CN103195710A - 具有双偏心部的旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括两个偏心部的旋转式压缩机。该旋转式压缩机包括：壳体；缸体，设置在该壳体内并且提供压缩空间；旋转轴，相对于该缸体可旋转地设置；隔板，与该旋转轴一起旋转并且将该缸体的压缩空间划分为沿上下方向设置的第一压缩室和第二压缩室；第一和第二偏心部，设置在该隔板的上部和下部中并且相对于该旋转轴的旋转中心沿不同的方向偏心，以与该旋转轴一起旋转；以及驱动电机，可旋转地驱动该旋转轴。

Description

具有双偏心部的旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及一种具有两个偏心部的旋转式压缩机，尤其涉及一种旋转式压缩机，其中活塞在缸体中偏心地旋转以压缩流体。

背景技术

通常，压缩机包括：驱动电机，在密封的内部空间中产生驱动力；以及压缩机构单元，联接到该驱动电机并且运行以压缩制冷剂。压缩机可分为往复式压缩机、涡旋式压缩机、旋转式压缩机、振荡式压缩机，等等。往复式压缩机、涡旋式压缩机、旋转式压缩机利用驱动电机的旋转动力，而振荡式压缩机利用驱动电机的往复运动。

在前述多个压缩机之中，旋转式压缩机的驱动电机包括：定子，固定到密封容器；转子，与定子之间保留预定的空隙而插入到定子中并且根据与定子的相互作用而旋转；以及旋转轴，联接到转子并且将转子的旋转动力传递到压缩机构单元。该压缩机构单元在缸体内旋转以吸入、压缩和排放制冷剂，并且包括多个轴承构件，这些轴承构件支撑压缩机构单元并且与缸体一起形成压缩室。

压缩机构单元包括：偏心部，形成在旋转轴上；以及滚动活塞，插入到偏心部的外周部中。压缩室由滚动活塞和缸体形成。压缩室由叶片划分为吸入空间和排放空间，并且通过根据滚动活塞的偏心旋转而产生的空间变化压缩制冷剂。这里，由于滚动活塞的偏心旋转和制冷剂的压缩力在汽缸内的不同位置有所变化，所以增大了振动。

为了解决该问题，韩国专利申请公开No.10-2007-0077035提出具有两个缸体的所谓的“双旋转压缩机”。在该双旋转压缩机中，两个缸体上下设置并且多个滚动活塞对称地设置在两个缸体内以减小振动。然而，由于双旋转压缩机包括两个缸体，所以其结构较复杂且难以制造，并且部件数量的增加也增大了成本。

发明内容

本发明的一方面提供一种旋转式压缩机，其在减小振动的同时能够以较低的成本制造。

根据本发明的一方面，提供一种旋转式压缩机，其包括：壳体；缸体，设置在该壳体中并且提供压缩空间；旋转轴，相对于该缸体可旋转地设置；隔板，与该旋转轴一起旋转并且将该缸体的压缩空间划分为沿上下方向设置的第一压缩室和第二压缩室；第一和第二偏心部，设置在该隔板的上部和下部中，并且相对于该旋转轴的旋转中心沿不同的方向偏心，以与该旋转轴一起旋转；以及驱动电机，可旋转地驱动该旋转轴。

在本发明的一方面中，该旋转式压缩机的一个缸体的内部空间沿上下方向被划分并且在所划分的空间中单独地执行压缩，从而相对于双旋转式压缩机能够减少部件的数量，简化结构，并且以较低的成本制造。特别是，由于偏心部和隔板设置在旋转轴上，所以不需要单独地加工和装配该旋转轴、偏心部和隔板，因此制造过程能够简化。而且，由于这两个偏心部有差异地设置，所以因偏心部的质量不一致和压缩力不均匀而导致的振动能够减小。例如，当第一和第二偏心部相对于旋转轴对称地偏心（即，当第一和第二偏心部相对于旋转轴的中心沿相反的方向偏心）时，质量不一致和压缩力不均匀而导致的振动可最小化。

这里，旋转轴、偏心部和隔板可一体地形成或者可单独地形成以固定。此外，隔板相对于旋转轴可旋转地安装，或者可固定到旋转轴以与旋转轴一起旋转。

缸体和压缩室可仅与偏心部一起形成，并且滚动活塞可附加地设置到偏心部的外周部。在这种情况下，将压缩室划分为吸入侧和排放侧的叶片可分别设置在第一和第二压缩室中，并且叶片的端部可设置为与偏心部或滚动活塞的外周部接触，或者可插入地固定到滚动活塞的外周部。

