CN108884828A - 电机操作的压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种电机操作的压缩机,包括:机壳,具有其中容纳驱动电机、绕动涡卷和固定涡卷的内部空间;以及控制器,设置在机壳的外侧。该机壳包括基于驱动电机形成在邻近控制器一侧的进入孔和形成在邻近固定涡卷一侧的排放孔。该机壳包括形成在驱动电机的定子与机壳之间的连通通路,使得通过进入孔进入到内部空间中的制冷剂通过驱动电机被引入到抽吸腔室中。支承绕动涡卷的背压空间通过油密封。定子在其内周向表面上具有多个齿,并且在其外周向表面上具有多个突起,每个突起位于每个齿的宽度范围内。
Description
技术领域
本说明书涉及一种压缩机,更特别地,涉及一种适用于车辆的电机操作的压缩机。
背景技术
一般而言,用于在车辆的空调系统中压缩制冷剂的压缩机已被研发为多种形式。近来,使用电机通过电能驱动的电机操作的压缩机被积极地研发,以跟上汽车电气化的步伐。
该电机操作的压缩机通常使用涡卷压缩方法,该方法在各压缩方法中适用于以高压缩比操作。在涡卷型的电机操作的压缩机中,带有旋转电机的电机单元被安装在密封壳中,并且带有固定涡卷和绕动涡卷的压缩单元被安装在电机单元的一侧。该电机单元和压缩单元通过转轴被彼此连接,从而电机单元的旋转力被传递到该压缩单元。被传递到该压缩单元的旋转力允许绕动涡卷相对于固定涡卷执行绕动运动,以便形成一对压缩腔室,每个压缩腔室具有抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室。从而,制冷剂被引导到每个压缩腔室,被压缩,然后被同时从每个压缩腔室排出。
该电机操作的压缩机的电机以恒定速度操作,但是最近,逆变器类型的压缩机被广泛地引入以便符合消费者的各种需求,该压缩机带有能够以变化的操作速度操作的电机。在逆变器类型的电机操作的压缩机中,逆变器通常被安装在机壳的外周向表面上,并且使用插入通过机壳的端子电连接到机壳内的电机。
但是,由于电机操作的压缩机采用使用电能的操作方法,构造压缩机的电机和逆变器产生热量,这极大地影响了电机和逆变器的性能。因此,提出有多种用于解决发热问题的方法。其中,使用引入电机操作的压缩机的机壳中的制冷剂来冷却电机和逆变器的方法通常是已知的。
这个方法被配置为,通过入口端口引入到机壳中的制冷剂在定子与转子之间或定子与机壳的内周向表面之间流动时直接冷却电机,并且同时间接地冷却通过机壳被安装到机壳的外部的逆变器。
但是,逆变器会根据多个装置产生非常高的热。尽管如此,逆变器通过引入到机壳中的制冷剂被间接冷却,这降低了关于逆变器的冷却效率。
而且,流速可以增加以提高这种冷却效率。但是,这减小了与逆变器相邻的部分的制冷剂通路面积,其致使关于制冷剂的抽吸阻力增加。这导致压缩机的抽吸损失。
同时,除了设定使用用作为制冷剂的CFC和HCFC的规则之外,近来使用作为制冷剂的HFC的规则也更加严格,由此对于环保的天然制冷剂的兴趣正在增加。碳氢化合物、氨、水、空气、二氧化碳等是众所周知的天然制冷剂。尤其,二氧化碳(CO2)被认为在小尺寸、高效率、高压力和低费用方面是有用的。
但是,使用CO2制冷剂的电机操作的压缩机产生内部压力,该内部压力比使用传统的R134a制冷剂时产生的压力要高近似8倍,其可能在操作压缩机期间致使机壳像膨胀似地弹性变形。由于机壳的表面相应地变形为类似曲面,与附接到机壳的切换元件IGBT的接触面积被减小,由此切换元件的贴附力被减弱。这很可能由于压缩机的振动而导致切换元件的分离。
而且,由于切换元件与机壳之间的接触面积因机壳的弹性变形而减小,关于切换元件的散热效果可能会被降低。考虑到此,在相关技术中,诸如导热垫的传热构件被附加地插置在机壳与切换元件之间。这使得组装过程复杂并且导致加工费用增加。考虑到切换元件的附接,这还使得难以使用独立的联接构件,诸如螺钉。
同时,由于机壳的内部压力因使用CO2制冷剂而增加,仅能通过牢固固定用以连接电机和外部电源的端子来保持压缩机的可靠性。考虑到此,该端子可以通过焊接的方式被固定到机壳。但是,为了改进端子与机壳之间的焊接效果,焊接有端子的机壳的全部或部分是由铁(Fe)基金属制成的,该铁(Fe)基金属是用于形成端子的材料,其致使压缩机的整个重量增加。当压缩机被安装到车辆特别是电动车辆中时,这还使得车辆的重量增加。
而且,在端子被焊接到机壳上的情况下,当机壳由于变形或损坏而必须被更换时,端子还应与机壳一起被更换。由此增加了材料费用和维修费用。
同时,在相关技术的电机操作的压缩机中,定子被压配合到机壳的内周向表面中。但是,定子通过叠置多个薄铁板而形成,并且在定子的内周向表面形成有多个用于缠绕线圈的槽口。因此,当定子被压配合到机壳中时,槽口彼此进一步地远离,由此在定子与转子之间产生摩擦或噪音,这可能会降低压缩机的可靠性。
由于定子被压配合到机壳中,应力会沿轴向集中在定子的两端上。因此,定子会变形并由此产生摩擦和噪音,导致压缩机的可靠性降低。
同时,相关技术的电机操作的压缩机在绕动涡卷的后表面处设置有背压空间。当使用CO2制冷剂时,背压空间的压力附加地增加。因此,对于背压空间而言需要高密封力。但是,当密封力增加时,相对于转轴的摩擦损失可能会增加,其可以导致压缩机性能的降低。因此,需要一种增加密封力且降低相对于转轴的摩擦损失的方案。
发明内容
技术问题
因此,该详细说明的一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够使用引入到机壳中的制冷剂有效地冷却逆变器和电机。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其中抽吸到机壳中的制冷剂朝向逆变器被抽吸,然后在流过电机之后被引入到压缩单元中。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其适合于施加环保的制冷剂,诸如CO2制冷剂。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,即使在施加高压制冷剂时机壳膨胀,其也能稳定地保持构造逆变器的元件的贴附状态。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够便于组装端子。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够使用与端子的材料不同的材料来形成机壳。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够通过使用比铁轻的材料形成机壳的一部分来减轻压缩机的重量。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够减少当定子被压配合到机壳中时集中在定子上的应力。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够防止定子的槽口由于定子的压配合而彼此更加分隔开。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够简化形成背压空间的密封部。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够减少当施加CO2制冷剂时形成背压空间的密封部处的摩擦损失。
