CN1779236A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

一方面是提供一种能够减小通过使用低速电机的操作噪音而不损坏压缩性能的压缩机。压缩机包括：密封壳体；具有压缩室以压缩制冷剂的压缩单元，驱动单元，所述驱动单元采用低速电机的形式，所述低速电机具有四个或者更多的电极并用于提供所需的动力来压缩制冷剂；以及加料器，所述加料器用于增加将被引入到压缩室中的制冷剂的量。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机，具体而言，涉及通过使用低速电机减小操作噪音而不恶化压缩性能的压缩机。

背景技术

通常，电冰箱、空调等中采用的制冷循环包括：压缩机，所述压缩机抽吸和压缩低压制冷剂并释放高压状态的制冷剂；冷凝器，所述冷凝器冷凝来自压缩机的高压制冷剂；膨胀器，所述膨胀器膨胀来自冷凝器的被冷凝制冷剂；以及蒸发器，所述蒸发器蒸发来自膨胀器的被膨胀的制冷剂以将来自制冷剂的热量传送到周围的空气。此处，压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器通过制冷剂管形成闭合的回路。

因此，在制冷循环中循环的制冷剂在其在冷凝器中冷凝时将热发散到周围，并且在其在蒸发器中蒸发时吸收环境中的热量。这样，蒸发器执行冷却操作。

考虑到压缩机的结构，其包括用于压缩制冷剂的压缩单元和提供压缩制冷剂所需动力的电机，压缩单元和电机被安装在压缩机的密封壳体中。密封壳体设有空吸管以将来自蒸发器的制冷剂引导到密封壳体中，并设有排放管以将通过压缩单元进行了压缩的制冷剂引导到冷凝器中。

使用这样的结构，从蒸发器通过空吸管引入到密封壳体中的制冷剂基于电机的驱动而通过压缩单元被压缩，并且顺序地，被压缩的制冷剂通过排放管被释放到冷凝器。

由于电机被使用在制冷循环中的压缩机中，考虑到制冷循环的容量，传统上使用具有商业转速3000-3600rpm的二极电机。

但是，在使用高速二极电机的传统压缩机的情况下，问题在于压缩机的操作噪音由于在电机的高速旋转的过程中所产生的振动而被过分地增加。

作为解决办法，尽管提供具有两个或者更多极的低速电机(例如四极电机)的压缩机，所述电机具有商业转速1500-1800rpm以减小压缩机的操作噪音，这也是有问题的，因为这样的被减小的电机转速趋于降低压缩机的压缩性能，使得其不可能执行平稳的制冷剂压缩操作。

发明内容

相应地，本发明的一方面是提供一种能够通过使用低速电机减小操作噪音而不损坏压缩性能的压缩机。

本发明的额外方面和/或者优点将在下述的说明中并结合附图而详细了解到，或者通过实施本发明而了解。

本发明的前述和/或者其它方面可以通过提供一种压缩机来实现，包括：密封壳体；具有压缩室以压缩制冷剂的压缩单元；驱动单元，所述驱动单元采用低速电机的形式，所述低速电机具有四个或者更多的电极并用于提供所需的动力来压缩制冷剂；以及加料器(charger)，所述加料器用于增加将被引入到压缩室中的制冷剂的量。

加料器可以在接收到驱动单元的驱动力时被驱动来压缩密封壳体内的制冷剂，以将被压缩的制冷剂传送到压缩室。

驱动单元可以包括固定在密封壳体中的定子、设置在定子中的转子和压配合在转子中的旋转轴，压缩单元可以包括限定压缩室的气缸、安装在压缩室中往复运动的活塞、形成在旋转轴的一端上的偏心轴单元以及用于将偏心轴连接到活塞的连接杆，以及加料器可以包括限定加料器室的辅助气缸、安装在加料器室中往复运动的辅助活塞、将辅助活塞连接到偏心轴单元的辅助连接杆、用于将密封壳体的内部与加料器室相连通的抽吸通道以及用于将加料器室与压缩室相连通的排放通道。

