CN103557160A - 立式旋转压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式旋转压缩机，包括：壳体，所述壳体内具有腔室；电机，所述电机设在所述壳体内；和压缩机构，所述压缩机构在所述壳体内设在所述电机的下面，所述压缩机构包括具有压缩腔的气缸和偏心轴，所述偏心轴的上端与所述电机相连；其中，所述电机与所述压缩机构从上到下依次将所述壳体的腔室分为位于所述电机上面的电机上部空间、介于所述电机和所述压缩机构之间的电机下部空间以及位于所述压缩机构的副轴承与所述压缩机构的消音器处的密封空间，所述偏心轴上具有连通所述密封空间和所述上部空间的轴通孔。根据本发明实施例的立式旋转压缩机，可以有效防止电机过热。

Description

立式旋转压缩机

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种立式旋转压缩机。

背景技术

旋转式压缩机，由于冷媒的直接吸入带来的压缩效率改善以及滑动部品的润滑以及壳体容积的小型化等原因，使密封壳体的内压为高压，偏心轴为垂直方向，即采用立式技术。

以壳体内压为高压侧的立式旋转压缩机中，由于运行时排出了大量的油，所以在壳体内会产生油量下降的问题。另外，过负荷运行的电机线圈过热、低负荷运行的油过热度下降也会带来压缩机故障。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决所述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以防止电机过热的立式旋转压缩机。

根据本发明实施例的立式旋转压缩机，包括：壳体，所述壳体内具有腔室；电机，所述电机设在所述壳体内；和压缩机构，所述压缩机构在所述壳体内设在所述电机的下面，所述压缩机构包括具有压缩腔的气缸和偏心轴，所述偏心轴的上端与所述电机相连；其中，所述电机与所述压缩机构从上到下依次将所述壳体的腔室分为位于所述电机上面的电机上部空间、介于所述电机和所述压缩机构之间的电机下部空间以及位于所述压缩机构的副轴承与所述压缩机构的消音器处的密封空间，所述偏心轴上具有连通所述密封空间和所述上部空间的轴通孔。

根据本发明实施例的立式旋转压缩机，通过在偏心轴上设置连通压缩腔和壳体内的上部空间的轴通孔，可以将压缩腔内混合了油的冷媒抽送到电机上方的上部空间，以对电机进行冷却，可以有效防止电机过热。

另外，根据本发明所述实施例的立式旋转压缩机还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个示例，所述立式旋转压缩机还包括排气管，所述电机的定子上具有下端连通所述电机下部空间且上端封闭的排气通道，所述排气管设在所述壳体的侧面且与所述排气通道连通。

根据本发明的一个示例，流出到所述电机下部空间的冷媒，经过所述电机的定子的外周和所述壳体之间的通道，到达所述排气管。

根据本发明的一个示例，在所述电机的定子的外周和所述壳体内径之间，在所述电机的定子的外周或者所述壳体内径处配置了减少对所述电机上部空间和所述电机下部空间开口的间隙面积的装置。

根据本发明的一个示例，具备了使所述壳体的底部储存的油经过所述偏心轴的外周流出到所述电机下部空间的所述偏心轴的润滑装置。

根据本发明的一个示例，所述电机为集中卷式变频电机或分布卷式定速电机。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的所述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的立式旋转压缩机的示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

图3是根据本发明另一实施例的立式旋转压缩机的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的立式旋转压缩机。

如图1至图3所示，根据本发明实施例的立式旋转压缩机，包括：壳体2，电机104和压缩机构102。

具体地说，壳体2内具有腔室。

电机104设在壳体2内。

压缩机构102在壳体104内设在电机104的下（即如图1所示的下方）面。压缩机构104包括具有压缩腔41的气缸40和偏心轴30。偏心轴30的上端与电机104相连。

其中，电机104与压缩机构102从上（即如图1中所示的上方）到下依次将壳体2的腔室分为位于电机104上面的上部空间H、介于电机104和压缩机构102之间的下部空间L以及位于压缩机构102的副轴承55与压缩机构102的消音器56处的密封空间。

