CN210599397U - 电动式压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的电动式压缩机包括:驱动马达,具有定子和转子;旋转轴,与所述转子相结合;第一涡旋盘,设置于驱动马达的一侧,与旋转轴偏心相结合,通过旋转轴进行回旋运动;第二涡旋盘,固定于与第一涡旋盘相向的位置,与第一涡旋盘相结合并与第一涡旋盘一起形成压缩室,旋转轴包括:中空部,在旋转轴的内部沿着旋转轴的轴向形成;偏心部,从旋转轴的中心偏心地形成并具备旋转轴侧吐出孔,旋转轴侧吐出孔从偏心部的外周面连通至中空部,第一涡旋盘具备包围偏心部的外周面的旋转轴结合部,旋转轴结合部具备第一涡旋盘侧吐出孔,第一涡旋盘侧吐出孔形成于周期性地与旋转轴侧吐出孔相向的位置,使得被压缩的流体从旋转轴侧吐出孔吐出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种通过马达进行驱动的电动式压缩机。
背景技术
作为电动式压缩机,适合于高压缩比运转的涡旋压缩方式已广为人知。在涡旋压缩方式的电动式压缩机(以下,在本说明书中简称为电动式压缩机)的密闭的壳体内部,设置有由驱动马达构成的电动部。并且,在电动部的一侧设置有由固定涡旋盘和回旋涡旋盘构成的压缩部。电动部和压缩部与旋转轴连接。电动部的旋转力经由旋转轴传递到压缩部。之后,压缩部通过经由旋转轴接收到的旋转力,来对制冷剂等流体进行压缩。
流路的结构是决定涡旋式压缩机的性能的多种因素中的一个。以压缩部为基准,涡旋式压缩机的流路可划分为吸入流路和吐出流路。尤其,在吐出流路是用于排出高压流体的流路这点上,与吸入流路相比需要进行更精密的设计。
作为现有技术文献的日本公开专利公报特开2009-250127(2009.10.29)中公开了一种涡旋式压缩机。在上述现有技术文献中公开的涡旋式压缩机,具备从涡旋盘机构4侧朝向吐出室形成开口的导入孔20和形成于旋转盘14的流通孔21。所述导入孔20和所述流通孔21随着旋转盘14的旋转而反复进行连通和非连通。因此,压缩流体(compressed fluid)将会在导入孔20和流通孔21相连通的位置上向吐出室13吐出。
但是,在该结构中,压缩流体需要从涡旋盘机构4中央部主要经过偏心衬套16的间隙,并且通过多次改变流动方向来再次经过流通孔21和导入孔20。因此,直到压缩流体向吐出端口12吐出为止,将会过度产生流动阻力,这会成为使涡旋式压缩机的效率低下的原因。
在作为另一现有技术文献的美国公开专利公报(US Patent ApplicationPublication)US2018/0073505A1(2018.03.15)中,也公开了一种涡旋式压缩机。上述现有技术文献公开的涡旋式压缩机,构成为经由在第一涡旋盘的镜板部(disk portion)321形成的多个吐出端口325a、325b和多个旁通孔381、382而排出压缩制冷剂。
但是,在该结构中,吐出端口325a、325b的数量和旁通孔381、382的数量过多,因此成为使涡旋式压缩机的结构变为复杂的原因。另外,由于需要在吐出压缩流体的多个吐出端口325a、325b的每一个、以及多个旁通孔381、382的每一个分别设置阀383a、383b,因此不利于实现涡旋式压缩机的简单化、小型化。进一步,在针对旁通孔的数量、位置、大小、隔开距离等的最优结构的设计上将会变得困难。
如此,现有的涡旋式压缩机存在有结构复杂、过大的流动阻力、压缩效率的低下、不利于简单化和小型化、难以设计最优结构等的限制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报特开2009-250127(2009.10.29)
专利文献2:美国公开专利公报US2018/0073505A1(2018.03.15)
实用新型内容
本实用新型的目的在于,为了提供一种能够解决因现有的复杂的流路结构而产生过度的流动阻力或降低压缩效率的问题的结构的电动式压缩机。尤其,本实用新型提供一种,具有通过经由旋转轴的中空部而能够吐出高压制冷剂的结构,来构成简单的吐出流路,并且通过其能够缓解流动阻力,而且能够防止压缩效率低下的结构的电动式压缩机。
本实用新型提供一种,具有能够解决现有技术中的在涡旋盘形成多个吐出端口和多个旁通孔等,并由此需要在各个端口或各个孔设置排出阀的问题的结构的电动式压缩机。尤其,本实用新型提供一种,仅仅通过形成于旋转轴的至少一个吐出孔,来也能吐出高压制冷剂,从而有利于压缩机结构的简单化、小型化、最优结构设计的结构。另外,本实用新型提供一种具有即使没有排出阀的情况下也不会发生制冷剂的逆流的结构的电动式压缩机。
为了实现如上所述的本实用新型的一目的,本实用新型的一实施例的电动式压缩机具有由旋转轴的中空部形成的吐出流路。
旋转轴包括中空部和偏心部。所述中空部在所述旋转轴的内部沿着所述旋转轴的轴向形成。所述偏心部从所述旋转轴的中心偏心地形成,并且具备从其外周面连通至所述中空部的旋转轴侧吐出孔。
所述电动式压缩机包括第一涡旋盘和第二涡旋盘。所述第一涡旋盘与所述旋转轴偏心地结合,并且通过所述旋转轴进行回旋运动。所述第二涡旋盘固定于与所述第一涡旋盘相向的位置,并且与所述第一涡旋盘相结合并与所述第一涡旋盘一起形成压缩室。
所述第一涡旋盘具备以包围所述偏心部的外周面的方式形成的旋转轴结合部,所述旋转轴结合部具备第一涡旋盘侧吐出孔,所述第一涡旋盘侧吐出孔形成于周期性地与所述旋转轴侧吐出孔相向的位置,以使向所述旋转轴侧吐出孔吐出被压缩的流体。
所述电动式压缩机包括具有定子和转子的驱动马达,所述旋转轴与所述转子结合。
根据与本实用新型相关的一例,所述旋转轴侧吐出孔具有:沿着所述偏心部的外周面延伸的曲线长度,大于沿着所述旋转轴的轴向延伸的曲线或直线长度的长孔形状。
根据与本实用新型相关的另一例,所述旋转轴侧吐出孔的轴向长度为固定,所述旋转轴侧吐出孔的圆周方向上的长度从所述中空部的内周面到所述偏心部的外周面逐渐变大。
根据与本实用新型相关的另一例,所述旋转轴侧吐出孔的截面具有扇环(annulussector)形状,所述扇环形状是在具有相同圆点和相同中心角的两个扇形中,从较大的扇形中去掉较小的扇形的形状。
根据与本实用新型相关的另一例,所述偏心部包括:第一部分,其在所述偏心部的辐射方向上具有相对较厚的厚度;以及第二部分,其形成于所述第一部分的两侧,并且在所述偏心部的辐射方向上具有相对较薄的厚度,所述旋转轴侧吐出孔形成于所述第一部分。
根据与本实用新型相关的另一例,当以将所述偏心部中的以所述旋转轴的中心为基准、具有最大厚度的部分的基准点设定为作为圆坐标的基准的0°时,所述旋转轴侧吐出孔形成在所述基准点的-60°至+60°的范围内。
根据与本实用新型相关的另一例,所述旋转轴侧吐出孔形成有多个,多个所述旋转轴侧吐出孔形成于所述旋转轴的在轴向上彼此隔开间隔的位置,或者形成于所述偏心部的外周面的在与所述轴向交叉的方向上彼此隔开间隔的位置。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第一涡旋盘侧吐出孔形成有多个,多个所述第一涡旋盘侧吐出孔形成于所述旋转轴的在轴向上彼此隔开间隔的位置,或者形成于所述旋转轴结合部的内周面的在与所述轴向交叉的方向上彼此隔开的位置。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第一涡旋盘包括:板状的镜板部;以及涡卷部,其从所述镜板部朝向所述第二涡旋盘沿着渐开线形状突出,所述旋转轴结合部形成在相当于所述渐开线形状的基圆的位置,所述第一涡旋盘侧吐出孔形成于所述旋转轴结合部中的具有最薄的辐射方向(radial direction)厚度的部分。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第一涡旋盘侧吐出孔的尺寸小于所述旋转轴侧吐出孔的尺寸。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第一涡旋盘侧吐出孔的辐射方向宽度小于所述旋转轴侧吐出孔的辐射方向宽度。
