CN103814221A - 在轴向上具有支撑构件的涡旋压缩机 - Google Patents

在轴向上具有支撑构件的涡旋压缩机 Download PDF

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Abstract

在轴向上具有支撑构件的涡旋压缩机中，根据本公开的一个方案，该涡旋压缩机包括：机壳；具有固定涡卷的固定涡旋盘；具有联接到固定涡卷以限定压缩室的绕动涡卷的绕动涡旋盘，该绕动涡旋盘执行相对于固定涡旋盘的绕动运动；具有曲轴的驱动电机，该曲轴具有联接到绕动涡旋盘的一个端部；分别固定到机壳内壁以支撑曲轴的主框架和辅助框架；以及呈环形并插置在辅助框架和曲轴之间以在轴向上支撑曲轴的推力板，其中多个油通道形成在推力板的表面上，以使推力板的内部和外部彼此相通。

Description

在轴向上具有支撑构件的涡旋压缩机
技术领域
本公开涉及在轴向上具有支撑构件的涡旋压缩机，更确切地说，具有用于轴向支撑曲轴的构件的涡旋压缩机，该涡旋压缩机的转子被固定到该曲轴。
背景技术
通常，涡旋压缩机是通过改变由一对面对彼此的涡旋盘形成的压缩室的体积来压缩制冷剂气体的压缩机。与活塞式压缩机或旋转式压缩机相比，涡旋压缩机的压缩效率更高、振动和噪音更低、尺寸更小且重量更轻，所以涡旋压缩机被广泛应用，特别是被广泛应用在空调器中。
图1为示意性示出涡旋压缩机的示例性实施例的剖视图。如图1所示，涡旋压缩机包括：机壳1，其具有内空间，该内空间被分成作为低压部分的吸入空间11和作为高压部分的排放空间12；驱动电机2，其被安装到机壳1的吸入空间11，以产生旋转力；以及主框架3，其被固定在机壳1的吸入空间11和排放空间12之间。固定涡旋盘4被固定在主框架3的上表面。与固定涡旋盘4一起形成两对连续活动的压缩室P的绕动涡旋盘5，被安装成通过偏心地联接到驱动电机2的曲轴而在主框架3和固定涡旋盘4之间绕动。用于防止绕动涡旋盘5自转的十字环6被安装在固定涡旋盘4和绕动涡旋盘5之间。
吸入管13被联接成与机壳1的吸入空间13相通，排放管14被联接成与排放空间12相通。
驱动电机2包括：定子21，其固定到机壳1的内表面；和转子22，其位于定子21内部且被联接到曲轴23。此外，曲轴23的下端部由辅助框架7支撑。
在具有这种结构的涡旋压缩机中，曲轴23在径向上被基于转子22位于曲轴23两侧的主框架3和辅助框架7支撑，并且在轴向上被辅助框架7支撑。通常，响应驱动电机的旋转，涡旋压缩机的曲轴被施加旋转力和被旋转力推斥的气体压缩力。也就是说，通常沿径向的力被施加到曲轴。因此，在主框架和辅助框架处可设置轴颈轴承，以支撑曲轴平稳工作。
发明内容
技术问题
然而，近期，控制驱动电机的转速的涡旋压缩机类型被广泛应用。这种变频控制型（inverter control type）的涡旋压缩机具有高的曲轴转速变动幅度并将最高速度设置为高于现有技术的涡旋压缩机的最高速度。这种结构还需要用于在轴向上更稳定地支撑曲轴的元件。
技术方案
因此，为避免这些问题，具体实施方式的一个方案是提供具有能在轴向上稳定地支撑曲轴的支撑元件的涡旋压缩机。
为了实现这些目的和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体表述并广义描述的，提供一种涡旋压缩机，其包括：机壳；固定涡旋盘，具有固定涡卷；绕动涡旋盘，具有联接到所述固定涡卷以限定压缩室的绕动涡卷，所述绕动涡旋盘执行相对于所述固定涡旋盘的绕动运动；驱动电机，具有曲轴，所述曲轴具有联接到所述绕动涡旋盘的一个端部；主框架和辅助框架，分别固定到所述机壳的内壁以支撑所述曲轴；以及推力板，呈环形并插置在所述辅助框架与所述曲轴之间，以在轴向上支撑所述曲轴，其中在所述推力板的表面上形成有多个油通道，以使所述推力板的内部和外部彼此相通。
