CN102878082A - 一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明属于活塞旋转式压缩机技术领域，公开了一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机，本发明的创新处在于：下轴承（9）下方设有盖板（10），下轴承（9）和盖板（10）之间密闭形成空腔，空腔内设有第二油池（20），出气口（91）和排气孔（93）通过空腔实现连通；下轴承（9）上设有连通第二油池（20）和气缸（5）的背压腔的供油孔（94）。本发明通过增设盖板，并将背压腔的供油路径设计在下轴承内，有效的保证背压腔的供油，结构简单，工艺性好，实际应用难度低，安全可靠。

Description

一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机

技术领域

本发明属于活塞旋转式压缩机技术领域，尤其是涉及一种内置油分离结构的壳体内低压力结构的旋转式压缩机。

背景技术

压缩机被看成是制冷系统的心脏。现有的压缩机主要分为活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机等，其中活塞压缩机中包括高压力旋转式压缩机和低压力旋转式压缩机。

高压力旋转式压缩机虽然被广泛应用，但是仍存在很多问题，诸如：液态冷媒可能会进入压缩腔,导致湿压缩；杂质会进入压缩腔,损伤压缩部件,影响使用寿命和压缩效率；电机工作在高温环境,运转效率低,可靠性差；集油盘在高温侧,必须使用高黏度润滑油；外壳为高压压力容器,难以做成大容量压缩机，等等。

相对于高压力旋转式压缩机，低压力旋转式压缩机具有如下优势：液态冷媒不会进入压缩腔,保证干压缩；杂质不会进入压缩腔,压缩可靠,延长寿命；电机工作在低温环境,高效运转,延长寿命；集油盘在低温侧,对润滑油等级要求低，可节省成本；低压外壳,安全可靠，等等。

然而在低压力旋转式压缩机的研究过程中，存在背压保证及供油困难、气油分离结构复杂、回油结构设计复杂等问题。

为此中国专利CN200880024646.6于2010年6月16日公开了一种壳体内低压力结构压缩机，该方案在低压密封容器内设有旋转型制冷剂压缩机构、将润滑油从制冷剂分离的油分离元件、将润滑油供给至背压室、曲轴、轴承、气缸、活塞的供油路径。该方案虽然有所改进，但仍然存在一定的缺陷：一、增加外置油分离器和回油管，导致结构和工艺复杂，并带来额外的制冷剂质量增加或耐压要求高的问题；二、内置油分离器时，曲轴中心供油路径连通高压侧油池带来密封和泄露问题，导致低背压结构存在背压保证及供油困难，油分离及回油结构复杂。因此，有必要对现有技术做进一步的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、工作可靠、能够改善油路循环的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，以克服现有技术中的不足。

本发明的具体方案是：一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机，包括密闭的壳体（1）、设在壳体（1）内的电机（2）、压缩部、油泵（3）；壳体（1）内底部设有第一油池（4），压缩部包括带有压缩腔的气缸（5）、收纳在气缸（5）内的活塞（6）、驱动活塞（6）作偏心转动的偏心曲轴（7）、位于气缸（5）的上端面和下端面并支撑偏心曲轴（7）的上轴承（8）和下轴承（9），其中上轴承（8）上设有与压缩腔连通的进气口（81），下轴承（9）上设有与压缩腔连通的出气口（91），下轴承（9）上还设有压缩机的排气孔（93），出气口（91）与排气孔（93）连通；油泵（3）连接在偏心曲轴（7）的下端，且油泵（3）浸入第一油池（4），其中偏心曲轴（7）为电机（2）的输出轴或者偏心曲轴（7）和输出轴连接，本方案的改进之处是：上述的下轴承（9）下方设有盖板（10），下轴承（9）和盖板（10）之间密闭形成空腔，空腔内设有第二油池（20），出气口（91）和排气孔（93）通过空腔实现连通；下轴承（9）上设有连通第二油池（20）和气缸（5）的背压腔的供油孔（94）。

作为进一步改进，上述的偏心曲轴（7）或者偏心曲轴（7）和电机的输出轴的中心设有中心孔（71），中心孔（71）与油泵（3）连通，中心孔（71）上设有分别与上轴承（8）的轴孔、下轴承（9）的轴孔、活塞（6）的轴孔连通的横向油孔（72）。

作为进一步改进，上述的供油孔（94）的孔径大于等于0.6mm，且小于等于3.5mm。

作为进一步改进，上述的空腔内设有消音器（30），消音器（30）上设有排出口（301），排出口（301）的面积大于或等于出气口（91）的面积。

作为进一步改进，从横截面看，上述的偏心曲轴（7）的中心设为O，所述的出气口（91）的中心设为X，排出口（301）的中心设为Y，排气孔（93）的中心设为Z，则夹角关系为：60°≤∠XOY≤300°，60°≤∠YOZ≤300°。

作为进一步改进，上述的消音器（30）内设有分隔板（40），分隔板（40）的边缘与消音器（30）之间设有缝隙，分隔板（40）将消音器（30）分隔成容积为M的上部空间和容积为N的下部空间，上部空间和下部空间的容积关系为：2N≤M≤9N。

