CN107269531B - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋转式压缩机，包括：泵体组件，其包括由内向外依次套设的曲轴、活塞和气缸，曲轴包括依次相连的第一主轴段、偏心轴段和第二主轴段，曲轴具有两端开口的圆柱形腔体，圆柱形腔体、第一主轴段和第二主轴段同轴；及电机，其位于圆柱形腔体内并与圆柱形腔体同轴设置，电机包括转子和定子，曲轴与转子直接或间接固定相连。本发明提供的旋转式压缩机，通过在曲轴中设置两端开口的圆柱形腔体，并将电机设置其中，实现了电机与泵体组件的镶嵌装配，大大降低了旋转式压缩机的高度，使旋转式压缩机的外形发生较大程度改变，扩大了旋转式压缩机的应用范围，提高了旋转式压缩机的适应性，其在空调上的安装方式也可以随之改变。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种旋转式压缩机。

背景技术

目前市场上的旋转式压缩机的传动结构如图1所示，一般电机20’在上，泵体组件10’在下，电机20’通过曲轴102’带动泵体组件10’压缩，旋转式压缩机1’高度尺寸大，重心高，不利于振动。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出了一种旋转式压缩机。

有鉴于此，根据本发明的第一方面，提供了一种旋转式压缩机，包括：泵体组件，其包括由内向外依次套设的曲轴、活塞和气缸，曲轴包括依次相连的第一主轴段、偏心轴段和第二主轴段，曲轴具有两端开口的圆柱形腔体，圆柱形腔体、第一主轴段和第二主轴段同轴；及电机，其位于圆柱形腔体内并与圆柱形腔体同轴设置，电机包括转子和定子，曲轴与转子直接或间接固定相连。

本发明提供的旋转式压缩机，通过在曲轴中设置两端开口的圆柱形腔体，并将电机设置其中，实现了电机与泵体组件的镶嵌装配，大大降低了旋转式压缩机的高度，可将旋转式压缩机的高度减小一半以上，使旋转式压缩机的外形发生较大程度改变，扩大了旋转式压缩机的应用范围，提高了旋转式压缩机的适应性，其在空调上的安装方式也可以随之改变。为保证电机有足够的安装空间，曲轴采用具有大外径的管状，设计上因气缸的尺寸大、容积大，曲轴的偏心量很小(一般小于1mm)，一方面加工时可用圆形圆管车出偏心轴段和偏心量，便于加工，另一方面，泵体组件转动惯量大，容积变化率小，压缩效率高。曲轴与转子直接或间接固定相连，以随转子同步转动，实现压缩。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的旋转式压缩机，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，泵体组件还包括：第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承分别设置在气缸的顶端和底端，并分别套设在第一主轴段和第二主轴段上；旋转式压缩机还包括：定子辅助传动组件，其同时与定子和第一轴承或第二轴承固定相连。

在该技术方案中，设置定子辅助传动组件以将定子固定连接至轴承上，既为电机提供了固定支撑结构，又有助于保持定子与第一轴承或第二轴承的相对静止，令转子可带动曲轴旋转，确保了电机的工作可靠性。此外，定子不采用热套的固定方式，有利于提高电机性能和降低电磁噪音，从而提高旋转式压缩机的性能，并降低噪音振动。

在上述任一技术方案中，优选地，转子插设在定子中；旋转式压缩机还包括：转子辅助传动组件，其同时与转子和曲轴固定相连。

在该技术方案中，电机采用内转子电机，可实现高转速，有助于提高压缩效率。通过设置转子辅助传动组件，可将内置的转子的转动传递至曲轴，保证曲轴随转子同步转动，确保了旋转式压缩机工作的可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，转子辅助传动组件包括传动轴和传动盘，传动轴固定插设在转子中，传动盘固定套设在传动轴的一端，传动盘固定嵌设在曲轴中。

在该技术方案中，具体限定了转子辅助传动组件的结构。传动轴固定插设在转子中，可随转子同步转动，传动盘设置在传动轴的一端，同时内嵌于曲轴中，既不影响电机的工作，又保证了可靠连接。

