CN102575662B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

公开一种压缩机，其能够通过向部件充分地供油而具有提高的性能，在这些部件中滑动不仅在高速驱动模式中发生而且在低速驱动模式中发生。该压缩机可在低速驱动模式中增加供油量，但是在恒速或者高速驱动模式中，当驱动电机的转速达到预定的速度时，可通过将外凹槽的圈数设置为接近1.75并且通过使供油器形成为圆锥形而限制供油量。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，更具体地涉及一种能够有效地向各部件供油的压缩机，在这些部件中滑动不仅在高速驱动模式中发生而且在低速驱动模式中发生。

背景技术

一般地说，压缩机是一种通过将机械能转化成动能来压缩流体的装置。这种压缩机主要可分为密封式压缩机和半密封式压缩机。在密封式压缩机中，驱动电机和由驱动电机操作的用于压缩流体的压缩单元安装在一个密封容器中。另一方面，在半密封式压缩机中，驱动电机和压缩单元安装在不同的密封容器中。

压缩机还可根据压缩流体的压缩机构而分类。例如，根据压缩机构，压缩机可分为回转式压缩机、往复式压缩机、涡旋式压缩机，等等。往复式压缩机用于在如下配置条件下压缩制冷剂：曲轴联结到驱动电机的转子，连接杆联结到该曲轴，并且联结到该连接杆的活塞在气缸中执行直线往复运动。

图1是示出了往复式压缩机的例子的剖视图。

如图所示，往复式压缩机包括：机壳1，其将油容纳在其底部；驱动电机10，其安装在机壳1中；支撑单元20，其用于弹性地支撑驱动电机10；以及压缩单元30，其设置在驱动电机10的上方。

压缩单元30包括：框架31，其通过支撑单元20而被弹性地支撑；汽缸体32，其一体地设置在框架31上；曲轴33，其贯穿式地插入框架31并且被强力插入驱动电机10的转子12；活塞34，其插入汽缸体32；连接杆35，其用于通过将曲轴33的凸轮部连接到活塞34而使曲轴33的旋转运动转变为直线往复运动；阀组件36，其联结到汽缸体32；排放消音器37，其联结到汽缸体32以环绕阀组件36；以及吸入消音器38，其安装在阀组件36以便连接到阀组件36。

未解释的附图标记“11”表示定子，“F”表示油孔，并且“SP”表示吸入管。

以下，将说明往复式压缩机的操作。

一旦操作驱动电机10，驱动电机10的旋转力就传送到曲轴33以使曲轴33旋转。之后，曲轴33的旋转力通过凸轮部和连接杆35传送到活塞34。结果，活塞34在汽缸体32的内部空间执行直线往复运动。此时，阀组件36被一起操作以通过吸入消音器38向汽缸体32的内部空间吸入气体。吸入的气体经过压缩，并且之后通过排放消音器37被排放到机壳10的外部。

通过曲轴33的旋转，容纳在机壳1的底面上的油经由形成在曲轴33中的油孔F而被吸入。之后，这些油供应到多个部件，在这些部件中发生滑动以执行润滑操作，并且这些油之后保留在机壳1的底面上。

压缩机构成利用制冷剂的相变来产生冷空气的制冷循环装置的一部分，而制冷循环装置安装在冰箱或者空调等设备中。冰箱或者空调根据负载具有不同的驱动状态。更具体地，当较大的负载施加到冰箱或者空调时，压缩机具有较大的气体压缩能力。另一方面，当较小的负载施加到冰箱或者空调时，压缩机具有较小的气体压缩能力。当压缩机具有较大的气体压缩能力时，压缩机的驱动电机10以高速驱动模式操作以提高气体压缩能力。另一方面，当压缩机具有较小的气体压缩能力时，压缩机的驱动电机10以低速驱动模式操作以降低气体压缩能力。如果驱动电机10由于较小的气体压缩能力而以低速(小于45Hz)旋转，则通过曲轴33的油孔(F)被抽上来的油量因曲轴33的转速而减少。这可以引起供应到发生滑动的多个部件的油量不足。结果是，发生滑动的部件被磨损，并且因此无法平稳地操作。这会增加摩擦损失从而降低效率并缩短预期使用寿命。为了避免这种情况，可通过改变曲轴的结构来增加在低速驱动模式下的供油量。

