CN205423162U - 旋转式密闭型压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够维持可靠性不变而实现高输出化的旋转式密闭型压缩机(100)。旋转式密闭型压缩机(100)在密闭容器(1)内收纳有电动机(2)和压缩机构(3)，压缩机构(3)在电动机(2)下部通过曲柄轴(4)而与电动机(2)连结，压缩机构(3)具备曲柄轴(4)，曲柄轴(4)具备固定于电动机(2)的主轴(4a)、副轴(4b)、以及偏心轴(4c)，在将副轴(4b)的长度设为L，并将偏心轴(4c)的长度设为l时，使l/L为0.75以下。

Description

旋转式密闭型压缩机

技术领域

本实用新型涉及制冷循环系统所使用的进行制冷剂气体的压缩的旋转式密闭型压缩机。

背景技术

为了在组装压缩机时将活塞嵌于偏心轴，需要使从偏心轴的半径减去偏心轴相对于主轴或者副轴的中心的偏心量所得的值大于或等于主轴或者副轴的半径。假设在从偏心轴的半径减去偏心量所得的值小于主轴或者副轴的半径的情况下，若欲穿过主轴或者副轴而将活塞嵌于偏心轴的话，则偏心轴的外径与活塞的内径会产生干涉而导致无法嵌入。

若为了扩大压缩机的能力而扩大排出容积，则需要减小活塞的外径，并增大偏心量。

但是，存在如下课题，即：因上述那样的活塞朝向偏心轴嵌入时的制约，从而无法增大偏心量以使得从偏心轴半径减去偏心量所得的值小于主轴或者副轴的半径。

为了解决上述课题，在现有的技术中示出了如下密闭型压缩机：使曲柄轴的副轴的直径小于主轴的直径，从而使从偏心轴的半径减去偏心量所得的值大于或等于副轴的半径(例如，参照专利文献1的图1以及图7)。

专利文献1：日本特开2011－127430号公报

然而，上述专利文献1所记载的密闭型压缩机存在如下课题：因副轴的直径变小而使得轴承部产生烧结的可能性升高，另外，因扩大排出容积、即加长偏心轴的长度而容易产生挠曲。如果欲增大排出容积而加长偏心轴的长度，这样的话会使受到压缩室的气体载荷的偏心轴产生轻微的挠曲，但是存在如下课题，即：若偏心轴较大程度地挠曲则副轴会在副轴承内倾斜，而使得轴承内的油膜厚度变小，轴承部的润滑状况变差，从而导致轴与轴承在压缩机运转中烧结，由此有可能会使压缩机的运转停止而无法再启动。针对上述课题，在专利文献1所记载的技术中没有顾及副轴承的长度与偏心轴的长度的关系。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述那样的课题而做出的，其目的在于提供一种能够以不产生副轴承的烧结的方式维持可靠性不变并增大压缩机的排出容积而实现高输出化的旋转式密闭型压缩机。

本实用新型所涉及的旋转式密闭型压缩机在密闭容器内收纳有电动机和压缩机构，该压缩机构在该电动机的下部，并通过曲柄轴与该电动机连结，该压缩机构具备曲柄轴，该曲柄轴具备：主轴，其固定于上述电动机；副轴，其中心轴与该主轴的中心轴相同；以及偏心轴，其形成于上述主轴与上述副轴之间，并相对于上述主轴的中心轴偏心，上述旋转式密闭型压缩机的特征在于，在将上述副轴的长度设为L，并将上述偏心轴的长度设为l时，使l/L为0.75以下。

并且，优选上述副轴的外径尺寸被设定为是上述主轴的外径尺寸以下。

并且，优选上述压缩机构具备：旋转活塞，其与上述偏心轴嵌合；缸体，上述旋转活塞插入上述缸体的内部的圆筒状的空间，上述缸体固定于密闭容器内；叶片，其将由上述缸体的内侧面与在上述缸体内旋转的上述旋转活塞的外周所形成的压缩室划分为吸入侧压缩室和排出侧压缩室，上述旋转活塞与所述叶片形成为一体。

