CN103189647A - 封闭式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种封闭式压缩机，包括：曲柄轴，通过将轴向作为旋转轴线而旋转；定子，使所述曲柄轴旋转；第一轴承，被所述曲柄轴穿透并可旋转地联接至所述曲柄轴的基于所述定子的一侧，以当所述曲柄轴旋转时支撑所述曲柄轴的一侧；支撑部，所述支撑部的一侧被设置在所述定子处，所述支撑部的另一侧被布置成靠近所述曲柄轴的基于所述定子的另一侧；和第二轴承，联接至所述支撑部的另一侧并支撑所述曲柄轴的另一侧。

Description

封闭式压缩机

技术领域

本发明涉及封闭式压缩机，更具体而言，涉及一种能够减小曲柄轴的摩擦损耗并延长支撑曲柄轴的轴承的使用寿命的封闭式压缩机。

背景技术

常见的封闭式压缩机包括设置在封闭式容器中并产生动力的电机部以及当接收来自电机部的动力时运行的压缩部。根据制冷剂（可压缩流体）如何被压缩，封闭式压缩机可以分成往复式压缩机、旋转式压缩机、叶片式压缩机、涡旋式压缩机等。

在封闭式压缩机中，联接至电机部的转子的曲柄轴在与转子一起旋转时传递动力，联接至曲柄轴并接收来自电机部的动力的互连构件形成压缩室以压缩制冷剂。

在封闭式压缩机中，油被填充在封闭式容器的下部，在曲柄轴中沿曲柄轴的轴向以贯穿的方式形成有油流路，供油器被安装成浸入在油流路的下端处的油中。

因此，当压缩机运行时，曲柄轴旋转以产生离心力来泵送油，所泵送的油被吸入而供给到曲柄轴与轴承之间，因而防止曲柄轴旋转时产生的摩擦损耗。

这里，压缩部根据反作用力沿一个方向将反作用力传递到曲柄轴，被曲柄轴穿透的多个轴承根据其穿透位置而沿多个方向传递反作用力。这里，曲柄轴由于反作用力的合力而弯曲。

而且，当多个轴承被靠近安装以防止曲柄轴弯曲时，曲柄轴的运作状态可得以稳定，但是由于轴承区域因轴承的数量增加而增大，所以摩擦损耗增大，而且轴承的使用寿命因轴承的位置而缩短。

摩擦损耗的增加和轴承使用寿命的缩短将导致压缩机的效率降低以及轴承的更换周期缩短。

发明内容

技术问题

因此，根据本发明的封闭式压缩机具有以下的一个或多个效果。

技术方案

首先，当曲柄轴旋转时，第二轴承支撑曲柄轴的另一侧，从而使作用在曲柄轴上的力平衡。

其次，由于第二轴承被联接至曲柄轴的另一侧，所以在保持曲柄轴的力矩平衡和力均衡的状态下，施加到曲柄轴的力减小，曲柄轴与第二轴承之间的摩擦损耗因力减小而减小，所以提高了压缩效率并延长了第一轴承和第二轴承的使用寿命。

第三，由于第二轴承被布置在基于曲柄轴的力矩中心的另一侧以使力矩平衡，所以支撑曲柄轴的第一轴承的力减小，因此，第一轴承与曲柄轴的一侧之间的摩擦损耗减小。

第四，由于第一轴承被设置在曲柄轴处，所以当曲柄轴旋转时，第一轴承支撑曲柄轴的一侧，从而防止穿透框架的曲柄轴接近框架的任一侧。

第五，由于支撑部的一侧和定子的另一侧都被紧固单元可拆卸地联接，所以第二轴承能够与支撑部一起可拆卸地附接在曲柄轴的另一侧处。

有益效果

本发明的效果不局限于前述效果，本领域技术人员能够从权利要求的描述中清晰地理解任何其它未提及的效果。

附图说明

从以下结合附图给出的优选实施例的描述，本发明的以上和其它目的以及特征将变得显而易见，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的封闭式压缩机的剖视图；