辅助活塞可以被构造以在压缩单元的活塞到达其上死点之前到达其上死点。

辅助活塞可以在活塞到达其上死点之后到达其上死点，并可以在活塞到达其下死点之后到达其上死点。

抽吸通道和排放通道可以分别设有抽吸阀和排放阀，抽吸和排放阀的打开和闭合操作将准确地彼此相反。

驱动单元可以是四极电机。

油槽可以限定在密封壳体的下部内，并且驱动单元可以包括：固定在密封壳体内的定子；设置在定子中的转子；压配合在转子中的旋转轴，旋转轴具有油通道以将油供给到压缩单元和旋转轴的摩擦区域；油拾取件，设置在旋转轴的下端以将油槽和油通道相连通；以及板状叶片，压配合到油拾取件中，叶片具有一对下弯曲部分，所述下弯曲部分形成在相对的下拐角上以在旋转轴的旋转方向上弯曲，以及一对上弯曲部分，所述上弯曲部分形成在相对的上拐角以在旋转方向的相对的方向上弯曲。

驱动单元可以是四极电机，并且设置在叶片的上拐角上的一对上弯曲部分可以具有45度角度，以及设置在叶片的下拐角上的一对下弯曲部分可以具有30度角度。

附图说明

本发明这些和/或者其它优点将从下述对实施例的详细说明并结合附图而了解到。其中：

图1显示了根据本发明的实施例的压缩机的总体结构的纵向截面图；

图2是图1的压缩机的平面截面图；

图3是根据本发明的实施例的加料器的截面图，显示了将压缩机的密封壳体内的制冷剂引入到加料器室中；

图4是图3的加料器的截面图，显示了将来自加料器室的制冷剂释放到压缩室；

图5室根据本发明的实施例的叶片的透视图；以及

图6是图5的叶片的平面截面图。

具体实施方式

下面将参照本发明的实施例来进行详细说明，其中附图中说明了示例，其中相似的附图标记表示相似的部件。下述的实施例通过参照附图来说明。

图1、2显示了根据本发明的实施例的压缩机的通常的结构。参照附图1、2，压缩机包括具有彼此连接的上下壳体1a、1b的密封壳体1，用于压缩制冷剂的压缩机10，以及用于提供所需的动力来压缩制冷剂的驱动单元20，它们被安置在密封壳体1中。密封壳体1在一侧上设有空吸管2以将制冷循环的蒸发器的制冷剂引导到密封壳体1中，以及在另外一侧用排放管3来将通过压缩单元10进行压缩的制冷剂排放到制冷循环的冷凝器。

压缩单元10包括内部限定压缩室11a的气缸11，用于在压缩室11a内往复运动以压缩制冷剂的活塞12，连接到气缸11的一侧以密封地将压缩室11a密封并内部限定制冷剂释放室13a和制冷剂抽吸室13b的气缸盖13，以及设置在气缸11和气缸盖13之间并用于可选地允许制冷剂从制冷剂抽吸室13b到达压缩室11a或者从压缩室11a到达制冷剂排放室13a的阀单元14。此处，气缸11在内部形成在设置于定子的上侧的气缸体30上端上。

驱动单元20是提供驱动力以使活塞12在压缩室11a之内往复运动的电机。驱动单元、即电机包括固定密封壳体1内的定子21、安置在定子21中以从定子21的内周以一定的距离分开并用于与定子21电磁相互作用的转子22以及压配合在转子22的中心以与转子22一起旋转的旋转轴23。在本发明的实施例中，电机是四极电机，在50-60Hz的频率上具有商业转速1500-1800rpm。在此情况下，定子21采用四极定子的形式。

使用四极低速电机的驱动单元20能够将旋转轴23的转速下降至大约是在传统的制冷循环压缩机中使用的二极电机的1/2，由此较大地减小由于电机的旋转而引起的振动。这具有减小压缩机的操作噪音到在密封壳体1外的几乎听不见的较低的水平上的效果。

旋转轴23被轴向支撑在气缸体30的轴承部件31内以从气缸体30向上凸起。偏心轴单元24和连接杆25设置在旋转轴23之上。偏心轴单元24以偏心可旋转的方式连接到旋转轴23的上部。连接杆25在一端可旋转地连接到偏转轴单元24并在另外一端以可旋转和线性可移动的方式连接到活塞12，由此将偏心轴单元24的偏心旋转转换为活塞12的线性运动。

在制冷剂抽吸室13b和空吸管2之间设有抽吸消声器41以减小引入到压缩室11a中的制冷剂的流动噪音。相似地，排放消声器42(参看图2)设置在制冷剂排放室13a和排放管3之间以限定适于减小从密封壳体1释放到外部的制冷剂的流动噪音的共振空间。排放消声器42与气缸11一起与气缸体30一体形成。

