CN204163989U - 一种航空制冷装置用涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航空制冷装置用涡旋压缩机，由电机部件（1）、机架部件（2）、定盘部件（3）、动盘部件(4)和主轴部件(5)组成，电机部件（1）包括电机壳(10)、电机定子(11)、强电插座（28）、旋变插座（6）、旋变盖（9）、旋变定子（7）和第一轴承（25），旋变盖（9）通过螺钉固定在电机壳（10）尾部的端面上形成密闭腔，旋变位置传感器设置在密闭腔内。本实用新型的旋变位置传感器采用正弦波调制信号，效率高，抗干扰能力强，提高了压缩机的可靠性。通过机壳的减重、减振孔结构设计，增强抗振动能力，使压缩机更适用于航空机载设备恶劣的振动环境。

Description

一种航空制冷装置用涡旋压缩机

技术领域

本实用新型属于航空制冷领域,具体涉及一种航空制冷装置用涡旋压缩机。

背景技术

航空制冷装置  空调  是飞机环境控制与热管理系统的核心制冷部件，保持给液设备供液温度在规定范围内，保证飞机液冷电子设备工作的稳定性和可靠性，而压缩机是航空制冷装置的关键部件之一。

由于航空机载设备所处特殊环境，因此，就要求压缩机具有效率高、节能、抗干扰能力强、结构紧凑、重量轻、减震性能好、能力调节范围宽等特点。

目前，直流变频涡旋压缩机具有效率高、节能、能力调节范围宽等特点，被广泛应用于变制冷剂流量的变频空调系统。中国专利CN201110022809.0中提到的压缩机是一种无刷永磁有霍尔位置传感器的直流变频涡旋压缩机，适用于汽车空调。

这种直流变频涡旋压缩机具有如下缺点：

1)采用霍尔传感器，压缩机整体效率较低、抗干扰能力差，可靠性差；

2)驱动器部分安装在压缩机机壳侧面与压缩机集成为一体，体积相对较大，减重、抗振动能力差。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种涡旋制冷压缩机，由电机部件、机架部件、定盘部件、动盘部件和主轴部件 组成，其特征在于：电机部件包括电机壳、电机定子、强电插座、旋变插座、旋变盖、旋变定子、第一轴承，旋变盖通过螺钉固定在电机壳尾部的端面上形成密闭腔，旋变位置传感器设置在密闭腔内。

其中，电机壳为圆柱壳体结构，其外圆周表面有三个凸台孔，一个作为整个涡旋制冷压缩机的进气口，另外两个分别安装强电插座和旋变插座，内圆周表面有八个凸台，每个凸台开设有三个通气孔。

其中，强电插座通过螺钉固定在电机壳上，强电插座的一端通过线缆与电机定子的线圈相连，电机定子采用紧配合固定在电机壳内腔的八个凸台上；旋变插座通过螺钉固定在电机壳上，旋变插座的一端通过线缆与旋变定子的线圈相连，旋变定子通过螺钉固定在电机壳尾部的端面上。

其中，电机部件通过螺钉与机架部件连接，且通过第一轴承与主轴部件尾端连接；机架部件通过螺钉和定位销与定盘部件相连接，且通过第二轴承与主轴部件相连接；动盘部件通过三个小轴的一端与机架部件的第二轴承相连接，且通过第三轴承与主轴部件互相连接。

其中，主轴部件包括主轴、电机转子、转子配重  、旋变转数和主配重，主轴是偏心阶梯轴，轴的偏心部分与第三轴承相连，两个的阶梯段分别与第二轴承和第一轴承相连，主轴心部为空心，便于散热和减重，主轴的一端与旋变转子相连，主轴的另一端通过螺钉与主配重连接，电机转子通过螺钉与转子配重连接，采用紧配合与主轴相连。

其中，机架部件由机壳、第二轴承和第五轴承构成，机壳中部开设有轴承座孔，供第二轴承安装，在轴承座孔周围均布三个防自转定位轴承孔、六个扇形孔和三个加强筋。

其中，动盘部件包括动盘、三个小轴、第三轴承、第四轴承,动盘的一侧面有涡旋齿，另一侧面中间有供第三轴承安装的大凸台孔，凸台孔周围均布三个小凸台孔，供三个防自转第四轴承安装，三个小轴的一端与第四轴承的内圈相连，第四轴承 的外圈采用紧配合与动盘相连。

