CN107387415B - 旋转式压缩机及制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式压缩机及制冷设备，所述旋转式压缩机包括壳体、电机和压缩机构。电机设在壳体内，电机包括定子和可转动地设在定子内的转子，转子的转子铁芯具有中心孔，转子铁芯在中心孔的一端形成扩孔。压缩机构设在壳体内，压缩机构包括主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，主轴承具有伸入到扩孔内的轴颈，轴颈伸入到转子铁芯内的长度为L0满足：0.1≤L0/L≤0.8，其中，L为转子铁芯的轴向尺寸。本发明实施例的旋转式压缩机，降低了曲轴和转子铁芯的摆动幅度，提升了压缩机的工作可靠性，且旋转式压缩机的结构简单，便于批量化生产。

Description

旋转式压缩机及制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，尤其涉及一种旋转式压缩机及制冷设备。

背景技术

基于高效化的目的，旋转式压缩机的电机高度逐步加大，曲轴的轴径逐步减小。这样虽然可以提高压缩机工作效率，但是压缩机运转时，曲轴和电机转子一起摆动的幅度较大，会引起定子和转子之间产生擦碰。此外，由于曲轴的摆动，导致曲轴与压缩组件之间的磨耗增大，最终导致旋转式压缩机的可靠性变差。为改善此状况，国内外陆续有相关双支撑装配方案的专利和文献出现。即除在位于电机的下端的压缩组件上设置支撑外，还在电机的上端设置另一支撑。采用这种双支撑结构，虽然可以降低曲轴和电机转子的摆动幅度。但是电机上端的支撑轴承对心难度大，成本高，制造困难，难以实施量产化生产。

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，本发明提出一种旋转式压缩机，所述旋转式压缩机的结构简单，在曲轴的轴径减小的情况下，可以减小曲轴和电机转子一起摆动的幅度，便于量产化生产。

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可转动地设在所述定子内的转子，所述转子的转子铁芯具有中心孔，所述转子铁芯在所述中心孔的一端形成扩孔；压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括：主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，所述主轴承和所述副轴承配合在所述气缸组件的轴向两端，且所述主轴承位于所述气缸组件的朝向所述电机的一侧，所述曲轴依次穿设在所述副轴承、所述气缸组件、所述主轴承上并配合在所述转子铁芯的所述中心孔内；其中，所述主轴承具有伸入到所述扩孔内的轴颈，所述轴颈伸入到所述转子铁芯内的长度为L0满足：0.1≤L0/L≤0.8，其中，L为所述转子铁芯的轴向尺寸。

本发明实施例的旋转式压缩机，由于转子铁芯在中心孔的一端形成扩孔且主轴承伸入到扩孔的轴颈中，增加了主轴承与曲轴的接触面积，降低了曲轴和转子铁芯的摆动幅度，提升了旋转式压缩机的工作可靠性，且旋转式压缩机的结构简单，便于批量化生产。

在一些实施例中，所述轴颈伸入到所述转子铁芯内的长度为L0满足：0.2≤L0/L≤0.5。

在一些实施例中，所述曲轴的直径为d，所述转子的外径为D，d与D满足：3.4≤D/d≤4.2。

在一些实施例中，所述扩孔为圆孔，所述扩孔的直径为d1，所述曲轴的直径为d，所述转子的外径为D，d1与d、D满足：D/d1≥1.8，且d1-d-2t≥0.5mm，其中t为所述轴颈伸入到所述转子铁芯内部分的最大壁厚。

