CN201953659U - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种旋转式压缩机，密闭壳体内设置有电动机和压缩机构，压缩机构包括中心部带有气缸压缩腔的气缸、带有偏心轴的偏心曲轴、用于支撑偏心曲轴的主轴承和副轴承设置在气缸的两侧，气缸内设置有活塞和滑片，滑片的一端抵靠在活塞的外周上，活塞在偏心轴的作用下沿气缸压缩腔的内壁偏心转动，偏心轴的外周上设置有动轮，动轮与偏心轴的外周之间设置有调整间隙，活塞套设在动轮上，动轮内设置有弹簧，通过弹簧压住动轮，调整活塞的外周和气缸压缩腔的内壁之间产生的最小间隙。本实用新型具有结构简单合理、操作灵活、有效防止气体泄漏、提高容积效率、改善旋转式压缩机的工作效率、适用范围广的特点。

Description

旋转式压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种旋转式压缩机，与应用于空调和冷冻设备中的旋转式压缩机的效率提高有关。

背景技术

由于旋转式压缩机的活塞外周和气缸压缩腔内壁之间形成的活塞外径最小间隙为30～40μm左右，所以压缩中的高压腔的气体会泄漏到低压腔中，从而降低了旋转式压缩机的容积效率。

为了防止地球温室效应和提高空调器或热水器等的效率，使用冷媒从R22变更为R410A、另外，CO₂等动作压力较高的冷媒的使用也逐渐普及。

但是，当旋转式压缩机中的冷媒动作压力变高时，从高压侧向低压侧的气体泄漏会增加，效率会下降。特别是，在旋转式压缩机中，从活塞外周和气缸压缩腔内壁之间的最小间隙处泄漏的气体会增加，需要应对方法。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、有效防止气体泄漏、提高容积效率、改善旋转式压缩机的工作效率、适用范围广的旋转式压缩机，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种旋转式压缩机，密闭壳体内设置有电动机和压缩机构，压缩机构包括中心部带有气缸压缩腔的气缸、带有偏心轴的偏心曲轴、用于支撑偏心曲轴的主轴承和副轴承设置在气缸的两侧，气缸内设置有活塞和滑片，滑片的一端抵靠在活塞的外周上，活塞在偏心轴的作用下沿气缸压缩腔的内壁偏心转动，其特征是偏心轴的外周上设置有动轮，动轮与偏心轴的外周之间设置有调整间隙，活塞套设在动轮上，动轮内设置有弹簧，通过弹簧压住动轮，调整活塞的外周和气缸压缩腔的内壁之间产生的最小间隙。

增减调整间隙使活塞的外周与气缸压缩腔的内壁相接触。

所述偏心轴内设置有弹簧收纳腔，弹簧收纳腔内设置有弹簧，弹簧的可动端压接在动轮的内壁上。

所述动轮的内部空间设置有弹簧，该弹簧的一端与动轮的内壁相接，弹簧的另一端与偏心曲轴的外周相接。

所述旋转式压缩机内还设置有防自转装置，该防自转装置使动轮相对于偏心轴不进行自转。

所述防自转装置包括设置在偏心轴的侧面的偏心轴横孔，在偏心轴横孔中压入了固定销，固定销将偏心轴和动轮连接在一起。

设置有从偏心曲轴的内部对动轮的外周和活塞的内壁之间进行供油的通道。

所述偏心曲轴的内部设置有偏心轴纵孔，动轮的外周上设置有动轮油槽，偏心轴纵孔与动轮油槽相通。

所述偏心曲轴上设置有偏心轴横孔和偏心轴油孔，偏心轴内设置有弹簧收纳腔，弹簧设置在弹簧收纳腔中，偏心轴油孔的一端与弹簧收纳腔相通，偏心轴油孔的另一端与偏心轴纵孔相通，偏心轴横孔的一端与动轮油槽相通，偏心轴横孔的另一端与偏心轴纵孔相通。

