CN105090042B - 旋转式压缩机及具有其的冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机及具有其的冷冻循环装置，所述旋转式压缩机包括气缸组件、主轴承和副轴承。主轴承设在气缸组件的顶部，主轴承的内周面上形成有沿主轴承的轴向螺旋延伸的第一供油槽，第一供油槽的轴向角度为θ₁；副轴承设在气缸组件的底部，副轴承的内周面上形成有沿副轴承的轴向螺旋延伸的第二供油槽，第二供油槽的轴向角度为θ₂，其中，θ₁、θ₂满足：θ₁＞θ₂。根据本发明的旋转式压缩机，通过使主轴承上的第一供油槽的轴向角度θ₁与副轴承上的第二供油槽的轴向角度θ₂满足：θ₁＞θ₂，由此可以保证主轴承的供油，从而可以使旋转式压缩机的主轴承获得良好的润滑，进而可以使旋转式压缩机获得高能效。

Description

旋转式压缩机及具有其的冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种旋转式压缩机及具有其的冷冻循环装置。

背景技术

相关技术中的旋转式压缩机是利用活塞安装在曲轴上，在气缸内转动来缩小容积，从而实现冷媒的压缩。旋转式压缩机的压缩组件是由支承在曲轴下部的主轴承和副轴承、主轴承和副轴承之间的至少一个气缸、设在气缸内并与曲轴偏心部连接形成的活塞构成。

该旋转式压缩机的主/副轴承的内周面上设置了供油槽，主轴承比副轴承位置放置得更高。旋转式压缩机运作时，随着曲轴运转，润滑油从主、副轴供油槽对轴承摩擦副进行供油。由于通常主轴承的高度H比副轴承的高度h要高，同时曲轴在运行过程中发生弯曲变形，主轴承的内径供油比副轴承的内径供油更困难。传统的结构设计为主、副轴承的油槽螺距相同，油槽半径和深度相同，通过加大油槽截面积来提高主、副轴承的供油能力。

冷冻机油在供油槽上流动，给摩擦副润滑的同时带走摩擦热，防止摩擦副磨损、烧结。由于主、副轴承的供油均来自曲轴中心孔，如果副轴承的供油能力比主轴承的大，将进一步减弱主轴承的供油能力。由于副轴承的高度h小于主轴承的高度H，副轴承的摩擦面积小于主轴承的摩擦面积，所以副轴承的摩擦热小于主轴承的摩擦热，副轴承摩擦副需要的供油量比主轴承摩擦副需要的供油量小。然而，主轴承摩擦副需要的供油量过大的话，会加大冷冻机油从主轴承上端流出，与周围的冷媒混合，加大了冷冻机油随冷媒排出压缩机机率，从而降低了旋转式压缩机的制冷量，旋转式压缩机性能降低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机润滑良好、能效高。

本发明的另一个目的在于提出一种具有上述旋转式压缩机的冷冻循环装置。

根据本发明第一方面实施例的旋转式压缩机，包括：气缸组件；主轴承，所述主轴承设在所述气缸组件的顶部，所述主轴承的内周面上形成有沿所述主轴承的轴向螺旋延伸的第一供油槽，所述第一供油槽的轴向角度为θ₁；以及副轴承，所述副轴承设在所述气缸组件的底部，所述副轴承的内周面上形成有沿所述副轴承的轴向螺旋延伸的第二供油槽，所述第二供油槽的轴向角度为θ₂，其中，所述θ₁、θ₂满足：θ₁＞θ₂。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过使主轴承上的第一供油槽的轴向角度θ₁与副轴承上的第二供油槽的轴向角度θ₂满足：θ₁＞θ₂，由此可以保证主轴承的供油，从而可以使旋转式压缩机的主轴承获得良好的润滑，进而可以使旋转式压缩机获得高能效。

