CN107701448A - 一种压缩机及具有其的空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压缩机及具有其的空调器。所述压缩机包括电机和泵组件,所述电机通过曲轴驱动所述泵组件工作,其中,所述电机内部具有容纳空间,所述泵组件的至少一部分位于所述容纳空间中,使得所述泵组件与所述电机在轴向上至少部分重叠。本发明的压缩机中,泵组件与电机二者在轴向上至少部分重叠,从而使得在装配状态下所述电机和所述泵组件的总轴向尺寸小于二者各自的轴向尺寸之和,由此使得压缩机的轴向尺寸(如高度尺寸)明显减小。
Description
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域,具体涉及一种压缩机及具有其的空调器。
背景技术
近年来,电动汽车的发展较为迅猛,例如,随着国内对城市公交车、出租车等的环保要求越来越高,各地都在大力进行电动汽车的推广应用。相应地,电动汽车空调器的需求也大幅增加。
目前市场上的电动汽车空调器大多采用涡旋式压缩机,但由于其中的涡旋盘形状复杂、难于加工,导致压缩机成本高,使得电动汽车空调器的价格昂贵,不利于电动汽车空调器的推广。
滚动转子式压缩机具有结构简单、加工方便和成本低等特点,被广泛应用于家用空调等制冷设备中。随着压缩机技术的不断发展,滚动转子式压缩机也逐步被应用至电动汽车空调器中。与家用空调用压缩机相比,汽车空调器的压缩机需承受冲击载荷,同时对高度方向的安装空间有较大的限制,因此对电动汽车空调器用滚动转子式压缩机的产品设计开发提出了更高的要求。
卧式滚动转子式压缩机可以满足高度安装空间的要求,但卧式压缩机的润滑油路可靠性相对较差,尤其在颠簸路况时压缩机的油面会出现较大的波动,容易出现压缩机内部润滑不良的现象;立式滚动转子式压缩机的润滑油路可靠性较高,但安装时需要较高的高度空间,这在汽车空调器中往往是难以实现的。可见,现有技术的卧式滚动转子式压缩机和立式滚动转子式压缩机均无法很好地满足汽车空调器的使用需求。
发明内容
基于上述现状,本发明的主要目的在于提供一种压缩机,特别是滚动转子式压缩机,其能够降低整个压缩机的高度,并且不会影响到压缩机的润滑油路可靠性,从而能满足车用空调器的要求。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种压缩机,包括电机和泵组件,所述电机通过曲轴驱动所述泵组件工作,其中,所述电机内部具有容纳空间,所述泵组件的至少一部分位于所述容纳空间中,使得所述泵组件与所述电机在轴向上至少部分重叠。
优选地,所述电机为外转子电机,包括定子支架,用于将电机定子与所述泵组件相固定,所述容纳空间为所述定子支架的内孔;
或者,所述电机为内转子电机,所述容纳空间位于电机转子的径向内侧。
优选地,所述定子支架为筒状结构;
和/或,所述定子支架与所述电机定子之间采用焊接或过盈配合的方式进行固定;
和/或,所述定子支架的下端具有径向向外延伸的凸缘;
和/或,所述外转子电机包括转子支架,用于将电机转子与所述曲轴相固定连接。
优选地,所述转子支架为罩状结构;
和/或,所述转子支架上设置有曲轴装配孔,并通过曲轴装配孔与所述曲轴连接固定。
优选地,所述泵组件包括气缸组件、第一法兰和第二法兰,其中,所述第一法兰和所述第二法兰分别位于所述气缸组件的轴向两端。
优选地,所述泵组件为立式滚动转子式泵组件,所述第一法兰为上法兰,所述第二法兰为下法兰。
优选地,所述第一法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中;
或者,所述第二法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中;
或者,所述第一法兰的至少一部分、所述第二法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中。
优选地,所述泵组件通过所述第二法兰与所述压缩机的壳体进行连接固定。
优选地,所述第二法兰与所述压缩机的壳体之间通过焊接方式进行固定;
或者,所述压缩机的壳体内部设置有连接固定件,所述连接固定件与所述压缩机的壳体连接固定,所述第二法兰与所述连接固定件相连。