作为进一步改进，上述的消音器（30）的下部边缘与空腔的腔壁之间设有间隙，间隙的范围在0.4mm～5mm之间。

作为进一步改进，上述的第二油池（20）与排气孔（93）之间设有挡板（50）。

作为进一步改进，上述的压缩机的制冷剂的类型为碳酸类气体，或者为碳氢类化合物，或者为可燃的卤代烃类化合物。

本发明与现有技术相比主要具有如下有益效果：通过增设盖板并采用成熟的排气用的消音器结构，及排气路径的设计，既可以实现排气和气油分离，又可以起到降低噪音的目的，并将背压腔的供油路径简化为设在下轴承内，这样既可以避免增加油管带来的安装和密封问题，又能有效的保证背压腔的供油，本发明结构简单，工艺性好，实际应用难度低，安全可靠。

附图说明

图1为本发明实施例一的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例一的局部剖面结构示意图；

图3为本发明实施例一的横向剖面结构示意图；

图4为本发明实施例一中偏心曲轴的局部剖面结构示意图；

图5为本发明实施例二的剖面结构示意图；

图6为本发明实施例三中下轴承和盖板处的剖面结构示意图。

图中序号说明：1为壳体，2为电机，3为油泵，4为第一油池，5为气缸，6为活塞，7为偏心曲轴，71为中心孔，72为横向油孔，8为上轴承，81为进气口，9为下轴承，91为出气口，93为排气孔，94为供油孔，10为盖板，20为第二油池，30为消音器，301排出口，40为分隔板，50为挡板，60为吸气管，70为滑片，90为内吸气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一：

如图1和图2所示，一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机，包括密闭的壳体1、设在壳体1顶部的吸气管60、设在壳体1内的电机2、压缩部、油泵3；壳体1内底部设有第一油池4，压缩部包括带有压缩腔的气缸5、收纳在气缸5内的活塞6和滑片70、驱动活塞6作偏心转动的偏心曲轴7、位于气缸5的上端面和下端面并支撑偏心曲轴7的上轴承8和下轴承9，其中上轴承8上设有与压缩腔连通的进气口81，在进气口81中安装有内吸气管90，内吸气管90凸出进气口81端面的高度大于2 mm，以避免积聚在上轴承8上端面的油大量通过进气口81进入到压缩腔中而影响到压缩机的性能和可靠性。下轴承9上设有与压缩腔连通的出气口91，下轴承9上还设有压缩机的排气孔93，出气口91与排气孔93连通；油泵3连接在偏心曲轴7的下端，且油泵3浸入第一油池4，其中偏心曲轴7为电机2的输出轴，下轴承9下方设有盖板10，下轴承9和盖板10之间密闭形成空腔，空腔内设有第二油池20，出气口91和排气孔93通过空腔实现连通；下轴承9上设有连通第二油池20和气缸5的背压腔的供油孔94。

如图4和图1所示，偏心曲轴7设有中心孔71，中心孔71与油泵3连通，中心孔71上设有分别与上轴承8的轴孔、下轴承9的轴孔、活塞6的轴孔连通的横向油孔72。

供油孔94的孔径为2mm。

空腔内设有消音器30，消音器30上设有排出口301，排出口301的面积等于出气口91的面积。

如图3所示，从横截面看，偏心曲轴7的中心设为O，出气口91的中心设为X，排出口301的中心设为Y，排气孔93的中心设为Z，则：∠XOY为95度，∠YOZ为150度。

消音器30的下部边缘与空腔的腔壁之间设有1mm的间隙。

经过压缩后的气体通过出气口91排出气缸5，进入到消音器30，并通过设置在消音器30侧面的排出口301，再经过排气孔93排出至制冷系统中。

压缩机排气油分离是分为两步实现的：第一步，当气流从出气口91流至排出口301的过程中，由于出气口91与排出口301之间存在角度为100度的夹角XOY，使得气流在消音器30内部产生高速流动，并通过离心力和粘附作用，气体中的油滴逐渐积聚，又由于重力作用，通过消音器30与下轴承9之间的缝隙流向第二油池20中；第二步，当气流从消音器30内通过排出口301排出，由于排气孔93与排出口301存在角度为150度的夹角YOZ，使得气流需要经过消音器30与下轴承9之间的空隙，在离心力和粘附作用下，气体中剩余的油滴再次积聚，并在重力作用下，流至盖板10的上端面后，慢慢回到第二油池20中。经过二次分离后的气体中大多数的油被分离并汇集到第二油池20中。

压缩机的供油是分为两部分实现的：第一部分，通过连通第一油池4的油泵和中心孔71，通过设置在偏心曲轴7上的横向油孔72，实现轴承与轴，活塞与轴，活塞与轴承等零件间的润滑与密封，润滑油从第一油池4中经过油泵3运送至第中心孔71中。最后，润滑油将通过上轴承8与偏心曲轴7之间的间隙流回到第一油池4中。第二部分，排气油分离后的油积聚在第二油池20中，由于滑片70往复运动，背压腔的容积和压力产生变化，产生抽吸作用，第二油池20中的润滑油通过供油孔94传送至背压腔中，完成对滑片70的供油润滑，并且，进入到背压腔中润滑油，由于背压腔与气缸压缩腔之间的压力差作用，一部分油会通过滑片70的往复运动带至压缩腔中，从而实现第二油池20中的润滑油的回油循环。

