CN112412792B - 压缩机及具有该压缩机的冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机，包括：壳体收纳电机、由电机驱动的压缩部和润滑油；该压缩部至少由以下部件构成：具备压缩腔的气缸、在压缩腔内公转的滚动活塞、与该滚动活塞抵接的滑片、与气缸两侧平面互相联结的第一端板和第二端板、以及与该第一端板和第二端板各自具备的第一轴承和第二轴承滑动配合，使活塞公转的曲轴；连接滑片槽中的供油腔的供油管，对润滑油开孔，滑片的往复运动使供油腔体积发生变化，润滑油从供油管流入供油腔后，经过第一端板和第二端板各自具备的第一供油孔和第二供油孔，润滑曲轴、第一轴承和第二轴承之间的滑动配合面。本发明的压缩机采用了新的润滑设计方式，曲轴可以采用非开孔的实心设计，极大地提升了曲轴的刚度。

Description

压缩机及具有该压缩机的冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种压缩机及具有该压缩机的冷冻循环装置。

背景技术

因降低曲轴滑动损失，提高性能和压缩机的小型化等原因，曲轴的轴径有往细径化发展的倾向。而且，相对于曲轴的主轴径，细化副轴径的设计有所增加。

另一方面，由于旋转式压缩机是曲轴滑动面的供油方式，在曲轴中心追加供油泵孔的设计是普遍的。但是，原理上在轴中心追加供油泵孔的设计会导致曲轴刚性低下，所以曲轴的可靠性降低是一个需要解决的问题。

发明内容

为此，本发明的一个目的在于提出一种压缩机，该压缩机的曲轴的刚度得到有效提升。

本发明还公开了一种具有上述压缩机的冷冻循环装置。

根据本发明实施例的压缩机，包括：密闭壳体收纳电机、由上述电机驱动的压缩部和润滑油；该压缩部至少由以下部件构成：具备压缩腔的气缸、在压缩腔内公转的滚动活塞、与该滚动活塞抵接，在上述气缸具备的滑片槽内往复运动的滑片、与上述气缸两侧平面互相联结的第一端板和第二端板、以及与该第一端板和第二端板各自具备的第一轴承和第二轴承滑动配合，使上述活塞公转的曲轴；连接上述滑片槽中的供油腔的供油管，对上述润滑油开孔，上述滑片的往复运动使上述供油腔体积发生变化，上述润滑油从上述供油管流入上述供油腔后，经过第一端板和第二端板各自具备的第一供油孔和第二供油孔，润滑上述曲轴、第一轴承和第二轴承之间的滑动配合面。

根据本发明实施例的压缩机，由于采用了全新的润滑设计方式，曲轴可以采用非开孔的实心设计，因此极大地提升了曲轴的刚度。

在一些实施例中，用于将上述滑片的前端向上述活塞的外周按压的线圈弹簧伸缩的弹簧孔对上述供油腔开口，连接上述弹簧孔的贯通孔分别联通第一供油孔和第二供油孔。

在一些实施例中，连接上述供油腔的上述供油管向上述供油腔内部突出。

在一些实施例中，上述供油腔的远离供油管的另一端开设细径孔，上述细径孔连通壳体内部。

在一些实施例中，上述第一轴承和第二轴承的任意一个具有缓和作用于上述曲轴上的应力的环槽，上述第一供油孔或第二供油孔的其中一个对该环槽开孔。

根据本发明实施例的冷冻循环装置，包括上述的压缩机。

根据本发明另一些实施例的压缩机，包括：壳体；压缩部，所述压缩部设置在所述壳体内，所述压缩部包括曲轴、气缸和设置在所述气缸的两个端面的轴承，所述气缸内形成有供油腔，至少一个所述轴承内形成有供油孔，所述供油孔与所述供油腔直接或间接连通，且所述供油孔设置成用于将来自所述供油腔的润滑油至少输送至所述曲轴与所述轴承的滑动面上。

在一些实施例中，所述气缸具有滑片，通过所述滑片的往复运动改变所述供油腔内的压力，从而使得所述供油腔能够吸入来自所述壳体内油池的润滑油并使得供油腔能够将润滑油输送给所述供油孔。

在一些实施例中，所述气缸具有滑片槽，所述滑片可滑动地设置在所述滑片槽内，所述供油腔开设在所述滑片槽的后端，所述供油腔沿所述气缸的厚度方向延伸并贯穿所述气缸的两端端面。

