CN105134594B - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机，包括壳体、电机及压缩机构。电机设在壳体内，电机包括定子和转子，压缩机构与转子相连，压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和消音器，主轴承与气缸组件之间通过至少一个紧固螺钉固定，消音器设在主轴承的远离气缸组件的一侧，消音器与主轴承之间限定出消音腔，消音器上形成有排气口，至少一个紧固螺钉中的与压缩腔的中心轴线之间距离最远的一个与压缩腔的中心轴线之间的距离为R，转子的邻近主轴承的一侧端面与主轴承的与转子的端面相对的表面之间的距离为H，其中V₀＝πR²×H，消音腔的容积为V，其中V、V₀满足：V/V₀≥0.45。根据本发明的旋转式压缩机，可以改善消音器的消音效果。

Description

旋转式压缩机

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。

背景技术

相关技术中，旋转式压缩机主要包括压缩机构、电机、壳体、储液器四部分。其中，压缩机构主要包括气缸、上轴承、下轴承、活塞、曲轴及滑片，为降低排气噪声，通常在上轴承上设置有消音器。

消音器的结构决定了其固有频率，并且各阶模态对应的声压分布不同。旋转式压缩机的噪声成分中，一般认为800Hz-2000Hz的频段的噪声与排气噪声关系较大，且该频段对整个噪声频谱的OA值的贡献量通常是最大的。因此，在旋转式压缩机的消音器优化中，一般优先关注该频段的消音量改善。重点关注一阶模态附近的消音量。

众所周知，消音器的容腔体积越大，消音量越大；另一方面，消音器上的排气口面积越小，消音效果越好。旋转式压缩机的泵体-转子组件中，主轴承非镂空实体的上端面与转子的下端面限定出圆柱形空间，消音器可设计的容积与上述圆柱形空间体积的利用率直接相关。以往设计的消音器，由于需要对紧固螺钉避让，消音器的腔体外轮廓一般设计成花瓣形，势必大大损失了圆柱形空间的利用率，这样设计的消音器容腔较小，带来的消音效果往往不尽如人意。此时，为了尽可能保证消音效果，消音器的排气口面积一般较小，这就使得排气阻力较大，从而影响了压缩机能效。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转式压缩机，该旋转式压缩机噪声低、能效高。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，包括：壳体；电机，所述电机设在所述壳体内，所述电机包括定子和转子；以及压缩机构，所述压缩机构与所述转子相连，所述压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和消音器，所述主轴承和所述副轴承分别设在所述气缸组件的轴向两端，所述气缸组件包括气缸，所述气缸具有压缩腔和沿所述压缩腔的径向延伸的滑片槽，所述主轴承与所述气缸组件之间通过至少一个紧固螺钉固定，所述消音器设在所述主轴承的远离所述气缸组件的一侧，所述消音器与所述主轴承之间限定出消音腔，所述消音器上形成有排气口，其中所述至少一个紧固螺钉中的与所述压缩腔的中心轴线之间距离最远的一个与所述压缩腔的所述中心轴线之间的距离为R，所述转子的邻近所述主轴承的一侧端面与所述主轴承的与所述转子的所述端面相对的表面之间的距离为H，其中V₀＝πR²×H，所述消音腔的容积为V，其中所述V、V₀满足：V/V₀≥0.45。

根据本发明实施例的旋转式压缩机，以主轴承上的紧固螺钉与压缩腔的中心轴线之间的距离为半径R，并以转子的下端面与主轴承的上端面之间的距离为高H，由此形成的圆柱空间的体积V₀＝πR²×H，消音器与主轴承之间限定出消音腔的容积为V，通过使V、V₀满足：V/V₀≥0.45，从而可以改善消音器的消音效果，降低旋转式压缩机的工作噪声，进而可以提升旋转式压缩机的性能。

根据本发明的一些实施例，所述排气口的面积为S，所述S满足：0.06≤S/(πR²)≤0.5。

根据本发明的一些实施例，所述排气口包括在消音器上间隔开设置的第一排气口和第二排气口，所述第一排气口的中心与所述压缩腔的中心的连线与基准平面之间的夹角为α，所述第二排气口的中心与所述压缩腔的中心的连线与所述基准平面之间的夹角为β，所述基准平面为所述压缩腔的中心轴线与所述滑片槽的中心线所构成的平面，其中所述α、β分别满足：35°≤α≤75°，86°≤β≤126°。

