CN220909951U - 气缸座及压缩机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种气缸座及压缩机,涉及压缩机技术领域。本实用新型的气缸座包括轴体段以及换热结构,轴体段用于安装曲轴;换热结构设置于所述轴体段上;其中,所述换热结构包括至少一个换热组,所述换热组包括至少一个换热槽,以增加所述轴体段的换热面积及柔性间隙。本实用新型所公开的技术方案能够解决现有压缩机使用中存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及压缩机领域,特别地涉及一种气缸座及压缩机。
背景技术
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力。
随着高效电冰箱的发展,行业中越来越重视压缩机的能效比,生产中提高压缩机的能效比通常通过提高压缩机的机械效率、电机效率、容积效率、降低压缩机因摩擦而产生的功耗,但这些方式仍存在着因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种气缸座及压缩机,能够解决现有压缩机使用中存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题。
第一方面,本实用新型实施例提供一种气缸座及压缩机,包括:
轴体段,用于安装曲轴;以及
换热结构,设置于所述轴体段上;
其中,所述换热结构包括至少一个换热组,所述换热组包括至少一个换热槽,以增加所述轴体段的换热面积及柔性间隙。
在一个实施方式中,所述换热结构包括多个换热组,多个所述换热组沿所述轴体段的轴向间隔布置。
在一个实施方式中,所述换热组包括多个换热槽,多个所述换热槽沿所述轴体段的周向间隔布置,所述换热槽沿所述轴体段的周向延伸;
其中,相邻的两个所述换热组的所述换热槽在所述轴体段的周向上交错布置。
在一个实施方式中,所述换热槽的深度小于所述轴体段的壁厚。
在一个实施方式中,所述换热槽在所述轴体段的径向方向上贯通所述轴体段。
在一个实施方式中,所述轴体段设置有用于安装所述曲轴的轴孔,所述换热组设置于所述轴体段的内壁和/或外壁上。
在一个实施方式中,所述换热槽的边缘设有过渡面。
在一个实施方式中,所述气缸座包括设置于所述轴体段上的缸体段,所述缸体段与所述轴体段相连通,且所述缸体段用于安装活塞。
在一个实施方式中,相邻的两个所述换热组之间具有第一预设距离,所述换热组与所述轴体段远离所述缸体段的一端具有第二预设距离。
第二方面,本实用新型实施例提供一种压缩机,包括如上述任一实施方式中所述的气缸座。
与现有技术相比,本实用新型实施例的优点在于,通过在所述换热轴体段上设置所述换热结构,在电机驱动曲轴进行旋转工作时,能够将电机产生的热量通过电机转子传递到所述换热结构上,所述换热结构一方面能够将电机产生的热量传递至所述轴体部内的冷却油回路上;另一方面能够提供吸收气缸座膨胀的柔性间隙,能够解决目前存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题,提高了气缸座的散热能力、韧性,降低了电机的工作温度,有效提升了压缩机的性能。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。
图1是本实用新型的一实施例提供的气缸座结构示意图;
图2是本实用新型的一实施例提供的气缸座装配结构示意图;
图3是本实用新型的另一实施例提供的气缸座结构示意图。
附图标记:
10、轴体段;110、换热槽;120、轴孔;
20、缸体段;
30、电机转子;
40、曲轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,是制冷系统的心脏。压缩机分活塞压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机、直线压缩机等。活塞压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备及冷却系统组成。冷却方式有油冷和风冷,自然冷却三种。压缩机从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体,通过电机运转带动活塞对其进行压缩后,向排气管排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力,从而实现压缩、冷凝(放热)、膨胀、蒸发(吸热)的制冷循环。