该详细说明的另一方面在于提供一种电机操作的压缩机,其能够快速形成背压空间。
问题的解决方案
为了实现这些和其它优点,根据本说明书的目的,如在此具体实施和广泛描述的,在此提供一种电机操作的压缩机,其包括:驱动电机,设置有定子和转子,线圈被缠绕在定子上,并且转子能旋转地设置在定子中;转轴,联接到转子并传送驱动电机的旋转力;绕动涡卷,联接到转轴并且执行绕动运动;固定涡卷,与绕动涡卷接合以与绕动涡卷一起形成多个压缩腔室,每个压缩腔室具有抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室;框架,设置在固定涡卷的相对侧,在框架与固定涡卷之间插置有绕动涡卷,并且框架支承绕动涡卷;控制单元,设置在框架的相对侧,在控制单元与框架之间插置有驱动电机;以及机壳,容置在其内部空间中的驱动电机、绕动涡卷和固定涡卷,并且设置有基于驱动电机形成在邻近控制单元一侧的进入孔以及形成在邻近固定涡卷一侧的排放孔,该机壳包括形成在机壳与定子之间的连通通路,使得通过进入孔被引入到内部空间中的制冷剂通过驱动电机被引入到抽吸腔室中。
在此,该机壳可以包括壳体,该壳体与驱动电机的定子联接,并且一盖可以联接到壳体的两端的具有进入孔的一端,以便密封机壳的内部空间。多个装置(诸如多个切换元件)可以联接到盖的外侧表面,并且分别具有预定深度和宽度的多个狭槽或凹槽可以分别沿着多个装置的周边形成,在盖的外侧表面上与多个装置联接。多个狭槽可以分别围绕多个装置的外周边。以此配置,在施加高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,尽管机壳的内部压力增大,机壳的附接有装置的表面也能够被防止变形为弯曲表面。这可以导致装置的联接力或散热效果增强。
该盖可以由比形成壳体的材料更轻的材料制成。这可以减少压缩机的重量,其可以在压缩机被应用于电动车辆时有效。
热沉(heat sink,热耗散件)鳍片或热沉凹部可以形成在盖的内侧表面上,以便允许与通过进气端口引入的制冷剂进行热交换,或者具有预定体积的腔室部可以形成在盖的内侧表面上。腔室部的入口可以与进入孔连通,并且其出口可以与机壳的内部空间连通。以此配置,装置的散热效果可以被更大程度地增强。
该盖可以设置有用于联接端子的端子安装孔,并且可以使用固定构件联接被插入到端子安装孔中的端子的至少一端。以此配置,可以便于端子的固定操作,并且盖可以由轻质材料制造,由此减轻压缩机的重量。
在端子的一端上可以形成凸缘,该凸缘的外径大于端子安装孔的内径,并且可以在与具有凸缘的一端相对的另一端上形成阳螺纹。当凸缘在端子安装孔的周边处通过机壳的内侧表面锁定的状态下,该阳螺纹可以插入通过端子安装孔,并且联接到位于机壳外侧的固定构件的阴螺纹。
密封构件可以被设置在凸缘与机壳的对应于凸缘的一个侧表面之间,或者被设置在固定构件与机壳的对应于固定构件的另一侧表面之间。以此配置,尽管内部压力在施加CO2制冷剂时增加,也可以防止制冷剂泄露到端子的联接部。
其上分别缠绕有线圈的多个齿可以被设置在定子的沿周向具有插置槽口的内周向表面上,而且分别具有预定高度以便能够与机壳的内周向表面接触的多个突起可以形成在定子的沿周向具有插置凹部的外周向表面上。多个突起的每一个的至少一部分可以位于多个齿的每一个的沿径向的范围内。以此配置,可以防止由于从机壳施加且集中在定子上的应力导致的槽口彼此打开变宽。
所述突起的每一个均可以位于所述齿的每一个的弧形长度范围内。
所述突起的每一个的弧形长度可以小于或等于所述齿的每一个的弧形长度。
在机壳的与定子的外周向表面隔开的内周向表面上可以形成应力减小部,并且该应力减小部可以在定子的轴向范围内被设置至少一个。
该应力减小部可以形成在定子在轴向上的端部被容置的位置处。
在此,该框架可以设置有通过该框架形成的轴孔,转轴被插入到轴孔中,使得转轴的外周向表面面向轴孔的内周向表面。轴孔的一侧可以朝向绕动涡卷的后表面打开,以便与绕动涡卷的后表面一起形成背压空间,并且轴孔的内周向表面与转轴的外周向表面之间的间隙可以通过引入到背压腔室中的油密封。以此配置,当施加高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,即使背压空间的压力增大,由于密封部与转轴之间的过度接触引起的摩擦损失也可以被减少。
固定涡卷和框架的每一者均可以设置有至少一个背压孔,通过所述至少一个背压孔从压缩腔室排放的制冷剂和油被引入到背压腔室。背压孔的整个截面面积可以大于或等于在轴孔的内周向表面与转轴的外周向表面之间产生的间隙的整个截面面积。这可以允许背压空间始终填充有适量的油。
该背压空间可以设置有平衡配重,该平衡配重被联接到转轴,以便能够与转轴一起旋转,而且背压孔的高度可以等于或低于平衡配重的沿驱动电机的轴向的垂直方向的中间高度(middle height,平均高度)。
限制密封件(reverence seal)可以形成在轴孔的内周向表面与转轴的对应于轴孔的内周向表面的外周向表面中的至少一者上。这可以致使背压空间的密封力提高。
油袋可以形成在轴孔的内周向表面与转轴的对应于轴孔的内周向表面的外周向表面中的至少一者上。
该框架可以设置有与油袋连通的供油孔。
为了实现本发明的多个方面和其它特征,在此提供有一种电机操作的压缩机,其包括:电机单元,该电机单元具有在其上缠绕有线圈的定子以及能旋转地设置在定子中的转子;转轴,用于传送电机单元的旋转力;压缩单元,联接到转轴,以便通过接收电机单元的旋转力来压缩制冷剂;框架,设置在电机单元与压缩单元之间以便支承转轴;控制单元,设置在框架的相对侧,在控制单元与框架之间插置有驱动电机;以及机壳,在其内部空间中容置有驱动电机、绕动涡卷和固定涡卷,该机壳位于控制单元的外侧,并且设置有基于驱动电机形成在邻近控制单元一侧的进入孔和形成在邻近固定涡卷一侧的排放孔,该机壳包括形成在机壳与定子之间的连通通路,使得通过进入孔引入到内部空间中的制冷剂通过驱动电机被引入到抽吸腔室中,其中该机壳设置有多个装置和多个狭槽,所述多个装置在基于驱动电机具有进入孔的一侧附接于该机壳的外表面,并且所述狭槽分别沿着所述多个装置的周边形成。
在此,热沉鳍片或热沉凹部可以形成在其上附接有多个装置的机壳的内侧表面上。
为了实现本发明的多个方面和其它特征,在此提供一种电机操作的压缩机,其包括:机壳;压缩单元,设置在机壳内用以抽吸、压缩和排放制冷剂;转轴,用以将驱动力传送到压缩单元;转子,联接到转轴,用以将驱动力传递到转轴;以及定子,设置在转子的外侧,通过叠置多个定子芯形成,每个定子芯形成为环形并且压配合到机壳的内周向表面中,该定子包括多个齿和多个突起,所述多个齿形成在定子的沿周向设有插置槽口的内周向表面上,并且每个齿具有缠绕于其上的线圈,并且多个突起沿周向形成在定子的外周向表面上,并且能够与机壳的内周向表面接触,所述突起的每一个的至少一部分位于所述齿的每一个的弧形长度范围内。
在机壳的与定子的外周向表面间隔开的内周向表面上可以形成应力减小部。该应力减小部可以沿定子轴向在定子的范围内的被设置至少一个。
