CN113107814A - 压缩机及空调 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机及空调，其中，压缩机包括：壳体，形成有空腔；转轴，设于所述空腔内；固定件，设于所述空腔内，且与所述壳体固定连接，所述固定件设有冷媒流道；以及轴承，设于所述转轴，且与所述固定件固定连接，所述轴承设有冷却结构，所述冷却结构与所述冷媒流道连通，用于接收所述冷媒流道引入的冷媒，以冷却所述轴承。本发明通过冷媒流道将壳体外部的冷媒引入，且引向轴承上设置的冷却结构，通过冷媒流动对轴承进行冷却，能够将轴承上的热量及时带走，均匀充分的冷却轴承，保证压缩机运行的可靠性，解决压缩机运行过程中轴承温度过高的问题，避免压缩机因长期运行在高温环境中造成转轴退磁和轴承损坏的现象。

Description

压缩机及空调

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种压缩机及空调。

背景技术

离心压缩机、螺杆压缩机广泛使用永磁同步电机作为动力来进行驱动。电机转轴在可靠运行过程中需要径向轴承进行支撑，轴承的可靠性是保证压缩机稳定运行的关键因素。

由于转轴高速旋转过程中，与径向轴承之间存在相互作用力以及摩擦等因素，会导致轴承产生过多的热量，导致转轴轴承系统温度升高过快。对于常规油轴承，如果内部温度过高，不仅会加快巴士合金的融化，而且也影响润滑油的粘性，严重的时候会直接导致润滑油的碳化，导致压缩机无法可靠运行；对于气悬浮轴承，如果温度升高过快，不仅会降低气膜的刚度无法有效支撑转轴，而且会使热量传递到转轴永磁体引起退磁，导致电机不能正常工作。所以需要采取相应的散热降温措施，带走径向轴承内部的热量，降低转轴轴承系统的温度。

对于径向轴承冷却问题，相关的离心压缩机大多采用润滑油流动的方式进行冷却。该方法主要是润滑油通过油路进入轴承转轴间隙后，形成一定的油膜厚度对转轴进行支撑，同时吸收由于摩擦产生的热量，从泄油口排出的油带走产生的热量；对于动压气体轴承，由于无需进行单独供气，气体来源与环境周围，气体流动性相对较差，产生的热量只能依靠环境和金属之间的热传递进行散热。此冷却会导致内部冷却并不充分，热量流动不及时，径向轴承内部存在温度集中，不能达到较好的降温效果。温度过高时，会导致轴承烧毁和永磁体退磁的现象。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种压缩机及空调，用于缓解轴承温度较高的问题。

本发明的一些实施例提供了一种压缩机，其包括：

壳体，形成有空腔；

转轴，设于所述空腔内；

固定件，设于所述空腔内，且与所述壳体固定连接，所述固定件设有冷媒流道；以及

轴承，设于所述转轴，且与所述固定件固定连接，所述轴承设有冷却结构，所述冷却结构与所述冷媒流道连通，用于接收所述冷媒流道引入的冷媒，以冷却所述轴承。

在一些实施例中，压缩机包括储液腔，所述储液腔设于所述壳体上，所述储液腔与所述冷媒流道连通。

在一些实施例中，所述储液腔设于所述壳体的上部。

在一些实施例中，所述固定件设有供所述转轴穿过的第一通孔，所述轴承设于所述转轴与所述固定件的内径面之间。

在一些实施例中，所述冷却结构设于所述轴承的外壁面。

在一些实施例中，所述冷却结构包括围绕所述轴承的轴承孔设置的环形槽，所述环形槽与所述固定件配合形成环形腔。

在一些实施例中，所述冷媒流道连通所述环形腔，且所述冷媒流道与所述环形腔的连通部位靠近所述空腔的中部，所述冷却结构还包括出口，所述出口连通所述环形腔，且远离所述空腔的中部。

在一些实施例中，所述冷却结构包括围绕所述轴承的轴承孔设置的第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽与所述第二环形槽连通，所述第一环形槽和所述第二环形槽与所述固定件配合形成第一环形腔和第二环形腔。

在一些实施例中，所述第一环形腔相对于所述第二环形腔靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道连通所述第一环形腔，所述冷却结构还包括出口，所述出口连通所述第二环形腔。