随着高效电冰箱的发展,行业中越来越重视压缩机的能效比,生产中提高压缩机的能效比通常通过提高压缩机的机械效率、电机效率、容积效率、降低压缩机因摩擦而产生的功耗,但这些方式仍存在着因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座与曲轴接触面过大导致摩擦过大,引起不功耗增加、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题。
实施例一
如图1、图2所示,本实施例提供了一种气缸座,包括轴体段10以及换热结构;轴体段10用于安装曲轴40;换热结构设置于轴体段10上,其中,换热结构包括至少一个换热组,换热组包括至少一个换热槽110,以用于增加轴体段10的换热面积及柔性间隙。
需要说明的是,在压缩机安装时,气缸座的轴体段10内通常安装曲轴40,曲轴40伸出轴体段10与电机的电机转子30过盈配合相连,电机转子30通常会向上延伸至轴体段10外,覆盖换热结构,且电机转子30与轴体段10间具有预设间隙,一方面能够将电机转子30旋转时产生的热量及时传递至换热结构,达到降低电机温度的目的;另一方面,换热结构能够及时吸收电机转子30、曲轴40旋转时产生的热量,并为轴体段10的变形提供柔性间隙,以通过换热结构吸收热变形,减小轴体段10的整体变形,进而减小曲轴40与轴体段10的摩擦,提高压缩机的性能。
需要说明的是,在换热结构包括多个换热组时,根据电机转子30旋转时产生热量分布的特点,调整多个换热组的分布,如在靠近热源处,使换热组间隙较小,远离热源处,使换热组间隙较大。
需要说明的是,在换热组仅包括一个换热槽110时,换热槽110呈环状;在换热组包括多个换热槽110时,多个换热槽110沿轴体段10的圆周布置,以保证在轴体段10的周向上,换热组吸收、传递热量及热变形均衡。
在一些实施例中,换热结构包括多个换热组,多个换热组沿轴体段10的轴向间隔布置。
需要说明的是,如图1、图2所示,轴体段10内壁和外壁通常为圆形,轴体段10的轴向为竖直方向,在换热结构包括多个换热组时,多个换热组通常沿轴体段10的轴向等间距间隔布置,以使得每个换热组均匀的吸收、传递电机转子30产生的热量,且在吸收、传递热量时能够均衡的吸收热膨胀量,若多个换热组间的距离设置不合理,会造成多个换热组间吸收、传递的热量不均匀,造成多个换热组间存在温差,而多个换热组间存在的温差不同会造成多个换热组的膨胀量不同,容易引起轴体段10的变形,如弯曲。
在一些实施例中,换热组包括多个换热槽110,多个换热槽110沿所轴体段10的周向间隔布置,换热槽110沿轴体段10的周向延伸;其中,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置。
需要说明的是,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置,能够在轴体段10上布置更多的换热槽110,并有效的降低在轴体段10上开槽后对轴体段10强度的影响;若相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上不是交错布置,那么相邻的两个换热组间的间距会过小,间距过小会影响轴体段10的强度,使轴体段10发生机械损伤。
需要说明的是,在压缩机工作时,电机产生的热量通过电机转子30传递至轴体段10上的换热结构,换热结构将电机转子30传递过来的热量传递至轴体段10的内壁,轴体段10内安装有曲轴40,且处于曲轴40的冷却油回路中,冷却油能够及时地将换热结构传递过来的热量带走,降低电机转子30的温度,进而降低电机的温度。
需要说明的是,在压缩机工作时,所用压缩机的曲轴40通过离心力将冷冻油泵上曲轴40,压缩机的电机在运转时产生大量热量,热量一直积聚在电机内部,产生的高温会使压缩机的性能恶化,通过在轴体段10上设置换热槽110,当设置换热槽110时,换热面积A增加,根据Q=A·κΔt,其中,Q为热量、A为传热面积、κ为传热系数,在相同的时间内,材料相同,传热系数相同,传热面积越大,传热量越大。因此,电机内的热量通过换热槽110传递至轴体段10外壁,然后由轴体段10外壁传递至轴体段10内壁,传递至轴体段10内壁的热量被曲轴40输送的冷冻油带走,从而快速带走热量,避免电机内温度过高,从而影响压缩机性能;
在一些实施例中,换热槽110的深度小于轴体段10的壁厚。
需要说明的是,换热槽110的深度和宽度通常是根据轴体段10的壁厚、尺寸进行设置,例如,换热槽110的宽度为1mm,若轴体段10的尺寸较大、壁厚较厚,那么换热槽110的深度和宽度相应的要加大,以达到更好的吸收、传递热量及吸收热变形的效果。