为了实现本发明的多个方面和其它特征,提供一种电机操作的压缩机,其包括:机壳;定子,固定到机壳;转子,能旋转地设置在定子内;转轴,联接到转子并且能够随同转子一起旋转;绕动涡卷,联接到转轴并且执行绕动运动;固定涡卷,与绕动涡卷接合并且与绕动涡卷一起形成多个压缩腔室,各压缩腔室均具有抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室;以及框架,设置在固定涡卷的相对侧以便支承绕动涡卷,在框架和固定涡卷之间插置有绕动涡卷,并且框架设置有穿过该框架形成的轴孔,该转轴被插入到轴孔中,使得转轴的外周向表面面向轴孔的内周向表面,其中轴孔的一侧朝向绕动涡卷的后表面打开,以便与绕动涡卷的后表面一起形成背压空间,并且其中在轴孔的内周向表面与转轴的外周向表面之间的间隙通过引入到背压腔室中的油密封。
在此,该框架可以设置有与背压空间的内侧表面连通的供油孔。背压孔的截面面积可以大于或等于轴孔的内周向表面与转轴的与轴孔的内周向表面相对应的外周向表面之间的间隙的整个截面面积。
本申请的进一步的适用范围将从后面给出的详细说明而变得更为明显。但是,应该理解的是,该详细说明和特定示例在示出本发明的优选实施例的同时仅仅是以示意方式给出,因为对于本领域技术人员而言在本发明的精神和范围内的各种变化和改型将从该详细说明变得明显。
本发明的有益效果
结果,在根据本公开的电机操作的压缩机中,通过进入孔引入到内部空间中的制冷剂通过驱动电机被引入到抽吸腔室。以此配置,可以使用通过进入孔引入的冷的制冷剂来冷却该控制单元,由此增强用于控制单元的冷却效率。
而且,狭槽可以分别围绕在多个装置的外周边。以此配置,在施加高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,尽管机壳的内部压力增加,机壳的附接有多个装置的表面仍能够被防止变形为弯曲表面。这可以致使装置的联接力或散热效果增强。
该盖还可以设置有用于联接端子的端子安装孔,端子的插入到端子安装孔中的至少一端可以使用固定构件被联接。以此配置,可以便于端子的固定操作,并且盖可以由轻质材料制成,由此减轻压缩机的重量。
而且,所述突起的每一个的至少一部分可以位于所述齿的每一个沿径向的范围内。以此配置,可以防止由于从机壳施加且集中在定子上的应力所引起的槽口彼此的打开变宽。
此外,当施加高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,尽管背压空间的压力增加,由于密封部与转轴之间的过度接触引起的摩擦损失可以被减少。
附图说明
所包括的附图提供了对本发明的进一步理解并且被并入到说明书中构成说明书的一部分,附图示出了示例性实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
其中:
图1是示出作为根据本发明的电机操作的压缩机的一个示例的涡卷压缩机的内部的纵截面图;
图2是示出根据图1的涡卷压缩机的机壳的外观的立体图;
图3和图4是示出图2中的端子的联接状态的实施例的纵截面图;
图5是从图2分离出的具有多个元件的前盖的立体图;
图6A是沿图5的线“6A-6A”截取的根据相关技术的示例的纵截面图;
图6B是沿图5的线“6B-6B”截取的根据本发明的一实施例的纵截面图;
图7A和图7B是示出设置于图2的前盖的内侧表面上的热沉鳍片和热沉凹部的纵截面图;
图8和图9是设置在图2的前盖的内侧表面上的热沉腔室的纵截面图和平面图;
图10是压缩单元的纵截面图,用于示出根据图1的涡卷压缩机中的背压空间的密封部的一个实施例;
图11是压缩单元的纵截面图,用于示出根据图1的涡卷压缩机中的背压空间的密封部的另一个实施例;
图12是以放大状态示出设置在转轴与框架之间的背压孔和第二密封部的纵截面图;
图13和图14是示出图12中的第二密封部的其它实施例的纵截面图;
图15是根据图1的涡卷压缩机的定子的立体图;
图16是示出图15的定子被压配合到壳体中的状态的前视图;
图17是示出图16的定子的局部放大状态的纵截面图;以及
图18是示出在根据图1的涡卷压缩机中定子被压配合到壳体中的状态的纵截面图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述根据在此公开的示例性实施例的电机操作的压缩机。
图1是示出作为根据本发明的电机操作的压缩机的一个示例的涡卷压缩机的内部的纵截面图,并且图2是示出根据图1的涡卷压缩机的机壳的外观的立体图。
如图1和图2所示,根据该实施例的涡卷压缩机可以包括:机壳101;框架102,被固定安装在机壳101的中间;驱动电机103,设置于框架102的一侧以便产生驱动力;以及压缩单元104,设置于框架102的另一侧,以便通过接收来自驱动电机103的驱动力来压缩制冷剂。控制压缩机的操作的控制单元或控制器(以下称为逆变器)106可以被安装在机壳101的外侧上。该逆变器106可以基于驱动电机103而位于压缩单元的相对侧。
该压缩单元104可以包括固定涡卷140和绕动涡卷150。该绕动涡卷150被偏心地联接到转轴135,该转轴被联接到驱动电机103的转子132,并且该绕动涡卷由此执行相对于固定涡卷140的绕动运动,以便与固定涡卷140一起形成一对压缩腔室P。该对压缩腔室P的每一个均包括抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室。
如在图1和图2中所示,该机壳101可以包括:壳体111,形成为具有两端开口的圆柱形并且形成抽吸空间V1;后盖112,联接成覆盖壳体111的后侧并且与固定涡卷140的后表面一起形成排放空间V2;以及前盖113,联接成覆盖壳体111的前侧并且与将在后面解释的逆变器盖161一起形成逆变器空间V3。
在此,该抽吸空间V1通过驱动电机103被分为第一空间V11和第二空间V12。第一空间V11和第二空间V12可以通过多个连通通路101c彼此连通,所述多个连通通路形成在驱动电机103的定子131的外周向表面与壳体111的内周向表面之间。该第一空间V11由壳体111与前盖113一起形成,而该第二空间V12由壳体111与框架102一起形成。从而,制冷剂被引入到位于前盖113一侧处的第一空间V11中,然后通过驱动电机103流入到位于框架102一侧处的第二空间V12。
如在图1和图2中所示,壳体111可以包括:定子支承表面(以下称为第一支承表面)111a,其形成在壳体的内周向表面的中部,以便在轴向上支承驱动电机103的定子131;以及框架支承表面(以下称为第二支承表面)111b,其形成在该内周向表面的后侧上,以便在轴向上支承框架102的后表面。第一支承表面111a可以形成为具有阶部的环形,或者形成为具有在周向上以预定间隔设置的多个弧形突起的形状。
而且,壳体111可以设置有进入孔101a,该进入孔与抽吸管连接以便将制冷剂引导到壳体111的抽吸空间V1中。该进入孔101a可以位于前盖113与驱动电机103的前端之间,该前端对应于基于驱动电机103的压缩单元的相对侧。从而,制冷剂可通过进入孔101a被引入到机壳101的内部空间中,并且通过驱动电机103从驱动电机103的前侧到后侧抽吸进入到压缩单元104。此外,制冷剂可以在冷却驱动电机103之前首先与前盖113形成接触,以便冷却附接到前盖113的切换元件166。