图2是仅示出图1的主要部件的视图；

图3是示意性示出作用在根据本发明的一个实施例的曲柄轴上的力的视图；和

图4是示意性示出作用在根据本发明的另一个实施例的曲柄轴上的力的视图。

具体实施方式

通过参照附图描述的以下实施例，本发明及其实施方法的优点和特征将变得清楚。然而，本发明可以不同的形式实施，而且不应当被解释为局限于本文所陈述的实施例。相反，这些实施例的提出是为了使得本公开内容全面且完整，而且将本发明的范围完全地传达给本领域技术人员。另外，本发明仅由权利要求的范围限定。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。

下面将参照附图描述根据本发明的实施例的封闭式压缩机。在以下描述中，诸如使用用于指代元件的“模块”、“部分”或“单元”等词尾仅是为了便于说明本发明而给出，而其本身不具有任何显著意义。

图1是根据本发明的实施例的封闭式压缩机的剖视图。

参照图1，根据本发明的实施例的封闭式压缩机包括：封闭式容器1；沿一个方向或沿两个方向旋转的电机部10；和安装在电机部10的上侧处并在受到来自电机部10的旋转力时压缩制冷剂的压缩部20。

电机部10可以被构造成沿一个方向以恒定速率旋转的电机。匀速电机或能够向前旋转和反向旋转的变频电机也可以用作电机部。

电机部10包括：定子11，由框架30支撑在封闭式容器1内；转子12，可旋转地安装在定子11的内侧；和曲柄轴133，联接至转子12的中心以将旋转力传递至压缩部20。

套管24（将进行描述）被联接至曲柄轴13的上端，以使活塞22往复运动。销部13a形成为偏心的，以与轴的中心处有一定的偏心量。

油流路13b形成为从曲柄轴13的下端沿轴向穿透至销部13a的上端。用于泵送封闭式容器1的油的供油器13c被安装在油流路13b的下端处，使得其被浸入在封闭式容器1的油中。扇形的偏心质量部13d在销部13a开始抵消偏心负载的部分形成，销部13a对应于该偏心质量部13d的上部，同时形成轴向轴承50与框架30（将进行描述）的上表面的平面。

框架30被设置在压缩部20与电机部10之间。曲柄轴13穿透框架30。在框架30的中心处形成有贯穿通道，以允许曲柄轴13穿透其中，而且曲柄轴13穿过该贯穿通道。在框架30的一侧处设置有缸21（将进行描述）。

根据本发明的实施例，在框架30与偏心质量部131d之间可设置止推轴承（未图示）。止推轴承支撑偏心质量部，以使曲柄轴13和偏心质量部13d顺畅地旋转。通过油流路13b吸入的油作为润滑剂被供给到止推轴承，以允许止推轴承顺畅地旋转。

在曲柄轴13的一侧处设有第一轴承40，从而支撑曲柄轴13的一侧。第一轴承40可以设置在曲柄轴13与框架30之间。第一轴承40被设置在贯穿通道中，并且被曲柄轴13穿透，而且支撑曲柄轴13，以确保框架30与曲柄轴13之间顺畅地旋转。从供油器13c吸入的油可以供给至第一轴承40。所供给的油润滑第一轴承40。

在下端（即，曲柄轴的另一侧）处设有第二轴承60，从而允许曲柄轴13穿透其中。第二轴承60可以被联接至支撑部60，所述支撑部60被支撑地联接至定子11。这些部件稍后将参照图2详细描述。

压缩部20包括：缸21，形成一定的压缩空间V1；活塞22，在缸21的压缩空间V1内沿径向进行往复运动，以压缩制冷剂；连杆23，其一端可旋转地联接至活塞22，其另一端可旋转地联接至曲柄轴13的销部13，以将电机部10的旋转运动转变为活塞22的线性运动；套管24，插入曲柄轴13的销部13a与连杆23之间，并用作摩擦减少构件；阀组件25，联接至缸21的前端并具有吸入阀和排放阀；吸入消音器26，联接至阀组件25的吸入侧；排放盖27，联接成容纳阀组件25的排放侧；和排放消音器，与排放盖25连通并衰减排放的制冷剂的噪音排放。

