CN204041461U - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩机，包括：壳体(110)；设置在壳体(110)中的驱动机构(120)；旋转轴(130)，在旋转轴(130)中沿旋转轴(130)的长度方向设置有润滑剂供给通道(134)；压缩机构(140)，其由驱动机构(120)通过旋转轴(130)进行驱动以压缩工作流体；主轴承座(150)，其设置在旋转轴(130)的上端处以对旋转轴(130)和压缩机构(140)提供支撑。压缩机(100)还包括：套筒(160)，其设置在旋转轴(130)周围并在主轴承座(150)与驱动机构(120)之间延伸，在套筒(160)与旋转轴(130)之间形成第一通道。根据本实用新型的压缩机，能够控制油循环率并确保电机得到适当冷却。

Description

压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种压缩机，尤其是一种涡旋压缩机。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

涡旋压缩机是一种容积式压缩机，其压缩机构由动涡旋部件和定涡旋部件组成。压缩机构由诸如电机的驱动机构通过旋转轴来驱动以压缩工作流体，如制冷剂。一方面，电机在工作时会发热，所以需要吸入的制冷剂对其绕组进行冷却，以免电机过热烧毁或者过高温度导致电机工作效率降低；另一方面，压缩机在工作时需要足够的润滑剂(下文有时被称为润滑油或油)来实现轴承的润滑、动涡旋部件及定涡旋部件的密封、润滑及冷却。在保证压缩机能够得到充足润滑油的情况下，润滑油的液滴会混合在吸入压缩机的制冷剂中，从而一部分油会随着压缩后的制冷剂而进入系统回路。通常用油循环率来表征被制冷剂携带的油的多少。过大的油循环率会降低系统的换热效率，同时也会造成压缩机缺油等可靠性问题。

随着变频技术的发展，压缩机电机的转速也随之升高，泵油能力和制冷量会随着转速升高而提高，通常油循环率会随着制冷量和泵油能力的提高而增大，对电机的冷却能力下降。而变频压缩机通常采用永磁电机，当电机温度过高时会出现退磁现象而降低效率甚至失去动力。因此，控制压缩机油循环率和保证电机的冷却是压缩机开发中两个很重要的问题，通常期望在保证电机充分冷却的情况下尽可能地控制油循环率。

另外，当装配压缩机时，需要暂时倒置压缩机，此时已经装配的电机的转子组件会撞击主轴承座，有可能损坏转子组件或主轴承座，或者影响这些零件的精确装配。因此，需要能够在压缩机倒置时保护转子组件和主轴承座的装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种能够控制油循环率并确保电机得到适当冷却的压缩机。

本实用新型的另一个目的是提供一种能够在压缩机倒置时保护转子组件和主轴承座的压缩机。

根据本实用新型实施方式的一个方面，提供了一种压缩机，包括：壳体；设置在壳体中的驱动机构；旋转轴，在旋转轴中沿旋转轴的长度方向设置有润滑剂供给通道；压缩机构，压缩机构由驱动机构通过旋转轴进行驱动以压缩工作流体；主轴承座，主轴承座设置在旋转轴的上端处以对旋转轴和压缩机构提供支撑。压缩机还包括：套筒，套筒设置在旋转轴周围并在主轴承座与驱动机构之间延伸，在套筒与旋转轴之间形成第一通道。

根据本实用新型的压缩机提供了以下优点：

(1)良好的油路管理。通过套筒来管理从轴与主轴承座之间的间隙流下的油，使其不会被制冷剂吹散，从而降低了油循环率。

(2)良好的电机冷却。在管理好油的同时没有挡住电机的定子和转子，为电机提供了良好的冷却效果，从而保证电机的工作性能。

(3)利用转子旋转产生的惯性，使油通过上平衡块提供的通道，并经由定子绕组与齿之间的间隔流回油池，这避免了由于上平衡块的旋转而产生的油雾，降低油循环率，并将油引导到电机中，提高电机的冷却效果。