如在图1中所示,该后盖112可以形成为盘形,并且设置有联接突起112a,该联接突起从其外周边部朝向前侧突伸成环形并且紧密地附接到壳体111的后表面。密封突起112b被插入到壳体111的内周向表面内并且沿径向被紧密地附接,而且可以形成在联接突起112a的内周向表面上。
用于防止排放的制冷剂泄露的防泄漏密封构件111e(诸如O形圈)可以被设置在后盖112与壳体111之间。
排放孔101b与用于将在压缩单元104中压缩的制冷剂引导到制冷循环中的排放管联接,并且可以形成在后盖112的前表面的中心,而且将油与排放的制冷剂分离的油分离器185可以被设置在排放孔101b中。
同时,前盖113可以形成为盘形,并且密封地联接到壳体111的前表面。密封构件111f(诸如O形圈)可以被设置在前盖113的后表面(内侧表面)与壳体111的前表面之间的接触部上。
该前盖113可以设置有端子安装孔113a,端子182可以被插入到端子安装孔113a中,以便将外部电源连接到驱动电机103的线圈。端子安装孔113a的内侧表面可以形成为阶状,相应地,端子182的凸缘182a可以被强力锁定在阶状表面上。
在此,端子182可以使用独立的固定构件183以焊接的方式或者以能附接的方式被联接到前盖113。
图3和图4是示出图2中的端子的联接状态的实施例的纵截面图。
对于焊接方式,如在图3中所示,凸缘182a可以设置在端子182的内侧端部,该凸缘的外径大于端子安装孔113a的内径并且由此被锁定在前盖113的内侧表面上。端子182的外侧端部可以被插入通过端子安装孔113a并且被焊接到前盖113的外侧表面上。
在此,端子182可以由铁基金属制成,并且由此前盖113也可以由这种铁基金属制成。而且,密封构件(诸如O形圈)可以被插置在端子182的凸缘182a与前盖113的内侧表面之间。
另一方面,为了使用独立的固定构件进行联接,如在图4中所示,可以在端子182的内侧端部上形成凸缘182a,该凸缘的外径大于端子安装孔113a的内径以便被锁定在前盖113的内侧表面上,而且可以在端子182的外侧端部上形成阳螺纹182b,该阳螺纹被联接到设置在固定构件183的内周向表面上的阴螺纹183a。
相应地,当端子182的凸缘182a在与端子安装孔113a相邻的位置处被锁定在前盖113的内侧表面上的状态下,端子182的阳螺纹182b可以被插入通过端子安装孔113a以便与位于前盖113的外侧的固定构件183的阴螺纹183a联接。
在此,密封构件184(诸如O形圈)可以被插入到端子182的凸缘182a与前盖113的内侧表面之间。特别地,在使用固定构件的方法中,不像以焊接的方式固定端子那样,在端子182与前盖113之间的部分通过固定构件的紧固力密封,由此密封构件184可以不用总是需要插置于端子182与前盖113之间。
因此,尽管端子182由铁基金属制成,前盖113可以不必由诸如铁的重金属而是由相对轻的铝材料制成,由此减轻压缩机的总体重量。
同时,该控制单元106可以被设置在前盖113的前侧上。该控制单元106可以被构造为使得具有逆变器容置空间V3的逆变器盖161联接到前盖113的前表面,并且用于控制驱动电机103的旋转速度的逆变器162被联接到逆变器容置空间V3中。
图5是从图2分离出的具有多个元件的前盖的立体图,图6A是沿图5的线“6A-6A”截取的根据相关技术的示例的纵截面图,图6B是沿图5的线“6B-6B”截取的根据本发明的一实施例的纵截面图,图7A和图7B是示出设置于图2的前盖的内侧表面上的热沉鳍片和热沉凹部的纵截面图,并且图8和图9是设置在图2的前盖的内侧表面上的热沉腔室的纵截面图和平面图。
如在图1和图5中所示,逆变器162可以包括:多个切换元件(绝缘栅双极型晶体管(IGBT))166,其附接到前盖113的前表面;以及逆变器基板167,设置在切换元件165的前侧上。
在压缩机的操作期间,切换元件166产生高热量。为了辐射热量,传热构件(诸如热板)可以被附接到前盖113的前表面,然后切换元件166可以被附接到传热构件的前表面(例如,外侧表面)。
但是,如果使用热板,组件数量可能会增加,这致使材料费用的增加,由此增加组装工艺的数量。
此外,在使用高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)的压缩机中,机壳101的内部压力与使用通常的制冷剂(诸如134a制冷剂)的压缩机相比极大地增加了。从而,前盖113可以像膨胀似地弹性扩展,由此多个切换元件166的每一个的与前盖113形成接触的表面变成弯曲,如在图6A中所示。这可能减少在前盖113与切换元件166之间的接触面积,由此减弱与切换元件166相关的联接力或者降低散热效果。
考虑到此,如在图5中所示,具有预定深度和宽度的防变形凹槽113b可以形成在前盖113的前表面,即围绕每个切换元件166。该防变形凹槽113b可以形成为围绕切换元件166的周边。从而,如在图6B中所示,尽管前盖113由于内部压力而膨胀,该防变形凹槽113b可以开口变宽,并且最小化前盖113的变形。这可以允许确保切换元件166与前盖113之间具有宽的接触面积,由此即使在不使用单独的热板的情况下,也能有效地辐射切换元件166的热量。
此外,如在图5中所示,每个切换元件166还可以使用螺钉168联接到前盖113。由于在切换元件166与前盖113之间没有设置单独的贴附构件(诸如热板),所以可以便于螺钉联接。相应地,切换元件166可以以更稳定的方式被牢固地固定到前盖113。未解释的附图标记113c指代螺钉孔。
如在图7A和图7B中所示,前盖113还可以设置有形成于其内侧表面上的热沉鳍片113d或热沉凹部113e。这些可以增加前盖113与制冷剂之间的热传递面积,由此进一步增强关于切换元件166的散热效果。
在此,当形成热沉鳍片113d或热沉凹部113e时,热沉鳍片113d或热沉凹部113e可以在与进入孔101a的轴向相交的方向上形成,以便增加与制冷剂的接触面积。但是,在一些情况下,热沉鳍片113d或热沉凹部113e可以在与轴向相同的方向上形成,由此增加制冷剂的流速。而且,热沉鳍片113d或热沉凹部113e的形状可以被构造为对应于前盖的变形,类似于防变形凹槽113b。
热沉鳍片113d或热沉凹部113e也可以形成为线状。而且,热沉鳍片113d或热沉凹部113e可形成为弯曲状或者迷宫状,以允许制冷剂沿着前盖113均匀循环。
同时,如在图8和图9中所示,热沉腔室164可以被安装在前盖113的内侧表面上,以便强行地将制冷剂引入向前盖113的内侧表面。
在这种情况下,热沉腔室164的入口164a可以形成为朝向进入孔101a,而其出口164b可以形成为朝向机壳101的内部空间。入口164a和出口164b可以被形成在相同的线上,但是如果可能优选地形成在彼此不同的线上,以允许制冷剂均匀地循环热沉腔室164的内部空间。
入口164a还可以与设置在机壳101上的进入孔101a隔开预定的间隔。可选地,热沉腔室164的入口164a还可以被直接连接到进入孔101a的内侧端。