在一些实施例中，所述冷却结构包括围绕所述轴承的轴承孔设置的螺旋槽，所述螺旋槽与所述固定件配合形成螺旋腔。

在一些实施例中，所述冷媒流道连通所述螺旋腔，且所述冷媒流道与所述螺旋腔的连通部位靠近所述空腔的中部，所述冷却结构还包括出口，所述出口连通所述螺旋腔，且所述出口远离所述空腔的中部。

在一些实施例中，所述冷却结构包括弯折型流道，所述弯折型流道包括沿所述转轴的轴向延伸的第一流道和第二流道，所述第一流道的第一端与所述第二流道的第一端通过第一中间流道连通。

在一些实施例中，所述第一流道的第二端相对于所述第一流道的第一端靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道与所述第一流道的第二端连通，所述冷却结构还包括出口，所述出口连通所述第二流道的第二端。

在一些实施例中，所述弯折型流道还包括第三流道，所述第三流道的第二端与所述第二流道的第二端通过第二中间流道连通，所述第一流道的第二端相对于所述第一流道的第一端靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道与所述第一流道的第二端连通，所述冷却结构还包括出口，所述出口连通所述第三流道的第一端。

在一些实施例中，所述轴承包括气体轴承。

在一些实施例中，所述轴承包括径向轴承。

在一些实施例中，所述轴承与所述固定件连接形成轴承组件，所述转轴的两端均设有所述轴承组件，各所述轴承组件的固定件上设置的所述冷媒流道均与所述储液腔连通。

本发明的一些实施例提供了一种空调，其包括上述的压缩机。

在一些实施例中，空调包括冷凝器，所述冷凝器与所述冷媒流道连通。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，固定件上设有冷媒流道，轴承上设有冷却结构，冷媒流道将壳体外部的冷媒引入，且引向轴承上设置的冷却结构，通过冷媒流动对轴承进行冷却，能够将轴承上的热量及时带走，均匀充分的冷却轴承，保证压缩机运行的可靠性，解决压缩机运行过程中轴承温度过高的问题，避免压缩机因长期运行在高温环境中造成转轴退磁和轴承损坏的现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一些实施例提供的压缩机的局部剖视示意图；

图2为本发明一些实施例提供的轴承的示意图；

图3为本发明另一些实施例提供的轴承的示意图；

图4为本发明还有一些实施例提供的轴承的示意图。

附图中标号说明：

1-壳体；11-储液腔；12-电机腔；

2-转轴；

3-固定件；31-冷媒流道；

4-轴承；41-冷却结构；411-环形槽；412-螺旋槽；413-弯折型流道；414-出口；415-连通部位。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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保护范围的限制。

如图1所示，一些实施例提供了一种压缩机，其包括壳体1、转轴2、固定件3和轴承4。

壳体1形成有空腔。转轴2可转动的设于空腔内。固定件3设于空腔内，且与壳体1的内壁固定连接。固定件3设有冷媒流道31，冷媒流道31用于引入壳体1外部的冷媒。

轴承4设于转轴2，且与固定件3固定连接，转轴2能够相对于轴承4转动。轴承4设有冷却结构41，冷却结构41与冷媒流道31连通，冷却结构41用于接收冷媒流道31引入的冷媒，以冷却轴承4。

通过冷媒流道31将壳体1外部的冷媒引入，且引向轴承4上设置的冷却结构41，通过冷媒流动对轴承4进行冷却，能够将轴承4上的热量及时带走，均匀充分的冷却轴承4，保证压缩机运行的可靠性，解决压缩机运行过程中轴承温度过高的问题，避免压缩机因为长期运行在高温环境中造成转轴退磁和轴承损坏的现象。

在一些实施例中，压缩机包括储液腔11，储液腔11设于壳体1上，储液腔11与冷媒流道31连通。

储液腔11为带有一定容积的腔体结构，其连通壳体1外部的冷媒和冷媒流道31，即：储液腔11间接连通压缩机的内部与外部。

储液腔11可以缓冲壳体1外部流入的冷媒，一方面避免冷媒直接冲击轴承4，造成轴承4的振动，另一方面实现轴承冷却的稳定供液，避免由于外界变化或循环系统波动导致的轴承冷媒流量的波动问题。

在一些实施例中，壳体1铸造一体形成储液腔11。在壳体上加工出连通冷媒流道31的进液流道。储液腔11主要起储存液体制冷剂的作用，实现自适应调节冷却轴承所需的冷媒量。

