情况下，能保持曲轴的适当刚性且能减少曲轴和支承面之间的摩擦损失从而提高压缩机效率的封闭式压缩机。
为了实现在此实施并广泛描述的方案，且根据本发明目的，封闭式压缩机可包括：封闭壳体，固定在所述封闭壳体的内部空间中的定子，可转动地设置在所述定子中的转子，连接到所述转子的曲轴，连接到所述曲轴以吸入并压缩制冷剂且将压缩后的制冷剂排放到封闭壳体的内部空间中的压缩部，以及配置成沿轴颈方向支撑所述曲轴的支承部，其中所述曲轴配置成使其直径大于等于沿轴向的至少一个参考位置上的定子外径的0.114倍并且小于等于沿轴向的至少一个参考位置上的定子外径的0.138倍。
为了实现在此实施并广泛描述的方案，且根据本发明目的，封闭式压缩机包括：封闭壳体；固定在所述封闭壳体的内部空间中的定子；转动地设置在定子中的转子；连接到转子的曲轴；连接到所述曲轴以吸入并压缩制冷剂且将压缩后的制冷剂排放到封闭壳体的内部空间中的压缩部；第一支承部，其连接到所述压缩部且固定在所述封闭壳体中，并配置成基于转子支撑所述曲轴的第一部分；第二支承部，其固定在所述封闭壳体中并配置成基于所述转子支撑所述曲轴的与所述第一部分相对的第二部分；其中所述曲轴配置成使其直径大于等于所述定子外径的0.114倍并且小于等于所述定子外径的0.138倍。
根据本发明的压缩机，减少了所述曲轴和所述支承部间的摩擦损失，避免了所述曲轴的扭曲或弯曲，以及提高了压缩机的性能。
接下来的详细描述将使本发明的应用范围变得更加明显。然而，应该理解的是本发明的优选实施例的详细描述和具体实例仅是示例性的，根据实施例，本发明的教导和范围内的各种变型以及修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
附图用于提供对本发明的进一步的理解并被包含到本说明书中以及构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本发明的描述一起用于阐述本发明的原理。
在附图中：
图1是示出回转式压缩机的内部的纵向剖视图；
图2是沿图1中的线“I-I”所截取的剖视图；
图3是示出图1中的回转式压缩机的定子外径和曲轴直径的示意图；以及
图4是示出通过将图1中的回转式压缩机中的曲轴的各种直径和定子的预定外径进行比较所观察到的，曲轴和支承部之间的摩擦损失和因此产生的压缩机性能变化的图表。
具体实施方式
现在，参照附图对具体实施例所述的回转式压缩机进行详细说明。
图1是示出回转式压缩机的内部的纵向剖视图；图2是沿图1中的线“I-I”所截取的剖视图。
如图1和图2所示，回转式压缩机可包括：电机200，其位于封闭壳体100的内部空间101的上侧用于产生驱动力；压缩部，其位于封闭壳体100的内部空间101的下侧用于利用由电机200产生的驱动力压缩制冷剂；以及第一支承部400和第二支承部500，分别安装在电机200的下侧和上侧用于支撑曲轴230，这将在下文中阐述。
封闭壳体100可包括：内部安装有电机200和压缩部300的壳主体110；用于覆盖壳主体110的上开口端111(以下简称第一开口)的上盖120(以下简称第一盖)；和用于覆盖壳主体110的下开口端112(以下简称第二开口端)的下盖130(以下简称第二盖)。
壳主体110可呈圆柱形。吸入管140可贯通地连接到壳主体110下侧的助面。吸入管140可直接联结到位于汽缸310的入口(未示出)，这将在下文中阐述。
第一盖120的边缘可弯曲以焊接到壳主体110的第一开口111。用于将从压缩部300排放到封闭壳体100的内部空间101中的制冷剂引导到制冷循环的排出管150可贯通地连接到第一盖120的中心。
第二盖130的边缘可弯曲以焊接到壳主体110的第二开口112。
电机200可包括：定子210，其冷缩配合到封闭壳体100的内圆周表面；转子220，其转动地设置在定子210内；以及曲轴230，其冷缩配合到转子220上以与转子220一同旋转，从而将电机200的旋转力传递到压缩部300。
定子210可通过以预定高度层叠多个定子片而形成，并且沿其内圆周表面设置的齿上缠绕有线圈240。
转子220可与定子间隔有预定间隙地设置在定子210的内圆周表面上，而且曲轴230可冷缩配合在转子220的中心以与转子220连接成一体。
曲轴230可包括：连接到转子220的轴部231，和偏心地形成在轴部231的下端并与滚动活塞320连接的偏心部232，这将在下文中阐述。油路233可在轴向上贯通曲轴230而形成，通过该油路抽吸封闭壳体100中的油。
