压缩机的制作方法

专利名称：压缩机的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种压缩机，更具体地涉及一种具有如下结构的压缩机，这种 结构通过借助用于驱动压缩机的电动机构的转子在压缩机内形成压缩室而适用于紧凑的 设计，这种压缩机能够通过使该压缩机内的旋转元件之间的摩擦损失最小化来使压缩效率 最大化，并能够使压缩室内的制冷剂泄漏最小化。
背景技术：
一般而言，压缩机是从例如电动机、涡轮机等的动力设备获得动力并压缩空气、制 冷剂或其它各种工作气体以提高压力的机械设备。压缩机已被广泛用于例如电冰箱和空调 器等家用电器或者被广泛用于整个工业界。压缩机大体上分为往复式压缩机，其在活塞与缸之间限定一压缩室，工作气体被 吸入该压缩室并从该压缩室排出，并且制冷剂随着活塞在缸内线性地往复运动而被压缩； 旋转式压缩机，其在限定于偏心转动的滚筒与缸之间的压缩室内压缩工作气体；以及涡旋 式压缩机，其在绕动涡卷与固定涡卷之间限定一压缩室，工作气体被吸入该压缩室并从该 压缩室排出，并且制冷剂随着绕动涡卷沿固定涡卷转动而被压缩。虽然往复式压缩机在机械效率方面较为出色，但其往复运动造成严重的振动和噪 声问题。鉴于这种问题，旋转式压缩机由于尺寸紧凑并具有优良的振动特性而得以被开发。旋转式压缩机是以下述方式构造的马达和压缩机构部件安装在密封容器 (hermetic container)的驱动轴上，围绕该驱动轴的偏心部分配合的滚筒被设置在一缸 内，该缸中具有一筒形压缩室，并且至少一个叶片延伸在滚筒与压缩室之间，以将该压缩室 分成吸入区和压缩区，而该滚筒被偏心地设置在该压缩室内。通常，叶片由该缸的凹部内的 弹簧支撑，以对滚筒的表面施压，并且上述(多个)叶片将压缩室分成吸入区和压缩区。通 常，叶片由该缸的部内的弹簧支撑，以对滚筒表面加压，并且如上文所述，(多个)叶片将压 缩室分成吸入区和压缩区。吸入区随着驱动轴的转动逐渐扩张，以将制冷剂或工作流体吸 入其中，同时压缩区逐渐收缩以压缩制冷剂或工作流体。在这种常规的旋转式压缩机中，驱动轴的偏心部分在转动过程中与滚筒所固定到 的固定缸的内表面以及同样固定滚筒的叶片的尖端两者均连续地滑动接触。在彼此进行滑 动接触的组成元件之间产生较高的相对速度，由此产生摩擦损失，最终导致压缩机的效率 降低。并且，在叶片与滚筒之间的接触表面处仍可能发生制冷剂泄漏，从而导致机械可靠性 降低。与常规的对象为固定缸的旋转式压缩机不同的是，美国专利第7，344，367号公开 了一种旋转式压缩机，其具有设置在转子与可转动地安装在固定轴上的滚筒之间的压缩 室。在该专利中，该固定轴在外壳中向内纵向延伸，电机包括定子和转子，该转子可转动地 安装在该外壳内的固定轴上，该滚筒可转动地安装在与该固定轴一体形成的偏心部分上。 此外，在转子与滚筒之间插置叶片，以使滚筒随着滚筒的转动而一起旋转，从而能够在该压 缩室内压缩工作流体。然而，即使在该专利中，固定轴仍然与滚筒的内表面滑动接触，因而在两者之间产生较高的相对速率，该专利仍然具有在常规的旋转式压缩机中所出现的问题。同时，专利公报W02008/004983公开了另一种旋转式压缩机，其包括缸；转子，安 装在该缸上，以相对于该缸偏心转动；以及叶片，位于设置在该转子上的狭槽中，叶片相对 于该转子滑动，其中叶片连接至缸以将力传递到随该转子的转动而一起旋转的缸，并且其 中在限定于该缸与该转子之间的压缩室内压缩一工作流体。然而，因为转子是通过经由该 驱动轴传递的驱动力来转动的，所以这类旋转式压缩机需要单独的电动机来驱动转子。也 就是说，当实施根据该公开内容的旋转式压缩机时，一单独的电动机被在相对于由转子、缸 和叶片组成的压缩机构部件在高度方向上叠置，所以压缩机的总高度不可避免地增大，因 而难以实现紧凑的设计。

发明内容
技术问题本发明被设计为用于解决现有技术中的上述问题。本发明的一个目的是提供一 种压缩机，其适合借助于电动机构的转子来驱动压缩机而在压缩机内形成压缩室的紧凑 设计，并且该压缩机能够通过降低压缩机内的旋转元件之间的相对速率而使摩擦损失最小 化。本发明的另一目的是提供一种具有使压缩室内的制冷剂泄漏最小化的结构的压 缩机。技术方案本发明的方案提供一种压缩机，其包括定子；筒型转子，其借助来自定子的旋转 电磁场而在该定子内旋转，该转子内限定一压缩室；滚筒，其借助从转子传递的旋转力而在 筒型转子的压缩室内旋转，滚筒在旋转过程中压缩制冷剂；转轴，与滚筒一体形成并从滚筒 的一侧沿轴向凸伸；叶片，其将压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/排出制冷剂的压 缩区，该叶片将旋转力从筒型转子传递到滚筒；以及轴端盖和端盖，其沿轴向联接到筒型转 子并在其间形成用于制冷剂压缩的压缩室，轴端盖包括用于吸入制冷剂的吸入端口，端盖 接纳穿过其中的转轴。在本发明的示范性实施例中，轴端盖包括处于滚筒的相反侧上的槽。在本发明的示例性实施例中，压缩机设置到一密封容器的内部，压缩机还包括安 装在密封容器与轴端盖之间的机械式密封件，该机械式密封用于可旋转地支撑轴端盖。