CN114017340A - 压缩机和制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压缩机和制冷设备，其中压缩机包括壳体、定子和支撑结构，所述定子设于所述壳体内；所述支撑结构包括定位板，所述定位板连接于所述定子沿轴向的端部，所述定位板与所述壳体固定连接，所述定位板的厚度朝向所述定位板的中心逐渐减小，定子无需与壳体连接，有利于减小定子与壳体之间的振动传递，且定位板朝向中心方向越来越薄，定子的振动传递至定位板时，定位板通过厚度呈逐渐减小规律变化的结构，能够减小定位板的振动响应，有利于抑制因振动而产生的噪音，达到减振降噪的目的。

Description

压缩机和制冷装置

技术领域

本发明涉及电器设备相关技术领域，尤其是涉及一种压缩机及制冷装置。

背景技术

相关技术中，压缩机电磁噪音由定子、转子振动与传递引起，定子一般是通过热套工艺与壳体固定连接，导致定子的振动会直接向壳体传递，并向外辐射噪音，使得压缩机产生较大的电磁噪声，噪声频率通常在5000Hz频段以上。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩机，能够有效衰减定子的振动响应，达到减振降噪的目的。

本发明还提供包括上述压缩机的制冷装置。

根据本发明的第一方面实施例的压缩机，包括：

壳体；

定子，设于所述壳体内；

支撑结构，包括定位板，所述定位板连接于所述定子沿轴向的端部，所述定位板与所述壳体固定连接，所述定位板的厚度朝向所述定位板的中心逐渐减小。

根据本发明实施例的压缩机，至少具有如下有益效果：

支撑结构通过定位板与定子沿轴向的端部连接，定位板与壳体固定连接，使定子得到支撑，定子无需与壳体连接，有利于减小定子与壳体之间的振动传递，且将定位板的厚度设置朝向定位板的中心逐渐减小，使定位板朝向中心方向越来越薄，定子的振动传递至定位板时，定位板通过厚度呈逐渐减小规律变化的结构，能够减小定位板的振动响应，有利于抑制因振动而产生的噪音，达到减振降噪的目的。

根据本发明的一些实施例，所述定位板的厚度朝向所述定位板的中心呈幂指数变化，且满足幂指数曲线H(x)＝A*X^m，其中，X为沿所述定位板的中心到边缘方向的距离且0＜X≤100mm，m为幂指数且m≥2，A为常数A≤1，H(x)为所述定位板沿厚度方向的上表面与下表面之间的距离。

根据本发明的一些实施例，所述定位板的中心位置设有贯通所述上表面和所述下表面的通孔。

根据本发明的一些实施例，所述定位板包括由所述定位板的边缘朝向中心依次连接的第一板体和第二板体，所述第一板体的厚度满足所述幂指数曲线变化，所述第二板体为等厚设置，所述通孔开设于所述第二板体。

根据本发明的一些实施例，所述第二板体的厚度为H1，满足H1≤1mm。

根据本发明的一些实施例，所述定子的外周壁与所述壳体的内周壁之间隔开形成有间隙。

根据本发明的一些实施例，所述定位板的外周边缘设有用于走线的缺口。

根据本发明的一些实施例，所述壳体和所述定子分别与所述支撑结构通过螺接、焊接、铆接、热套或粘接方式连接。

根据本发明的一些实施例，所述定位板的外周沿设有环圈部，所述环圈部朝向所述定子的端面设有多个凸起，所述凸起与所述定子连接。

根据本发明的第二方面实施例的制冷装置，包括第一方面实施例所述的压缩机。

制冷装置采用了上述实施例的压缩机的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1是本发明一实施例的压缩机的剖面结构示意图；

图2是本发明一实施例的支撑结构的立体结构示意图；

图3是本发明一实施例的支撑结构的俯视结构示意图；

图4是本发明一实施例的支撑结构的剖面结构示意图；

图5是图4中A处的放大结构示意图。

附图标记：

压缩机1000；

壳体100；内腔110；

电机组件200；转子210；定子220；曲轴230；

泵体组件300；气缸310；上轴承320；下轴承330；

支撑结构400；定位板410；第一板体411；第二板体412；轮廓曲线413；环圈部420；凸起421；通孔430，缺口440。

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，仅用于解释本发明，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，术语上、下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。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，需要说明的是，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，一些实施例、具体实施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一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