偏心轴30上具有连通所述密封空间和上部空间H的轴通孔35。

根据本发明实施例的立式旋转压缩机，通过在偏心轴上设置连通密封空间和壳体内的上部空间的轴通孔，可以将压缩腔内混合了油的冷媒进过所述密封空间抽送到电机上方的上部空间，以对电机进行冷却，可以有效防止电机过热。

根据本发明的一个示例，所述立式旋转压缩机还包括排气管3。电机104的定子11上具有下端连通下部空间L且上端封闭的排气通道18。排气管3设在壳体3的侧面且与排气通道18连通。有利地，流出到电机下部空间L的冷媒，经过电机104的定子11的外周和壳体2之间的通道，到达排气管3。由此，当混合了油的冷媒对电机104进行冷却后留到下部空间L内，进行油和冷媒的分离，油则回流到储油室8内，冷媒则通过排气通道18经由排气管3被冷凝器回收利用。降低了立式旋转压缩机的吐油量。另外，混合了油的冷媒对电机104进行冷却的同时，自身被加热，也防止了油过冷的发生，从而提高了压缩机的可靠性。

根据本发明的一个示例，在电机104的定子11的外周和壳体2内径之间，在电机104的定子11的外周或者壳体2内径处配置了减少对电机上部空间H和电机下部空间L开口的间隙面积的装置。

根据本发明的一个示例，壳体2可以构造成圆柱形壳体。电机104为集中卷式变频电机或分布卷式定速电机。

下面的描述将会使根据本发明实施例的立式旋转压缩机变得更为清晰。

图1示出了根据本发明一个实施例的立式旋转式压缩机R的基本结构，以及与其相连的冷冻循环装置的概要。立式旋转压缩机R，由配备在密封圆柱形壳体2上的电机104、以及其下侧配备的旋转式的压缩机构102组成。壳体2的底部的储油室8中封入了油6。电机104的定子11和压缩机构102的外周固定在壳体2的内径处。

在此，电机104和壳体2之间形成的空间为电机上部空间H，电机104和压缩机构102之间形成的空间为电机下部空间L。另外，图1中电机104可以采用集中卷式变频电机，也可以采用分布卷式定速电机。

电机104，由具有电机线圈15的电机定子11和固定在偏心轴30上的电机转子20构成。另一方面，压缩机构102由配置在气缸40上的活塞70和滑片72，具备轴通孔35的偏心轴30、主轴承50以及副轴承55等构成。

偏心轴30由主轴31、偏芯轴32和副轴33组成，主轴31和副轴33分别由主轴承50和副轴承55滑合支撑。另外，气缸40的中心具备了压缩腔41。电机转子20的下侧配置了转子盖板25通过四个转子铆钉23固定。

电机定子11中，比如可以通过由PBT（热可塑性饱和聚酯）成型的线圈绝缘架17，使电机线圈15与电机铁芯（电磁钢板）绝缘。线圈绝缘架17的外周伸出的绝缘架外周17a为平板的圆形，其外径与壳体2的内径相当。因此，电机定子11上具备的4～6个铁芯外周切口14的上端被绝缘架外周17a所堵塞，所以电机104和壳体2之间密封的电机上部空间H就形成了。另外，铁芯外部切口14的上端与线圈绝缘架17为非一体化，将环形的单独部件压入壳体2的内周，堵塞铁芯外周切口14的上端也可以。

电机定子11的外周的一部分宽度和深度分别按10～12mm左右设置切口槽作为排气通道18。另外，该上端附近配置了设在壳体2上的排气管3。另外，排气通道18的上端也被绝缘架外周17a所堵塞、排气通道18的下端在电机下部空间Ｌ处开口。

在压缩腔41中压缩排出到消声器56中的高压冷媒，为富含大量喷雾状油的油和高压冷媒组成的油和冷媒的混合物。该油-冷媒混合物，从储油室8出来通过活塞70和滑片72等滑动间隙向压缩腔41供油。所以，该油-冷媒混合物相当于通常压缩腔吸入冷媒量的大约5%。