本实用新型通过在偏心曲轴的偏心轴内部收纳的弹簧压住设置在偏心轴和活塞之间的动轮，可以减小活塞外径最小间隙。该活塞外径的最小间隙可以通过变更偏心轴的外周和动轮内壁之间的间隙设定，而很方便地进行调整。

本实用新型不仅可以适用于单缸旋转式压缩机，而且可以适用于双缸或多缸旋转式压缩机，具有结构简单合理、操作灵活、有效防止气体泄漏、提高容积效率、改善旋转式压缩机的工作效率、适用范围广的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的局部剖视结构示意图。

图2为与实施例1相关的动轮的局部剖视结构示意图。

图3为与实施例1相关的显示动轮动作的局部剖视结构示意图。

图4为图2中的Y-Y向局部剖视结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的局部剖视结构示意图。

图6为与实施例2相关的压缩机构的局部剖视结构示意图。

图中：1为旋转式压缩机，2为密闭壳体，5为冷凝器，6为蒸发器，7为膨胀阀，13为储液器，14为吸气管，15为排气孔，16为偏心曲轴，16a为偏心轴纵孔，17为偏心轴，17a为偏心轴横孔，17b为偏心轴油孔，18为动轮，18a为动轮油槽，19为弹簧收纳腔，20为线圈弹簧，21为压缩机构，22为电动机，23为气缸，24为气缸压缩腔，24a为低压腔，24b为高压腔，25为主轴承，25a为主轴承螺旋槽，26为副轴承，27为螺钉，28为活塞，29为滑片，31为固定销，31a为固定销孔，33为润滑油，34为油池，35为板簧，Rc为活塞外径隙间，Sc为间隙(偏芯轴外径间隙)，E为偏芯轴的偏芯量，Rp为活塞外径最小间隙位置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

参见图1，旋转式压缩机1由设置在密封壳体2内的压缩机构21和其上部配置的电动机22构成。从连接上壳体的排气管(无图示)封入的润滑油33储存在密闭壳体2的底部中形成的油池34中。

搭载旋转式压缩机1的空调系统按从排气管到冷凝器5、膨胀阀7、蒸发器6、储液器13、吸气管14的顺序连接。从吸气管14被吸入气缸压缩腔24中的冷媒气体，通过排气孔15被排到密闭壳体2内后，再次从排气管开始在上述空调系统内循环。

参见图2，压缩机构21由以下零部件组成：其中心部带有气缸压缩腔24的气缸23、具备偏心轴17的偏心曲轴16、安装在偏心轴17的外周上的动轮18、偏心轴17内部设置的弹簧收纳腔19中收纳有线圈弹簧20、安装在动轮18外周上且在气缸压缩腔24内进行偏心运行的活塞28、滑动支撑偏心曲轴16且分别固定在气缸23的两侧的主轴承25和副轴承26。

由上述各零部件构成的压缩机构21从主轴承25和副轴承26的上面用螺钉27进行固定以后，主轴承25的外周被固定在密闭壳体2的内壁上。

接下来，对在活塞28的外周和气缸压缩腔24的内壁之间形成的最小间隙的间隙调整方法进行说明。间隙调整方法如上所述，由安装在偏芯轴17外周上的动轮18和安装在动轮18的外周上的活塞28，以及在偏心轴17内部对偏心轴17的最大偏心方向开孔的弹簧收纳腔19中配置的线圈弹簧20组成。

为了防止动轮18的自转，还设置有防自转装置，该防自转装置包括在偏心轴17的侧面设置有偏心轴横孔17a，在偏心轴横孔17a中压入了固定销31。固定销31将偏心轴17和动轮18连接在一起。固定销31内设置有固定销孔31a，动轮18的外周上设置有动轮油槽18a，固定销孔31a的一端开孔于动轮油槽18a。