并且，优选上述曲柄轴的材质的纵向弹性模量为150000～220000N/mm²。

根据本实用新型，能够提供一种通过适当地设定偏心轴的长度与副轴承的长度之比来维持不产生轴承的烧结的可靠性不变，并增大压缩机的排出容积，从而实现高输出化的旋转式密闭型压缩机。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的旋转式密闭型压缩机的纵剖视图。

图2是表示实施方式1所涉及的活塞以及叶片式的压缩室的概略图。

图3是表示实施方式1所涉及的旋转式密闭型压缩机的曲柄轴的图。

图4是表示实施方式1所涉及的旋转式密闭型压缩机的l/L的值与副轴的表面粗糙的产生状况的关系的图。

图5是表示摆动式的压缩室的概略图。

附图标记的说明

1...密闭容器；1a...密闭容器；1b...密闭容器；2...电动机；2a...定子；2b...转子；3...压缩机构部；4...曲柄轴；4a...主轴；4b...副轴；4c...偏心轴；5...主轴承；6...副轴承；7...缸体；8...旋转活塞；8a...(摆动式)旋转活塞；9...压缩室；9a...吸入侧压缩室；9b...排出侧压缩室；10...吸入连结管；11...排出管；12...储存器；13...叶片；100...旋转式密闭型压缩机；L...副轴的长度；l...偏心轴的长度。

具体实施方式

实施方式1.

图1是本实施方式所涉及的旋转式密闭型压缩机100的纵剖视图。

旋转式密闭型压缩机100在由上部容器1a与下部容器1b所构成的密闭高压环境的密闭容器1内，收纳有由定子2a与转子2b所构成的电动机2、以及由电动机2驱动的压缩机构部3。

电动机2的旋转力经由曲柄轴4向压缩机构部3传递。

曲柄轴4由如下部件构成，即：固定于电动机2的转子2b的主轴4a、隔着压缩机构部3而设置于主轴4a的相反侧的副轴4b、以及形成于主轴4a与副轴4b之间的偏心轴4c。副轴4b的中心轴与主轴4a的中心轴相同。主轴4a、副轴4b、以及偏心轴4c的外径的尺寸关系被设定为，从偏心轴4c的半径减去偏心轴相对于主轴以及副轴的中心的偏心量所得的值等于或大于主轴的半径。另外，在曲柄轴4的内部设置有供油孔。

主轴承5以具有滑动用的间隙的方式与曲柄轴4的主轴4a嵌合，并将主轴4a轴支承为能够旋转。另外，副轴承6以具有滑动用的间隙的方式与曲柄轴4的副轴4b嵌合，并将副轴4b轴支承为能够旋转。在压缩机构部3与电动机2之间的空间，尽可能长地设定主轴承5的轴向的长度。在压缩机构部3的下部的空间，与副轴4b的轴向长度相配合而尽可能长地设定副轴承6。

从图1中的上方向利用主轴承5并从下方向利用副轴承6将收纳有旋转活塞8以及叶片13的缸体7的内部空间的轴向两端面封闭，从而形成压缩室9，其中，旋转活塞8以能够滑动的方式与曲柄轴4的偏心轴4c嵌合。

图2是表示本实施方式所涉及的活塞以及叶片式的压缩室的概略图。

压缩机构部3具备缸体7与叶片13。缸体7固定于密闭容器1的内周部。缸体7具有圆筒状的内部空间，在该内部空间，配置有以能够旋转的方式与曲柄轴4的偏心轴4c嵌合的旋转活塞8。叶片13沿着设置于缸体7的槽移动。叶片13追随旋转活塞8在缸体7内部摆动的运动而进行运动，并将由缸体7的内壁与旋转活塞8所形成的压缩室9划分为吸入侧压缩室9a和排出侧压缩室9b。

与密闭容器1邻接而设置有储存器12。吸入连结管10将缸体7与储存器12连结起来。

在缸体7内被旋转活塞8和叶片13压缩了的制冷剂气体向密闭容器1内排出，并从排出管11向制冷空调装置等制冷循环系统送出，其中，上述旋转活塞8与借助曲柄轴4的旋转而偏心旋转的曲柄轴4的偏心轴4c嵌合。