其中，定盘部件包括定盘、阀板和阀片,定盘类似于动盘，其涡旋齿是凹进去的，定盘的一个侧端面有八个螺纹孔和两个销孔，另一个侧端面中心有排气孔，阀板和阀片相互叠在一起通过螺钉固定在定盘的排气平面上。

其中，机壳外圆周有用于固定涡旋压缩机的安装脚，安装脚中间开设多个圆孔。

本实用新型提供一种的航空制冷装置用涡旋压缩机，通过在压缩机主轴尾端安置旋变位置传感器，替代霍尔位置传感器，相比于霍尔位置传感器，旋变位置传感器采用正弦波调制信号，效率高，抗干扰能力强，提高了压缩机的可靠性。通过驱动器部分与压缩机本体分离，通过线缆与压缩机的强电插座连接，并通过电机壳内圆周表面有八个凸台，每个凸台开设有三个通气孔，流道设计，一方面有利于气体（低温）流通，带走电机定子产生的热量，另一方面，减轻了压缩机的重量。通过机壳的减重、减振孔结构设计，尾部有两个安装脚，用于固定整个涡旋压缩机，便于减重，增强抗振动能力，使压缩机更适用于航空机载设备恶劣的振动环境。

附图说明

图1 是制冷装置用涡旋压缩机的主视图；

图2 是图1的A-A剖视图；

图3 是制冷装置用涡旋压缩机的轴侧图；

图4 是制冷装置用涡旋压缩机电机壳的主视图；

图5 是制冷装置用涡旋压缩机电机壳的轴侧图；

图6 是制冷装置用涡旋压缩机机架部件的主视图；

图7 是制冷装置用涡旋压缩机机架部件的轴侧图。

附图标记说明： 

1、电机部件；        2、机架部件；

3、定盘部件；        4、动盘部件；

5、主轴部件；        6、旋变插座；

7、旋变定子；        8、旋变转子；

9、旋变盖；          10、电机壳；

11、电机定子；       12、机壳；

13、第二轴承；       14、第三轴承；

15、动盘；           16、定盘；          

17、阀片；           18、阀板；          

19、第四轴承；       20、小轴；         

21、主配重；         22、第五轴承；      

23、主轴；           24、电机转子；      

25、第一轴承；       26、转子配重；      

27、排气口；         28、强电插座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

如图1、2、3所示，涡旋制冷压缩机由电机部件1 、机架部件2、定盘部件 3 、动盘部件 4 和主轴部件 5五个部分组成。

电机部件1通过八个螺钉与机架部件2连接，且通过第一轴承25  与主轴部件5尾端连接。

机架部件2通过十二个螺钉和两个定位销与定盘部件3相连接，且通过第二轴承13与主轴部件5相连接。

动盘部件4通过三个小轴20的一端与机架部件2的第二轴承22  相连接，且通过第三轴承14与主轴部件 5相连接。

如图1、2、3所示，电机部件1包括：电机壳10、电机定子11、强电插座28、旋变插座6、旋变盖9、旋变定子7、第一轴承25。

如图4、5所示，电机壳10属于一种复杂的圆柱壳体结构，其外圆周表面有三个凸台孔，一个作为整个涡旋制冷压缩机的进气口10c，另外两个分别安装强电插座29和旋变插座6。电机壳10一侧面(尾部) 开设有供旋变定子7安装的孔，电机壳10尾部内侧有供第一轴承25  安装的凸台10d，内圆周表面有八个凸台10d，每个凸台开设有三个通气孔10e，在压缩机工作时，有利于气体  低温  流通，带走电机定子(11)产生的热量，同时也起到减轻压缩机重量的作用。电机壳10尾部有两个安装脚10b，用于固定整个涡旋压缩机，两个安装脚中间开设有两个异型孔10a，起到减重和抗震动的作用。