在本发明的示范性实施例中，压缩机还包括消音器，该消音器沿轴向联接到轴端 盖并包括与轴端盖中的吸入端口连通的吸入室。在本发明的示范性实施例中，压缩机还包括用于容置定子、筒型转子、滚筒、转轴、 叶片、轴端盖/端盖以及消音器的密封容器，该密封容器连接到用于吸入/排出制冷剂的吸 入管和排出管，并且消音器的吸入室还包括吸入端口，消音器的吸入室与密封容器的内部 空间连通。在本发明的示范性实施例中，轴端盖包括排出端口，制冷剂通过排出端口从压缩 室排出，并且消音器被设置成与吸入室分开地分隔出与轴端盖的排出端口连通的排出室。在本发明的示范性实施例中，轴端盖包括与被覆盖的滚筒具有一接触表面的中空的轴，并且其中该轴的内部包括用于使消音器的排出室与轴端盖的轴之间能够连通的排出 引导通道。在本发明的示范性实施例中，在轴中形成的吸入引导通道包括沿轴的轴向形成的 第一吸入引导通道和沿轴的径向形成的第二吸入引导通道。在本发明的示范性实施例中，轴通过机械式密封件连接到一排出管。在本发明的示范性实施例中，压缩机设置在密封容器的内部，压缩机还包括固定 到密封容器的内侧上的支承构件，该支承构件用于可旋转地支撑筒型转子、滚筒及其转轴。在本发明的示范性实施例中，支承构件分别包括与转轴的外周面接触的第一支承 件、沿轴向与滚筒的一侧接触的第二支承件，以及分别沿轴向与端盖的内周面和端盖的一 侧接触的第三支承件和第四支承件。在本发明的示范性实施例中，相对于筒型转子与滚筒的旋转方向而言，轴端盖的 吸入端口被定位于叶片的更后侧。在本发明的示范性实施例中，相对于筒型转子与滚筒的旋转方向而言，轴端盖的 排出端口被定位于叶片的更前侧。本发明的另一方案提供一种压缩机，其包括密封容器，其包括吸入管和排出管； 定子，其固定在密封容器内；第一旋转构件，其借助于来自定子的旋转电磁场而绕与定子的 中心共线并沿纵向延伸的第一转轴旋转，第一旋转构件包括轴端盖和端盖，轴端盖包括吸 入端口和排出端口，所述吸入端口和排出端口沿轴向固定到一侧上并开口为与一压缩室连 通，而端盖沿轴向固定到另一侧上；第二旋转构件，其借助从第一旋转构件传递的旋转力而 在第一旋转构件内旋转，第二旋转构件绕延伸穿过端盖的第二转轴旋转，并在上述旋转构 件之间限定的压缩室内压缩制冷剂；叶片，其将压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/ 排出制冷剂的压缩区，叶片将旋转力从第一旋转构件传递到第二旋转构件；支承件，其固定 在密封容器内，用于可旋转地支撑第一旋转构件和第二旋转构件及其转轴；以及消音器，其 联接到轴端盖，消音器与轴端盖中的排出端口连通。在本发明的另一示范性实施例中，第二转轴的中心线与第一转轴的中心线分隔 开。在本发明的另一示范性实施例中，第二旋转构件的纵向中心线与第二转轴的中心 线共线。在本发明的另一示范性实施例中，第二旋转构件的纵向中心线与第二转轴的中心 线分隔开。在本发明的另一示范性实施例中，第二转轴的中心线与第一转轴的中心线共线， 并且第二旋转构件的纵向中心线与第一转轴的中心线和第二转轴的中心线两者分隔开。在本发明的另一示范性实施例中，消音器包括与轴端盖中的吸入端口连通的吸入 室和与轴端盖的中排出端口连通的排出室，排出室与吸入室被分开地限定，并且轴端盖包 括穿过消音器的轴。在本发明的另一示范性实施例中，轴端盖包括位于其与第二旋转构件接触的部分 处的槽。在本发明的另一示范性实施例中，压缩机还包括安装在轴端盖与第二旋转构件之 间的机械式密封件，该机械式密封件用于可旋转地支撑轴端盖。
在本发明的另一示范性实施例中，消音器的吸入室包括吸入端口，该吸入室与密 封容器的内部空间连通。在本发明的另一示范性实施例中，在消音器与轴端盖之间设有排出引导通道，该 排出引导通道用于连通在消音器的排出室与主端盖的轴之间。在本发明的另一示范性实施例中，消音器和轴端盖的排出引导通道通过该机械式 密封件连接至排出管。在本发明的另一示范性实施例中，支承构件分别包括与第二转轴的外周面接触的 第一支承件、沿轴向与第二旋转构件的一侧接触的第二支承件以及沿轴向分别与第一旋转 构件的内周面和第一旋转构件的一侧接触的第三支承件和第四支承件。在本发明的另一示范性实施例中，第三支承件与端盖的内周面接触，而第四支承 件沿轴向与端盖的一侧接触。本发明的又一方案提供一种压缩机，其包括密封容器，包括吸入管和排出管；定 子，固定在密封容器内；第一旋转构件，其借助来自定子的旋转电磁场而绕第一转轴旋转， 该第一旋转构件包括沿轴向形成于一侧的吸入端口和排出端口，并提供一压缩室；第二旋 转构件，其借助从第一旋转构件传递的旋转力而在第一旋转构件内绕第二转轴旋转，并在 该压缩室内压缩制冷剂；叶片，其将压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/排出制冷剂 的压缩区，该叶片将旋转力从第一旋转构件传递到第二旋转构件；以及消音器，其包括与第 一旋转构件的吸入端口连通的吸入室和与第一旋转构件的排出端口连通的排出室。在本发明的又一示范性实施例中，第一旋转构件包括筒型旋转构件、用于覆盖该 筒型旋转构件的一侧的轴端盖和用于覆盖该筒型旋转构件的另一侧的端盖，该轴包括吸入 端口、排出端口和轴。