在本公开的一个方案中，涡旋压缩机还可包括用于在轴向上支撑曲轴的推力板，该推力板不仅可导致在轴向上支撑曲轴，而且减少由于曲轴的轴向旋转而产生的摩擦力。特别是，在推力板的表面上形成有油通道，可以允许油被流畅地供应到曲轴和推力板之间的摩擦表面，因此改进润滑性能。这里，油通道可连接推力板的外周面和内周面，也就是说使推力板的内部和外部彼此相通，使得存在于推力板的外周面处的油能通过油通道流畅地循环。这可导致减少由于引入异物而造成的损坏并简化制造过程。
此处，多个油通道可呈直线形或柱形。
多个油通道中的每个油通道可延伸为相对于所述环形推力板的径向倾斜，以允许存在于推力板的外周面处的油能流畅地被引入。
油通道可被形成为响应于所述曲轴的旋转而使得存在于所述推力板的外部的油被引入所述推力板的内部。作为一个示例，如果假设每个油通道的位于所述推力板的外部的一端是入口，每个油通道的位于所述推力板的内部的另一端是出口，则所述出口可被设置为在相对于所述曲轴的旋转方向的圆周上与所述入口隔开预定角度。因此，由于对曲轴的摩擦力，油能沿着曲轴的旋转方向被引入并沿着油通道流畅地流动，因此促进油循环。
同时，为更流畅地供应油，推力板可被设置为比适当的最小油位低。
在所述推力板的外周部处可形成有突出部，所述突出部插入形成在所述辅助框架处的止动槽。这可防止推力板与曲轴一起旋转，从而防止润滑性能的降低。
根据本公开的另一示例性实施例，提供一种涡旋压缩机，其包括：机壳；第一支撑单元和第二支撑单元，固定到所述机壳；曲轴，被所述第一支撑单元和所述第二支撑单元可旋转地支撑，所述曲轴具有在轴向上面对所述第二支撑单元的面对表面（facing surface）；驱动电机，用以转动所述曲轴；压缩单元，联接到所述曲轴以压缩流体；以及推力轴承构件，位于所述曲轴的面对表面与所述第二支撑单元之间，其中所述推力轴承构件可包括油引入元件，所述油引入元件被布置为浸没在润滑油中并被配置为响应于所述曲轴的旋转而使得润滑油被引入摩擦面之间。
发明的有利效果
根据本公开的方案，用于在轴向上支撑曲轴的推力板还可被设置为，不仅在轴向上支撑曲轴，而且减少由于轴向旋转而产生的摩擦力。特别是，油通道可形成在推力板的表面上，以允许油被流畅地供应到曲轴和推力板之间的摩擦面，从而改进润滑性能。这里，油通道可连接推力板的外周面和内周面，也就是说，使推力板的内部和外部彼此相通，使得存在于推力板的外周面处的油能通过油通道流畅地循环。这可导致减少由于引入异物而造成的损坏并简化制造过程。
附图说明
图1为示出根据现有技术的常规涡旋压缩机的内部结构的剖视图；
图2为示出根据本公开的一示例性实施例的涡旋压缩机的内部结构的剖视图；
图3为示出图2中所示的涡旋压缩机的下部的放大剖视图；
图4为示出推力板被安装到图2所示的涡旋压缩机中的那部分的局部剖开的立体图；
图5为图2中所示的推力板的平面图；
图6为示出推力板的另一示例性实施例的平面图；以及
图7为示出根据推力板的类型的输入减少的变化曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例，其中不管附图号是多少，相同或相应的那些组件被标为相同的附图标记，多余的说明被省略。在本发明的描述中，如果对相关的已知功能或结构的一详细说明被认为不必要地转移了本发明的主旨，则该说明会被省略，且会被本领域技术人员理解。附图用于帮助容易地理解本发明的技术理念，但应理解，本发明的技术理念不限于附图。本发明的理念应被解释为扩展到除了附图以外还包括任意改型方案、等效方案和替代方案。
