本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種壓縮機(jī)曲軸以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

背景技術(shù)：

在制冷、空調(diào)系統(tǒng)中，最主要的能耗來自于壓縮機(jī)，因此，壓縮機(jī)能效的提高具有極其重要的意義，尤其是廣泛使用的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝于曲軸上并驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，安裝于曲軸之偏心部上的活塞隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)做自傳和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(其中，活塞和曲軸之偏心部之間充斥潤滑油，以形成流體動(dòng)力潤滑)。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)通過活塞與氣缸、葉片以及上、下缸蓋之間形成的月牙形空間周期性地增大和減小，從而實(shí)現(xiàn)了制冷劑的吸入、壓縮和排出。

但是，目前的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)中，各個(gè)部件之間的摩擦損耗比較大，提高了旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的運(yùn)行能耗。因此，為了提升旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的能效，有必要對旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以降低旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)工作過程中的摩擦損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓縮機(jī)曲軸以及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)摩擦損耗過大問題，提升旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的能效。

進(jìn)而，本實(shí)用新型提供了一種壓縮機(jī)曲軸，包括偏心部，所述偏心部包括用于安裝壓縮機(jī)構(gòu)的工作段，所述工作段的長度與所述偏心部的總長度的比值在0.5～0.9之間。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速恒定，且所述工作段的長度與所述偏心部的總長度的比值在0.7～0.85之間。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為3000rpm。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速非恒定，且所述工作段的長度與所述偏心部的總長度的比值在0.75～0.9之間。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速在1000～4000rpm之間。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速非恒定，且所述工作段的長度與所述偏心部的總長度的比值在0.65～0.75之間。

優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速在4000～7200rpm之間。

本實(shí)用新型還提供一種旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，包括如上任意一項(xiàng)所述的壓縮機(jī)曲軸。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)還包括套接于所述壓縮機(jī)曲軸的所述工作段上的所述壓縮機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)為定速壓縮機(jī)或變頻壓縮機(jī)。

綜上所述，本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，通過將壓縮機(jī)曲軸之偏心部上用于安裝壓縮機(jī)構(gòu)(壓縮機(jī)構(gòu)主要是活塞)的工作段的長度與偏心部的總長度的比值設(shè)在0.5至0.9之間，一方面可以保證偏心部和壓縮機(jī)構(gòu)之間形成良好的流體動(dòng)力潤滑，從而解決兩者之間出現(xiàn)的異常磨損問題，降低異常磨損功耗，另一方面可以保證壓縮機(jī)構(gòu)的自轉(zhuǎn)速度不會(huì)過大，從而使得壓縮機(jī)構(gòu)和葉片頭部之間的相對滑動(dòng)速度不會(huì)太大，進(jìn)而減小因相對滑動(dòng)速度過大引起的摩擦損耗，另外，在上述范圍內(nèi)，壓縮機(jī)曲軸的加工難度適當(dāng)，而且適用于多種冷媒。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的壓縮機(jī)曲軸的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的壓縮機(jī)構(gòu)的端面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的針對不同轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)，壓縮機(jī)曲軸之偏心部的工作段的長度與偏心部總長度的比值與壓縮機(jī)的性能系數(shù)COP的關(guān)系曲線圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1-壓縮機(jī)曲軸；

11-長軸；12-短軸；13-偏心部；131-工作段；

2-壓縮機(jī)構(gòu)；

21-活塞；22-氣缸；23-葉片；24-月牙形空間；

h-工作段的長度；H-偏心部的總長度。

具體實(shí)施方式

申請人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)活塞安裝于壓縮機(jī)曲軸之偏心部時(shí)，其與偏心部的有效接觸高度與偏心部的總高度的比值對壓縮機(jī)的性能和可靠性有較大的影響。具體地說，當(dāng)活塞與偏心部的有效接觸高度較小時(shí)，活塞和偏心部之間很難形成流體動(dòng)力潤滑，從而會(huì)造成兩者之間的異常磨損，增加磨損功耗。當(dāng)活塞與偏心部的有效接觸高度較大時(shí)，活塞自轉(zhuǎn)速度會(huì)加快，使得活塞和葉片頭部的相對滑動(dòng)速度增加，摩擦功耗增加。申請人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，若活塞與偏心部的有效接觸高度與偏心部的總高度的比值設(shè)定在大于等于0.4且小于0.5的范圍時(shí)，壓縮機(jī)的能效比較低，由此可見，此范圍內(nèi)的壓縮機(jī)曲軸并不理想。