下面将描述根据本发明的实施例的具有前述构造的封闭式压缩机的操作。首先，当向电机部10的定子11供电时，转子12因定子11和转子12的相互作用力而连同曲柄轴13一起旋转。

当曲柄轴13旋转时，连接至曲柄轴13的销部13的连杆23（套管24插置在连杆与销部之间）进行旋转运动，联接至连杆23的活塞22在缸21的压缩空间V1内进行线性往复运动，以压缩制冷剂，这个顺序步骤重复进行。

此时，安装在曲柄轴13的油流路13b的下端处的供油器13c泵送封闭式容器1的油，所泵送的油通过油流路13b被吸入，使得所泵送的油的一部分被供给至压缩部20的滑动部，所泵送的油的另一部分被供给至框架30与曲柄轴13之间，以润滑它们。

图2是仅示出图1的主要部件的视图，图3是示意性示出作用在曲柄轴13的力的视图。

参照图2和图3，根据本发明的封闭式压缩机包括：曲柄轴13，通过将轴向作为旋转轴线而旋转；定子11，安装在封闭式容器内并使曲柄轴13旋转；第一轴承40，被曲柄轴13穿透并可旋转地联接至曲柄轴13基于定子11的一侧，从而当曲柄轴13旋转时支撑曲柄轴13的一侧；支撑部50，其一侧设置在定子11处，其另一侧布置成靠近曲柄轴13基于定子11的另一侧；和第二轴承60，被曲柄轴13穿透，其一侧联接至支撑部50的另一侧，其另一侧可旋转地联接至曲柄轴13的另一侧，从而当曲柄轴13旋转时支撑曲柄轴13的另一侧。

曲柄轴13通过将轴向作为旋转轴线而旋转。曲柄轴13通过将图2的连接上端和下端的X-X’线的轴向作为旋转轴线而旋转。

第一轴承40被布置在曲柄轴13与框架30之间。第一轴承40被曲柄轴13穿透并支撑曲柄轴13，以确保框架30的贯穿通道与曲柄轴13之间的顺畅地旋转。从供油器13吸入的油可以被供给至第一轴承40，所供给的油被供给至第一轴承40以对其润滑。

在此情况下，第一轴承40可旋转地联接至曲柄轴13基于定子11的一侧（即，曲柄轴13的上侧）。亦即，压缩部20被布置在基于定子11的上侧处，油被布置在定子11的下侧。基于定子11，布置压缩部200的一侧为曲柄轴13的一侧，布置油的一侧为曲柄轴13的另一侧。这里，第一轴承40被布置在曲柄轴13的一侧处。

根据作用在压缩部20上的作用和反作用，反作用力作用在曲柄轴13上，第一轴承40支撑曲柄轴13的一侧。当曲柄轴13旋转时，第一轴承40支撑曲柄轴13的一侧，使得曲柄轴13在其旋转期间不会倾斜至框架30的任一侧。

定子11被布置在第一轴承40的下侧处。如上所述，定子11在接收到电力时使曲柄轴13连同转子12一起旋转。

支撑部50被布置在定子11的下侧处，即基于定子11的另一侧。支撑部50被布置在曲柄轴13的另一侧与定子11的另一侧之间，使得第二轴承60（将进行描述）被固定至定子11。

支撑部50的一侧被设置在定子11处。根据实施例，支撑部50的一侧可以与定子11一体形成。另外，根据不同的实施例，支撑部50可以由穿透支撑部50的一侧的紧固单元51固定至定子11。此外，支撑部50可以通过焊接等方式而联接至定子11。

下文中，将描述支撑部50由穿透支撑部50的一侧的紧固单元51而固定至定子11，但是支撑部50和定子11的构造不限于此。紧固至定子11的紧固单元51可以由通用的长螺栓实施。

由于支撑部50的一侧和定子11的另一侧由紧固单元51可拆卸地联接，所以第二轴承60（将进行描述）能够连同支撑部50一起可拆卸地附接在曲柄轴13的另一侧处。

支撑部50的另一侧被布置成靠近曲柄轴13的另一侧。亦即，支撑部50的另一侧被布置成靠近曲柄轴13基于定子11的另一侧（即，曲柄轴13的下侧）。支撑部50的另一侧可以被布置成与曲柄轴13的另一侧隔开，使得第二轴承60（将进行描述）能够被联接。