(4)当压缩机装配时需要倒置压缩机时，套筒能够支撑转子，从而防止转子撞击主轴承座，起到保护转子组件和主轴承座的作用。

(5)套筒与主轴承座之间的连接、上平衡块与转子之间的连接均稳固可靠，即使在较大的气体力或高温的情况下都能稳定连接。

(6)预留了足够的电机插头安装空间以及操作空间，以方便将电机的插头插在壳体的插座上。

应当理解，在本说明书以及权利要求中使用了术语“润滑剂”、“油”以及“工作流体”、“制冷剂”，但应当理解，由于润滑剂(或油)与工作流体(或制冷剂)之间不可避免地发生互溶，因此当使用这些术语时，仅表示相关流体的主要成份，而并不意味着相关流体完全由该成份组成。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中：

图1是根据本实用新型第一实施方式的压缩机的纵剖视图；

图2是与图1相同的视图，但以箭头出了制冷剂和润滑油的一部分流动路线；

图3是压缩机的部分配件的分解立体图；

图4是套筒的立体图；

图5是上平衡块的立体图。

具体实施方式

下面对本实用新型实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。

首先将参照图1描述涡旋压缩机的总体构造和运行原理。如图1所示，涡旋压缩机100(图中示出为立式压缩机)包括壳体110。更具体地，壳体110可以包括大致圆筒形的本体111、设置在本体111一端的顶盖112以及设置在本体111另一端的底盖114。本体111、顶盖112以及底盖114共同形成大致密闭的内部空间。在顶盖112和壳体110之间设置有将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。隔板116和顶盖112之间的空间构成高压侧，而隔板116、本体111和底盖114之间的空间构成低压侧。在壳体110的下部设置有润滑油池。在壳体110的低压侧设置有用于吸入流体的进气接头118，在壳体110的高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头119。

在壳体110中设置有驱动机构120、和由驱动机构120通过旋转轴130进行驱动的压缩机构140，以对工作流体(在下文中以制冷剂为例)进行压缩。

驱动机构120例如为电机120，电机120包括相对于所述壳体110固定的定子122、和能够在定子122中旋转的转子124。定子122带有引线125和电插头(未示出)，用于电连接至壳体110上的插座，从而为定子122供电。转子在上端和下端分别设置有上平衡块126和下平衡块128，以平衡转子124的旋转。

在转子124中配合有旋转轴130以使旋转轴130与转子124一起旋转。旋转轴130的上端通过主轴承由主轴承座150支撑，下端通过底轴承由底轴承座152支撑。

压缩机构140包括定涡旋部件142和动涡旋部件144。定涡旋部件142在壳体110中设置成使得定涡旋部件142能够在轴向方向上相对于壳体110进行一定范围的滑动运动而在周向方向和径向方向上的运动被限制。动涡旋部件144的毂部146经由卸载衬套144设置在旋转轴130上端的偏心曲柄销132上，以在提供径向支撑的同时，为压缩机构提供径向柔性。替代性地，毂部146可直接设置在偏心曲柄销132上。动涡旋部件144的端板148的底侧设置在主轴承座150处的止推表面154上，以为动涡旋部件144提供轴向支撑。定涡旋部件142与动涡旋部件144均具有螺旋状的叶片，它们互相配合以形成一系列压缩腔。另外，在定涡旋部件142和动涡旋部件144之间设置有十字滑环(未示出)，以使得动涡旋部件144能够相对于定涡旋部件142进行平动转动。

参考图1和图2来描述压缩机的压缩过程，其中在图2中以实线示出了制冷剂的流动路线。制冷剂从进气接头118进入到壳体110中，一部分往上方运动，直接进入压缩机构140的吸气口，另一部分往下方运动，冷却电机120和油池之后再往上方运动，最后也进入压缩机构140的吸气口。随着电机转动，动涡旋部件144相对于定涡旋部件142进行平动转动(即，动涡旋部件144的中心轴线绕定涡旋部件142的中心轴线旋转，但是动涡旋部件144本身不会绕自身的中心轴线旋转)，二者之间的压缩腔从外到内逐渐减小，从而将由吸气口进入压缩腔的制冷剂进行压缩，压缩后的制冷剂排出到高压侧，并从排气接头119排出压缩机。

