CN105156297A - 一种高效节能半封闭式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效节能半封闭式制冷压缩机，属于制冷设备领域，包括压缩机机体，该压缩机机体包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；所述内置电机腔与吸气组件分隔设置，所述内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，所述吸气组件内设有吸气通道，所述传动组件包括输入轴，该输入轴与所述永磁同步变频电机的电机轴同轴；所述永磁同步变频电机还包括定子及转子，该转子与电机轴固定连接。这种结构的制冷压缩机能够提高电机的运行效率，起到节能的作用，且其内部结构设计紧凑、合理，使电机使用寿命更长；压缩机自带变频控制器，采用整体设计、制造，对制冷压缩机的运行参数进行检测跟踪，实现了制冷压缩机的高效节能运行、智能控制与保护。

Description

一种高效节能半封闭式制冷压缩机

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，具体而言，涉及一种高效节能半封闭式制冷压缩机。

背景技术

半封闭式制冷压缩机多为活塞式或螺杆式，现有的半封闭式制冷压缩机中均采用内置式异步电机，以达到压缩机驱动的目的。这种结构的半封闭式制冷压缩机为当今市场主流产品，能够起到不错的压缩制冷效果，近年来带动着整个制冷行业的发展。

但是在这种半封闭式制冷压缩机中，由于压缩机工况的变化，所需电机功率也是变化的，为了满足压缩机各工况的运行，电机配置功率必须按该压缩机最大轴功率工况进行配置，以确保压缩机在各工况下的正常运行。而往往压缩机实际运行工况的所需轴功率较小，因此，一般压缩机的电机均在额定负荷的30～60％之间运行，这极大的降低了内置异步电机的运行效率。同时，异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转速差，导致其调速性能较差、功率因数较低、轻载时效率低。

这些问题的存在制约着整个制冷设备行业的发展，不及时解决，会导致严重的能耗浪费，以严重不适应国家的节能减排的发展要求。

发明内容

本发明提供了一种高效节能半封闭式制冷压缩机，旨在解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种高效节能半封闭式制冷压缩机，包括压缩机机体，该压缩机机体包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；所述内置电机腔与吸气组件分隔设置，所述内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，所述吸气组件内设有吸气通道，所述传动组件包括输入轴，该输入轴与所述永磁同步变频电机的电机轴同轴；所述永磁同步变频电机还包括定子及转子，该转子与电机轴同轴，所述定子的两端连接有端盖，其中一个端盖为封闭式，另一个端盖上开设有通孔，两个端盖将所述转子罩设于定子内部，所述电机轴远离转子的一端穿过所述通孔。

或压缩机机械传动部分和吸气通道，与压缩机自带的永磁同步电机分离，确保压缩机磨损铁质粉末和制冷系统的铁质粉末，不会进入电机腔。这种制冷压缩机具有高效、节能的特性，且安全性较高，能够提高其使用寿命。

进一步地，所述永磁同步变频电机连接有变频控制器，该变频控制器设于压缩机机体的外侧，且所述变频控制器与压缩机机体为一体式结构。

通过变频控制器能够控制永磁同步变频电机工作。在这种制冷压缩机中变频控制器与压缩机机体一体式设计，具有方便安装及使用的优点，还能确保变频控制器具有良好的冷却效果和防潮能力；还具有良好的抗电磁干扰能力。使用时用户只要将制冷系统的压力信号或冷却物的温度信号，反馈至压缩机变频控制器，即能轻易的实现制冷压缩机的自动加载或减载，并保证压缩机电机运行在最佳节能状态下的所需能量输出。压缩机根据制冷系统的负荷变化，自动确定压缩机的运转速度，以确保压缩机电机一直处于高效节能状态下运行，以达到节能的目的，

为了确保永磁同步变频电机的稳定工作，我们特意为电机设计了良好的冷却结构。本电机外壳采用双层结构设计，可以在此夹层中，喷制冷剂(或通过吸气冷却电机)，或采用通入冷冻油或常温水以达到冷却电机的目的。

进一步地，所述永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有冷却油或常温水。进一步地，所述永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有制冷剂。