但是,根据周围条件,诸如定子131的线圈等,热沉腔室164的入口164a可以延伸为尽可能地靠近进入孔101a,或者进入孔101a的方向可以朝向热沉腔室164的入口164a倾斜。
即使在那些情况下,热沉鳍片113d或热沉凹部113e还可以形成在热沉腔室164内的前盖113的前表面上。
相应地,通过进入孔101a被引入到机壳101的内部空间中的制冷剂可以通过热沉腔室164的入口164a流入到热沉腔室164中,然后通过出口164b移动到机壳101的内部空间(第一空间)V11中。
因此,被引入到机壳101的内部空间中的冷制冷剂可以与前盖113形成接触并且冷却前盖113,由此有效地冷却附接到前盖113的切换元件166。
同时,框架可以与固定涡卷和绕动涡卷一起形成空间。该空间可以是背压空间,该背压空间通过背压空间的内部压力将绕动涡卷支承在固定涡卷上。
图10是压缩单元的纵截面图,用于示出根据图1的涡卷压缩机中的背压空间的密封部的一个实施例,图11是压缩单元的纵截面图,用于示出根据图1的涡卷压缩机中的背压空间的密封部的另一个实施例,图12是以放大状态示出设置在转轴与框架之间的背压孔和第二密封部的纵截面图,以及图13和图14是示出图12中的第二密封部的其它实施例的纵截面图。
如在图1中所示,框架102可以被固定地插入到壳体111的开口端中。该框架102可以通过被安放在第二支承表面111b上而在轴向上被支承,该第二支承表面被设置在壳体111的前端部的内周向表面上。
框架102可以包括:形成为盘形的框架侧盘部(以下称为第一盘部)121以及框架侧侧壁部(以下称为第一侧壁部)122,该第一侧壁部从第一盘部121的前表面突出,并且与后面将解释的固定涡卷140的第二侧壁部142联接。推力面123可以形成在第一侧壁部122的内侧处,绕动涡卷150沿轴向被安放和支承在该推力面上,并且背压空间124可以形成在推力面123的中心,该背压空间填充有从压缩腔室P排出的制冷剂的一部分,以便支承绕动涡卷150的后表面。供转轴135插入通过的轴孔125可以被形成为穿过背压空间124的中心部分,而且将在后面解释的主轴承171可以被设置在轴孔125的上表面上。
在此,背压空间124是由框架102、固定涡卷140和绕动涡卷150形成的空间。该背压空间124可以通过第一密封部191和第二密封部192被气密性密封,该第一密封部设置在框架102与绕动涡卷150之间的推力面(或密封表面)123上,并且该第二密封部设置在框架102的轴孔125与转轴135的外周向表面之间。
该第一密封部191可以设置有第一密封凹部123a,该第一密封凹部形成在框架102的推力面123上,并且呈具有预定深度的环形,也形成为环形的第一密封构件195可以被插入到第一密封凹部123a,该第一密封构件195可以因通过背压腔室124的压力产生的力而被推动提升,并且被紧密地贴附到绕动涡卷150上,由此密封背压空间124。
如在图10中所示,该第二密封部192可以设置有第二密封凹部125a,该第二密封凹部形成在框架102的轴孔125的内周向表面上,并且形成为环形的第二密封构件196可以被插入到第二密封凹部125a中。
但是,当使用高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,背压腔室124的压力可能急剧增加。但是,如果背压空间124的压力高,则第二密封构件196与转轴125之间的接触面积可能增加,其可能致使第二密封构件196与转轴125之间的摩擦损失增加。
考虑到此,如在图11和图12中所示,可以通过使用油的粘性替换使用固体密封构件来构造第二密封部。这可以致使在保持背压空间的高压的同时有效地减少与转轴的摩擦损失。
亦即,由于第二密封部192在轴孔125的内周向表面与转轴135的外周向表面之间形成细小的密封间隔t1,油可以被引入到轴孔125的内周向表面与转轴135的外周向表面之间,由此形成油层192a。油层192a可以允许保持背压空间124的压力。
在此,填充到第二密封部192中的油可以是与从压缩腔室P排出的制冷剂一起被引入到背压空间124中的油。为此,从压缩腔室P排出的制冷剂的一部分通过背压孔与油一起被引入到背压空间124中,该背压孔可以形成在固定涡卷140和框架102中。
亦即,第一背压孔147可以以穿过第二侧壁部142的方式形成在固定涡卷140的后表面上,而且与固定涡卷140的第一背压孔147连通的第二背压孔127可以以穿过背压空间124的内壁表面的方式形成在框架102的第一侧壁部121的后表面上。
在此,该第二背压孔127的出口端127a可以优选为足够高,以使油能够尽可能填充到背压空间124中,而使得油层总是被保持在第二密封部192中,即,高到足以使在背压空间124中旋转的平衡配重175下沉近似一半或更少,用以防止由于平衡配重175的搅拌引起的电机中的负载或噪音的增大。
在这种情况下,为了总是保持恒定量的油填充到背压空间124中,从背压空间124排出的油的量应该大于或者至少等于引入到背压空间124中的油的量。为此,第二密封部192的整个截面面积(更确切地,除了由于粘性形成的油层之外的截面面积)优选小于或至少等于第二背压孔127的整个截面面积。
同时,其中能够填充预定量的油的油袋可以形成在第二密封部192中。例如,如在图13中所示,具有预定的体积的油袋125b可以形成在轴孔125的内周向表面上或形成在转轴135的对应于轴孔125的内周向表面的外周向表面上。
在这种情况下,还可以形成供油孔128,用于将油直接供给到油袋125b中。该供油孔128可以形成为通过固定涡卷140和框架102,与背压孔127分离,或者通过从背压孔的中部分支出而形成。相应地,当启动压缩机时,油可以快速地流入到油袋125b中,并且形成第二密封部192,由此迅速产生背压空间124的适当压力。
而且,如在图14中所示,限制腔室125c可以进一步形成在轴孔125的内周向表面上。这可以防止背压腔室的油通过第二密封部192而泄露,或者防止在油被填充到背压腔室124中之前背压空间124的压力泄露。
同时,驱动电机的定子可以被压配合到壳体中。
图15是根据图1的涡卷压缩机的定子的立体图,图16是示出图15的定子被压配合到壳体中的状态的前视图,图17是示出图16的定子的局部放大状态的纵截面图,以及图18是示出在根据图1的涡卷压缩机中定子被压配合到壳体中的状态的纵截面图。
如在图1中所示,该驱动电机103可以包括被固定到壳体111的定子131以及转子132,该转子位于定子131内,并且通过与定子131的相互作用而旋转。定子131可以被冷缩配合到壳体111中,并且,定子131的后端如前所述地可以通过安放在设置于壳体111的内周向表面上的第一支承表面111a上而被支承。
如在图15中所示,定子131可以通过叠置多个薄铁板而形成,并且设置有多个齿131a和槽口131b,齿和槽口以交替的方式连续地形成在其内周向表面上,使得线圈C能够围绕其被缠绕。
多个支承突起131c可以形成在定子131的外周向表面上。多个支承突起131c可以在壳体111的内周向表面与定子131之间以预定的间隔彼此隔开,以便形成连通通道101c,当定子被压配合到壳体111的内周向表面中时,制冷剂或油能够沿着该连通通道流动。支承突起131c可以形成在定子131的在定子131的轴向上的两端之间,并且沿周向相互间隔开预定间隔。