压缩部300可包括：汽缸310，其安装在封闭壳体100内；滚动活塞320，其可转动地连接到曲轴230的偏心部232以通过在汽缸310的压缩空间内进行绕动而压缩制冷剂；叶片330，在径向上可移动地连接到汽缸310，使得叶片一侧的密封面接触滚动活塞320的外圆周表面以将汽缸310的压缩空间分隔成吸入室和排出室；和叶片弹簧340，用作压缩弹簧弹性地支撑叶片330的后侧。
汽缸310可呈环形。与吸入管140连接的入口(未示出)可形成在汽缸310的一侧，并且可沿圆周方向在所述入口一侧形成叶片槽311，叶片330在所述叶片槽中滑动。排出导槽(未示出)可沿圆周方向形成在叶片槽311的一侧，该排出导槽与设置在上支承部410上的出口411连通，这将在下文中阐述。
第一支承部400可包括：上支承部410，其用于覆盖汽缸310的上侧，并且通过焊接到封闭壳体100同时在轴向和径向上支撑曲轴230；和下支承部420，其用于覆盖汽缸310的下侧以在轴向和径向上支撑曲轴230。
第二支承部500可包括：框架510，其在定子210上方被焊接到封闭壳体100的内圆周表面上；以及托架520，其连接到框架510从而可转动地连接到曲轴230。
框架510可形成为环形并且具有以预定长度从其外圆周表面突出以便焊接到壳主体110上的多个固定突起511。所述固定突起511可沿圆周方向彼此间隔约120°。
托架520可包括彼此间隔约120°的多个支撑突起521以在框架510的三个点上被支撑。轴承突起522可从托架520的中心向下突出。轴承构件，比如轴承套530或滚珠轴承(未示出)，可安装在轴承突起522上并与其连接，曲轴230的上端可插入到该轴承构件中以被支撑。
而且，如图2所示，支撑突起521可设置为与固定突起511在数量上相同，由此与固定突起511固定在重叠的位置上，从而加强了第二支承部520的稳定性。
未经说明的附图标记250表示供油器。
下面，将对具有如此配置的回转式压缩机的操作进行说明。
具体地，当动力供应到电机200的定子210以转动转子220时，两端由第一支承部400和第二支承部500支撑的曲轴230旋转。这样，曲轴230将电机200的旋转力传递到压缩部300。接着，压缩部300中的滚动活塞320在压缩空间中偏心地转动。因此，叶片330与滚动活塞320一同形成压缩空间来压缩制冷剂。然后，将压缩后的制冷剂排放到封闭壳体100的内部空间101中。
此处，曲轴230快速旋转使得位于曲轴230下方的供油器250泵送容置在封闭壳体100的储油器中的油。然后，通过曲轴230的油路233抽吸油以润滑每个支承面。
然而，由于曲轴230的下端和上端分别连接到第一支承部400和第二支承部500以在轴径方向上被支撑，因此随着曲轴230的旋转，摩擦损失增加。考虑到此，可减小曲轴230的直径以减少曲轴230旋转时第一支承部400和第二支承部500上的摩擦损失。
在这种情况下，优选地，当曲轴230的直径D1大于等于定子210的外径D2的0.114倍并且小于等于该外径的0.138倍时，曲轴230的扭曲或弯曲能最小化(避免)，摩擦损失也能减少。此处，通过把曲轴230的轴部231插入转子220以使其彼此接触的范围，即曲轴的轴部231插入转子220的长度视为参考位置来限定曲轴230的直径D1。
图4是示出通过对图1中的回转式压缩机中的曲轴的各种直径和定子的预定外径进行比较所观察到的，曲轴和支承部之间的摩擦损失和因此产生的压缩机性能变化的图表。根据下面的等式计算第一支承部400的摩擦损失。
Lmb＝ω×rmb×fmb×Fmb
此处，Lmb表示第一支承部400的摩擦损失，ω表示角速度，rmb表示第一支承部400的半径，fmb表示第一支承部400的摩擦系数，以及Fmb表示施加到第一支承部400上的重量。
如等式所示，需要注意的是曲轴230的直径D1变得越大，摩擦损失就会越大而且压缩机性能就会降低。特别需要关注的是，从曲轴230的直径D1与定子210的外径D2的直径比(D1/D2)为0.138这个点开始，摩擦损失快速增加而且压缩机性能急剧降低。所以，曲轴230的直径D1与定子210的外径D2的直径比(D1/D2)可小于或等于大约0.138，这使得摩擦损失和压缩机性能可控制在适当的范围内。
此外，当曲轴230的直径D1与定子210的外径D2的直径比(D1/D2)大于或等于0.114时，可保持曲轴230的刚性。如果该比值(D1/D2)小于0.114，则曲轴230的直径D1变得相当小从而容易发生扭曲或弯曲，这可导致压缩机的可靠性和压缩机性能的急剧下降。