下文中，将参照附图详细描述涡旋压缩机的示例性实施例，该涡旋压缩机在轴向上具有支撑构件。
图2为示出根据本公开的一示例性实施例的涡旋压缩机的内部结构剖视图，图3为示出图2中所示的涡旋压缩机的下部的放大剖视图。如图2和图3所示，根据一示例性实施例的涡旋压缩机100可包括：具有密封内空间的机壳110；被安装到机壳110内以压缩制冷剂的压缩单元121；被安装到机壳110内以向压缩单元121提供驱动力的驱动电机141。
在机壳110的一侧上可设置吸入管111和排放管113，它们分别用于引入和排放制冷剂。压缩单元121可被安装在机壳110内的上部。压缩单元121可包括具有渐开线（involute）涡卷125并固定到机壳110的固定涡旋盘123和联接为相对于固定涡旋盘123绕动并具有渐开线涡卷135的绕动涡旋盘133。
驱动电机141可包括固定到机壳110的定子143和被安装到定子143内以基于曲轴147可旋转的转子。用于驱动绕动涡旋盘133的偏心部148可形成在曲轴147的上部区域。用于在轴向上支撑曲轴147的推力面149可形成在曲轴147的下部区域。用于可旋转地支撑曲轴147的主框架151和辅助框架161可分别被安装到曲轴147的上部区域和下部区域。
以容置的方式可旋转地支撑曲轴147的上部的上轴承153可形成在主框架151的中心区域。辅助框架161可呈顶部敞开的三角形壳体的形状。供下轴承构件201容纳其中的联接开口163可贯穿辅助框架161下部的中心区域。固定螺栓177联接其上的螺母164可形成在联接开口163的外周。
下轴承构件201可包括呈三角形以被接纳在辅助框架161中的法兰部203和形成在法兰部203的下侧并呈柱形的柱形部213。径向轴承部215和推力轴承部217可形成在柱形部213中以分别在径向上和轴向上支撑曲轴147。螺栓口205可形成在法兰部203处，以允许通过固定螺栓177将法兰部203整体地联接到辅助框架161。
同时，呈环形的推力板221可被联接到曲轴147和推力轴承部217之间。因此，推力板221可接触曲轴147，以防止推力轴承部217的磨损。突出部223可从推力板221的一侧沿径向向外突出。供突出部223插入其中的止动槽218可形成在下轴承构件201处。突出部223可被插入止动槽218中，以防止推力板221响应曲轴147的旋转而自转。
推力板221可被设置为低于适当的最小油位（其由图3的h最小表示）。这可使得推力板221总是浸没在油中，从而进一步改进润滑性能。
如图5所示，推力板221可包括呈环形的板主体222和从板主体222一侧突出的突出部223。多个油通道224可形成在板主体222的表面处。图5示例性示出总共8个油通道224，但油通道的总数可根据板的直径等而随机地设置。油通道224可呈直线形并相对于板主体222的径向倾斜。
此处，油通道224的倾斜方向可被确定为使得相对于由箭头所示的曲轴147的旋转方向，油入口224a被定位成在圆周上比油出口224b靠后。因此，存在于板主体222的外周部处的油能被流畅地引入板主体222的内周部。油通道224可延伸为越过板主体222的外周面和内周面，为了便于解释，其被称为开放型通道。
油通道的存在可使得油被流畅地引入推力面149和板主体222之间，以均匀地提供到接触面上。由所引入的油产生的压力也能被施加到推力面149，以推动曲轴147向上。这可导致进一步减少摩擦力。