需要说明的是,使换热槽110的深度小于轴体段10的壁厚,一方面能够增加轴体段10的换热面积,另一方面,也能够保证轴体段10的强度。
需要说明的是,换热槽110的截面可以为长方形、三角形、圆形、多边形等,本申请对换热槽110的截面形状不做具体限定。
在一些实施例中,轴体段10设置有用于安装曲轴40的轴孔120,换热组设置于轴体段10的内壁和/或外壁上。
需要说明的是,如图1所示,轴孔120的下部通常用于安装曲轴40的前端,即曲轴40的平直部分,轴孔120的上部通常用于安装曲轴40的连杆轴颈和平衡块,在换热组设置于轴体段10的外壁时,能够充分吸收电机转子30传递过来的热量;在将换热组设置于轴体段10的内壁时,能够充分与冷却油接触,及时将换热组传递过来的热量带走。
需要说明的是,换热组可既设在轴体段10的外壁,也设在轴体段10的内壁上,此时,一方面,位于轴体段10外壁上的换热组能够将电机转子30的热量充分的传递到换热结构、轴体段10内壁;另一方面,位于轴体段10内壁上的换热组能够将轴体段10外壁传递过来的热量及时传递给冷却油,及时将热量带走,以达到更好的散热效果。
在一些实施例中,气缸座包括设置于轴体段10上的缸体段20,缸体段20与轴体段10相连通,且缸体段20用于安装活塞。
需要说明的是,缸体段20通常与轴体段10相互垂直,缸体段20与轴体段10相交处用于容纳曲轴40的连杆轴颈,曲轴40的连杆轴颈通过连杆连接活塞,以推动活塞做功,对外提供压缩气体。
在一些实施例中,相邻的两个换热组之间具有第一预设距离,换热组与轴体段10远离缸体段20的一端具有第二预设距离。
需要说明的是,为保证轴体段10的强度,通常需限制换热组之间的距离、换热组与轴体段10端面的距离,例如,第一预设距离为9mm、第二预设距离为8mm,当然,第一预设距离和第二预设距离的数值可根据轴体段10的壁厚、尺寸以及换热槽110的尺寸进行调整,本申请对此并不做具体限定。
综上,本实用新型实施例的优点在于,通过在换热轴体段10上设置换热结构,在电机驱动曲轴40进行旋转工作时,能够将电机产生的热量通过电机转子30传递到换热结构上,换热结构一方面能够将电机产生的热量传递至轴体部内的冷却油回路上;另一方面能够提供吸收气缸座膨胀的柔性间隙,能够解决目前存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题,提高了气缸座的散热能力、韧性,降低了电机的工作温度,有效提升了压缩机的性能。
实施例二
如图1、图2所示,本实施例提供了一种气缸座,包括轴体段10以及换热结构;轴体段10用于安装曲轴40;换热结构设置于轴体段10上,其中,换热结构包括至少一个换热组,换热组包括至少一个换热槽110,以用于增加轴体段10的换热面积及柔性间隙。
需要说明的是,在压缩机安装时,气缸座的轴体段10内通常安装曲轴40,曲轴40伸出轴体段10与电机的电机转子30过盈配合相连,电机转子30通常会向上延伸至轴体段10外,覆盖换热结构,且电机转子30与轴体段10间具有预设间隙,一方面能够将电机转子30旋转时产生的热量及时传递至换热结构,达到降低电机温度的目的;另一方面,换热结构能够及时吸收电机转子30、曲轴40旋转时产生的热量,并为轴体段10的变形提供柔性间隙,以通过换热结构吸收热变形,减小轴体段10的整体变形,进而减小曲轴40与轴体段10的摩擦,提高压缩机的性能。
需要说明的是,在换热结构包括多个换热组时,根据电机转子30旋转时产生热量分布的特点,调整多个换热组的分布,如在靠近热源处,使换热组间隙较小,远离热源处,使换热组间隙较大。
需要说明的是,在换热组仅包括一个换热槽110时,换热槽110呈环状;在换热组包括多个换热槽110时,多个换热槽110沿轴体段10的圆周布置,以保证在轴体段10的周向上,换热组吸收、传递热量及热变形均衡。
在一些实施例中,换热结构包括多个换热组,多个换热组沿轴体段10的轴向间隔布置。
需要说明的是,如图1、图2所示,轴体段10内壁和外壁通常为圆形,轴体段10的轴向为竖直方向,在换热结构包括多个换热组时,多个换热组通常沿轴体段10的轴向等间距间隔布置,以使得每个换热组均匀的吸收、传递电机转子30产生的热量,且在吸收、传递热量时能够均衡的吸收热膨胀量,若多个换热组间的距离设置不合理,会造成多个换热组间吸收、传递的热量不均匀,造成多个换热组间存在温差,而多个换热组间存在的温差不同会造成多个换热组的膨胀量不同,容易引起轴体段10的变形,如弯曲。