根据与本实用新型相关的另一例,所述电动式压缩机还包括以包围所述偏心部的方式形成的衬套轴承(bush bearing),所述衬套轴承配置在所述偏心部和所述旋转轴结合部之间,并且具备在与所述第一涡旋盘侧吐出孔相向的位置形成的衬套轴承侧吐出孔。
根据与本实用新型相关的另一例,所述旋转轴结合部和所述衬套轴承之间的相对位置是固定的,使得所述第一涡旋盘侧吐出孔和所述衬套轴承侧吐出孔保持彼此相向的状态。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第二涡旋盘配置成与所述旋转轴的一端相向,并且在与所述中空部相向的位置具备第二涡旋盘侧吐出孔。
根据与本实用新型相关的另一例,所述第二涡旋盘具备支承部,所述支承部从所述第二涡旋盘的一面凹陷(recess)而形成,以容纳所述旋转轴的一端,所述旋转轴贯通所述第一涡旋盘并插入所述支承部,所述第二涡旋盘侧吐出孔形成于所述支承部。
根据与本实用新型相关的另一例,所述电动式压缩机还包括对所述第二涡旋盘侧吐出孔进行开闭的排出阀,在基准压力以上时所述排出阀被打开。
根据与本实用新型相关的另一例,所述电动式压缩机还包括后壳体,所述后壳体与所述第二涡旋盘相结合而形成油分离室,所述油分离室用于容纳经由所述第二涡旋盘侧吐出孔而吐出的流体,所述第二涡旋盘包括板状的镜板部和贯通所述镜板部的导油流路,所述导油流路用于使存储于所述油分离室的油供应到所述旋转轴的外周面。
根据与本实用新型相关的另一例,所述电动式压缩机还包括对所述第一涡旋盘进行支撑的主框架,并且所述主框架、所述第一涡旋盘、所述第二涡旋盘沿着远离所述驱动马达的方向依次配置,所述旋转轴贯通所述主框架和所述第一涡旋盘并延伸至与所述第二涡旋盘的镜板部相向的位置,所述第二涡旋盘侧吐出孔形成于所述镜板部。
附图说明
图1是表示本实用新型提供的电动式压缩机的外形的立体图。
图2是示出从图1所示的电动式压缩机中分离出压缩机模块和逆变器模块的分解立体图。
图3是图1和图2所示的电动式压缩机的分解立体图。
图4是图1和图2所示的电动式压缩机的剖视图。
图5是用于说明吐出流路的旋转轴、第一涡旋盘以及第二轴承的立体图。
图6是沿图4的A-A线剖开的剖视图。
图7是表示偏心部的旋转角度和流体压力之间的关系的图表。
图8A、图8B是电动式压缩机的动作状态图。
图9是用于说明本实用新型的适用例的电动式压缩机的剖视图。
图10是用于说明本实用新型的另一适用例的电动式压缩机的剖视图。
图11是用于说明本实用新型的另一适用例的电动式压缩机的剖视图。
具体实施方式
下面,参照附图更详细地对与本实用新型相关的电动式压缩机进行说明。
在本说明书中,即便在彼此不同的实施例中,对于相同、相似的结构要素也赋予了相同或相似的附图标记,并且其说明由首次说明替代。
当提及到某个结构要素“连接于”或“接触于”另一结构要素时,其可能是直接连接于或接触于另一结构要素,但也可被理解为是他们中间存在有其他结构要素。反之,当提及到某个结构要素“直接连接于”或“直接接触于”另一结构要素时,应当理解为是这些之间不存在有其他结构要素。
在本说明书中,除非在上下文明确表示有另行的含义,单数的表达方式应包括复数的表达方式
图1是表示本实用新型提供的电动式压缩机1000的外形的立体图。
电动式压缩机1000包括压缩机模块1100和逆变器(inverter)模块1200。
压缩机模块1100是指用于对制冷剂等流体进行压缩的多个部件的集合。逆变器模块1200是指用于对压缩机模块1100的驱动进行控制的多个部件的集合。逆变器模块1200可以与压缩机模块1100的一侧相结合。若以被电动式压缩机1000压缩的流体的流动为基准设定方向性,则压缩机模块1100的一侧是指所述压缩机模块1100的前方侧。由于流体从吸气口1111流入并从吐出口1171排出,因此可以以靠近吸气口1111而配置的逆变器模块1200与压缩机模块1100的前方侧结合的情况进行说明。
压缩机模块1100的外箱可以由主壳体1110、第二涡旋盘1162以及后壳体1170形成。
主壳体1110具有中空的圆柱、多边形柱或与其类似的外形。主壳体1110可配置成相对于地面横向延伸。主壳体1110的两端可以全部或一部分形成开口。具体而言,主壳体1110的前方端形成开口,而主壳体1110的后方端的一部分形成开口。
在主壳体1110的外周面形成有吸气口1111、主壳体侧紧固部1112、主壳体侧固定部1113等。
吸气口1111形成:将压缩目标流体向电动式压缩机1000的内部空间供应的流路。吸气口1111可以从主壳体1110的外周面突出。吸气口1111可以与用于将压缩目标流体向电动式压缩机1000供应的吸入管(未图示)相连接。吸气口1111具有与所述吸入管相对应的形状,使得其与所述吸入管相结合。
主壳体侧紧固部1112是,用于使压缩机模块1100与逆变器模块1200相结合的构件。主壳体侧紧固部1112可以从主壳体1110的外周面突出。主壳体侧紧固部1112沿着主壳体1110的外周面可以形成有多个。多个主壳体侧紧固部1112可以彼此隔开间隔而配置。在主壳体侧紧固部1112形成有用于进行螺栓紧固的紧固孔1112a。主壳体侧紧固部1112可通过所述紧固孔1112a,来与逆变器模块1200的逆变器壳体1210进行螺栓紧固,或者与形成于所述逆变器壳体1210的逆变器壳体侧紧固部1214进行螺栓紧固。
主壳体侧固定部1113是用于固定电动式压缩机1000的构件。主壳体侧固定部1113可以从主壳体1110的外周面突出。主壳体侧固定部1113可以沿着主壳体1110的外周面延伸。主壳体侧固定部1113可具备能够与任意紧固构件相结合的固定孔1113a。所述固定孔1113a可以朝向与后述的旋转轴1130(参照图3)的轴向交叉的方向形成开口。在此,轴向是指旋转轴1130的延伸方向。主壳体侧固定部1113可以分别形成于主壳体1110的一侧和另一侧。例如,在图1中,主壳体侧固定部1113分别形成于主壳体1110的上下侧。
在主壳体1110的外周面可形成有切口槽1114。切口槽1114沿着主壳体1110的外周面可以形成有多个。多个切口槽1114可彼此隔开间隔而配置。切口槽1114起到降低主壳体1110的重量的作用。
在主壳体1110的外周面可形成有第一突出部1115。第一突出部1115可以从主壳体1110的外周面沿着轴向或与轴向平行的方向延伸。在第一突出部1115的内部,可形成有与马达室S1(参照图2)连通的第一流路1115a(参照图3)。
第二涡旋盘1162设置于主壳体1110的另一侧、或主壳体1110的后方侧。第二涡旋盘1162的侧壁部1162c可以形成为与主壳体1110的外周面相对应。与图1所示的不同,第二涡旋盘1162也可以设置在主壳体1110的内部。
与主壳体1110同样地,在第二涡旋盘1162的外周面也可以形成有切口槽1162j。在第二涡旋盘1162的外周面可形成有多个切口槽1162j。多个切口槽1162j可彼此隔开间隔而配置。切口槽1162j可起到降低第二涡旋盘1162的重量的作用。
后壳体1170设置于第二涡旋盘1162的另一侧、或第二涡旋盘1162的后方侧。后壳体1170可形成为覆盖第二涡旋盘1162的后方侧。
后壳体1170包括吐出口1171、紧固孔1172、固定部1173。
吐出口1171形成:用于将被压缩的流体从电动式压缩机1000向外部的流路。吐出口1171可以从后壳体1170的外周面突出。吐出口1171可以与向下一个制冷循环装置供应被压缩的流体的吐出管(未图示)相连接。吐出口1171可以具有与所述吐出管相对应的形状,使得其与所述吐出管相结合。
紧固孔1172可形成有多个。多个紧固孔1172可以沿着后壳体1170的外周彼此隔开间隔而配置。后壳体1170可以经由所述紧固孔1172与第二涡旋盘1162进行螺栓紧固。
后壳体1170的侧面包括形成台阶的两个部分。形成所述紧固孔1172的部分可以与后壳体1170的其他部分形成台阶。所述台阶可以沿着后壳体1170的外周面重复形成。形成所述紧固孔1172的部分配置成,与所述其他部分相比更靠近第二涡旋盘1162。因此,插入到所述紧固孔1172螺栓可具有相对较短的长度。
