CN103835947A

CN103835947A - 微型封闭式三角转子压缩机

Info

Publication number: CN103835947A
Application number: CN201410065863.7A
Authority: CN
Inventors: 吴玉庭; 何静; 马重芳; 王景甫; 杜春旭; 刘刚; 马瑞
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-06-04

Abstract

一种微型封闭式三角转子压缩机，属于压缩制冷领域。其包括：压缩单元，用于压缩制冷剂；电机；密闭容器，压缩单元和电机安装在该容器内部构成封闭式；偏心轴，三角转子与压缩腔是需要偏心运动因此设置偏心轴在封闭容器内穿过三角转子与电机同时将电机的驱动力传递到压缩单元。电机包括定子与转子，定子固定到偏心轴的外部，转子在定子的外部，通过与定子的电磁相互作用与偏心轴相互旋转。压缩机设计为全封闭式的。电机外壳与箱体进行焊接构成整体式的密闭容器，电机与密闭容器壁面进行绝缘处理。本发明可以在微重力条件下正常运行，同时全封闭式的设计使润滑油与制冷剂不会发生泄漏，由于结构紧凑质量较轻可以运用于微型制冷系统。

Description

微型封闭式三角转子压缩机

技术领域

本发明公开涉及一种微型封闭式三角转子压缩机，属于压缩制冷领域。更具体地说，本公开涉及这样一种封闭式三角转子压缩机，该封闭式三角转子压缩机中，压缩单元采用三角转子，主要应用与微重力工作条件下因为没有重力的条件下润滑油不能回流到油池因此压缩机不设有油池，为了防止润滑油与制冷剂的混合物泄漏将压缩机与电机封装在一个密闭容器中。

背景技术

微型压缩机，作为微型制冷系统的核心部件，广泛的应用于各行各业。封闭式压缩机包括用于压缩制冷剂的压缩单元及用于提供压缩制冷剂的驱动力，其设计优化就有着至关重要的意义。

目前实际应用的大部分都是容积式压缩机，该类型的压缩机在常重力的情况下运用技术比较成熟但是在微重力情况下由于没有重力使润滑油回流到油池内，从而导致压缩机无法正常运行。

三角转子压缩机有运用于汽车空调，但是其体积与重量一般较大不适合使用在微型制冷系统中。

微型制冷系统的首要目标是质量轻，而三角转子压缩机具有结构简单、效率高、寿命长、振动小、噪音低、体小量轻及适合高速运转等优点，所以非常适合微型压缩机的开发。

三角转子压缩机没有润滑油池,它是靠溶于制冷剂中的润滑油随气流运动,在各部的压力差作用下而进人各部件进行润滑。这样能使压缩机在轴线方向上360°的范围内任意安装。这是其它种类的压缩机无法达到的。

压缩机不能与压缩机封装在一个腔体的问题，从而带来的制冷剂与润滑油泄漏的问题。

发明内容

本发明致力于克服现有技术中的前述缺点，并且本发明的技术任务是提供一种微型全封闭式的三角转子压缩机，旨在微重力条件下能够正常运行。

微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：其主要包括；压缩单元,主要组成是压缩腔与三角转子，用于压缩制冷剂与润滑油；微型电机，用于提供压缩制冷剂与润滑油的驱动力，其使用24V直流电源进行驱动；密闭容器，电机外壳与箱体进行焊接用于密封三角转子压缩机与微型电机使之一体化，防止制冷剂与润滑油的泄漏；偏心轴，用于将微型电机的驱动力传递到压缩单元，集微型电机的驱动轴与密封三角转子压缩机的动力输入端于一体；

滚针轴承，与三角转子压缩机的偏心旋转轴通过过赢配合进行固定，偏心旋转轴从滚针轴承穿过，亦可旋转的支撑旋转轴；相位齿轮，包括外齿轮和内齿轮；

主要由所述的微型电机构成压缩机的动力部分，微型电机由定子与转子组成，定子固定在微型电机的外壳内，转子穿过定子，并且转子与定子之间留有间隙；微型电机安装在偏心轴的前端，电机外壳与箱体焊接在一起进行密封构成密封缸体，电机接线柱引出密封缸体外；所述的压缩单元构成运动部分，其包括压缩腔与三角转子，三角转子安装在形成压缩腔的缸体内构成压缩腔；偏心轴穿过三角转子，偏心轴的旋转压缩制冷剂与润滑油的混合物，三角转子构成的三个工作室同时工作；通过6根双头螺栓将前盖、形成压缩腔的缸体、后盖、后外盖进行配合组装；内齿轮装在三角转子的内部，外齿轮固定在后盖上，；内外齿轮配合，且啮合比为3:2,使三角转子发生自转，同时偏心轴带动三角转子进行公转。公转和自转的叠合，使三角转子的运动型线与缸体内部的结构线重合。三角转子压缩机的进气与出气口的位置根据系统排量3.5cc，将进气口布置在微型三角转子压缩机的顶端，出气口布置在微型三角转子压缩机的后外盖上，三角转子压缩机不设吸气阀，在压缩腔的缸体内设有两个吸气孔；微型电机的定子通过平键固定在密闭容器的内侧，将三根接线柱通过绝缘处理引入壳体的外部，转子的主体固定在偏心轴的外侧，转子通过其与定子的电磁相互作用而与偏心旋转轴一起旋转。

