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期间与滚筒所固定到的 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，一单独的电动机被堆垒在关于由转子、 缸和叶片组成的压缩机构部件的高度方向上，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，从而适合于紧 凑的设计，并且能够通过减小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机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，包括定子；筒型转子(cylinder typerotor)，其 借助来自于定子的旋转电磁场而在该定子内转动，该转子内部限定一压缩室；滚筒，其借 助从该筒型转子传递的旋转力而在该转子的压缩室内转动，该滚筒在转动过程中压缩制冷 剂；叶片，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，该叶片将 来自于筒型转子的旋转力传递到滚筒；转轴，其与滚筒一体形成并沿轴向延伸；以及吸入 通道，其通过转轴和滚筒将制冷剂吸入该压缩室内。在本发明的示范性实施例中，该吸入通道包括沿该转轴的轴向开口的第一吸入通 道和用于将该第一吸入通道与该压缩室相连通的第二吸入通道。在本发明的示范性实施例中，该第二吸入通道在转轴的中心与滚筒的外周面之间 沿径向延伸，以被朝向该转轴的中心定向。在本发明的示范性实施例中，该第二吸入通道沿转轴的中心与滚筒的外周面之间 沿径向延伸，以被朝向该转轴的中心定向。在本发明的示范性实施例中，第二吸入通道形成在滚筒的外周面上，并与吸入区 的邻近该叶片的部分连通。在本发明的示范性实施例中，具有两个第二吸入通道，它们沿转轴的纵向彼此分 隔开预定距离。在本发明的示范性实施例中，压缩机设置在密封容器内，该压缩机还包括固定到 筒型转子的上部和下部的第一端盖和第二端盖，用以与筒型转子作为一个单元转动并且在 筒型转子与滚筒之间限定压缩室，以及接纳由此穿过的转轴；以及固定到密封容器的内部 第一支承件(bearing)和第二支承件，用以可转动地支撑第一端盖和第二端盖，第一支承件和第二支承件的其中之一包括与所述吸入通道相连通的、用以引导制冷剂吸入的吸入引
导通道。在本发明的示范性实施例中，吸入引导通道包括沿支承件的径向连通的第一吸入 引导通道和沿支承件的轴向连通的第二吸入引导通道，该第二吸入引导通道用于将第一吸 入引导通道与吸入通道连通。在本发明的示范性实施例中，压缩机还包括沿轴向安装在密封容器内的吸入管， 该吸入管用于将制冷剂吸入密封容器。在本发明的示范性实施例中，支承件的吸入引导通道与密封容器的内部连通。在本发明的示范性实施例中，压缩机还包括穿过密封容器插入第一吸入引导通道 的吸入管，该吸入管用于将制冷剂吸入第一吸入引导通道。在本发明的示范性实施例中，第一端盖和第二端盖之一包括与压缩区相连通的排 出端口，并且其中第一支承件和第二支承件的其中之一包括与端盖中的排出端口相连通的 排出引导通道，以便引导制冷剂排出。在本发明的示范性实施例中，端盖中的排出端口形成为与压缩区的邻近叶片的部 分连通。在本发明的示范性实施例中，支承件的排出引导通道形成为环形或圈形(ring)， 以外切于端盖中的排出端口的旋转轨迹。在本发明的示范性实施例中，压缩机还包括从密封容器外部插入支承件中的排出 管，该排出管与支承件的排出引导通道连接。在本发明的示范性实施例中，支承件的排出引导通道引导制冷剂排入到一壳体 (shell)中。并且，压缩机还包括穿过密封容器的排出管，该排出管将填充于密封容器内的 压缩后的制冷剂排出。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，其借助来自于定子的旋转电磁场而绕第一转轴 转动，第一转轴与定子的中心共线并沿纵向延伸，第一旋转构件包括第一端盖和第二端盖， 所述第一端盖和第二端盖固定到第一旋转构件的上部和下部，以便作为一个单元而一起转 动；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转动，第二旋 转构件绕延伸通过第一端盖和第二端盖的第二转轴转动，并在限定于上述旋转构件之间的 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，该叶片将来自于第一旋转构件的旋转力传递到第二旋转构件；支承件，其固定在密 封容器内，该支承件用于可转动地支撑第一转轴、第二转轴和第一旋转构件；吸入通道，其 将制冷剂通过第二转轴和第二旋转构件吸入压缩室内；以及排出端口，其形成在第一端盖 和第二端盖的其中之一上，所述排出端口与压缩区连通。