考虑到压缩机在工作过程中，内部的电机组件和泵体组件均会振动而产生噪声，其中，电机组件包括定子和转子，压缩机利用定子与转子之间的电磁感应作用运转并做功，相关技术中，定子一般是通过热套工艺与壳体固定连接，导致定子的振动会直接传递至壳体，通过壳体向外辐射噪音，造成空气的振动而引起较大声波，使得压缩机产生较大的电磁噪声，噪声频率可达5000Hz频段以上。

本发明实施例通过在压缩机内增加支撑结构，支撑结构通过定位板与定子连接，定位板与壳体固定连接，使定子得到支撑，定子无需与壳体连接，有利于减小定子与壳体之间的振动传递，且将定位板的厚度设置朝向定位板的中心逐渐减小，使定位板朝向中心方向越来越薄，定子的振动传递至定位板时，定位板通过厚度呈逐渐减小规律变化的结构，能够减小定位板的振动响应，有利于抑制因振动而产生的噪音，达到减振降噪的目的。

参考图1至图5描述本发明实施例的压缩机1000，该压缩机1000为旋转式压缩机，下面以具体示例对压缩机1000进行说明。

参照图1所示，图1是本发明实施例的旋转式压缩机的剖面图，压缩机1000包括壳体100，壳体100内设置有内腔110，内腔110中安装有电机组件200和泵体组件300，电机组件200位于泵体组件300的上方，电机组件200通过曲轴230与泵体组件300连接。

其中，电机组件200包括转子210和定子220，定子220固定安装在内腔110中，转子210可转动地装配在定子220的中部位置，转子210与曲轴230连接。泵体组件300包括有气缸310和两个轴承，两个轴承分别位于气缸310沿轴向的两侧，并在气缸310内限定出压缩腔体，气缸310上端的轴承为上轴承320，下端的轴承为下轴承330，通过上轴承320和下轴承330对曲轴230进行支撑，结构稳定可靠；气缸310内设置有滚子(附图未示出)，转子210通过曲轴230驱动滚子在压缩腔体内旋转，使泵体组件300能够压缩换热冷媒，具体工作原理不再赘述。

参照图1所示，在一些实施例中，压缩机1000包括有支撑结构400，支撑结构400设置在内腔110中，支撑结构400与定子220连接，且支撑结构400与壳体100固定连接，通过支撑结构400对定子220进行支撑，使定子220能够固定在壳体100内部，定子220无需与壳体100直接连接，有利于减小定子220和壳体100之间的振动传递，抑制定子220的高频振动，从而减少壳体100振动而产生的噪声。

参照图1所示，支撑结构400设置在定子220沿轴向的端部，定子220的轴向可理解为曲轴230的轴向，如图1所示，定子220沿轴向的上端部和下端部分别设置有支撑结构400，也就是说，在定子220的上端部和下端部均通过支撑结构400进行支撑。支撑结构400直接与定子220连接，使定子220得到固定，这样定子220无需与壳体100进行连接。可理解到，支撑结构400可设置在定子220沿轴向的其中一端，例如支撑结构400可连接在定子220的上端部或下端部。

参照图1和图2所示，支撑结构400包括定位板410，定位板410大致呈圆形，定位板410固定在壳体100的内侧壁上，同时定子220与定位板410连接，从而通过定位板410能够对定子220进行支撑。可以理解的是，定位板410与壳体100的内腔110匹配，定位板410可与壳体100的内壁直接连接，也可以通过固定件与壳体100连接，例如固定件可以是螺栓连接，定位板410得到固定后，从而使定子220更稳定可靠。

参照图1所示，实施例中，定子220大致呈圆柱形状且与壳体100的内腔110匹配，定子220的直径设置小于壳体100的内腔110直径，定子220的上端部和下端部均连接有定位板410，上下两侧的定位板410均与壳体100固定连接。装配到位后，通过定位板410对定子220进行固定，使定子220的外周壁与壳体100的内周壁之间隔开形成有间隙，也就是说，定子220与壳体100不接触。

由于定子220固定在定位板410上，使定子220的外周壁保持与壳体100隔开设置，转子210转动时会引起定子220产生的振动，通过定位板410对定子220进行支撑，且定子220与壳体100隔开不接触，能够有效减小转子210与定子220的振动传递至壳体100，有利于抑制壳体100的振动响应，从而有效降低壳体100振动时产生的电磁噪声。

可以理解的是，定子220与壳体100之间的间隙满足减小振动传递的要求，同时也便于定子220的装配，实施例中间隙的大小可设置为0.1mm(毫米)、0.2mm等间距，具体可根据实际应用要求而设定，此处不作进一步限定。

参照图1和图2所示，在定位板410的外周沿设有环圈部420，环圈部420与定子220的端部对应，环圈部420具有一定的宽度和厚度，环圈部420分别连接定子220和壳体100，通过环圈部420有利于提高支撑结构400的整体强度，还可便于装配支撑结构400。