进一步地，所述第一排气口和所述第二排气口分别位于所述基准平面的两侧。

根据本发明的一些实施例，所述排气口形成为圆形、椭圆形或多边形。

根据本发明的一些实施例，所述消音器通过卡扣结构连接在所述主轴承上，其中所述卡扣结构包括：卡扣，所述卡扣设在所述消音器和所述主轴承中的其中一个上；和卡槽，所述卡槽形成在所述消音器和所述主轴承中的另一个上，所述卡扣与所述卡槽配合以将所述消音器连接至所述主轴承。

根据本发明的一些实施例，所述消音器的侧壁面形成为圆柱面、圆锥面或阶梯面。

进一步地，当所述消音器的侧壁面形成为圆锥面时，所述消音器被构造成从所述消音器的邻近所述气缸组件的一端朝向邻近所述转子的一端的方向横截面积逐渐增大。

根据本发明的一些实施例，所述消音器与所述主轴承焊接连接成一体。

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

本发明的上述和/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转子的下端面与主轴承的上端面之间的距离H的示意图；

图3是根据本发明实施例的旋转式压缩机的主轴承上的紧固螺钉与压缩腔的中心轴线之间距离R的示意图；

图4是根据本发明实施例的旋转式压缩机的消音器与主轴承的固定方式示意图，其中消音器通过卡扣结构连接在主轴承上；

图5是是图4中A处的放大示意图；

图6是是图4中B处的放大示意图；

图7是根据本发明实施例的旋转式压缩机的消音器的结构示意图；

图8是沿图7中K-K线方向的剖面图，其中消音器的侧壁面形成为圆柱面；

图9是根据本发明另一个实施例的旋转式压缩机的消音器的剖面图，其中消音器的侧壁面形成为阶梯面；

图10是根据本发明再一个实施例的旋转式压缩机的消音器的剖面图，其中消音器的侧壁面形成为圆锥面；

图11是根据本发明另一个实施例的旋转式压缩机的消音器的结构示意图；

图12是根据本发明实施例的旋转式压缩机的消音器的消音量Q与消音腔容积比V/V₀之间的关系示意图；

图13是根据本发明实施例的旋转式压缩机的排气阻力F及消音量Q与消音器的排气口面积比S/(πR²)之间的关系示意图。

附图标记：

旋转式压缩机100，

壳体1，电机2，定子21，转子22，储液器3，主轴承4，气缸5，副轴承6，紧固螺钉7，

消音器8，安装孔81，排气口82，第一排气口821，第二排气口822，消音腔83，卡扣结构9，卡扣91，卡槽92，

标记孔10，中心轴线c1，中心线c2，压缩腔的中心C。

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，仅用于解释本发明，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”、“高度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

下面参考图1-图13详细描述根据本发明实施例的旋转式压缩机100。

如图1-图13所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机100，包括壳体1、电机2及压缩机构。进一步地，上述旋转式压缩机100还进一步包括储液器3。

具体而言，电机2设在壳体1内，电机2包括定子21和转子22，压缩机构与转子22相连，转子22旋转时驱动压缩机构工作。压缩机构包括主轴承4、气缸组件、副轴承6和消音器8，气缸组件与储液器3相连。主轴承4和副轴承6分别设在气缸组件的轴向两端，例如，如图1所示，主轴承4和副轴承6分别设在气缸组件的上端和下端。主轴承4与气缸组件之间通过至少一个紧固螺钉7固定，例如，如图3所示，主轴承4与气缸组件之间通过五个紧固螺钉7固定。气缸组件包括气缸5，气缸5具有压缩腔和沿压缩腔的径向延伸的滑片槽(图未示出)。