固定部1173是用于固定电动式压缩机1000的构件。固定部1173是与形成于主壳体1110的固定部1113相同或相似的构件。后壳体1170的固定部1173可以从后壳体1170的外周面突出。固定部1173可以沿着后壳体1170的侧面延伸。固定部1173可以具备能够与任意紧固构件相结合的固定孔1173a。所述固定孔1173a可以朝向与后述的旋转轴1130的轴向交叉的方向形成开口。
逆变器模块1200的外形可以由逆变器壳体1210和逆变器盖1220形成。
逆变器壳体1210通过与主壳体1110的两端中的后壳体1170的相反侧、即用于形成主壳体1110的开口端的前方端相结合,来对主壳体1110的前方端开口进行覆盖。逆变器壳体1210的外周面可以大于主壳体1110的外周面。由此,逆变器壳体1210可以具有与主壳体1110相比更加突出的形状。在图1中,示出了逆变器壳体1210具有比主壳体1110更朝向上侧突出的形状的情况。
在逆变器壳体1210,形成有逆变器壳体侧紧固部1214和连接器部1240。逆变器壳体侧紧固部1214是,用于使逆变器模块1200与压缩机模块1100相结合的构件。逆变器壳体侧紧固部1214可以从逆变器壳体1210的外周面突出。逆变器壳体侧紧固部1214沿着逆变器壳体1210的外周面可以形成有多个。多个逆变器壳体侧紧固部1214可彼此隔开间隔而配置。在逆变器壳体侧紧固部1214,形成有用于螺栓紧固的紧固孔1214a(参照图2)。逆变器壳体侧紧固部1214可以经由所述紧固孔1214a与压缩机模块1100的主壳体1110进行螺栓紧固。
主壳体侧紧固部1112也可以与逆变器壳体1210的外侧面1211进行螺栓紧固。
连接器部1240是,为了向设置于逆变器模块1200内部的逆变器部件1230(参照图2)、和/或设置于压缩机模块1100内部的驱动马达1120提供电力而设置的。在此,逆变器部件1230是包括印刷电路板和逆变器元件等的电气部件的概念。连接器部1240可以与配合连接器(未图示)进行物理性连接或电连接。经由配合连接器提供的电力,通过连接器部1240提供给逆变器部件1230和/或驱动马达1120。
逆变器盖1220可以具有实质上与逆变器壳体1210相同的外周面。逆变器盖1220和逆变器壳体1210沿着外周彼此相结合,由此逆变器部件1230容纳于在其内部。
图2是示出从图1所示的电动式压缩机1000中分离出压缩机模块1100和逆变器模块1200的分解立体图。
当将压缩机模块1100和逆变器模块1200彼此分离时,马达室S1将会暴露在视线中。
马达室S1是通过主壳体1110和逆变器壳体1210的结合形成的。马达室S1是指用于设置驱动马达1120的空间。为了对马达室S1进行密封,可以根据主壳体1110和逆变器壳体1210之间的结合位置,设置如O型圈的密封构件1213。
驱动马达1120设置于马达室S1。驱动马达1120包括定子1121和转子1122。
定子1121沿着主壳体1110的内周面设置,并且固定于所述主壳体1110的内周面。定子1121通过热装(或热压入)插入并固定于主壳体1110。因此,将定子1121的插入于主壳体1110的插入深度设定为较小(或者浅),会有利于确保定子1121的组装操作容易性。并且,定子1121的插入深度设定为越小,有利于在热装过程中保持定子1121的同心度。
转子1122设置于被定子1121包围的区域。转子1122通过与定子1121的电磁作用进行旋转。
旋转轴1130与转子1122的中央相结合。旋转轴1130与转子1122一起进行旋转的同时,向后述的压缩部1160(参照图3)传递由驱动马达1120所产生的旋转力。旋转轴1130通过热装(或热压入)插入并固定于转子1122。
在逆变器壳体1210设置有朝向马达室S1露出的电连接部1250。电连接部1250与逆变器模块1200的印刷电路板电连接。电连接部1250形成为向驱动马达1120提供电力。
在逆变器壳体1210的外侧面1211,可形成有与主壳体侧紧固部1112相向的紧固孔1215。所述主壳体侧紧固部1112和所述紧固孔1215可以彼此螺栓紧固。另外,如此前所述,逆变器壳体侧紧固部1214可具有与主壳体侧紧固部1112相对应的紧固孔1214a。因此,主壳体侧紧固部1112和逆变器壳体侧紧固部1214能够彼此螺栓紧固。
密封突出部1212可以从逆变器壳体1210的外侧面突出。密封突出部1212的外周,可以具有与主壳体1110的外周相对应的形状。例如,密封突出部1212可以以圆形突出,密封突出部1212的内周面可形成为能够与主壳体1110的开口端内周面相接触。O型圈等的密封构件1213可设置在主壳体1110的开口端内周面和所述密封突出部1212之间。密封构件1213可形成为包围密封突出部1212。
图3是图1和图2所示的电动式压缩机1000的分解立体图。图4是图1和图2所示的电动式压缩机1000的剖视图。
电动式压缩机1000包括压缩机模块1100和逆变器模块1200。
压缩机模块1100包括主壳体1110、驱动马达(驱动部或电动部)1120、压缩部1160以及后壳体1170。
首先,对主壳体1110进行说明。
主壳体1110的前方端是开口端。若将所述开口端设定为第一端,则在相当于后方端的第二端形成有框架部1116。框架部1116可以与主壳体1110形成为一体,也可以设置成独立的构件。当框架部1116与主壳体1110形成为一体时,可以省略将框架部1116组装到主壳体1110的、额外进行组装的过程,因此,不仅可以减少组装工序的数量,还可以提高驱动马达1120的组装性。
框架部1116形成用于划分主壳体1110的内部空间的界线。随着框架部1116形成于主壳体1110的第二端,主壳体1110的第二端形成为其一部分被封堵的结构。
框架部1116的前方侧沿着朝向驱动马达1120的方向(朝向第一端的方向)突出。相反,框架部1116的后方侧以沿着朝向驱动马达1120的方向至少形成两个以上台阶的方式凹陷(recessed)而成。
在框架部1116的中心形成有第一支承部1116a。第一支承部1116a以内部为中空的圆柱形状形成,以旋转轴1130能够进行旋转的方式对贯通所述框架部1116的旋转轴1130进行支撑。由衬套轴承形成的第一轴承1181可插入于第一支承部1116a。
第一支承部1116a可以沿着朝向驱动马达1120的方向突出。可以将朝向驱动马达1120的第一支承部1116a的一端称作前方端。另外,第一支承部1116a可以朝向第一涡旋盘1161的方向突出。可以将朝向第一涡旋盘1161的第一支承部1116a的另一端称作后方端。第一支承部1116a的后方端形成于,被后述的配重容纳槽1116d包围的位置。
在框架部1116的后方侧,可以分别形成有涡旋盘安置槽1116b、防自转机构安置槽1116c以及配重容纳槽1116d。通过涡旋盘安置槽1116b、防自转机构安置槽1116c、配重容纳槽1116d以及第一支承部1116a的后方端连续地以带有台阶的方式形成,由此形成背压室S3。
涡旋盘安置槽1116b形成为沿着轴向对第一涡旋盘1161进行支撑。第一涡旋盘1161具备回旋镜板部1161a,涡旋盘安置槽1116b形成与回旋镜板部1161a相对应的环形状的支撑面。环形状的支撑面可以通过键槽1116c1、1116c2划分为多个区域。
防自转机构安置槽1116c形成于被涡旋盘安置槽1116b包围的区域内。十字头环1150设置有环形状的环部1151,防自转机构安置槽1116c形成与十字头环1150的环部1151相对应的环形状的支撑面。防自转机构安置槽1116c,形成于与涡旋盘安置槽1116b相比更靠向驱动马达1120凹陷的位置。
在防自转机构安置槽1116c,形成有用于安置十字头环1150的键部1152、1153的多个键槽1116c1、1116c2。键槽1116c1、1116c2形成在防自转机构安置槽1116c的辐射方向(radial direction)上。键槽1116c1、1116c2沿着防自转机构安置槽1116c每间隔90°形成有一个。
配重容纳槽1116d形成于被防自转机构安置槽1116c包围的区域内。配重容纳槽1116d形成为环形状,使得配重1140以能够进行旋转的方式容纳所述配重1140。配重容纳槽1116d可形成为环形状。
第一支承部1116a形成在被配重容纳槽1116d包围的区域内。第一支承部1116a可以从配重容纳槽1116d的中心朝向主壳体1110的后方侧突出。