在本发明的又一示范性实施例中，轴端盖的轴包括用于引导制冷剂从排出端口排 出的排出引导通道。在本发明的又一示范性实施例中，消音器的排出室与轴端盖的排出端口和排出引 导通道连通。在本发明的又一示范性实施例中，吸入室与密封容器的内部空间和轴端盖的吸入 端□连通。有益效果具有上述根据本发明的构造的压缩机的优点在于，其不仅通过沿径向设置压缩机 构和电动机构来利用电动机构的转子在压缩机内部限定压缩室，从而能够实现具有最小高 度和缩减的尺寸的压缩机的紧凑设计，而且由于借助从第一旋转构件传递到第二旋转构件 的、使两者共同旋转的旋转力而压缩处于第一旋转构件与第二旋转构件之间的压缩室内的 制冷剂，使第一旋转构件与第二旋转构件之间的相对速度差异大幅减小，从而使摩擦损失 最小化，并由此使压缩机效率最大化。此外，由于叶片在不必与第一旋转构件或第二旋转构件进行滑动接触的情况下， 在第一旋转构件与第二旋转构件之间往复运动的同时该叶片限定一压缩室，因此能够利用 简单的结构使压缩室内制冷剂的泄漏最小化，由此使压缩机效率最大化。另外，因为制冷剂通过轴端盖被吸入并通过连接至轴端盖的轴的排出管被排出， 所以即使第一旋转构件与第二旋转构件在旋转，也能实现将制冷剂连续吸入/排出压缩室。此外，因为制冷剂通过与轴端盖的吸入端口相连通的消音器被吸入，并通过经由 消音器和轴的排出引导通道的排出管被排出，使制冷剂吸入/排出期间的噪声水平被降 低。


图1是示出根据本发明一个实施例的压缩机的横截面图；图2是示出根据本发明一个实施例的压缩机的电动机的一个示例的立体分解图；图3至图5各自绘示了示出根据本发明一个实施例的压缩机的压缩机构部件的一 个示例的立体分解图；图6是示出根据本发明一个实施例的压缩机所采用的叶片安装结构的一个示例 的平面图；图7是示出根据本发明一个实施例的压缩机中的支撑构件的一个示例的立体分 解图；图8至图10各自绘示了示出根据本发明一个实施例的压缩机的旋转中心线的横 截面图；图11是示出根据本发明一个实施例的压缩机的立体分解图；以及图12是示出根据本发明的一个实施例的压缩机中制冷剂和油如何流动的横截面 图。
具体实施例方式在下文中，将结合附图详细描述本发明的优选实施例。图1是示出根据本发明一个实施例的压缩机的横截面图，图2是示出根据本发明 一个实施例的压缩机的电动机的一个示例的立体分解图，以及图3至图5各自绘示了示出 根据本发明一个实施例的压缩机的压缩机构部件的一个示例的立体分解图。如图1所示，根据本发明的一个实施例的压缩机包括密封容器210 ；定子220，安 装在密封容器210内；第一旋转构件230，安装在定子220内并借助定子220产生的旋转电 磁场而旋转；第二旋转构件对0，从第一旋转构件230传递的旋转力使第二旋转构件240在 第一旋转构件230内旋转，用以压缩处于第一旋转构件与第二旋转构件之间的制冷剂；消 音器250，用于引导制冷剂在第一旋转构件230与第二旋转构件240之间的压缩室P的吸入 /排出压缩室；支承件260，支撑第一旋转构件230和第二旋转构件M0，使其能够在密封容 器210内旋转；以及机械式密封件270。这里，通过电力作用提供电功率的电动机构部件使 用例如包括定子220和第一旋转构件230的BLDC电机，而压缩机构部件包括第一旋转构件 230和第二旋转构件对0、消音器250、支承件260和机械式密封件270。由此，通过增大电 动机构部件的内径而不是降低其高度，可将压缩机构部件设置在电动机构部件内，由此降 低压缩机的总高度。虽然本发明的实施例以压缩机构部件在电动机部件内的所谓内转子型 作为示例来描述，但是本领域普通技术人员将容易理解的是，上述的一般构思也可方便地 应用到压缩机构部件位于电动机构部件外的所谓的外转子型。密封容器210由筒形211和上壳体212及下壳体213组成，并储存有合适高度的油，以润滑或光滑第一旋转构件230和第二旋转构件MO (见图1)，上壳体212和下壳体213 联接到本体210的顶部/底部。上壳体213包括在一预定位置处用于吸入制冷剂的吸入管 214和在另一预定位置处用于排出制冷剂的排出管215。这里，压缩机是高压型压缩机还是 低压型压缩机取决于密封容器210的内部填充的经压缩的制冷剂还是压缩前制冷剂，并且 基于此来确定吸入管214和排出管215的位置。参照图1，本发明的第一实施例介绍了低压 压缩机。为此目的，吸入管214连接到密封容器210，排出管215连接到压缩机构部件。因 此，当低压制冷剂通过吸入管214被吸入时，制冷剂通过吸入管215填充于密封容器210的 内部并流入压缩机构部件中。在压缩机构部件中，低压制冷剂被压缩到高压，随后经由消音 器250的排出室通过排出管215排出。在另一示例中，还可以构造不具有密封容器210而 是将吸入管214和排出管215插入压缩机构部件或消音器250中的压缩机，以便允许制冷 剂仅通过吸入室被直接吸入到压缩机构部件并仅通过排出室从压缩机构部件中直接排出。 然而，在这种情况下，最好在安装压缩机的同时安装储液器，以便分离液态制冷剂并且以稳 定方式将制冷剂提供给压缩机构部件。如图2所示，定子220由磁心221和主要绕磁心221缠绕的线圈222组成。