图3是表示本实施方式所涉及的旋转式密闭型压缩机100的曲柄轴的图。

曲柄轴4的主轴4a以及副轴4b的中心轴形成为同轴，偏心轴4c的中心轴相对于主轴4a与副轴4b的中心轴偏移。如图3所示，若曲柄轴4的偏心轴4c的长度为l，副轴4b的长度为L，则使l/L为0.75以下。

由于如上述那样构成旋转式密闭型压缩机100，所以例如在为了增加压缩机的能力而扩大排出容积的情况下，若加长偏心轴4c的长度，则受到压缩室9的气体载荷的偏心轴4c会轻微地挠曲，但是若偏心轴4c较大程度地挠曲，则在副轴承6的内径被支承的副轴4b倾斜。由此，产生副轴承6与副轴4b的接触部的油膜厚度变薄的部分，从而导致副轴承6的润滑性能的降低。但是，根据本实施方式，通过使曲柄轴4的偏心轴的长度l与副轴4b的长度L之比l/L在0.75以下，从而能够提高受到气体载荷时的曲柄轴4的刚性，由此能够抑制副轴4b在副轴承6的内径侧倾斜。

图4是表示本实施方式所涉及的旋转式密闭型压缩机100的l/L的值与副轴的表面粗糙的产生状况的关系的图。图中的“○”表示副轴4b与副轴承的接触面未产生粗糙，“×”表示副轴与副轴承的接触面产生了粗糙。在旋转式密闭型压缩机100的实机中，使偏心轴4c的长度与副轴4b的长度之比、亦即l/L的值变化，并通过实验来确认是否达到烧结，期中，在l/L大于0.75的情况下，可以确认到由作为烧结征兆的滑动面磨损所引起的表面粗糙。在l/L处于0.75以下的范围时，虽然看到磨损，但为平滑的磨损状态且不产生导致烧结的征兆。

此外，得到图4所示的结果时的本实施方式所涉及的旋转式密闭型压缩机100的曲柄轴4的材质的纵向弹性模量为150000～220000N/mm²。另外，I/L的值越低，则曲柄轴4的刚性越高，对于轴承的烧结也越有利，但在一般情况下所使用的旋转式密闭型压缩机100中，实用上的下限值为l/L＝0.5左右。

本实施方式所涉及的曲柄轴4的各部的尺寸如下。

副轴4b的长度l处于10mm～100mm的范围，副轴4b的直径处于10mm～50mm的范围。副轴4b以及副轴承6的长度影响轴承部所承受的基于载荷的压力的大小，长度越短则压力越大，产生烧结的可能性也越高。副轴4b以及副轴承6的直径影响副轴4b与副轴承6的接触面的相对速度，相对速度越高，则产生轴承部的烧结的可能性越高。副轴4b以及副轴承6的直径越小，则相对速度越高。

偏心轴4c的直径为20mm～80mm。偏心轴4c的直径影响排出容积，偏心轴4c的直径越大则排出容积越大，偏心轴4c所受到的载荷也越大。若载荷较大，则轴承部产生烧结的可能性变高。

副轴4b的外径被设定为相对于主轴4a的外径在直径上小0～5mm左右。通过将副轴4b设定为比主轴4a小，从而与主轴4a和副轴4b由相同的直径构成的情况相比，能够增大偏心轴4c的偏心量，从而能够增大排出容积。此时，从偏心轴4c的半径减去偏心轴4c相对于副轴4b的中心的偏心量所得的值需要等于或大于副轴4b的半径，但也可以小于主轴4a的半径。若满足该条件，则旋转活塞8能够从副轴4b侧进行组装。