如在图16和图17中所示,支承突起131c可以形成为位于沿径向与齿131a相同的线上或者位于齿131a的径向的范围内。
例如,当定子131被压配合到壳体111中时,定子131的支承突起131c可以被紧密地贴附到壳体111的内周向表面上,从而集中地接收压缩力F。该压缩力F被传送到形成在定子131的内周向表面上的齿131a或槽口131b。
但是,如果每个支承突起131c的位置(即每个支承突起的弧形长度范围θ1)位于每个槽口131b的周向长度范围θ2内,支承突起131c会被压到壳体111上,并且压缩力F会被传送到槽口131b,由此使位于每个槽口131b两侧的齿131a打开变宽。当位于槽口131b两侧的齿131a打开变宽时,整个定子可能变形并且由此引起与转子132的摩擦。
因此,重要的是,如果可能,要防止响应于支承突起131c被压到壳体111上而产生的力F被传递到定子的槽口131b。为此,支承突起131c可以在径向上与相应的齿131a形成在相同的线CL1、CL3上,由此最小化施加到支承突起131c的压缩力F被传送到槽口131b并且通过齿131a来抵消该力F。
在这个实施例中,支承突起131c的弧形长度范围θ1可以在齿131a的弧形长度范围θ3内。在此,齿131a的弧形长度范围θ3指的是弧形长度θ3,其通过绘制两条虚拟线L1和L2并且用弧线L3将这两条虚拟线L1和L2彼此连接而形成,这两条虚拟线从位于周向上的多个齿131a的每一个的两个侧表面131a'和131a”在水平方向上朝外延伸。支承突起131c的两端可以至少与齿131a的弧形长度范围θ3一样,或者位于该范围之内。
在此,仅支承突起131c的两端131c'和131c”的至少其中之一可以位于范围θ3内,而其它端可以位于范围θ3之外。但是,在一些情况下,穿过支承突起131c的弧形长度的右侧中心(right center)的中心线CL3可以优选地位于齿131a的弧形长度范围内,使得支承突起131c的弧形长度θ3的一半以上可以位于该范围内。
而且,支承突起131c的弧形长度优选可以小于或等于齿131a的弧形长度(宽度长度)。如果支承突起131c的弧形长度大于齿131a的宽度长度,被传递到支承突起131a的压缩力可以被传递到槽口131b,由此槽口131b可以彼此打开变宽。因此,如果可能,支承突起131c的弧形长度可以优选地形成为小于齿131a的弧形长度,而不是形成为至少大于齿131a的弧形长度。
相应地,即使支承突起131c由于被紧密地贴附在壳体111上而接收来自壳体111的压缩力F,该力也不会被传递到槽口131b,并且大部分被传递到齿131a而被抵消,由此提前防止了定子的齿131a之间的间隔的变化。
而且,当将定子压配合到壳体中时,负载可以从壳体集中到定子的两端上。因此,如在图18中所示,可以在壳体111的内周向表面上形成应力减小部,以便防止当压配合定子131时在定子131的两端上形成应力集中。应力减小部可以被具体实施为形成在壳体111的内周向表面上的倾斜表面111c或底切111d。
倾斜表面111c可以被形成为如下形状:内径在定子13开始被压配合的那侧较大,亦即,该内径朝向壳体111的前端延伸。从而,当定子131被压配合时,定子131可以沿着倾斜表面111c被压配合,该倾斜表面111c可以便于定子131的压配合。此外,由于在压配合定子131之后定子131的前端131d的外周向表面和壳体111的内周向表面彼此间隔开预定间隙g1,即使壳体111收缩,因壳体111引起的定子131的前端131d上的应力集中也能够被提前防止。
底切111d可以被形成为,在定子131的后端131e被压配合的位置处,亦即在壳体111的后侧,具有包括定子131的后端131e的范围内的预定深度和宽度。相应地,由于在定子131的压配合状态下定子131的后端131e和壳体111的内周向表面彼此间隔开预定的间隙g2,尽管壳体被收缩,因壳体111引起的定子131上的应力集中可以被提前防止。该底切111d可以以从第一支承表面111a的前侧延伸的方式形成。
同时,如在图1中所示,转轴135可以包括联接到转子132的轴部135a以及联接到设置在绕动涡卷150上的凸台153的偏心部135b。该偏心部135b可以被插入到将在后面解释的偏心轴承173中,并将旋转力传送到绕动涡卷150。
用于将油供给到滑动部的油通路135c形成在转轴135中,并且用于泵送存放在机壳101的排放空间V2中的油到油通路135c中的油泵136可以设置在油通路135c的后端处。油泵136可以被构造为摆线齿轮泵。油泵136的内环136a可以被联接到转轴135,外环136b由此可以被插入到设置在前盖113的后侧上的泵插入部113f中。
基于转子132的轴部135a的前侧和后侧两者可以分别通过主轴承171和辅轴承172沿径向被支承。
该主轴承171可以被构造为滚珠轴承,其具有被插入到框架102中的外环和被插入到转轴135中的内环。该辅轴承172可以被构造为滚珠轴承,其具有被插入到泵插入部113f中的外环和被插入到转轴135中的内环。
同时,固定涡卷140可以设置有形成为盘形的固定侧盘部(以下称为第二盘部)151、从第二盘部141的一个侧表面朝向框架102突伸的固定侧侧壁部(以下称为第二侧壁部)142、以及形成在第二盘部141的中心部分上并且与下面将解释的绕动卷体152接合以形成一对压缩腔室P的固定卷体143。
可以在第二盘部141的边缘上形成与机壳101的抽吸空间V1连通的抽吸孔(未示出),并且排放孔144被形成为通过第二盘部141的中心部分,其中最后的压缩腔室通过该排放孔与排放空间V2连通。第一背压孔147可以形成在出口端口144的一侧,使得通过排放孔144排放的油和制冷剂可以被部分地引导到背压空间124中。
绕动涡卷150可以包括:绕动侧盘部(以下称为第三盘部)151,形成为盘形;绕动卷体152,从第三盘部151的前表面朝向第二盘部141突伸并且接合固定卷体143;以及凸台153,形成在第三盘部151的后表面上并且联接到转轴135,偏心轴承173插置于凸台与转轴之间,以便接收旋转力。
未解释的附图标记170指代作为防旋转构件的奥尔德姆(Oldham)环。
下面,将描述根据该实施例的涡卷压缩机的组装工艺。
亦即,驱动电机103的定子131被冷缩配合到壳体111中。在这种情况下,定子131的后端可以被安装到被设置于壳体111的内周向表面上的第一支承表面111a上,由此防止定子131向后移动。
由于被设置在定子131的外周向表面上的多个支承突起131c被紧密地附接到壳体111的内周向表面上,所以压缩力F可以被施加到支承突起131c。但是,这些支承突起131c可以被分别形成在与定子131的齿131a相同的线上。因此,该压缩力F不可以被传递向槽口131b,而是被传递到齿131a。从而,该压缩力F可以通过齿131a抵消,由此防止槽口131b打开变宽。
