技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中指出，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在加工、裝配的過(guò)程中，電機(jī)的轉(zhuǎn)子中心和定子中心總是不能完全重合，也就是轉(zhuǎn)子偏心，從而定轉(zhuǎn)子之間的氣隙是不完全均勻。當(dāng)定子繞組接通電源的時(shí)候，因?yàn)闅庀恫痪鶆?，?huì)使電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生磁拉力，這個(gè)磁拉力不僅會(huì)在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加大端部位移，加劇氣隙的不均勻，而且會(huì)因?yàn)轭~外的力產(chǎn)生新的激勵(lì)源，產(chǎn)生噪聲，同時(shí)因?yàn)轭~外的激勵(lì)增加了壓縮機(jī)曲軸磨耗，從而影響了壓縮機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

另外，壓縮機(jī)為了實(shí)現(xiàn)排氣功能，在支撐件軸承上開(kāi)了槽，實(shí)現(xiàn)排氣閥片和升程限位器的安裝，同時(shí)為了有利于排氣，擴(kuò)大閥口處的挖空體積，擴(kuò)大區(qū)域，一般設(shè)置為梯形或者斜坡型，以有利于壓縮機(jī)氣體順利排出。

目前壓縮機(jī)軸承采用這樣的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致壓縮機(jī)泵體周向剛性不均勻，當(dāng)載荷朝向剛性較弱的方向的時(shí)候，轉(zhuǎn)子會(huì)產(chǎn)生較大變形，該載荷可以是前述磁拉力載荷或者其他壓縮機(jī)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形的載荷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)能夠提高壓縮機(jī)構(gòu)的剛性，且可以有效減少轉(zhuǎn)子啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端部變形量，減小曲軸磨耗以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的振動(dòng)，從而提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括壓縮機(jī)構(gòu)，所述壓縮機(jī)構(gòu)包括氣缸、主軸承和副軸承，所述氣缸的兩側(cè)敞開(kāi)，所述主軸承和副軸承分別設(shè)在所述氣缸的兩側(cè)，且所述主軸承、所述副軸承和所述氣缸共同限定出壓縮腔，所述主軸承和副軸承中的其中一個(gè)上具有軸承閥座，所述軸承閥座的橫截面積為A1，所述氣缸內(nèi)徑的橫截面積為A2，其中，所述A1、A2被構(gòu)造成：0.08<A1/A2<0.3。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，通過(guò)將A1、A2設(shè)置為0.08<A1/A2<0.3，能夠提高壓縮機(jī)構(gòu)的剛性，且可以有效減少轉(zhuǎn)子啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端部變形量，減小曲軸磨耗以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的振動(dòng)，從而提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，還可以具有如下附件的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述A1、A2進(jìn)一步被構(gòu)造成：0.11<A1/A2<0.2。

具體地，所述A1被構(gòu)造成：A1＝L×W，其中，L為所述壓縮機(jī)構(gòu)的排氣口的中心軸線與所述軸承閥座的安裝孔的中心軸線之間的距離，W為所述軸承閥座的寬度。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的示意圖；

圖2是圖1中所示的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的剖面圖，其中定子副繞組在內(nèi)側(cè)；

圖3是圖1中所示的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的另一個(gè)剖面圖，其中定子副繞組在外側(cè)；

圖4是圖1中所示的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的再一個(gè)剖面圖；

圖5是圖1中所示的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣缸的示意圖；

圖6是夾角θ與轉(zhuǎn)子變形的關(guān)系圖；

圖7是A1/A2與轉(zhuǎn)子變形的關(guān)系圖。

附圖標(biāo)記：

1：殼體；

21：定子；211：定子副繞組；2111：定子副繞組軸線；

212：定子主繞組；22：轉(zhuǎn)子；

31：主軸承；311：軸承閥座；3111：排氣口；3112：安裝孔；

32：氣缸；33：副軸承。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)：定子在不同方向的偏心產(chǎn)生的磁拉力不相同，沿定子主繞組軸線偏心和沿定子副繞組軸線偏心是有非常大的差異，相同偏心間隙下，沿定子副繞組軸線偏心產(chǎn)生的磁拉力遠(yuǎn)大于沿定子主繞組軸線偏心。因此在設(shè)計(jì)上要控制最大載荷，防止最大載荷直接對(duì)著最小剛度。

下面參考圖1-圖7描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)可以為立式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。在本申請(qǐng)下面的描述中，以旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為立式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)然，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以理解，旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)還可以為其它類(lèi)型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，而不限于立式旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括壓縮機(jī)構(gòu)，該壓縮機(jī)構(gòu)包括氣缸32、主軸承31和副軸承33。

