CN109923308B

CN109923308B - 压缩机

Info

Publication number: CN109923308B
Application number: CN201780069061.5A
Authority: CN
Inventors: 富冈直人; 石野拓也
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2037-11-08
Also published as: MY194808A; JP2018076829A; WO2018088413A1; TW201825777A; TWI701384B; JP6558346B2; CN109923308A

Abstract

压缩机(5)具备外壳(10)、马达(20)及压缩机构(40)。外壳(10)包括具有第1尺寸(D1)的内径的圆筒部(11)。马达20包括具有第2尺寸(D2)的外径的转子(22)。压缩机构(40)通过将低压制冷剂压缩而产生高压制冷剂。第1尺寸(D1)相对于第2尺寸(D2)的比率(D1/D2)为1.8以下。

Description

压缩机

技术领域

本发明是关于一种可抑制冷冻机油的排出的压缩机。

背景技术

空调装置及冰箱等冷冻装置中搭载有压缩机。搭载于专利文献1(日本专利特开2006-144731号公报)的压缩机的马达以15～75rps(每秒旋转)的较慢的旋转速度旋转。若与其相反地使压缩机的马达以高速旋转，则可增加有助于制冷剂的压缩动作的输出容量。因此，在能够高速旋转的情况下，可通过更小型的压缩机实现冷冻装置所需的输出容量，其结果是，可达成成本降低。

发明内容

发明要解决的问题

在使压缩机的马达以高速旋转的情况下，对贮存于压缩机的外壳的内部的冷冻机油、或附着于压缩机构的滑动部位的冷冻机油施加各种动态的力。此时，促进冷冻机油与制冷剂的混合。其结果是，容易发生冷冻机油与高压制冷剂一起从压缩机排出的所谓“油损耗”的现象。

本发明的课题在于抑制冷冻机油从压缩机的排出。

用于解决问题的技术手段

本发明的第1观点的压缩机具备外壳、马达、压缩机构。外壳包括具有第1尺寸的内径的圆筒部。马达包括具有第2尺寸的外径的转子。压缩机构通过将低压制冷剂压缩而产生高压制冷剂。第1尺寸相对于第2尺寸的比率为1.8以下。

根据该构成，转子的外径较大，因此，高压制冷剂沿着转子的面移动较长的距离。在该移动期间，混合于高压制冷剂的冷冻机油的油滴可获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，可抑制冷冻机油从压缩机的排出。

本发明的第2观点的压缩机在第1观点的压缩机中，还具备具有温度40℃下为53mm²/s以下的粘度的冷冻机油。冷冻机油构成为将压缩机构的滑动部位润滑。

根据该构成，冷冻机油的粘度较低。因此，可减少压缩机构的滑动损失，因而转子的高速旋转变得容易。

本发明的第3观点的压缩机在第1观点或第2观点的压缩机中，转子构成为以75rps以上的旋转速度旋转。

根据该构成，转子高速旋转。因此，压缩机的输出容量增加。

本发明的第4观点的压缩机在第1观点至第3观点的任一压缩机中，还具备曲轴。曲轴从转子向压缩机构传递动力。压缩机构将高压制冷剂沿着曲轴朝向转子喷出。

根据该构成，从压缩机构喷出的高压制冷剂首先沿着曲轴行进。因此，高压制冷剂可稳定地到达转子的面。

本发明的第5观点的压缩机在第1观点至第4观点的任一压缩机中，压缩机构设置于比马达靠下方的位置。

根据该构成，压缩机构设置于外壳的下方。因此，容易将贮存于外壳的下方的冷冻机油用于压缩机构的滑动部位的润滑。

本发明的第6观点的压缩机在第1观点至第5观点的任一压缩机中，还具备喷出管。喷出管将高压制冷剂向外壳外喷出。喷出管设置于比马达靠上方的位置。马达还包括定子。定子与转子的间隙作为供高压制冷剂通过的通路发挥功能。