优选地,所述第二法兰与所述压缩机的壳体之间设置有弹簧;或者,所述连接固定件与所述压缩机的壳体之间设置有弹簧。
优选地,所述第二法兰中设置有冷媒通道。
优选地,所述冷媒通道包括进气通道,所述进气通道与所述压缩机的壳体外部的进气管路相通;
和/或,所述冷媒通道的一部分朝所述第二法兰的背离所述气缸组件的一侧敞开,所述泵组件还包括盖板,所述盖板固定至所述第二法兰,以封盖所述冷媒通道的敞开部分。
本发明的另一目的还在于提供一种空调器,其技术方案如下:
一种空调器,包括前面所述的压缩机。
优选地,所述空调器为车用空调器。
本发明的压缩机中,泵组件与电机二者在轴向上至少部分重叠,从而使得在装配状态下所述电机和所述泵组件的总轴向尺寸小于二者各自的轴向尺寸之和,由此使得压缩机的轴向尺寸(如高度尺寸)明显减小。同时,由于不改变泵组件本身的结构或工作方式,因此不会影响到压缩机的润滑油路的可靠性。
特别地,本发明的压缩机为立式滚动转子式压缩机,能够在减小压缩机高度尺寸的同时,保证压缩机的润滑油路的可靠性,从而保证压缩机的性能稳定,适用于车用空调器的要求。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的压缩机及空调器的优选实施方式进行描述。图中:
图1为根据本发明的第一优选实施方式的压缩机的结构示意图;
图2为图1的压缩机的内部冷媒流动示意图;
图3为根据本发明的第二优选实施方式的压缩机的结构示意图;
图4为图3的压缩机的内部冷媒流动示意图;
图5为根据本发明的第三优选实施方式的压缩机的结构示意图;
图6为图5的压缩机的内部冷媒流动示意图;
图7为根据本发明的第四优选实施方式的压缩机的结构示意图;
图8为根据本发明的第五优选实施方式的压缩机的替代方案的结构示意图;
图9为根据本发明的第六优选实施方式的压缩机的结构示意图。
具体实施方式
基于车用空调器对压缩机的实际需求,本发明的第一方面提供了一种压缩机。
如图1-9所示,该压缩机包括电机和泵组件,所述电机通过曲轴17驱动所述泵组件工作,以对进入泵组件内部的气体进行压缩。其中,所述电机内部具有容纳空间,所述泵组件的至少一部分位于所述容纳空间中,使得所述泵组件与所述电机在轴向上至少部分重叠。其中,所述电机可以是外转子电机(如图1-8所示),也可以是内转子电机(如图9所示)。
这样,本发明的压缩机中,泵组件与电机二者在轴向上至少部分重叠,使得在装配状态下所述电机和所述泵组件的总轴向尺寸小于二者各自的轴向尺寸之和,由此使得压缩机的轴向尺寸(在立式压缩机的情况中即为高度尺寸)明显减小。同时,由于不改变泵组件本身的结构或工作方式,因此不会影响到压缩机的润滑油路的可靠性。
相比之下,现有技术中的压缩机,通常是将电机(无论是内转子电机还是外转子电机)与泵组件在轴向上顺次布置,使得在装配状态下二者所占据的总轴向尺寸大于或等于二者各自的轴向尺寸之和,由此导致压缩机的轴向尺寸(例如高度尺寸)较大。并且,随着压缩机的级数的增大,压缩机的高度尺寸也会明显增大,例如,双级压缩机的高度尺寸往往大于单级压缩机的高度尺寸。
优选地,本发明的压缩机为滚动转子式压缩机,并且优选为立式滚动转子式压缩机,从而能够在减小压缩机高度尺寸的同时,保证压缩机的润滑油路可靠性较高,进而保证压缩机的性能稳定,适用于车用空调器的要求。同时,本发明的压缩机还具有成本低的优点,便于车用空调器(特别是电动汽车用空调器)的推广。
优选地,如图1-8所示,本发明的压缩机中,所述电机为外转子电机,其包括定子支架7,用于将电机定子6与所述泵组件相固定,所述定子支架7具有内孔,所述内孔构成所述容纳空间,所述泵组件的至少一部分位于所述内孔中。
在以下的描述中,将主要以图1-8中示出的采用外转子电机的立式滚动转子式压缩机为例进行说明。
优选地,如图1-8所示,所述泵组件包括气缸组件、第一法兰(在图示的立式滚动转子式压缩机的情况中,为上法兰16)和第二法兰(在图示的立式滚动转子式压缩机的情况中,为下法兰10),所述第一法兰和所述第二法兰分别位于所述气缸组件的轴向两端,例如,所述上法兰16和所述下法兰10分别位于所述气缸组件的轴向上端和轴向下端。