曲柄轴13穿透第二轴承600。第二轴承60可旋转地联接至曲柄轴13的另一侧。第二轴承60可以被压配合在由支撑部50的另一侧和曲柄轴13的另一侧形成的空间中，以便被联接。在此情况下，曲柄轴13穿透第二轴承60的中心。

支撑部50支撑联接至曲柄轴13的另一侧的第二轴承60的外侧，而且当曲柄轴13旋转时，固定至支撑部50的第二轴承60支撑曲柄轴13的另一侧。

第二轴承60可以由诸如滚动轴承、滑动轴承等各种轴承来实施。下文中，第二轴承60由球轴承（一种滚动轴承）来实施，但是第二轴承60的实施例不限于此。

第二轴承60支撑曲柄轴13的另一侧。当曲柄轴13旋转时，第二轴承60支撑曲柄轴13的另一侧，以使作用在曲柄轴13上的力平衡。

当受到第一轴承作用在曲柄轴13上的力和曲柄轴13的一侧（即，上侧）的端部处的旋转力时，第二轴承60使在压缩制冷剂的压缩部中作用在曲柄轴13上的力平衡。在此情况下，作用在曲柄轴13上的各个作用力必须平衡，现在将参照图3描述这些作用力。

参照图3，作用在曲柄轴13上的作用力中，矢量R1表示支撑曲柄轴13的第一轴承40的作用力。

同时，压缩部20对曲柄轴13的一个端部施加反作用力F。反作用力F沿着与矢量R1的方向相反的方向作用在曲柄轴13上。

第二轴承60对曲柄轴13的另一侧有支撑曲柄轴133的作用力，其矢量是R2，该矢量R2的方向与F相同，并沿着与R1的反方向作用。

这里，为了使作用力平衡而防止曲柄轴13沿两个方向移动，所有作用力的合力必须是∑F=0。亦即，当R1的方向被定为正（+）方向时，R1+（-R2）+（-F）=0。

这里，R1=F+R2，压缩部20对曲柄轴13的一个端部的作用力的平均值F是常量，所以当R2减小时，R1将减小，从而减小了由第一轴承40支撑的作用力。由于由第一轴承40支撑的作用力减小，所以第一轴承40与曲柄轴13的一侧之间的摩擦损耗也减小，从而提高了压缩效率。

因此，要求设计成使得R2较小，而为了减小R2，就必须考虑力矩平衡。在力矩平衡中，力矩中心（O）位于曲柄轴13的轴向上。位于曲柄轴13的轴向上的力矩中心（O）位于支撑部50的上侧处。

曲柄轴13的力矩中心（O）被定位为曲柄轴13的一侧由第一轴承40支撑的一点，而且曲柄轴133基于力矩中心（O）进行跷跷板运动（seasawmovement）。

亦即，曲柄轴13可以基于力矩中心（O）沿顺时针方向或逆时针方向旋转，从而产生振动。在此情况下，另一旋转轴可以形成为垂直于曲柄轴13的穿透力矩中心（O）的旋转轴X-X’。曲柄轴13可以基于另一旋转轴而沿顺时针方向或逆时针方向旋转。

这里，为了使曲柄轴13力矩平衡，而不会进行跷跷板运动，所有力矩的总和必须是∑M=0。亦即，为了使曲柄轴13止动，而不会进行跷跷板运动，根据由施加到曲柄轴13的一侧的作用力和施加到曲柄轴13的另一侧的作用力产生的力矩，所有力矩的总和必须是0。

这里，曲柄轴13上由支撑第一轴承40的点是进行跷跷板运动的力矩中心（O）。这里，作用在第一轴承40上的矢量R1具有作用在力矩中心（O）上的作用力，力矩是R1*0=0。