制冷剂在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。通过制冷剂的制冷作用能够达到降温的作用。

进一步地，所述压缩机机体内部包括油池，该油池的底部固定有永磁铁。

通过设置在油池内的永磁铁对铁磁性物质进行吸附，可以防止这些铁磁性物质进一步移动而进入内置电机腔，起到保护永磁同步变频电机的作用。

进一步地，所述吸气通道上设有过滤装置，该过滤装置包括网状过滤件及磁性吸附件。

网状过滤件能够过滤掉空气中大颗粒的杂质，起到保护设备内部结构的作用。磁性吸附件可以吸附铁磁性物质。这种结构的过滤装置设置在吸气通道上能够进一步降低系统金属粉末和铁磁性物质进入压缩机的可能性。

进一步地，所述磁性吸附件用强磁材料制成。

进一步地，所述磁性吸附件用钕铁硼制成。目前所知的材料中钕铁硼是所有磁铁中磁力最强的。根据钕铁硼的配方各成分的比例不同，磁力可提高，可降低。

进一步地，所述传动组件包括阳转子及阴转子，所述阳转子及阴转子均为螺杆结构，阳转子与所述电机轴同轴，阳转子及阴转子相互啮合。

进一步地，所述传动组件包括与电机轴连接的曲轴，该曲轴上间隔设置两组传动机构，第一组传动机构包括依次相连的第一连杆、活塞销及活塞，第二组传动机构包括依次相连的第二连杆、活塞销及活塞；所述第一连杆及第二连杆均与曲轴连接。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的高效节能半封闭式制冷压缩机，至少具有如下优点：

1)由于将永磁同步变频电机引入了制冷压缩机，大大提高了压缩机电机的运行效率；

2)压缩机在能量调节状态下，无论是在满载、减载或轻载情况下，均能保证压缩机电机处于节能高效状态下工作；

3)压缩机机体和变频控制器采用整体设计和制造，方便用户选型设计、安装、调试；

4)本压缩机的变频控制器集压缩机制冷量调节、变频控制、压缩机电机保护和压缩机运行参数控制于一体，能显示、记录压缩机，在运行过程中的各种运行参数，能充分保障压缩机的安全、高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的高效节能半封闭式制冷压缩机为活塞式的剖视图；

图2是本发明实施方式提供的高效节能半封闭式制冷压缩机为螺杆式的剖视图。

图中标记分别为：

压缩机机体1；

过滤装置2；

定子3；

转子4；

变频控制器5；

永磁铁6。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

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设备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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1及图2

本实施方式提供的高效节能半封闭式制冷压缩机，包括压缩机机体1，该压缩机机体1包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；内置电机腔与吸气组件分隔设置，内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，吸气组件内设有吸气通道，传动组件包括输入轴，该输入轴与永磁同步变频电机的电机轴同轴。

具体地，永磁同步变频电机还包括定子3及转子4，该转子4与电机轴固定连接，定子3的两端连接有端盖，其中一个端盖为封闭式，另一个端盖上开设有通孔，两个端盖将转子4罩设于定子3内部，电机轴远离转子4的一端穿过通孔。

这种高效节能半封闭式制冷压缩机主要用于制冷压缩，可以简称为制冷压缩机或者压缩机。压缩机机体1为其主要结构件，压缩机机体1的具体结构为现有，本领域技术人员可以根据实际情况进行设计或者选用。

内置电机腔设于压缩机机体1外部或者内部，内置电机腔内部为空腔结构，用于容纳及放置永磁同步变频电机。

与电励磁电机相比，永磁电机特别是稀土永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。

永磁同步电机是一种同步电机，区别于异步电机。永磁同步变频电机为变频电机，采用永磁同步变频电机能够提高制冷压缩机的运行效率与运行稳定性。可以对制冷压缩机实现卸载或能量调节，并保证在减载或者加载状态下电机效率均处于最佳状态，以达到节能高效运行的目的。

吸气组件与内置电机腔分隔设置，在吸气组件中设有吸气通道，用于使压缩机机体1吸收外界气体。吸气组件及内置电机腔的这种设计方式使吸气通道与永磁同步变频电机分开设置，二者互不影响。在吸气通道吸气的过程中，气体内含有的金属粉尘或者微粒不能够进入内置电机腔，也就不会进入永磁同步变频电机内部影响电机的工作。由于永磁同步变频电机内部具有磁场，因此尤其需要防止包括金属粉尘等磁性材料进入永磁同步变频电机内部，影响工作。