优选地,如图1-8所示,所述第一法兰(如上法兰16)的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中。例如,图1-4的实施方式中,整个气缸组件以及上法兰16的法兰盘部分都位于所述容纳空间中,仅有上法兰16的套筒部分没有全部位于所述容纳空间中,由此保证了压缩机的高度尺寸较小;又例如,图5-6所示的实施方式中,整个气缸组件以及上法兰16的几乎全部都位于所述容纳空间中,由此使得压缩机的高度尺寸更小。
也即,在本发明的上述优选实施方式中,泵组件的各个组成部分中,除了下法兰10外,其余部分均可以位于定子支架6的内孔中,从而使得泵组件与电机在轴向上的重叠程度更高,进而使压缩机的轴向尺寸(如高度尺寸)更小。
替代地,在未示出的实施方式中,还可以将第二法兰(如下法兰10)的至少一部分和所述气缸组件安装于所述容纳空间中;或者,在未示出的实施方式中,还可以将所述第一法兰(如上法兰16)的至少一部分、所述第二法兰(如下法兰10)的至少一部分和所述气缸组件均安装于所述容纳空间中。上述结构也都能使得泵组件与电机在轴向上的重叠程度更高,进而使压缩机的轴向尺寸(如高度尺寸)更小。
优选地,如图1-8所示,所述泵组件通过所述第二法兰(如下法兰10)与所述压缩机的壳体2进行连接固定,从而将泵组件、定子支架7和电机定子6一起相对于壳体2固定。也正是因为第二法兰还起到这个作用,所以在前述的优选实施方式中,第二法兰没有安装于电机的容纳空间中,这样可以简化结构,减少零件数量,并且使压缩机的结构更紧凑。
优选地,所述定子支架7与所述电机定子6之间可以采用焊接或过盈配合的方式进行固定。
优选地,如图1-8所示,所述定子支架7与所述下法兰10固定连接,从而可方便地实现电机定子6与所述泵组件之间的固定连接。具体地,定子支架7与下法兰10之间可以采用螺纹连接(如螺钉)或焊接的方式进行固定。
优选地,如图1-8所示,所述定子支架7的下端面抵靠在所述下法兰10的上表面上,从而可方便地实现二者之间的连接固定。
优选地,如图1-8所示,所述定子支架7为筒状结构,其内孔为上下贯通的通孔,且内孔的孔径优选处处一致,即为贯通的圆孔,从而可便于加工成型,并且便于在孔内安装泵组件。
优选地,如图1-8所示,所述定子支架7的下端可以设置径向向外延伸的凸缘7a,一方面可增大定子支架7下端面的面积,便于与下法兰10进行连接,另一方面还有利于对电机定子6进行限位和固定。
优选地,如图1-8所示,所述外转子电机还包括转子支架4,用于将电机转子5与所述曲轴17相固定连接。其中,电机转子5与转子支架4可以采用焊接或过盈配合的方式进行固定。
优选地,如图1-8所示,所述转子支架4为罩状结构,包括侧壁4a和顶壁4b,从上方罩住外转子电机,同时也罩住泵组件的主要部分,电机转子5从内侧固定在其侧壁4a上,曲轴17则与顶壁4b进行连接固定,例如可以直接利用焊接的方式进行固定。
优选地,如图1-8所示,所述转子支架4上设置有曲轴装配孔,例如位于顶壁4b的中心位置,所述转子支架4通过所述曲轴装配孔与所述曲轴17连接固定,例如可以采用过盈装配的方式进行连接固定。
优选地,如图8所示,第一法兰(如上法兰16)与转子支架4之间还可以设置轴向推力轴承19,以用于辅助支承电机转子5及转子支架4的重量。除了轴向推力轴承19以外,图8的实施方式的其他方面与图1的实施方式完全相同。然而,容易理解的是,轴向推力轴承19同样可以设置在图3、图5和图7的实施方式中。
优选地,如图1-8所示,所述下法兰10中设置有冷媒通道(例如10a、10b),以便于冷媒的流动。
优选地,如图1-8所示,所述冷媒通道包括进气通道10a,所述进气通道10a与所述压缩机的壳体2外部的进气管路相通。例如,冷媒经过分液器3后,可穿过壳体2进入进气通道10a中,进而进入泵组件中进行压缩。在图示的实施方式中,下法兰10直接与壳体2进行固定,因此,进气通道10a的进气端直接延伸到壳体2的内壁处,进而经壳体2与外部的进气管路相通。
优选地,为便于冷媒通道的加工,如图1-7所示,所述冷媒通道的一部分(例如10b)朝所述下法兰10的下表面(即背离所述气缸组件的一侧)敞开,所述泵组件还包括盖板9,所述盖板9固定至所述下法兰10的下表面,以封盖所述冷媒通道的敞开部分10b,防止冷媒外泄。