三角转子压缩机的旋转轴为偏心轴的，该偏心轴沿着轴线根据每一段的作用可以分为四段；第二段与第四段是偏心轴的支撑段，分别采用单列向心轴承与滚针轴承进行支撑。偏心轴第一段与微型电机相连的部分采用悬臂是系统的供电部分，第三段是偏心设计采用滚针轴承与三角转子相连。本发明的另一个特征在于：其不设有油池与油气分离器。

本发明可以获得如下有益效果：该微型压缩机可以在微重力条件下正常运行，同时全封闭式的设计使润滑油与制冷剂不会发生泄漏。该微型三角转子压缩机由于结构紧凑质量较轻可以运用于微型制冷系统。

附图说明

图1是示出了根据本发明示例性实施例的封闭式三角转子压缩机的剖视图主视图；

图2是示出了根据本发明示例性实施例的封闭式三角转子压缩机的右视图；

图3是本发明三角转子压缩机的前盖图；

图4是三角转子压缩机压缩腔的缸体图；

图5是三角转子压缩机气缸的后盖图；

图6是三角转子压缩机的后外盖图；

图7是三角转子压缩机偏心轴图；

图8三角转子结构图；

图9是三角转子压缩机的工作腔横截面图；

图中：1是电机外壳；2是进气接头；3是固定螺母；4是垫片；5是隔套；6是双头螺栓；7是刮片；8是刮片弹簧；9是三角转子；10是弹性销；11是内齿轮；12是后平衡铁；13是固定螺母；14是压缩机外壳；15固定螺母；16是后外盖；17是后盖；18是外齿轮轴承座；19是缸体；20是偏心轴；21是前盖；22是前平衡铁；23是管接头；24是单向阀；25是螺钉；26是螺母；27是电动机定子；28是电动机转子；29是单列向心轴承；30是螺钉；31、32滚针轴承；33孔用钢丝挡圈；34是组合垫片。

具体实施方式

近年来微型制冷压缩机系统以其体积小、制冷能力强、工质可循环等优点得到了广泛的应用。而微型制冷系统的核心就微型制冷压缩机，本发明实施案例中的微型三角转子压缩机由于不设油池，运行的工况是制冷剂与润滑油互溶的条件下能适应于微重力条件下。而为了防止润滑油与制冷剂的泄漏，本发明中设计制造了密闭容器将压缩机与电机封闭在该密闭容器之中。

压缩机是通过6根双头螺栓将前盖21、缸体19、后盖17、后外盖16进行配合组装。其中压缩机的三角转子9安装在缸体19内构成压缩腔。内齿轮11装在三角转子9的内部，外齿轮轴承座18固定在后盖17上外齿轮18带有齿轮的部分伸出后外盖只是靠近偏心轴20的偏心部分的底端。内外齿轮配合，且啮合比为3:2,是三角转子9发生自转，同时偏心轴20带动三角转子9进行公转。公转和自转的叠合，使三角转子的运动型线与缸体内部的结构线重合。电机安装在前盖之上，电机转轴与压缩机转轴做成一体构成组合偏心轴。通过电机转轴20的旋转带动三角转子压缩机进行旋转，进而压缩压缩腔内的制冷剂与润滑油的混合物。最后将电机外壳1与特制的压缩机外壳14焊接在一起进行密封。电机接线柱引出密封缸体外。

在下文中，将参照附图中示出的三角转子压缩机的实施例来详细描述根据本发明的封闭式三角转子压缩机。

图1是根据本发明实施例的封闭式三角转子压缩机的主视图剖视图，而图2该封闭式压缩机的左视图剖视图。

图1是根据本发明的示例性实施例的封闭式压缩机包括：封闭式容器，该容器是由电机外壳1与压缩机外壳14焊接而成；制冷剂与润滑油的混合物通过进气口2进入气缸内，三角转子9沿其内表面滑动对润滑油与制冷剂进行压缩，三角转子9一边绕自身中心自转，一边又绕气缸中心公转。

图1中1是电机外壳是本发明中全封闭式压缩机的电机部分，电机又包括定子27与转子28，压缩机工作时，由于本发明中电机的轴与压缩机的偏心轴加工成一体的，因此偏心轴20与电机轴按相同的轨迹转动。