在一些实施例中，所述气缸还具有弹簧孔，所述弹簧孔连通所述供油腔，所述气缸还具有位于所述滑片槽一侧或两侧的贯通孔，所述贯通孔连通所述弹簧孔和所述供油孔。

在一些实施例中，至少一个所述轴承上还形成有与所述供油腔对应且连通的凹孔或凸槽，所述供油孔的径向外端与对应的凹孔或凸槽连通。

在一些实施例中，至少一个所述轴承上还形成有与所述供油孔对应且连通的环槽。

在一些实施例中，压缩机还包括：供油管，所述供油管的一端伸入到所述供油腔内且另一端伸入到所述壳体的油池中。

在一些实施例中，其中一个所述轴承上设置有与所述供油腔对应且连通的凹孔，所述供油管伸入并突出所述凹孔的底面。

在一些实施例中，另一个所述轴承上开设有凸槽，另一个所述轴承位于所述凸槽的部分开设有微孔，所述微孔连通所述供油腔和所述壳体内部。

在一些实施例中，所述曲轴为实心曲轴。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的压缩机的示意图；

图2是沿图1中X-X的剖视图；

图3是沿图2中Y-Y的剖视图；

图4a-图4c是滑片处的示意图；

图5-图7是压缩机运行时润滑油的流动示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的压缩机的示意图。

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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施形态1：

在图1中旋转式压缩机主要由存于密闭壳体2中的电机6、由电机6驱动的压缩部5和注入壳体2底部的润滑油8组成。

电机6主要由热套固定在壳体2内周上的定子6a和旋转驱动压缩部5的曲轴40的转子6b组成。转子6b具备相抵滚动活塞20等不平衡旋转质量的平衡块45a和平衡块45b。

压缩部5构成如下：点焊固定在壳体2内周上的气缸10、分别连接气缸10上下平面的第一端板30和第二端板35、附着在这些端板上的第一轴承32和第二轴承37、驱动在压缩腔11(在气缸10中心，图2)公转的滚动活塞22的曲轴40、在滑片槽15(位于气缸10，接触滚动活塞22外周)往复运动的滑片20(图2)等。

通过滚动活塞22公转，从储液器55通过吸入管4的低压气体在压缩腔11中被压缩成高压气体，排向壳体2内部。壳体2的高压气体从排气管3向冷凝器50和膨胀阀51流出，在蒸发器52形成低压气体，流向储液器55。

滑片槽15(图2)对气缸10的压缩腔11开孔，滑片槽15具备的滑片20和滚动活塞22外周接触做往复运动。滑片20后端具备的线圈弹簧16把滑片20向滚动活塞22的方向按压，在滑片槽15具备的圆筒形弹簧孔15b内伸缩。

供油管25连接滑片槽15后端的供油腔15a下部，其上端在供油腔15a开孔，下端在润滑油8的油中开孔。供油腔15a的上部开孔细径孔31c(即微孔31c)，细径孔31c上端在壳体2的高压气体中开孔，即连通壳体2内部环境。

电机6起动，曲轴40旋转使滑片20从上止点(可以理解为滑片20伸入滑片槽的最大位置)移动到下止点(可以理解为是滑片20伸出滑片槽的最大位置)后，供油腔15a容积增加，存在壳体2底部的润滑油8从供油管25流入供油腔15a。此时，壳体2的高压气体通过细径孔31c流入供油腔15a。

并且，曲轴40旋转，滑片20从下止点移动到上止点后，供油腔15a容积会减小。此时，因供油腔15a突出的供油管25和细径孔31c产生的止回阀效果，吸入到供油腔15a的润滑油8和少量的高压气体会从弹簧孔15b均等分流至第一供油孔31a和第二供油孔36a，进而分别流向第一轴承32的第一油槽32a和第二轴承37的第二油槽7a。

通过上述滑片20的往复运动，主轴41和第一轴承32之间的润滑以及副轴44和第二轴承37之间的润滑成立。另外，润滑油8的一部分流出偏心轴43，偏心轴43的外径和转子22的内径之间的润滑成立。