可以理解的是，气缸组件可以包括一个气缸5(如图1所示)，也可以包括多个气缸5(图未示出)。当气缸组件包括多个气缸5时，相邻气缸5之间可以用隔板(图未示出)隔开。在本发明下面的描述中以气缸组件包括一个气缸5为例进行说明。

消音器8设在主轴承4的远离气缸组件的一侧。例如，如图1所示，消音器8具有与主轴承4相适配的安装孔81，消音器8通过安装孔81套设在主轴承4的上侧，消音器8用于降低压缩腔内的高压冷媒排出时产生的噪声。消音器8与主轴承4之间限定出消音腔83，从压缩腔内排出的高压冷媒进入消音腔83内，高压冷媒排出时产生的噪声的声波可以在消音腔83内不断反射、折射并相互抵消，由此可以产生消音效果，从而可以降低旋转式压缩机100的工作噪声。消音器8上形成有排气口82，经消音器8消音的高压冷媒从消音器8的排气口82排出。需要说明的是，排气口82可以与消音器8的安装孔81连通(如图7和图11所示)，当然，排气口82也可以不与消音器8的安装孔81连通。

其中，至少一个紧固螺钉7中的与压缩腔的中心轴线c1之间距离最远的一个与压缩腔的中心轴线c1之间的距离为R。例如，参照图3，主轴承4与气缸组件之间的紧固螺钉7为五个，这五个紧固螺钉7分布在以压缩腔的中心C为圆心、并以上述R为半径的圆上，此时紧固螺钉7与压缩腔的中心轴线c1之间的最远距离为R。转子22的邻近主轴承4的一侧端面与主轴承4的与转子22的端面相对的表面之间的距离为H，例如，如图2所示，转子22的下端面与主轴承4的上端面之间的距离为H。由此，在转子22与主轴承4之间形成一个可以看作半径为R、高为H的圆柱形空间(该圆柱形空间可以作为消音腔83的容积大小的一个参考基准，由此便于计算消音腔83容积的相对大小)。

其中，上述圆柱形空间的体积V₀＝πR²×H，消音腔83的容积为V，其中V、V₀满足：V/V₀≥0.45，由此可以使消音腔83具有较大的容积，从而可以进一步改善消音器8的消音效果，进一步降低旋转式压缩机100的工作噪声，进而可以进一步提升旋转式压缩机100的性能。

如图12所示，根据仿真计算，消音器8的消音效果主要与消音腔83的相对容积大小有关，消音腔83的相对容积越大(即V/V₀的值越大)，消音量Q的值就越大，即消音器8的消音效果越好，尤其是在V/V₀≥0.45的范围内，消音器8具有较好的消音效果。

根据本发明实施例的旋转式压缩机100，以主轴承4上的紧固螺钉7与压缩腔的中心轴线c1之间的距离为半径R，并以转子22的下端面与主轴承4的上端面之间的距离为高H，由此形成的圆柱形空间的体积V₀＝πR²×H，消音器8与主轴承4之间限定出消音腔83的容积为V，通过使V、V₀满足：V/V₀≥0.45，从而可以改善消音器8的消音效果，降低旋转式压缩机100的工作噪声，进而可以提升旋转式压缩机100的性能。

根据本发明的一些实施例，如图13所示，排气口82的面积为S，S满足：0.06≤S/(πR²)≤0.5(其中，πR²为上述圆柱形空间的横截面积)，由此可以平衡排气口82的面积大小与消音量Q及排气阻力F之间的关系，即在保证消音器8具有较好的消音效果的同时可以减小排气阻力F。

可选地，排气口82可以形成为圆形、椭圆形或多边形等。例如，如图7和图11所示，排气口82大体形成为矩形，但排气口82的形状不限于上述的形状。

可以理解的是，对于同排量的旋转式压缩机100(即可以理解为上述圆柱形空间的横截面积πR²为定值)，消音器8的排气口82的面积S越小，即S/(πR²)的值越小，消音器8的消音效果越好，但排气阻力F越大；同理，消音器8的排气口82的面积S越大，即S/(πR²)的值越大，排气阻力F越小，但消音器8的消音效果越差。如图13所示，经试验证明，当S/(πR²)＜0.06时，排气阻力F的值明显增加，即排气阻力F较大，不利于旋转式压缩机100的能效；当S/(πR²)＞0.5时，消音量Q的值下降显著，即消音器8消音效果较差。因此，当0.06≤S/(πR²)≤0.5时，在保证消音器8具有较好的消音效果的同时可以减小排气阻力F。