该油-冷媒混合物从副轴承55的排气装置58经过消声器56，通过偏心轴30上具备的轴通孔35，排到电机上部空间H中。而且，油-冷媒混合物经过电机定子11的内径中具备的电机线圈15的间隙以及转子外周间隙22，通过转子盖板25的外周和线圈端部下15b的内周间隙，流出到电机下部空间Ｌ中。

在此流动过程中，油-冷媒混合物被高温的电机线圈15和电机定子11加热，所以油-冷媒混合物分离为喷雾状的油和气体冷媒，油落到壳体2的底部的储油室8中。另一方面，气体冷媒在电机下部空间L中，通过电机定子11的外周具备的排气通道18从排气管3向冷冻循环的冷凝器C排出。在冷凝器C冷凝的高压冷媒、从膨胀阀V按蒸发器E、储液器A的顺序流动，从吸入管9吸入压缩腔41中。图中，所述油-冷媒混合物的回路用虚线箭头进行标识。

在此，壳体2的内部油-冷媒混合物的流动方面、本实施与以往的旋转式压缩机相比，以往的旋转式压缩机从压缩腔41排出的油-冷媒混合物从消声器56流出到电机下部空间L之后，分流到电机定子的内部和外部切口槽中，分别在电机上部空间H合流。在这里，分离为油和气体冷媒，从壳体2的上端的排气管向冷凝器排出。分离的油从电机定子的外周切口槽向储油室下落。但由于所述向上分流的油-冷媒混合物的作用无法自由下落。因此，一部分滞留在电机上部空间H处，与气体冷媒一起从排气管排出，所以其缺点是吐油量会增加。

另一方面，在图1所示出的实施例中，排出的所有油-冷媒混合物在电机上部空间H掉头，从上往下经过电机定子11的内部，同时与高温的电机线圈15进行热交换。因此，电机线圈15由于油-冷媒混合物可以有效冷却。因此，加热后的油-冷媒混合物由喷雾状的油变为密度高的液态油，所以在电机下部L中从混合冷媒中分离。有效增加被加热的油回到储油室8中，电机下部空间Ｌ的气体冷媒从与排气通道18连接的排气管3向冷凝器C排出。

图1所示出的实施例中具备以下特征，压缩腔41排出的油-冷媒混合物通过偏心轴30的轴通孔35流出到电机上部空间H。另外，流出到电机上部空间H的所有油-冷媒混合物通过电机定子11的内部从电机下部空间L流出、而且、通过在电机定子11的外周具备的排气通路18排出气体冷媒。

根据这些特征，根据本发明实施例的立式旋转压缩机具有下列有益效果：

（1）电机线圈15通过排气冷媒直接冷却，所以可以提高电机的可靠性和效率。

（2）从排气管3出来的吐油量较少，储油室8通常可以维持适当的油量。

（3）从压缩腔41排出的低温冷媒流到电机的上部空间H中，所以储油室8的油不会直接受到排气冷媒的影响。另一方面、通过与被电机线圈加热的油的合流，油的过热度有增加，所以过度的冷媒溶解带来的油粘度下降引起的可靠性问题可以改善。

（4）从压缩机41排出的冷媒具有的脉动音，不是象以往一样从消声器56直接排出到电机下部空间L的内部，而是从消声器56通过轴通孔35和电机上部空间H和电机定子11的内部流出到电机下部空间L的内部，所以噪音值会降低等等，可以得到这样的显著的改善效果。

根据本发明的一个示例，所述立式旋转压缩机还具备了使壳体2的底部储存的油经过偏心轴30的外周流出到电机下部空间L的偏心轴的润滑装置。

图2为图1的局部放大示意图。其主要是表示压缩机构102和偏心轴30的润滑方法。偏心轴30由止推板57支撑、在其上面旋转。轴通孔35为从压缩腔41排出的排气冷媒的通道，所以偏心轴30的内径不能象以往那样作为油泵和供油通道使用。作为其改善对策，电机转子20的下端可以配备转子盖板25。转子盖板25为侧边具备数个减压孔26的圆形盖板、通过转子铆钉23固定在电机转子20上面。