图2是沿图1的X-X截面的平面图，上有气缸10的圆筒形的供油腔15a和正交于供油腔15a开孔的弹簧孔15b，在气缸10的两平面上开孔的贯通孔15c，弹簧孔15b连通供油腔15a和贯通孔15c。线圈弹簧16的固定端在壳体2内周静止。

滚动活塞22按顺时针方向(示意说明)公转，因此从吸气管4吸入的低压气体在压缩腔11内压缩，从第一平板31的排气孔排出。图2显示的是在气缸追加贯通孔15c的特征和以往旋转式压缩机所必须的副轴44及废弃加工主轴4轴心的油孔。

图3到图7显示的是压缩部5的供油原理和供油方法。图3是沿图2的Y-Y截面的纵剖面，图中省略了滑片20和线圈弹簧16，明确显示了加工在气缸10上的滑片槽15的形状。

供油腔15a中有加工成第二平板36的凹孔36c和第一平板31的凸槽31d，在这之上，供油管25和细径孔31c突出，凹孔36c和凸槽31d具有流体元件功能或止回阀功能，防止流入供油腔15a的润滑油8和高压气体逆流。

弹簧孔15b是用于线圈弹簧16伸缩按压滑片20的通道，贯通孔15c连接弹簧孔15b的前端部分，通过第一平板31和第二平板36上的第一孔31b和第二孔36b，分别连接第一供油孔31a和第二供油孔36a。因此，供油腔15a可以连接曲轴40的主轴外周槽41a和副轴外周槽44a。

图4a-图4c是滑片20和线圈弹簧16的示意图。图4a中的A1是滑片20侧面滑动面的平面图，图4b中的A2是滑片20上下两端的平面图。线圈弹簧16嵌在滑片20后端的山形背面凸起20a上。所以，如图4c的A3所示，可以形成润滑油通过的弹簧前端间隙16a。

另外，线圈弹簧16外径和滑片槽15的弹簧孔15b之间有间隙，而且由于伸缩的线圈弹簧16的线圈间有间隙，所以供油腔15a的润滑油8可以通过弹簧孔15b。通过让润滑油8在弹簧孔15b和贯通孔15c内迂回，除了作为曲轴40的滑动面供油通路以外，可以实现往滑片20的往复滑动面供油。

接下来就曲轴40旋转一圈中，通过滑片20的往复动作向曲轴40供油进行说明。箭头

表示滑片20的动作方向。

图5中，曲轴40旋转使滑片20从上止点移动到下止点后，供油腔15a容积扩大，壳体2底部存储的润滑油8从供油管25下端排向供油腔15a。同样，壳体2的高压气体的极少量从细径孔31c排向供油腔15a。此高压气体与润滑油8混合，向弹簧孔15b流动。

图6，滑片20到达下止点后，供油腔15a达到最大容积，供油腔15a的润滑油8和高压气体达到最大量，流入弹簧孔15b。

如图7所示，滑片20动作反转，从下止点向上止点移动后，供油腔15a的容积开始缩小。所以，供油腔15a和弹簧孔15b的润滑油8和高压气体从贯通孔15c开始经由第一孔31b和第二孔36b，再分别从第一供油孔31a和第二供油孔36a流向主轴外周槽41a和副轴外周槽44a。然后移动至第一油槽32a和第二油槽37a，全面润滑曲轴40的滑动面。

滑片20的往复速度或往复次数和电机6的旋转速度成正比，但是由于润滑油8的流速阻力会增加，例如在10rps～60rps之间的话(每秒转速)，和旋转速度成正比，但是超过100rps的高速运转情况下，曲轴40的供油量趋近饱和。

本发明的实施形态1的目的是大幅度改善曲轴40的刚性，利用上述设计达到改善滑动面磨耗和摩擦损失的效果，必要时通过细化曲轴可以降低滑动损失，改善压缩机效率(APF)。

另外，实施形态1还有一个优点，因为使供油腔15a的润滑油8迂回在弹簧孔15b和贯通孔15c，可以强制润滑不易形成油膜的滑片20的两侧滑动面。通过这种润滑方式可以增加防止滑片20两侧面磨耗的效果，还可以防止滑片20两侧面向压缩腔11泄露高压气体，改善旋转式压缩机1的效率。

追加一个开孔在供油腔15a的细径孔31c，并在润滑油8中混入高压气体有两个效果。(1)让润滑油8充满供油腔15a，防止滑片20从下止点到上止点移动时的液体压缩现象；(2)使供油腔15a向曲轴40的滑动面的供油更流畅。