根据本发明的一些实施例，如图7和图11所示，排气口82包括在消音器8上间隔开设置的第一排气口821和第二排气口822，第一排气口821的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面之间的夹角为α，第二排气口822的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面之间的夹角为β，基准平面为压缩腔的中心轴线c1与滑片槽的中心线c2所构成的平面，其中α、β分别满足：35°≤α≤75°，86°≤β≤126°，由此可以使消音器8具有较好的消音效果。其中，消音器8上形成有标记孔10，标记孔10便于消音器8的安装，即可以根据消音器8上的标记孔10将消音器8准确快速地安装到设定位置(也就是使消音器8上的标记孔10的中心与滑片槽的中心线c2对齐)。

需要说明的是，消音器8上的排气口82的位置与消音器8的消音效果密切相关。经过多次试验证实，消音器8的第一排气口821的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面之间的夹角α满足35°≤α≤75°，同时第二排气口822的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面之间的夹角β满足86°≤β≤126°时，消音器8的消音效果比较明显。

进一步地，如图7和图11所示，第一排气口821和第二排气口822分别位于上述基准平面的两侧，由此可以使消音器8具有较好的消音效果。例如，在图7的示例中，第一排气口821位于基准平面的左侧，第二排气口822位于基准平面的右侧；在图11的示例中，第一排气口821位于基准平面的右侧，第二排气口822位于基准平面的左侧。上述第一排气口821与第二排气口822的位置设置均可以使消音器8具有较好的消音效果。

需要说明的是，第一排气口821可以为一个(如图7和图11所示)，也可以为多个(图未示出)；类似地，第二排气口822可以为一个(如图7和图11所示)，也可以为多个(图未示出)。在本申请中对于第一排气口821及第二排气口822的数量不作要求，但当第一排气口和第二排气口均至少为一个时，第一排气口821和第二排气口822的总面积S依然满足0.06≤S/(πR²)≤0.5。另外，当每个第一排气口821的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面的夹角α的角度范围均处在35°≤α≤75°之间，同时每个第二排气口822的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面的夹角β的角度范围均处在86°≤β≤126°之间时，可以使消音器8具有较好的消音效果。

根据本发明的一些可选实施例，如图4-图6所示，消音器8通过卡扣结构9连接在主轴承4上，其中卡扣结构9包括卡扣91和卡槽92。卡扣91设在消音器8和主轴承4中的其中一个上，卡槽92形成在消音器8和主轴承4中的另一个上，卡扣91与卡槽92配合以将消音器8连接至主轴承4，由此可以将消音器8方便且牢靠地固定在主轴承4上。

在图4-图6所示的示例中，卡扣91设在消音器8上，卡槽92形成在主轴承4上，主轴承4上形成的卡槽92可以为环形的卡槽92，由此，通过卡扣91与卡槽92配合，可以将消音器8固定在主轴承4上。

根据本发明的另一些可选实施例，消音器8还可以与主轴承4焊接连接成一体，即消音器8可以通过焊接的方式固定在主轴承4上。

根据本发明的一些实施例，如图8-图9所示，消音器8的侧壁面形成为圆柱面(如图8所示)、圆锥面(如图10所示)或阶梯面(如图9所示)等，但不限于上述的形状。进一步地，如图9所示，当消音器8的侧壁面形成为圆锥面时，消音器8被构造成从消音器8的邻近气缸组件的一端(例如，图9中的下端)朝向邻近转子22的一端(例如，图9中的上端)的方向横截面积逐渐增大。由此，可以更好地利用主轴承4与转子22之间的空间以增大消音腔83的容积，从而可以进一步改善消音器8的消音效果。