基于上述研究發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型提出了一種壓縮機(jī)曲軸，以解決現(xiàn)有技術(shù)中旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)摩擦損耗比較大的問題。以下結(jié)合附圖1至圖3對本實(shí)用新型提出的壓縮機(jī)曲軸作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。

如在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”以及“該”包括復(fù)數(shù)對象，除非內(nèi)容另外明確指出外。如在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的，術(shù)語“或”通常是以包括“和/或”的含義而進(jìn)行使用的，除非內(nèi)容另外明確指出外。

如圖1所示，其是本實(shí)用新型一實(shí)施例的壓縮機(jī)曲軸的示意圖，本實(shí)施例的壓縮機(jī)曲軸1特別是旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)上使用的曲軸，其包括長軸11、短軸12和偏心部13，所述偏心部13設(shè)置在長軸11上，或者設(shè)置在短軸12上，也可以同時(shí)設(shè)置在長軸11和短軸12上。所述長軸11用于安裝電機(jī)轉(zhuǎn)子，以在電機(jī)轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。

其中，所述偏心部13包括工作段131，該工作段131整體在徑向上凸出于偏心部13，以用于安裝活塞21(活塞21在本實(shí)施例中從屬于壓縮機(jī)構(gòu)2，且示出于圖2，圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的壓縮機(jī)構(gòu)的端面示意圖)。其中，所述活塞21在曲軸1的驅(qū)動(dòng)下做自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并與氣缸22、葉片23、上缸蓋與下缸蓋之間形成月牙形空間24(月牙形空間24通常稱為工作腔)，通過月牙形空間24周期性地增大和減小，實(shí)現(xiàn)制冷劑的吸入、壓縮和排出。所述活塞21具有一內(nèi)孔，通過該內(nèi)孔套接于工作段131上，且所述內(nèi)孔的長度大于或等于工作段131的長度(即軸向長度)。

特別的，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值設(shè)定在滿足以下關(guān)系：

0.5≤h/H≤0.9 (1)

在上述比值范圍內(nèi)，當(dāng)偏心部13的總長度H一定時(shí)，所述工作段131的長度h滿足上述關(guān)系后，那么，在保證曲軸1的加工難度適當(dāng)?shù)那闆r下，可以獲得較佳的COP(壓縮機(jī)性能系數(shù))，且同時(shí)適合于多種冷媒下的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，即壓縮機(jī)為定速壓縮機(jī)時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值較佳設(shè)定在滿足以下關(guān)系：

0.7≤h/H≤0.85 (2)

在式(2)的比值范圍內(nèi)，定速壓縮機(jī)可以取得較佳的COP。

進(jìn)一步地，申請人經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)得到圖3所示的在不同轉(zhuǎn)速下，所述偏心部13之工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值與COP的關(guān)系圖，圖3中，縱坐標(biāo)指示的是性能系數(shù)COP，橫坐標(biāo)指示的是工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值h/H。

由圖3可見，當(dāng)壓縮機(jī)為定速壓縮機(jī)且轉(zhuǎn)速例如是3000rpm時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值在0.7～0.85之間時(shí)，可以取得較佳的COP。

在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速非恒定時(shí)，即壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值較佳設(shè)定在滿足以下關(guān)系：

0.75≤h/H≤0.9 (3)