具体来说，如图2和图3所示，在环圈部420朝向定子220的端面上设置有三个凸起421，三个凸起421沿定子220的轴向延伸，环圈部420通过凸起421与定子220连接，实施例中通过螺栓沿轴向穿过凸起421与定子220，从而使定子220与定位板410连接更可靠。需要说明的是，凸起421的数量不限于上述实施例所示的数量，也可以设置四个或更多的凸起421，进一步提高连接结构的稳定性。

可以理解的是，环圈部420通过凸起421与定子220连接，能够减小环圈部420与定子220之间的接触面积，有利于减小定子220与支撑结构400之间的振动传递，使定位板410传递至壳体100的振动也得到抑制，更可靠实用。

当然，环圈部420与定子220的连接方式不限于上述实施例所示的结构，环圈部420可直接焊接或铆接在定子220的端部，然后再将环圈部420固定在壳体100上，例如，采用铆钉作为连接件，将环圈部420直接固定在定子220上。

环圈部420可以通过螺纹连接方式与定子220连接，例如，在环圈部420的内周壁设置内螺纹，在定子220的外侧面设置外螺纹，使环圈部420与定子220能够通过内螺纹与外螺纹配合，实现环圈部420与定子220的螺纹连接。

环圈部420也可以通过热套工艺与定子220连接，例如，装配时，加热环圈部420使其能够套在定子220外侧，环圈部420冷却后即可使环圈部420套紧在定子220上，从而实现环圈部420与定子220的热套装配。由于环圈部420套在定子220外侧，环圈部420的内周壁与定子220的外周壁抵接，环圈部420的外周壁与壳体100的内周壁抵接，通过环圈部420可将定子220的外周壁与壳体100的内周壁隔开。

环圈部420还可以通过粘接方式与定子220连接，例如，环圈部420朝向定子220的端面与定子220的端面粘接，使定子220固定在环圈部420上。

需要说明的是，实施例中，环圈部420的外径大于定子220的外径，环圈部420与定子220连接时，环圈部420的外周壁相对于定子220的外周壁会向外凸出。装配到位后，环圈部420的外周壁与壳体100的内周壁抵接，使定子220的外周壁与壳体100的内周壁之间隔开形成间隙。

在一些实施例中，环圈部420与壳体100可通过螺接方式进行连接，使环圈部420能够固定在壳体100上，例如，在环圈部420的外周壁设置外螺纹，在壳体100的内周壁设置内螺纹，使环圈部420与壳体100能够通过外螺纹与内螺纹配合，实现环圈部420与壳体100的螺纹连接。

可以理解的是，环圈部420与壳体100还可以通过焊接、铆接、热套或粘接方式进行连接，使环圈部420固定在壳体100内侧。

例如，环圈部420可直接焊接在壳体100的内壁，也可通过螺钉或铆钉将环圈部420固定在壳体100内壁上，从而使支撑结构400与壳体100固定连接。又如，环圈部420通过热套工艺与壳体100连接，使壳体100能够套紧在环圈部420的外侧，无需依靠其它连接件进行固定，简化安装结构。又如，可将环圈部420的外周壁通过黏胶直接粘接到壳体100的内周壁，从而使环圈部420与壳体100能够快速连接。

参照图2和图3所示，定位板410位于环圈部420的内侧，环圈部420沿轴向凸出于定位板410朝向定子220的一侧面，环圈部420位置的厚度大于定位板410的厚度，环圈部420与定位板410为一体成型结构。实施例中，定位板410的厚度朝向定位板410中心的方向逐渐减小。可理解到，定位板410大致呈圆形，定位板410与环圈部420连接位置处的厚度最大，越靠近定位板410的中心，厚度越小，在中心位置的厚度最小，也就是说，定位板410朝向中心位置会越来越薄，定位板410通过厚度呈逐渐减小规律变化的结构，有利于将振动能量聚集到定位板410较薄的位置，从而有效减小定位板410的振动响应，能够抑制因振动而产生的噪音，达到减振降噪的目的。

需要说明的是，定子220通过定位板410固定在壳体100内侧，定子220的外周壁与壳体100的内周壁之间隔开具有一定的间隙，能够减小转子210与定子220的振动传递至壳体100，结合环圈部420通过凸起421与定子220的连接结构，可有效抑制定子220的高频振动，在此基础上，定子220的振动传递至定位板410时，能够进一步减小定位板410的振动响应，有效降低电磁噪声，从而减小向外辐射噪音，降噪效果更佳。