参考图1和图2来描述压缩机的润滑和冷却过程，其中在图2中以虚线示出了润滑油的流动路线。为了将润滑油供给到压缩机的轴承等部件，在旋转轴130中形成有大致沿其轴向延伸的润滑油供给通道134。润滑油供给通道134的下端浸没在油池中或者以其他方式被供给有润滑油，以使得油沿润滑油供给通道134向上流动一直到达偏心曲柄销132的端面，即润滑油供给通道134的上部出口。

从偏心曲柄销132的端面排出的润滑油沿着偏心曲柄销132与卸载衬套144之间的间隙以及卸载衬套144与毂部146之间的间隙向下流动，然后一部分润滑油沿主轴承座150与轴130之间的间隙向下流动，另一部分到达动涡旋部件144的端板148的下侧、并随着动涡旋部件144的平动转动而遍布主轴承座150的止推表面154。在压缩机110的运转过程中，供给到压缩机中的各种活动部件上的润滑油被甩出和飞溅以形成液滴或雾。这些润滑油液滴或雾将混合在从进气接头118吸入的制冷剂中。随后这些混合有润滑油液滴的制冷剂被吸入到定涡旋部件142和动涡旋部件144之间的压缩腔中以实现这些涡旋部件内部的润滑、密封和冷却。电机120可以通过润滑油和从进气接头118吸入的流体二者来冷却。

如背景技术部分所述，油循环率的大小取决于被工作流体如制冷剂携带的润滑油的量的大小。在通常的压缩机中，存在以下两方面不利因素：

一方面，油气分离程度低。制冷剂从进气接头118进入压缩机后，由于进气接头118的位置较低(低于主轴承座止推表面154)，大部分制冷剂会先往主轴承座150下方流动(见图2中的箭头A)，从而接触并携带(制冷剂与润滑油互溶性极高)大量从主轴承座150与轴130的间隙流下的润滑油。制冷剂携带大量的油进入压缩机构并从排气接头119排出，从而导致整个系统的较大的油循环率。

另一方面，上平衡块搅油严重。当油从主轴承座150流下去以后，受到从进气接头118进入的制冷剂的吹动，会大量接触到设置在电机120上的上平衡块126，油被高速旋转的上平衡块126打散成油雾，从而更容易被制冷剂带走，进入压缩机构中，从而导致大的油循环率。

为了降低油循环率，在本实用新型的第一实施方式的压缩机100中进一步提供了套筒160，以将主轴承座150与旋转轴130之间流出的油收集并引导至驱动机构120。套筒160可以采用任何合适的方式例如固定至主轴承座150。在一种具体实施方式中，参见图1、3和4，该套筒160设置在旋转轴130的周围，并在主轴承座150与电机120之间延伸。套筒160大致呈圆筒状，在上端具有带通孔161的凸缘162，螺纹件164插入到通孔161中，以将套筒160固定至主轴承座150。在主轴承座150的下端围绕旋转轴130设置有凸台156(图1)的情况下，套筒160的凸缘162在该凸台156的径向外侧固定于主轴承座150，以使套筒160能够更好地收集从旋转轴130与主轴承座150之间流下的流体。为了更好地实现套筒160和主轴承座150之间的密封，主轴承座150可以包括与套筒160的凸缘162相匹配的平台部157。用于接收螺纹件164的螺纹孔可以形成在该平台部157中。应当理解，套筒160也可以固定于定涡旋部件142或壳体110等固定部件。套筒160的下端为自由端，其以接近但不接触的方式设置在电机的上平衡块126(下面将详细描述)的径向内侧、电机120的转子124的上方。套筒160可以由强度较低的材料(如塑料)制成以节省成本。在这种情况下，在通孔161中可以设置有加强衬套165，如铜衬套等金属衬套，以防止塑料套筒160的蠕变，从而确保套筒160相对于旋转轴130保持在适当位置。