发明内容

技术问题

然而，当在低速驱动模式下的供油量通过曲轴的结构变化而增加时，在高速驱动模式下的供油量大幅度地增加。这可增加压缩机的输入，并且增加表面温度，还增加吸入量和排出量。更具体地，当压缩机处于如图2所示低速驱动模式下时，供油量足够地低，其为合适的供油量的60％或者更低。另一方面，在压缩机处于高速驱动模式下，供油量足够地高，其位合适的供油量的140％或者更高。

因此，本发明的目的是提供一种压缩机，其能够通过增加在低速驱动模式下的供油量，并且当压缩机达到预定的速度时，通过使供油量处于饱和的状态而限制在恒速或者高速驱动模式下的供油量，从而有效地向多个部件供油，在这些部件中，滑动不仅发生在高速驱动模式下而且在低速驱动模式下。针对技术问题的技术方案

为了实现这些以及其他优点并且根据本发明的目的，如在此具体化和广泛描述地，提供一种压缩机，其包括：机壳，其将油容纳在其内部空间；驱动电机，其安装在该机壳的内部空间，并且构造成产生旋转力；压缩单元，其安装在该机壳的内部空间，并且构造成通过接收该驱动电机的旋转力而压缩制冷剂；以及供油单元，其构造成通过使用该驱动电机的旋转力而产生的离心力而将该机壳的油抽吸到该压缩单元，其中假定供油量和该驱动电机的转速之间的比率是梯度(变化率，gradient)，则当该驱动电机的转速小于预定的速度时的梯度称为“第一梯度”，当该驱动电机的转速大于该预定的速度时的梯度称为“第二梯度”，并且第二梯度小于第一梯度。

根据本发明的另一方面，提供一种压缩机，其包括：机壳，其将油容纳在其内部空间；驱动电机，其安装在该该机壳的内部空间，并且构造成产生旋转力；压缩单元，其安装在该机壳的内部空间，并且构造成通过接收该驱动电机的旋转力而压缩制冷剂；曲轴，其具有在其中的油孔，并且构造成将该驱动电机的旋转力传送到该压缩单元；以及供油器，其安装以与该曲轴的油孔连通，并且构造成抽吸该机壳的油，其中在转速对应于该驱动电机的转速的70～80％或者更高时供油量饱和。

有益效果

本发明的压缩机可具有以下有益效果。

首先，在低速驱动模式下，可通过控制油路和供油器的形状而增加供油量，并且恒速或高速驱动模式下，可通过在压缩机达到预定的速度时使供油量处于饱和状态而限制供油量。

其次，压缩机的性能通过向不仅在高速驱动模式下发生滑动而且在低速驱动模式下发生滑动的多个部件中供应充足的油量而得到提升。

附图说明

图1是根据现有技术的往复式压缩机的剖视图；

图2是示出了根据图1的往复式压缩机中的驱动速度的变化而变化的供油量的图表；

图3是根据本发明的往复式压缩机的剖视图；

图4是示出了根据本发明的往复式压缩机中的供油器到曲轴的装配状态的纵向剖视图；

图5是图4的曲轴和供油器的正视图；

图6是沿着图5中的I-I线的剖视图，其用于解释外凹槽的圈数；而

图7是将根据本发明的关于外凹槽和供油器的供油量与驱动速度之间的梯度变化与现有技术进行比较的曲线图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例进行描述，本发明的优选实施例则示于附图中。

在下文中，将详细说明根据本发明的压缩机。

图3是根据本发明的往复式压缩机的剖视图。

如图所示，往复式压缩机包括：机壳1，在其底部容纳有油；驱动电机10，其安装在机壳1中并且构造成产生驱动力；支撑单元20，其构造成弹性地支撑驱动电机10；以及压缩单元100，其设置在驱动电机10的上方。

压缩单元100包括：框架110，其设置在驱动电机10的上方；汽缸体120，其一体地设置在框架110上；曲轴130，其贯穿式地插入框架110并且被强力插入驱动电机10的转子12；活塞140，其插入汽缸体120；连接杆150，其构造成通过将曲轴130的连接凸轮部133连接到活塞140而将曲轴130的旋转运动转化成直线往复运动；阀组件160，其联结到汽缸体120；排放消音器170，其联结到汽缸体120以便环绕阀组件160；以及吸入消音器180，其安装在阀组件160以便连接到阀组件160。