在主壳体1110的外周面形成有第一突出部1115。在第一突出部1115的内部,形成有与马达室S1连通的第一流路1115a。第一流路1115a以贯通第一突出部1115的方式形成。第一流路1115a与后述的第二流路一起形成用于使压缩室和马达室S1彼此连通的吸入流路Fg。
在主壳体1110的第二端外周形成有紧固孔1117。紧固孔1117可形成有多个。多个紧固孔1117可沿着主壳体1110的第二端外周彼此隔开间隔而配置。在后述的第二涡旋盘1162也形成有紧固孔1162i。主壳体1110的紧固孔1117和第二涡旋盘1162的紧固孔1162i形成于彼此相对应的位置。因此,主壳体1110和第二涡旋盘1162可以彼此螺栓紧固。
对于驱动马达1120,引用此前在图2中进行说明的内容。
下面,对旋转轴1130进行说明。
旋转轴1130包括驱动马达结合部1131、主轴承部1132、偏心部1133、子轴承部1134、轴承凸起部1135以及中空部1136。驱动马达结合部1131、主轴承部1132、偏心部1133以及子轴承部1134沿着旋转轴1130的轴向连续地形成。驱动马达结合部1131、主轴承部1132,偏心部1133以及子轴承部1134可以具有圆柱形状,并且各自的外径可以彼此相同或互不相同。
驱动马达结合部1131与转子1122相结合。驱动马达结合部1131可以沿着轴向延伸并贯通转子1122的中心。
主轴承部1132从驱动马达结合部1131沿着轴向延伸。主轴承部1132的外径可大于驱动马达结合部1131的外径。主轴承部1132的中心在轴向上与驱动马达结合部1131的中心一致。主轴承部1132插入于框架部1116的第一支承部1116a,并贯通第一支承部1116a。第一支承部1116a以包围主轴承部1132的方式形成。主轴承部1132的外周以能够进行旋转的方式被第一支承部1116a支撑。
偏心部1133从主轴承部1132沿着轴向延伸。偏心部1133的外径可以小于主轴承部1132的外径。偏心部1133的中心与驱动马达结合部1131的中心和/或主轴承部1132的中心在轴向上不一致。因此,偏心部1133的中心形成于,从驱动马达结合部1131的中心或主轴承部1132的中心呈偏心的位置。偏心部1133插入于第一涡旋盘1161的旋转轴结合部1161c,并贯通所述旋转轴结合部1161c。
子轴承部1134从偏心部1133沿着轴向延伸。子轴承部1134的外径可以小于偏心部1133的外径。子轴承部1134的中心与驱动马达结合部1131的中心和/或主轴承部1132的中心在轴向上一致。子轴承部1134插入于第二涡旋盘1162的第二支承部1162e。第二支承部1162e以包围子轴承部1134的方式形成。子轴承部1134的外周以能够进行旋转的方式被第二支承部1162e支撑。
在主轴承部1132和偏心部1133的边界,可形成有轴承凸起部1135。轴承凸起部1135沿着旋转轴1130的外周面朝向辐射方向(或者半径方向,radial direction)凸出。轴承凸起部1135设置有环形状的轴承面,所述轴承面配置成面向第一支承部1116a的后方端。所述轴承面与第一支承部1116a的后方端一起形成推力轴承面。
在压缩部1160中,被压缩的流体朝向电动式压缩机1000的后方侧吐出,因此电动式压缩机1000的后方侧与前方侧相比形成为高压。从而,旋转轴1130受到沿着朝向电动式压缩机1000的前方侧方向的压力。但是,轴承凸起部1135和第一支承部1116a形成推力轴承面,因此通过轴承凸起部1135能够防止旋转轴1130的轴向上的移动。
驱动马达结合部1131的中心、主轴承部1132的中心以及子轴承部1134的中心的全部在轴向上一致。因此,可以将这些中心称作旋转轴1130的中心。另外,可以将包括驱动马达结合部1131、主轴承部1132以及子轴承部1134的概念命名为轴部。驱动马达结合部1131、主轴承部1132以及子轴承部1134可理解为是指轴部的彼此不同的部分。
中空部1136沿着轴向形成于轴部和/或偏心部1133。中空部1136形成于轴部的中心,中空部1136形成于从偏心部1133的中心呈偏心的位置。中空部1136相当于被压缩的制冷剂的吐出流路。
当将轴部的中心设为旋转轴1130的中心时,偏心部1133的中心存在于从旋转轴1130的中心呈偏心的位置。因此,可理解为第一涡旋盘1161偏心地与旋转轴1130相结合,偏心部1133向第一涡旋盘1161传递驱动马达1120的旋转力。经由偏心部1133接收旋转力的第一涡旋盘1161,通过十字头环1150进行回旋运动。
下面,对配重1140进行说明。
配重1140与旋转轴1130相结合。配重1140是为了抵消旋转轴1130的偏心荷重(或偏心量)而设置的。配重1140包括环部1141和偏心质量部1142。
环部1141形成为包围旋转轴1130的环形状,以与旋转轴1130相结合。环部1141的外径大于旋转轴1130的外径。
偏心质量部1142从环部1141的边缘沿着轴向或与轴向平行的方向延伸。偏心质量部1142从环部1141的边缘360°中的具有规定中心角的弧朝向轴向或与轴向平行的方向突出。因此,偏心质量部1142在从旋转轴1130隔开间隔的位置上包围旋转轴1130的一部分。
下面,对十字头环1150进行说明。
十字头环1150是防止第一涡旋盘1161进行自转的防自转机构。但是,作为防自转机构不仅可以使用十字头环1150,还可以使用销和环构成的机构。十字头环1150配置在主壳体1110的框架部1116和第一涡旋盘1161之间。十字头环1150安置于框架部1116的防自转机构安置槽1116c。十字头环1150在轴向上被框架部1116支撑。
十字头环1150包括环部1151和键部1152、1153。
环部1151形成为环或近似于环的形状。环部1151的尺寸形成为与防自转机构安置槽1116c相对应。环部1151安置于防自转机构安置槽1116c。
键部1152、1153从环部1151突出。键部1152、1153由一对第一键1152和一对第二键1153构成。
一对第一键1152形成于环部1151的彼此呈180°角度的位置。并且,一对第二键1153也形成于环部1151的彼此呈180°角度的位置。第一键1152和第二键1153沿着环部1151交替地形成。第一键1152和第二键1153形成于彼此呈90°角度的位置。
第一键1152朝向环部1151的辐射方向(radial direction)和第一涡旋盘1161突出。第一键1152插入于第一涡旋盘侧键槽1161d。另外,第一键1152可插入于框架部侧键槽1116c1。
第二键1153朝向环部1151的辐射方向(radial direction)突出。第二键1153可朝向框架部1116突出。第二键1153插入于框架部侧键槽1116c2。
下面,对压缩部1160进行说明。
压缩部1160形成为能够对制冷剂等压缩目标流体进行压缩。压缩部1160包括第一涡旋盘1161和第二涡旋盘1162。压缩部1160由第一涡旋盘1161和第二涡旋盘1162形成。
第一涡旋盘1161设置于驱动马达1120的一侧。第一涡旋盘1161安置于框架部1116的涡旋盘安置槽1116b。第一涡旋盘1161被框架部1116轴向支撑。
第一涡旋盘1161与旋转轴1130的偏心部1133相结合。因此,第一涡旋盘1161与旋转轴1130偏心地相结合。经由偏心部1133接收旋转力的第一涡旋盘1161,通过十字头环1150进行回旋运动。从进行回旋运动的观点出发,第一涡旋盘1161可称作回旋涡旋盘。
第二涡旋盘1162固定于面向第一涡旋盘1161的位置。第二涡旋盘1162与主壳体1110的第二端(后方端)想结合。从固定了的观点出发,可以将第二涡旋盘1162称作固定涡旋盘或非回旋涡旋盘。第二涡旋盘1162配置在第一涡旋盘1161和后壳体1170之间。
第一涡旋盘1161和第二涡旋盘1162彼此结合,由此形成一对压缩室V。随着第一涡旋盘1161进行回旋运动,所述压缩室V的容积重复发生变化,由此流体能够在压缩室V中被压缩。
第一涡旋盘1161包括回旋镜板部1161a、回旋涡卷部1161b以及旋转轴结合部1161c。