强电插座28通过四个螺钉固定在电机壳10上，强电插座28的一端通过线缆与电机定子11的线圈相连，电机定子11采用紧配合固定在电机壳10内腔的八个凸台上。

旋变插座6通过四个螺钉固定在电机壳10上，旋变插座6的一端通过线缆与旋变定子7的线圈相连，旋变定子7通过螺钉固定在电机壳10尾部的端面上。

旋变盖9通过六个螺钉固定在电机壳10尾部的端面上，保证旋变位置传感器在整个压缩机密闭腔内。

第一轴承25的外圈通过紧配合固定在电机壳10尾部的凸台上。

这样强电插座28、旋变插座6、旋变定子7、旋变盖9、第一轴承28、电机定子11和电机壳10形成一个整体。

如图2所示，主轴部件5包括：主轴23、电机转子24、转子配重  26、旋变转子8、主配重21。主轴23属于一种偏心阶梯轴，轴的偏心部分与第三轴承14相连，两个的阶梯段分别与第二轴承13和第一轴承25相连，主轴23心部为空心，便于散热和减重，主轴23的一端与旋变转子8相连，主轴的另一端通过螺钉与主配重21连接。电机转子24通过螺钉与转子配重26连接，采用紧配合与主轴23相连。这样主轴23、电机转子24、转子配重26、旋变转子8、主配重  21就形成了主轴部件5。

如图2、6、7所示，机架部件2由机壳12、第二轴承13和第五轴承22构成。机壳12是一种复杂的壳体类结构，中部开设有轴承座孔，供第二轴承13安装，在轴承座孔周围均布三个防自转定位轴承孔12b、六个扇形孔12c和三个加强筋12f，其中，防自转定位轴承孔12b供第五轴承22安装，这样的结构设计便于气体流通和减轻机壳12重量。机壳12的一个侧端面有八个螺纹孔和两个销孔，通过螺钉和定位销与定盘16相连，另一个侧端面有八个螺纹孔，通过八个螺钉与电机壳10  相连。机壳12外圆周有用于两个固定涡旋压缩机安装脚12d，两个安装脚12d中间开设多个圆孔12e，起到减重和抗震动的作用。

如图2所示，动盘部件4包括：动盘15、小轴20、第三轴承14、第四轴承19。动盘15的一侧面有涡旋齿，另一侧面中间有供第三轴承14安装的大凸台孔，凸台孔周围均布三个小凸台孔，供三个防自转第四轴承19安装，小轴20的一端与第四轴承19的内圈相连，第四轴承 19的外圈采用紧配合与动盘15相连，其余三个小轴20采用同样的方式与动盘15连接。第三轴承14采用紧配合与动盘15相连。这样动盘15、小轴20、第三那轴承14、第四轴承19就形成了动盘部件4。

如图2所示，定盘部件3包括：定盘16、阀板18、阀片17。定盘  16类似于动盘15，只不过涡旋齿是凹进去的，定盘16的一个侧端面有八个螺纹孔和两个销孔，另一个侧端面中心有排气孔27。阀板18和阀片17相互叠在一起通过螺钉固定在定盘16的排气孔27平面上。以上所述的压缩机由旋变盖9、旋变插座6、强电插座29和阀片17密闭起来，压缩机工作时，气体从吸气口10c进入，产生的高压气体从定盘16的排气孔32排出。 

该涡旋压缩机中所用的旋变插座6 、强电插座28、第一轴承-地五轴承均为市售部件。

上述即为本实用新型各部构件及其连接方式。接着再将其动作方式说明如下。

如图1、2、3所示，整个涡旋制冷压缩机是一种旋转机械，电机部件1、机架部件2和定盘部件3通过螺钉连接在一起形成一个封闭的整体，是固定不动的。压缩机通过强电插座28接入外界驱动器电源信号，电机定子11绕组通电并产生交变磁场，该交变磁场与电机转子24  的永磁体磁场相互作用产生电磁转矩，推动电机转子24旋转运动，同时带动主轴23作旋转运动。动盘15在三个小轴（防自转机构）20的约束下，由主轴23旋转带动作公转平动（即无自转，只有公转），这种特定的装配和运动，通常使得动盘15和定盘16的涡旋齿之间所形成了三个腔，分别为吸气腔、压缩腔和排气腔，统称为压缩腔。低温低压的制冷剂气体从电机壳10吸气口进入，依次经过电机壳10和机壳12，进入吸气腔，经压缩腔压缩后，最终由排气腔经定盘16的排气口27排出。主轴23旋转时，压缩腔的多对月牙形封闭工作腔容积由大变小，实现周期性的容积变化。当主轴23处于某一旋转角度时，最外圈的一对封闭的工作腔容积开启，吸气过程开始；当主轴23旋转一周后，这一对工作腔关闭，形成封闭的工作腔容积，吸气过程结束；同在这新吸气腔形成的这一转中，前一转所形成的封闭吸气腔已同时开始压缩过程。主轴23周期性的旋转，带着动盘15周期性的公转平动，压缩腔交替地吸气、压缩和排气。同时，压缩机通过旋变插座6接通外界位置信号的电源，固定在主轴23尾端的旋变转子8与旋变定子7产生周期性的相对运动，旋变定子7的线圈上产生电信号，经线缆通过旋变插座反馈给外界的上位机。