参照图2和图4所示，可以理解的是，定位板410的厚度可理解为定位板410的上表面与下表面之间的距离。图4所示为定位板410的剖面图，以该定位板410为示例进行说明，定位板410的上表面为平面，下表面为圆弧曲面，使定位板410的厚度朝向中心方向逐渐减小。

需要说明的是，如图4所示，定位板410的下表面的轮廓曲线413呈幂指数递减的规律变化，满足定位板410的厚度朝向中心方向不断减小，可理解到，以定位板410的中心为对称轴线，对称轴线两侧的下表面的轮廓曲线413均呈幂指数形式变化，从而使定位板410的整体厚度朝向定位板410的中心呈幂指数形式变化。

具体来说，定位板410的厚度由边缘朝向中心方向呈幂指数形式逐渐减小，且满足幂指数曲线H(x)＝A*X^m，其中，X为沿定位板410的中心到边缘方向的距离，定位板410的边缘为定位板410与环圈部420连接的位置，且满足0＜X≤100mm，即定位板410的中心到边缘之间的距离不超过100mm；m为幂指数且m≥2，A为常数A≤1，H(x)为定位板410沿厚度方向的上表面与下表面之间的距离。可以理解的是，根据幂指数曲线H(x)＝A*X^m的坐标作为参考对照，以定位板410的中心位置为坐标原点，沿定位板410厚度增大方向原点与定位板410上不同位置之间的间距为X，也就是说，定位板410的厚度与沿定位板410半径方向的距离满足幂指数函数的关系。

以图4和图5中所示定位板410为示例进行说明，定位板410中心轴线左侧的厚度满足幂指数规律变化，朝向中心方向厚度逐渐变小，其中，左侧下表面的轮廓曲线413为幂指数曲线，例如，以中心作为原点，幂指数曲线为H(x)＝0.01X²时，X取值为5mm，对应的H(x)为0.25mm，X取值为10mm，对应的H(x)为1mm。可理解到，通过采用上述呈幂指数变化的厚度分布规律，定位板410的中部形成薄壁结构，距离定位板410的中心越近，定位板410的厚度越小，定位板410也越薄。

需要说明的是，在一些实施例中，也可以将呈幂指数变化的轮廓曲线413设置在定位板410的上表面，下表面为平面结构，满足定位板410厚度朝向中心呈幂指数减小的规律变化。也可以是在定位板410的上表面和下表面均设置幂指数变化的轮廓曲线413，也能够满足定位板410厚度朝向中心呈幂指数减小的规律变化，附图未示出该实施例的结构，具体可参考图4所示实施例的描述。

可以理解的是，由于定位板410的厚度朝向中心呈幂指数递减的规律变化，定位板410上呈幂指数变化的区域也可理解为声学黑洞区域，声学黑洞效应是利用薄壁结构几何参数或者材料特性参数的幂指数变化,使波在声学黑洞区域的传播速度逐渐减小,在理想情况下波速可以减小至零，从而不发生反射的现象。利用声学黑洞可以将结构中传播的波动能量聚集在特定的位置，从而薄壁结构的减振降噪效果具有明显的优势，声学黑洞对波的聚集能够有效抑制中高频声波，达到振动衰减的目的。

根据声学黑洞效应可理解到，定位板410采用声学黑洞结构，定位板410的厚度按照幂指数逐渐减小的规律分布，波的传播速度会随着厚度的幂指数减小而减小，定位板410的薄壁结构能够降低结构中波的传播速度，从而在一定的空间尺度上将宽频带的波聚集于结构厚度变薄的区域内，起到抑制声波辐射的作用，能够衰减定位板410的振动，从而抑制因振动而产生的噪音，达到减振降噪的目的。

可以理解的是，转子210与定子220的振动通过支撑结构400传递至壳体100，定子220与壳体100隔开设置，能够有效衰减振动传递，定子220的振动传递至定位板410时，通过声学黑洞结构能够进一步衰减定位板410的振动，有效抑制定子220的高频振动，尤其是针对5000Hz频段以上的电磁噪声，降噪效果显著。例如，通过将具有声学黑洞区域的支撑结构400与不具有声学黑洞区域的支撑结构400的降噪效果进行对比，针对在5000Hz以上频段的噪音，具有声学黑洞区域的支撑结构400能够有效降低3dB-7dB，从而能够实现降低中高频段噪音，并且不会明显导致其它频段的噪音恶化，可以有效抑制噪声辐射。