动轮油槽18a大概位于弹簧收纳腔19的开孔部相对的位置。动轮油槽18a为动轮18和在动轮18的外周上滑动的活塞28内壁之间提供润滑油。

偏心轴17上还设置有偏心轴油孔17b，该偏心轴油孔17b的一端开孔于弹簧收纳腔19。

偏心曲轴16的中心设置有偏心轴纵孔16a，固定销孔31a和偏芯轴油孔17b的另一端对偏心轴纵孔16a开孔，因此，从油池34被上吸到偏心轴纵孔16a中的润滑油33可供到动轮油槽18a和弹簧收纳腔19中。

位于弹簧收纳腔19中可以自由伸缩的线圈弹簧20的可动端，按设定的力压住动轮18的内壁，因此，动轮18向偏心轴17的最大偏心方向移动。即按图3所示，在偏心轴17的外周和动轮18的内壁之间形成了间隙Sc。设置偏心轴17的偏心量(偏心曲轴16的轴心和偏心轴17的轴心之间的距离)为E，活塞28的旋转轴和偏心曲轴16的轴心距离(活塞回转轴偏芯量)为E+Sc，活塞28的回转轴会相应增加Sc。

就这样，本实用新型的实施例1的特点是通过追加动轮18，使活塞回转轴的偏心量相应增加Sc的量。因此，活塞28的外周和气缸压缩腔24的内壁之间形成的最小间隙的位置为Rp点，在该Rp点的间隙为活塞外径间隙Rc，与不具备动轮的以往旋转式压缩机相比，本实施例1中的活塞外径间隙Rc可以减少Sc相应的量。

参见图4，为图2中的Y-Y向剖视图。当旋转式压缩机运行时，Rp点与滑片29的先端一起将气缸压缩腔24分为高压腔24b和低压腔24a。在通常的电源频率下，活塞28一边按每秒数次的速度经过动轮18进行自转，一边沿顺时针方向以50～60转的速度进行偏心旋转，也就是公转。因此，Rp点沿着气缸压缩腔24的内壁按顺时针方向进行高速移动。

这时，高压腔24b和低压腔24a之间的压差Δp，和滑片29的先端与Rp点连接的直线距离中形成的活塞断面积Δs的乘积Δp*Δs为活塞作用力Fr，该活塞作用力Fr集中在活塞28的中心。该活塞作用力Fr不断发生变化，活塞作用力Fr通过动轮18的外周对偏心轴17和偏心曲轴16整体产生作用。

活塞外径间隙Rc由于上述的活塞作用力Fr和活塞28的旋转重量带来的离心力等的影响，活塞28的旋转角度会不断变化。其结果是：运行中活塞外径间隙Rc的活塞在旋转角度小的范围内就小，在旋转角度大的范围内就大。

因此，按照以往的操作方法，通过预先在压缩机构21的组装工序中对偏心曲轴16的轴心进行10μm左右的偏置(偏心)，在活塞旋转角度小的范围内加大活塞外径间隙Rc，在活塞旋转角度大的范围内减小。而且，比如，活塞旋转角度在90度附近时，根据常识为约40μm，在270度附近为20～30μm。

实施例1的目的是，收纳在偏心轴17中的线圈弹簧20利用作用于动轮18内壁上的弹簧力，对活塞外径间隙Rc进行调整。在实施例1中，可以选择该线圈弹簧20的弹簧力Fs比活塞作用力Fr的最大值大的设计，也可以选择比其小的设计。

当弹簧力Fs≥活塞最大作用力Fr.max时，不管活塞28的旋转位置如何，可以减小活塞外径间隙Rc。

当弹簧力Fs＜活塞最大作用力Fr.max时，在活塞旋转角度较小的范围内时，可以减小活塞外径间隙，在活塞旋转角度在较大的范围内时，活塞外径间隙Rc可以不进行变化。该理由与上述Δp的大小有关系。

在本实用新型中，弹簧力Fs的大小，可以通过事先设定偏芯轴17的外周与动轮18内壁之间的间隙Sc来改变活塞28的旋转轴，其特点是可以决定运行中的活塞外径间隙Rc的调整量。