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分隔开。在本发明的另一示范性实施例中，吸入通道包括沿第二转轴的轴向开口的第一吸 入通道和用于将第一吸入通道与压缩室相连通的第二吸入通道。在本发明的另一示范性实施例中，第二吸入通道在第二转轴的中心和第二旋转构 件的外周面之间沿径向延伸，以被朝向第二转轴的中心定向。在本发明的另一示范性实施例中，吸入通道形成在第二旋转构件的外周面上并与 邻近叶片的吸入区连通。在本发明的另一示范性实施例中，具有两个第二吸入通道，它们沿第二转轴的纵 向彼此分隔开预定距离。在本发明的另一示范性实施例中，支承件包括与吸入通道相连通的吸入引导通 道，以便引导制冷剂吸入。在本发明的另一示范性实施例中，吸入引导通道包括沿支承件的径向连通的第一 吸入引导通道和沿支承件的轴向连通的第二吸入引导通道，该第二吸入引导通道用于将第 一吸入引导通道与吸入通道连通。在本发明的另一示范性实施例中，支承件的吸入引导通道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，吸入管被插入支承件的吸入引导通道中。在本发明的另一示范性实施例中，支承件包括与端盖的吸入端口相连通的排出引 导通道，以便引导制冷剂排出。在本发明的另一示范性实施例中，端盖中的排出端口与压缩区的邻近叶片的部分 连通。在本发明的另一示范性实施例中，支承件的排出引导通道形成为环形或圈形，以 便外切于(circumscribe)该端盖中的排出端口的旋转轨迹。在本发明的另一示范性实施例中，支承件的排出引导通道与排出管连通，该排出 管从密封容器外部插入支承件中。在本发明的另一示范性实施例中，支承件的排出引导通道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，排出管与密封容器的内部空间连通。有益效果根据本发明的具有上述构造的压缩机的优点在于，其不仅通过径向设置压缩机构 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，而且由于通过从转动的转子传递到滚筒的旋转力而在 转子与滚筒之间的压缩室内压缩制冷剂，使筒型转子与滚筒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，由于叶片在筒型转子与滚筒之间往复运动，叶片在不必与转子或滚筒进行 滑动接触的情况下限定压缩室，因而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，在与筒型转子和滚筒一起转动的端盖中形成的排出端口使得即使当转子和滚筒都转动时仍可持续地将制冷剂吸入压缩室内。而且，通过使转轴包括用于支撑该转轴的支承件和用于将制冷剂从该支承件引导 至该转轴的制冷剂引导通道，使得可在通过支承件支撑转轴的同时吸入/排出制冷剂。


图1是示出根据本发明第一实施例的压缩机的横截面图；图2是示出根据本发明第二实施例的压缩机的横截面图；图3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4和图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是示出根据本发明第一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是示出在根据本发明第二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9至图11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12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13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是示出根据本发明第一实施例的压缩机的横截面图，图2是示出根据本发明 第二实施例的压缩机的横截面图，图3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4和图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，根据本发明的第一和第二实施例的压缩机包括密封容器110 ；定子 120，安装在密封容器110内；第一旋转构件130，安装在定子120内并借助来自于定子120 的旋转电磁场而转动；第二旋转构件140，其借助从第一旋转构件130传递的旋转力而在第 一旋转构件130内转动，用以压缩处于第一旋转构件和第二旋转构件之间的制冷剂；以及 第一支承件150和第二支承件160，其支撑第一旋转构件130和第二旋转构件140，使其能 够在密封容器110内转动。