Claims (9)

1.一种航空制冷装置用涡旋压缩机，由电机部件（1）、机架部件（2）、定盘部件（3）、动盘部件(4)和主轴部件 (5)组成，其特征在于：电机部件（1）包括电机壳(10)、电机定子(11)、强电插座（28）、旋变插座（6）、旋变盖（9）、旋变定子（7）和第一轴承（25），旋变盖（9）通过螺钉固定在电机壳（10）尾部的端面上形成密闭腔，旋变位置传感器设置在密闭腔内。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于：电机壳（10）为圆柱壳体结构，其外圆周表面有三个凸台孔，一个作为整个涡旋制冷压缩机的进气口（10c），另外两个分别安装强电插座（29）和旋变插座(6)，内圆周表面有八个凸台（10d），每个凸台开设有三个通气孔（10e）。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于：强电插座(28)通过螺钉固定在电机壳(10)上，强电插座(28)的一端通过线缆与电机定子(11)的线圈相连，电机定子(11)采用紧配合固定在电机壳(10)内腔的八个凸台上；旋变插座(6)通过螺钉固定在电机壳(10)上，旋变插座(6)的一端通过线缆与旋变定子(7)的线圈相连，旋变定子（7）通过螺钉固定在电机壳（10）尾部的端面上。

4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于：电机部件（1）通过螺钉与机架部件（2）连接，且通过第一轴承（25）与主轴部件（5）尾端连接；机架部件（2）通过螺钉和定位销与定盘部件(3)相连接，且通过第二轴承(13)与主轴部件(5)相连接；动盘部件(4)通过三个小轴(20)的一端与机架部件(2)的第二轴承(22)相连接，且通过第三轴承（14）与主轴部件（5）互相连接。

5.根据权利要求4所述的涡旋压缩机，其特征在于：主轴部件（5）包括主轴（23）、电机转子（24）、转子配重  （26）、旋变转数（8）和主配重(21)，主轴(23)是偏心阶梯轴，轴的偏心部分与第三轴承(14)相连，两个的阶梯段分别与第二轴承（13）和第一轴承（25）相连，主轴（23）心部为空心，便于散热和减重，主轴（23）的一端与旋变转子（8）相连，主轴的另一端通过螺钉与主配重（21）连接，电机转子（24）通过螺钉与转子配重（26）连接，采用紧配合与主轴（23）相连。

6.根据权利要求1-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于：机架部件（2）由机壳（12）、第二轴承（13）和第五轴承（22）构成，机壳（12）中部开设有轴承座孔，供第二轴承（13）安装，在轴承座孔周围均布三个防自转定位轴承孔（12b）、六个扇形孔（12c）和三个加强筋（12f）。

7.根据权利要求1-5任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于：动盘部件（4）包括动盘（15）、三个小轴（20）、第三轴承（14）、第四轴承（19）,动盘(15)的一侧面有涡旋齿，另一侧面中间有供第三轴承(14)安装的大凸台孔，凸台孔周围均布三个小凸台孔，供三个防自转第四轴承(19)安装，三个小轴(20)的一端与第四轴承(19)的内圈相连，第四轴承 (19)的外圈采用紧配合与动盘(15)相连。

8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其特征在于：定盘部件(3)包括定盘(16)、阀板(18)和阀片(17),定盘(16)结构类似于动盘(15)，其涡旋齿是凹进去的，定盘(16)的一个侧端面有八个螺纹孔和两个销孔，另一个侧端面中心有排气孔(27)，阀板(18)和阀片(17)相互叠在一起通过螺钉固定在定盘(16)的排气孔(27)平面上。

9.根据权利要求1-5、8任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于：机壳（12）外圆周有用于固定涡旋压缩机的安装脚（12d），安装脚（12d）中间开设多个圆孔（12e）。