CN1406318A - 致冷剂压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致冷剂压缩机，它包括一个总壳体、一台装在总壳体内有定子和装在驱动轴上的转子的电动机、装在总壳体内的螺旋压缩机，它的压缩机螺旋装在驱动轴上，驱动轴通过在转子与压缩机螺旋之间的第一径向轴承和设在压缩机螺旋与第一径向轴承相对侧上的第二径向轴承，可旋转地支承在总壳体内。本发明的目的是改进这种压缩机，使之不再发生转子接触定子的危险。为此建议，驱动轴在此总壳体内通过第三径向轴承支承，它设在转子上与第一径向轴承相对的那一侧；以及，驱动轴在第一径向轴承与第三径向轴承之间延伸的驱动段设计为可补偿三个径向轴承之间的不同轴性。

Description

致冷剂压缩机
技术领域
本发明涉及一种致冷剂压缩机，包括总壳体；装在总壳体内有定子和装在驱动轴上的转子的电动机；装在总壳体内的螺旋压缩机，它的压缩机螺旋装在驱动轴上，驱动轴通过在转子与压缩机螺旋之间的第一径向轴承和设在压缩机螺旋与第一径向轴承相对侧上的第二径向轴承，可旋转地支承在总壳体内。
背景技术
在此类结构的致冷剂压缩机中，转子通常装在驱动轴从处于压缩机螺旋相对侧的第一径向轴承出发的悬臂段上，从而导致必须作出巨大的努力，以便在驱动轴的此悬臂段上不作用过大的力矩，否则会使转子与定子之间的间隙减至零，从而使转子与定子接触，这尤其发生在转子上产生非对称力的情况下。
发明内容
因此，本发明的目的是改进按此类型的致冷剂压缩机，使之不再发生转子与定子接触的危险。
在前言所述类型的致冷剂压缩机中，按本发明为达到此目的采取的措施是，驱动轴在此总壳体内通过第三径向轴承支承，它设在转子与第一径向轴承相对的那一侧；以及，驱动轴在第一径向轴承与第三径向轴承之间延伸的驱动段设计为可补偿三个径向轴承之间的不同轴性。
按本发明的方案的优点在于，为驱动轴设第三径向轴承会导致驱动轴支承方面的过定位，因为驱动轴基于两个径向轴承，亦即设在压缩机螺旋两侧的径向轴承，在其相对于总壳体的定位方面是单值确定的，所以，当人们以此为出发点设第三个相对于另外两个径向轴承不可能没有不同轴性的径向轴承时，这些径向轴承将始终受到不同轴性引起的强制力。
驱动轴的这一过定位支承问题现在按本发明也得到了解决，采取的措施是将第一径向轴承与第三径向轴承之间的驱动段设计为可补偿这种不同轴性的区段，也就是说只要在第三径向轴承的区域内能横向于一轴线相对于第一径向轴承运动，从而可在第三径向轴承上作用尽可能小的不希望的强制力。但与此同时此第三径向轴承还允许确定地支承驱动轴，使得尽管例如在电动机起动时产生弯矩，仍能避免电动机的转子与定子接触。
这例如可这样达到，即，驱动段在某个分区可以横向于其轴线运动，此运动例如通过一个在驱动段内部的一个铰接段实现。
但由于要传递大的扭矩必须付出巨大的努力才能实现一种机械铰接，所以优选地规定，至少驱动段的一部分设计为弯曲弹性的。
这样一种弯曲弹性的设计例如可以沿整个驱动段进行。不过特别有利的是，将位于第一径向轴承与转子之间的一个中间段设计为弯曲弹性的，因为此基本上直接连接在第一径向轴承上的中间段可按简单的方式设计为，它有必要的用于补偿第三径向轴承不同轴性的弯曲弹性。
然而在本发明的范围内重要的是，尽管有这种弯曲弹性的特性，驱动段的外径仍应选择为能将电动机施加的最大扭矩传给螺旋压缩机，并因而保证螺旋压缩机的旋转驱动。
驱动段外径的尺寸设计为使它仍有要求的弯曲弹性，由此得出，驱动段至少一部分的外径小于转子长度的五分之一，更好的是小于转子长度的六分之一。
按本发明的方案尤其创造了使用长的转子并因而是廉价电动机的可能性，在这种长的转子中，转子长度优选地等于或大于1.7倍转子外径，更好的是等于或大于两倍转子外径。
因此尤其可以使用一些尽管功率大但仍便宜的电动机。