使用如上所述的压缩机的结构，在转子22与定子21在接收到电功率而电磁相互作用时，如果旋转轴23与转子22一起旋转，通过连接杆25连接到偏心轴单元24的活塞12在压缩室11a内往复运动。由此，制冷剂通过空吸管2引入到密封壳体1中，然后在通过抽吸消声器41减小噪音后被引入到空吸管2的制冷剂抽吸室13b中。接着，制冷剂从制冷剂抽吸室13b传送到压缩室11a以在其中被压缩，并且被压缩的制冷剂通过气缸盖13的制冷剂释放室13a、排放消声器42和释放管3而被释放到外部。当这样的操作被反复执行时，压缩机实现了制冷剂的所需压缩性能。

在本发明的实施例中，加料器50设置在与气缸11相对的气缸体30的一侧上并用于增加将被引入到压缩室11a内的制冷剂的量。加料器50用于补偿由于旋转轴23的转速减小而引起的压缩机的压缩性能的恶化。这样，本发明的压缩机能够满足传统的制冷循环中所需的制冷压缩能力，尽管使用了四极电机作为驱动单元20。

当通过空吸管2进入到密封壳体1中的制冷剂的一部分保持在密封壳体1内而不是通过抽吸消声器41引入到气缸盖13的制冷剂抽吸室13b，加料器50压缩剩余的制冷剂并将其传送到压缩室11a，由此增加引入到压缩室11a中的制冷剂量。加料器50在接收到驱动单元20的驱动力时被驱动而不需要单独的驱动单元，以压缩和传输制冷剂。现在，加料器50的结构将参照图3、4进行详细说明。

图3说明了其中密封壳体内的制冷剂被引入到加料器室中的状态，图4说明了其中加料器室内的制冷剂被传送到压缩室中的状态。

参照图3、4，加料器50包括辅助气缸51、辅助活塞52、辅助连接杆53、抽吸通道54和释放通道55。辅助气缸51在其中限定加料器室51a并在也与气缸体30一起形成的排放消声器42的相对侧面上一体地形成在气缸体30上。辅助活塞52适于在加料器室51a内往复运动以在加料器室51a内压缩制冷剂。辅助连接杆53以球接头的方式被可旋转地在一端连接到辅助活塞52，并在辅助连接杆53的另外一端与连接杆25一起可旋转地连接到偏心轴单元24。辅助连接杆53与连接杆25形成预定的角度。抽吸通道54将密封壳体1的内部与加料器室51a相连通，并且释放通道55将压缩室11与加料器室51a相连通。

此处，抽吸通道54通过辅助气缸51延伸以将密封壳体1内部与加料器室51a相连通，并且释放通道55通过气缸体30在加料器室51a和压缩室11a之间延伸以将压缩室11a与加料器室51a相连通。抽吸通道54的出口和释放通道55的入口被形成在加料器室51a的靠近辅助活塞52的上死点的闭合端部上。

抽吸通道54的出口上设有辅助抽吸阀54a，所述抽吸阀54a在辅助活塞52移动到下死点时打开抽吸通道54，并在辅助活塞52移动到上死点时闭合抽吸通道54。释放通道55的入口上设有辅助释放阀55a，辅助释放阀55a在辅助活塞52移动到下死点时闭合释放通道55并在辅助活塞52移动到上死点时打开释放通道55。即，辅助抽吸阀54a和辅助释放阀55a的操作恰好彼此相对。

为了允许辅助活塞52在活塞到达其上死点之前到达其上死点，辅助活塞52必须在活塞12将压缩室11a的制冷剂传送到制冷剂释放室13a之前将加料器室51a中压缩的制冷剂传送到压缩室11a中。为了实现对制冷剂的更为有效的释放，优选地，调整连接杆25或者辅助连接杆53的长度或者连接杆25、53之间的角度。优选地，具有如图所示的单个轴线的偏心轴单元24可以被修改以具有阶梯结构，所述阶梯结构具有不同的两个轴。由此，通过将连接杆25和辅助连接杆53分别连接到台阶偏心轴单元的不同的轴，辅助活塞52在活塞12到达其上死点时能够到达或者靠近其下死点，并在活塞12到达其下死点时到达或者靠近其上死点。

因此，在本发明的压缩机中，基于旋转轴23的旋转而与压缩室11a内的制冷剂的压缩同时，加料器50将密封壳体1内的剩余的制冷剂传送到压缩室11a，导致引入到压缩室11a中的制冷剂量增加。即使在低速四极电机被使用作为驱动单元20因此旋转轴23以较低速度旋转时，具有防止压缩性能恶化的效果。