传动组件包括输入轴，输入轴与永磁同步变频电机的电机轴固定连接，起到动力传递的作用。

永磁同步变频电机包括电机轴、定子3及转子4，定子3通过两端的端盖将转子4罩设于其内部，使永磁同步变频电机形成了半封闭式空间，进一步避免金属粉尘或微粒进入定子3与转子4之间的间隙内，避免永磁同步变频电机造成损坏，进一步保证了其安全性。

因此，这种制冷压缩机具有高效、节能的特性，且安全性较高，能够提高其使用寿命。

进一步地，永磁同步变频电机连接有变频控制器5，该变频控制器5设于压缩机机体1的外侧，且变频控制器5与压缩机机体1为一体式结构。

通过变频控制器5能够控制永磁同步变频电机工作。在这种制冷压缩机中变频控制器5与压缩机机体1一体式设计，具有方便安装及使用的优点，还能确保变频控制器5具有良好的冷却效果和防潮能力；还具有良好的抗电磁干扰能力。使用时用户只要将制冷系统的压力信号或冷却物的温度信号，反馈至压缩机机体1，即能轻易的实现制冷压缩机的自动加载或减载，并保证压缩机电机运行在最佳节能状态下的所需能量输出。

这种结构的制冷压缩机中，永磁同步变频电机装在内置电机腔里，其制冷方式可以有多种，例如可以是这样：所述永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有冷却油或常温水。通过冷却油能够实现永磁同步变频电机的冷却。

或者是这样来实现制冷：永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有制冷剂。制冷剂在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气。通过制冷剂的制冷作用能够达到降温的作用。冷却结构的夹层内还可以通入常温水进行冷却，还可以通过冷却电机通入冷却气流进行冷却。

进一步地，压缩机机体1内部包括油池，该油池的侧壁固定有永磁铁6。压缩机机体1内部的传动组件在运行时需要润滑，润滑油填充在油池里。在压缩机机体1工作过程中由于摩擦等因素会导致设备内铁磁性物质掉下来，经过传动组件及润滑油的作用会进入油池，通过设置在油池内的永磁铁6对铁磁性物质进行吸附，可以防止这些铁磁性物质进一步移动而进入内置电机腔，起到保护永磁同步变频电机的作用。

为进一步增强铁磁性物质的吸附问题，在吸气通道上设有过滤装置2，该过滤装置2包括网状过滤件及磁性吸附件。

网状过滤件能够过滤掉空气中大颗粒的杂质，起到保护设备内部结构的作用。磁性吸附件可以吸附铁磁性物质。这种结构的过滤装置2设置在吸气通道上能够进一步降低系统金属粉末和铁磁性物质进入压缩机的可能性。

网状过滤件可以是滤网结构。磁性吸附件可以设置在网状过滤件的内侧或外侧。优选地，磁性吸附件为环形结构，与吸气通道同轴设置，这样能够起到更好的吸附作用。

优选地，磁性吸附件用强磁材料制成。强磁材料即磁性很强的材料，目前所知的材料中钕铁硼是所有磁铁中磁力最强的。根据钕铁硼的配方各成分的比例不同，磁力可提高，可降低。此处的磁性吸附件优选采用钕铁硼制成。

制冷压缩机可以是活塞式或者螺杆式，也可以是其他结构形式。当制冷压缩机为螺杆式时其内部结构可以这样设计：传动组件包括阳转子4及阴转子4，阳转子4及阴转子4均为螺杆结构，阳转子4与电机轴固定连接，阳转子4及阴转子4相互啮合。

通过永磁同步变频电机带动阳转子4转动，进而带动阴转子4转动，通过一系列的传动组合能够完成其工作。

当制冷压缩机为活塞式时其内部结构可以这样设计：传动组件包括与电机轴连接的曲轴，该曲轴上间隔设置两组传动机构，第一组传动机构包括依次相连的第一连杆、活塞销及活塞，第二组传动机构包括依次相连的第二连杆、活塞销及活塞；第一连杆及第二连杆均与曲轴连接。