在不限制油通道的结构的情况下，如图6所示，油通道可被形成为封闭于板主体的内周面而彼此不接触。这被称为封闭型通道。当采用这种封闭型通道时，所引入的油不能被排出，因此能够施加比开放型通道更强的油压。然而，在封闭型通道中，当由于摩擦产生的碎片或其他异物被引入时，这些物体不能马上被排出，这可引起接触面被损坏。
图7为示出根据推力板的类型的输入减少的变化曲线图。如下为由A到C所表示的油通道类型。
表1
类型 数量 宽度（mm） 深度（mm）
A 封闭 12 1 0.1
B 封闭 8 1.5 0.25
C 开放 8 1.5 0.25
如图7所示，可以理解，开放型C在整个转速范围上具有最高的输入减少。特别是，可以注意到，随着宽度和深度增加越多，有越多的油流动，所以输入减少增加。还可以注意到，通过对比具有相同尺寸和数量的油通道B和油通道C，开放型C比封闭型B在输入减少方面更为有利。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种涡旋压缩机，包括:
机壳；
固定涡旋盘，具有固定涡卷；
绕动涡旋盘，具有联接到所述固定涡卷以限定压缩室的绕动涡卷，所述绕动涡旋盘执行相对于所述固定涡旋盘的绕动运动；
驱动电机，具有曲轴，所述曲轴具有联接到所述绕动涡旋盘的一个端部；
主框架和辅助框架，分别固定到所述机壳的内壁以支撑所述曲轴；以及
推力板，呈环形并被布置在所述曲轴的下侧，以在轴向上支撑所述曲轴，
其中在所述推力板的表面上形成有多个油通道，以使所述推力板的内部和外部彼此相通，而且所述油通道被形成为响应于所述曲轴的旋转而使得存在于所述推力板的外部的油被引入所述推力板的内部。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中所述多个油通道呈直线形。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述多个油通道中的每个油通道延伸为相对于环形的所述推力板的径向倾斜。
4.如权利要求1所述的压缩机，其中如果假设每个油通道的位于所述推力板的外部的一端是入口，每个油通道的位于所述推力板的内部的另一端是出口，则所述出口被设置为在相对于所述曲轴的旋转方向的圆周上与所述入口隔开预定角度。
5.如权利要求1所述的压缩机，其中所述推力板被设置为比适当的最小油位低。
6.如权利要求1所述的压缩机，其中在所述推力板的外周部处形成有突出部，以插入形成在所述辅助框架处的止动槽中。
7.一种涡旋压缩机，包括:
机壳；
第一支撑单元和第二支撑单元，固定到所述机壳；
曲轴，被所述第一支撑单元和所述第二支撑单元可旋转地支撑，所述曲轴具有在轴向上面对所述第二支撑单元的面对表面；
驱动电机，用以转动所述曲轴；
压缩单元，联接到所述曲轴以压缩流体；以及
推力轴承构件，位于所述曲轴的面对表面与所述第二支撑单元之间，
其中所述推力轴承构件包括油引入元件，所述油引入元件被布置为浸没在润滑油中并被配置为响应于所述曲轴的旋转而使得润滑油被引入摩擦面之间。
8.如权利要求7所述的压缩机，其中所述推力轴承构件被固定到所述第二支撑单元以防止被旋转。
9.如权利要求7所述的压缩机，其中所述油引入元件包括在所述推力轴承构件的表面上形成的多个油通道。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中所述推力轴承构件呈环形，所述油通道延伸为使所述推力轴承构件的内部和外部彼此相通。
11.如权利要求10所述的压缩机，其中所述多个油通道呈直线形。
12.如权利要求11所述的压缩机，其中所述多个油通道中的每个油通道延伸为相对于所述推力板的径向倾斜。