例如，当需要加大轴承冷却效果时，预先在储存腔11内储存冷媒，当不需要太多冷媒冷却轴承时，多余冷媒储存于储存腔11内。

在一些实施例中，储液腔11设于壳体1的上部(压缩机正常工作状态下的壳体1的上部)，冷媒还可以进一步利用重力作用流出，更加有利于储液腔11中的冷媒流向轴承4上的冷却结构41，提高冷却效率。

在一些实施例中，固定件3设有供转轴2穿过的第一通孔，轴承4设于转轴2与固定件3的内径面之间。

在一些实施例中，冷却结构41设于轴承4的外壁面。

在一些实施例中，冷却结构41包括设于轴承4的外壁面的槽，在轴承4的表面开有槽，供冷媒在表面流动，吸收轴承4上的热量。和/或，在固定件3与轴承4装配的内径面上设置槽，也就是供冷媒流动的槽位于轴承4与固定件3之间，以吸收轴承4上的热量。

在一些实施例中，如图2所示，轴承4包括允许转轴2穿过的轴承孔，冷却结构41包括围绕轴承4的轴承孔设置的环形槽411，环形槽411与固定件3配合形成环形腔。

可选地，环形槽411覆盖轴承表面的大部分区域，供冷媒在环形槽411内流动，冷媒吸收热量，自由蒸发，冷却均匀轴承4，解决压缩机在转轴运行过程中，轴承温度过高的问题，保证压缩机中轴承冷却充分，高效可靠运行。

在一些实施例中，冷媒流道31连通环形腔。且冷媒流道31与环形腔的连通部位415靠近壳体1的空腔的中部，也就是说，连通部位415靠近壳体1的内中部。冷却结构41还包括出口414，出口414连通环形腔，且远离空腔的中部，也就是说，出口414相对于连通部位415远离壳体1的内中部。

冷媒从靠近壳体1的空腔的中部位置进入环形腔，从远离空腔中部的出口414流出，能够使冷媒沿转轴2的轴向对轴承4进行全面均匀冷却，提高冷却效果。

可选地，冷媒流道31与环形腔的连通部位415位于壳体1的上部，并且连通部位415的底部低于位于壳体1上部的环形槽411的底部，以使连通部位415有效存液。

在一些实施例中，冷却结构41包括围绕轴承4的轴承孔设置的第一环形槽和第二环形槽，第一环形槽与第二环形槽连通，第一环形槽和第二环形槽与固定件3配合形成第一环形腔和第二环形腔。

在一些实施例中，第一环形腔相对于第二环形腔靠近空腔的中部，冷媒流道31连通第一环形腔，冷却结构41还包括出口414，出口414连通第二环形腔。

冷媒从靠近空腔的中部位置进入第一环形腔，从远离空腔中部的第二环形腔流出，能够使冷媒沿转轴2的轴向对轴承4进行全面均匀冷却，提高冷却效果。

在一些实施例中，如图3所示，冷却结构41包括围绕轴承4的轴承孔设置的螺旋槽412，螺旋槽412与固定件3配合形成螺旋腔。

螺旋槽412的深度根据材料的导热性能确定，太浅不能及时带走热量，太深存在加工变形的问题。

在一些实施例中，冷媒流道31连通螺旋腔，且冷媒流道31与螺旋腔的连通部位415靠近空腔的中部，冷却结构41还包括出口414，出口414连通螺旋腔，且出口414远离空腔的中部。

冷媒从靠近壳体1的空腔的中部位置进入螺旋腔，从远离空腔中部的出口414流出，能够使冷媒沿转轴2的轴向对轴承4进行全面均匀冷却，提高冷却效果。

螺旋槽412的首端截面封闭，即：螺旋槽412上，冷媒流道31与螺旋腔的连通部位415封闭，出口414设于螺旋槽412的尾端面。

在一些实施例中，如图4所示，冷却结构41包括弯折型流道413，弯折型流道413包括沿转轴2的轴向延伸的第一流道和第二流道，第一流道的第一端与第二流道的第一端通过第一中间流道连通。

第一流道的第一端和第二端的连线沿转轴2的轴向延伸，第二流道的第一端和第二端的连线沿转轴2的轴向延伸。第一流道的第一端与第二流道的第一端位于转轴2的轴向的同一端，第一流道的第二端与第二流道的第二端位于转轴2的轴向的同一端。