在上述任一技术方案中，优选地，传动盘位于传动轴的顶端；定子辅助传动组件包括定子托架和第一固定件，定子托架位于定子的底端，定子托架设有一圈环形凸起，环形凸起朝向定子并与定子焊接固定，第一固定件将定子托架固定在第二轴承上。

在该技术方案中，具体限定了定子辅助传动组件的结构。定子托架设置在定子底部，并通过第一固定件紧固在第二轴承上，既起到了连接作用，又可为定子提供承托，提高了电机的可靠性。传动盘设置在传动轴的顶端，可与定子托架分开设置，充分利用了旋转式压缩机的内部空间。

在上述任一技术方案中，优选地，定子托架设有避让孔，传动轴穿过避让孔；定子辅助传动组件还包括电机轴承和第二固定件，电机轴承位于定子托架背离定子的一侧，电机轴承套设在传动轴上，第二固定件将电机轴承固定在定子托架上。

在该技术方案中，在定子托架与传动轴相对于的位置设置避让孔，可延长传动轴使之穿出定子托架，电机轴承套设在传动轴的穿出部分上，并通过第二固定件与定子托架固定相连，可支撑传动轴，进而为电机提供支撑，进一步降低了电磁噪音，提高了电机性能。

在上述任一技术方案中，优选地，转子套设在定子外，转子与曲轴固定相连。

在该技术方案中，电机为外转子电机。转子与曲轴固定相连，可过盈配合，采用热套的固定方式，也可焊接固定，不必增设转子与曲轴的连接机构，有助于简化旋转式压缩机的内部结构。

在上述任一技术方案中，优选地，第一轴承的外径与内径的差值A大于或等于15mm；和/或第二轴承的外径与内径的差值B大于或等于15mm。

在该技术方案中，第一轴承和第二轴承为曲轴提供了支撑，通过将其厚度限定为15mm以上，既可在尺寸上保证与气缸相接触，使连接可靠，又可保证第一轴承和第二轴承具备组足够的支撑强度。

在上述任一技术方案中，优选地，曲轴的外径与内径的差值C大于或等于3mm；和/或活塞的外径与内径的差值D大于或等于1.2mm；和/或气缸的外径与内径的差值E大于或等于20mm。

在该技术方案中，为容纳电机，曲轴、活塞和气缸都需为大外径的环状结构，通过分别限定曲轴、活塞和气缸的厚度最小值，可以保证曲轴、活塞和气缸具有足够的强度，提高了旋转式压缩机的可靠性。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：外壳，泵体组件和电机位于外壳内；及储液器，位于外壳的顶部，储液器呈环形管状，储液器包括吸气口和排气口，吸气口设置在储液器顶部壁面，排气口设置在储液器的侧壁面。

在该技术方案中，外壳可为泵体组件和电机提供安装和保护空间，使旋转式压缩机具有整体的外观。有别于传统的侧置式桶状储液器，本发明通过将储液器设计为环形管状，并置于外壳的顶部，可令旋转式压缩机整体重量分布更均匀，吸气口的轴线与电机的轴线更靠近，从而降低了旋转式压缩机在运行过程中的回转振动。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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是相关技术中旋转式压缩机的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例中电机设置位置相较于相关技术的改变示意图；

图3是本发明的一个实施例中旋转式压缩机的结构示意图；

图4是本发明的一个实施例中传动轴的主视图；

图5是本发明的一个实施例中传动轴的俯视图；

图6是本发明的一个实施例中传动盘的剖视图；

图7是本发明的一个实施例中传动盘的俯视图；

图8是本发明的一个实施例中曲轴的剖视图；

图9是本发明的一个实施例中曲轴的俯视图；

图10是本发明的一个实施例中气缸的剖视图；

图11是本发明的一个实施例中气缸的俯视图；

图12是本发明的一个实施例中活塞的剖视图；

图13是本发明的一个实施例中活塞的俯视图；

图14是本发明的一个实施例中第一轴承的剖视图；

图15是本发明的一个实施例中第一轴承的俯视图；

图16是本发明的一个实施例中第二轴承的剖视图；

图17是本发明的一个实施例中第二轴承的俯视图；

图18是本发明的一个实施例中定子托架的剖视图；

图19是本发明的一个实施例中定子托架的俯视图；

图20是本发明的另一个实施例中旋转式压缩机的结构示意图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1’旋转式压缩机，10’泵体组件，102’曲轴，电机20’。