而且,在定子131的压配合状态中,应力可能集中在定子131的两端131d和131e上。但是,通过在壳体111的内周向表面上分别对应于定子131的两端形成倾斜表面111c和底切111d,可以在壳体111的内周向表面与定子131的两端131d和131e之间形成隔开的间隙g1和g2,由此解决在定子131的两端131d和131e上沿径向的应力集中。这可以导致防止定子在被压配合之后的变形。
接着,与转轴135联接的转子132被插入到定子131中。在这种情况下,辅轴承172被固定地插入到转轴135中。
然后,该框架102被安装和联接到壳体111。在这种情况下,框架102的后表面被安装到设置在壳体111上的第二支承表面111b上,由此防止框架102沿轴向上移动。
接着,在防旋转构件170、绕动涡卷150和固定涡卷140被安放在框架102上时,使用螺栓将固定涡卷140联接到框架102。前盖113被安放在壳体11的前表面上并且使用螺栓被联接到其上,然后,联接逆变器盖161,由此完全地组装涡卷压缩机。
可选地,在首先将逆变器盖161联接到前盖113之后,可以将前盖113联接到壳体111。在这种情况下,用于控制逆变器的各种元件166和具有联接于其上的这些元件166的逆变器PCB176使用螺钉被联接到前盖113的外侧表面。端子182以焊接方式W或者使用联接构件183而被联接到端子安装孔113a。
从而,端子182可以以完全被密封的方式被联接到前盖113。因此,在使用高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)的压缩机中,即使机壳101的内部压力增大,端子182的被组装部分也不能被损坏。特别地,当使用联接构件183组装端子182时,前盖113能够使用比机壳的材料更轻的材料被制造,由此减轻压缩机的重量。同时,即使前盖113由于损坏而被更换,端子182也可以被回收,由此减少维修费用。
根据该实施例的涡卷压缩机将提供如下的操作效果。
亦即,当电能施加到驱动电机103上时,转轴135随着驱动电机103的转子132一起旋转,并且将旋转力传送到绕动涡卷150。
相应地,绕动涡卷150借助转轴135的偏心部135b和防旋转构件170以偏心距离执行绕动运动。相应地,在连续地朝向中心移动时,压缩腔室P的体积减小。
制冷剂然后通过进入孔101a被引入到第一空间V11中,如箭头所示。被引入到第一空间V11中的制冷剂通过连通通路101c或者通过定子与转子之间的气隙朝向压缩单元流动,由此被抽吸到压缩腔室P中,其中该连通通路形成在驱动电机103的定子131的外周向表面与壳体111的内周向表面之间。在这种情况下,由于前盖113与壳体111一起形成第一空间V11,通过进入孔101a被抽吸到第一空间V11中的制冷剂在通过驱动电机103流入第二空间V12之前,首先与前盖113的内侧表面形成接触。因此,前盖113通过与被抽吸的冷制冷剂进行热交换而被冷却,这可以允许迅速冷却由附接到前盖113的外侧表面的切换元件166产生的热量。之后,制冷剂在流动通过定子131时甚至会冷却驱动电机。
抽吸到压缩腔室P中的制冷剂在沿着压缩腔室P的移动路径朝向中心移动的同时被压缩,然后通过排放孔144被排放到形成在固定涡卷140与后盖102之间的排放空间V2中。
然后,被排放到排放空间V2中的制冷剂又与排放空间V2中的油分离,或者同时流动通过油分离器185。然后,制冷剂通过排放孔101b被排放到制冷剂循环中,同时被分离的油通过油泵136泵送以循环到滑动部。
在此,排放到排放空间V2中的油和制冷剂通过固定涡卷140的第一背压孔147和框架102的第二背压孔127被部分地引入到背压空间124中。被引入的制冷剂和油在背压空间124中产生背压,由此朝向固定涡卷140支承绕动涡卷150。
在这种情况下,背压空间124通过形成在框架102与绕动涡卷150之间的第一密封部191以及形成在框架102与转轴135之间的第二密封部192密封。特别地,第二密封部192减少了框架102的轴孔125与转轴135之间的密封间隔t1。相应地,背压空间124的油通过密封间隙t1被引导以便形成油层,由此密封密封间隙t1。因此,即使使用CO2制冷剂,背压空间124也可以有效地被密封并且在第二密封部192处相对于转轴135的摩擦损失可以被减小,由此增强压缩机的效率。
并且,当油袋125b或限制密封件125c形成在第二密封部192上时,密封效果可以更大程度地增强。
根据本发明的电机操作的压缩机可以设置有基于驱动电机在邻近控制单元一侧的进入孔和在邻近构造压缩单元的固定涡卷一侧的排放孔,并且设置有连通通路,该连通通路通过驱动电机的两侧空间与驱动电机连通,从而通过进入孔被抽吸的制冷剂能够被用于冷却控制单元,由此增强用于控制单元的冷却效率。
构造控制单元的多个元件被附接到机壳的外表面上,并且均具有预定宽度的狭槽分别围绕所述多个元件形成。从而,在使用高压制冷剂(诸如CO2制冷剂)时,尽管机壳的内部压力增加,多个元件附接到弯曲表面中的机壳的表面的变形也可以最小化,由此提高所述元件的联接力或散热效果。
用于联接端子的端子安装孔可以形成在机壳上,并且被插入到端子安装孔中的端子可以通过使用固定构件被焊接或螺接。这可以便于端子的固定操作,并且允许端子的安装部可以由轻质材料制成,由此减少压缩机的重量。
均具有预定高度的多个突起可以沿着周向形成在定子的外周向表面上,以便能够与机壳的内周向表面接触。在此,每个突起的至少一部分可以位于每个齿的弧形长度范围内。这可以防止槽口由于从机壳施加并且集中到定子上的应力而彼此打开加宽,由此相应地防止摩擦损失或碰撞噪音。
而且,框架可以设置有轴孔和背压空间,转轴被插入通过轴孔,背压空间与轴孔连通并且支承绕动涡卷的后表面。该背压空间可以将油引入轴孔与转轴之间的密封间隙以便密封。因此,用于密封背压空间的结构可以被简化,并且当施加诸如CO2制冷剂的高压制冷剂时,尽管背压空间的压力被增加,可能够降低由于转轴与密封部之间的过度接触引起的摩擦损失。
Claims (23)
1.一种电机操作的压缩机,包括:
驱动电机,包括:
定子;
线圈,缠绕在所述定子上;以及
转子,能旋转地设置在所述定子内;
转轴,联接到所述转子,所述转轴被设置为传递所述驱动电机的旋转力;
绕动涡卷,联接到所述转轴,所述绕动涡卷被设置为执行绕动运动;
固定涡卷,与所述绕动涡卷接合以与所述绕动涡卷一起形成多个压缩腔室,所述压缩腔室均具有抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室;
框架,支承所述绕动涡卷,所述绕动涡卷位于所述框架与所述固定涡卷之间;
控制器,被设置为控制所述驱动电机,所述驱动电机位于所述控制器与所述框架之间;以及
机壳,具有内部空间,所述驱动电机、所述绕动涡卷和所述固定涡卷位于所述内部空间中,所述机壳包括:
进入孔,位于所述机壳的邻近所述控制器的第一部分处;
排放孔,位于所述机壳的邻近所述固定涡卷的第二部分处,所述驱动电机位于所述进入孔与所述排放孔之间;以及
连通通路,位于所述机壳与所述定子之间,
由此,通过所述进入孔被引入到所述机壳的内部空间中的制冷剂在通过所述机壳与所述驱动电机的所述定子之间的所述连通通路之后被引入到所述抽吸腔室。
2.如权利要求1所述的压缩机,其中所述机壳包括:壳体,与所述定子连接;以及盖,联接到所述壳体的最靠近所述进入孔的一端,所述盖被设置为密封所述机壳的所述内部空间,