第一中间流道包括沿转轴2的轴向延伸的流道，和/或，第一中间流道包括沿垂直于转轴2的轴向延伸的流道。

在一些实施例中，第一流道的第二端相对于第一流道的第一端靠近空腔的中部，冷媒流道31与第一流道的第二端连通，冷却结构41还包括出口414，出口414连通第二流道的第二端。

弯折型流道413类似于弯折的“蛇形”流通。

在弯折型流道413包括偶数条沿转轴2的轴向延伸的流道的情况下，冷媒流道31与第一流道的连通部位415，以及出口414均位于靠近空腔的中部位置，以利于冷媒均匀冷却轴承4。

在一些实施例中，弯折型流道413还包括第三流道，第三流道的第二端与第二流道的第二端通过第二中间流道连通，第一流道的第二端相对于第一流道的第一端靠近空腔的中部，冷媒流道31与第一流道的第二端连通，冷却结构41还包括出口414，出口414连通第三流道的第一端。

在弯折型流道413包括奇数条沿转轴2的轴向延伸的流道的情况下，冷媒流道31与第一流道的连通部位415靠近空腔的中部位置，出口414远离空腔的中部位置，以利于冷媒均匀冷却轴承4。

在一些实施例中，轴承4包括气体轴承。

在一些实施例中，轴承4包括径向轴承。

在一些实施例中，两个径向轴承分别安装在转轴2的两端，支撑转轴高速运转。

径向轴承是压缩机的核心部件之一，主要作用是支撑高速运转的转轴。由于存在摩擦损耗，导致转轴—轴承系统在运行过程中会产生大量的热量，如果该热量未及时带走，不仅会导致径向轴承损坏，而且热量会传递给转轴的永磁体，导致转轴退磁。

本公开实施例提供的冷媒流道31和冷却结构41的冷媒流动线路均用于使轴承冷却均匀，加快转轴与轴承之间的热量流动，降低轴承温度，同时减少热量向永磁体的传递，保证压缩机安全可靠的运行。

在一些实施例中，固定件3包括轴承支座。轴承支座分别固定在壳体1的两端，可选地，轴承支座通过螺钉与壳体1固定。

在轴承支座的通孔内安装径向轴承，径向轴承通过过盈配合的形式与轴承支座连接固定。

在一些实施例中，轴承4与固定件3连接形成轴承组件，转轴2的两端均设有轴承组件，各轴承组件的固定件3上设置的冷媒流道31均与储液腔11连通。

在一些实施例中，壳体1的内壁与外壁之间设有连通冷媒流道31和储液腔11的连通流道。

在一些实施例中，压缩机还包括电机，电机设于空腔内，安装电机的区域为电机腔12，冷却结构41流体连通电机腔12。

冷媒通过冷媒流道31和冷却结构41冷却轴承，热交换后的冷媒变成气态，通过转轴2与轴承4之间的间隙到达电机腔12，此过程中，由于气流顺着间隙进行轴向流动，形成进一步冷却，保证轴承4与转轴2的冷却充分。

在一些实施例中，壳体1设有出液口，用于将冷却结构41中流出的经过热交换后的液态冷媒引出。

在一些实施例中，对轴承进行冷却的过程如下：

冷却轴承时，冷媒进入储液腔11，此时储液腔11的冷媒压力可通过腔内的冷媒量进行调节。储液腔11的冷媒流入固定件3(轴承支座)上的冷媒流道31，并在重力作用下进入轴承4的冷却结构41。

在冷却结构41包括螺旋槽412的情况下，由于螺旋槽412的首端截面封闭和尾端截面设有开口，冷媒只能从固定件3上的冷媒流道31进入轴承4表面的螺旋槽412，然后在螺旋槽412内流通，对轴承13的外表面进行热交换，通过蒸发吸热带走轴承热量。

热交换后的冷媒变成气态，以及部分未完全换热的液态冷媒，从轴承尾端的截面开口处(出口414)流出。质量较轻扩散性较大的气态冷媒，通过转轴2与轴承4之间的间隙到达电机腔12。此过程中，由于气流顺着间隙进行轴向流动，形成进一步冷却，保证轴承4与转轴2的冷却充分，电机可靠运行。