同时，即使安装有多个上下压缩部(尽管未示出)，曲轴的直径也在如前所述的相同的范围内。而且，由此所获得的操作效果也与上面所述的相同或相似，所以在此省略对其的详细说明。
前面的实施例和优点仅是示例性的，而不应解释为对本发明的限制。本发明的教导可很容易地应用于其它类型的设备。这些描述用于说明，而不用于限制权利要求的范围。多种替换方式、变型以及修改对本领域的技术人员将是显而易见的。可以多种方式结合在此描述的示例性实施例的特征、结构、方法以及其它特性来获得附加和/或可替换的示例性实施例。
由于可在不背离本发明的特征的情况下以多种形式实现本发明的特征，所以还应该理解的是，上述的实施例不限于上面的描述的任何细节，除非另外指出，而应该解释为广泛地包含于所附权利要求限定的范围内，因此，在权利要求的界限和范围或者这种界限和范围的等同替换内的所有的修改和变型都将被所附权利要求涵盖。

Claims (11)

1.一种封闭式压缩机，包括：
封闭壳体；
定子，固定在所述封闭壳体的内部空间；
转子，可转动地设置在所述定子内；
曲轴，连接到所述转子；
压缩部，连接到所述曲轴以抽吸并压缩制冷剂，并且将压缩后的制冷剂排放到所述封闭壳体的所述内部空间；以及
支承部，配置成在颈轴方向支撑所述曲轴，
其中所述曲轴配置成使得其直径大于等于在沿轴向至少一个参考位置上的所述定子的外径的0.114倍并且小于等于在沿轴向至少一个参考位置上的所述定子的外径的0.138倍。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中所述参考位置是在所述曲轴插入所述转子的范围内。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述支承部包括：
第一支承部，其连接到所述压缩部且固定在所述封闭壳体中，并且配置成基于所述转子支撑所述曲轴的第一部分；和
第二支承部，其固定在所述封闭壳体，并且配置成基于所述转子支撑所述曲轴的与所述第一部分相对的第二部分。
4.如权利要求1到3中的任一项所述的压缩机，其中用于将从所述封闭壳体的储油器中向上泵送的油朝向所述第二支承部引导的油路沿轴向贯通所述曲轴形成。
5.一种封闭式压缩机，包括：
封闭壳体；
定子，固定在所述封闭壳体的内部空间；
转子，可转动地设置在所述定子内；
曲轴，连接到所述转子；
压缩部，连接到所述曲轴以抽吸并压缩制冷剂，并且将压缩后的制冷剂排放到所述封闭壳体的所述内部空间中；
第一支承部，其连接所述压缩部且固定在所述封闭壳体内，并且配置成基于所述转子支撑所述曲轴的第一部分；和
第二支承部，其固定在所述封闭壳体，并且配置成基于所述转子支撑所述曲轴的与所述第一部分相对的第二部分，
其中所述曲轴配置成使其直径大于等于所述定子的外径的0.114倍并且小于等于所述定子的外径的0.138倍。
6.如权利要求5所述的压缩机，其中所述压缩部包括：
汽缸，其连接到所述第一支承部，所述汽缸与所述第一支承部一起形成压缩空间；
滚动活塞，其连接到所述曲轴以在所述汽缸的压缩空间内进行绕动运动；以及
叶片，其配置成通过响应于所述滚动活塞的绕动进行线性移动而将所述压缩空间分隔成吸入室和排出室。
7.如权利要求6所述的压缩机，其中所述第一支承部设置有多个连接到所述汽缸的上、下两侧的轴承板以遮蔽所述压缩空间。
8.如权利要求5所述的压缩机，其中所述第二支承部包括：
框架，在所述定子的一侧焊接到所述封闭壳体的内圆周表面上；和
托架，连接到所述框架以转动地支撑所述曲轴，
其中在所述框架的外圆周表面上形成多个固定突起，并且所述固定突起焊接到所述封闭壳体的内圆周表面上，
其中在所述托架的外圆周表面上形成多个支撑突起，以便支撑在所述框架上。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中在所述托架的中心形成轴承突起，而且在所述轴承突起中安装轴承构件，使得所述曲轴插入所述轴承构件中以被支撑。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中所述固定突起的数量和所述支撑突起的数量相同，所述固定突起和所述支撑突起彼此重叠。
11.如权利要求5到10中的任一项所述的压缩机，其中用于将从所述封闭壳体的储油器中向上泵送的油朝向所述第二支承部引导的油路沿轴向贯通所述曲轴形成。
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