由压缩部20施加到曲柄轴13的一个端部的反作用力F被施加到基于力矩中心（O）的一侧（即，上侧），从力矩中心（O）到操作点（反作用力F作用在所述操作点）的力矩是L1*F，该方向是沿逆时针方向的正（+）方向。

第二轴承60向力矩中心（O）的另一侧（即，下侧）提供的作用力是R2，R2形成沿顺时针方向的力矩-（L2*R2）。

因此，关于力矩总和的平衡等式是+（L1*F）-（L2*R2）=0。这里，R2=（L1/L2）*F，由于F作为向压缩部20中的曲柄轴13提供的平均作用力具有一定大小，所以，当L2增大时，R2减小。

因此，为了减小R2，L2必须增大，并且应布置在从力矩中心（O）到最大值的最远点处，在此情况下，第二轴承60必须布置在曲柄轴13的另一侧处。

亦即，第二轴承60必须布置在F所作用的一个端部的基于力矩中心（O）的相对侧处。在此情况下，第二轴承60被布置在曲柄轴13基于其力矩中心（O）的距离F最远的另一侧处。

由于第二轴承60被联接至曲柄轴13的另一侧，则在曲柄轴13保持力矩平衡和力均衡的状态下，施加到曲柄轴13的另一侧的作用力减小，而且曲柄轴13与第二轴承60之间的摩擦损耗减小，因此提高压缩效率并延长了第一轴承40和第二轴承60的使用寿命。

图4是示意性示出作用在根据本发明的另一个实施例的曲柄轴上的力的视图。

参照图4，将描述因曲柄轴13的设计变化或其它部件变化而造成在第一轴承40的上侧处、而不是在第一轴承40的支撑部处形成曲柄轴13的力矩中心（O’），但是该描述还可以应用于在第一轴承40的下侧处形成力矩中心（O’）的情况。

如图4所示，第一轴承40被布置在曲柄轴13基于定子11的一侧（即，上侧）处，第二轴承60被布置在曲柄轴13基于定子11的另一侧（即，下侧）处。

亦即，尽管图4中示出了该构造，但是作用在曲柄轴13上的各个作用力都必须如前述实施例一样被平衡。作用在曲柄轴13上的力中，第一轴承40支撑曲柄轴13的矢量力是R1。

同时，压缩部20向曲柄轴13的一个端部施加反作用力F。反作用力F与R1同为矢量，其沿着与R1的方向相反的方向作用在曲柄轴13上。

图4是示意性示出作用在根据本发明的另一个实施例的曲柄轴上的力的视图。

第二轴承60向曲柄轴13的另一侧（即，下侧）提供支撑曲柄轴13的作用力，该矢量是R2，其具有与F2的方向相同的方向并沿R1的方向相反的方向作用。

这里，为了使曲柄轴13的力平衡，而不会沿两个方向移动，所有力的合力必须是∑F=0。亦即，当R1的方向被定为正（+）方向时，R1+（-R2）+（-F）=0。

这里，同样与以上参照图3描述的实施例相同，R1=F+R2，压缩部20对曲柄轴13的一个端部上的平均作用力F是常量。所以，当R2减小时，R1将减小，从而减小第一轴承400支撑的作用力。

参照力矩和，由第一轴承40形成的力矩的大小是R1*A，即第一轴承40的支撑力R1和第一轴承40的支撑点与力矩中心（O’）之间的距离A的乘积，而且其方向是沿逆时针方向的正（+）方向。

压缩部20施加到曲柄轴13的一个端部的反作用力F施加到基于力矩中心（O’）的一侧（即，上侧），从力矩中心（O’）到操作点（反作用力F作用在该操作点）的力矩时L1*F，方向为沿逆时针方向的正（+）方向。

第二轴承60向力矩中心（O’）的另一侧（即，下侧）提供的作用力R2形成沿顺时针方向的力矩-（B*R2）。

因此，关于力矩总和的平衡等式是+（R1*A）+（L*F）-（B*R2）=0。这里，R2*B=（L*F）+（R1*A），由于在O’未变化的状态下，L*F是常量，所以其由（R1*A）和（R2*B）确定。

