CN1624329A - 制冷压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种制冷压缩机，涉及制冷设备技术领域；主要包括有：壳体、电机、平衡块、气缸、活塞、偏心轴；电机、平衡块及气缸位于壳体内；活塞位于气缸内，偏心轴套于活塞内；电机的转轴通过一偏心连接机构与偏心轴相连，并有一抵销偏心轴转动时的偏心力的平衡块连于电机上；偏心轴与活塞间设有一将偏心轴和活塞推离开的弹性装置。本发明加工精度要求较低、利用直流电源、使用场所不受限制、体积小、功耗小、可以调节转速、寿命长，可以广泛应用于便携、移动、微型制冷设备中。

Description

制冷压缩机
技术领域：
本发明涉及制冷设备技术领域，特指一种加工精度要求不高、体积小、功耗低、在无交流电源的地方亦可使用的制冷压缩机。
背景技术：
目前，制冷压缩机的电源都是采用交流电源，此种结构的压缩机，存在如下几个方面的缺陷：
一、使用场所受限制
在没有交流电源的的场所，该种压缩机则无法使用。
二、体积大、笨重
由于目前交流电机的技术因素的原因，使得整个压缩机的体积大，而且，重量亦相当大，占用的空间大，移动亦极为不便。
三、损耗高
由于压缩机电机本身的损耗大，使得压缩机的效率低、费电，不利于节约能源。
四、转速无法调节
由于无法控制电机的转速，使得压缩机只能按照一定的速度工作，而无法根据具体情况进行调节。
五、故障率高，寿命短
普通变频压缩机采用的无刷电机，其内部有转子位置传感器；电机内部的电子元件在高温、高压、有油、充满制冷剂的恶劣环境中工作时，容易发生故障，寿命亦较短。
六、压缩机工艺复杂、精度要求高
为使活塞外壁可以始终可以紧贴气缸内壁，要求活塞的外壁等的加工精度非常高，工艺较为复杂；成本也较高。
发明内容：
本发明解决的技术问题在于提供一种可以克服前述问题，加工精度要求较低、利用直流电源、使用场所不受限制、体积小、功耗小、可以调节转速、寿命长的制冷压缩机。
本发明的技术问题是通过如下技术方案实现的：制冷压缩机主要包括有：壳体、电机、平衡块、气缸、活塞、偏心轴；电机、平衡块及气缸位于壳体内；活塞位于气缸内，偏心轴套于活塞内；电机的转轴通过一偏心连接机构与偏心轴相连，并有一抵消偏心轴转动时的偏心力的平衡块连于电机上；偏心轴与活塞间设有一将偏心轴和活塞推离开的弹性装置。
所述的弹性装置由滚珠和弹簧组成。
弹性装置位于偏心轴上远离偏心轴转动轴线一侧的槽内；弹性装置的弹簧的一端顶住槽的底部，另一端顶住滚珠，滚珠顶住活塞内壁；该弹性装置亦可位于活塞开口朝向偏心轴的槽内；弹性装置的弹簧的一端顶住槽的底部，另一端顶住滚珠，滚珠顶住偏心轴的外周面，且滚珠与偏心轴的接触处位于远离偏心轴转动轴线的一侧。
所述的电机为直流无刷电机；电机的电源输入处连接有一可调节电机的转速的控制器；该控制器为一脉冲宽度调节(PWM)控制器。
本发明在活塞和偏心轴之间设有滚珠和弹簧；滚珠在弹簧的弹力下，始终作用在活塞内壁上，加之偏心轴旋转时的离心力，使活塞外壁始终可以紧贴气缸内壁，这种结构可以有效地克服以往转子压缩机的加工精度要求太高的缺点，使压缩机的精度有所降低，加工组装更为方便。利用低压直流电源的电机，其体积小、功耗低；由于低压直流电源可以通过储电池等提供，从而使得压缩机在无交流电源的场所亦可以使用，电机内部无电子元件，引线只有三根，简单，方便，安全，无故障。而通过控制器的脉冲宽度调节，可以实现对电机转速的控制。本发明采用的永磁无刷直流电机，其转速不受极数的制约；因此，本发明直流变频压缩机中逆变器的输出方式采用不等宽脉宽调制PWM方式，使本发明可以根据需要将电机的额定转速设计到3000转/分以上，再通过直流变频方便地进行无级调速，从而提高压缩机的制冷速度，达到快速制冷的目的，使本发明的制冷速率可达定速压缩机的3倍左右，可达交流变频冰箱的1.5～2倍。本发明可使压缩机高速运转而快速产生大冷量，在很短时间内达到设定制冷的温度，然后再通过变频调速以较低速度工作，产生少量维持的冷量，也就是可以以“快速制冷，可变制冷，低速维持”的状态工作，使压缩机提供的制冷量与负载大小相适应，并处于低速、低压比情况条件下运转，从而可避免压缩机频繁起动造成的电力浪费和减少停机压力的损失，采用本发明的压缩机可比一般定速冰箱省电30～40％；同时，由于本发明压缩机可在绝大部分时间里处于低速低负荷运行状态，与压缩机容量相比，可进一步提高冰箱热交换器的容量比率，低压比状态的运转还可大幅度提高压缩机的机械效率、压缩效率、容积效率，降低功耗，提高能源效率。本发明采用直流变频电力驱动永磁无刷直流电机，可使电机在很低的电压条件下起动，因而在电流很小的情况下获得足够的起动转矩，实现软起动，避免了对电网和家用电器的冲击和干扰，并可延长压缩机和电机的寿命。本发明采用的电机定子有三相绕组，转子磁极采用永久磁钢励磁，无须励磁线圈，所以具有节能，不发热的优点。本发明永磁无刷直流电机效率高，可使系统整体的功率因数达到92％以上。由于本发明可以“高速制冷，低速维持”的状态运转，避免了频繁起动，从而可大幅降低噪音。此外，本发明温控精度高，其温控精度可达±0.2℃以内，以最大限度地使食物保持湿度、新鲜度。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
附图1是本发明气缸4、活塞5与偏心轴6之间配合关系的剖视示意图；
附图2是本发明压缩机电机2的轴线剖视示意图；
附图3是本发明控制器8与电机2的电源连接关系图。
具体实施方式：
见附图1至3，本发明压缩机主要包括有：壳体1、电机2、平衡块3、气缸4、活塞5和偏心轴6；电机2、平衡块3及气缸4位于壳体1内；电机2由转轴21、定子22、转子23、前端盖24、后端盖25构成；转轴21穿过前端盖24后，通过一偏心连接机构(该连接结构为通用结构，图中未示出)与偏心轴6相连。在前端盖24和偏心连接机构之间有一平衡块3通过螺钉固定在转轴21上；其方向与偏心轴6正好相反，使压缩机在工作时的偏心力相抵消并保持平衡；而且，在前端盖24上开设有通孔241，当平衡块3在转轴21的作用下转动时，可以使压缩机内的润滑油飞溅成雾状停留在电机2等需要润滑的各个部位。电机2为低压直流无刷电机，其电源线通过接线柱9引出压缩机的壳体1，在电机2的电源线上接设有一控制器8。控制器8为一脉冲宽度调节(PWM)控制器，通过调节电源脉冲的宽度，可以有效地调节电机2的转速，从而实现对压缩机工作的调节、控制。在压缩机上，有一与壳体1外连通的吸气管10与压缩机内的气缸4相连通；气缸4的另一处设有一排气阀41；通过排气阀41，可以利用壳体1上的排气管11将气体排处压缩机外。活塞5位于气缸4内，偏心轴6套于活塞5内；由滚珠71和弹簧72组成的弹性装置7位于偏心轴6上远离偏心轴6转动轴线一侧的槽61内；弹性装置7的弹簧72的一端顶住槽61的底部，另一端顶住滚珠71，滚珠71顶住活塞5内壁；滚珠71在弹簧72的弹力下，始终作用在活塞5内壁上，加之偏心轴6旋转时的离心力，使活塞5外壁始终可以紧贴气缸4内壁，这种结构可以克服以往转子压缩机的加工精度要求太高的缺点，使压缩机的精度有所降低，加工组装更为方便。活塞5沿汽缸4内壁滚动，与气缸4内壁间形成一个月牙形的工作腔，而气缸4上沿内壁开设有一槽42，槽42内的滑片43(亦称滑动栏板)靠弹簧44的作用力使其端部与活塞5紧密接触，将月牙行工作腔分隔为两部分，滑片43随活塞5的滚动沿滑片43槽道作往复运动，而有端盖被安置在气缸4两端，与气缸4内壁、活塞5外壁、切点、滑片43构成封闭的气缸容积，即基元容积，其容积大小随活塞5转角变化，容积内气体的压力则随基元容积的大小而改变，从而完成压缩机的工作过程。
作为另一实施例，弹性装置7亦可位于活塞5开口朝向偏心轴6的槽内；弹性装置7的弹簧72的一端顶住槽的底部，另一端顶住滚珠71，滚珠71顶住偏心轴6的外周面，且滚珠71与偏心轴6的接触处位于远离偏心轴6转动轴线的一侧。