在一些实施例中,换热组包括多个换热槽110,多个换热槽110沿所轴体段10的周向间隔布置,换热槽110沿轴体段10的周向延伸;其中,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置。
需要说明的是,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置,能够在轴体段10上布置更多的换热槽110,并有效的降低在轴体段10上开槽后对轴体段10强度的影响;若相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上不是交错布置,那么相邻的两个换热组间的间距会过小,间距过小会影响轴体段10的强度,使轴体段10发生机械损伤。
需要说明的是,在压缩机工作时,电机产生的热量通过电机转子30传递至轴体段10上的换热结构,换热结构将电机转子30传递过来的热量传递至轴体段10的内壁,轴体段10内安装有曲轴40,且处于曲轴40的冷却油回路中,冷却油能够及时地将换热结构传递过来的热量带走,降低电机转子30的温度,进而降低电机的温度。
需要说明的是,在压缩机工作时,所用压缩机的曲轴40通过离心力将冷冻油泵上曲轴40,压缩机的电机在运转时产生大量热量,热量一直积聚在电机内部,产生的高温会使压缩机的性能恶化,通过在轴体段10上设置换热槽110,当设置换热槽110时,换热面积A增加,根据Q=A·κΔt,其中,Q为热量、A为传热面积、κ为传热系数,在相同的时间内,材料相同,传热系数相同,传热面积越大,传热量越大。因此,电机内的热量通过换热槽110传递至轴体段10外壁,然后由轴体段10外壁传递至轴体段10内壁,传递至轴体段10内壁的热量被曲轴40输送的冷冻油带走,从而快速带走热量,避免电机内温度过高,从而影响压缩机性能;
在一些实施例中,换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10。
需要说明的是,如图3所示,使换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10能够增加换热槽110的换热面积、增加换热槽110能够吸收的热膨胀量,同时能够将电机转子30加入到曲轴40冷却油系统的回路中,提高对电机转子30的冷却能力。
需要说明的是,在换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10时,电机转子30的末端与轴体段10间设置密封填料,以防止通过换热槽110进入电机转子30的冷却油不会流到外部,在压缩机工作时,曲轴40的冷却油回路中的冷却油可通过换热槽110进入到轴体段10与电机转子30之间,带走电机转子30上的热量,然后再通过换热槽110回到轴体段10内,电机转子30内壁及电机转子30与轴体段10间均做密封处理。
在一些实施例中,轴体段10设置有用于安装曲轴40的轴孔120,换热组设置于轴体段10的内壁和/或外壁上。
需要说明的是,如图1所示,轴孔120的下部通常用于安装曲轴40的前端,即曲轴40的平直部分,轴孔120的上部通常用于安装曲轴40的连杆轴颈和平衡块,在换热组设置于轴体段10的外壁时,能够充分吸收电机转子30传递过来的热量;在将换热组设置于轴体段10的内壁时,能够充分与冷却油接触,及时将换热组传递过来的热量带走。
需要说明的是,换热组可既设在轴体段10的外壁,也设在轴体段10的内壁上,此时,一方面,位于轴体段10外壁上的换热组能够将电机转子30的热量充分的传递到换热结构、轴体段10内壁;另一方面,位于轴体段10内壁上的换热组能够将轴体段10外壁传递过来的热量及时传递给冷却油,及时将热量带走,以达到更好的散热效果。
在一些实施例中,气缸座包括设置于轴体段10上的缸体段20,缸体段20与轴体段10相连通,且缸体段20用于安装活塞。
需要说明的是,缸体段20通常与轴体段10相互垂直,缸体段20与轴体段10相交处用于容纳曲轴40的连杆轴颈,曲轴40的连杆轴颈通过连杆连接活塞,以推动活塞做功,对外提供压缩气体。
在一些实施例中,相邻的两个换热组之间具有第一预设距离,换热组与轴体段10远离缸体段20的一端具有第二预设距离。
需要说明的是,为保证轴体段10的强度,通常需限制换热组之间的距离、换热组与轴体段10端面的距离,例如,第一预设距离为9mm、第二预设距离为8mm,当然,第一预设距离和第二预设距离的数值可根据轴体段10的壁厚、尺寸以及换热槽110的尺寸进行调整,本申请对此并不做具体限定。