在式(3)的比值范圍內(nèi)，較佳地選擇壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速在1000～4000rpm之間，使得變頻壓縮機(jī)可以取得較佳的COP，具體例如圖3所示出的。圖3中，當(dāng)壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)且轉(zhuǎn)速例如是4000rpm時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值在0.75～0.9之間時(shí)，COP較佳。

在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)所述壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速非恒定時(shí)，即壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值較佳設(shè)定在滿足以下關(guān)系：

0.65≤h/H≤0.75 (4)

在式(4)的比值范圍內(nèi)，較佳地選擇壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速在4000～7200rpm之間，使得變頻壓縮機(jī)可以取得較佳的COP，具體例如圖3所示出的。圖3中，當(dāng)壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)且轉(zhuǎn)速例如是5000rpm或6000rpm時(shí)，所述工作段131的長度h與偏心部13的總長度H的比值在0.75～0.9之間時(shí)，COP同樣較佳。

為了說明本實(shí)施例的壓縮機(jī)曲軸1的性能，本實(shí)施例對壓縮機(jī)曲軸1作了相應(yīng)的測試，以驗(yàn)證壓縮機(jī)能效的提升狀況。以下實(shí)施方式將具體說明壓縮機(jī)曲軸1及其對應(yīng)的測試結(jié)果。

本實(shí)施例中，采用了兩種類型的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)來驗(yàn)證壓縮機(jī)能效的提升狀況，其中一種是定速壓縮機(jī)，另一種是變頻壓縮機(jī)，且變頻壓縮機(jī)設(shè)定了三種轉(zhuǎn)速，具體如下：

(a)、在定速壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)速選擇3000rpm，且h/H的比值設(shè)定在0.7～0.85之間；

(b)、在第一種變頻壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)速選擇4000rpm，且h/H的比值設(shè)定在0.75～0.9之間。

(c)、在第二種變頻壓縮機(jī)中：轉(zhuǎn)速選擇5000rpm，且h/H的比值設(shè)定在0.65～0.75之間；

(d)、在第三種變頻壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)速選擇6000rpm，且h/H的比值設(shè)定在0.65～0.75之間。

進(jìn)一步，申請人通過對上述旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的壓縮效率(本文中，壓縮效率還稱之為COP)進(jìn)行測量，得到：在上述范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，其COP均處在最佳范圍，從而壓縮機(jī)總的摩擦損耗比較小，能效高。

更進(jìn)一步，本實(shí)施例還提供了一種包括上述壓縮機(jī)曲軸1的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。所述壓縮機(jī)曲軸1設(shè)置于旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的壓縮機(jī)殼體內(nèi)，可在上下軸承的支撐下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得壓縮機(jī)構(gòu)壓縮氣體做功。由于本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)采用本實(shí)施例的壓縮機(jī)曲軸1，故而由壓縮機(jī)曲軸1帶來的有益效果，請相應(yīng)參考上述實(shí)施例。

需要說明的是，上述實(shí)施例中提及的“轉(zhuǎn)速”既可以指壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可以指壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速，即壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速等同于壓縮機(jī)曲軸1的轉(zhuǎn)速。

綜上所述，本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，通過將壓縮機(jī)曲軸之偏心部上用于安裝活塞的工作段的長度與偏心部的總長度的比值設(shè)在0.5至0.9之間，一方面可以保證偏心部和活塞之間形成良好的流體動(dòng)力潤滑，從而解決兩者之間出現(xiàn)的異常磨損問題，降低異常磨損功耗，另一方面可以保證活塞的自轉(zhuǎn)速度不會(huì)過大，從而使得活塞和葉片頭部之間的相對滑動(dòng)速度不會(huì)太大，進(jìn)而減小因相對滑動(dòng)速度增加引起的摩擦損耗，另外，在上述范圍內(nèi)，壓縮機(jī)曲軸的加工難度適當(dāng)，而且可以適用于多種冷媒下的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。

上述描述僅是對本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的描述，并非對本實(shí)用新型范圍的任何限定，本實(shí)用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。