虽然 用作传统BLDC电机的磁心沿圆周具有9个槽，但因为本发明的优选实施例中的定子具有相 对较大的直径，BLDC电机的磁心221沿圆周具有12个槽。考虑到线圈绕数随磁心槽数量 的增加而增大，为了产生常规定子220的电磁力，磁心221可具有较小高度。如图3所示，第一旋转构件230由转子231、缸232、第一端盖233和第二端盖234 组成。转子231为筒形，从定子220 (见图1)产生的旋转电磁场使转子231在定子220 (见 图1)内旋转，并且多个永磁体231a沿轴向穿插到该转子中，以产生旋转磁场。类似于转子 231，缸232也采用筒形的形式，以在内部形成压缩室P (见图1)。转子231和缸232可分开 制造，随后联接在一起。在一个示例中，在缸232的外周面上设有一对安装突起23 ，而具 有与缸232的安装突起23 的形状对应的槽231h形成在转子231的内周面，使得缸232 的外周面与转子231的内周面接合。更优选的是，转子231与缸232为一体形成，并且永磁 体231a安装在沿轴向另外形成的孔中。第一端盖233和第二端盖234沿轴向联接到转子231和/或缸232，并且压缩室 P被限定在缸232与第一端盖233、第二端盖234之间(见图1)。第一端盖233由用于覆 盖滚筒M2的上表面的平板形端盖部233A和在中央向下凸伸的中空轴23 组成。第一端 盖233的端盖部233A包括用于吸入制冷剂的吸入端口 233a、用于从压缩室P排出经压缩 的制冷剂的排出端口 23 和安装在其上的排出阀(未示出)。第一端盖233的轴23 包 括将制冷剂引导至密封容器210之外的排出引导通道233c，其中该制冷剂已通过该第一端 盖233的排出端口 23 排出。同样的，轴23 被设计成通过在顶端形成其外周面的一部 分而插入机械式密封件270内。排出引导通道233c和233d由沿轴23 的轴向形成的第 一排出引导通道233d和从第一排出引导通道233d向消音器250的排出室252延伸的第二 排出引导通道。类似于第一端盖233，第二端盖234由用于覆盖滚筒242的下表面的平板形 的端盖部23 和在中央处向下凸伸的中空轴234b组成。虽然可选择省略中空轴234b，但 是其所起的承接施加在其上的载荷的作用增大了与支承件260的接触面积，并且更稳定地 支撑第二端盖234。由于第一端盖233和第二端盖234沿轴向螺接到转子231或缸232，因 此转子231、缸232和第一端盖233及第二端盖234作为一个单元而一起旋转。
如图4和图5所示，第二旋转构件MO由转轴Ml、滚筒242和叶片243组成。转 轴241沿滚筒M2的轴向向一侧(即，下表面)凸伸地形成。这样一来，第二旋转构件240 的上表面完全被第一端盖233覆盖。因为根据该实施例的转轴241的轴仅从滚筒142的下 表面凸伸，所以优选的是，如第一实施例所述的转轴241从滚筒242的下表面凸伸出的长度 大于从滚筒的两个表面沿滚筒的轴向延伸的转轴的凸伸长度，以更稳定地支撑第二旋转构 件的运动。同样的，即使转轴241和滚筒242可被分开制造，它们也必须联接在一起，以便 能够作为一个单元旋转。转轴241采用穿过滚筒M2内部的中空轴的形式，中空部由用于 泵送油的供油器Mla组成。因为转轴241的上表面被第一端盖233覆盖，因此更佳的是使 通向压缩室P或制冷剂吸入/排出通道的通道与用于泵送油的供油器Mla分离，使得油与 制冷剂的混合最小化。轴Ml的供油器Mlb设有螺旋形构件M5，以通过旋转力来协助油 上升，或者设有槽以通过毛细现象来协助油上升。转轴241和滚筒242各自均具有各种供 油孔Mlc和储油腔Mld，用以将油从供油器Mlb供给到受到相互滑动作用的两个或多个 构件之间。滚筒242采用中空轴的形式，以接纳由此穿的过转轴Ml。叶片243在滚筒M2 的外周面上形成，叶片243被设置成径向延伸，并且当叶片在第一旋转构件230 (见图1)的 叶片安装狭槽23 (见图6)内沿衬套244进行线性往复运动时，其按预设定角度旋转。如 图6所示，一对衬套244将叶片243的周向旋转限制在预设角度以下，并引导叶片243通过 安装在叶片安装狭槽23 (见图6)内的一对衬套244之间所限定的空间进行线性往复运 动。尽管当叶片243在衬套144内线性往复运动时，可通过供油而使叶片243能够获得充 分润滑，但也可以使衬套144由自润滑材料制成。例如，衬套144可使用以Vespel SP-21 商标销售的合适材料来制造。Vespel SP-21是集优异的耐磨性、耐热性、自润滑性、阻燃性 和电绝缘性于一体的聚合材料。图6是示出根据本发明的压缩机的压缩机构部的叶片安装结构和运行循环的平 面图。参照图6来解释叶片M3的安装结构，叶片安装狭槽23 在缸232的内周面沿轴 向和纵向形成，一对衬套244适配到叶片安装狭槽13 中，与转轴241和滚筒242 —体形 成的叶片243插入衬套244之间。缸232和滚筒242之间限定一压缩室P (见图1)，该压 缩室P(见图1)由叶片243和缸232与滚筒242之间的基础部“C”分成吸入区S和排出区 D0第一端盖233(见图1)的吸入通道233a(见图1)位于吸入区，而第一端口 233(见图1) 的排出端口 233b (见图1)位于排出区D，第一端盖233(见图1)的吸入通道233a (见图1) 和第一端盖233(见图1)的排出端口 233B(见图1)被设置成与邻近叶片243的排出倾斜 部分236相连通。