13.如权利要求10所述的压缩机，其中如果假设每个油通道的位于所述推力板的外部的一端是入口，每个油通道的位于所述推力板的内部的另一端是出口，则所述出口被设置为在相对于所述曲轴的旋转方向的圆周上与所述入口隔开预定角度。
14.如权利要求7所述的压缩机，其中所述辅助框架还包括可旋转地支撑所述曲轴的下轴承构件，而且所述推力板被布置在所述下轴承构件的内侧。
15.如权利要求14所述的压缩机，其中所述下轴承构件包括：
呈三角形、用以被接纳在所述辅助框架中的法兰部；以及
形成在所述法兰部的下侧的柱形部，
而且所述推力板被布置在所述柱形部的内侧。

Claims (14)

1.一种涡旋压缩机，包括:
机壳；
固定涡旋盘，具有固定涡卷；
绕动涡旋盘，具有联接到所述固定涡卷以限定压缩室的绕动涡卷，所述绕动涡旋盘执行相对于所述固定涡旋盘的绕动运动；
驱动电机，具有曲轴，所述曲轴具有联接到所述绕动涡旋盘的一个端部；
主框架和辅助框架，分别固定到所述机壳的内壁以支撑所述曲轴；以及
推力板，呈环形并插置在所述辅助框架与所述曲轴之间，以在轴向上支撑所述曲轴，
其中在所述推力板的表面上形成有多个油通道，以使所述推力板的内部和外部彼此相通。
2.如权利要求1所述的压缩机，其中所述多个油通道呈直线形。
3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述多个油通道中的每个油通道延伸为相对于环形的所述推力板的径向倾斜。
4.如权利要求1所述的压缩机，其中所述油通道被形成为响应于所述曲轴的旋转而使得存在于所述推力板的外部的油被引入所述推力板的内部。
5.如权利要求4所述的压缩机，其中如果假设每个油通道的位于所述推力板的外部的一端是入口，每个油通道的位于所述推力板的内部的另一端是出口，则所述出口被设置为在相对于所述曲轴的旋转方向的圆周上与所述入口隔开预定角度。
6.如权利要求1所述的压缩机，其中所述推力板被设置为比适当的最小油位低。
7.如权利要求1所述的压缩机，其中在所述推力板的外周部处形成有突出部，以插入形成在所述辅助框架处的止动槽中。
8.一种涡旋压缩机，包括:
机壳；
第一支撑单元和第二支撑单元，固定到所述机壳；
曲轴，被所述第一支撑单元和所述第二支撑单元可旋转地支撑，所述曲轴具有在轴向上面对所述第二支撑单元的面对表面；
驱动电机，用以转动所述曲轴；
压缩单元，联接到所述曲轴以压缩流体；以及
推力轴承构件，位于所述曲轴的面对表面与所述第二支撑单元之间，
其中所述推力轴承构件包括油引入元件，所述油引入元件被布置为浸没在润滑油中并被配置为响应于所述曲轴的旋转而使得润滑油被引入摩擦面之间。
9.如权利要求8所述的压缩机，其中所述推力轴承构件被固定到所述第二支撑单元以防止被旋转。
10.如权利要求8所述的压缩机，其中所述油引入元件包括在所述推力轴承构件的表面上形成的多个油通道。
11.如权利要求10所述的压缩机，其中所述推力轴承构件呈环形，所述油通道延伸为使所述推力轴承构件的内部和外部彼此相通。
12.如权利要求11所述的压缩机，其中所述多个油通道呈直线形。
13.如权利要求12所述的压缩机，其中所述多个油通道中的每个油通道延伸为相对于所述推力板的径向倾斜。
14.如权利要求11所述的压缩机，其中如果假设每个油通道的位于所述推力板的外部的一端是入口，每个油通道的位于所述推力板的内部的另一端是出口，则所述出口被设置为在相对于所述曲轴的旋转方向的圆周上与所述入口隔开预定角度。
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