在上述各种实施例的说明中没有对有关第三径向轴承的设置方面作出详细的解释。例如可以设想，为第三径向轴承设单独的轴承座。
但特别有利的是第三径向轴承由总壳体的盖固定。由此存在一种非常简单的可能性来实现用于第三径向轴承的轴承座，并按这样的方式组合在总壳体内，即在结构上可以方便地实现总壳体的构造。
至此在有关按本发明的方案的说明中还没有对径向轴承的设计方面作出详细的解释。例如可以设想，将这些轴承设计为滚柱或滑动轴。
不过因为第一和第二径向轴承为了精确地导引压缩机螺旋优选地设计为滚柱轴承，所以第三径向轴承也优选地设计为滚柱轴承。
至此在有关各实施例的说明中还没有对有关径向轴承的润滑方面作出详细的解释。例如可优选地规定，驱动轴制有一个通往第三径向轴承的润滑剂通道。
润滑剂通道恰当地设计为它也通往第一和第二径向轴承。
有关总壳体的结构可设想完全不同的可能性。例如可以设想将总壳体分割成，在单独的壳体段内安装螺旋压缩机和电动机。
但在结构上特别有利的方案规定，总壳体有一中央段，其中装有压缩机螺旋和电动机的定子和转子，以及中央段在电动机一侧用壳体盖封闭，与此壳体盖的相对位置用一个可装上的壳体端段封闭。
这种方案有突出的优点，借此方案可以简单和恰当的方式完成整个致冷剂压缩机的装配。
在这方面特别有利的是，螺旋压缩机的压缩机外壳设在中央段内，所以压缩机外壳本身可以高度精确地相对于中央段定位。
若压缩机外壳整体式地成形在中央段内是一种特别有利的方案。
至此同样没有详细说明有关轴承座的设置。例如一种有利的方案规定，第一径向轴承的轴承座设在中央段内。
优选地此轴承座也整体式地成形在中央段内。
同样还没有详细说明的是有关用于第二径向轴承的第二轴承座的设置。例如有利的是，第二轴承座设在壳体端段内，因为第二轴承座的这种配置可以方便地组合。
最后，同样没有详细说明有关电动机定子的安装。特别有利的是，在中央段内设电动机定子的安装座，在这种情况下优选地此定子的安装座同样整体式地设计在中央段内。
附图说明
按本发明的方案其他特征和优点是下文说明书的内容和附图表示的实施例的内容。
在附图中表示：
图1通过按本发明的致冷剂压缩机实施例的纵剖面。
具体实施方式
图1中所画的其总体用10表示的按本发明的致冷剂压缩机实施例包括一个总壳体12，它由中央段14、装在中央段14一侧16的壳体盖18和装在中央段14相对侧20的壳体端段22构成。
在总壳体12中央段14内装一总体用24表示的螺旋压缩机，它通常包括两个压缩机螺旋，图中可看到其中一个压缩机螺旋26，压缩机螺旋本身可旋转地装在一压缩机外壳28内，在这里，此压缩机外壳28整体式地成形在中央段14内并从进口30一直延伸到出口32。
压缩机螺旋26本身装在一根其总体用34表示的驱动轴上，驱动轴的纵轴线36与压缩机螺旋26同轴，它的两端超过压缩机螺旋向外延伸，而且以第一支承段40从压缩机螺旋26进口侧端38伸出以及以第二支承段44从压缩机螺旋26出口侧端42伸出。
在这里，驱动轴34的第一支承段40通过第一径向轴承50可旋转地支承在中央段14内，其中第一径向轴承50装在第一轴承座52中，轴承座52本身整体式地成形在中央段14内并构成压缩机外壳28的一个进口侧封盖。
第二支承段44通过第二径向轴承54可旋转地支承，其中第二径向轴承54装在第二轴承座56中，轴承座56本身设在壳体端段22内而且是压缩机外壳28出口侧封盖58的一部分，封盖58除此之外还有一出口通道60。
在这里，出口侧封盖58通过固定壳体端段22与中央段14和压缩机外壳28牢固连接，其中，中央段14与壳体端段22可通过一公共的分界面62分开，它同时也是在中央段14内的压缩机外壳28与在壳体端段22内的出口侧封盖58之间的分界面62。
此外，驱动轴34还超出第一支承段40向与压缩机螺旋26相对的一侧延伸并构成一驱动段64，驱动段64本身有一个直接连接在第一支承段40上的中间段66和与此中间段66连接的转子段68以及最后有一个连接在转子段68上的第三支承段70，后者通过在第三轴承座74内的第三径向轴承72支承，轴承座74本身整体式地成形在壳体盖18上并通过壳体盖18固定在中央段14上。