综上,本实用新型实施例的优点在于,通过在换热轴体段10上设置换热结构,在电机驱动曲轴40进行旋转工作时,能够将电机产生的热量通过电机转子30传递到换热结构上,换热结构一方面能够将电机产生的热量传递至轴体部内的冷却油回路上;另一方面能够提供吸收气缸座膨胀的柔性间隙,能够解决目前存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题,提高了气缸座的散热能力、韧性,降低了电机的工作温度,有效提升了压缩机的性能。
实施例三
如图1、图2所示,本实施例提供了一种气缸座,包括轴体段10以及换热结构;轴体段10用于安装曲轴40;换热结构设置于轴体段10上,其中,换热结构包括至少一个换热组,换热组包括至少一个换热槽110,以用于增加轴体段10的换热面积及柔性间隙。
需要说明的是,在压缩机安装时,气缸座的轴体段10内通常安装曲轴40,曲轴40伸出轴体段10与电机的电机转子30过盈配合相连,电机转子30通常会向上延伸至轴体段10外,覆盖换热结构,且电机转子30与轴体段10间具有预设间隙,一方面能够将电机转子30旋转时产生的热量及时传递至换热结构,达到降低电机温度的目的;另一方面,换热结构能够及时吸收电机转子30、曲轴40旋转时产生的热量,并为轴体段10的变形提供柔性间隙,以通过换热结构吸收热变形,减小轴体段10的整体变形,进而减小曲轴40与轴体段10的摩擦,提高压缩机的性能。
需要说明的是,在换热结构包括多个换热组时,根据电机转子30旋转时产生热量分布的特点,调整多个换热组的分布,如在靠近热源处,使换热组间隙较小,远离热源处,使换热组间隙较大。
需要说明的是,在换热组仅包括一个换热槽110时,换热槽110呈环状;在换热组包括多个换热槽110时,多个换热槽110沿轴体段10的圆周布置,以保证在轴体段10的周向上,换热组吸收、传递热量及热变形均衡。
在一些实施例中,换热结构包括多个换热组,多个换热组沿轴体段10的轴向间隔布置。
需要说明的是,如图1、图2所示,轴体段10内壁和外壁通常为圆形,轴体段10的轴向为竖直方向,在换热结构包括多个换热组时,多个换热组通常沿轴体段10的轴向等间距间隔布置,以使得每个换热组均匀的吸收、传递电机转子30产生的热量,且在吸收、传递热量时能够均衡的吸收热膨胀量,若多个换热组间的距离设置不合理,会造成多个换热组间吸收、传递的热量不均匀,造成多个换热组间存在温差,而多个换热组间存在的温差不同会造成多个换热组的膨胀量不同,容易引起轴体段10的变形,如弯曲。
在一些实施例中,换热组包括多个换热槽110,多个换热槽110沿所轴体段10的周向间隔布置,换热槽110沿轴体段10的周向延伸;其中,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置。
需要说明的是,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置,能够在轴体段10上布置更多的换热槽110,并有效的降低在轴体段10上开槽后对轴体段10强度的影响;若相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上不是交错布置,那么相邻的两个换热组间的间距会过小,间距过小会影响轴体段10的强度,使轴体段10发生机械损伤。
需要说明的是,在压缩机工作时,电机产生的热量通过电机转子30传递至轴体段10上的换热结构,换热结构将电机转子30传递过来的热量传递至轴体段10的内壁,轴体段10内安装有曲轴40,且处于曲轴40的冷却油回路中,冷却油能够及时地将换热结构传递过来的热量带走,降低电机转子30的温度,进而降低电机的温度。
需要说明的是,在压缩机工作时,所用压缩机的曲轴40通过离心力将冷冻油泵上曲轴40,压缩机的电机在运转时产生大量热量,热量一直积聚在电机内部,产生的高温会使压缩机的性能恶化,通过在轴体段10上设置换热槽110,当设置换热槽110时,换热面积A增加,根据Q=A·κΔt,其中,Q为热量、A为传热面积、κ为传热系数,在相同的时间内,材料相同,传热系数相同,传热面积越大,传热量越大。因此,电机内的热量通过换热槽110传递至轴体段10外壁,然后由轴体段10外壁传递至轴体段10内壁,传递至轴体段10内壁的热量被曲轴40输送的冷冻油带走,从而快速带走热量,避免电机内温度过高,从而影响压缩机性能;
在一些实施例中,换热槽110的深度小于轴体段10的壁厚。
需要说明的是,换热槽110的深度和宽度通常是根据轴体段10的壁厚、尺寸进行设置,例如,换热槽110的宽度为1mm,当然,若轴体段10的尺寸较大、壁厚较厚,那么换热槽110的深度和宽度相应的要加大,以达到更好的吸收、传递热量及吸收热变形的效果。