图2至图20中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1旋转式压缩机，10泵体组件，102曲轴，1022第一主轴段，1024偏心轴段，1026第二主轴段，104活塞，106气缸，108第一轴承，1082排气阀，110第二轴承，112滑片，20电机，22转子，24定子，30定子辅助传动组件，32定子托架，322环形凸起，324避让孔，34第一固定件，36电机轴承，38第二固定件，40转子辅助传动组件，42传动轴，422台阶轴段，44传动盘，50外壳，60储液器，62吸气口，64排气口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图2至图20描述根据本发明一些实施例所述的旋转式压缩机1。

如图3和图8所示，本发明第一方面的实施例提供了一种旋转式压缩机1，包括：泵体组件10，其包括由内向外依次套设的曲轴102、活塞104和气缸106，曲轴102包括依次相连的第一主轴段1022、偏心轴段1024和第二主轴段1026，曲轴102具有两端开口的圆柱形腔体，圆柱形腔体、第一主轴段1022和第二主轴段1026同轴；及电机20，其位于圆柱形腔体内并与圆柱形腔体同轴设置，电机20包括转子22和定子24，曲轴102与转子22直接或间接固定相连。

本发明提供的旋转式压缩机1，通过在曲轴102中设置两端开口的圆柱形腔体，并将电机20设置其中，如图2所示，从相关技术中电机20’在上，泵体组件10’在下的结构形式转换成了电机20与泵体组件10镶嵌装配的形式，大大降低了旋转式压缩机1的高度，可将旋转式压缩机1的高度减小一半以上，例如对于1.5匹的旋转式压缩机1，其高度约为250mm，采用本发明的结构后可做到100mm左右，使旋转式压缩机1的外形发生较大程度改变，扩大了旋转式压缩机1的应用范围，提高了旋转式压缩机1的适应性，其在空调上的安装方式也可以随之改变。为保证电机20有足够的安装空间，如图8至图11所示，曲轴102和气缸106都采用具有大外径的管状，设计上因气缸106的尺寸大、容积大，曲轴102的偏心量e很小(一般小于1mm)，一方面加工时可用圆形圆管车出偏心轴段1024和偏心量，便于加工，另一方面，泵体组件10转动惯量大，容积变化率小，压缩效率高。曲轴102与转子22直接或间接固定相连，以随转子22同步转动，实现压缩。本发明提供的旋转式压缩机1结构适合定频或变频旋转式压缩机。

如图3和图8所示，在本发明的一个实施例中，优选地，泵体组件10还包括：第一轴承108和第二轴承110，第一轴承108和第二轴承110分别设置在气缸106的顶端和底端，并分别套设在第一主轴段1022和第二主轴段1026上；旋转式压缩机1还包括：定子辅助传动组件30，其同时与定子24和第一轴承108或第二轴承110固定相连。

在该实施例中，设置定子辅助传动组件30以将定子24固定连接至轴承上，既为电机20提供了固定支撑结构，又有助于保持定子24与第一轴承108或第二轴承110的相对静止，令转子22可带动曲轴102旋转，确保了电机20的工作可靠性。此外，定子24不采用热套的固定方式，有利于提高电机20性能和降低电磁噪音，从而提高旋转式压缩机1的性能，并降低噪音振动。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，优选地，转子22插设在定子24中；旋转式压缩机1还包括：转子辅助传动组件40，其同时与转子22和曲轴102固定相连。

在该实施例中，电机20采用内转子电机，可实现高转速，有助于提高压缩效率。通过设置转子辅助传动组件40，可将内置的转子22的转动传递至曲轴102，保证曲轴102随转子22同步转动，确保了旋转式压缩机1工作的可靠性。

如图3至图7所示，在本发明的一个实施例中，优选地，转子辅助传动组件40包括传动轴42和传动盘44，传动轴42固定插设在转子22中，传动盘44固定套设在传动轴42的一端，传动盘44固定嵌设在曲轴102中。