这里，R1=F+R2，而当其应用到上述等式时，

R2*（B-A）=F（L+A）

这里，F和L都是常量，所以，如果R2减小，则在B是常量的状态下，A必须减小，或者在A是常量的状态下，B必须增大。在此情况下，A是第一轴承40的支撑点，其因第一轴承40联接至框架30而被限制，就设计而言尺寸的变化幅度小，所以就设计而言可自由地增大B。

所以，为了减小R2，B必须增大，这里，第二轴承600被布置在曲柄轴13的从力矩中心（O’）到最大值最远的另一侧，从而增大B。该情况与以上参照图3描述的实施例的情况相同。

对于本领域技术人员而言，对本发明进行各种改型和变型是显而易见的。所以，只要对本发明的改型和变型落在所附权利要求及其等效方案的范围内，本发明将覆盖这些改型和变型。

Claims (20)

1.一种封闭式压缩机，包括：

曲柄轴，通过将轴向作为旋转轴线而旋转；

定子，使所述曲柄轴旋转；

第一轴承，被所述曲柄轴穿透并可旋转地联接至所述曲柄轴的基于所述定子的一侧；

支撑部，所述支撑部的一侧被设置在所述定子处，所述支撑部的另一侧被布置成靠近所述曲柄轴的基于所述定子的另一侧；和

第二轴承，联接至所述支撑部并支撑所述曲柄轴的另一侧。

2.如权利要求1所述的封闭式压缩机，还包括：

框架，所述曲柄轴穿透所述框架，

其中，所述第一轴承被设置在所述框架与所述曲柄轴之间。

3.如权利要求2所述的封闭式压缩机，其中当所述曲柄轴旋转时，所述第一轴承支撑所述曲柄轴的一侧。

4.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中当所述曲柄轴旋转时，所述第二轴承支撑所述曲柄轴的另一侧。

5.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部将所述第二轴承固定至所述定子。

6.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部的一侧被穿透所述支撑部的一侧的紧固单元固定至所述定子。

7.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部与所述定子一体形成。

8.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述曲柄轴的力矩中心位于所述第一轴承沿所述曲柄轴的轴向支撑所述曲柄轴的支撑部处，在受到所述曲柄轴的旋转力时压缩制冷剂的压缩部被设置在所述曲柄轴的基于所述曲柄轴的力矩中心的一个端部处。

9.如权利要求8所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承被布置在基于所述曲柄轴的力矩中心的另一侧处。

10.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承被所述曲柄轴穿透。

11.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承是滚动轴承。

12.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部支撑所述第二轴承的外侧。

13.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承被设置在所述支撑部的另一侧处。

14.如权利要求1所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承被压配合到由所述支撑部的另一侧和所述曲柄轴的另一侧形成的空间。

15.一种封闭式压缩机，包括：

曲柄轴，通过将轴向作为旋转轴线而旋转；

定子，使所述曲柄轴旋转；

第一轴承，被所述曲柄轴穿透并当所述曲柄轴旋转时支撑所述曲柄轴的一侧；

第二轴承，被所述曲柄轴穿透并当所述曲柄轴旋转时支撑所述曲柄轴的另一侧；和

支撑部，设置在所述定子处以固定所述第二轴承。

16.如权利要求15所述的封闭式压缩机，其中所述第一轴承可旋转地联接至所述曲柄轴的基于所述定子的一侧。

17.如权利要求16所述的封闭式压缩机，还包括：

框架，所述曲柄轴穿透所述框架，

其中，所述第一轴承被设置在所述框架与所述曲柄轴之间。

18.如权利要求16所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部的一侧被设置在所述定子处，所述支撑部的另一侧被布置成靠近所述曲柄轴的基于所述定子的另一侧。

19.如权利要求18所述的封闭式压缩机，其中所述第二轴承被所述曲柄轴穿透并具有联接至所述支撑部的另一侧的一侧，以便可旋转地联接至所述曲柄轴的另一侧。

20.如权利要求18所述的封闭式压缩机，其中所述支撑部的一侧被穿透所述支撑部的一侧的紧固单元固定至所述定子。

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