框架110包括：本体部111，其沿水平方向呈扁平形状；凸起部112，其在本体部111的底面的一侧沿竖直方向伸出而形成；以及轴插入孔113，其贯穿式地形成在凸起部112中，并且构造成插入式地支撑其中的曲轴130。

如图4所示，曲轴130包括：轴部131，其具有预定长度并插入框架110的轴插入孔113；平衡重量部132，其延伸形成在轴部131的端部；凸轮部133，其以预定长度延伸形成在平衡重量部132的一侧以便与轴部111不同轴，并且构造成将连接杆150联结到其上；以及油孔134，其沿轴向贯穿曲轴130。

曲轴130的油孔134包括：第一油孔134a，其沿长度方向对应于距轴部131的下端的预定深度且具有预定内径；第二油孔134b，其与第一油孔134a连贯，并形成为内径小于第一油孔134a的内径；以及第三油孔134c，其与第二油孔134b连贯，并从第二油孔134b的中心线倾斜且贯穿平衡重量部132的端部。

在曲轴130的轴部131的外周表面上形成有与油孔134连通的外凹槽135a。在轴部131的第一油孔134a的内壁上形成有与外凹槽135a连通的内凹槽135b。在轴部131的外周表面或内周表面上形成有连接凹槽135c，连接凹槽135c形成为环形并且构造成将外凹槽135a与内凹槽135b彼此连接。在连接凹槽135c处形成有第一连通孔136a，其构造成使内凹槽135b与外凹槽135a彼此连通。在外凹槽135a与第三油孔134c之间形成有第二连通孔136b，其构造成使外凹槽135a与第三油孔134c彼此连通。

外凹槽135a以螺旋形形成在轴部131的外周表面上，并且外凹槽135a具有预定的宽度和深度。一旦曲轴130已插入框架110的轴插入孔113内，则在轴插入孔113的内壁上补充(implement)轴部131的设置外凹槽135a的区域。因此，轴部131与框架110的轴插入孔113的内壁接触，由此被框架110的轴插入孔113的内壁支撑。

内凹槽135b以一条或多条曲线的形式实现。内凹槽135b的曲线沿着与曲轴130的旋转方向相同的方向形成，即沿着与外凹槽的盘绕方向相反的方向形成。虽然未图示，当形成多个内凹槽135b时，这些内凹槽135b可沿相同的方向形成。在这种情况下，内凹槽135b也可沿不同的方向形成。

供油器190构造成抽吸容纳在机壳1的底部的油，供油器190联结到轴部131的下端。

相同的附图标记表示与现有技术的部件相同的那些部件。

以下将说明根据本发明的压缩机的操作。

如上所述，一旦操作驱动电机10，驱动电机10的旋转力就传送到曲轴130以使曲轴130旋转。之后，曲轴130的旋转力通过凸轮部133和连接杆150传送到活塞140。结果，活塞140在汽缸体120的内部空间中执行直线往复运动。此时，活塞组件160一起操作以通过吸入消音器180将气体吸取到汽缸体120的内部空间。吸取的气体经过压缩，并且之后通过排放消音器170排放到机壳1的外部。

容纳在机壳1的底面(底部)的油通过曲轴130的旋转而被联结到曲轴130的下端的供油器190抽吸。这些油通过形成在曲轴130中的油孔134被吸取，并且之后分散开以供应给发生滑动的部件。

吸取到油孔134的第一油孔134a的油的一部分通过外凹槽135a被吸取，由此供应到位于曲轴130的轴部131和框架110的轴插入孔113之间的空间。这些油流经第三油孔134c而供应到曲轴130的凸轮部133和连接杆150之间的空间。之后，这些油分散到机壳1的内部。此时，如果内凹槽135b形成于油孔134处，即可平稳地吸入充足的油量以传送到外凹槽135a。

通过曲轴吸入的油量与压缩机的驱动容量、即与驱动电机的转速有关。

例如，当以大容量模式操作压缩机时，即当驱动电机10以高速(大于60Hz)旋转时，供油器190即在通过曲轴130的旋转力以较高速度旋转的同时产生较大的抽吸力。供油器190大量地抽吸容纳在机壳1的底面处的油。这些油通过曲轴130的油孔134、内凹槽135b以及外凹槽135a吸取。之后，这些油分散到机壳1的内部以供应给发生滑动的部件。