需要说明的是,使换热槽110的深度小于轴体段10的壁厚,一方面能够增加轴体段10的换热面积,另一方面,也能够保证轴体段10的强度。
需要说明的是,换热槽110的截面可以为长方形、三角形、圆形、多边形等,本申请对换热槽110的截面形状不做具体限定。
在一些实施例中,轴体段10设置有用于安装曲轴40的轴孔120,换热组设置于轴体段10的内壁和/或外壁上。
需要说明的是,如图1所示,轴孔120的下部通常用于安装曲轴40的前端,即曲轴40的平直部分,轴孔120的上部通常用于安装曲轴40的连杆轴颈和平衡块,在换热组设置于轴体段10的外壁时,能够充分吸收电机转子30传递过来的热量;在将换热组设置于轴体段10的内壁时,能够充分与冷却油接触,及时将换热组传递过来的热量带走。
需要说明的是,换热组可既设在轴体段10的外壁,也设在轴体段10的内壁上,此时,一方面,位于轴体段10外壁上的换热组能够将电机转子30的热量充分的传递到换热结构、轴体段10内壁;另一方面,位于轴体段10内壁上的换热组能够将轴体段10外壁传递过来的热量及时传递给冷却油,及时将热量带走,以达到更好的散热效果。
在一些实施例中,换热槽110的边缘设有过渡面。
需要说明的是,换热槽110的边缘包括换热槽110的长边、短边等,在换热槽110位于轴体段10的内壁上时,一方面,在换热槽110的边缘设置过渡面能够降低曲轴40与轴孔120段的摩擦,降低轴体段10受到机械损伤的概率;另一方面,能够使冷却油容易进入换热槽110带走换热槽110内的热量,并且增加换热面积;在换热槽110位于轴体段10的外壁上时,在换热槽110的边缘设置过渡面能够增加换热面积。
需要说明的是,通常过渡面为圆弧面,圆弧的曲率、半径可依据换热槽110的尺寸进行选取,通常在换热槽110尺寸较小时,圆弧的曲率、半径较小;在换热槽110的尺寸较大时,圆弧的曲率、半径较大。
需要说明的是,换热槽110的边角处,即边与边、面与面相交的交角处同样设置过渡面,在边与边、面与面相交的交角处设置过渡面能够有效的降低应力集中,降低轴体段10受到机械损伤的概率。
在一些实施例中,气缸座包括设置于轴体段10上的缸体段20,缸体段20与轴体段10相连通,且缸体段20用于安装活塞。
需要说明的是,缸体段20通常与轴体段10相互垂直,缸体段20与轴体段10相交处用于容纳曲轴40的连杆轴颈,曲轴40的连杆轴颈通过连杆连接活塞,以推动活塞做功,对外提供压缩气体。
在一些实施例中,相邻的两个换热组之间具有第一预设距离,换热组与轴体段10远离缸体段20的一端具有第二预设距离。
需要说明的是,为保证轴体段10的强度,通常需限制换热组之间的距离、换热组与轴体段10端面的距离,例如,第一预设距离为9mm、第二预设距离为8mm,当然,第一预设距离和第二预设距离的数值可根据轴体段10的壁厚、尺寸以及换热槽110的尺寸进行调整,本申请对此并不做具体限定。
综上,本实用新型实施例的优点在于,通过在换热轴体段10上设置换热结构,在电机驱动曲轴40进行旋转工作时,能够将电机产生的热量通过电机转子30传递到换热结构上,换热结构一方面能够将电机产生的热量传递至轴体部内的冷却油回路上;另一方面能够提供吸收气缸座膨胀的柔性间隙,能够解决目前存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题,提高了气缸座的散热能力、韧性,降低了电机的工作温度,有效提升了压缩机的性能。
实施例四
本实用新型至少一实施例还提供一种压缩机,包括本实用新型任一实施例的气缸座,如图1、图2所示,气缸座包括轴体段10以及换热结构;轴体段10用于安装曲轴40;换热结构设置于轴体段10上,其中,换热结构包括至少一个换热组,换热组包括至少一个换热槽110,以用于增加轴体段10的换热面积及柔性间隙。
需要说明的是,在压缩机安装时,气缸座的轴体段10内通常安装曲轴40,曲轴40伸出轴体段10与电机的电机转子30过盈配合相连,电机转子30通常会向上延伸至轴体段10外,覆盖换热结构,且电机转子30与轴体段10间具有预设间隙,一方面能够将电机转子30旋转时产生的热量及时传递至换热结构,达到降低电机温度的目的;另一方面,换热结构能够及时吸收电机转子30、曲轴40旋转时产生的热量,并为轴体段10的变形提供柔性间隙,以通过换热结构吸收热变形,减小轴体段10的整体变形,进而减小曲轴40与轴体段10的摩擦,提高压缩机的性能。