通过电气反应(electrical reaction)提供动力的电动机构部 件使用例如包括定子120和第一旋转构件130的BLDC马达，通过机械反应压缩制冷剂的压 缩机构部件包括第一旋转构件130和第二旋转构件140以及第一支承件150和第二支承件 160。由此，通过沿径向安装电动机构部件和压缩机构部件，能够降低压缩机的总高度。虽 然本发明的实施例描述了将压缩机构部件配置在电动机部内的所谓内转子型作为示例，但 是本领域普通技术人员应当容易领会的是，上述的一般概念也可方便地应用到将压缩机构部件配置在电动机构部件外的所谓的外转子型。如图1所示，密封容器110由筒形本体111和上壳体112及下壳体113组成，并储 存有合适高度的油用以润滑或平滑第一旋转构件130和第二旋转构件140 (见图1)，上壳体 112和下壳体113联接到本体110的顶部和底部。上壳体113包括在一预定位置处的用于 吸入制冷剂的吸入管114和在另一预定位置处的用于排出制冷剂的排出管115。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110的内部填充的是压缩后的制冷 剂还是预压缩的制冷剂，并且应当基于此来确定吸入管114和排出管115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114连接到 密封容器110，排出管115连接到压缩机构部件。因此，当低压制冷剂通过吸入管114被吸 入时，该制冷剂填充于密封容器110的内部并流入压缩机构部件中。在该压缩机构部件中， 低压制冷剂被压缩到高压并随后直接通过排出管115排出。另一方面，图2所示的本发明 的第二实施例是高压压缩机，其中吸入管114'穿过密封容器110直接连接到压缩机构部 件。来自该压缩机构部件的压缩后的制冷剂被排入到密封容器110内部，因此容器110的 内部被填充高压制冷剂。密封容器110内部的高压制冷剂通过排出管115'被排出，排出管 115'的一端穿过密封容器110以便设置在容器110内。由于高压制冷剂首先排入密封容 器110内而后通过排出管115'排出，因此与低压压缩机的构造相比，高压压缩机的构造可 能会经受一些压缩损失，但是能够减少制冷剂的脉动，并产生比低压压缩机更小的噪声。同 时，也可以构造这样一种压缩机，其不具有密封容器110、并且吸入管114、114'和排出管 115,115'都插入到压缩机构部件中以使制冷剂直接被吸入压缩机构部件或从压缩机构部 件排出。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， 并且以稳定的方式将制冷剂提供给压缩机构部。如图3所示，定子120由磁心121和基本上绕磁心121缠绕的线圈122组成。虽 然用作常规BLDC电机的磁心沿周缘具有9个槽，但由于本发明优选实施例中的定子具有相 对大的直径，BLDC电机的磁心121沿周缘具有12个槽。考虑到线圈绕数随磁心槽数量的 增加而增大，为了产生常规的定子120的电磁力，磁心121可具有较小高度。如图4所示，第一旋转构件130由转子131、缸132、第一端盖133和第二端盖134 组成。转子131为筒形，转子131借助来自于定子120(见图1)的旋转电磁场而在定子 120(见图1)内转动，并且多个永磁体131a沿轴向穿插到该转子中，以产生旋转磁场。类似 于转子131，缸132也采用筒的形式，以在内部形成压缩室P(见图1)。转子131和缸132 可分开制造并在其后联接在一起。在一个示例中，在缸132的外周面上设有一对安装突 起132a，在转子131的内周面形成有其形状与缸132的安装突起13 的形状相对应的槽 131h，使得缸132的外周面与转子131的内周面接合。更优选的是，转子131与缸132为一 体形成，并且永磁体131a安装在另外沿轴向形成的孔中。第一端盖133和第二端盖134沿轴向联接到转子131和/或缸132，并且压缩室P 被限定在缸132与第一端盖133、第二端盖134之间(见图1)。