对活塞外径间隙Rc的调整设计事例进行说明。

设计例(1)：弹簧力Fs≥活塞最大作用力Fr.max时，活塞外径间隙Rc设定为以往的设计方案：30μm，间隙Sc为20μm，可以通过追加间隙Sc将活塞外径间隙Rc减少20μm。因此，设计(1)中可以将活塞外径间隙Rc设为10μm。其结果是：与以往的活塞外径间隙30μm相比，可以减少从活塞外径间隙Rc出来的高压气体的气体泄漏。

设计例(2)：上记条件中的间隙Sc设定为30μm时，活塞外径间隙Rc＝0μm。在该设计中，活塞28的外周在运行时与气缸压缩腔24的内壁进行局部或几乎全周的接触。其结果是：经过活塞外径间隙Rc泄漏的高压气体的泄漏量可以大幅度地减少。

设计例(3)：同上述弹簧力Fs≥活塞最大作用力Fr.max时，将活塞外径间隙Rc设定为100μm，将间隙Sc设为120μm，即预先设定的活塞外径间隙＜Sc时，活塞28的旋转角全周中的活塞外径间隙Rc＝0。由于线圈弹簧20可以伸缩，故通过上述的接触后，不会发生Rc＜0的情况，其结果是：可以象设计例(2)那样大幅减小高压气体引起的气体泄漏。

如设计例(3)所述，将间隙Sc设计得足够大，使活塞外径间隙Rc＝0，预先设定的活塞外径间隙比间隙Sc要小就可以了，所以优点是预先设定的活塞外径间隙的设定范围可以比较大，方便制造。

并且，在设计例(3)中，即使是在气缸压缩腔24吸入液体冷媒在高压腔24b内发生液压缩等异常运行条件下，线圈弹簧20会收缩，活塞外径间隙Rc最大为120μm。这时，液冷媒可以很容易从变大的间隙Rc逃逸到低压腔24a中。其结果是：可以避免由于对活塞和偏心轴产生过度的应力引起的压缩机故障。

与一般的旋转式压缩机相同，实施例1通过高压的密封壳体2和介于低压～高压的气缸压缩腔24之间的压差对气缸压缩腔24内部供给充足的润滑油。因此，如上记设计例所述，即使是在活塞28的外周与气缸压缩腔24的内壁接触的场合，其相互接触的部分也会通过油膜进行保护，不会发生磨损或损伤。

如上所述，本实用新型的实施例1的主要特点是：在偏心轴17外周上设置了与偏心轴17之间保持有一定间隙Sc的动轮18，通过与安装在动轮18外周上、使活塞18、动轮18的轴心和偏心轴17的轴心可进行伸缩的弹簧，来调整活塞28的旋转轴位置。

其结果是：通过使活塞28的外周与气缸压缩腔24的内周之间的活塞外径间隙Rc最小化，可以防止从高压腔24b向低压腔24a的气体泄漏，改善压缩机效率。另外，可以扩大活塞外径间隙Rc防止液压缩引起的压缩机损伤。

R410A和CO₂等动作压力较高的冷媒运用到空调器、热水器或者冷冻设备中的设计方案，以及旋转式压缩机大型化的设计方案中，由于气体从高压腔向低压腔会有泄漏，所以有压缩机效率下降的课题，而通过本实用新型揭露的技术方案可以解决该课题。

为了防止动轮18的自转，可以使用固定销；在允许自转的场合或者通过偏心轴17与动轮18之间的摩擦阻力不自转的场合，即使省略动轮18的防自转装置也没有关系。这里的防自转装置包括使用固定销。

实施例2

在实施例1中，弹簧收纳腔19内收纳了线圈弹簧20，如图5和图6所示的实施例2的特点是在动轮18的内部空间配置了板簧35。

在图5中，动轮18的内部空间中配置了板簧35。这里的板簧35有两个，分别设置在偏心轴17的上下两侧。

如图6所示，每一个板簧35由两个U形的弹簧构成，该板簧35的两端可分别插入动轮18的内壁和偏心曲轴16的外周中设置的槽中。即板簧35的一端与动轮18的内壁相接，板簧35的另一端与偏心曲轴16的外周相接。