再次回到图1，油槽1c限定在密封壳体1的下部区域以存储预定量的油。油通道23a被限定在旋转轴23中以将油从油槽1c传送到压缩单元10或者旋转轴23的摩擦区域。为了将油槽1c与油通道23a相连通，油拾取件60设置在旋转轴23的下端上。

油拾取件60具有开口的上端，所述开口的上端压配合到旋转轴23的下端中以由此连接到旋转轴23，以及具有中心地穿孔的油供给孔61的下端部。板状叶片70被安装在油拾取件60内并用于在叶片70的外表面和油拾取件60的内周之间产生油漩涡以由此促进油拾起操作。

由此，油槽1c的油沿着油拾取件60的内周和油通道23a通过根据旋转轴23的旋转而产生的离心力被传送到压缩单元10或者旋转单元的摩擦区域，由此执行润滑或者冷却操作。

图5、6说明了根据本发明的实施例的叶片的结构。如图5、6所示，叶片70具有形成在叶片70的四个拐角上的中心体71和弯曲部分72、73、74和75。弯曲部分72、73、74和75被分为形成在叶片70的相对下拐角上的下弯曲部分72、73以在旋转轴23的旋转方向上弯曲，以及一对形成在叶片70的相对上拐角的上弯曲部分74、75。弯曲部分72、73、74和75被分为形成在将在旋转轴23的旋转方向上弯曲的叶片70的四个相对下拐角，以及一对形成在叶片70的相对上拐角上的上弯曲部分74、75以与旋转轴23的旋转方向的相对方向上弯曲。

弯曲部分72、73、74和75用于防止由于使用低速电机而导致油拾起效率的恶化。即，弯曲部分72、73、74和75能够有效地从油槽拾起油，甚至在旋转轴23以较低的速度旋转时。

具体而言，在旋转轴23的旋转的过程中，在旋转轴23的旋转方向上弯曲的下弯曲部分72、73能够更为有效地抽取油。由此，向上被吸的油能够在其引导到叶片70的上端时通过上弯曲部分74、75在垂直的方向上被迅速泵取。这样，叶片70保证油甚至在旋转轴23低速旋转的情况下更为有效的拾起。

此处，考虑到四极电机的商业转速，优选地下弯曲部分72、73通过30度角度弯曲并且上弯曲部分74、75通过45度角度弯曲。在相对的左右侧面上弯曲以限定下凹的弯曲轮廓的叶片70相对油拾取件60的内周被挤压配合以固定在位。

这样，本发明的压缩机能够防止由于旋转轴23的低速旋转到导致的油拾起效率的恶化，即使在低速四极电机被用作驱动单元20时。

现在，将说明根据本发明的压缩机的操作和效果。

首先，当转子22与定子21在接收到电力电磁相互作用时，通过连接杆25连接到偏心轴单元24的活塞12在压缩室11a内往复运动。由此，制冷剂通过空吸管2引入到密封壳体1中，然后在通过抽吸消声器41减小噪音之后被引入到气缸盖213的制冷剂抽吸室13b中。此后，制冷剂被传送到压缩室11a以在其中被压缩，并且被压缩的制冷剂通过气缸盖13的制冷剂释放室13a和排放管3而释放到外部。当这样的操作被循环执行时，压缩机完成制冷剂的压缩。

在操作中，由于使用了四极电机作为驱动单元20，旋转轴23的转速减小到大约二极电机的大约的一半。这具有较大地减小由于电机的旋转所导致振动的效果，允许压缩机的操作噪音被减小到基本在密封壳体1的外部听不到的较低的水平上。

此外，在根据本发明的压缩机中，在这样的制冷剂压缩操作过程中，保留在密封壳体1内的制冷剂通过加料器50被传送到压缩室11a，导致引入到压缩室11a中的制冷剂的量增加。这基本防止了由于旋转轴23的低速旋转所导致的压缩机的压缩性能的恶化，即使当低速四极电机被用作驱动单元20。此外，在根据本发明的压缩机中，由于设置在具有弯曲部分72、73、74、75的各拐角上的叶片70方便了油拾起操作，由此防止由于旋转轴23的低速旋转的缘故所导致的油拾起效率的恶化，即使低速四极电机被用作驱动单元20。