回旋镜板部1161a可以以与主壳体1110的内周面相对应的板形状形成。当主壳体1110的内周面具有相当于圆的截面时,回旋镜板部1161a具有圆盘形状。
当将回旋镜板部1161a的两个面中的朝向第二涡旋盘1162的一面设为第一面时,回旋涡卷部1161b突出于所述第一面。当将回旋镜板部1161a的两个面中的朝向框架部1116的另一面设为第二面时,第一涡旋盘侧键槽1161d形成于所述第二面。第一涡旋盘侧键槽1161d以容纳十字头环1150的第一键1152的方式形成,第一涡旋盘侧键槽1161d沿着回旋镜板部1161a的半径方向延伸。
回旋涡卷部1161b从回旋镜板部1161a的第一面朝向第二涡旋盘1162以渐开线形状突出。渐开线是指,相当于在解开缠绕于具有任意半径的基圆周围的线时,线的末端所描绘的轨迹的曲线。回旋涡卷部1161b与后述的固定涡卷部1162b啮合,由此分别在所述固定涡卷部1162b的内侧面和外侧面形成压缩室V。
旋转轴结合部1161c形成于回旋镜板部1161a的中心。旋转轴结合部1161c形成为内部为中空的圆柱形状,以能够容纳旋转轴1130的偏心部1133。旋转轴结合部1161c可以从回旋镜板部1161a的第一面朝向第二涡旋盘1162突出。旋转轴结合部1161c形成于与渐开线形状的基圆对应的位置。因此,旋转轴结合部1161c的外周可以形成此前在回旋涡卷部1161b中进行说明的渐开线的基圆。从而,旋转轴结合部1161c形成回旋涡卷部1161b的最内侧部分。
偏心部1133在轴向上贯通旋转轴结合部1161c。第二轴承1182插入于旋转轴结合部1161c的内部。第二轴承1182配置在偏心部1133和旋转轴结合部1161c之间。第二轴承1182与所插入旋转轴结合部1161c的偏心部1133形成轴承面。第二轴承1182形成为内部为中空的圆柱形状,以包围偏心部1133。在第一涡旋盘1161的辐射方向上,旋转轴结合部1161c和/或第二轴承1182配置成与回旋涡卷部1161b重叠。在第二轴承1182形成有衬套轴承侧吐出孔1182a。
第二涡旋盘1162包括固定镜板部1162a、固定涡卷部1162b、侧壁部1162c、第二突出部1162d、第二支承部1162e、第二涡旋盘侧吐出孔1162f、油引导突出部1162g、导油流路1162h、紧固孔1162i以及切口槽1162j。
固定镜板部1162a形成为与主壳体1110的第二端相对应的板形状。当所述第二端的外周具有对应于圆的截面时,固定镜板部1162a具有圆盘形状。
当将固定镜板部1162a的两个面中的朝向第一涡旋盘1161的一面设为第一面时,固定涡卷部1162b形成于第一面。但是,在图3中无法看到固定涡卷部1162b,在图4可以看到固定涡卷部1162b。当将固定镜板部1162a的两个面中的朝向后壳体1170的另一面设为第二面时,在所述第二面形成有第二支承部1162e、油引导突出部1162g、紧固孔1162i等。
固定涡卷部1162b可形成为与回旋涡卷部1161b相同的渐开线形状。固定涡卷部1162b也可以形成为其他多种形状。如此前说明,固定涡卷部1162b通过与回旋涡卷部1161b啮合来形成压缩室V。回旋涡卷部1161b插入在固定涡卷部1162b之间,固定涡卷部1162b插入在回旋涡卷部1161b之间。
侧壁部1162c沿着固定镜板部1162a的边缘朝向主壳体1110的第二端突出。侧壁部1162c以在第二涡旋盘1162的辐射方向上包围固定涡卷部1162b的方式形成。
第二突出部1162d从侧壁部1162c突出。第二突出部1162d形成为与此前说明的主壳体1110的第一突出部1115相对应。在第二突出部1162d的内部形成有第二流路1162d1。第二流路1162d1可以与轴向平行地形成,也可以形成为相对于轴向倾斜。第二流路1162d1与形成于第一突出部1115内部的第一流路1115a一起形成吸入流路Fg。
若第二流路1162d1沿着轴向形成,则固定镜板部1162a的外径可能会扩大。因此,与主壳体1110的外径相同的情况相比,可以使固定涡卷部1162b的缠绕长度增加。若第二流路1162d1倾斜形成,则与压缩室V容量相同的情况相比,可以使固定涡卷部1162b的缠绕长度降低,从而能够使电动式压缩机1000小型化。
第二支承部1162e形成于固定镜板部1162a的中心。第二支承部1162e以能够容纳旋转轴1130的子轴承部1134的方式形成。第二支承部1162e可以从固定镜板部1162a朝向后壳体1170沿着轴向凹陷而形成。当将用于容纳旋转轴1130的面称作内侧面,而将朝向后壳体1170的面称作外侧面时,第二支承部1162e在内侧面凹陷,而在外侧面突出。
虽然,第二支承部1162e可以通过将固定镜板部1162a的厚度增加为大于图3所示的厚度来形成,但是在此情况下,不仅会增加第二涡旋盘1162的重量,而且连不必要的部分的厚度也会增加,因此会增加死体积(dead volume)。死体积是指从结构上和功能上没有用处的体积。
第二涡旋盘1162配置成面向旋转轴1130的一端。第二支承部1162e以包围子轴承部1134的外周面和端部的方式形成。旋转轴1130的子轴承部1134插入于第二支承部1162e。子轴承部1134在辐射方向上被第二支承部1162e支撑。
除了后述的第二涡旋盘侧吐出孔1162f之外,第二支承部1162e的端部(后方端)形成为被封堵的圆柱形状。第三轴承1183插入于第二支承部1162e的内部。第三轴承1183形成为内部为中空的圆柱形状,以包围旋转轴1130的子轴承部1134。第三轴承1183配置在第二支承部1162e和子轴承部1134之间。第三轴承1183与子轴承部1134形成轴承面。第三轴承1183可由衬套轴承形成,也可以由滚针轴承形成。第二支承部1162e配置成,在第二涡旋盘1162的辐射方向上与子轴承部1134和/或第三轴承1183重叠。
第二涡旋盘侧吐出孔1162f形成于与旋转轴1130的中空部1136相向的位置。例如,第二涡旋盘侧吐出孔1162f可形成于第二支承部1162e。根据需要,可以设置有以能够开闭第二涡旋盘侧吐出孔1162f的方式形成的排出阀。在基准压力以上时,排出阀将会被打开。
第二涡旋盘侧吐出孔1162f形成在中空部1136和油分离室S2之间。
油引导突出部1162g形成于第二支承部1162e的下方。油引导突出部1162g从第二支承部1162e朝向下方突出,或者从固定镜板部1162a朝向后壳体1170突出。在油引导突出部1162g的内部,可形成有导油流路1162h。
导油流路1162h贯通第二涡旋盘1162,使得存储于油分离室S2的油供应到旋转轴1130的轴承面。例如,导油流路1162h可以以贯通油引导突出部1162g和固定镜板部1162a的方式形成。旋转轴1130的轴承面,是指主轴承部1132的外周面、偏心部1133的外周面、子轴承部1134的外周面。油的一部分流入到背压室S3,由此形成用于使第一涡旋盘1161朝向第二涡旋盘1162侧进行支撑的背压力。
紧固孔1162i形成于与主壳体1110的紧固孔1117和后壳体1170的紧固孔1172相对应的位置。紧固孔1162i可以沿着固定镜板部1162a的外周形成。紧固孔1162i可以以贯通固定镜板部1162a和侧壁部1162c的方式形成。紧固孔1162i可形成于未形成有切口槽1162j的位置,或者形成在贯通两个切口槽1162j之间的位置。
关于在侧壁部1162c形成切口槽1162j的情况,可引用于此前进行说明的内容。
下面,对后壳体1170进行说明。
若驱动马达1120形成于压缩部1160的一侧,则后壳体1170形成于压缩部1160的另一侧。那么,后壳体1170形成于驱动马达1120的以压缩部1160为基准的相反侧。
后壳体1170具备开口了的第一端和封闭了的第二端。当将驱动马达1120侧设为前方时,第一端相当于前方端,而第二端相当于后方端。当螺栓插入形成于后壳体1170的紧固孔1172时,该螺栓将会依次穿过后壳体1170的紧固孔1172和第二涡旋盘1162的紧固孔1162i而与主壳体1110的紧固孔1117相结合。由此,主壳体1110、第二涡旋盘1162、后壳体1170能够进行螺栓紧固。