同时，设置在缸体的上部和下部以限定压缩空间的上轴承和下轴承都被附加地设置，并且排放孔可形成在上轴承和下轴承中且与第一及第二压缩室连通。

另外，吸入孔可附加地形成在第一和第二压缩室中，从而供应作为压缩目标的流体。吸入孔可设置在第一和第二压缩室的每一个中，或者一个吸入孔可与第一及第二压缩室连通。吸入孔可形成在缸体的外周部上。

这里，两个叶片可沿旋转轴的轴向设置。因此，两个叶片可设置为被关闭，以便于装配。

同时，第一和第二偏心部的高度可设定为不同或相同。

容积效率和机械效率可根据隔板的厚度而改变。隔板的厚度范围可从2.5mm到10mm，以增加压缩机的容积效率和机械效率。

隔板与缸体的内壁之间的间隙的范围可从10μm到30μm，以减小摩擦损失。

凹部可形成在隔板的外周部上，以充当油槽，因此，摩擦损失能够进一步减小。这里，O型环可安装在凹部中，以使压缩流体的渗漏最小化。

根据本发明的另一方面，提供一种旋转式压缩机，其包括：壳体；缸体，设置在该壳体内并且提供一个压缩空间；两个偏心部，设置在该一个压缩空间的上部和下部中；隔板，设置为使得其外周部接触所述两个偏心部之间的压缩空间的内壁；以及旋转轴，旋转所述偏心部，其中由一个偏心部压缩的气体以及由另一个偏心部压缩的气体在不同的时间点排放。

根据以上描述的本发明的多个方面，由于设置两个偏心部或滚动活塞，所以质量不一致和压力不均匀而产生的振动能够最小化，并且由于两个偏心部和滚动活塞安装在一个缸体中，所以该结构能够简化并且生产成本能够减少。

另外，旋转轴、偏心部和隔板能够一体地形成并且装配操作能够简化。当该隔板在与缸体的内壁接触的情况下不旋转并且仅旋转轴旋转时，隔板与缸体的内壁之间的磨损能够最小化。

另外，通过调整隔板和偏心部的厚度，容积效率和机械效率能够被优化。

而且，通过调节隔板与缸体的内壁之间的间隙，因隔板与缸体之间的摩擦而导致的损失可减小，并且通过在隔板的外周部上形成凹部，摩擦损失能够进一步减小。

从本发明的结合附图的以下详细描述中，本发明的前述和其它的目的、特征、方面和益处将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的旋转式压缩机的剖视图；

图2是示出图1中的旋转式压缩机的立体图；

图3是示出图1中的缸体的内壁表面的一部分的立体图；

图4是图1中的缸体的立体图；

图5是显示图1中示出的旋转式压缩机中的容积效率随隔板的厚度不同而变化的曲线图；

图6是示出图1中示出的旋转式压缩机中的机械效率随隔板的厚度不同而变化的曲线图；

图7是示出图1中示出的旋转式压缩机中的隔板的改型的剖视图。

具体实施方式

以下，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的旋转式压缩机。

图1是示出根据本发明的实施例的旋转式压缩机的剖视图。图2是示出图1中的旋转式压缩机的立体图。图3是示出图1中的缸体的内壁表面的一部分的立体图。图4是图1中的缸体的立体图。参考图1到图4，在根据本发明的实施例的旋转式压缩机中，驱动电机200安装在密封（气密）容器100的内部空间101的上部中。压缩机构单元安装在内部空间101的下部中，以便借助驱动电机200产生的动力压缩制冷剂。如下文中所述，对作为旋转轴的曲柄轴230的一端进行支撑的下轴承400和上轴承500被安装在驱动电机200的下侧中。上框架550安装在驱动电机200的上侧中，以支撑曲柄轴230的上端。

这里，上轴承400和下轴承500以及上框架550都通过诸如焊接、收缩配合等方法固定到密封容器100的内壁。

密封容器100包括：容器主体110，驱动电机200和压缩机构都安装在其中；上盖（以下称为“第一盖”）120，覆盖容器主体110的上开口端（以下称为“第一开口端”）111；以及下盖（以下称为“第二盖”）130，覆盖容器主体110的下开口端（以下称为“第二开口端”）。