在该实施例中，具体限定了转子辅助传动组件40的结构。传动轴42固定插设在转子22中，可随转子22同步转动，传动盘44设置在传动轴42的一端，同时内嵌于曲轴102中，既不影响电机20的工作，又保证了可靠连接。具体地，传动轴42优选钢管型材或轻质铝合金或高强度塑料等，与传动盘44可螺钉链接或焊接，传动盘44优选冲压件或轻重量的铝合金，与曲轴102可螺钉链接或焊接。优选地，如图3、图6和图7所示，传动盘44上开设有四个对称分布的大尺寸通孔，有助于降低传动盘44的重量，降低传动功耗。

如图3、图18和图19所示，在本发明的一个实施例中，优选地，传动盘44位于传动轴42的顶端；定子辅助传动组件30包括定子托架32和第一固定件34，定子托架32位于定子24的底端，定子托架32设有一圈环形凸起322，环形凸起322朝向定子24并与定子24焊接固定，第一固定件34将定子托架32固定在第二轴承110上。

在该实施例中，具体限定了定子辅助传动组件30的结构。定子托架32设置在定子24底部，并通过第一固定件34紧固在第二轴承110上，既起到了连接作用，又可为定子24提供承托，提高了电机20的可靠性。传动盘44设置在传动轴42的顶端，可与定子托架32分开设置，充分利用了旋转式压缩机1的内部空间。进一步地，如图4所示，在传动轴42的顶端设置台阶轴段422，既有助于传动盘44定位，又可支撑传动盘44，避免传动盘44与曲轴102间的固定失效时下滑，造成电机20损坏。具体地，定子托架32由低碳钢构成，优选冲压件，可焊性好，有助于焊接固定定子24。第二轴承110设置带内螺纹的固定孔，第一固定件34为螺钉。

如图3、图18和图19所示，在本发明的一个实施例中，优选地，定子托架32设有避让孔324，传动轴42穿过避让孔324；定子辅助传动组件30还包括电机轴承36和第二固定件38，电机轴承36位于定子托架32背离定子24的一侧，电机轴承36套设在传动轴42上，第二固定件38将电机轴承36固定在定子托架32上。

在该实施例中，在定子托架32与传动轴42相对于的位置设置避让孔324，可延长传动轴42使之穿出定子托架32，电机轴承36套设在传动轴42的穿出部分上，并通过第二固定件38与定子托架32固定相连，可支撑传动轴42，进而为电机20提供支撑，进一步降低了电磁噪音，提高了电机20性能。具体地，第二固定件38为螺钉，使电机轴承36在水平方向上具有微小的串动范围，有助于调心固定支撑转子22，保证了定子24和转子22的同轴度。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子22套设在定子24外，转子22与曲轴102过盈配合。

在该实施例中，电机20为外转子电机。转子22与曲轴102过盈配合，可采用热套的固定方式，不必增设转子22与曲轴102的连接机构，有助于简化旋转式压缩机1的内部结构。

如图14至图17所示，在本发明的一个实施例中，优选地，第一轴承108的外径与内径的差值A大于或等于15mm；和/或第二轴承110的外径与内径的差值B大于或等于15mm。

在该实施例中，第一轴承108和第二轴承110为曲轴102提供了支撑，通过将其厚度限定为15mm以上，既可在尺寸上保证与气缸106相接触，使连接可靠，又可保证第一轴承108和第二轴承110具备组足够的支撑强度。进一步地，第一轴承108和第二轴承110高度对称，如图15所示，第一轴承108上设置排气阀1082。

如图8、图10和图12所示，在本发明的一个实施例中，优选地，曲轴102的外径与内径的差值C大于或等于3mm；和/或活塞104的外径与内径的差值D大于或等于1.2mm；和/或气缸106的外径与内径的差值E大于或等于20mm。

在该实施例中，为容纳电机20，如图9、图11和图13所示，曲轴102、活塞104和气缸106都需为大外径的环状结构，通过分别限定曲轴102、活塞104和气缸106的厚度最小值，可以保证曲轴102、活塞104和气缸106具有足够的强度，提高了旋转式压缩机1的可靠性。具体地，活塞104由低碳钢、轻质铝合金或高强度塑料等构成。