因此，与传统的旋转式压缩机中滚筒或缸分开制造并由弹簧支撑的叶片 相比，本发明的压缩机中与滚筒242 —体制造并被组装成可在衬套244之间可滑动地移动 的叶片243能够减少由于滑动接触造成的摩擦损失，并且能够减少吸入区S和排出区D之 间的制冷剂泄漏。此时，筒形转子231和232的旋转被传递到形成在第二旋转构件240上的叶片 243,以使该旋转构件旋转，并且插入到叶片安装狭槽13 中的衬套244摆动，由此使筒形 转子231、232以及第二旋转构件240能够一起旋转。当缸232和滚筒242旋转时，叶片243 相对于缸232的叶片安装狭槽23 进行相对的线性往复运动。因此，当转子231受到由定子220(见图1)的旋转电磁场产生的旋转力的作用时，转子231和缸232旋转。由于叶片243插入到缸232中，转子231和缸232的旋转力被传 递到滚筒对2。随着两者的旋转，叶片243于是在衬套244之间进行线性往复运动。也就是 说，转子231和缸232各自均具有与滚筒242的外表面相对应的内表面，并且这些相对应的 部分随着转子231/缸232和滚筒M2的每一次旋转而彼此重复地发生接触和分离。这样 一来，吸入区S逐渐扩张，制冷剂或工作流体被吸入到吸入区S，同时排出区D逐渐收缩以使 制冷剂或工作流体在其中被压缩，并随后被排出。为了展示压缩机构部的吸入、压缩和排出循环如何工作，图6中的(a)示出了将制 冷剂或工作流体吸入到吸入区S内的步骤。例如，工作流体被吸入并随即在排出区D中被 压缩。当第一旋转构件230和第二旋转构件240如图6中的(b)所示的那样设置时，工作 流体被持续地吸入到吸入区S并相应地被压缩。当第一旋转构件230和第二旋转构件240 如图6中的(c)所示的那样设置时，工作流体被持续地吸入，并且排出区D中的具有预设压 力或更高的压力的制冷剂或工作流体通过排出倾斜部分(或排出端口)236被排出。最后， 当第一旋转构件230和第二旋转构件240如图6中的(d)所示的那样设置时，工作流体的 压缩和排出结束。这样，压缩机构部的一个循环完成。图7是示出根据本发明的压缩机的支撑构件的一个示例的立体分解图。 如图1和图7所示，先前描述的第一旋转构件230和第二旋转构件240通过沿轴向 联接的支承件260和机械式密封件270可旋转地支撑在密封容器210的内部。支承件260 螺接到下壳体213，机械式密封件270通过焊接或类死手段固定到密封容器210内部，与密 封容器210的排出管215连通。概括而言，机械式密封件270是大体上防止由于快速旋转的轴与固定元件/旋转 元件之间的接触而发生流体泄漏的装置，并被安设在固定容器210的排出管215与第一端 盖233的旋转轴23 之间。这里，机械式密封件270在密封容器210内可旋转地支撑第一 端盖，并将第一端盖233的轴23 与密封容器210的排出管215连通，同时防止它们之间 的制冷剂泄漏。支承件160被构造为采用轴颈轴承来可旋转地支撑转轴Ml的外周面和第二端 盖234的内周面、并采用推力轴承来可旋转地支撑滚筒M2的下表面和第二端盖234的下 表面。支承件260由螺接到下壳体213的平板形支撑件261和安设在支撑件中央的轴 262组成，该轴具有向上凸伸的中空部沈加。此时，依据滚筒242是否偏心地形成，支承件 260的中空部沈加的中心可在偏离支承件沈0的轴沈2的中心的位置处形成，或者可与支 承件沈0的轴沈2的中心共线。图8至图10各自绘示了示出根据本发明的一个实施例的压缩机的旋转中心线的 横截面图。为了使第一旋转构件230和第二旋转构件240在旋转时能够压缩制冷剂，第二旋 转构件240被相对于第一旋转构件230偏心地定位。在图8至图10中示出了第一旋转构 件230和第二旋转构件MO的相对定位的一个示例。在图中，“a”表示第一旋转构件230 的第一转轴的中心线，或者说第二端盖234的轴234b的纵向中心线，或者支承件沈0的轴 262的纵向中心线。这里，由于如第一实施例所示第一旋转构件230包括转子231、缸232、 第一端盖233和第二端盖234，所有的元件一起整体地旋转，因此可以认为“a”是它们的旋 转中心线，“b”表示第二旋转构件MO的第二转轴的中心线或者转轴Ml的纵向中心线，而“C”表示第二旋转构件MO的纵向中心线或者滚筒对2的纵向中心线。图8示出了第二转轴的中心线“b”与第一转轴的中心线“a”两者分隔开预定距离， 并且第二旋转构件MO的纵向中心线“C”与第二转轴的中心线“b”共线。这样，第二旋转 构件240相对于第一旋转构件230偏心地被安设，并且当第一旋转构件230和第二旋转构 件240借助叶片M3的中介作用而一起旋转时，它们就像之前说明的那样在每次旋转中重 复地接触、分离和再触碰(retouch)，由此在压缩室P内压缩制冷剂。图9示出了第二转轴的中心线“b”与第一转轴的中心线“a”分隔开预定距离，第 二旋转构件140的纵向中心线“C”与第二转轴的中心线“b”分隔开预定距离，但是第一转 轴的中心线“a”和第二旋转构件MO的纵向中心线“C”并不共线。