第一端盖133为平板形状， 并设有排出端口 133a和安装在其上的排出阀(未示出)，压缩后的制冷剂从压缩室P(见 图1)通过排出端口 133a被排出。第二端盖134由平板形状的端盖13 和在中央处向下 凸伸的中空的轴134b组成。轴134b不是绝对必需的，但是其所起的承接施加于其上的载 荷的作用增大了与第二支承件160(见图1)的接触面积，并且更稳定地支撑了第二端盖134的转动。由于第一端盖133和第二端盖134沿轴向螺固到转子131或缸132，转子131、缸 132和第一端盖133及第二端盖134作为一个单元而一起转动。如图5所示，第二旋转构件140由转轴141、滚筒142和叶片143组成。转轴141 从滚筒142的两个表面沿滚筒的轴向延伸，并且该转轴从滚筒142的底面凸伸的部分比从 滚筒142的上表面凸伸的部分更长，以便在任何载荷条件下均能提供稳定支撑。优选的是， 转轴141与滚筒142 —体形成，但是即使两者是被分开制造的，它们也必须被联接在一起， 以便能够作为一个单元转动。因为转轴141采用了中部封闭的中空轴的形式，更佳的是彼 此分离地设置供吸入及排出制冷剂的吸入通道141a和给油器141b (见图1)的通道，以使 油与制冷剂的混合最小化。转轴141的给油器141b (见图1)设有螺旋形构件以通过旋转力 来协助油上升，或者设有槽以通过毛细作用来协助油上升。转轴141和滚筒142均各自具有 各种给油孔(未示出)和储油槽(未示出)，用以将油从给油器141b (见图1)供给到受到 相互滑动作用的两个或多个构件之间。滚筒142具有沿径向穿过该滚筒的吸入通道142a， 用于将转轴141的吸入通道141a与压缩室P (见图1)连通，从而使制冷剂通过转轴141的 吸入通道141a和滚筒142的吸入通道14 被吸入压缩室P (见图1)中。叶片143形成在 滚筒142的外周面上，叶片143被设置成沿径向延伸，并且被设置成当该叶片143在第一旋 转构件130(见图1)的叶片安装狭槽13 (见图6)内沿衬套144进行线性往复运动的同 时还以预设的角度转动。如图6所示，一对衬套144将叶片143的周向转动限制在预设角 度以内，并引导叶片143通过安装在叶片安装狭槽13 (见图6)内的一对衬套144之间所 限定的空间进行线性往复运动。尽管当叶片143在衬套144内线性地往复运动的同时可以 通过供给油而使叶片143能够获得充分的润滑，但也可以使用自润滑材料来制成衬套144。 例如，衬套144可使用在VespelSP-21商标下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件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143的安装结构，叶片安装狭槽13 在缸132的内周面沿 轴向和纵向形成，一对衬套144适配到叶片安装狭槽13 中，与转轴141和滚筒142 —体 形成的叶片143插入衬套144之间。缸132和滚筒142在它们之间限定一压缩室P(见图 1)，该压缩室P (见图1)被叶片143分成吸入区S和排出区D。如先前所提到的，滚筒142 的吸入通道142a(见图1)位于吸入区S，而第一端盖133(见图1)的排出端口 133a(见图 1)位于排出区D，滚筒142的吸入通道14 (见图1)和第一端盖133(见图1)的排出端口 133a(见图1)被设置成与邻近叶片143的排出倾斜部分136连通。因此，与常规的旋转式 压缩机中与滚筒或缸分开制造并由弹簧支撑的叶片相比，在本发明的压缩机中与滚筒142 一体制造并被组装成可在衬套144之间可滑动地移动的叶片143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，筒形的转子131和132的转动被传递到形成在第二旋转构件143上的叶片 143以使该旋转构件转动，并且插入到叶片安装狭槽13 中的衬套144摆动，由此使筒形 的转子131、132以及第二旋转构件140能够一起转动。当缸132和滚筒142转动时，叶片 143相对于缸132的叶片安装狭槽13 进行相对的线性往复运动。因此，当转子131受到由于定子120(见图1)的旋转电磁场而产生的旋转力的作用时，转子131和缸132转动。由于叶片143插入到缸132中，转子131和缸132的旋转力 被传递到滚筒142。随着两者的转动，叶片143即在衬套144之间线性地往复运动。也就是 说，转子131和缸132各自均具有与滚筒142的外表面对应的内表面，并且这些相对应的部 分随着转子131/缸132和滚筒142的每一次转动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。