容器主体110呈圆筒形，并且吸入管140以贯穿的方式联接到容器主体110的下周表面。如下文所述，吸入管140直接联接到缸体310上。

第一盖120的边缘弯曲并且焊接到容器主体110的第一开口端111。排放管150以贯穿的方式联接到第一盖120的中心，从而将排放到密封容器100的内部空间101的制冷剂从压缩机构单元引导到制冷循环。

第二盖130的边缘弯曲并且焊接到容器主体110的第二开口端112。

驱动电机200包括：定子210，收缩配合到密封容器100的内周表面以进行固定；转子220，可旋转地设置在定子210内；以及曲柄轴230，收缩配合到转子220并且与其一起旋转，以将驱动电机200的旋转动力传递到压缩机构单元。

定子210是通过将多个定子薄片层叠至预定的高度而形成，线圈240围绕设置在其内周表面上的齿而缠绕。

转子220与定子210之间保留一定的空隙而设置在定子210的内周表面上，并且曲柄轴230通过收缩配合而压合到转子220的中心以一体地联接。

参考图2，曲柄轴230包括：轴部231，联接到转子220；第一和第二偏心部232和235，偏心地形成在轴部231的下端部；以及隔板234，定位在第一偏心部232与第二偏心部235之间。这里，第一偏心部232与第二偏心部235之间的隔板234与曲柄轴230一体地形成，但是本发明不必限制于此。例如，还可考虑的示例是，首先仅加工曲柄轴230的轴部231，之后第一和第二偏心部232和235以及隔板234通过固定单元被固定。

这里，第一和第二偏心部232和235相对于曲柄轴230的旋转中心对称地设置。

油流动通道233沿轴向以贯穿的方式形成在曲柄轴230中，以允许密封容器100的油被抽取。这里，油流动通道233包括在第一和第二偏心部232和235内沿径向延伸的两个供油路径233a和233b。供油路径233a和233b将通过油流动通道233供应的一部分油供应到第一和第二偏心部232和235的外侧，以允许滚动活塞（后面将描述）平滑地旋转。

同时，压缩机构单元包括：缸体310，安装在密封容器100中；以及第一和第二滚动活塞240和242，可旋转地联接到曲柄轴230的第一和第二偏心部232和235，并且在缸体310的压缩空间中旋转以压缩制冷剂。第一和第二滚动活塞240和242的内径稍微大于偏心部232和235的外径，因此第一和第二滚动活塞240和242因在偏心部232和235上被置于中心而围绕偏心部232和235自由地旋转。

因此，当曲柄轴230在缸体310内形成的压缩空间中旋转时，插入到第一和第二偏心部232和235的外周表面中的第一和第二滚动活塞以与缸体310的压缩空间的内壁接触的状态旋转。

同时，隔板234的外径稍微小于缸体310的内径并且在缸体310的压缩空间内与曲柄轴一起旋转。此外，隔板234将压缩空间沿上下方向分隔而形成第一和第二压缩室A和B。第一和第二滚动活塞240和242在第一和第二压缩室内旋转，因此，制冷剂在两个压缩室中被吸入和压缩。

两个叶片250和254设置在第一和第二压缩室中，以将第一和第二压缩室分隔为吸入空间和排放空间。另外，用于将叶片推向滚动活塞240和242的盘簧252和256安装在缸体310的内壁上。图3和图4详细地示出了缸体310。两个叶片槽312和313平行地形成在缸体的内壁的一侧中。叶片槽312和313用于防止叶片250和254脱离并且引导叶片250和254的滑动运动。

两个弹簧插入孔314和315形成在两个叶片槽312和313的外侧中，用于推动叶片槽312和313的盘簧252和256穿过弹簧插入孔314和315而插入。一个吸入孔311靠近弹簧插入孔314和315而形成。吸入孔311形成的直径与基于作为边界的隔板234的第一和第二压缩室A和B连通。吸入孔311连接到吸入管140，以允许通过吸入管140引入的制冷剂被引入到第一和第二压缩室A和B。