如图1-8所示,本发明的压缩机包括壳体2、上盖1和下盖8,其中,壳体2优选为筒状结构,上盖1优选焊接至壳体2的上端,下盖8优选焊接至壳体2的下端,从而三者共同围成一个密闭的压缩机外壳,例如在上盖1上设置有排气孔,在壳体2上设置有进气孔。
优选地,所述第二法兰(如下法兰10)与所述压缩机的壳体2之间可通过焊接方式进行固定,如图1-6所示。或者,在未示出的实施方式中,还可以在所述压缩机的壳体2内部设置连接固定件,所述连接固定件与所述压缩机的壳体2连接固定,所述第二法兰则与所述连接固定件相连。在设置有连接固定件的实施方式中,连接固定件内部也会设置冷媒通道,其一端连通壳体2外部的进气管路,另一端连通第二法兰内部的冷媒通道(如进气通道10a)。
优选地,所述第二法兰(如下法兰10)与所述压缩机的壳体2之间可设置弹簧18,如图7所示。具体地,在图7所示的实施方式中,弹簧18设置在下盖8和下法兰10之间,从而使得下法兰10与壳体2之间实现减振缓冲。替代地,在设置有连接固定件的实施方式中,可以在连接固定件与壳体2之间设置类似的弹簧。
优选地,当本发明的压缩机为立式滚动转子式压缩机时,也即所述泵组件为立式滚动转子式泵组件,所述气缸组件包括气缸11和滚子12,所述滚子12套设在所述曲轴17上,并且在所述曲轴17的驱动下在所述气缸11内转动。
优选地,所述气缸组件可以仅包括一个气缸,从而该压缩机为单缸单级滚动转子式压缩机,如图5-6所示。
优选地,所述气缸组件可以包括两个以上气缸,这些气缸沿轴向布置,例如气缸11(下气缸)和气缸14(上气缸),并且每个气缸中对应地设置有滚子,例如滚子12和滚子15,如图1-4和图7所示,并且相邻的气缸(如气缸11和气缸14)之间设置有隔板13,从而该压缩机为双缸或多缸滚动转子式压缩机。由于气缸组件位于定子支架7的内孔中,因而即使布置多个气缸也不会造成压缩机高度尺寸的改变,只要气缸组件的总高度不超过定子支架的轴向尺寸即可。因此,本发明的压缩机可以采用多缸结构或者多级结构,提高压缩机的工作能力,同时确保压缩机的高度尺寸较小。
在图1-2所示的实施方式中,隔板13上的通孔使得气缸11和气缸14的进气口相连通,因而该压缩机为双缸单级滚动转子式压缩机。在具体工作时,压缩机通电后,电机转子5开始转动,并带动转子支架4和曲轴17一起旋转,曲轴17带动气缸11和气缸14内的滚子一起转动对冷媒进行压缩。如图2中的箭头线所示,低压冷媒经分液器3、下法兰10上的进气通道10a被吸入上、下气缸内进行压缩,经压缩后变成高压冷媒排至壳体2内,至此在压缩机内部完成冷媒压缩的整个过程。
在图3-4所示的实施方式中,隔板13的下方还设置有下隔板13a,隔板13在此可称为上隔板。上隔板13与下隔板13a共同形成中间压力腔13b,以用于容纳位于下方的气缸11(下气缸)的排气,使得该压缩机为双缸双级滚动转子式压缩机。在具体工作时,压缩机通电后,电机转子5开始转动,并带动转子支架4和曲轴17一起旋转,曲轴17带动气缸11和气缸14内的滚子一起转动对冷媒进行压缩。如图4中的箭头线所示,低压冷媒经分液器3、下法兰10上的进气通道10a被吸入下气缸内进行第一次压缩,经第一次压缩成中压冷媒后排至上、下隔板之间的中间压力腔13b内,然后再被吸入上气缸内进行第二次压缩,经第二次压缩后变成高压冷媒排至壳体2内,至此在压缩机内部完成冷媒压缩的整个过程。
在图5-6所示的实施方式中,泵组件仅包括一个气缸11和一个滚子12,该压缩机为单缸单级滚动转子式压缩机。在具体工作时,压缩机通电后,电机转子5开始转动,并带动转子支架4和曲轴17一起旋转,曲轴17带动气缸11和气缸14内的滚子一起转动对冷媒进行压缩。如图6中的箭头线所示,低压冷媒经分液器3、下法兰10上的进气通道10a被吸入气缸11内进行压缩,经压缩后变成高压冷媒排至壳体2内,至此在压缩机内部完成冷媒压缩的整个过程。
在图7所示的实施方式中,泵组件的结构与图1-2的实施方式相同,然而,泵组件也可以采用与图3-4或者图5-6的实施方式相同的结构。