本公开实施例提供的技术方案能够有效解决压缩机转轴运行过程中，轴承温度过高，冷却不均匀的现象，保证压缩机中轴承冷却充分，高效可靠运行。

一些实施例提供了一种空调，其包括上述的压缩机。

在一些实施例中，空调包括冷凝器，冷凝器与冷媒流道31连通。

冷凝器通过冷媒支路连通储液腔11。从储液腔11流出的冷媒用于冷却轴承，同时储液腔11内的冷媒由于冷媒重力的作用，可以调节储液腔11的压力。

在一些实施例中，空调包括压缩机、冷凝器和蒸发器形成的循环制冷系统，冷媒流道31中的冷媒可以来源于循环制冷系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”、“第三”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

另外，在没有明确否定的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (19)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体(1)，形成有空腔；

转轴(2)，设于所述空腔内；

固定件(3)，设于所述空腔内，且与所述壳体(1)固定连接，所述固定件(3)设有冷媒流道(31)；以及

轴承(4)，设于所述转轴(2)，且与所述固定件(3)固定连接，所述轴承(4)设有冷却结构(41)，所述冷却结构(41)与所述冷媒流道(31)连通，用于接收所述冷媒流道(31)引入的冷媒，以冷却所述轴承(4)。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，包括储液腔(11)，所述储液腔(11)设于所述壳体(1)上，所述储液腔(11)与所述冷媒流道(31)连通。

3.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述储液腔(11)设于所述壳体(1)的上部。

4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述固定件(3)设有供所述转轴(2)穿过的第一通孔，所述轴承(4)设于所述转轴(2)与所述固定件(3)的内径面之间。

5.如权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述冷却结构(41)设于所述轴承(4)的外壁面。

6.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述冷却结构(41)包括围绕所述轴承(4)的轴承孔设置的环形槽(411)，所述环形槽(411)与所述固定件(3)配合形成环形腔。

7.如权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒流道(31)连通所述环形腔，且所述冷媒流道(31)与所述环形腔的连通部位(415)靠近所述空腔的中部，所述冷却结构(41)还包括出口(414)，所述出口(414)连通所述环形腔，且远离所述空腔的中部。

8.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述冷却结构(41)包括围绕所述轴承(4)的轴承孔设置的第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽与所述第二环形槽连通，所述第一环形槽和所述第二环形槽与所述固定件(3)配合形成第一环形腔和第二环形腔。

9.如权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述第一环形腔相对于所述第二环形腔靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道(31)连通所述第一环形腔，所述冷却结构(41)还包括出口(414)，所述出口(414)连通所述第二环形腔。

10.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述冷却结构(41)包括围绕所述轴承(4)的轴承孔设置的螺旋槽(412)，所述螺旋槽(412)与所述固定件(3)配合形成螺旋腔。

11.如权利要求10所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒流道(31)连通所述螺旋腔，且所述冷媒流道(31)与所述螺旋腔的连通部位(415)靠近所述空腔的中部，所述冷却结构(41)还包括出口(414)，所述出口(414)连通所述螺旋腔，且所述出口(414)远离所述空腔的中部。

12.如权利要求5所述的压缩机，其特征在于，所述冷却结构(41)包括弯折型流道(413)，所述弯折型流道(413)包括沿所述转轴(2)的轴向延伸的第一流道和第二流道，所述第一流道的第一端与所述第二流道的第一端通过第一中间流道连通。

13.如权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述第一流道的第二端相对于所述第一流道的第一端靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道(31)与所述第一流道的第二端连通，所述冷却结构(41)还包括出口(414)，所述出口(414)连通所述第二流道的第二端。

14.如权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述弯折型流道(413)还包括第三流道，所述第三流道的第二端与所述第二流道的第二端通过第二中间流道连通，所述第一流道的第二端相对于所述第一流道的第一端靠近所述空腔的中部，所述冷媒流道(31)与所述第一流道的第二端连通，所述冷却结构(41)还包括出口(414)，所述出口(414)连通所述第三流道的第一端。

15.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述轴承(4)包括气体轴承。

16.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述轴承(4)包括径向轴承。

17.如权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述轴承(4)与所述固定件(3)连接形成轴承组件，所述转轴(2)的两端均设有所述轴承组件，各所述轴承组件的固定件(3)上设置的所述冷媒流道(31)均与所述储液腔(11)连通。

18.一种空调，其特征在于，包括如权利要求1～17任一项所述的压缩机。

19.如权利要求18所述的空调，其特征在于，包括冷凝器，所述冷凝器与所述冷媒流道(31)连通。

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