但是，减少通过供油管25向供油腔15a的供油量这种设计，可以防止滑片液压缩，所以在其它实施例中，可以不设置细径孔31。

实施形态2：

如图8所示，与实施形态1相比，供油通路设计简化，而且这些油路可以直接连接第一环槽33和第二环槽38。另外，只配备第一环槽33和/或第二环槽38的设计，例如去除第一环槽33的设计中，在图8的第一供油孔31a的出口沿用实施形态1的设计即可。

由于实施形态2可以取消贯通孔15c，虽然与实施形态1相比，对滑片20滑动面的供油有所减弱，但是可以做到和以往设计同等的滑片滑动面供油。图8的实施例可以采用供油腔15a的上端与第一供油孔31a连通而下端与第二供油孔36a连通，这样结构更加简单。

发明效果：

1)因没有必要像以往一样在曲轴内经设置一个供油孔，因此可以通过增加曲轴刚性对应高速运转。同时，由于减小曲轴径可以降低曲轴滑动损失，可以改善压缩机效率；

2)在以往的单缸旋转式压缩机中，由于平衡块45a质量大，存在一个原理性问题，即供油孔的曲轴主轴变形导致滑动面产生磨耗，但是废除供油孔可以解决这个问题；

3)以往根据壳体内的注入油量(油面高度)，供油性能会发生变化，本发明则是供油管25的开孔端在封入油量中，供油性能就不会发生变化，所以延长供油管24来削减注入油量。

4)在弹簧孔15b和通孔15c上形成润滑油25的通路，提高滑动面20的滑动面润滑力；

5)突出供油腔15a的简易供油管25的流体元素效果可以提高滑片20的供油性能，稳定供油量；

6)可以对应在轴承追加环槽的设计，增加润滑效果；

7)压缩机成本和生产性与以往压缩机没有太大的差距，但是曲轴刚度以及整机性能更佳。

下面结合图1-图8对本发明实施例的压缩机进行详细描述。

在图1-图7的实施例中，压缩机主要包括壳体2和压缩部5，压缩部5设置在壳体2内，压缩部5包括曲轴40、气缸10和设置在气缸10的两个端面的轴承32、37，例如气缸10的上端面为第一轴承32，气缸10的下端面为第二轴承37，第一轴承32还具有压抵在气缸10的上端面的第一平板31，第二轴承37具有压抵在气缸10的下端面的第二平板36。

气缸10内形成有供油腔15a，至少一个轴承内形成有供油孔31a、36a，例如在图1的示例中，第一轴承32的第一平板31内形成有第一供油孔31a，第二轴承37的第二平板36内形成有第二供油孔36a，供油孔31a、36a与供油腔15a直接或间接连通，且供油孔31a、36a设置成用于将来自供油腔15a的润滑油至少输送至曲轴40与轴承32、37的滑动面上。

作为优选的实施方式，通过滑片20的往复运动改变供油腔15a内的压力(体积的变化引起压力变化)，从而使得供油腔15a能够吸入来自壳体2内油池的润滑油并使得供油腔15a能够将润滑油输送给供油孔31a、36a。

可选地，供油腔15a开设在滑片槽的后端，供油腔15a沿气缸的厚度方向延伸并贯穿气缸10的两端端面。

气缸10还具有弹簧孔15b，弹簧孔15b连通供油腔15a，气缸10还具有位于滑片槽一侧或两侧的贯通孔15c，贯通孔15c连通弹簧孔15b和供油孔15a。贯通孔15c可以分为上下两个，并且与上方的供油孔31a以及下方的供油孔36a连通。

在图8的实施例中，至少一个轴承上还形成有与供油腔15a对应且连通的凹孔36c或凸槽31d，供油孔31a、36a的径向外端与对应的凹孔36c或凸槽31d连通。例如，凹孔36c可以开设在第二轴承37的第二平板36上，而凸槽31d则可以开设在第一轴承32的第一平板31上，第一供油孔31a连通凸槽31d，凸槽31d位于供油腔15a的正上方并连通供油腔15a，第二供油孔36a连通凹孔36c，凹孔36c位于供油腔15a的正下方并连通供油腔15a。在图8的实施例中，至少一个轴承上还形成有与供油孔对应且连通的环槽33、38，如第一轴承32的第一平板31上开设第一环槽33和/或第二轴承37的第二平板36开设有第二环槽38。