上述板簧35可以自由伸缩，如同实施例1一样，压住动轮18的内壁在偏芯轴17外周和动轮18内壁之间可以生成间隙Sc，因此，可以得到与实施例1基本相同的作用和效果。

如上所述，实施例1的线圈弹簧20和实施例2的板簧35均可以自由伸缩，动轮18的内壁压住动轮18自动调整活塞28的旋转轴中心，可以调整活塞外径间隙Rc。这样的弹簧，不光仅是上述揭露的技术方案，其可以在本实用新型的要旨范围内进行各种变形。

在本实用新型的实施例说明方面，是将密闭壳体2的内部压力作为与排气压力相当的高压侧压力，但是，将密闭壳体2的内部压力作为低压侧压力或者作为两段压缩机那样的中间压力的结构中时，也可以不用改变本实用新型的基本技术方案构成，可以直接进行应用。

显而易见，在具有两个气缸的双缸旋转式压缩机的至少一方的气缸中，也可以运用到本实用新型揭露的活塞外径间隙调整装置。

Claims (9)

1.一种旋转式压缩机，密闭壳体(2)内设置有电动机(22)和压缩机构(21)，压缩机构(21)包括中心部带有气缸压缩腔(24)的气缸(23)、带有偏心轴(17)的偏心曲轴(16)、用于支撑偏心曲轴(16)的主轴承(25)和副轴承(26)设置在气缸(23)的两侧，气缸(23)内设置有活塞(28)和滑片(29)，滑片(29)的一端抵靠在活塞(28)的外周上，活塞(28)在偏心轴(17)的作用下沿气缸压缩腔(24)的内壁偏心转动，其特征是偏心轴(17)的外周上设置有动轮(18)，动轮(18)与偏心轴(17)的外周之间设置有调整间隙，活塞(28)套设在动轮(18)上，动轮(18)内设置有弹簧，通过弹簧压住动轮(18)，调整活塞(28)的外周和气缸压缩腔(24)的内壁之间产生的最小间隙。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征是增减调整间隙使活塞(28)的外周与气缸压缩腔(24)的内壁相接触。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其特征是所述偏心轴(17)内设置有弹簧收纳腔(19)，弹簧收纳腔(19)内设置有弹簧，弹簧的可动端压接在动轮(18)的内壁上。

4.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其特征是所述动轮(18)的内部空间设置有弹簧，该弹簧的一端与动轮(18)的内壁相接，弹簧的另一端与偏心曲轴(16)的外周相接。

5.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征是所述旋转式压缩机内还设置有防自转装置，该防自转装置使动轮(18)相对于偏心轴(17)不进行自转。

6.根据权利要求5所述的旋转式压缩机，其特征是所述防自转装置包括设置在偏心轴(17)的侧面的偏心轴横孔(17a)，在偏心轴横孔(17a)中压入了固定销(31)，固定销(31)将偏心轴(17)和动轮(18)连接在一起。

7.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征是设置有从偏心曲轴(16)的内部对动轮(18)的外周和活塞(28)的内壁之间进行供油的通道。

8.根据权利要求7所述的旋转式压缩机，其特征是所述偏心曲轴(16)的内部设置有偏心轴纵孔(16a)，动轮(18)的外周上设置有动轮油槽(18a)，偏心轴纵孔(16a)与动轮油槽(18a)相通。

9.根据权利要求8所述的旋转式压缩机，其特征是所述偏心曲轴(16)上设置有偏心轴横孔(17a)和偏心轴油孔(17b)，偏心轴(17)内设置有弹簧收纳腔(19)，弹簧设置在弹簧收纳腔(19)中，偏心轴油孔(17b)的一端与弹簧收纳腔(19)相通，偏心轴油孔(17b)的另一端与偏心轴纵孔(16a)相通，偏心轴横孔(17a)的一端与动轮油槽(18a)相通，偏心轴横孔(17a)的另一端与偏心轴纵孔(16a)相通。

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