类似地，第二旋转构件 240相对于第一旋转构件230偏心地被安设，并且当第一旋转构件230和第二旋转构件240 借助叶片243的中介作用而一起旋转时，它们就像之前在第一实施例中说明的那样在每次 旋转中重复地接触、分离和再触碰，由此在压缩室P内压缩制冷剂。图10示出第二转轴的中心线“b”与第一转轴的中心线“a”共线，第二旋转构件 MO的纵向中心线“C”与第一转轴的中心线“a”和第二转轴的中心线“b”两者分隔开预定 距离。类似地，第二旋转构件240相对于第一旋转构件230偏心地被安设，并且当第一旋转 构件230和第二旋转构件240借助叶片M3的中介作用而一起旋转时，它们就像之前在第 一实施例中说明的那样在每次旋转中重复地接触、分离和再触碰，由此在压缩室P内压缩 制冷剂。图11是示出根据本发明的第一 /第二实施例的压缩机的立体分解图。为了展示根据本发明的一个实施例的压缩机如何组装的示例，参照图1和图11， 转子231和缸232或者是分开制造而后联接在一起，或者从开始就制造为一个单元。转轴 Ml、滚筒242和叶片243也可以被分开或一体地制造，但无论采用哪种制造方式，它们均应 能够作为一个单元旋转。叶片243插入到缸232内的衬套244之间。总体而言，转轴Ml、 滚筒242和叶片243安装在转子231和缸232内。第一端盖233和第二端盖234被沿转子 231和缸232的轴向螺接，即使转轴241穿过第二端盖234，第一端盖233也会覆盖滚筒M2 的上表面，同时第二端盖234覆盖滚筒M2。另外，消音器250沿第一端盖233的轴向螺接， 第一端盖233的轴23 适配到消音器250的轴端盖安装孔253中，以穿过消音器。为防止 第一端盖233与消音器250之间的制冷剂泄漏，设置另外的单独密封构件(未示出)，使其 联接到第一端盖233与消音器250之间的联接区。消音器250的内部被分成具有吸入端口 251a的吸入室251和连通轴端盖233的排出引导通道233d形成的排出室252，所以消音器 250应当以吸入室251和排出室252分别位于第一端盖233的吸入端口 233a和排出端口 233b的相应位置的方式来组装。在组装有第一旋转构件230和第二旋转构件240的旋转组件如上文所述地被组装 起来之后，将支承件260螺接到下壳体213，随后将旋转组件组装到支承件沈0，使第二端盖 234的轴23 的内周面与支承件沈0的轴沈2的外周面外切，转轴Ml的外周面与支承件 260的中空部沈加内切。接下来，将定子220压配合到本体211中，将本体211联接到上 壳体212，定子220被定位成与旋转组件的外周面维持一气隙。此后，将机械式密封件270 以与排出管215连通的方式组装在上壳体212内，则其上固定有机械式密封件270的上壳 体212联接到本体212，机械式密封件270被插入到第一端盖233的轴23 的外周面上的阶部。当然，机械式密封件270被组装成使第一端盖233的轴23 与上壳体212的排出管 215能够连通。因此，随着组装有第一旋转构件230和第二旋转构件MO的旋转组件、与定子220 安装的本体211、与机械式密封件270安装的上壳体212以及与支承件260安装的下壳体 213全部沿轴向联接，机械式密封件270和支承件沈0将旋转组件沿轴向可旋转地支撑在密 封容器210上。图12是示出根据本发明的一个实施例的压缩机中的制冷剂和油的流动的横截面 图。通过图1和图12来了解本发明的压缩机的实施例如何运转，当为定子220供电 时，在定子220与转子231之间产生旋转电磁场，并且借助来自转子231的旋转力使得第一 旋转构件230 (即转子231和缸23 以及第一端盖233和第二端盖234作为一个单元一起 旋转。因为叶片234安装在缸231上以便能够线性往复运动，第一旋转构件230的旋转力 传递到第二旋转构件对0，因此第二旋转构件MO (即转轴Ml、滚筒242和叶片对幻作为 一个单元一起旋转。如图8至图10所示，因为第一旋转构件230和第二旋转构件240被相 对于彼此偏心地设置，它们在每次旋转中重复地接触、分离和再触碰，由此改变被叶片243 分成的吸入区S/排出区D的容积，以便在压缩室P内压缩制冷剂，并同时泵送油，用以在两 个滑动接触的构件之间进行润滑。当第一旋转构件230和第二旋转构件240借助叶片243的中介作用而旋转时，制 冷剂被吸入、压缩和排出。更详细而言，在旋转构件的运动期间，滚筒242和缸232重复地 接触、分离和再触碰，由此改变被叶片243划分成的吸入区S/排出区D的容积，以便吸入、 压缩和排出制冷剂。也就是说，吸入区的容积随旋转构件的旋转而逐渐扩张，制冷剂通过密 封容器210的吸入管214、密封容器210的内部、消音器250的吸入端口 251a和吸入室251 以及第一端盖233的吸入端口 233a被吸入压缩室P的吸入区。同时，在排出区的容积随旋 转构件的旋转逐渐收缩时，制冷剂被压缩，并且当排出阀(未示出)在超过预设水平的压力 下开启时，制冷剂于是通过第一端盖233的排出端口 233b、消音器250的排出室252、第一 端盖233的排出通道233c和233d以及密封容器210的排出管215排出到密封容器210之 外。毋须言明的是，因为高压的制冷剂经过消音器250的排出室252，使噪音水平降低。