其中,所述控制器包括多个切换元件,所述多个切换元件联接到所述盖的外侧表面,而且
其中多个凹槽设置在所述盖的外侧表面中,所述凹槽具有沿所述切换元件的周边延伸的预定深度和宽度。
3.如权利要求2所述的压缩机,其中所述凹槽围绕所述切换元件的外周边。
4.如权利要求2所述的压缩机,其中所述盖由比形成所述壳体的材料更轻的材料制成。
5.如权利要求2所述的压缩机,还包括热沉,所述热沉设置在所述盖的内侧表面上,以便促进所述切换元件与通过所述进气端口引入到所述机壳的内部空间中的制冷剂之间的热交换,所述热沉包括多个热沉鳍片或多个热沉凹部。
6.如权利要求2所述的压缩机,还包括:
端子安装孔,设置在所述盖中,用于将端子联接到所述盖,所述端子的至少一端被插入到所述端子安装孔中;以及
固定构件,用于将所述端子固定到所述盖。
7.如权利要求6所述的压缩机,其中所述端子包括:
凸缘,位于所述端子的第一端,所述凸缘的外径大于所述端子安装孔的内径;以及
阳螺纹,位于所述端子的第二端,
其中所述固定构件包括阴螺纹,而且
其中所述端子的阳螺纹被插入通过所述端子安装孔,且被联接到所述固定构件的位于所述盖的外侧表面处的阴螺纹,以便所述凸缘在所述端子安装孔的周边处通过所述盖的内侧表面被限制。
8.如权利要求7所述的压缩机,还包括密封构件,其位于所述盖的所述内侧表面与所述凸缘之间。
9.如权利要求1所述的压缩机,其中所述定子包括:
多个齿,设置在所述定子的内周向表面上;
多个槽口,沿所述定子的周向位于所述多个齿之间;
线圈,缠绕在所述多个齿中的每一个上;
多个突起,设置在所述定子的外周向表面上,所述多个突起的每一个均具有预定高度,以便能够与所述机壳的内周向表面接触;以及
多个凹部,沿着所述定子的周向位于所述多个突起之间,
其中所述多个突起的每一个的至少一部分在所述定子的径向上与所述多个齿对齐。
10.如权利要求9所述的压缩机,其中所述多个突起的每一个位于被所述多个齿的每一个包围的弧形角范围内。
11.如权利要求9所述的压缩机,还包括应力减小部,其设置在所述机壳的内周向表面上,所述应力减小部与所述定子的外周向表面间隔开,并且所述应力减小部沿着所述定子的轴向范围的一部分设置。
12.如权利要求11所述的压缩机,其中所述应力减小部被设置在所述定子沿轴向的端部被容置于所述机壳中的位置处。
13.如权利要求1所述的压缩机,还包括轴孔,所述轴孔延伸通过所述框架,所述转轴被插入到所述轴孔中,使得所述转轴的外周向表面面向所述轴孔的内周向表面;
其中所述轴孔的一侧面对所述绕动涡卷的后表面,以便在所述绕动涡卷的后表面处形成背压空间,而且
其中在所述轴孔的内周向表面与所述转轴的外周向表面之间的间隙通过引入到所述背压腔室中的油密封。
14.如权利要求13所述的压缩机,还包括至少一个背压孔,所述至少一个背压孔被设置在所述固定涡卷和所述框架中的每一者中,从所述压缩腔室排出的油和制冷剂通过所述至少一个背压孔被引导进入所述背压腔室,
其中所述背压孔的整个截面面积大于或者等于在所述轴孔的内周向表面与所述转轴的外周向表面之间的间隙的整个截面面积。
15.如权利要求14所述的压缩机,还包括平衡配重,其位于所述背压空间中并且联接到所述转轴,以便能够与所述转轴一起旋转,
其中,在垂直于所述驱动电机的轴向的方向上,所述背压孔的进入所述背压空间的开口位于等于或者低于所述平衡配重的中间高度的高度处。
16.如权利要求13所述的压缩机,还包括油袋,所述油袋被设置在所述轴孔的内周向表面和所述转轴外周向表面中的至少一者上。
17.如权利要求16所述的压缩机,还包括供油孔,所述供油孔被设置在所述框架中,所述供油孔与所述油袋连通,以便将油供给到所述油袋。
18.一种电机操作的压缩机,包括:
电机单元,具有定子和转子,线圈缠绕在所述定子上,并且所述转子能旋转地设置在所述定子中;
转轴,用以传送所述电机单元的旋转力;
压缩单元,联接到所述转轴,以便通过接收所述电机单元的旋转力来压缩制冷剂;
框架,设置在所述电机单元与所述压缩单元之间以便支承所述转轴;
控制单元,设置在所述框架的相对侧处,在所述控制单元与所述框架之间插置有所述驱动电机;以及
机壳,在所述机壳的内部空间中容置所述驱动电机、所述绕动涡卷和所述固定涡卷,所述机壳位于所述控制单元的外侧,并且设置有进入孔和排放孔,基于所述驱动电机,所述进入孔设置在邻近所述控制单元的一侧处,并且所述排放孔设置在邻近所述固定涡卷的一侧处,
所述机壳包括:
连通通路,设置在所述机壳与所述定子之间,使得通过所述进入孔引入到所述内部空间中的制冷剂通过所述驱动电机被引入到所述抽吸腔室中,其中所述机壳设置有多个元件和多个狭槽,所述多个元件基于所述驱动电机在具有所述进入孔的一侧处附接到所述机壳的外表面,并且所述多个狭槽分别沿着所述多个元件的周边设置。
19.如权利要求18所述的压缩机,其中多个热沉针或热沉凹部被设置在所述机壳的其上附接有所述多个元件的内侧表面。
20.一种电机操作的压缩机,包括:
机壳;
压缩单元,位于所述机壳内,用以抽吸、压缩和排放制冷剂;
转轴,位于所述机壳内,用以传送驱动力到所述压缩单元;
转子,联接到所述转轴,以将所述驱动力传送到所述转轴;以及
定子,位于所述转子的外侧,所述定子包括多个叠置的定子芯,各定子芯形成为环形并被压配合到所述机壳的内周向表面中,
所述定子包括:
多个齿,设置在所述定子的内周向表面上;
多个槽口,沿着所述定子的周向位于所述多个齿之间;
线圈,缠绕在所述多个齿的每一个上;以及
多个突起,设置于所述定子的外周向表面上,所述多个突起的每一个能够与所述机壳的内周向表面接触,
其中所述多个突起的每一个的至少一部分位于通过所述多个齿的每一个包围的弧形角范围内。
21.如权利要求20所述的压缩机,其中在所述机壳的与所述定子的外周向表面间隔开的内周向表面上设置应力减小部,并且所述应力减小部沿所述定子的轴向在所述定子的范围内被设置至少一个。
22.一种电机操作的压缩机,包括:
机壳;
定子,被固定到所述机壳;
转子,能旋转地设置在所述定子内;
转轴,联接到所述转子,并且能随着所述转子一起旋转;
绕动涡卷,联接到所述转轴,所述绕动涡卷被设置为执行绕动运动;
固定涡卷,与所述绕动涡卷接合,用以与所述绕动涡卷一起形成多个压缩腔室,所述压缩腔室均具有抽吸腔室、中间压力腔室和排放腔室;以及
框架,支承所述绕动涡卷,所述绕动涡卷位于所述框架与所述固定涡卷之间,所述框架包括延伸穿过所述框架的轴孔,所述转轴被插入到所述轴孔中,使得所述转轴的外周向表面面向所述轴孔的内周向表面,
其中所述轴孔的一侧面向所述绕动涡卷的后表面,以便在所述绕动涡卷的后表面处形成背压空间,并且
其中在所述轴孔的内周向表面与所述转轴的外周向表面之间的间隙通过引入到所述背压腔室中的油密封。
23.如权利要求22所述的压缩机,其中所述框架设置有穿过其设置的背压孔,使得所述框架与所述背压空间连通,而且
其中所述背压孔的截面面积大于或者等于在所述轴孔的内周向表面与所述转轴的外周向表面之间的间隙的整个截面面积,其中所述转轴的外周向表面对应于所述轴孔的内周向表面。
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