尽管为了参考如上所述的本发明的实施例利用了四极电机作为驱动单元20，驱动单元20可以从不同的低速电机，诸如六极电机等中进行自由选择。除了加料器50之外，本发明的压缩机可以被修改以增加压缩室11a的体积或者活塞12的之间或者冲程。这样的修改使得由于使用低速电机的缘故而更为有效地补偿压缩机的恶化的制冷剂压缩性能。

从上述可见，本发明提供了一种压缩机，可以很大地减小通过使用四极或者多极的低速电机所导致的操作噪音，由此使得压缩机安静操作。此外通过使用加料器，本发明的压缩机可以防止压缩性能的恶化，即使在旋转轴在较低的速度上旋转时。

尽管对本发明的优选实施例进行了说明，但是普通技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和实质的情况下，可以对本发明进行修改，其范围由权利要求书及其等同限定。

Claims (15)

1.一种压缩机，包括：

密封壳体；

具有压缩室以压缩制冷剂的压缩单元；

驱动单元，所述驱动单元采用低速电机的形式，所述低速电机具有四个或者更多的电极并用于提供所需的动力来压缩制冷剂；以及

加料器，所述加料器用于增加将被引入到压缩室中的制冷剂的量。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，加料器在接收到驱动单元的驱动力时被驱动以压缩密封壳体内的制冷剂柄将被压缩的制冷剂传送到压缩室。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，

驱动单元包括固定密封壳体中的定子、设置在定子中的转子和压配合在转子中的旋转轴，

其中压缩单元包括限定压缩室的气缸、安装在压缩室中往复运动的活塞、形成在旋转轴的一端上的偏心轴单元以及用于将偏心轴连接到活塞的连接杆，以及

其中加料器包括限定加料器室的辅助气缸、安装在加料器室中往复运动的辅助活塞、将辅助活塞连接到偏心轴单元的辅助连接杆、用于将密封壳体的内部与加料器室相连通的抽吸通道以及用于将加料器室与压缩室相连通的排放通道。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，辅助活塞被构造以在压缩单元的活塞到达其上死点之前到达其上死点。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，辅助活塞在活塞到达其上死点之后到达其上死点，并在活塞到达其下死点之后到达其上死点。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其特征在于，抽吸通道和排放通道分别设有抽吸阀和排放阀，抽吸和排放阀的打开和闭合操作将准确地彼此相反。

7.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动单元是四极电机。

8.根据权利要求1所述的压缩机，

其特征在于，油槽限定在密封壳体的下部内，

其中驱动单元包括固定到密封壳体的定子、安装在定子中的转子、压配合在转子中的旋转轴，所述具有油通道的旋转轴，以将油供给到压缩单元和旋转轴的摩擦区域，以及

其中油拾取件可以设置在旋转轴的下端以将油槽和油通道相连通，以及板状叶片可以压配合到油拾取件中，叶片具有一对下弯曲部分，所述下弯曲部分形成在相对的下拐角上以在旋转轴的旋转方向上弯曲，以及一对上弯曲部分，所述上弯曲部分形成在相对的上拐角以在旋转方向的相对的方向上弯曲。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，加料器在接收了驱动单元的驱动力时被驱动以压缩密封壳体内的制冷剂，并将被压缩的制冷剂传送到压缩室。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，压缩单元包括限定压缩室的气缸、安装在压缩室中往复运动的活塞、形成在旋转轴的一端上的偏心轴单元以及用于将偏心轴连接到活塞的连接杆，以及

其中加料器包括限定加料器室的辅助气缸、安装在加料器室中往复运动的辅助活塞、将辅助活塞连接到偏心轴单元的辅助连接杆、用于将密封壳体的内部与加料器室相连通的抽吸通道以及用于将加料器室与压缩室相连通的排放通道。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，辅助活塞被构造以在压缩单元的活塞到达其上死点之前到达其上死点。

12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，辅助活塞在活塞到达其上死点之后到达其上死点，并在活塞到达其下死点之后到达其上死点。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，抽吸通道和排放通道分别设有抽吸阀和排放阀，抽吸和排放阀的打开和闭合操作将恰好彼此相反。

14.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，驱动单元是四极电机。

15.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，驱动单元是四极电机，以及

其中设置在叶片的上拐角上的一对上弯曲部分可以具有45度角度，以及设置在叶片的下拐角上的一对下弯曲部分可以具有30度角度。

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