当排出阀(未示出)在超过预设水平的压力下开启时，制冷剂开始从排出区排出， 该排出过程持续到滚筒242与缸232之间的接触部分“c”(见图6)与第一端盖233的排出 端口 23 重叠为止。同时，有时滚筒242与缸232之间的接触部分的位置与叶片243的位 置重叠，这使吸入区和排出区的划分消失，并且在整个压缩室P形成一个区。但是紧接着， 滚筒242与缸232之间的接触部分的位置和叶片243的位置由于第一旋转构件230和第二 旋转构件240的旋转而发生变化，则压缩室P被再次分成容积扩张的吸入区S和容积收缩 的排出区D。在先前的旋转中已经通过吸入区被吸入的制冷剂在随后的旋转中在排出区被 压缩。制冷剂的位置从吸入区变化到排出区的时间与滚筒242与缸232之间的接触部分的 位置与叶片M3的位置重叠的时间大概一致。吸入区和排出区的容积的变化是由于滚筒242和缸232之间的接触部分的相对定 位和叶片243的位置的相对定位的差异所致，所以第一端盖233的吸入端口 233a和第一端 盖233的排出端口 23 必须相对于叶片243彼此相反地设置。另外，假定第一旋转构件230和第二旋转构件240逆时针方向旋转。其后，滚筒242与缸232之间的接触部分将相对 于叶片243沿顺时针方向移位。因此，在旋转方向上，缸232的排出端口 236应当被定位在 叶片M3的更前侧，滚筒242的吸入通道对加应当被定位在叶片M3的更后侧。同时，滚 筒242的吸入通道对加和缸232的排出端口 236应形成为尽可能靠近叶片M3，以便减少 对制冷剂的实际压缩而言无用的压缩室P的死容积(dead volumn) 0此外，在第一旋转构件230和第二旋转构件240旋转过程中，油被供给到支承件 260和第一旋转构件230、第二旋转构件240之间的那些滑动接触部分，以便在构件之间进 行润滑。为此目的，转轴241被浸入储存在密封容器210的下部区域的油中，并且第二旋转 构件240设有用于供油的任何种类的供油通道。更详细而言，当转轴Ml开始在储存在密封 容器210的下部区域的油中旋转时，油沿螺旋形构件245或安设在转轴Ml的供油器Mlb 中的槽泵送或上升，并通过转轴Ml的供油孔Mlc逸出，这些油不但被收集到转轴241与 支承件260之间的储油腔Mlc，而且还在转轴Ml、滚筒M2、支承件260和第二端盖234之 间进行润滑。同样的，已经收集在转轴241与支承件260之间的储油腔Mlc的油通过滚筒 242的供油孔M2b泵送或上升，这些油不但被收集到转轴Ml、滚筒242和第一端盖233之 间的储油腔23;3e、242c，而且还在转轴Ml、滚筒242和第一端盖233之间进行润滑。在实 施例中，滚筒242不必具有供油孔M2b，因为供油器Mh可延伸到与滚筒242与第一端盖 233之间的接触部一样高，使油能够直接供给到由此穿过的储油腔23;3e、242c。另外，油也 可通过油槽或油孔在叶片243与衬套244之间供给，但是，如前文所提到的，更佳的是衬套 244由自润滑材料制成。如目前为止已经说明的，因为制冷剂通过第一端盖233和消音器250被吸入/排 出，而油通过转轴241和滚筒242在这些构件之间供给，所以转轴241上的制冷剂循环通道 与油循环通道相分离，使得制冷剂与油不混合。此外，减少了油和制冷剂的泄漏，以便确保 压缩机整体的工作可靠性。现已参照实施例和附图详细描述了本发明。然而，本发明的范围并不限于这些实 施例和附图，而是由如附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种压缩机，包括 定子；筒型转子，其借助来自所述定子的旋转电磁场而在所述定子内旋转，所述转子内限定一压缩室；滚筒，其借助从所述转子传递的旋转力而在所述筒型转子的压缩室内旋转，所述滚筒 在旋转过程中压缩制冷剂；转轴，其与所述滚筒一体形成并从所述滚筒的一侧沿轴向凸伸； 叶片，其将所述压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/排出制冷剂的压缩区，所述 叶片将旋转力从所述筒型转子传递到所述滚筒；以及轴端盖和端盖，其沿轴向联接到所述筒型转子并在其间形成用于制冷剂压缩的压缩 室，所述轴端盖包括用于制冷剂吸入的吸入端口，所述端盖接纳穿过其中的转轴。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述轴端盖包括处于所述滚筒的相反侧上的槽。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中所述压缩机设置到一密封容器的内部，所述 压缩机还包括安装在所述密封容器与所述轴端盖之间的机械式密封件，所述机械式密封件 用于可旋转地支撑所述轴端盖。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压缩机，还包括消音器，其沿轴向联接到所述轴端盖并包括与所述轴端盖中的吸入端口连通的吸入室。
5.根据权利要求4所述的压缩机，还包括密封容器，其用于容置定子、筒型转子、滚筒、转轴、叶片、轴端盖/端盖以及消音器，所 述密封容器连接到用于吸入/排出制冷剂的吸入管和排出管，其中所述消音器的吸入室还包括吸入端口，所述消音器的吸入室与所述密封容器的内 部空间连通。