根据该构成，喷出管与压缩机构彼此以马达为基准而彼此位于相反侧。因此，在高压制冷剂沿从压缩机构到达喷出管的路径移动时，马达作为障碍物发挥功能。在高压制冷剂避开该障碍物时，混合于高压制冷剂的冷冻机油的油滴进一步获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，进一步抑制冷冻机油从压缩机的排出。

本发明的第7观点的压缩机在第1观点至第6观点的任一压缩机中，压缩机构具有喷出高压制冷剂的喷出孔。第3尺寸是转子的旋转轴心与喷出孔的俯视时的相隔距离的2倍，该第3尺寸小于第2尺寸。

根据该构成，高压制冷剂移动从压缩机构的喷出孔至转子的外缘为止的距离。该移动期间，混合于高压制冷剂的冷冻机油的油滴获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，进一步抑制冷冻机油从压缩机的排出。

本发明的第8观点的压缩机在第7观点的压缩机中，第3尺寸相对于第2尺寸的比例为0.5以下。

根据该构成，高压制冷剂沿着转子的面移动至少转子的半径的50％的距离。因此，更可靠地抑制冷冻机油从压缩机的排出。

本发明的第9观点的压缩机在第1观点至第8观点的任一压缩机中，在转子中的朝向压缩机构的面，形成有暂时收纳压缩机构喷出的高压制冷剂的凹部。

根据该构成，高压制冷剂在到达定子与转子的间隙之前暂时地收纳于凹部。因此，高压制冷剂的移动距离及移动时间增加，因而进一步抑制冷冻机油从压缩机的排出。

本发明的第10观点的压缩机在第9观点的压缩机中，凹部包括离压缩机构较近的第1圆筒空间及离压缩机构较远的第2圆筒空间。第1圆筒空间的内径小于第2圆筒空间的内径。

根据该构成，凹部的构造复杂。因此，高压制冷剂的移动距离及移动时间进一步增加，因而可靠地抑制冷冻机油从压缩机的排出。

发明效果

根据本发明的第1观点、第6观点、第7观点、第8观点、第9观点及第10观点的压缩机，抑制冷冻机油从压缩机的排出。

根据本发明的第2观点的压缩机，转子的高速旋转变得容易。

根据本发明的第3观点的压缩机，压缩机的输出容量增加。

根据本发明的第4观点的压缩机，高压制冷剂可稳定地到达转子的面。

根据本发明的第5观点的压缩机，可将贮存于外壳的下方的冷冻机油用于压缩机构的滑动部位的润滑。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的压缩机5的剖视图。

图2是压缩机5的圆筒部11及马达20的俯视图。

图3是压缩机5的定子21的剖视图。

图4是压缩机5的转子22的剖视图。

图5是压缩机5的部分剖视图。

图6是本发明的第1变形例的压缩机5A的剖视图。

图7是压缩机5A的转子22的剖视图。

图8是本发明的第2变形例的压缩机5B的剖视图。

图9是压缩机5B的转子22的剖视图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的空调装置的实施方式进行说明。再者，本发明的空调装置的具体构成不限于下述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围能够适当变更。

(1)整体构成

(1－1)概要

图1表示本发明的一实施方式的压缩机5。压缩机5搭载于空调装置及冰箱等冷冻装置，进行气体状的制冷剂的压缩。压缩机5具有外壳10、马达20、曲轴30、压缩机构40。

(1－2)外壳10

外壳10收纳压缩机5的其他构成要素，可耐受制冷剂的高压力。外壳10具有圆筒部11、上部12、下部13。圆筒部11是外壳10的构成要素中的最大者，为圆筒状。上部12及下部13均接合于圆筒部11。在外壳10的下方，设置有用于贮存冷冻机油141的油贮存部14。

在圆筒部11设置有吸入管15。在上部12设置有喷出管16及端子17。吸入管15用于吸入低压制冷剂。喷出管16用于喷出高压制冷剂。端子17用于从外部接收电力的供给。