由此，在套筒160与旋转轴130之间形成了竖向间隙，该竖向间隙形成第一通道。由此，从旋转轴130与主轴承座150之间流下的流体能够沿第一通道向下流动，并流到电机处。

如图所示，在凸缘162与套筒160的外壁面之间可以设置有多个纵向肋166作为加强件，在侧视图中观察，这些纵向肋166呈三角形。也可以设置其它形状的肋或其它形式的加强件。

在套筒160的内壁面上可以设置有引导结构(未示出)以汇聚并引导流体沿套筒160向下流动，引导结构例如为呈纵向或螺旋状的肋或凹槽，并且可以是连续的或间断的。

当组装压缩机100时，需要暂时地倒置压缩机100，此时套筒160的凸缘162会支撑在主轴承座150的平台部157上，而套筒160的另一端支撑转子组件，由此，能够防止转子124滑落并撞击主轴承座150，从而避免了撞击可能导致的零件损坏，保证各个已装配零件的装配精度不受影响。

另外，由于套筒160设置在旋转轴130周围，结构相对紧凑，所以为电机120的引线125和电插头(未示出)留出了充裕的安装空间以及操作空间，使得能够方便地将电机的插头插在壳体的插座上，并且便于后期维护。

如现有技术中那样，电机的上平衡块126和下平衡块128可以呈圆心角小于180度的圆弧形，并且通过铆接等方式固定至转子的上下两端。套筒160的下端布置在上平衡块126的径向内侧，并且接近但不接触转子124的上端面。由此，从套筒160与旋转轴130之间的第一通道流下的油将进入上平衡块126的径向内侧。在上平衡块126的旋转作用下，油被沿径向方向向外甩出并且被定子铁芯和/或绕组所阻挡，从而绝大部分油将经过电机120中的间隙(如定子122的绕组和齿之间的间隙)向下流动，从而冷却和润滑电机120。

以上方案能够改善油气分离效果并降低上平衡块126的搅油作用。

为了进一步降低上平衡块126的搅油作用，可以在上平衡块126的下部形成一个或多个从上平衡块126的径向内侧延伸到其径向外侧的通道，例如图1中示出的径向凹部127，从而使得进入上平衡块126的径向内侧区域的油能够更加顺畅地通过这些径向凹部127甩出到定子中。

另外，取决于平衡块的不同设计，在一种实施方式中，如图5所示，可将上平衡块126设置成包括：基部126a，基部当沿旋转轴130观察时呈圆心角大于等于180度的圆弧形，优选地呈圆环形；平衡部126b，平衡部126b从基部沿远离转子的方向沿竖向延伸，并且当沿旋转轴130观察时呈圆心角小于180度的圆弧形。上平衡块126的周向外缘不超出转子的周向外缘，以避免妨碍转子的旋转。平衡部126b的形状和作用大致类似于现有技术中平衡块的形状和作用，在此将不再赘述。

在上平衡块126中设置有使基部126a的径向内部与径向外部流体连通的第二通道。该第二通道例如可以由基部126a的面对转子的一侧(即基部的底侧)上设置的至少一个径向凹部127形成，如图所示。替代性地，第二通道也可以由基部中的径向孔或槽形成。由于套筒160的下端布置在上平衡块126的径向内侧，所以从套筒160与旋转轴130之间的第一通道流出的流体能够进入该第二通道。随着上平衡块126的转动，进入第二通道中的油在离心力的作用下流到上平衡块126的径向外部，然后经过电机120中的间隙(如定子122的绕组和齿之间的间隙)流下，从而提供良好的电机冷却效果。

可选地，下平衡块128可以类似地设置有基部和平衡部，其具体形状和结构将不再赘述。上平衡块126的基部126a、转子以及下平衡块128的基部在周向上的对应位置处设置有多个通孔126c，从而能够通过多个螺纹件129将上平衡块126、转子124以及下平衡块128固定在一起。通过该结构，能够防止转子中的磁体移位或脱出，从而有助于进一步简化转子叠片和磁体的装配和固定。