通过压缩机构部件的吸入、压缩和排出循环如何运作，图6a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120和第二旋转构件140如图6b所示地被设置时，工作流体被持续地吸入吸 入区S并相应地进行压缩。当第一旋转构件120和第二旋转构件140如图6c所示地被设 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)136被排出。最后，当第一旋转构件120和第二 旋转构件140如图6d所示那样被设置时，工作流体的压缩和排出结束。这样，压缩机构部 件的一个循环完成。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6所示，先前描述的第一旋转构件130和第二旋转构件140被沿轴向 联接的第一支承件150和第二支承件160可转动地支撑在密封容器110内部。第一支承件 150可借助从上壳体112凸伸的固定肋或固定突起而被固定，而第二支承件160可被螺固到 下壳体113。第一支承件150被构造为采用轴颈轴承(journal bearing)来可转动地支撑 转轴141的外周面和第一端盖133的内周面，以及采用推力轴承(thrust bearing)来可转 动地支撑第一端盖133的上表面。第一支承件150包括与转轴141的吸入通道141a相连 通的吸入引导通道151。当压缩机采用如图1所示的低压系统时，吸入引导通道151与密 封容器110内部连通，使已通过吸入管114被吸入的制冷剂进入密封容器110 ；当压缩机采 用如图2所示的高压系统时，吸入管114'的一部分插入到吸入引导通道151中。此外，第 一支承件150包括排出引导通道152，排出引导通道152与第一端盖133的排出端口 133a 连通，排出端口 133a采用环或圈的形式，以适应于第一端盖133的排出端口 133a的旋转轨 迹，以便即使在第一端盖133的排出端口 133a旋转时，也能将通过第一端盖133的排出端 口 133a流出的制冷剂经由排出管115排出。在如图7所示的低压压缩机的情况下，排出引 导通道152包括排出管安装孔153，排出引导通道152能够通过该排出管安装孔153直接 连接到排出管115，以便将制冷剂直接排到外部；在如图8所示的高压压缩机的情况下，排 出引导通道152包括第一支承件150的排出端口 153'，用以将制冷剂排入到密封容器110 内。通过排出端口 153'排出的高压制冷剂经由上文所指出的排出管115'离开密封容器 110。第二支承件160被构造为采用轴颈轴承来可转动地支撑转轴141的外周面和第二 端盖134的内周面，以及采用推力轴承来可转动地支撑滚筒142的下表面和第二端盖134 的下表面。第二支承件160由被螺固到下壳体113的平状支撑件(support) 161和设置在 支撑板161中央的轴162组成，该轴具有一向上凸伸的中空部(hollow) 162a。此时，第二支 承件160的中空部16 的中心形成在相对于第二支承件160的轴162的中心的偏心位置 处，并且第二支承件160的轴162的中心与第一旋转构件130的旋转中心线共线，同时第二支承件160的中空部16 的中心与第二旋转构件140的转轴141共线。也就是说，虽然第 二旋转构件140的转轴141的中心线相对于第一旋转构件130的旋转中心线偏心地形成， 但是也可沿滚筒142的纵向中心线同心地形成。现在将在下文提供更多细节。图9至图11各自绘示了示出根据本发明的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130和第二旋转构件140在转动时能够压缩制冷剂，第二旋 转构件140相对于第一旋转构件130偏心地定位。在图9至图11中示出了第一旋转构件 130和第二旋转构件140的相对定位的一个示例。在图中，“a”表示第一旋转构件130的第 一转轴的中心线，或者说第二端盖134的轴134b的纵向中心线或者支承件160的轴162的 纵向中心线。这里，由于第一旋转构件130包括转子131、缸132、第一端盖133和第二端盖 134，如图4所示，所有的元件作为一个整体一起转动，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140的第二转轴的中心线或者转轴142的纵向中心线，而“C”表 示第二旋转构件140的纵向中心线或者滚筒142的纵向中心线。