电机20一开始旋转、转子盖25的内部压力就会与旋转速度成比例地进行减少，相对于壳体2的压力会降低。因此，对转子盖板25的内部开口的油槽50a、和与该50a的回路相连的活塞70的内径和偏心轴32的油槽32a的压力会下降。另一方面，在油中开口的供油管65连接了副轴承55的法兰的横孔55b、通过纵孔55c对活塞70的内径开口。因此、储油室8的油6从供油管65按横孔55b、纵孔55c的顺序流出到活塞70的内径。

在这里分流的油，分成从偏心轴的油槽32a经过油槽50a流出到转子盖板25的内部的回路、流到副轴油槽55a中的回路、从高圧側的活塞70的内径经过活塞70的上下滑动面流到压缩腔41（低压～高压）的回路。这些供油回路的中途，润滑了偏心轴30的各轴的外径，与它们进行滑动的活塞70和主轴承50和副轴承55的各内径。转子盖板25中流动的油从减压孔26向线圈端部下15b飞散。这些供油回路用实线箭头表示。另外，转子盖板25的中心孔和主轴承50的外径的间隙需要足够小。

根据本发明实施例的立式旋转压缩机，铁芯外周切口14（图1、图2）不需要作为混合冷媒的通路或油下落的通道，所以，可以废除铁芯外周切口14，好处是电机效率可以在大约百分之几的范围内进行改善。

在图3中，电机铁芯11废除了铁芯外周切口14和排气通道18，定子11外径设计成与壳体内径相同的圆形。

从消声器56通过轴通孔35向电机上部空间H中排出的混合冷媒与实施例1一样，通过电机定子11的内径中具备的电机线圈15的间隙以及转子外周间隙22流出到电机下部空间L。在此、油回到储油室8、气体冷媒从对电机下部空间L开口的排气管3向冷凝器C排出。其结果，可以得到与图1所示出的实施例相同的作用和效果。但是、封油量和冷媒封入量较多的设计中，储油室8的油面会变高、所以可以像图1所示出的实施例那样追加排气通道18提高排气管3的开口位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，所述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对所述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种立式旋转压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内具有腔室；

电机，所述电机设在所述壳体内；和

压缩机构，所述压缩机构在所述壳体内设在所述电机的下面，所述压缩机构包括具有压缩腔的气缸和偏心轴，所述偏心轴的上端与所述电机相连；

其中，所述电机与所述压缩机构从上到下依次将所述壳体的腔室分为位于所述电机上面的电机上部空间、介于所述电机和所述压缩机构之间的电机下部空间以及位于所述压缩机构的副轴承与所述压缩机构的消音器处的密封空间，所述偏心轴上具有连通所述密封空间和所述上部空间的轴通孔。

2.根据权利要求1所述的立式旋转压缩机，其特征在于，还包括排气管，所述电机的定子上具有下端连通所述电机下部空间且上端封闭的排气通道，所述排气管设在所述壳体的侧面且与所述排气通道连通。

3.根据权利要求2所述的立式旋转压缩机，其特征在于，流出到所述电机下部空间的冷媒，经过所述电机的定子的外周和所述壳体之间的通道，到达所述排气管。

4.根据权利要求1或2所述的立式旋转压缩机，其特征在于，在所述电机的定子的外周和所述壳体内径之间，在所述电机的定子的外周或者所述壳体内径处配置了减少对所述电机上部空间和所述电机下部空间开口的间隙面积的装置。

5.根据权利要求1所述的立式旋转式压缩机，其特征在于：具备了使所述壳体的底部储存的油经过所述偏心轴的外周流出到所述电机下部空间的所述偏心轴的润滑装置。

6.根据权利要求1或2所述的立式旋转压缩机，其特征在于，所述电机为集中卷式变频电机或分布卷式定速电机。

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