如图3和图20所示，在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：外壳50，泵体组件10和电机20位于外壳50内；及储液器60，位于外壳50的顶部，储液器60呈环形管状，储液器60包括吸气口62和排气口64，吸气口62设置在储液器60顶部壁面，排气口64设置在储液器60的侧壁面。

在该实施例中，外壳50可为泵体组件10和电机20提供安装和保护空间，使旋转式压缩机1具有整体的外观。有别于传统的侧置式桶状储液器60，本发明通过将储液器60设计为环形管状，并置于外壳50的顶部，可令旋转式压缩机1整体重量分布更均匀，吸气口62的轴线与电机20的轴线更靠近，从而降低了旋转式压缩机1在运行过程中的回转振动。

综上，本发明提出了一种镶嵌装配的旋转式压缩机1，包括外壳50及设置其中的电机20和泵体组件10，泵体组件10包括气缸106、曲轴102、设置于气缸106内的活塞104，设置于气缸106两端的第一轴承108和第二轴承110，及构成吸气腔和压缩腔的滑片112。电机20内置于曲轴102的内腔，电机20为内转子22结构，通过传动轴42和传动盘44带动曲轴102进行压缩。增加定子托架32和电机轴承36，定子24不采用热套的固定方式，有利于降低电磁噪音和提高电机20性能，从而提高旋转式压缩机1的性能和降低噪音振动。这种旋转压缩机成本略有增加，泵体组件10转动惯量大，容积变化率小、压缩效率高，是未来超高效低振动压缩机的一个发展方向。能改变旋转式压缩机1存放空间及空调外机形状，改善旋转式压缩机1散热和空调散热器的散热。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (8)

1.一种旋转式压缩机，其特征在于，包括：

泵体组件，其包括由内向外依次套设的曲轴、活塞和气缸，所述曲轴包括依次相连的第一主轴段、偏心轴段和第二主轴段，所述曲轴具有两端开口的圆柱形腔体，所述圆柱形腔体、所述第一主轴段和所述第二主轴段同轴；及

电机，其位于所述圆柱形腔体内并与所述圆柱形腔体同轴设置，所述电机包括转子和定子，所述曲轴与所述转子直接或间接固定相连；

所述泵体组件还包括：第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承分别设置在所述气缸的顶端和底端，并分别套设在所述第一主轴段和所述第二主轴段上；

所述旋转式压缩机还包括：定子辅助传动组件，其同时与所述定子和所述第一轴承或所述第二轴承固定相连；

所述定子辅助传动组件包括定子托架和第一固定件，所述定子托架位于所述定子的底端，所述定子托架设有一圈环形凸起，所述环形凸起朝向所述定子并与所述定子焊接固定，所述第一固定件将所述定子托架固定在所述第二轴承上；

所述旋转式压缩机还包括：

转子辅助传动组件，其同时与所述转子和所述曲轴固定相连；

所述转子辅助传动组件包括传动轴和传动盘，所述传动轴固定插设在所述转子中，所述传动盘固定套设在所述传动轴的一端，所述传动盘固定嵌设在所述曲轴中。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述转子插设在所述定子中。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述传动盘位于所述传动轴的顶端。

4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述定子托架设有避让孔，所述传动轴穿过所述避让孔；

所述定子辅助传动组件还包括电机轴承和第二固定件，所述电机轴承位于所述定子托架背离所述定子的一侧，所述电机轴承套设在所述传动轴上，所述第二固定件将所述电机轴承固定在所述定子托架上。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述转子套设在所述定子外，所述转子与所述曲轴固定相连。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述第一轴承的外径与内径的差值A大于或等于15mm；和/或

所述第二轴承的外径与内径的差值B大于或等于15mm。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于，

所述曲轴的外径与内径的差值C大于或等于3mm；和/或

所述活塞的外径与内径的差值D大于或等于1.2mm；和/或

所述气缸的外径与内径的差值E大于或等于20mm。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转式压缩机，其特征在于，还包括：

外壳，所述泵体组件和所述电机位于所述外壳内；及

储液器，位于所述外壳的顶部，所述储液器呈环形管状，所述储液器包括吸气口和排气口，所述吸气口设置在所述储液器顶部壁面，所述排气口设置在所述储液器的侧壁面。

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