至于图1至图6示出的本发明的实施例，图9示出了第二转轴的中心线“b”与第 一转轴的中心线“a”隔开预定距离，并且第二旋转构件140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140相对于第一旋转构件130偏心地设置，并且当 第一旋转构件130和第二旋转构件140借助叶片143的中介作用而一起转动时，它们就像 之前说明的那样在每次转动中重复地接触、分离及再触碰(retouch)，由此改变吸入区S/ 排出区D的容积，以便在压缩室P内压缩制冷剂。图10示出了第二转轴的中心线“b”与第一转轴的中心线“a”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”隔开预定距离，但是第一转轴的中 心线“a”和第二旋转构件140的纵向中心线“C”不共线。类似地，第二旋转构件140相对 于第一旋转构件130偏心地设置，并且当第一旋转构件130和第二旋转构件140借助叶片 143的中介作用而一起转动时，它们就像之前说明的那样在每次转动中重复地接触、分离及 再触碰，由此改变吸入区S/排出区D的容积，以便在压缩室P内压缩制冷剂。这样，可提供 比图9中更大的偏心量。图11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 140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”两者均隔开预定 距离。类似地，第二旋转构件140相对于第一旋转构件130偏心地设置，并且当第一旋转构 件130和第二旋转构件140借助叶片143的中介作用而一起转动时，它们就像之前说明的 那样在每次转动中重复地接触、分离和再触碰，由此改变吸入区S/排出区D的容积，以便在 压缩室P内压缩制冷剂。图12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。通过参照图1和图12来了解根据本发明的第一 /第二实施例的压缩机如何组装 的示例，转子131和缸132或者是分开制造而后联接在一起，或者从开始就制造成一个单 元。转轴141、滚筒142和叶片143也可以分开或一体地制造，但无论采用哪种制造方式， 它们均应能够作为一个单元转动。叶片143插入到缸131内的衬套144之间。总的来说， 转轴141、滚筒142和叶片143安装在转子131和缸132内。第一端盖133和第二端盖134 被沿转子131和缸132的轴向螺固，即使转轴141可能在转子131和缸132之间穿过，端盖也会覆盖滚筒142。在与第一旋转构件130和第二旋转构件140组装后的旋转组件如上文所述地安 设在一起之后，将第二支承件160螺固到下壳体113，然后将该旋转组件组装到第二支承件 160，并使第二端盖134的轴134b的内周面与轴162的外周面外切，而转轴141的外周面与 第二支承件160的中空部16 内切。接下来，将定子120压配合到本体111中，将本体111 联接到上壳体112，定子120被定位成与旋转组件的外周面维持一气隙。此后，通过将上壳 体112的排出管115压配合到第一支承件的排出安装孔153 (见图6)的方式将第一支承件 150联接或组装到上壳体112。这样，与第一支承件150组装后的上壳体112被联接到本体 111，与此同时，配合在转轴141和第一端盖133之间的第一支承件150被壳体112从上方 覆盖。毋须言明的是，第一支承件150的吸入引导通道151与转轴141的吸入通道141a连 通，第一支承件150的排出引导通道152与第一端盖133的排出端口 133a连通。因此，在将组装有第一旋转构件130和第二旋转构件140的旋转组件、安装有定子 120的本体111、安装有第一支承件150的上壳体112以及安装有第二支承件160的下壳体 113全部沿轴向联接的情况下，第一支承件150和第二支承件160将旋转组件沿轴向可转动 地支撑在密封容器110上。图13是示出根据本发明的第一 /第二实施例的压缩机中的制冷剂和油的流动情 况的横截面图。通过参照图1和图13来了解本发明的压缩机的第一 /第二实施例如何运转的情 况，当向定子120供电时，在定子120与转子131之间产生旋转电磁场，并且利用来自转子 131的旋转力，使得第一旋转构件130，即转子131和缸132以及第一端盖133和第二端盖 134作为一个单元而一起转动。因为叶片134安装在缸131上以便能够线性地往复运动，第 一旋转构件130的旋转力被传递到第二旋转构件140，因此第二旋转构件140(即转轴141、 滚筒142和叶片143)作为一个单元而一起转动。