永磁同步变频电机带动曲轴转动，曲轴通过第一连杆带动第一组传动机构运动，曲轴通过第二连杆带动第二组传动机构运动。

为清楚说明本发明，本实施方式中列举了一些具体的实施例：

实施例1

一种高效节能半封闭式制冷压缩机，包括压缩机机体1，该压缩机机体1包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；内置电机腔与吸气组件分隔设置，内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，吸气组件内设有吸气通道，传动组件包括输入轴，该输入轴与永磁同步变频电机的电机轴固定连接；永磁同步变频电机还包括定子3及转子4，该转子4与电机轴固定连接，定子3的两端连接有端盖，其中一个端盖为封闭式，另一个端盖上开设有通孔，两个端盖将转子4罩设于定子3内部，电机轴远离转子4的一端穿过通孔。

永磁同步变频电机连接有变频控制器5，该变频控制器5设于压缩机机体1的外侧，且变频控制器5与压缩机机体1为一体式结构。压缩机机体1上还设有电机风扇，该电机风扇位于内置电机腔的外侧。

压缩机机体1内部包括油池，该油池的底部固定有永磁铁6。吸气通道上设有过滤装置2，该过滤装置2包括网状过滤件及磁性吸附件。磁性吸附件用钕铁硼制成。

传动组件包括阳转子4及阴转子4，阳转子4及阴转子4均为螺杆结构，阳转子4与电机轴固定连接，阳转子4及阴转子4相互啮合。

实施例2

一种高效节能半封闭式制冷压缩机，包括压缩机机体1，该压缩机机体1包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；内置电机腔与吸气组件分隔设置，内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，吸气组件内设有吸气通道，传动组件包括输入轴，该输入轴与永磁同步变频电机的电机轴固定连接；永磁同步变频电机还包括定子3及转子4，该转子4与电机轴固定连接，定子3的两端连接有端盖，其中一个端盖为封闭式，另一个端盖上开设有通孔，两个端盖将转子4罩设于定子3内部，电机轴远离转子4的一端穿过通孔。

永磁同步变频电机连接有变频控制器5，该变频控制器5设于压缩机机体1的外侧，且变频控制器5与压缩机机体1为一体式结构。永磁同步变频电机的外侧设有制冷机构，该制冷机构内含有制冷剂。

压缩机机体1内部包括油池，该油池的侧壁固定有永磁铁6。吸气通道上设有过滤装置2，该过滤装置2包括网状过滤件及磁性吸附件。磁性吸附件用钕铁硼制成。

传动组件包括与电机轴连接的曲轴，该曲轴上间隔设置两组传动机构，第一组传动机构包括依次相连的第一连杆、活塞销及活塞，第二组传动机构包括依次相连的第二连杆、活塞销及活塞；第一连杆及第二连杆均与曲轴连接。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，包括压缩机机体，该压缩机机体包括内置电机腔、吸气组件及传动组件；所述内置电机腔与吸气组件分隔设置，所述内置电机腔的内部设有永磁同步变频电机，所述吸气组件内设有吸气通道，所述传动组件包括输入轴，该输入轴与所述永磁同步变频电机的电机轴同轴；所述永磁同步变频电机还包括定子及转子，该转子与电机轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述永磁同步变频电机连接有变频控制器，该变频控制器设于压缩机机体的外侧，且所述变频控制器与压缩机机体为一体式结构设计。

3.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有冷却油或常温水。

4.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述永磁同步变频电机的外侧设有冷却结构，该冷却结构为双层结构，其夹层内通有制冷剂。

5.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述压缩机机体内部包括油池，该油池的底部固定有永磁铁。

6.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述吸气通道上设有过滤装置，该过滤装置包括网状过滤件及磁性吸附件。

7.根据权利要求6所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述磁性吸附件用强磁材料制成。

8.根据权利要求7所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述磁性吸附件用钕铁硼制成。

9.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述传动组件包括阳转子及阴转子，所述阳转子及阴转子均为螺杆结构，阳转子与所述电机轴同轴，阳转子及阴转子相互啮合。

10.根据权利要求1所述的高效节能半封闭式制冷压缩机，其特征在于，所述传动组件包括与电机轴连接的曲轴，该曲轴上间隔设置两组传动机构，第一组传动机构包括依次相连的第一连杆、活塞销及活塞，第二组传动机构包括依次相连的第二连杆、活塞销及活塞；所述第一连杆及第二连杆均与曲轴连接。