另一方面，当以小容量模式操作压缩机时，即当驱动电机10以低速(小于45Hz)旋转时，供油器190因曲轴130的小旋转力而以低速旋转。这可引起相对小的抽吸力。因此，容纳在机壳1的底面处的油不能沿着曲轴130的流动通道被平稳地吸取。结果是，无法向发生滑动的部件供应充足的油量。

考虑到驱动电机10以低速旋转，供油器190和油路134必须形成为使得大量的油能够在驱动电机具有相同转速的情况下被抽吸。然而，当油路134和供油器190设计为对供油有益时，可在恒速驱动模式(例如50Hz或60Hz)以及高速驱动模式下供应比最合适的量更大的油量。这可引起前述的问题，例如压缩机的输入的增加、表面温度的增加、以及吸入量和排出量的增加。因此，优选将油路134和供油器190设计成，使得油的抽吸量能够在恒速驱动模式以及高速驱动模式下减少，然而油的抽吸量能够在低速驱动模式下增加。

为此，油路134和供油器190必须设计成，使得供油量能够在驱动电机10具有预定驱动速度例如40Hz时达到饱和，该预定驱动速度对应于恒速型驱动电机(或恒速型压缩机)转速的约70％；或者使得供油量相对于驱动电机10的转速的梯度能够小于1.0(更优选小于0.5)。供油量相对于驱动电机10的转速的比率(以下将称作供油量的梯度)可定义为相对于转速比率差(rotation speed ratio difference)的从供油量低至比预定水平大于一定程度的一个点到最大转速(例如恒速的140％)的供油比率差(oil supply ratiodifference)。油路134和供油器190必须设计成，使得供油量相对于驱动电机10的转速的梯度能够小于1.0(更优选小于0.5)。这意味着油路134和供油器190必须设计成，使得第二梯度能够如图7所示小于第一梯度。此处，第一梯度定义为供油量在驱动电机10的转度达到特定速度之前的梯度，而第二梯度定义为供油量在驱动电机10的转度达到特定速度之后的梯度。

在此，供油量的梯度可通过用供油比率差除以转速比率差来计算。转速比率可通过转速除以恒速(50或60Hz)来计算。并且，供油比率可通过对应于转速的供油量除以在恒速驱动模式下的供油量来计算。

为了使供油量饱和或者在对应于驱动电机10(恒速型驱动电机)的转速的70％或者更大的区域中具有小于1.0(优选小于0.5)的梯度，可适当地控制设置在曲轴130的外周表面上的外凹槽135a的圈数，并适当地改变供油器190的形状。

图4是示出了根据本发明的往复式压缩机中的供油器到曲轴的装配状态的纵向剖视图，图5是图4的曲轴和供油器的正视图，而图6是沿着图5中的I-I线的剖视图，其用于说明外凹槽的圈数。

如图4到图6所示，外凹槽135a的圈数优选处于大约1～2的范围内，以使得外凹槽135a能够在驱动电机10的转速达到约40Hz时产生对油的流阻，也就是使得从第一连通孔136a到第二连通孔136b的盘绕角α能够为大约360～720°。在外凹槽135a的圈数即外凹槽135a的从第一连通孔136a到第二连通孔136b的圈数小于1时，类似于现有技术，高速驱动模式下的供油量和低速驱动模式下的供油量出现很大差别。另一方面，当外凹槽135a的圈数大于1.75时，如果驱动电机以小于特定速度的低速旋转，则供油量不会饱和。因此，外凹槽135a的圈数优选处于1～1.75的范围内。

如图4和图5所示，供油器190包括：引导构件191，其固定到曲轴130的下端，并且构造成通过与油孔134连通来引导油的流动；以及抽吸构件192，其插入该引导构件191并且构造成抽吸油。

引导构件191包括：圆筒部191a，其具有与曲轴130的第一油孔134a的下端相同的内径并联结到曲轴130的第一油孔134a的下端；以及锥形部191b，其一体地从圆筒部191a的下端伸出并且具有向下方逐渐减小的内径。在此，锥形部191b形成为具有比圆筒部191a的长度更长的长度，以便平稳地抽吸油。