在一些实施例中，所述定子的内周壁与所述转子的外周壁之间的间隙δ满足：0.2mm≤δ≤0.55mm。

在一些实施例中，所述曲轴与所述转子铁芯之间为过盈配合，所述曲轴与所述转子铁芯相接触部分的轴向尺寸L1满足：L1/L≥0.15。

在一些实施例中，所述转子包括设在所述转子铁芯上的多个永磁体。

在一些实施例中，所述压缩机构的吸气孔设在所述主轴承、所述气缸组件和所述副轴承中的至少一个上。

在一些实施例中，所述气缸组件包括轴向设置的多个气缸，每相邻两个所述气缸之间均夹设有隔板，所述压缩机构的吸气孔设在所述气缸和所述隔板的至少一个上。

根据本发明实施例的制冷设备，包括所述旋转式压缩机。

根据本发明实施例的制冷设备，工作可靠性较高，便于批量化生产。

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为本发明实施例的旋转式压缩机的整体结构图。

图2是根据本发明实施例的参数L0/L与转子铁芯上端位移量关系示意图。

图3是根据本发明实施例的参数D/d和压缩机的工作效率的关系示意图。

图4是根据本发明实施例的参数D/d1和电机效率的关系示意图。

图5是根据本发明实施例的参数δ与电机效率的关系示意图。

图6是根据本发明实施例的参数L1/L和转子保持力的关系示意图。

附图标记：

旋转式压缩机1、

壳体10、

电机20、定子210、转子220、转子铁芯221、中心孔222、扩孔223、

压缩机构30、主轴承310、轴颈311、气缸组件320、副轴承330、曲轴340。

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。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的旋转式压缩机1的具体结构。

如图1所示，根据本发明实施例的旋转式压缩机1包括壳体10、电机20和压缩机构30。电机20设在壳体10内，电机20包括定子210和可转动地设在定子210内的转子220，转子220的转子铁芯221具有中心孔222，转子铁芯221在中心孔222的一端形成扩孔223。压缩机构30设在壳体10内，压缩机构30包括主轴承310、气缸组件320、副轴承330和曲轴340，主轴承310和副轴承330配合在气缸组件320的轴向两端，且主轴承310位于气缸组件320的朝向电机20的一侧，曲轴340依次穿设在副轴承330、气缸组件320、主轴承310上并配合在转子铁芯221的中心孔222内。主轴承310具有伸入到扩孔223内的轴颈311，轴颈311伸入到转子铁芯221内的长度为L0满足：0.1≤L0/L≤0.8，其中，L为转子铁芯221的轴向尺寸。

可以理解的是，转子铁芯221在中心孔222的一端形成扩孔223且主轴承310伸入到扩孔223的轴颈311中，增加了主轴承310与曲轴340的接触面积，由于在压缩机正常工作时，主轴承310相对固定，因此增加主轴承310与曲轴340的接触面积可以增加对曲轴340的限制，降低曲轴340的摆动幅度，由于曲轴340与转子铁芯221固定连接，曲轴340的摆动幅度降低也就意味着转子铁芯221的摆动幅度降低。此外，相比增加第二支撑的方式，本发明实施例采用的方案简单，不增加零件个数，不提升装配难度，便于批量化生产。

需要说明的是，主轴承310的轴颈311伸入到转子铁芯221内的长度越长，主轴承310与曲轴340的接触面积越大，曲轴340和转子铁芯221的摆动幅度就越小。但是主轴承310与曲轴340的接触面积越大，曲轴340与转子铁芯221的接触面积就越小。在压缩机正常工作时，转子铁芯221带动曲轴340旋转，因此如果曲轴340与转子铁芯221的接触面积越小，越不利于转子铁芯221带动曲轴340旋转，且当曲轴340与转子铁芯221的接触面积过小时，会降低转子220的安装强度，反而会增加曲轴340的摆动幅度。由此，L0/L的比值并不是越大越好，通过实验证明，如图2所示，当0.1≤L0/L≤0.8时，转子铁芯221的上端的摆动幅度在-0.2δ-0.2δ之间。其中δ为转子220外周壁与定子210内周壁的间隙。

本发明实施例的旋转式压缩机1，由于转子铁芯221在中心孔222的一端形成扩孔223且主轴承310伸入到扩孔223的轴颈311中，增加了主轴承310与曲轴340的接触面积，降低了曲轴340和转子铁芯221的摆动幅度，提升了旋转式压缩机1的工作可靠性，且旋转式压缩机1的结构简单，便于批量化生产。

有利地，轴颈311伸入到转子铁芯221内的长度为L0满足：0.2≤L0/L≤0.5。如图2所示。当0.2≤L0/L≤0.5时，转子铁芯221的上端的摆动幅度在-0.1δ-0.1δ之间。也就是说，此时能够较好的抑制曲轴340和转子铁芯221的摆动幅度，提高旋转式压缩机1的可靠性。