图1所示的本发明中的三角转子压缩机采用了两个滚针轴承B7、B8还有一个单列向心轴承B5。由于结构上的限制，滚针轴承B7、B8直接在偏心轴20表面滚动。

图2所示的三角转子压缩机的进气接头2、组合垫片34、以及管接头23，组合垫片34可以起到密封的作用，防止制冷剂泄漏。

本发明中的三角转子压缩机工作腔是由三角转子9、缸体19和端盖组成。图3、图4与图5分别为封闭式三角转子压缩机的前盖21、缸体19、后盖17以及后外盖16。端盖之间通过6个双头螺栓6进行固定，三角转子9组装在缸体19

如图7所示是三角转子示意图，三角转子9通过轴承固定在偏心轴，当偏心轴20转动时带动三角转子9实现公转，三角转子上通过弹性销10将内齿轮11固定，外齿轮轴承座18与内齿轮11进行啮合，因此公转的同时由于内外齿轮的啮合实现三角转子的自转，三角转子9的运动型线是自转与公转运动合成的结果。

偏心轴如图6所示偏心轴20上设计有直径为3.5mm的油孔，润滑油由滚针轴承32进入，然后通过中心孔润滑偏心轴20和冷却三角转子9。

压缩机的冷却方式为风冷，气缸19和端盖,端盖包括前盖21、后盖17、后外盖16用空气冷却，三角转子用润滑油冷却。

电机包括电机定子27和电机转子28，定子27通过平键连接在电机外壳1上，封闭在密闭容器的内部，并且将接线柱通过螺母26与螺钉25安装在电机外壳1的外侧，而转子28通过与定子27的电磁相互作用而旋转。

转子28固定的连接到偏心轴20上以使得偏心轴20旋转。转子28设置在封闭容器的上侧。偏心轴20穿过被固定联接的转子27中心。图9所示为微型封闭式三角转子压缩机的工作腔截面图，偏心轴20带动三角转子9进行转动，从而压缩进入工作腔内的制冷剂与润滑油的混合物。

本发明的三角转子压缩机不设排气阀，通过三角转子的轮廓线控制压缩机的进排气，并根据不同工况要求的压缩比用计算机方法确定了进、排气口的位置。当偏心轴20旋转270°时，三角转子9完成吸气和排气过程。

Claims

1.微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：其主要包括；

压缩单元,主要组成是压缩腔与三角转子，用于压缩制冷剂与润滑油；

微型电机，用于提供压缩制冷剂与润滑油的驱动力，其使用24V直流电源进行驱动；

密闭容器，电机外壳与箱体进行焊接用于密封三角转子压缩机与微型电机使之一体化，防止制冷剂与润滑油的泄漏；

偏心轴，用于将微型电机的驱动力传递到压缩单元，集微型电机的驱动轴与密封三角转子压缩机的动力输入端于一体；

滚针轴承，与三角转子压缩机的偏心轴通过过赢配合进行固定，偏心轴从滚针轴承穿过，亦可旋转的支撑偏心轴；

相位齿轮，包括外齿轮和内齿轮；

主要由所述的微型电机构成压缩机的动力部分，微型电机由定子与转子组成，定子固定在微型电机的外壳内，转子穿过定子，并且转子与定子之间留有间隙；微型电机安装在偏心轴的前端，电机外壳与箱体焊接在一起进行密封构成密封缸体，电机接线柱引出密封缸体外；所述的压缩单元构成运动部分，其包括压缩腔与三角转子，三角转子安装在形成压缩腔的缸体内构成压缩腔；偏心轴穿过三角转子，偏心轴的旋转压缩制冷剂与润滑油的混合物，三角转子构成的三个工作室同时工作；通过6根双头螺栓将前盖、形成压缩腔的缸体、后盖、后外盖进行配合组装；内齿轮装在三角转子的内部，外齿轮固定在后盖上，；内外齿轮配合，且啮合比为3:2,使三角转子发生自转，同时偏心轴带动三角转子进行公转，公转和自转的叠合，使三角转子的运动型线与缸体内部的结构线重合。

2.根据权利1要求的微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：三角转子压缩机的进气与出气口的位置根据系统排量3.5cc，将进气口布置在微型三角转子压缩机的顶端，出气口布置在微型三角转子压缩机的后外盖上，三角转子压缩机不设吸气阀，在压缩腔的缸体内设有两个吸气孔。

3.根据权利要求1所述的微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：其中，微型电机的定子通过平键固定在密闭容器的内侧，将三根接线柱通过绝缘处理引入壳体的外部，转子的主体固定在偏心轴的外侧，转子通过其与定子的电磁相互作用而与偏心旋转轴一起旋转。

4.根据权利1所述的微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：三角转子压缩机的旋转轴为偏心轴的，该偏心轴沿着轴线根据每一段的作用可以分为四段；第二段与第四段是偏心轴的支撑段，分别采用单列向心轴承与滚针轴承进行支撑；偏心轴第一段与微型电机相连的部分采用悬臂是系统的供电部分，第三段是偏心设计采用滚针轴承与三角转子相连。

5.根据权利1所述的微型封闭式三角转子压缩机，其特征在于：其不设有油池与油气分离器。