引导构件191的浸在油中的深度可以为外凹槽135a的起始端的高度的10～30％、优选为15～25％的范围内。例如，假定压缩机保持在常温，外凹槽135a的起始端的高度处于约65～68mm的范围内，并且引导构件191的浸入油中的深度处于10～16mm的范围内。

在根据本发明的往复式压缩机中，通过曲轴130的油孔134的供油量在低速驱动模式下增加，但是在恒速驱动模式和高速驱动模式下减少。

图7是将与根据本发明的外凹槽和供油器有关的供油量与驱动速度之间的梯度变化与现有技术的梯度变化进行比较的曲线图。

如图所示，在现有技术中，当驱动电机以低速驱动模式(约为恒速的50％)旋转时，供油量小于恒速驱动模式下的供油量的20％。此外，在现有技术中，随着驱动电机的转速增加，抽吸油量增加到约1.45的梯度。然而，在本发明的具有油路134和供油器190的往复式压缩机中，当驱动电机10的转速低的时候供油量增加。并且在本发明中，产生了饱和现象，即当驱动电机10的转速恒定或者较高的时候供油量并不显著地增加。也就是说，在本发明中，低速驱动模式下的供油量增加了恒速驱动模式下的供油量20％或者更多；另一方面，随着电机旋转比率相对于供油量的梯度从电机旋转比率的对应于恒速驱动模式的75％的大约35～40Hz的区域大幅度地减小，供油量也减少。

在本发明中，适当地控制油路和供油器的形状，因而增加了在驱动电机的低速驱动模式下的供油量，但是在恒速驱动模式或者高速驱动模式下通过实现饱和状态减少了供油量。在这些构造条件下，本发明的压缩机可通过向多个部件(在这些部件中滑动不仅在低速驱动状态发生而且在高速驱动状态发生)有效地供油来提升性能。

本发明的压缩机应用于往复式压缩机。然而，本发明的压缩机也可应用于回转式电机以及在回转式电机旋转时能够抽吸油的压缩机。

多种改型和变型可以在本发明中做出而不背离本发明的精神和范围，这对于本领域技术人员也是显而易见的。因此，本发明旨在覆盖处于所附权利要求及其等同方案的范围之内的本发明的改型和变型。

Claims (7)

1.一种压缩机，包括：

机壳，在其内部空间中容纳有油；

驱动电机，其安装在该机壳的内部空间中，并且构造成产生旋转力；

压缩单元，其安装在该机壳的内部空间中，并且构造成通过接收该驱动电机的旋转力来压缩制冷剂；

曲轴，其具有在其中的油孔，并且构造成将该驱动电机的旋转力传送到该压缩单元；以及

供油器，其安装以与该曲轴的油孔连通，并且构造成抽吸该机壳的油，

其中在该曲轴的外周表面上设置有外凹槽，该外凹槽形成为螺旋形以经由第一连通孔和第二连通孔与该油孔连通，而且

其中该外凹槽的从该第一连通孔至该第二连通孔的圈数在1.0～1.75的范围内，

其中该曲轴在其油孔的内圆周表面上设置有内凹槽，并且该内凹槽形成为通过第一连通孔与该外凹槽连通，而且

其中该内凹槽的曲线沿着与该曲轴的旋转方向相同的方向形成，该内凹槽具有与该外凹槽相反的盘绕方向。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中该内凹槽形成有多个。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其中所述多个内凹槽沿不同的方向形成。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其中构造成将该外凹槽与该内凹槽彼此连接的环形凹槽在该曲轴的外周表面上形成。

5.根据权利要求1到4之一所述的压缩机，其中该供油器包括：

引导构件，其固定到该曲轴的油孔，并且构造成引导油的流动；以及

抽吸构件，其插入该引导构件并且构造成抽吸油，

其中，该引导构件由具有沿轴向相同的内径的第一部分以及从该第一部分延伸并具有沿轴向逐渐减小的内径的第二部分构成。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其中该引导构件的第二部分的长度大于该第一部分的长度。

7.根据权利要求5所述的压缩机，其中浸入油中的该引导构件的深度在该引导构件的从底部到该外凹槽的起始端的高度的15～25％的范围内。