在一些实施例中，曲轴340的直径为d，转子220的外径为D，d与D满足：3.4≤D/d≤4.2。可以理解的是，在转子220外径不变的情况下，曲轴340的直径越大，曲轴340与轴承的机械摩擦功耗将增大，因此减少曲轴340的直径可以一定程度上改善曲轴340的磨损功耗，但是当曲轴340的直径过小时，曲轴340的刚性不足将导致摩擦功耗急剧上升，导致压缩机整机能效COP下降。根据实验证明，如图3所示，当曲轴340直径d与转子220外径D满足：3.4≤D/d≤4.2时，压缩机的摩擦功耗保持在低于3％的水平，能够较好地满足使用需要。

在一些实施例中，扩孔223为圆孔，扩孔223的直径为d1，曲轴340的直径为d，转子220的外径为D，d1与d、D满足：D/d1≥1.8，且d1-d-2t≥0.5mm，其中t为轴颈311伸入到转子铁芯221内部分的最大壁厚。

可以理解的是，如图4所示，经实验发现，扩孔223的直接会直接影响电机20的工作效率，当转子220的外径保持不便时，扩孔223的直径越小，电机20的工作效率越高。因此为了提高电机20的工作效率，需保证转子220的外径D与扩孔223的直径d1的比值大于等于1.8。前文所述曲轴340的直径需要保持在一定范围。因此，转子220的外径D与曲轴340的直径d不变的情况下，扩孔223的直径d1越小，则意味着轴颈311伸入转子铁芯221内部的最大壁厚t越小。但是，t值越小，加工难度越高，曲轴340的装配难度也越大。

综上所述，在保证电机20的工作效率较高、主轴承310的轴颈311加工难度较小以及曲轴340装配难度较小的前提下，扩孔223的直径为d1，曲轴340的直径为d，转子220的外径为D，d1与d、D满足条件：D/d1≥1.8，且d1-d-2t≥0.5mm。

在一些实施例中，定子210的内周壁与转子220的外周壁之间的间隙δ满足：0.2mm≤δ≤0.55mm。可以理解的是，如图5所示，经试验发现，定子210的内周壁和转子220外周壁之间的间隙δ对压缩机的能效有一定影响，具体表现为间隙越小压缩机的能效越高。但是，由于曲轴340上具有偏心部，因此在压缩机正常工作时，转子220必定会发生弯曲变形，如果定子210的内周壁与转子220的外周壁之间的间隙过小，会造成转子220与定子210之间出现摩擦，损坏电机20。因此，定子210的内周壁和转子220外周壁之间的间隙δ需要控制的一定范围。

在一些实施例中，曲轴340与转子铁芯221之间为过盈配合，曲轴340与转子铁芯221相接触部分的轴向尺寸L1满足：L1/L≥0.15。可以理解的是，主轴承310的轴颈311伸入转子铁芯221内会减小曲轴340和转子铁芯221的接触长度。一般地，转子220安装在曲轴340上的保持力为10倍的转子220重量时，技术人员认为转子220安装强度可以满足使用需求，而保持力的大小与曲轴340和转子铁芯221的接触长度有关，如图6所示，将曲轴340和转子铁芯221的装配接触部分的轴向尺寸L1设置为L1/L≥0.15能够满足转子220的安装强度。

在一些实施例中，转子220包括设在转子铁芯221上的多个永磁体。

在一些实施例中，压缩机构30的吸气孔设在主轴承310、气缸组件320和副轴承330中的至少一个上。也就是说，压缩机构30的主轴承310、气缸组件320和副轴承330上均可以设置吸气孔。

在一些实施例中，气缸组件320包括轴向设置的多个气缸，每相邻两个气缸之间均夹设有隔板，压缩机构30的吸气孔设在气缸和隔板的至少一个上。也就是说，当压缩机为多缸压缩机时，压缩机构30的吸气孔可以形成在任意气缸上，也可以形成在相邻两个气缸之间的隔板上。