(1－3)马达20

马达20使用从端子17经由未图标的导线供给的电力而产生机械性动力。马达20具有定子21及转子22。如图2所示，定子21为圆筒状，固定于外壳10的圆筒部11。在定子21与转子22之间形成有间隙23。间隙23作为制冷剂的通路发挥功能。

如图3所示，定子21具有定子芯21a、绝缘体21b、绕组21c。定子芯21a由层叠的多张钢板构成。在定子芯21a形成有用于配置转子22的空间213。绝缘体21b由树脂构成。绝缘体21b分别设置于定子芯上表面211及定子芯下表面212。绕组21c用于发出交流磁场，卷绕于定子芯21a与绝缘体21b的层叠体。

如图4所示，转子22具有转子芯22a、永磁体22b、端板22c、平衡配重22d、螺栓22e。转子芯22a由层叠的多张钢板构成。在转子芯22a形成有用于固定曲轴30的空间223。永磁体22b用于通过与绕组21c发出的交流磁场相互作用而使转子22的整体旋转。永磁体22b配置于转子芯22a的空腔224中。端板22c分别设置于转子芯上表面221及转子芯下表面222，防止永磁体22b离开到空腔224之外。平衡配重22d用于对由转子22及随附于该转子22而旋转的零件构成的旋转体的重心进行调整。平衡配重22d设置于任一端板22c。螺栓22e将端板22c或平衡配重22d固定于转子芯22a。

(1－4)曲轴30

回到图1，曲轴30用于将马达20产生的动力传递至压缩机构40。曲轴30绕旋转轴心RA旋转。曲轴30具有主轴部31及偏心部32。主轴部31的一部分固定于转子22。偏心部32相对于旋转轴心RA偏心。

(1－5)压缩机构40

压缩机构40用于将低压制冷剂压缩而产生高压制冷剂。压缩机构40具有缸体41、活塞42、前缸盖(front head)61、后缸盖(rear head)62、消音器45。

缸体41为金属构件，具有经由吸入管15而与外壳10的外部连通的内部空间。活塞42是比缸体41小的圆筒状的金属构件。活塞42安装于偏心部32。偏心部32及活塞42配置于缸体41的内部空间。伴随曲轴30的旋转，活塞42公转。前缸盖61是堵住缸体41的内部空间的上侧的构件。前缸盖61固定于圆筒部11。前缸盖61也具有支承比偏心部32靠上方的主轴部31的轴承的功能。后缸盖62是堵住缸体41的内部空间的下侧的构件。后缸盖62也具有支承比偏心部32靠下方的主轴部31的轴承的功能。通过缸体41、活塞42、前缸盖61、后缸盖62规定压缩室43。在前缸盖61安装有消音器45。前缸盖61与消音器45规定消音器室。

压缩室43的容积因活塞42的公转而增减，由此低压制冷剂被压缩，而产生高压制冷剂。高压制冷剂从形成于前缸盖61的通路44向消音器室喷出。在通路44设置有未图示的喷出阀。喷出阀抑制高压制冷剂从消音器室向压缩室43逆流。高压制冷剂在活塞42每公转一圈时通过通路44。高压制冷剂的通路44的通过如上述般断续可能成为噪音的原因。消音器45在消音器室将气体制冷剂的压力变动平滑化，由此可减少噪音。高压制冷剂从形成于消音器45的喷出孔46向压缩机构40外喷出。

(2)基本动作

图1的箭头表示制冷剂的流动。低压制冷剂从吸入管15向压缩机构40的压缩室43吸入。通过压缩机构40的压缩动作而产生的高压制冷剂通过通路44及喷出孔46而从压缩机构40喷出。其后，高压制冷剂朝向转子22吹送后朝向间隙23前进。高压制冷剂在间隙23中上升后，从喷出管16向外壳10的外部喷出。