后壳体1170的后方端从第二涡旋盘1162隔开间隔。因此,在后壳体1170和第二涡旋盘1162之间形成有油分离室S2。油分离室S2相当于用于容纳压缩部1160中被压缩并吐出的流体的空间,并且相当于用于容纳将会向旋转轴1130的轴承面供应的油的空间。为了使油分离室S2密闭,在后壳体1170和第二涡旋盘1162之间可设置有如垫圈的密封构件(未图示)。
后壳体1170具备朝向第二涡旋盘1162突出的支撑突出部1174。支撑突出部1174从第二端的内部面突出。在此,内部面是指,固定部1173突出形成的外部面的相反侧面。支撑突出部1174可以突出至与第二涡旋盘1162的油引导突出部1162g相接触的位置。支撑突出部1174沿着轴向朝向第一涡旋盘1161侧对第二涡旋盘1162进行支撑。
下面,对逆变器模块1200进行说明。
逆变器壳体1210结合于主壳体1110的两端中的后壳体1170的相反侧,例如结合于主壳体1110的形成开口端的前方端。逆变器壳体1210与逆变器盖1220相结合,由此在其之间形成逆变器室S4。逆变器壳体1210和逆变器盖1220可进行螺栓紧固。
逆变器部件1230安装于所述逆变器室S4。电连接部1250与逆变器部件1230电连接。电连接部1250朝向马达室S1露出。
下面,对在本实用新型中的吐出流路的结构进行说明。
图5是用于说明吐出流路的旋转轴1130、第一涡旋盘1161以及第二轴承1182的立体图。
中空部1136形成于旋转轴1130的内部。中空部1136形成为从旋转轴1130的中心沿着轴向延伸。
中空部1136形成为向子轴承部1134的端部露出。当从子轴承部1134侧观察旋转轴1130时,能够看到中空部1136。因此,压缩部1160中被压缩的流体可以沿着中空部1136向子轴承部1134的端部吐出。
与此相反,主轴承部1132的端部被封堵。为了使压缩部1160中被压缩的流体只向子轴承部1134吐出,主轴承部1132的端部具有被封堵的结构。
另一方面,偏心部1133以从旋转轴1130的中心呈偏心的方式形成。由于偏心部1133的中心从旋转轴1130的中心呈偏心,因此偏心部1133的外周面也以从旋转轴1130的中心呈偏心的方式形成。
旋转轴侧吐出孔1137形成于偏心部1133。旋转轴侧吐出孔1137沿着偏心部1133的辐射方向形成为从偏心部1133的外周面连通至旋转轴1130的中空部1136。因此,引入到旋转轴侧吐出孔1137的流体将会连续地穿过所述旋转轴侧吐出孔1137和所述中空部1136并吐出。
旋转轴侧吐出孔1137可形成为长孔形状。在此,长孔是指沿着偏心部1133的外周面延伸的曲线长度大于沿着所述旋转轴1130的轴向延伸的曲线或直线的长度的形状。例如,所述长孔的轴向长度相对较短,而圆周方向长度相对较长。
旋转轴侧吐出孔1137的轴向长度可在任意位置上形成为固定。与此相反,旋转轴侧吐出孔1137的圆周方向上的长度,从中空部1136的内周面到偏心部1133的外周面逐渐变大。
旋转轴侧吐出孔1137可形成有一个或多个。当旋转轴侧吐出孔1137形成有多个时,多个旋转轴侧吐出孔1137a、1137b形成于沿着旋转轴1130的轴向彼此隔开间隔的位置,或者形成于沿着偏心部1133的外周在与轴向交叉的方向上彼此隔开间隔的位置。
第一涡旋盘1161的旋转轴结合部1161c以包围偏心部1133的外周面的方式形成。旋转轴结合部1161c设置有第一涡旋盘侧吐出孔1161e,使得被压缩的流体从旋转轴侧吐出孔1137吐出。第一涡旋盘侧吐出孔1161e沿着旋转轴结合部1161c的辐射方向形成为贯通旋转轴结合部1161c。
第一涡旋盘侧吐出孔1161e,形成于能够周期性地与旋转轴侧吐出孔1137相向的位置。在电动式压缩机1000进行运转的期间,旋转轴1130和第一涡旋盘1161将会持续地进行相对旋转。因此,第一涡旋盘侧吐出孔1161e与旋转轴侧吐出孔1137的相对位置将会持续地发生变化。但是,若第一涡旋盘侧吐出孔1161e和旋转轴侧吐出孔1137形成于在轴向上的彼此一致的位置,则在进行相对旋转过程的期间将会周期性地彼此相向。
可以将当第一涡旋盘侧吐出孔1161e和旋转轴侧吐出孔1137配置成彼此相向的时间点,称作吐出流路将会连接的时间点。相反,可以将第一涡旋盘侧吐出孔1161e和旋转轴侧吐出孔1137并未相向的时间点,称作吐出流路被阻断的时间点。
第一涡旋盘侧吐出孔1161e可形成为具有圆的截面。第一涡旋盘侧吐出孔1161e可形成有一个或多个。当旋转轴侧吐出孔1137形成有多个时,第一涡旋盘侧吐出孔1161e也可以形成有多个。多个第一涡旋盘侧吐出孔1161e1、1161e2可形成于沿着旋转轴1130的轴向彼此隔开的位置,或者形成于沿着旋转轴结合部1161c的内周面在与轴向交叉的方向上彼此隔开间隔的位置。
另一方面,第二轴承1182插入在旋转轴结合部1161c和偏心部1133之间,在所述第二轴承1182也形成有吐出孔1182a(参照图3和图4)。对此,参照图6进行说明。
图6是沿图4的A-A线剖开的剖视图。
第二轴承1182由先前提到的、称作第二轴承1182的衬套轴承1182形成。衬套轴承1182以包围偏心部1133的方式形成。例如,衬套轴承1182具有其内部为中空的圆柱形状,并且衬套轴承1182的两端形成开口。
衬套轴承1182配置在偏心部1133和旋转轴结合部1161c之间。衬套轴承1182压入于第一涡旋盘1161的旋转轴结合部1161c,并固定于旋转轴结合部1161c的内周面。
在衬套轴承1182形成有衬套轴承侧吐出孔1182a。衬套轴承侧吐出孔1182a形成于与第一涡旋盘侧吐出孔1161e相向的位置。
旋转轴1130和第一涡旋盘1161进行相对旋转。与此相反,衬套轴承1182固定于旋转轴结合部1161c的内周面。旋转轴结合部1161c和衬套轴承1182的相对位置是固定的,使得第一涡旋盘侧吐出孔1161e和衬套轴承侧吐出孔1182a保持彼此相向的状态。
衬套轴承和旋转轴1130进行相对旋转。因此,衬套轴承侧吐出孔1182a会周期性地与旋转轴侧吐出孔1137相向。
旋转轴侧吐出孔1137截面是扇环(annulus sector)。扇环是指,在具有相同圆点和相同中心角的两个扇形中,从较大的扇形去除较小的扇形的形状。例如,两个扇形中的较大的扇形是,以旋转轴1130的中心为圆点,并且半径为偏心部1133的外周面的扇形。两个扇形中的较小的扇形是,以旋转轴1130的中心为圆点,并且半径为中空部1136的内周面的扇形。
若从两个扇形中的较大的扇形去除较小的扇形,则不会形成完整的圆环,而是形成圆环的一部分区域被截取的形状。这种形状可以称作扇环形状。
衬套轴承侧吐出孔1182a可以具有圆形的截面积,使得其与第一涡旋盘侧吐出孔1161e相对应。衬套轴承侧吐出孔1182a和第一涡旋盘侧吐出孔1161e可以彼此结合而形成连续的流路。在此情况下,形成于衬套轴承1182的外周面的衬套轴承侧吐出孔1182a和形成于旋转轴结合部1161c的内周面的第一涡旋盘侧吐出孔1161e,可以具有彼此相同的形状。
另一方面,当将偏心部1133以偏心部1133的辐射方向为基准划分为两个部分时,第一部分相当于厚度相对较厚的部分,而第二部分相当于厚度相对较薄的部分。此时,第二部分形成于第一部分的两侧。并且,旋转轴侧吐出孔1137形成于第一部分。
由于偏心部1133从旋转轴1130的中心形成偏心,因此,以旋转轴1130的中心为基准,偏心部1133的厚度不固定。因此,当假设基准点P存在于偏心部1133的具有最大厚度的部位时,可以基于所述基准点P对旋转轴侧吐出孔1137的形成位置进行说明。
由于偏心部1133的外周面相当于圆形,因此可以将所述基准点P设定为圆坐标的基准的0°。在这种前提下,旋转轴侧吐出孔1137在所述基准的-60°至+60°的范围内形成。以压缩部1160中被压缩的流体的压力为基准,确定该角度。对其,参照图7进行后述。
第一涡旋盘侧吐出孔1161e形成于旋转轴结合部1161c中的具有最薄的辐射方向厚度的部分。参照图6,可以确认到:旋转轴结合部1161c在形成有第一涡旋盘侧吐出孔1161e的位置上具有最薄的厚度。由于流体在该位置上压缩成最大,因此,将能够吐出被压缩为最大的流体的位置选定为第一涡旋盘侧吐出孔1161e的位置。