下面参考图1描述本发明一个具体实施例的旋转式压缩机1。

如图1所示，本实施例的旋转式压缩机1包括壳体10、电机20和压缩机构30。电机20设在壳体10内，电子包括定子210和可转动地设在定子210内的转子220，转子220的转子铁芯221具有中心孔222，转子铁芯221在中心孔222的一端形成为扩孔223。压缩机构30设在壳体10内，压缩机构30包括主轴承310、气缸组件320、副轴承330和曲轴340。主轴承310和副轴承330配合在气缸组件320的轴向两端，且主轴承310位于气缸组件320的朝向电机20的一侧，曲轴340依次穿设在副轴承330、气缸组件320、主轴承310上并配合在转子铁芯221的中心孔222内。主轴承310具有伸入到扩孔223的轴颈311，轴颈311伸入到转子铁芯221内的长度为L0，满足：0.1≥L0/L≤0.8，其中L为转子铁芯221的轴向尺寸。

如图1所示，曲轴340的直径为d，转子220的外径为D，d与D满足：3.4≤D/d≤4.2。扩孔223的直径为d1，轴颈311伸入到转子铁芯221内部分的最大壁厚为t，D、d1、d与t满足：D/d1≥1.8，且d1-d-2t≥0.5mm。曲轴340与转子铁芯221相接触部分的轴向尺寸为L1，L1与L满足：L1/L≥0.15。

如图1所示，曲轴340与转子铁芯221之间为过盈配合，过盈量一般为0.01mm-0.06mm。定子210的内周壁与转子220的外周壁之间的间隙δ满足：0.2mm≤δ≤0.55mm。

本实施例的旋转式压缩机1，由于转子铁芯221在中心孔222的一端形成扩孔223且主轴承310伸入到扩孔223的轴颈311中，增加了主轴承310与曲轴340的接触面积，降低了曲轴340和转子铁芯221的摆动幅度，提升了旋转式压缩机1的工作可靠性，且旋转式压缩机1的结构简单，便于批量化生产。

根据本发明实施例的制冷设备，包括所述旋转式压缩机1。

根据本发明实施例的制冷设备，工作可靠性较高，便于批量化生产。

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 (6)

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可转动地设在所述定子内的转子，所述转子的转子铁芯具有中心孔，所述转子铁芯在所述中心孔的一端形成扩孔；

压缩机构，所述压缩机构设在所述壳体内，所述压缩机构包括：主轴承、气缸组件、副轴承和曲轴，所述主轴承和所述副轴承配合在所述气缸组件的轴向两端，且所述主轴承位于所述气缸组件的朝向所述电机的一侧，所述曲轴依次穿设在所述副轴承、所述气缸组件、所述主轴承上并配合在所述转子铁芯的所述中心孔内；其中，

所述主轴承具有伸入到所述扩孔内的轴颈，所述轴颈伸入到所述转子铁芯内的长度为L0满足：0.2≤L0/L≤0.5，其中，L为所述转子铁芯的轴向尺寸，所述转子铁芯上端的摆动幅度在-0.1δ-0.1δ之间，所述δ为所述定子的内周壁与所述转子的外周壁之间的间隙，所述δ满足：0.2mm≤δ≤0.55mm；所述曲轴与所述转子铁芯之间为过盈配合，所述曲轴与所述转子铁芯相接触部分的轴向尺寸L1满足：L1/L≥0.15；

所述扩孔为圆孔，所述扩孔的直径为d1，所述曲轴的直径为d，所述转子的外径为D，d1与d、D满足：D/d1≥1.8，且d1-d-2t≥0.5mm，其中t为所述轴颈伸入到所述转子铁芯内部分的最大壁厚；

所述轴颈与所述扩孔的上部留有间隙。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述曲轴的直径为d，所述转子的外径为D，d与D满足：3.4≤D/d≤4.2。

3.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述转子包括设在所述转子铁芯上的多个永磁体。

4.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述压缩机构的吸气孔设在所述主轴承、所述气缸组件和所述副轴承中的至少一个上。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征在于，所述气缸组件包括轴向设置的多个气缸，每相邻两个所述气缸之间均夹设有隔板，所述压缩机构的吸气孔设在所述气缸和所述隔板的至少一个上。

6.一种制冷设备，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述旋转式压缩机。

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