如图9至图11所示，因为第一旋转构件 130和第二旋转构件140相对于彼此偏心地设置，它们在每次转动中重复地接触、分离及再 触碰，由此改变吸入区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130和第二旋转构件140转动时，制冷剂被吸入、压缩并排出。更 详细而言，滚筒142与缸132之间所限定的压缩室P被滚筒142与缸132之间的接触部分和 叶片143分成吸入区和排出区。滚筒142和缸132之间的接触部分随着第一旋转构件130 和第二旋转构件140的转动而连续变化，并在每次转动中触碰一次。依照滚筒142与缸132 之间的接触部分的变化，吸入区的容积和排出区的容积随之变化，以吸入、压缩及排出制冷 剂。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142与缸132之间的接触部分与缸的排出端口 136重叠为止。同时，有 时滚筒142与缸132之间的接触部分的位置与叶片143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142与缸132之间的接触 部分的位置和叶片143的位置由于第一旋转构件130和第二旋转构件140的转动而发生变 化，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。在先前的转动中通过 吸入区吸入的制冷剂在随后的转动中在排出区被压缩。制冷剂的位置从吸入区变化到排出 区的时间与滚筒142与缸132之间的接触部分的位置与叶片143的位置重叠的时间大概一
换言之，由于随着吸入区的容积的逐渐增大而在吸入区内产生的吸入压力(负 压)，使制冷剂通过第一支承件150的吸入引导通道151、转轴141的吸入通道141a和滚筒 142的吸入通道14 被吸入压缩室P的吸入区。并且，随着排出区的容积逐渐减小，制冷 剂在其中被压缩，并且当排出阀(未示出)在超过预设水平的压力下开启时，压缩后的制冷 剂随之通过缸132的排出端口 136、第一端盖的排出端口 133a和第一支承件150的排出引 导通道152排出密封容器110之外。根据被吸入第一支承件150的吸入引导通道151的低 压制冷剂所用的通道的构造和从第一支承件150的排出引导通道152排出的高压制冷剂所 用的通道的构造，压缩机可被分类为高压压缩机或低压压缩机。如果压缩机是基于图1所 示的低压系统构建，低压制冷剂通过吸入管114被吸入密封容器110中，并且密封容器110 的内部与吸入引导通道151连通，而高压的压缩后的制冷剂通过插入排出引导通道152中 的排出管115直接排出。另一方面，如果压缩机是基于图2所示的高压系统构建，则低压制 冷剂通过插入吸入引导通道151的吸入管114'被直接吸入，而高压的压缩后的制冷剂通 过位于排出引导通道152 —端的排出端口 153'(见图8)被排入密封容器110内，然后经 过排出管115'最终被排到密封容器110之外。归纳而言，对于低压系统，制冷剂通过吸入 管114、密封容器110的内部、第一支承件150的吸入引导通道151、转轴141的吸入通道 141a和滚筒142的吸入通道14 被吸入压缩室P，在一个转动后进入排出区，并随压缩区 的容积的减小而被压缩，如果排出阀(未示出)在超过预设水平的压力下开启，则制冷剂通 过缸132的排出端口 136、第一端盖133的排出端口 133a、第一支承件150的排出引导通道 152和排出管115排到密封容器110外。同时，对于高压系统，制冷剂通过吸入管114'、第 一支承件150的吸入引导通道151、转轴141的吸入通道141a和滚筒142的吸入通道14 被吸入压缩室P，在一个转动后进入排出区，随着压缩区容积的减小而被压缩，并且如果排 出阀(未示出)在超过预设水平的压力下开启，则制冷剂通过缸132的排出端口 136、第一 端盖133的排出端口 133a、第一支承件150的排出引导通道152和排出管115'排出到密 封容器110之外。吸入区和排出区的容积的变化是由于滚筒142和缸132之间的接触部分和叶片 143的位置的相对定位的差异所致，所以滚筒的吸入通道14 和缸132的排出端口 136必 须相对于叶片143彼此相反地设置。另外，假定第一旋转构件130和第二旋转构件140逆 时针方向转动。然后滚筒142与缸132之间的接触部分将相对于叶片143沿顺时针方向转 移。因此，在转动方向上，缸132的排出端口 136应当被定位在叶片143的更前侧，滚筒142 的吸入通道14 应当被定位在叶片143的更后侧。