需要说明的是,在换热结构包括多个换热组时,根据电机转子30旋转时产生热量分布的特点,调整多个换热组的分布,如在靠近热源处,使换热组间隙较小,远离热源处,使换热组间隙较大。
需要说明的是,在换热组仅包括一个换热槽110时,换热槽110呈环状;在换热组包括多个换热槽110时,多个换热槽110沿轴体段10的圆周布置,以保证在轴体段10的周向上,换热组吸收、传递热量及热变形均衡。
在一些实施例中,换热结构包括多个换热组,多个换热组沿轴体段10的轴向间隔布置。
需要说明的是,如图1、图2所示,轴体段10内壁和外壁通常为圆形,轴体段10的轴向为竖直方向,在换热结构包括多个换热组时,多个换热组通常沿轴体段10的轴向等间距间隔布置,以使得每个换热组均匀的吸收、传递电机转子30产生的热量,且在吸收、传递热量时能够均衡的吸收热膨胀量,若多个换热组间的距离设置不合理,会造成多个换热组间吸收、传递的热量不均匀,造成多个换热组间存在温差,而多个换热组间存在的温差不同会造成多个换热组的膨胀量不同,容易引起轴体段10的变形,如弯曲。
在一些实施例中,换热组包括多个换热槽110,多个换热槽110沿所轴体段10的周向间隔布置,换热槽110沿轴体段10的周向延伸;其中,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置。
需要说明的是,相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上交错布置,能够在轴体段10上布置更多的换热槽110,并有效的降低在轴体段10上开槽后对轴体段10强度的影响;若相邻的两个换热组的换热槽110在轴体段10的周向上不是交错布置,那么相邻的两个换热组间的间距会过小,间距过小会影响轴体段10的强度,使轴体段10发生机械损伤。
需要说明的是,在压缩机工作时,电机产生的热量通过电机转子30传递至轴体段10上的换热结构,换热结构将电机转子30传递过来的热量传递至轴体段10的内壁,轴体段10内安装有曲轴40,且处于曲轴40的冷却油回路中,冷却油能够及时地将换热结构传递过来的热量带走,降低电机转子30的温度,进而降低电机的温度。
需要说明的是,在压缩机工作时,所用压缩机的曲轴40通过离心力将冷冻油泵上曲轴40,压缩机的电机在运转时产生大量热量,热量一直积聚在电机内部,产生的高温会使压缩机的性能恶化,通过在轴体段10上设置换热槽110,当设置换热槽110时,换热面积A增加,根据Q=A·κΔt,其中,Q为热量、A为传热面积、κ为传热系数,在相同的时间内,材料相同,传热系数相同,传热面积越大,传热量越大。因此,电机内的热量通过换热槽110传递至轴体段10外壁,然后由轴体段10外壁传递至轴体段10内壁,传递至轴体段10内壁的热量被曲轴40输送的冷冻油带走,从而快速带走热量,避免电机内温度过高,从而影响压缩机性能;
在一些实施例中,换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10。
需要说明的是,如图3所示,使换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10能够增加换热槽110的换热面积、增加换热槽110能够吸收的热膨胀量,同时能够将电机转子30加入到曲轴40冷却油系统的回路中,提高对电机转子30的冷却能力。
需要说明的是,在换热槽110在轴体段10的径向方向上贯通轴体段10时,电机转子30的末端与轴体段10间设置密封填料,以防止通过换热槽110进入电机转子30的冷却油不会流到外部,在压缩机工作时,曲轴40的冷却油回路中的冷却油可通过换热槽110进入到轴体段10与电机转子30之间,带走电机转子30上的热量,然后再通过换热槽110回到轴体段10内,电机转子30内壁及电机转子30与轴体段10间均做密封处理。
在一些实施例中,轴体段10设置有用于安装曲轴40的轴孔120,换热组设置于轴体段10的内壁和/或外壁上。
需要说明的是,如图1所示,轴孔120的下部通常用于安装曲轴40的前端,即曲轴40的平直部分,轴孔120的上部通常用于安装曲轴40的连杆轴颈和平衡块,在换热组设置于轴体段10的外壁时,能够充分吸收电机转子30传递过来的热量;在将换热组设置于轴体段10的内壁时,能够充分与冷却油接触,及时将换热组传递过来的热量带走。
需要说明的是,换热组可既设在轴体段10的外壁,也设在轴体段10的内壁上,此时,一方面,位于轴体段10外壁上的换热组能够将电机转子30的热量充分的传递到换热结构、轴体段10内壁;另一方面,位于轴体段10内壁上的换热组能够将轴体段10外壁传递过来的热量及时传递给冷却油,及时将热量带走,以达到更好的散热效果。