根据本发明的一些实施例，所述主轴承的内周面的面积为S₁，所述副轴承的内周面的面积为S₂，所述S₁、S₂满足：2.15≤S₁/S₂≤3.6。

根据本发明的一些实施例，所述θ₁进一步满足：15°≤θ₁≤30°。

根据本发明的一些实施例，所述主轴承的底面上形成有第一凹槽，所述第一凹槽邻近所述主轴承的内周壁设置。

可选地，所述第一凹槽形成为环形。

根据本发明的一些实施例，所述副轴承的顶面上形成有第二凹槽，所述第二凹槽邻近所述副轴承的内周壁设置。

根据本发明的一些实施例，所述气缸组件包括一个气缸。

根据本发明的另一些实施例，所述气缸组件包括多个气缸，相邻两个所述气缸之间设有隔板。

根据本发明第二方面实施例的冷冻循环装置，包括根据本发明上述第一方面实施例的旋转式压缩机。

根据本发明实施例的冷冻循环装置，通过设有上述的旋转式压缩机，可以提高冷冻循环装置的性能。

附图说明

图1是根据本发明实施例的旋转式压缩机的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的旋转式压缩机的主轴承的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的旋转式压缩机的副轴承的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的旋转式压缩机的S₁/S₂与COP(Coefficient ofPerformance，能效比)的关系示意图；

图5是根据本发明实施例的旋转式压缩机的第一供油槽的轴向角度θ₁与COP(Coefficient of Performance，能效比)的关系示意图。

附图标记：

主轴承1，第一供油槽11，第一凹槽12，

副轴承2，第二供油槽21，第二凹槽22，

气缸3，壳体4，电机5，曲轴6。

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。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”、“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的旋转式压缩机。

如图1-图3所示，根据本发明第一方面实施例的旋转式压缩机，包括气缸组件、主轴承1和副轴承2。

如图1所示，该旋转式压缩机还包括壳体4、电机5及曲轴6。具体而言，气缸组件、主轴承1、副轴承2、电机5及曲轴6均设在壳体4内，主轴承1设在气缸组件的顶部，副轴承2设在气缸组件的底部，电机5位于主轴承1的上部。曲轴6的上端与电机5相连，曲轴6的下端依次贯穿主轴承1、气缸组件及副轴承2，电机5驱动曲轴6转动以使旋转式压缩机进行工作。可以理解的是，气缸组件可以包括一个气缸3(如图1所示)，也可以包括多个气缸3(图未示出)。当气缸组件包括多个气缸3时，相邻的两个气缸3之间设有隔板(图未示出)以将相邻的气缸3隔开。

其中，在旋转式压缩机工作时，主轴承1的内周面与曲轴6的外周面形成第一摩擦副，副轴承2的内周面与曲轴6的外周面形成第二摩擦副。如图2所示，主轴承1的内周面上形成有沿主轴承1的轴向螺旋延伸的第一供油槽11，第一供油槽11用于对第一摩擦副供油，第一供油槽11内流动的润滑油在对第一摩擦副进行润滑的同时可以带走第一摩擦副所产生的热量，由此可以防止第一摩擦副磨损、烧结。其中，第一供油槽11的轴向角度为θ₁(第一供油槽11的轴向角度θ₁为第一供油槽11在主轴承1的轴向平面上的投影的中心线与主轴承1的中心轴线之间的夹角)。

如图3所示，副轴承2的内周面上形成有沿主轴承1的轴向螺旋延伸的第二供油槽21，第二供油槽21用于对第二摩擦副进行供油，第二供油槽21内流动的油在对第二摩擦副进行润滑的同时可以带走第二摩擦副所产生的热量，由此可以防止第二摩擦副磨损、烧结，第二供油槽21的轴向角度为θ₂(第二供油槽21的轴向角度θ₂为第二供油槽21在副轴承2的轴向平面上的投影图形的中心线与副轴承2的中心轴线的夹角)，其中，θ₁、θ₂满足：θ₁＞θ₂，由此，可以保证主轴承1的供油，从而可以使旋转式压缩机的主轴承1获得良好的润滑，进而可以使旋转式压缩机获得高能效。