结合图1所示，供油管25的一端如上端伸入到供油腔15a内且另一端如下端伸入到壳体2的油池中。其中一个轴承如第二轴承36上设置有凹孔36c，供油管25伸入并突出凹孔36c的底面。另一个轴承如第一轴承32上开设有凸槽31d，第一轴承32位于凸槽31d的部分开设有微孔31c(即，上述的细径孔)，微孔31c连通供油腔15a和壳体2内部。这里，第一轴承32的第一平板31类似第二平板36开设类似的凹口，凹口向下敞开，凹口内具有柱形凸柱，凸柱内以及位于凸柱上方的平板部分开设微孔31c，因此这里的凹口与凸柱整体构造形成了上述的凸槽31d结构，凸柱处在凹口中心，因此凹口形成为环绕凸柱的环形凹口。

在一些实施例中，曲轴40优选为实心曲轴40。

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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

密闭壳体收纳电机、由上述电机驱动的压缩部和润滑油；

该压缩部至少由以下部件构成：

具备压缩腔的气缸；

在压缩腔内公转的滚动活塞；

与该滚动活塞抵接，在上述气缸具备的滑片槽内往复运动的滑片；

与上述气缸两侧平面互相联结的第一端板和第二端板；

以及与该第一端板和第二端板各自具备的第一轴承和第二轴承滑动配合，使上述活塞公转的曲轴，所述曲轴为实心曲轴；

连接上述滑片槽中的供油腔的供油管，上述滑片的往复运动使上述供油腔体积发生变化，上述润滑油从上述供油管流入上述供油腔后，经过第一端板和第二端板各自具备的第一供油孔和第二供油孔，润滑上述曲轴、第一轴承和第二轴承之间的滑动配合面，上述供油腔的远离供油管的另一端开设细径孔，上述细径孔连通壳体内部。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，用于将上述滑片的前端向上述活塞的外周按压的线圈弹簧伸缩的弹簧孔对上述供油腔开口，连接上述弹簧孔的贯通孔分别联通第一供油孔和第二供油孔。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，连接上述供油腔的上述供油管向上述供油腔内部突出。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述第一轴承和第二轴承的任意一个具有缓和作用于上述曲轴上的应力的环槽，上述第一供油孔或第二供油孔的其中一个对该环槽开孔。

5.一种冷冻循环装置，包括根据权利要求1-4中任一项所述的压缩机。

6.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

压缩部，所述压缩部设置在所述壳体内，所述压缩部包括曲轴、气缸和设置在所述气缸的两个端面的轴承，所述曲轴为实心曲轴，所述气缸内形成有供油腔，至少一个所述轴承内形成有供油孔，所述供油孔与所述供油腔直接或间接连通，且所述供油孔设置成用于将来自所述供油腔的润滑油至少输送至所述曲轴与所述轴承的滑动面上；

供油管，所述供油管的一端伸入到所述供油腔内且另一端伸入到所述壳体的油池中，其中一个所述轴承上设置有与所述供油腔对应且连通的凹孔，所述供油管伸入并突出所述凹孔的底面，另一个所述轴承上开设有凸槽，另一个所述轴承位于所述凸槽的部分开设有微孔，所述微孔连通所述供油腔和所述壳体内部。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述气缸具有滑片，通过所述滑片的往复运动改变所述供油腔内的压力，从而使得所述供油腔能够吸入来自所述壳体内油池的润滑油并使得供油腔能够将润滑油输送给所述供油孔。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，所述气缸具有滑片槽，所述滑片可滑动地设置在所述滑片槽内，所述供油腔开设在所述滑片槽的后端，所述供油腔沿所述气缸的厚度方向延伸并贯穿所述气缸的两端端面。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述气缸还具有弹簧孔，所述弹簧孔连通所述供油腔，所述气缸还具有位于所述滑片槽一侧或两侧的贯通孔，所述贯通孔连通所述弹簧孔和所述供油孔。

10.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，至少一个所述轴承上还形成有与所述供油腔对应且连通的凹孔或凸槽，所述供油孔的径向外端与对应的凹孔或凸槽连通。

11.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，至少一个所述轴承上还形成有与所述供油孔对应且连通的环槽。

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