其总体用80表示的电动机82的转子装在此转子段68上，转子被定子84围绕，定子84本身固定安装在中央段14内以及沿轴线36的方向看两侧带绕组86和88。
转子80沿平行于驱动轴34轴线36的方向有转子长度RL以及沿轴线36的径向有转子内径RI，后者与转子段68的外径相应。
优选地，转子有一个至少等于转子外径RA1.7倍优选地两倍以上的转子长度RL。
此外，转子内径RI小于转子长度RL的五分之一，更好的是小于转子长度RL的六分之一。
为了尽可能便于组合，驱动轴34设计为使第三支承段70有一个比转子段68的外径小的外径，以及转子段68的外径小于中间段66的外径，而中间段66的外径又大体上等于第一支承段40的外径。
在转子80悬臂支承时，支承段34的直径并因而还有支承段40的直径，考虑到强度方面的原因，设计得比本方案大得多。在本方案中，第一径向轴承50的内径可以设计得较小，从而有可能采用有较大额定载荷(并因而有较长使用寿命)的径向轴承或采用有类似额定载荷的较短和较便宜的轴承。
但转子段68的外径与中间段66的外径近似地同样大小，所以优选地中间段66的外径同样小于转子长度RL的五分之一，更好的是小于转子长度RL的六分之一。
考虑到压缩机螺旋26在压缩机外壳28内精确支承的必要性，驱动轴34的定位规定通过第一径向轴承50和第二径向轴承54，它们优选地设计为滚柱轴承，其中第二径向轴承54附加地还设计为止推轴承。因此，整个驱动轴34通过第一径向轴承50和第二径向轴承54相对于总壳体12并因而也相对于总壳体的中央段14确定地定位。
但由于电动机82的转子80有值得重视的重量以及除此之外当电动机82运行时，尤其起动时，在定子84内部可受到相对于轴线36不对称的力，所以在驱动段64上，尤其在转子段68上作用一大的弯矩，这一弯矩导致转子80与定子64之间的间隙S当力较大时不再能保持，并因而使转子80有可能接触定子84。为了避免发生这种情况，设第三径向轴承72，它当然意味着在驱动轴34通过径向轴承50和54的定位方面造成驱动轴34的几何过定位，尤其是因为设这样一种第三径向轴承72，相对于其他径向轴承50和54始终具有不同轴性，即使此不同轴性很小。
基于此原因，驱动段64，尤其驱动段64的中间段66设计为它横向于轴线36是弯曲弹性的，因此，驱动轴34通过总共三个径向轴承50、54和72的过定位能加以避免。
在这里，中间段66的尺寸优选地按这样的方式确定，即，使之仍有能力传递转子80施加的全部扭矩，但在横向于轴线36的弯矩作用下是弹性的；以及使中间段66的这种弯曲弹性，足以通过横向于轴线34的运动补偿第三径向轴承72相对于第一和第二径向轴承50、54出现的不同轴性和避免大的强制力。
中间段66的弯曲弹性最简单可以通过其直径确定，此直径优选地小于转子长度RL的五分之一，更好的是小于转子长度RL的六分之一，在按本发明的方案中存在这种可能性，即，使用具有大的转子长度RL的转子80，因为由于这种转子长度RL产生的弯矩以及在电动机起动时的弯矩，可由附加地支承驱动轴34的第三径向轴承72承受，并因而可将转子80与定子84之间的间隙S保持得较小，不存在转子80与定子84接触的危险。
本发明尤其可以采用其转子长度RL大于转子外径RA1.7倍，更好地大于转子外径RA2倍，还要更好地大于转子外径RA2.1倍的转子。
为保证有利地润滑径向轴承50、54和72，优选地驱动轴34制有贯通的润滑剂通道90，它设计为通过相应的支承段40、44和70向各自的径向轴承50、54和72供润滑剂。

Claims (18)