氣缸32的兩側(cè)敞開(kāi)，主軸承31和副軸承33分別設(shè)在氣缸32的兩側(cè)，且主軸承31、副軸承33和氣缸32共同限定出壓縮腔。例如在圖1的示例中，氣缸32的頂部和底部均敞開(kāi)，主軸承31和副軸承33分別設(shè)在氣缸32的頂部和底部，從而主軸承31、副軸承33和氣缸32共同限定出用于壓縮制冷劑的壓縮腔。

主軸承31和副軸承33中的其中一個(gè)上具有軸承閥座311，也就是說(shuō)，軸承閥座311可以設(shè)置在主軸承31上，也可以設(shè)置在副軸承33上。

軸承例如主軸承31的受力可以看成一個(gè)懸臂梁，而且是一個(gè)短梁，而主軸承31可以看成一個(gè)具有多個(gè)變橫截面的短梁，對(duì)于懸臂梁的受力變形有相關(guān)公式，即

撓度

其中I為梁截面的慣性矩，從上述撓度公式可以看到慣性矩與撓度是反比例函數(shù)關(guān)系，截面慣性矩越大，說(shuō)明剛性越強(qiáng)。

從該式子可以看出慣性矩實(shí)際上是一種類(lèi)面積矩，如果截面上有位置被挖空，要減去相應(yīng)的面積對(duì)慣性矩的貢獻(xiàn)。

由于主軸承31和氣缸32通過(guò)螺栓連接，有相應(yīng)的接觸部分，主軸承31端面和氣缸32端面接觸部分類(lèi)似于固定，這里不考慮該面積的貢獻(xiàn)，氣缸32內(nèi)徑面所構(gòu)成面積A2和軸承端面沒(méi)有直接接觸，處于懸空狀態(tài)，換句話說(shuō)，在主軸承31保證基本的密封和螺栓安裝之后，對(duì)剛度影響較大的是主軸承31和氣缸32懸空部分面積，也就是氣缸32內(nèi)徑面所構(gòu)成的面積A2，定義氣缸32的內(nèi)徑為d，從而A2＝πd²/4，如圖5所示。

軸承閥座311的在壓縮機(jī)構(gòu)的橫截面上的挖空面積直接影響到軸承例如主軸承31的剛性。優(yōu)選地，參照?qǐng)D4，A1被構(gòu)造成：A1＝L×W，其中，L為壓縮機(jī)構(gòu)的排氣口3111的中心軸線與軸承閥座311的安裝孔3112的中心軸線之間的距離，W為軸承閥座311的寬度。當(dāng)然，軸承閥座311的橫截面積還可以為軸承閥座311在垂直于壓縮機(jī)構(gòu)的中心軸線的平面上的投影的面積。

理論上來(lái)講，A1越小越好。從圖7中可以看出，當(dāng)A1/A2滿足0.08<A1/A2<0.3時(shí)，轉(zhuǎn)子22的變形較小。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，通過(guò)將A1/A2設(shè)置為0.08<A1/A2<0.3，能夠提高壓縮機(jī)構(gòu)的剛性，且可以有效減少轉(zhuǎn)子22啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端部變形量，減小曲軸磨耗以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的振動(dòng)，從而提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

進(jìn)一步地，A1/A2進(jìn)一步被構(gòu)造成：

0.11<A1/A2<0.2

從圖7中可以明顯看出，當(dāng)A1/A2的取值在該范圍內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)子22的變形較小，從而進(jìn)一步改善了轉(zhuǎn)子22偏心，定轉(zhuǎn)子22之間的氣隙不均勻造成的噪聲和壓縮機(jī)曲軸的磨耗問(wèn)題。

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)還包括殼體1和電機(jī)。其中，殼體1沿豎向布置，此時(shí)殼體1的中心軸線沿豎直方向延伸，電機(jī)和壓縮機(jī)構(gòu)均安裝在殼體1內(nèi)，且電機(jī)和壓縮機(jī)構(gòu)上下布置，壓縮機(jī)構(gòu)與電機(jī)相連，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)壓縮進(jìn)入到壓縮機(jī)構(gòu)內(nèi)部的制冷劑。