此外，多个油通孔316沿曲柄轴230的轴向形成在缸体310中，以允许油通过其被供应到上轴承500和下轴承400。

前述上轴承500和下轴承400安装在缸体310的上部和下部。上轴承500和下轴承400密封性地封闭设置在缸体310内的空间的上部和下部，以提供压缩空间。另外，上轴承500、下轴承400与第一及第二偏心部232及235、第一及第二滚动活塞240及242接触，以执行润滑功能，从而允许第一和第二偏心部232和235以及第一和第二滚动活塞240和242平滑地旋转。

第一和第二排放孔510和410形成在上轴承500和下轴承400中，采取片簧形式的排放阀520和420安装在各个排放孔中。因此，在第一和第二压缩室A和B中被吸入和压缩的制冷剂排放到密封容器100的内部空间。

以下将描述旋转压缩机的操作。

当通过设置在密封容器100中的端子施加电力时，驱动电机200运行并且曲柄轴230旋转。这里，在两个压缩室当中的吸入冲程（或者进给冲程）中对压缩室施加负压，并且制冷剂通过吸入管140和吸入孔311引入。引入的制冷剂被压缩并且当偏心部232和235以及滚动活塞240和242旋转时排放。

这里，由于第一和第二偏心部232和235设置为相对于曲柄轴230的中心对称，第一和第二压缩室A和B中的制冷剂处于不同的操作下。例如，在图1中，第一压缩室A中的制冷剂所处的状态是在已经完成排放之后开始被吸入，第二压缩室中的制冷剂所处的状态是在已经完成吸入之后被压缩。

这里，由于第一和第二偏心部232和235对称地设置，所以各个偏心部232和235的质量相对于曲柄轴230的旋转中心是平衡的。而且，由于根据制冷剂压缩的压力沿对称的方向作用在第一和第二压缩室A和B上，所以可抵消一定程度的压力不平衡。因此，操作期间引起的振动被最小化。

该实施例可进行各种修改。在示出的示例中，滚动活塞附加地设置在偏心部的外周部上，但是本发明不必限制于此，可以仅设置偏心部而没有滚动活塞。在该情况下，叶片的端部可维持在与偏心部的表面接触的状态中。

此外，隔板234的厚度以及第一和第二偏心部232和235的厚度可改变。通过调整数值，容积效率或机械效率能够提升。即，由于隔板234与旋转轴一起旋转，所以其与缸体的内壁的摩擦接触是连续地。另外，当隔板234变得更厚时，缸体的内部空间的有效空间的容积增加，但是当隔板234变得更薄时，强度降低。

而且，当偏心部232和235的厚度增加时，有效容积可增加，但是压缩室内的制冷剂的竖向的运动也增加，从而降低了压缩效率。同时，在理论上，当两个偏心部232和235的厚度相等时，由于质量不平衡和压力不均匀而导致的振动可最小化，但是根据压缩机的类型、尺寸等等，其可以不必如此。

然而，在这种情况下，在该实施例中，由于曲柄轴230和两个偏心部232和235设置在一个缸体内，虽然偏心部232和235与隔板234的厚度不同，但是缸体310以及上轴承500和下轴承400按照原来的样子共用，开发成本能够减少。

图5和图6是显示容积效率和机械效率根据隔板的厚度而改变的曲线图。如所示，在容积效率的情况下，能够看到，虽然隔板的厚度增加，但是从2.5mm开始容积效率没有改变。在机械效率的情况下，能够看到，当隔板的厚度增加时，机械效率降低，并且从10mm开始机械效率急剧地降低。

因此，隔板234的厚度设定为2.5mm到10mm之间。

隔板与缸体的内壁之间的摩擦力、上轴承与偏心部或滚动活塞之间的摩擦力以及下轴承与偏心部或滚动活塞之间的摩擦力都会影响根据本发明的实施例的旋转式压缩机的机械效率。即，由于隔板并不与曲柄轴一体地形成，所以隔板相对于缸体的内壁旋转，从而导致摩擦力。另外，剪切摩擦力作用在上轴承与下轴承之间以及偏心部与滚动活塞之间。为了使这种摩擦力最小化，应充分地供油，并且应合适地设定它们之间的间隙。

如果该间隙过小，油不能充分地供应，并且两个摩擦表面会因诸如振动等外力而直接接触，从而增大摩擦力。同时，当该间隙设定为过大时，摩擦力可减小，但是压缩的制冷剂会渗漏而降低排放压力。因此，在根据本发明的实施例的旋转式压缩机中，两个摩擦表面之间的间隙设定为10μm到30μm的范围内。