在图2和图3所示的示例中，主轴承1及副轴承2的内径分别为D、d，第一供油槽11及第二供油槽21的螺距分别为M、m(图未示出)，主轴承1上的第一供油槽11的轴向角度θ₁＝360°*arctan(πD/M)/(2π)，副轴承2上的第二供油槽21的轴向角度θ₂＝360°*arctan(πd/m)/(2π)，要使θ₁、θ₂满足：θ₁＞θ₂，即要使D/M＞d/m，由此可以保证主轴承1的供油，从而可以使旋转式压缩机的主轴承1获得良好的润滑。例如，主轴承1及副轴承2的内径值分别为D＝21mm、d＝18mm，第一供油槽11及第二供油槽21的螺距值分别为M＝180mm、m＝160mm，根据上述θ₁、θ₂的计算公式可以计算出第一供油槽11的轴向角度θ₁＝20.13°、第二供油槽21的轴向角度θ₂＝19.4°，满足θ₁＞θ₂，也就是说，上述例子中设置的主轴承1及副轴承2的内径值与第一供油槽11及第二供油槽21的螺距值是满足要求的，即可以保证主轴承1的供油。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，通过使主轴承1上的第一供油槽11的轴向角度θ₁与副轴承2上的第二供油槽21的轴向角度θ₂满足：θ₁＞θ₂，由此可以保证主轴承1的供油，从而可以使旋转式压缩机的主轴承1获得良好的润滑，进而可以使旋转式压缩机获得高能效。

根据本发明的一些实施例，主轴承1的内周面的面积为S₁，副轴承2的内周面的面积为S₂，S₁、S₂满足：2.15≤S₁/S₂≤3.6(如图4所示，a的范围为S₁/S₂值的较优范围)，由此在保证主轴承1和副轴承2的支撑刚度的同时，也保证了主轴承1的供油，从而可以使旋转式压缩机获得高能效。

在图2和图3所示的示例中，主轴承1及副轴承2的内径分别为D、d，主轴承1及副轴承2的高度分别为H、h，主轴承1的内周面的面积S₁＝πDH，副轴承2的内周面的面积S₂＝πdh，则S₁/S₂＝DH/dh。例如，当主轴承1及副轴承2的高度值分别设置为H＝65mm、h＝25mm，主轴承1及副轴承2的内径值分别设置为D＝21mm、d＝18mm，由此可以计算出S₁/S₂＝3.03，满足2.15≤S₁/S₂≤3.6，也就是说，上述例子中设置的主轴承1及副轴承2的高度值、主轴承1及副轴承2的内径值，可以在保证主轴承1和副轴承2的支撑刚度的同时也保证了主轴承1的供油。

根据本发明的一些实施例，第一供油槽11的轴向角度θ₁进一步满足：15°≤θ₁≤30°(如图5所示，b的范围为第一供油槽11的轴向角度θ₁值的较优范围)，由此可以使旋转式压缩机的主轴承1获得良好的润滑性，从而可以使旋转式压缩机的性能系数处于较优的水平。

根据本发明的一些实施例，如图2所示，主轴承1的底面上形成有第一凹槽12，第一凹槽12邻近主轴承1的内周壁设置，由此可以改善局部面压。可选地，第一凹槽12形成为环形，但不限于上述形状。

根据本发明的一些实施例，如图3所示，副轴承2的顶面上形成有第二凹槽22，第二凹槽22邻近副轴承2的内周壁设置，由此可以改善局部面压。可选地，第二凹槽22形成为环形，但不限于上述形状。

根据本发明第二方面实施例的冷冻循环装置，包括根据本发明上述第一方面实施例的旋转式压缩机。

根据本发明实施例的冷冻循环装置，通过设有上述的旋转式压缩机，可以提高冷冻循环装置的性能。

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，对上述术语的示意性表述不必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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，上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本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

气缸组件；

主轴承，所述主轴承设在所述气缸组件的顶部，所述主轴承的内周面上形成有沿所述主轴承的轴向螺旋延伸的第一供油槽，所述第一供油槽的轴向角度为θ₁；以及

副轴承，所述副轴承设在所述气缸组件的底部，所述副轴承的内周面上形成有沿所述副轴承的轴向螺旋延伸的第二供油槽，所述第二供油槽的轴向角度为θ₂，其中，所述θ₁、θ₂满足：θ₁＞θ₂。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述主轴承的内周面的面积为S₁，所述副轴承的内周面的面积为S₂，所述S₁、S₂满足：2.15≤S₁/S₂≤3.6。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述θ₁进一步满足：15°≤θ₁≤30°。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述主轴承的底面上形成有第一凹槽，所述第一凹槽邻近所述主轴承的内周壁设置。

5.根据权利要求4所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述第一凹槽形成为环形。

6.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述副轴承的顶面上形成有第二凹槽，所述第二凹槽邻近所述副轴承的内周壁设置。

7.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括一个气缸。

8.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括多个气缸，相邻两个所述气缸之间设有隔板。

9.一种冷冻循环装置，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的旋转式压缩机。