具體地，參照?qǐng)D2和圖3，電機(jī)包括定子21和轉(zhuǎn)子22，轉(zhuǎn)子22可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)在定子21內(nèi)，定子21包括定子主繞組212和定子副繞組211，可選地，參照?qǐng)D2和圖3，定子副繞組211設(shè)在電機(jī)的定子主繞組212的內(nèi)側(cè)或外側(cè)。這里，需要說(shuō)明的是，方向“內(nèi)”指的是朝向定子21中心的方向，其相反方向被定義為“外”，即遠(yuǎn)離定子21中心的方向?？梢岳斫?，定子副繞組211和定子主繞組212的具體位置等可以根據(jù)不同的電機(jī)而適應(yīng)性改變，本發(fā)明對(duì)此不作特殊限定。

壓縮機(jī)構(gòu)具有軸承閥座311，軸承閥座311可以設(shè)置在壓縮機(jī)構(gòu)的主軸承31或副軸承33上。也就是說(shuō)，軸承閥座311可以設(shè)置在主軸承31上，也可以設(shè)置在副軸承33上。可以理解，軸承閥座311的具體位置等可以根據(jù)不同的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)而適應(yīng)性改變，本發(fā)明對(duì)此不作特殊限定。

壓縮機(jī)構(gòu)的排氣口3111形成在軸承閥座311上，排氣閥片設(shè)在軸承閥座311內(nèi)以打開(kāi)或關(guān)閉排氣口3111，如圖4所示，排氣閥片的一端通過(guò)緊固部件例如鉚釘或螺釘固定在軸承閥座311上，排氣閥片的另一端相對(duì)于其上述一端可上下移動(dòng)以封閉或打開(kāi)排氣口3111。其中，軸承閥座311的對(duì)應(yīng)鉚釘或螺釘?shù)囊欢诵纬捎羞m于容納鉚釘或螺釘?shù)陌惭b孔3112，該安裝孔3112與排氣口3111分別位于軸承閥座311的長(zhǎng)度方向的兩端。

如圖2和圖3所示，與軸承閥座311的長(zhǎng)度方向上的中心軸線垂直的參考平面與定子副繞組軸線2111之間成夾角θ，具體而言，定子副繞組211為對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)繞組，在與定子軸線垂直的水平截面內(nèi)每個(gè)定子副繞組211具有對(duì)稱(chēng)軸線，其中與軸承閥座311的長(zhǎng)度方向上的中心軸線垂直的參考平面與每個(gè)定子副繞組211的對(duì)稱(chēng)軸線之間成夾角θ。夾角θ被構(gòu)造成：30°＜θ＜150°。

其中，軸承閥座311的排氣口3111與上述安裝孔3112構(gòu)成一條直線，通過(guò)軸承例如主軸承31的中心構(gòu)建與該直線垂直的一個(gè)平面即為參考平面，定義參考平面與定子副繞組軸線2111之間的夾角為θ，夾角θ滿足自然的幾何關(guān)系：0°≤θ≤180°。

通過(guò)研究得出的該夾角與轉(zhuǎn)子22端部的變形在該范圍內(nèi)有如圖6所示的關(guān)系。從圖6中可以看出，隨著夾角θ增大，轉(zhuǎn)子22變形先減小、后增大。在夾角θ小于30°或大于150°的時(shí)候，曲線斜率過(guò)大，轉(zhuǎn)子22變形太大，因此要求該角度不低于30°，且不大于150°。這里，需要說(shuō)明的是，定子副繞組軸線2111的定義已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，這里不再詳細(xì)說(shuō)明。

由此，通過(guò)將夾角θ設(shè)置為30°＜θ＜150°，可以減小定轉(zhuǎn)子22間隙偏心帶來(lái)的影響，從而能夠有效地減少轉(zhuǎn)子22啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端部變形量，減小旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)曲軸磨耗，減小旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)振動(dòng)，換言之，提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。

進(jìn)一步地，夾角θ進(jìn)一步被構(gòu)造成：

45°≤θ≤135°

從圖6中可以明顯看出，當(dāng)夾角θ的取值在該范圍內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)子22的變形較小，從而進(jìn)一步改善了轉(zhuǎn)子22偏心，定轉(zhuǎn)子22之間的氣隙不均勻造成的噪聲和壓縮機(jī)曲軸的磨耗問(wèn)題。

從圖6的曲線中還可以看出，夾角θ優(yōu)選為90°，此時(shí)參考平面與定子副繞組軸線2111互相垂直，轉(zhuǎn)子22端部變形最小，實(shí)現(xiàn)了最弱的剛度和最大磁拉力載荷錯(cuò)開(kāi)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，提高了壓縮機(jī)構(gòu)的剛性，且減少了轉(zhuǎn)子22啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的端部變形量，減小了曲軸磨耗以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的振動(dòng)，從而提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。