在一些实施例中,换热槽110的边缘设有过渡面。
需要说明的是,换热槽110的边缘包括换热槽110的长边、短边等,在换热槽110位于轴体段10的内壁上时,一方面,在换热槽110的边缘设置过渡面能够降低曲轴40与轴孔120段的摩擦,降低轴体段10受到机械损伤的概率;另一方面,能够使冷却油容易进入换热槽110带走换热槽110内的热量,并且增加换热面积;在换热槽110位于轴体段10的外壁上时,在换热槽110的边缘设置过渡面能够增加换热面积。
需要说明的是,通常过渡面为圆弧面,圆弧的曲率、半径可依据换热槽110的尺寸进行选取,通常在换热槽110尺寸较小时,圆弧的曲率、半径较小;在换热槽110的尺寸较大时,圆弧的曲率、半径较大。
需要说明的是,换热槽110的边角处,即边与边、面与面相交的交角处同样设置过渡面,在边与边、面与面相交的交角处设置过渡面能够有效的降低应力集中,降低轴体段10受到机械损伤的概率。
在一些实施例中,气缸座包括设置于轴体段10上的缸体段20,缸体段20与轴体段10相连通,且缸体段20用于安装活塞。
需要说明的是,缸体段20通常与轴体段10相互垂直,缸体段20与轴体段10相交处用于容纳曲轴40的连杆轴颈,曲轴40的连杆轴颈通过连杆连接活塞,以推动活塞做功,对外提供压缩气体。
在一些实施例中,相邻的两个换热组之间具有第一预设距离,换热组与轴体段10远离缸体段20的一端具有第二预设距离。
需要说明的是,为保证轴体段10的强度,通常需限制换热组之间的距离、换热组与轴体段10端面的距离,例如,第一预设距离为9mm、第二预设距离为8mm,当然,第一预设距离和第二预设距离的数值可根据轴体段10的壁厚、尺寸以及换热槽110的尺寸进行调整,本申请对此并不做具体限定。
综上,本实用新型实施例的优点在于,通过在换热轴体段10上设置换热结构,在电机驱动曲轴40进行旋转工作时,能够将电机产生的热量通过电机转子30传递到换热结构上,换热结构一方面能够将电机产生的热量传递至轴体部内的冷却油回路上;另一方面能够提供吸收气缸座膨胀的柔性间隙,能够解决目前存在的因电机温度过高导致电机性能下降、气缸座变形增大,进而导致压缩机性能降低的问题,提高了气缸座的散热能力、韧性,降低了电机的工作温度,有效提升了压缩机的性能。
需要理解的是,在本实用新型的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本实用新型的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述,但在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种气缸座,其特征在于,包括:
轴体段,用于安装曲轴;以及
换热结构,设置于所述轴体段上;
其中,所述换热结构包括至少一个换热组,所述换热组包括至少一个换热槽,以增加所述轴体段的换热面积及柔性间隙。
2.根据权利要求1所述的气缸座,其特征在于,所述换热结构包括多个换热组,多个所述换热组沿所述轴体段的轴向间隔布置。
3.根据权利要求2所述的气缸座,其特征在于,所述换热组包括多个换热槽,多个所述换热槽沿所述轴体段的周向间隔布置,所述换热槽沿所述轴体段的周向延伸;
其中,相邻的两个所述换热组的所述换热槽在所述轴体段的周向上交错布置。
4.根据权利要求3所述的气缸座,其特征在于,所述换热槽的深度小于所述轴体段的壁厚。
5.根据权利要求3所述的气缸座,其特征在于,所述换热槽在所述轴体段的径向方向上贯通所述轴体段。
6.根据权利要求3所述的气缸座,其特征在于,所述轴体段设置有用于安装所述曲轴的轴孔,所述换热组设置于所述轴体段的内壁和/或外壁上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的气缸座,其特征在于,所述换热槽的边缘设有过渡面。
8.根据权利要求2-6中任一项所述的气缸座,其特征在于,所述气缸座包括设置于所述轴体段上的缸体段,所述缸体段与所述轴体段相连通,且所述缸体段用于安装活塞。
9.根据权利要求8所述的气缸座,其特征在于,相邻的两个所述换热组之间具有第一预设距离,所述换热组与所述轴体段远离所述缸体段的一端具有第二预设距离。
10.一种压缩机,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述气缸座。
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