(3)详细构成

本发明的压缩机5的转子22构成为以75rps(每秒旋转)以上且150rps以下旋转。该旋转速度与现有的压缩机中的转子的旋转速度的15～75rps相比更快。

图5表示压缩机5的各部的尺寸。第1尺寸D1是外壳10的圆筒部11的内径。第2尺寸D2是转子22的转子芯22a的外径。第1尺寸D1相对于第2尺寸D2的比率D1/D2设计成1.8以下。例如，第1尺寸D1为90mm，第2尺寸为50mm。比率D1/D2也可设计成“小于”1.8。

第3尺寸D3是作为无限长的直线的转子22的旋转轴心RA与形成于消音器45的压缩机构40的喷出孔46的、俯视时的相隔距离S的2倍。此处，俯视时的相隔距离S是指从相当于喷出孔46的位置的点起向与旋转轴心RA垂直地延伸的垂线上的、从旋转轴心RA与垂线的交点至相当于喷出孔46的位置的点为止的距离。换言之，俯视时的相隔距离S是旋转轴心RA与相当于喷出孔46的位置点的最短距离。第3尺寸D3相对于第2尺寸D2的比例D3/D2设计为0.5以下。

回到图1，作为油贮存部14中贮存的冷冻机油141，采用具有温度40℃下为53mm²/s以下的较低粘度的冷冻机油。冷冻机油141例如为以下所述。

－醚化合物FVC50。

－醚化合物FW50。

－其他醚化合物。

－酯化合物。

进而，上述冷冻机油中也可加入规定量的烷基芳香族烃。

(4)特征

(4－1)

由于转子22的外径即第2尺寸D2较大，因此，高压制冷剂沿着转子22的下表面移动较长距离。该移动期间，混合于高压制冷剂的冷冻机油141的油滴获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，抑制冷冻机油141从压缩机5的排出。

(4－2)

冷冻机油的粘度相对较低。因此，可减少压缩机构40的滑动损失，因而转子22的高速旋转变得容易。

(4－3)

转子22以高速旋转。因此，压缩机5的输出容量增加。

(4－4)

从压缩机构40喷出的高压制冷剂首先沿着曲轴30行进。因此，高压制冷剂可稳定地到达转子22的下表面。

(4－5)

压缩机构40设置于外壳10的下方。因此，容易将贮存于外壳10的下方的冷冻机油141用于压缩机构40的滑动部位的润滑。

(4－6)

喷出管16与压缩机构40彼此以马达20为基准而彼此位于相反侧。因此，在高压制冷剂沿着自压缩机构40到达喷出管16的路径移动时，马达20作为障碍物发挥功能。在高压制冷剂避开该障碍物时，混合于高压制冷剂的冷冻机油141的油滴进一步获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，进一步抑制冷冻机油141从压缩机5的排出。

(4－7)

高压制冷剂移动从压缩机构40的喷出孔46至转子22的外缘为止的距离。该移动期间，混合于高压制冷剂的冷冻机油141的油滴获得从高压制冷剂脱离的机会。因此，进一步抑制冷冻机油141从压缩机5的排出。

(4－8)

高压制冷剂沿着转子22的下表面移动至少转子22的半径的50％的距离。因此，可更可靠地抑制冷冻机油141从压缩机5的排出。

(5)变形例

(5－1)第1变形例

图6表示上述实施方式的第1变形例的压缩机5A。压缩机5A的转子22的构造与上述实施方式不同。如图7所示，在转子芯下表面222形成有凹部25。

根据该构成，高压制冷剂在到达定子21与转子22的间隙23前暂时地收纳于凹部25。因此，高压制冷剂的移动距离及移动时间增加，因而进一步抑制冷冻机油141从压缩机5A的排出。