下面参考图1、图7-图10详细描述根据本发明多个实施例的旋转式压缩机100。值得理解的是，下述描述只是示例性描述，而不是对本发明的具体限制。

实施例一，

如图1、图7和图8所示，旋转式压缩机100中的消音器8设在主轴承4的上侧，消音器8的侧壁面形成圆柱面，主轴承4上的紧固螺钉7位于消音器8内，消音腔83的容积V满足：V/V₀≥0.45，由此形成的大容腔的消音器8可以起到很好的消音效果。

消音器8上形成有一个第一排气口821和一个第二排气口822，第一排气口821与第二排气口822均为带倒角的矩形，且第一排气口821与第二排气口822均与消音器8的安装孔81连通。第一排气口821位于基准面的左侧，第二排气口822位于基准面的右侧，第一排气口821和第二排气口822的面积之和S满足0.06≤S/(πR²)≤0.5；同时第一排气口821的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面的夹角α满足：35°≤α≤75°，第二排气口822的中心与压缩腔的中心C的连线与基准平面的夹角β满足：86°≤β≤126°，由此在保证较好的消音效果的同时，可以减小排气阻力。

实施例二，

如图7和图9所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：消音器8的侧壁面形成阶梯面。

如图9所示，阶梯面为上大下小的两个圆柱面构成，由此可以更好利用主轴承4与转子22之间的空间以增大消音腔83的容积，从而形成的大容腔的消音器8也可以起到很好的消音效果。

实施例三，

如图7和图10所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：消音器8的侧壁面形成圆锥面。

如图10所示，从消音器8的上端到消音器8的下端的方向上，消音器8的横截面积逐渐增大，由此可以更好利用主轴承4与转子22之间的空间以增大消音腔83的容积，从而形成的大容腔的消音器8也可以起到很好的消音效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

电机，所述电机设在所述壳体内，所述电机包括定子和转子；以及

压缩机构，所述压缩机构与所述转子相连，所述压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和消音器，所述主轴承和所述副轴承分别设在所述气缸组件的轴向两端，所述气缸组件包括气缸，所述气缸具有压缩腔和沿所述压缩腔的径向延伸的滑片槽，所述主轴承与所述气缸组件之间通过至少一个紧固螺钉固定，所述消音器设在所述主轴承的远离所述气缸组件的一侧，所述消音器与所述主轴承之间限定出消音腔，所述消音器上形成有排气口，

其中所述至少一个紧固螺钉中的与所述压缩腔的中心轴线之间距离最远的一个与所述压缩腔的所述中心轴线之间的距离为R，所述转子的邻近所述主轴承的一侧端面与所述主轴承的与所述转子的所述端面相对的表面之间的距离为H，其中V₀＝πR²×H，所述消音腔的容积为V，其中所述V、V₀满足：

V/V₀≥0.45。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述排气口的面积为S，所述S满足：0.06≤S/(πR²)≤0.5。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述排气口包括在消音器上间隔开设置的第一排气口和第二排气口，

所述第一排气口的中心与所述压缩腔的中心的连线与基准平面之间的夹角为α，所述第二排气口的中心与所述压缩腔的中心的连线与所述基准平面之间的夹角为β，所述基准平面为所述压缩腔的中心轴线与所述滑片槽的中心线所构成的平面，其中所述α、β分别满足：35°≤α≤75°，86°≤β≤126°。

4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述第一排气口和所述第二排气口分别位于所述基准平面的两侧。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述排气口形成为圆形、椭圆形或多边形。

6.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述消音器通过卡扣结构连接在所述主轴承上，其中所述卡扣结构包括：

卡扣，所述卡扣设在所述消音器和所述主轴承中的其中一个上；和

卡槽，所述卡槽形成在所述消音器和所述主轴承中的另一个上，所述卡扣与所述卡槽配合以将所述消音器连接至所述主轴承。

7.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述消音器的侧壁面形成为圆柱面、圆锥面或阶梯面。

8.根据权利要求7所述的旋转式压缩机，其特征在于，当所述消音器的侧壁面形成为圆锥面时，所述消音器被构造成从所述消音器的邻近所述气缸组件的一端朝向邻近所述转子的一端的方向横截面积逐渐增大。

9.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述消音器与所述主轴承焊接连接成一体。