Claims (10)

1、一种制冷压缩机，主要包括有：壳体(1)、电机(2)、平衡块(3)、气缸(4)、活塞(5)、偏心轴(6)；电机(2)、平衡块(3)及气缸(4)位于壳体(1)内；活塞(5)位于气缸(4)内，偏心轴(6)套于活塞(5)内；电机(2)的转轴(21)通过一偏心连接机构与偏心轴(6)相连，并有一抵销偏心轴(6)转动时的偏心力的平衡块(3)连于电机(2)上；其特征在于：偏心轴(6)与活塞(5)间设有一将偏心轴(6)和活塞(5)推离开的弹性装置(7)。
2、根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述的弹性装置(7)由滚珠(71)和弹簧(72)组成。
3、根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：弹性装置(7)位于偏心轴(6)上远离偏心轴(6)转动轴线一侧的槽(61)内；弹性装置(7)的弹簧(72)的一端顶住槽(61)的底部，另一端顶住滚珠(71)，滚珠(71)顶住活塞(5)内壁。
4、根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：弹性装置(7)亦可位于活塞(5)开口朝向偏心轴(6)的槽内；弹性装置(7)的弹簧(72)的一端顶住槽的底部，另一端顶住滚珠(71)，滚珠(71)顶住偏心轴(6)的外周面，且滚珠(71)与偏心轴(6)的接触处位于远离偏心轴(6)转动轴线的一侧。
5、根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)为直流无刷电机。
6、根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)的电源输入处连接有一可调节电机(2)的转速的控制器(8)。
7、根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)为直流无刷电机。
8、根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)为直流无刷电机。
9、根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)的电源输入处连接有一可调节电机(2)的转速的控制器(8)。
10、根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于：所述的电机(2)的电源输入处连接有一可调节电机(2)的转速的控制器(8)。
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