另外，如图7中所示，凹部234a可形成在隔板的外周表面上。凹部234a减小了隔板与缸体的内壁之间的接触面积，从而减小了摩擦力，并且可充当收集供应的油的油槽，以便有益地用于减小摩擦力。这里，凹部234a不必形成在隔板上，并且可形成在面向隔板的缸体的内壁上。

如以上描述的，根据本发明的实施例的旋转式压缩机具有与现有技术的双旋转式压缩机相同水平的防振动性能，并且产生的生产成本相对低。测量的结果显示，当现有技术的单缸体旋转式压缩机的生产成本假设为100时，双旋转式压缩机的制造成本是130，根据本发明的实施例的旋转式压缩机的制造成本是115。

由于在不背离本发明的特征的情况下，能以多种形式实施本发明，所以还应理解，以上描述的实施例并不限制到之前描述的任何细节，除非另有说明，而是应广泛地解释为在所附权利要求书所限定的范围中，并且因此落入权利要求书的边界和范围内的、或者落入这些边界和范围的等效方案内的所有变化和改型都将被所附权利要求书包括在内。

Claims (19)

1.一种旋转式压缩机，包括：

壳体；

缸体，设置在所述壳体内并且提供压缩空间；

旋转轴，相对于所述缸体可旋转地设置；

隔板，与所述旋转轴一起旋转，并且将所述缸体的压缩空间划分为沿上下方向设置的第一压缩室和第二压缩室；

第一偏心部和第二偏心部，设置在所述隔板的上部和下部中，并且相对于所述旋转轴的旋转中心沿不同的方向偏心，而与所述旋转轴一起旋转；以及

驱动电机，可旋转地驱动所述旋转轴。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述第一偏心部和所述第二偏心部相对于所述旋转轴的中心沿相反的方向偏心。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，还包括：

两个叶片，设置在所述第一压缩室和所述第二压缩室中以划分所述第一压缩室和所述第二压缩室。

4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其中所述叶片被设置为使得所述叶片的外周部的端部与所述第一偏心部的外周部及所述第二偏心部的外周部接触。

5.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，还包括：

第一滚动活塞和第二滚动活塞，分别设置在所述第一偏心部的外周部和所述第二偏心部的外周部中。

6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其中所述叶片设置为使得所述叶片的端部与所述第一滚动活塞的外周部及第二滚动活塞的外周部接触。

7.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其中所述叶片的端部被插入到所述第一滚动活塞的外周部和所述第二滚动活塞的外周部中。

8.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，还包括：

被附加地设置的上轴承和下轴承，所述上轴承和所述下轴承被设置在所述缸体的上部和下部，以限定所述压缩空间；以及

排放孔，形成在所述上轴承和所述下轴承中，并且与所述第一压缩室和所述第二压缩室连通。

9.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中在所述缸体的外周部上形成有与所述第一压缩室及所述第二压缩室连通的吸入孔。

10.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述第一偏心部的高度和所述第二偏心部的高度是相等的。

11.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述隔板的厚度的范围在2.5mm到10mm。

12.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中所述隔板与所述缸体的内壁之间的间隙的范围在10μm到30μm。

13.根据权利要求8所述的旋转式压缩机，其中所述上轴承及所述下轴承与所述偏心部之间的间隙的范围在10μm到30μm。

14.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中在所述隔板的外周部上形成有凹部。

15.根据权利要求14所述的旋转式压缩机，其中在所述凹部中安装有O型环。

16.一种旋转式压缩机，包括：

壳体；

缸体，设置在所述壳体内，并且提供一个压缩空间；

两个偏心部，设置在所述一个压缩空间的上部和下部中；

隔板，设置为使得所述隔板的外周部接触所述两个偏心部之间的压缩空间的内壁；以及

旋转轴，旋转所述偏心部，其中由一个偏心部压缩的气体以及由另一个偏心部压缩的气体在不同的时间点排放。

17.根据权利要求16所述的旋转式压缩机，其中所述隔板与所述旋转轴一体地形成。

18.根据权利要求16所述的旋转式压缩机，其中所述两个偏心部设置为相对于所述旋转轴的中心对称。

19.根据权利要求16所述的旋转式压缩机，其中在所述两个偏心部的外周部中分别插入有环形滚动活塞。

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