另外，在一般的制冷机等所使用的旋转式密闭型压缩机100的条件下实施旋转式密闭型压缩机100的运转条件(转速、使用制冷剂、润滑油)。

根据上述结构的旋转式密闭型压缩机100，通过使曲柄轴4的偏心轴的长度l与副轴4b的长度L之比l/L为0.75以下，从而能够抑制由曲柄轴4的偏心轴4c部受到的气体载荷所引起的挠曲。由此，能够防止对旋转的曲柄轴4进行支承的副轴承的粗糙以及轴承的烧结，即使增大排出容积，也能够得到可靠性高的旋转式密闭型压缩机100。

此外，在本实施方式中，对旋转活塞8与叶片13为独立的个体而进行了说明，但是，即使旋转式密闭型压缩机100采用旋转活塞8与叶片13为一体的摆动式活塞，也能够如以下说明的那样得到可靠性高的旋转式密闭型压缩机100。

图5是表示摆动式压缩室9的概略图。对于上述说明的压缩机构部3，使与旋转活塞8和叶片13相当的部分一体化而形成为摆动式旋转活塞8a。缸体7也形成为与摆动式旋转活塞8a相配合的构造。

在通常的运转中，旋转式密闭型压缩机100吸入并进行压缩的制冷剂是作为压缩性流体的气体，但在旋转式密闭型压缩机100启动时或在周围温度低的环境下运转时等，存在从制冷循环系统侧向旋转式密闭型压缩机100吸入作为非压缩性流体的液体制冷剂的情况。若吸入作为非压缩性流体的液体制冷剂并进行压缩，则压缩室9的内部的压力会迅速上升，伴随于此，也会对受到压缩载荷的主轴承5以及副轴承6施加过度的负载。

在旋转活塞8与叶片13为独立个体的旋转式密闭型压缩机100中，具有如下功能：在压缩室9内的压力如此迅速地上升时，也会对叶片13施加压力，从而在压缩室9内对叶片13作用朝向外侧的力，而使得叶片13从旋转活塞8分离，由此压缩室9的高压侧(排出侧压缩室9b)与低压侧(吸入侧压缩室9a)连通而防止压力上升。由此，能够缓解针对主轴承5及副轴承6的轴承载荷，从而防止轴承部的损伤。

然而，在旋转活塞8与叶片13形成为一体的旋转式密闭型压缩机100中，无法防止上述那样的压缩室9内的迅速的压力上升，由此会对轴承部施加过大的载荷而导致损伤的可能性变高。但是，如上述说明的那样，通过使偏心轴4c的长度l与曲柄轴4的长度L之比、亦即l/L为0.75以下，从而即使在对作为非压缩性流体的液体制冷剂进行压缩的情况下，也能够进一步获得防止轴承部的烧结、损伤，并提高旋转式密闭型压缩机100的可靠性的效果。

Claims (4)

1.一种旋转式密闭型压缩机，在密闭容器内收纳有电动机和压缩机构，该压缩机构在该电动机的下部，并通过曲柄轴与该电动机连结，

该压缩机构具备曲柄轴，该曲柄轴具备：主轴，其固定于所述电动机；副轴，其中心轴与该主轴的中心轴相同；以及偏心轴，其形成于所述主轴与所述副轴之间，并相对于所述主轴的中心轴偏心，

所述旋转式密闭型压缩机的特征在于，

在将所述副轴的长度设为L，并将所述偏心轴的长度设为l时，使l/L为0.75以下。

2.根据权利要求1所述的旋转式密闭型压缩机，其特征在于，

所述副轴的外径尺寸被设定为是所述主轴的外径尺寸以下。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式密闭型压缩机，其特征在于，

所述压缩机构具备：

旋转活塞，其与所述偏心轴嵌合；

缸体，所述旋转活塞插入所述缸体的内部的圆筒状的空间，所述缸体固定于密闭容器内；以及

叶片，其将由所述缸体的内侧面与在所述缸体内旋转的所述旋转活塞的外周所形成的压缩室划分为吸入侧压缩室和排出侧压缩室，

所述旋转活塞与所述叶片形成为一体。

4.根据权利要求1或2所述的旋转式密闭型压缩机，其特征在于，

所述曲柄轴的材质的纵向弹性模量为150000～220000N/mm²。