(5－2)第2变形例

图8表示上述实施方式的第2变形例的压缩机5B。压缩机5B的转子22的构造与上述实施方式不同。如图9所示，在转子芯下表面222形成有凹部25。凹部25包括离压缩机构40较近的第1圆筒空间251及离压缩机构40较远的第2圆筒空间252。第1圆筒空间251的内径B1小于第2圆筒空间252的内径B2。

根据该构成，凹部25的构造复杂。因此，高压制冷剂的移动距离及移动时间进一步增加，因而能够可靠地抑制冷冻机油141从压缩机5B的排出。

(5－3)第3变形例

上述实施方式的压缩机5的转子22构成为以75rps以上且150rps以下旋转。也可取而代之，转子22构成为以超过75rps且150rps以下旋转。该情况下，旋转速度稍快于上述实施方式的压缩机5的转子22的旋转速度，因而可稍微增加压缩机5的输出容量。

优选的是，转子22也可构成为以90rps以上且130rps以下旋转。该情况下，旋转速度较上述实施方式的压缩机5的转子22的旋转速度快很多，因而可一直增加压缩机5的输出容量。

进而，转子22也可构成为以超过90rps且130rps以下旋转。该情况下，旋转速度更快，因而可进一步增加压缩机5的输出容量。

也可将第3变形例应用于第1变形例或第2变形例。

符号说明

5、5A、5B 压缩机

10 外壳

11 圆筒部

12 上部

13 下部

14 油贮存部

20 马达

21 定子

22 转子

25 凹部

30 曲轴

40 压缩机构

41 缸体

42 活塞

45 消音器

46 喷出孔

61 前缸盖

62 后缸盖

141 冷冻机油

RA 旋转轴心

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-144731号公报

Claims

1.一种压缩机(5、5A、5B)，该压缩机(5、5A、5B)具备：

外壳(10)，其包括具有第1尺寸(D1)的内径的圆筒部(12)；

马达(20)，其包括定子(21)和具有第2尺寸(D2)的外径的转子(22)；及

压缩机构(40)，其通过将低压制冷剂压缩而产生高压制冷剂，

上述定子(21)是圆筒状，且包围上述转子(22)，

上述第1尺寸相对于上述第2尺寸的比率(D1/D2)为1.8以下，

上述转子(22)具有：转子芯(22a)；和分别设置于上述转子芯(22a)的两个端面(221、222)上的端板(22c)，

在上述转子芯(22a)中的朝向上述压缩机构的上述端面(222)，形成有暂时收纳上述压缩机构喷出的上述高压制冷剂的凹部(25)，

上述转子芯(22a)由层叠的多张钢板构成。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

该压缩机还具备具有温度40℃下为53mm²/s以下的粘度的冷冻机油(141)，

上述冷冻机油构成为将上述压缩机构的滑动部位润滑。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

上述转子构成为以75rps以上的旋转速度旋转。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

该压缩机还具备从上述转子向上述压缩机构传递动力的曲轴(30)，

上述压缩机构将上述高压制冷剂沿着上述曲轴朝向上述转子喷出。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

上述压缩机构设置于比上述马达靠下方的位置。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

该压缩机还具备将上述高压制冷剂向上述外壳外喷出的喷出管(16)，

上述喷出管设置于比上述马达靠上方的位置，

上述定子与上述转子的间隙(24)作为供上述高压制冷剂通过的通路发挥功能。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

上述压缩机构具有喷出上述高压制冷剂的喷出孔(46)，

第3尺寸(D3)是上述转子的旋转轴心(RA)与上述喷出孔的俯视时的相隔距离(S)的2倍，该第3尺寸(D3)小于上述第2尺寸。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其中，

上述第3尺寸相对于上述第2尺寸的比例(D3/D2)为0.5以下。

9.根据权利要求1所述的压缩机(5B)，其中，

上述凹部(25)包括离上述压缩机构较近的第1圆筒空间(251)及离上述压缩机构较远的第2圆筒空间(252)，

上述第1圆筒空间的内径(B1)小于上述第2圆筒空间的内径(B2)。