当将所述旋转轴结合部1161c以旋转轴结合部1161c的径向为基准划分为两个部分时,第一部分相当于厚度相对较薄的部分,第二部分相当于厚度相对较厚的部分。此时,第二部分形成于第一部分的两侧。并且,第一涡旋盘侧吐出孔1161e形成于第一部分。
第一涡旋盘侧吐出孔1161e的尺寸小于旋转轴侧吐出孔1137的尺寸。例如,即使第一涡旋盘侧吐出孔1161e的轴向长度和旋转轴侧吐出孔1137的轴向长度彼此相同,第一涡旋盘侧吐出孔1161e的圆周方向上的长度也会小于旋转轴侧吐出孔1137的圆周方向上的长度。作为另一例,若旋转轴侧吐出孔1137的形状为长孔形,则第一涡旋盘侧吐出孔1161e的形状可以是圆形。因此,经由吐出流路吐出的流体的流量,可以由所述第一涡旋盘侧吐出孔1161e而决定。
下面,参照图7对旋转轴侧吐出孔1137的形成角度进行说明。
图7是表示偏心部1133的旋转角度和流体的压力之间的关系的图表。
图表中的横轴表示偏心部1133的旋转角度,图表中的纵轴表示流体在该旋转角度上的压力。
若将开始进行流体的压缩时的偏心部1133的旋转角度设为0°,则在对流体进行压缩的期间,偏心部1133的旋转角度逐渐增加。在偏心部1133的旋转角度增加的期间,在压缩部1160中进行流体的压缩,因此流体的压力也会增加。
当流体的压力增加到最大时,需要吐出被压缩的流体,此时,偏心部1133的旋转角度约为710°至830°。因此,旋转轴侧吐出孔1137优选以偏心部1133的外周面的与约120°角度相对应的大小形成。以偏心部1133的外周面的与约120°角度相对应的大小是指,沿着作为圆坐标的基准的0°的两侧的-60°至+60°的范围。
下面,对电动式压缩机1000的动作进行说明。
图8A至图8B是电动式压缩机1000的动作状态图。
当旋转轴1130在原位置上进行旋转时,偏心部1133随着旋转轴1130而进行偏心旋转。并且,第一涡旋盘1161通过防自转机构进行回旋运动。随着旋转轴1130和第一涡旋盘1161的相对旋转,旋转轴侧吐出孔1137和第一涡旋盘侧吐出孔1161e的相对位置将会持续地发生变化。
从第一涡旋盘侧吐出孔1161e和衬套轴承侧吐出孔1182a经过旋转轴侧吐出孔1137的一端之后开始,实现制冷剂的吸入。
在第一涡旋盘侧吐出孔1161e和衬套轴承侧吐出孔1182a围绕偏心部1133的外周面进行旋转,并且靠近旋转轴侧吐出孔1137的另一端的期间,在压缩部1160中实现流体的压缩。在此过程中,吐出流路理论上是被遮蔽的,因此压缩部1160中被压缩的流体不会被吐出。
当第一涡旋盘侧吐出孔1161e和衬套轴承侧吐出孔1182a位于与旋转轴侧吐出孔1137相向的位置时,被遮蔽的吐出流路将会连接。所述吐出流路由第一涡旋盘侧吐出孔1161e、衬套轴承侧吐出孔1182a、旋转轴侧吐出孔1137、中空部1136以及第二涡旋盘侧吐出孔1162f形成。结束压缩的流体,依次穿过第一涡旋盘侧吐出孔1161e、衬套轴承侧吐出孔1182a、旋转轴侧吐出孔1137、中空部1136以及第二涡旋盘侧吐出孔1162f并向油分离室S2吐出。
当被压缩的流体包含制冷剂和油时,油在油分离室S2中与制冷剂分离,制冷剂向形成于后壳体1170的吐出口1171吐出。
根据如上所述的结构,在旋转轴1130的中空部1136形成有吐出流路。因此,流路结构变得简单,并且产生流动阻力或降低压缩效率的因素非常少。另外,由于随着旋转轴1130的旋转而周期性地、自然地实现吐出流路的遮蔽和连接,因此,即便没有排出阀,也能在没有压缩流体的泄漏的情况下进行周期性的吐出。尤其,仅仅通过形成于旋转轴1130的一个吐出孔,来也能吐出高压制冷剂,因此本实用新型有利于压缩机结构的简单化、小型化、最优结构的设计。
下面,对本实用新型的吐出流路的结构的适用例进行说明。
图9是用于说明本实用新型的适用例的电动式压缩机2000的剖视图。
压缩机模块2100的外形由主壳体2110和后壳体2170形成。驱动马达2120、主框架2116、第一涡旋盘2161以及第二罩体2162安装于由所述主壳体2110和所述后壳体2170形成的空间。
主壳体2110和主框架2116可以由彼此独立的构件形成。主框架2116可固定于主壳体2110的内周面。
旋转轴2130通过主轴承2181和子轴承2183来能够沿着辐射方向在两点上支撑。
主轴承2181安装于主框架2116。主轴承2181以沿着辐射方向能够对旋转轴2130进行支撑的方式包围所述旋转轴2130的外周面。
在主轴承2181的前方侧,设置有用于防止流体从背压室S3泄漏的密封构件2184。密封构件2184形成为环形,并且具有马蹄形状的截面,以能够进行弹性变形。
子轴承2183也以沿着辐射方向能够对旋转轴2130进行支撑的方式包围旋转轴2130的外周面。子轴承2183配置于比主轴承2181更靠向前方侧的位置。子轴承支撑部2216从逆变器壳体2210的一面突出,子轴承2183安装于所述子轴承支撑部2216。
防自转机构2150由销2151和环2152形成。环2152安置于主框架2116的防自转机构安置槽2116c。销2151从环2152朝向第一涡旋盘2161的回旋镜板部2161a突出。
在背压室S3和防自转机构2150之间,设置有另一密封构件2185。所述密封构件2185配置在第一涡旋盘2161和主框架2116之间。通过从背压室S3供应的压力,密封构件2185可紧贴于第一涡旋盘2161的回旋镜板部2161a。
导油流路2162h以贯通第二涡旋盘2162的回旋镜板部2161a的方式形成。导油流路2162h以将存储于油分离室S2的油引导至旋转轴2130的轴承面的方式形成。
旋转轴2130包括驱动马达结合部2131、主轴承部2132、偏心部2133以及子轴承部2134。旋转轴2130贯通第一涡旋盘2161,并且延伸至与第二涡旋盘2162的回旋镜板部2161a相向的位置。偏心部2133的端部配置成与回旋镜板部2161a相向。
用于向压缩部供应流体的吸入流路Fg是由主框架3116的第一流路3116e和第二涡旋盘3162的第二流路3162k形成的。第一流路3116e在轴向上贯通主框架3116。第二流路3162k的一端与第一流路3116e相连接,第二流路3162k的另一端与压缩室V相连接。
吐出流路由第一涡旋盘侧吐出孔2161e、衬套轴承侧吐出孔2182a、旋转轴侧吐出孔2137、中空部2136以及第二涡旋盘侧吐出孔2162f形成。第一涡旋盘侧吐出孔2161e形成于第一涡旋盘2161的旋转轴结合部2161c。衬套轴承侧吐出孔2182a形成于衬套轴承2182。旋转轴侧吐出孔2137和中空部2136形成于偏心部2133。第二涡旋盘侧吐出孔2162f形成于回旋镜板部2161a。
当电动式压缩机2000进行动作时,旋转轴2130在原位置上进行旋转,偏心部2133以旋转轴2130的中心为基准进行偏心旋转。第一涡旋盘2161通过防自转机构2150进行回旋运动。
当旋转轴侧吐出孔2137位于与第一涡旋盘侧吐出孔2161e和衬套轴承侧吐出孔2182a相向的位置时,被压缩的流体经由吐出流路而向油分离室S2吐出。油从被压缩的流体中分离出,并聚集到油分离室S2的下部,而制冷剂经由后壳体2170的吐出口2171吐出。
图10是用于说明本实用新型的另一适用例的电动式压缩机3000的剖视图。
旋转轴3130通过主轴承3181和子轴承3183来能够沿着辐射方向在两点上支撑。
主轴承3181安装于主框架3116。主轴承3181以能够沿着辐射方向对旋转轴3130进行支撑的方式包围所述旋转轴3130的外周面。
子轴承3183也以能够沿着辐射方向对旋转轴3130进行支撑的方式包围旋转轴3130的外周面。子轴承3183配置于比主轴承3181更靠向后方侧的位置。第二涡旋盘3162具备旋转轴容纳部3162l,所述旋转轴容纳部3162l从固定镜板部3162a朝向后壳体3170侧凹陷而形成。旋转轴3130的子轴承部3134插入于所述旋转轴容纳部3162l,子轴承3183与插入到旋转轴容纳部3162l的子轴承部3134的外周相结合。
导油流路3162h以贯通第二涡旋盘3162的回旋镜板部3161a的方式形成。导油流路3162h以将存储于油分离室S2的油引导至旋转轴3130的轴承面的方式形成。