替代地,如图9所示,本发明的压缩机中,所述电机为内转子电机,所述容纳空间位于电机转子5’的径向内侧。例如,电机包括转子支架4’,用于将电机转子5’与曲轴17相固定连接。所述转子支架4’为罩状结构,包括侧壁4a’和顶壁4b’,该罩状结构的内部即为所述容纳空间。转子支架4’从上方罩住泵组件的主要部分,电机转子5’从外侧固定在其侧壁4a’上,曲轴17则与顶壁4b’进行连接固定,例如可以直接利用焊接的方式进行固定。电机定子6’设置在电机转子5’的径向外侧,并固定至压缩机的壳体2。
除了电机为内转子电机以外,图9的实施方式的其他方面与图1的实施方式完全相同。然而,容易理解的是,内转子电机同样可以设置在图3、图5、图7和图8的实施方式中。
在上述工作的基础上,本发明的第二方面还提供了一种空调器,其包括本发明所提供的压缩机。特别地,该空调器为车用空调器,并且更特别地,该空调器为电动汽车用空调器。
由于采用了本发明的压缩机,使得本发明的空调器一方面不需要为压缩机预留较大的高度安装空间,另一方面又能保证压缩机的润滑油路的可靠性,同时空调器的成本不会升高,因此适合于车用空调器(特别是电动汽车用空调器)的要求。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (14)
1.一种压缩机,其特征在于,包括电机和泵组件,所述电机通过曲轴驱动所述泵组件工作,其中,所述电机内部具有容纳空间,所述泵组件的至少一部分位于所述容纳空间中,使得所述泵组件与所述电机在轴向上至少部分重叠。
2.根据权利要求1所述的压缩机,其特征在于,所述电机为外转子电机,包括定子支架,用于将电机定子与所述泵组件相固定,所述容纳空间为所述定子支架的内孔;
或者,所述电机为内转子电机,所述容纳空间位于电机转子的径向内侧。
3.根据权利要求2所述的压缩机,其特征在于,所述定子支架为筒状结构;
和/或,所述定子支架与所述电机定子之间采用焊接或过盈配合的方式进行固定;
和/或,所述定子支架的下端具有径向向外延伸的凸缘;
和/或,所述外转子电机包括转子支架,用于将电机转子与所述曲轴相固定连接。
4.根据权利要求3所述的压缩机,其特征在于,所述转子支架为罩状结构;
和/或,所述转子支架上设置有曲轴装配孔,并通过曲轴装配孔与所述曲轴连接固定。
5.根据权利要求1-4之一所述的压缩机,其特征在于,所述泵组件包括气缸组件、第一法兰和第二法兰,其中,所述第一法兰和所述第二法兰分别位于所述气缸组件的轴向两端。
6.根据权利要求5所述的压缩机,其特征在于,所述泵组件为立式滚动转子式泵组件,所述第一法兰为上法兰,所述第二法兰为下法兰。
7.根据权利要求5所述的压缩机,其特征在于,所述第一法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中;
或者,所述第二法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中;
或者,所述第一法兰的至少一部分、所述第二法兰的至少一部分和所述气缸组件位于所述容纳空间中。
8.根据权利要求5所述的压缩机,其特征在于,所述泵组件通过所述第二法兰与所述压缩机的壳体进行连接固定。
9.根据权利要求8所述的压缩机,其特征在于,所述第二法兰与所述压缩机的壳体之间通过焊接方式进行固定;
或者,所述压缩机的壳体内部设置有连接固定件,所述连接固定件与所述压缩机的壳体连接固定,所述第二法兰与所述连接固定件相连。
10.根据权利要求9所述的压缩机,其特征在于,所述第二法兰与所述压缩机的壳体之间设置有弹簧;或者,所述连接固定件与所述压缩机的壳体之间设置有弹簧。
11.根据权利要求5所述的压缩机,其特征在于,所述第二法兰中设置有冷媒通道。
12.根据权利要求11所述的压缩机,其特征在于,所述冷媒通道包括进气通道,所述进气通道与所述压缩机的壳体外部的进气管路相通;
和/或,所述冷媒通道的一部分朝所述第二法兰的背离所述气缸组件的一侧敞开,所述泵组件还包括盖板,所述盖板固定至所述第二法兰,以封盖所述冷媒通道的敞开部分。
13.一种空调器,其特征在于,包括根据权利要求1-12之一所述的压缩机。
14.根据权利要求13所述的空调器,其特征在于,所述空调器为车用空调器。
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