6.根据权利要求4或5所述的压缩机，其中所述轴端盖包括排出端口，制冷剂通过所述 排出端口从所述压缩室排出，以及所述消音器被设置成与所述吸入室分开地分隔出与所述轴端盖的排出端口连通的排出室。
7.根据权利要求6所述的压缩机，其中所述轴端盖包括与被覆盖的所述滚筒具有一接 触表面的中空的轴，并且其中所述轴的内部包括用于使所述消音器的排出室与所述轴端盖 的轴之间能够连通的排出引导通道。
8.根据权利要求7所述的压缩机，其中在所述轴中形成的所述吸入引导通道包括沿所 述轴的轴向形成的第一吸入引导通道和沿所述轴的径向形成的第二吸入引导通道。
9.根据权利要求7或8所述的压缩机，其中所述轴通过机械式密封件连接到一排出管。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压缩机，其中所述压缩机设置到密封容器的内 部，所述压缩机还包括固定到所述密封容器的内侧上的支承构件，所述支承构件用于可旋 转地支撑所述筒型转子、所述滚筒及其转轴。
11.根据权利要求10所述的压缩机，其中所述支承构件分别包括与所述转轴的外周面 接触的第一支承件、沿轴向与所述滚筒的一侧接触的第二支承件，以及分别沿轴向与所述端盖的内周面和所述端盖的一侧接触的第三支承件和第四支承件。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的压缩机，其中相对于所述筒型转子与所述滚 筒的旋转方向而言，所述轴端盖的吸入端口被定位于所述叶片的更后侧。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的压缩机，其中相对于所述筒型转子与所述滚 筒的旋转方向，所述轴端盖的排出端口被定位于所述叶片的更前侧。
14.一种压缩机，包括密封容器，其包括吸入管和排出管；定子，其固定在所述密封容器内；第一旋转构件，其借助于来自所述定子的旋转电磁场而绕与所述定子的中心共线并沿 纵向延伸的第一转轴旋转，所述第一旋转构件包括轴端盖和端盖，所述轴端盖包括吸入端 口和排出端口，所述吸入端口和排出端口沿轴向固定到一侧上并开口为与一压缩室连通， 而所述端盖沿轴向固定到另一侧上；第二旋转构件，其借助从所述第一旋转构件传递的旋转力而在所述第一旋转构件内旋 转，所述第二旋转构件绕延伸穿过所述端盖的第二转轴旋转，并在所述第一旋转构件和第 二旋转构件之间限定的所述压缩室内压缩制冷剂；叶片，其将所述压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/排出制冷剂的压缩区，所述 叶片将旋转力从所述第一旋转构件传递到所述第二旋转构件；支承构件，其固定在所述密封容器内，所述支承构件用于可旋转地支撑所述第一旋转 构件和第二旋转构件及其转轴；以及消音器，其联接到所述轴端盖，所述消音器与所述轴端盖中的所述排出端口连通。
15.根据权利要求14所述的压缩机，其中所述第二转轴的中心线与所述第一转轴的中 心线分隔开。
16.根据权利要求15所述的压缩机，其中所述第二旋转构件的纵向中心线与所述第二 转轴的中心线共线。
17.根据权利要求15所述的压缩机，其中所述第二旋转构件的纵向中心线与所述第二 转轴的中心线分隔开。
18.根据权利要求15所述的压缩机，其中所述第二转轴的中心线与所述第一转轴的中 心线共线，并且所述第二旋转构件的纵向中心线与所述第一转轴的中心线和所述第二转轴 的中心线两者分隔开。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的压缩机，其中所述消音器包括与所述轴端盖 中的吸入端口连通的吸入室和与所述轴端盖中的排出端口连通的排出室，所述排出室与所 述吸入室被分开地限定，以及其中所述轴端盖包括穿过所述消音器的轴。
20.根据权利要求19所述的压缩机，还包括安装在所述轴端盖与所述第二旋转构件之间的机械式密封件，其用于可旋转地支撑所 述轴端盖。
全文摘要
本发明提供一种压缩机，其包括定子(220)；筒型转子(230)，其借助来自定子(220)的旋转电磁场而在定子(220)内旋转，该转子内部限定一压缩室；滚筒(242)，其借助从该转子传递的旋转力而在筒型转子(230)的压缩室内旋转，滚筒(242)在旋转过程中压缩制冷剂；转轴(241)，其与滚筒(242)一体形成并从滚筒(242)的一侧沿轴向凸伸；叶片(243)，其将该压缩室分成吸入制冷剂的吸入区和压缩/排出制冷剂的压缩区，叶片(243)将旋转力从筒型转子(230)传递到滚筒(242)；以及轴端盖(233)和端盖(234)，其沿轴向联接到筒型转子(230)并在其间形成用于制冷剂压缩的压缩室，轴端盖(233)包括用于制冷剂吸入的吸入端口(233a)，该端盖接纳贯穿的转轴。
文档编号F04C29/00GK102076969SQ200880130068
公开日2011年5月25日 申请日期2008年11月27日 优先权日2008年7月22日
发明者权永喆, 李康旭, 李根炯, 辛镇雄 申请人:Lg电子株式会社