旋转轴3130包括驱动马达结合部3131、主轴承部3132、偏心部3133以及子轴承部3134。旋转轴3130贯通第一涡旋盘3161,并插入于第二涡旋盘3162的旋转轴容纳部3162l。子轴承部3134配置成与第二涡旋盘3162相向。
吐出流路由第一涡旋盘侧吐出孔3161e、衬套轴承侧吐出孔3182a、旋转轴侧吐出孔3137、中空部3136、第二涡旋盘侧吐出孔3162f形成。第一涡旋盘侧吐出孔3161e形成于第一涡旋盘3161的旋转轴结合部3161c。衬套轴承侧吐出孔3182a形成于衬套轴承3182。旋转轴侧吐出孔3137形成于偏心部3133。中空部3136形成于偏心部3133和子轴承部3134。第二涡旋盘侧吐出孔3162f形成于回旋镜板部3161a或旋转轴容纳部3162l。
当电动式压缩机3000进行动作时,旋转轴3130在原位置上进行旋转,偏心部3133以旋转轴3130的中心为基准进行偏心旋转。第一涡旋盘3161通过防自转机构3150进行回旋运动。
当旋转轴侧吐出孔3137位于与第一涡旋盘侧吐出孔3161e和衬套轴承侧吐出孔3182a相向的位置时,被压缩的流体经由吐出流路而向油分离室S2吐出。油从被压缩的流体中分离出,并聚集到油分离室S2的下部,而制冷剂经由后壳体3170的吐出口3171吐出。
图11是用于说明本实用新型的另一适用例的电动式压缩机4000的剖视图。
在电动式压缩机4000中,通过旋转轴4130的旋转来使吐出流路的遮蔽和连通周期性地重复实施。因此,排出阀并非是必需的。但是,在流体被压缩成为非常高压的情况下,可以根据需要设置排出阀,由此能够防止流体泄漏。
当将第二涡旋盘4162中的形成有固定涡卷部4162b的一面设为第一面,而将其相反侧的一面设为第二面时,排出阀4190可设置于第二面。排出阀4190以第二涡旋盘侧吐出孔4162f进行开闭的方式形成。在基准压力以上时,排出阀4190可以被打开。
当电动式压缩机4000进行动作时,旋转轴4130在原位置上进行旋转,偏心部4133以旋转轴4130的中心为基准进行偏心旋转。第一涡旋盘4161通过防自转机构进行回旋运动。
当旋转轴侧吐出孔4137位于与第一涡旋盘侧吐出孔4161e和衬套轴承侧吐出孔4182a相向的位置时,被压缩的流体将会打开排出阀4190。并且,被压缩的流体经由吐出流路而向油分离室S2吐出。油从被压缩的流体分离出,并聚集到油分离室S2的下部,而制冷剂经由后壳体4170的吐出口4171吐出。
根据如上所述的结构的本实用新型,能够实现经由旋转轴的中空部而吐出高压制冷剂的简单的流路结构。通过简单的流路结构,能够缓解压缩流体的流动阻力,而且能够防止压缩效率的低下。
另外,根据本实用新型,随着旋转轴的旋转而周期性地实现吐出流路的遮蔽和连通。因此,即便在每个吐出孔不单独设置排出阀,也能防止逆流,并且能够周期性地吐出高压制冷剂。
另外,根据本实用新型,仅仅通过形成于旋转轴的中空部的一个吐出孔,来也能吐出高压制冷剂。因此,本实用新型能够使电动式压缩机的结构简单化、小型化,并且在电动式压缩机的最优结构的设计上提供有利的基础。
以上进行说明的电动式压缩机并不限定于上述进行说明的实施例的结构和方法,上述实施例通过选择性地组合各个实施例的全部或一部分来能够实现多种变形。
Claims (10)
1.一种电动式压缩机,其特征在于,包括:
驱动马达,具有定子和转子;
旋转轴,与所述转子相结合;
第一涡旋盘,设置于所述驱动马达的一侧,与所述旋转轴偏心相结合,并且通过所述旋转轴进行回旋运动;以及
第二涡旋盘,固定于与所述第一涡旋盘相向的位置,与所述第一涡旋盘相结合并与所述第一涡旋盘一起形成压缩室,
所述旋转轴包括:
中空部,在所述旋转轴的内部沿着所述旋转轴的轴向形成;以及
偏心部,从所述旋转轴的中心偏心地形成并具备旋转轴侧吐出孔,所述旋转轴侧吐出孔从所述偏心部的外周面连通至所述中空部,
所述第一涡旋盘具备包围所述偏心部的外周面的旋转轴结合部,
所述旋转轴结合部具备第一涡旋盘侧吐出孔,所述第一涡旋盘侧吐出孔形成于周期性地与所述旋转轴侧吐出孔相向的位置,使得被压缩的流体从所述旋转轴侧吐出孔吐出。
2.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述旋转轴侧吐出孔的圆周方向上的长度,以从所述中空部的内周面到所述偏心部的外周面逐渐变大的方式形成,
所述旋转轴侧吐出孔具有长孔形状,所述长孔形状是沿着所述偏心部的外周面的圆周方向延伸的曲线长度大于沿着所述旋转轴的轴向延伸的曲线或直线长度的形状。
3.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
当将所述偏心部中的以所述旋转轴的中心为基准的、具有最大厚度的基准点设为作为圆坐标的基准的0°时,所述旋转轴侧吐出孔形成于所述基准点的-60°至+60°的范围内。
4.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述旋转轴侧吐出孔和所述第一涡旋盘侧吐出孔中的至少一方形成有多个,
当所述旋转轴侧吐出孔形成有多个时,多个所述旋转轴侧吐出孔形成于所述旋转轴的在轴向上彼此隔开的位置,或者形成于所述偏心部的外周面的、在与所述轴向交叉的方向上彼此隔开的位置,
当所述第一涡旋盘侧吐出孔形成有多个时,多个所述第一涡旋盘侧吐出孔形成于所述旋转轴的在轴向上彼此隔开的位置,或者形成于所述旋转轴结合部的内周面、在与所述轴向交叉的方向上彼此隔开的位置。
5.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述第一涡旋盘侧吐出孔的尺寸小于所述旋转轴侧吐出孔的尺寸,
所述第一涡旋盘侧吐出孔的圆周方向上的长度小于所述旋转轴侧吐出孔的圆周方向上的长度。
6.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
还包括包围所述偏心部的衬套轴承,
所述衬套轴承配置在所述偏心部和所述旋转轴结合部之间,并且具备衬套轴承侧吐出孔,所述衬套轴承侧吐出孔形成于与所述第一涡旋盘侧吐出孔相向的位置,
所述旋转轴结合部和所述衬套轴承之间的相对位置固定,使得所述第一涡旋盘侧吐出孔和所述衬套轴承侧吐出孔保持彼此相向的状态。
7.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述第二涡旋盘具备:
支承部,所述第二涡旋盘的一面凹陷而形成所述支承部,所述支承部容纳所述旋转轴的一端;以及
第二涡旋盘侧吐出孔,以与插入于所述支承部的所述旋转轴的所述中空部相向的方式形成于所述支承部。
8.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述第二涡旋盘配置成与所述旋转轴的一端相向,在所述第二涡旋盘的与所述中空部相向的位置设置有第二涡旋盘侧吐出孔,
所述电动式压缩机还包括开闭所述第二涡旋盘侧吐出孔的排出阀,
在基准压力以上时,所述排出阀被打开。
9.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述第二涡旋盘配置成与所述旋转轴的一端相向,在所述第二涡旋盘的与所述中空部相向的位置设置有第二涡旋盘侧吐出孔,
所述电动式压缩机还包括后壳体,
所述后壳体与所述第二涡旋盘相结合而形成油分离室,所述油分离室容纳经由所述第二涡旋盘侧吐出孔吐出的流体,
所述第二涡旋盘包括:
板状的镜板部;以及
导油流路,贯通所述镜板部,使得存储于所述油分离室的油供应到所述旋转轴的外周面。
10.根据权利要求1所述的电动式压缩机,其特征在于,
所述第二涡旋盘配置成与所述旋转轴的一端相向,在所述第二涡旋盘的与所述中空部相向的位置设置有第二涡旋盘侧吐出孔,
所述电动式压缩机还包括支撑所述第一涡旋盘的主框架,
所述主框架、所述第一涡旋盘以及所述第二涡旋盘沿着远离所述驱动马达的方向依次配置,
所述旋转轴贯通所述主框架和所述第一涡旋盘并延伸至与所述第二涡旋盘的镜板部相向的位置,
所述第二涡旋盘侧吐出孔形成于所述镜板部。
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