通过第一油池4给偏心曲轴7及各运动副供油，使第一油池4、中心孔71、及各运动副处于同一压力环境下，无需考虑此供油路径与壳体内低压环境的密封问题，保证了供油系统的正常运转。

通过密闭空腔内的第二油池20给背压腔供油，使背压腔的高压要求得到保证，而且仅通过下轴承9内的供油孔94即可实现背压腔的供油，无需增加额外的零件，结构简化，成本低廉，可靠性高。通过这样的供油设计，使背压腔的供油问题得到解决，同时，通过滑片70的往复运动，可以使润滑油进入压缩腔内，也就解决了排气油分离后的油循环问题。

本实施例可以适用R290、R32、R744制冷剂，也可以适用目前常用的制冷剂R22，R410A，R407C等，或者其它新型替代制冷剂如HFO-1234yf，及含有HFO-1234yf的混合制冷剂。相比传统高背压结构的压缩机，可以达到降低使用成本的效果。

实施例二

本实施例的基本结构与实施例一相同，不同之处在于如图5所示，消音器30内设有分隔板40，分隔板40的边缘与消音器30之间设有缝隙，分隔板40将消音器30分隔成容积为M的上部空间和容积为N的下部空间，上部空间和下部空间的容积关系为：M=4N。

这样，从出气口91排出的气体在上部空间流动时会有一定的油分离作用，被分离出来的油通过缝隙流到下部空间，避免了分离的油与气体的二次接触，进一步提高油分离的效果。

实施例三

本实施例的结构与实施例二基本相同，不同之处在于如图6所示，第二油池20与排气孔93之间设有挡板50。

挡板50可以独立安装，也可以与消音器30设计成一体式。挡板50避免气体进入排气孔93之前再次与油接触，从而提高油分离效果。这样，排出压缩机的气体中含有的油量较少，提高了制冷系统的能效水平。

Claims (9)

1.一种壳体内低压力结构的旋转式压缩机，包括密闭的壳体（1）、设在壳体（1）内的电机（2）、压缩部、油泵（3）；壳体（1）内底部设有第一油池（4），压缩部包括带有压缩腔的气缸（5）、收纳在气缸（5）内的活塞（6）、驱动活塞（6）作偏心转动的偏心曲轴（7）、位于气缸（5）的上端面和下端面并支撑偏心曲轴（7）的上轴承（8）和下轴承（9），其中上轴承（8）上设有与压缩腔连通的进气口（81），下轴承（9）上设有与压缩腔连通的出气口（91），下轴承（9）上还设有压缩机的排气孔（93），出气口（91）与排气孔（93）连通；油泵（3）连接在偏心曲轴（7）的下端，且油泵（3）浸入第一油池（4），其中偏心曲轴（7）为电机（2）的输出轴或者偏心曲轴（7）和输出轴连接，其特征在于：所述的下轴承（9）下方设有盖板（10），下轴承（9）和盖板（10）之间密闭形成空腔，空腔内设有第二油池（20），出气口（91）和排气孔（93）通过空腔实现连通；下轴承（9）上设有连通第二油池（20）和气缸（5）的背压腔的供油孔（94）。

2.根据权利要求1所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的偏心曲轴（7）或者偏心曲轴（7）和电机的输出轴的中心设有中心孔（71），中心孔（71）与油泵（3）连通，中心孔（71）上设有分别与上轴承（8）的轴孔、下轴承（9）的轴孔、活塞（6）的轴孔连通的横向油孔（72）。

3.根据权利要求1所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的供油孔（94）的孔径大于等于0.6mm，且小于等于3.5mm。

4.根据权利要求1所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的空腔内设有消音器（30），消音器（30）上设有排出口（301），排出口（301）的面积大于或等于出气口（91）的面积。

5.根据权利要求4所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：从横截面看，所述的偏心曲轴（7）的中心设为O，所述的出气口（91）的中心设为X，排出口（301）的中心设为Y，排气孔（93）的中心设为Z，则夹角关系为：60°≤∠XOY≤300°，60°≤∠YOZ≤300°。

6.根据权利要求5所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的消音器（30）内设有分隔板（40），分隔板（40）的边缘与消音器（30）之间设有缝隙，分隔板（40）将消音器（30）分隔成容积为M的上部空间和容积为N的下部空间，上部空间和下部空间的容积关系为：2N≤M≤9N。

7.根据权利要求6所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的消音器（30）的下部边缘与空腔的腔壁之间设有间隙，间隙的范围在0.4mm～5mm之间。

8.根据权利要求7所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的第二油池（20）与排气孔（93）之间设有挡板（50）。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的壳体内低压力结构的旋转式压缩机，其特征是：所述的压缩机的制冷剂的类型为碳酸类气体，或者为碳氢类化合物，或者为可燃的卤代烃类化合物。

Images