参照图2和图3所示，在一些实施例中，在定位板410的中心位置设置通孔430，通孔430贯通定位板410的上表面和下表面，可以理解到，通孔430开设在定位板410的中心，定位板410的厚度朝向通孔430方向逐渐减小，在通孔430的边缘位置的厚度最小。通过通孔430可使气流能够沿通孔430穿过定位板410，减小定位板410对压缩机1000排气性能的影响；在支撑结构400装配在定子220的下端部时，曲轴230能够从通孔430位置穿过定位板410，使定位板410不影响电机组件200与泵体组件300的安装结构，结构更可靠，安装更简便。

参照图2和图3所示，需要说明的是，在定位板410的外周边缘位置设置有缺口440，实施例中，可理解到环圈部420沿定位板410的周向延伸形成环形，缺口440开设在环圈部420上，使环圈部420断开，电机组件200的走线可通过缺口440引出，避免支撑结构400影响布线。

实施例中，在定位板410的中部位置为等厚设置，通孔430开设在等厚的板体位置，可以理解的是，定位板410的厚度朝向中心位置逐渐变小，在靠近中心位置定位板410的厚度不再减小，形成等厚的板体。

具体来说，可将定位板410沿边缘向中心方向分为第一板体411和第二板体412，其中，第一板体411的厚度满足上述实施例所示的幂指数逐渐减小的规律变化，第二板体412的厚度与第一板体411最薄位置的厚度一致，使第一板体411与第二板体412能够平滑过渡连接，通孔430开设在第二板体412上。可理解到，第一板体411和第二板体412大致呈环状，在第一板体411靠近中心位置具有一定的截断厚度，实施例在第一板体411的最薄位置形成等厚的第二板体412，通过第二板体412对减振效果进行补偿，降低截断厚度对减振效果的影响。

可以理解的是，波的传播速度会随着定位板410厚度的幂指数减小而减小，波会通过第一板体411传递至第二板体412，一方面通过第二板体412能够消耗波的能量，提升降噪效果，另一方面第二板体412沿朝向中心方向具有一定的宽度，有利于提高定位板410最薄位置的结构强度。需要说明的是，第一板体411与第二板体412为一体成型结构，使定位板410整体可靠性更高。

参照图4和图5所示，定位板410的厚度由边缘朝向中心呈幂指数逐渐减小，在第二板体412位置厚度均匀分布，实施例中，第二板体412的厚度为H1，满足H1≤1mm，例如，第一板体411的厚度减小至0.2mm时厚度不再减小，并延伸形成第二板体412，可理解到，第二板体412的厚度为0.2mm。此外，第二板体412朝向中心方向的宽度可根据实际应用要求而设定，例如，第二板体412的宽度可以是2mm、5mm等，具体不作限定。

需要说明的是，实施例的声学黑洞区域设置位于定位板410的中部位置，且在定位板410的中心开设通孔430，定位板410在通孔430周边位置的厚度最薄，该厚度最薄的位置受到结构约束也最小，形变更容易实现，使得声学黑洞效应更容易发生，从而实现有效的减振降噪效果。

本发明实施例还提供的制冷设备(附图未示出)，该制冷设备可以是空调、冰箱等家用电器，制冷设备应用上述实施例的压缩机1000。由于制冷设备采用了上述实施例的压缩机1000的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体；

定子，设于所述壳体内；

支撑结构，包括定位板，所述定位板连接于所述定子沿轴向的端部，所述定位板与所述壳体固定连接，所述定位板的厚度朝向所述定位板的中心逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述定位板的厚度朝向所述定位板的中心呈幂指数变化，且满足幂指数曲线H(x)＝A*X^m，其中，X为沿所述定位板的中心到边缘方向的距离且0＜X≤100mm，m为幂指数且m≥2，A为常数A≤1，H(x)为所述定位板沿厚度方向的上表面与下表面之间的距离。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述定位板的中心位置设有贯通所述上表面和所述下表面的通孔。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述定位板包括由所述定位板的边缘朝向中心依次连接的第一板体和第二板体，所述第一板体的厚度满足所述幂指数曲线变化，所述第二板体为等厚设置，所述通孔开设于所述第二板体。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，所述第二板体的厚度为H1，满足H1≤1mm。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述定子的外周壁与所述壳体的内周壁之间隔开形成有间隙。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述定位板的外周边缘设有用于走线的缺口。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述壳体和所述定子分别与所述支撑结构通过螺接、焊接、铆接、热套或粘接方式连接。

9.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述定位板的外周沿设有环圈部，所述环圈部朝向所述定子的端面设有多个凸起，所述凸起与所述定子连接。

10.一种制冷装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的压缩机。

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