1.致冷剂压缩机，包括一个总壳体、一台装在总壳体(12)内的有定子(84)和装在驱动轴(34)上的转子(80)的电动机(82)、装在总壳体(12)内的螺旋压缩机(24)，它的压缩机螺旋(26)装在驱动轴(34)上，驱动轴通过在转子(80)与压缩机螺旋(26)之间的第一径向轴承(50)和设在压缩机螺旋(26)与第一径向轴承(50)相对侧上的第二径向轴承(54)，可旋转地支承在总壳体(12)内，其特征为：驱动轴(34)在此总壳体(12)内通过第三径向轴承(72)支承，它设在转子(80)上与第一径向轴承(50)相对的那一侧；以及，驱动轴(34)在第一径向轴承(50)与第三径向轴承(72)之间延伸的驱动段(64)设计为可补偿三个径向轴承(50、54、72)之间的不同轴性。
2.按照权利要求1所述的致冷剂压缩机，其特征为；至少驱动段(64)的一部分(66)设计为弯曲弹性的。
3.按照权利要求1或2所述的致冷剂压缩机，其特征为；驱动段(64)的外径选择为能将转子(80)施加的最大扭矩传给螺旋压缩机(24)。
4.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；驱动段(64)至少一部分(66)的外径小于转子长度(RL)的五分之一。
5.按照权利要求4所述的致冷剂压缩机，其特征为；驱动段(64)至少一部分(66)的外径等于或小于转子长度(RL)的六分之一。
6.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；转子长度(RL)等于或大于1.7倍转子外径(RA)。
7.按照权利要求6所述的致冷剂压缩机，其特征为；转子长度(RL)等于或大于两倍转子外径(RA)。
8.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；第三径向轴承(72)由总壳体(12)的盖(18)固定。
9.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；第一径向轴承(50)、第二径向轴承(54)和第三径向轴承(72)设计为滚柱轴承。
10.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；驱动轴(34)制有一个通往第三径向轴承(72)的润滑剂通道(90)。
11.按照前列诸权利要求之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；总壳体(12)有一中央段(14)，它在电动机(82)一侧用壳体盖(18)封闭，以及与此壳体盖(18)的相对位置用一个可装上的壳体端段(22)封闭。
12.按照权利要求11所述的致冷剂压缩机，其特征为；螺旋压缩机(24)的压缩机外壳(28)设在此中央段(14)内。
13.按照权利要求12所述的致冷剂压缩机，其特征为；压缩机外壳(28)整体式地成形在中央段(14)内。
14.按照权利要求11至13之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；第一径向轴承(50)的第一轴承座(52)设在中央段(14)内。
15.按照权利要求14所述的致冷剂压缩机，其特征为；此轴承座(52)整体式地成形在中央段(14)内。
16.按照权利要求11至15之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；第二径向轴承(54)的第二轴承座(56)设在壳体端段(22)内。
17.按照权利要求11至16之一所述的致冷剂压缩机，其特征为；电动机(82)定子(84)的安装座设在中央段(14)内。
18.按照权利要求17所述的致冷剂压缩机，其特征为；定子(84)的安装座整体式地设计在中央段(14)内。
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