在以上描述中，上平衡块126和下平衡块128的基部与平衡部是一体的，但并不局限于此。替代性地，可以使用与现有技术中的平衡块类似的弧形上平衡块和下平衡块，并且在上平衡块与转子之间设置单独的基体，该基体以与上述基部126a类似的方式提供第二通道。上平衡块和基体通过焊接或螺纹连接等方式彼此固定并固定至转子。

尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。

Claims (14)

1.一种压缩机(100)，包括：

壳体(110)；

设置在所述壳体(110)中的驱动机构(120)；

旋转轴(130)，在所述旋转轴(130)中沿所述旋转轴(130)的长度方向设置有润滑剂供给通道(134)；

压缩机构(140)，所述压缩机构(140)由所述驱动机构(120)通过所述旋转轴(130)进行驱动以压缩工作流体；

主轴承座(150)，所述主轴承座(150)设置在所述旋转轴(130)的上端处以对所述旋转轴(130)和所述压缩机构(140)提供支撑，

其特征在于，所述压缩机(100)还包括：

套筒(160)，所述套筒(160)设置在所述旋转轴(130)周围并在所述主轴承座(150)与所述驱动机构(120)之间延伸，在所述套筒(160)与所述旋转轴(130)之间形成第一通道。

2.根据权利要求1所述的压缩机(100)，其特征在于，所述套筒(160)呈圆筒状，并固定至所述主轴承座(150)。

3.根据权利要求1所述的压缩机(100)，其特征在于，所述套筒(160)的上端设置有带通孔(161)的凸缘(162)，所述通孔(161)中设置有加强衬套(165)，螺纹件(164)穿过所述加强衬套(165)而将所述套筒(160)固定至所述主轴承座(150)。

4.根据权利要求1所述的压缩机(100)，其特征在于，所述套筒(160)的外周设置有至少一个加强肋(166)。

5.根据权利要求1所述的压缩机(100)，其特征在于，所述套筒(160)的内周设置有有助于流体汇聚的引导结构。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述驱动机构(120)包括：固定于所述壳体的定子(122)、在所述定子(122)内转动从而驱动所述旋转轴(130)的转子(124)，所述驱动机构(120)还包括固定于所述转子(124)的上端的上平衡块(126)。

7.根据权利要求6所述的压缩机(100)，其特征在于，所述套筒(160)的下端布置在所述上平衡块(126)的径向内侧，并且接近但不接触所述转子(124)的上端面。

8.根据权利要求7所述的压缩机(100)，其特征在于，还包括设置在所述上平衡块(126)与所述转子(124)之间的第二通道，所述第二通道使所述第一通道与所述上平衡块(126)的径向外部流体连通。

9.根据权利要求8所述的压缩机(100)，其特征在于，所述第二通道由位于所述上平衡块(126)的底侧上的至少一个凹部(127)形成。

10.根据权利要求6所述的压缩机(100)，其特征在于，所述上平衡块(126)的周向外缘不超出所述转子(124)的周向外缘。

11.根据权利要求6所述的压缩机(100)，其特征在于，所述上平衡块(126)包括沿所述旋转轴(130)观察时呈圆环形或圆心角大于等于180度的圆弧形的基部(126a)。

12.根据权利要求11所述的压缩机(100)，其特征在于，所述驱动机构(120)还包括固定于所述转子(124)的下端的下平衡块(128)，所述下平衡块(128)具有与所述上平衡块的基部(126a)形状相对应的基部。

13.根据权利要求12所述的压缩机(100)，其特征在于，所述上平衡块(126)和所述下平衡块(128)在各自的基部处通过螺纹件(164)彼此连接并与所述转子(124)连接在一起。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的压缩机(100)，其特征在于，所述压缩机为涡旋压缩机。