同时，滚筒142的吸入通道14 和缸 132的排出端口 136应形成为尽可能靠近叶片143，以便减少对制冷剂的实际压缩而言并不 扩张或收缩的压缩室P的死容积(dead volumn)。此外，在第一旋转构件130和第二旋转构件140转动期间，油被供给到支承件150、 160与第一旋转构件130、第二旋转构件140之间的滑动接触部分，或者被供给到第一旋转 构件130与第二旋转构件140之间的滑动接触部分，以便在这些构件之间进行润滑。为此 目的，转轴141浸入储存在密封容器110的下部区域的油中，并且第二旋转构件140设有用 于供油的任何种类的给油通道。更详细而言，当转轴141开始在储存在密封容器110的下 部区域的油中转动时，油沿螺旋形构件145或设置在转轴141的给油器141b中的槽泵送或上升，并通过转轴141的给油孔141c逸出，以使其不仅被收集到转轴141与第二支承件160 之间的储油槽141d，而且还在转轴141、滚筒142、第二支承件160和第二端盖134之间进行 润滑。已被收集在转轴141与第二支承件160之间的储油槽141d的油通过滚筒142的给 油孔142b泵送或上升，使得这些油不仅被收集到转轴141、滚筒142和第一支承件150之 间的储油槽141e、142c，而且在转轴141、滚筒142、第一支承件150和第一端盖133之间进 行润滑。而且，油还可通过油槽或油孔在叶片143与衬套144之间被供给，但更佳的是衬套 144由自润滑材料来制造。如迄今为止已经说明的，因为制冷剂被吸入转轴141的吸入通道141a，而油通过 转轴141的给油器141b泵送，所以在转轴141上的制冷剂循环通道与油循环通道相分离， 使得制冷剂与油不会发生混合。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，其借助来自于所述定子的旋转电磁场而在所述定子内转动，所述转子内部限定一压缩室；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转动，所述滚筒 在转动过程中压缩制冷剂；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 叶片将来自于所述筒型转子的旋转力传递到所述滚筒；转轴，其与所述滚筒一体形成并沿轴向延伸；以及吸入通道，其通过所述转轴和所述滚筒将制冷剂吸入所述压缩室内。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中所述吸入通道包括沿所述转轴的轴向开口的第 一吸入通道和用于将所述第一吸入通道与所述压缩室相连通的第二吸入通道。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其中所述第二吸入通道在所述转轴的中心与所述滚 筒的外周面之间沿径向延伸，以被朝向所述转轴的中心定向。
4.根据权利要求3所述的压缩机，其中所述第二吸入通道形成在所述滚筒的外周面 上，并与吸入区部分的邻近所述叶片的部分连通。
5.根据权利要求3所述的压缩机，其中相对于缸和所述转子的转动方向而言，所述第 二吸入通道被定位在所述叶片的更后侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压缩机，其中所述压缩机设置在密封容器内， 并且所述压缩机还包括固定到所述筒型转子的上部和下部的第一端盖和第二端盖，用以 与所述筒型转子作为一个单元转动并且在所述筒型转子与所述滚筒之间限定所述压缩室， 以及接纳由此穿过的所述转轴；以及固定到所述密封容器的内部的第一支承件和第二支承 件，用以可转动地支撑所述第一端盖和所述第二端盖，所述第一支承件和第二支承件的其 中之一包括与所述吸入通道相连通的、用以引导制冷剂吸入的吸入引导通道。
7.根据权利要求6所述的压缩机，还包括沿所述轴向安装在所述密封容器内的吸入管，该吸入管用于将制冷剂吸入所述密封容ο
8.根据权利要求6或7所述的压缩机，其中所述吸入引导通道包括沿所述支承件的径 向连通的第一吸入引导通道以及沿支承件的轴向连通的第二吸入引导通道，该第二吸入引 导通道用于将所述第一吸入引导通道与所述吸入通道连通。
9.根据权利要求8所述的压缩机，还包括穿过所述密封容器插入所述第一吸入引导通道的吸入管，该吸入管用于将制冷剂吸入 所述第一吸入引导通道。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的压缩机，其中所述第一端盖和第二端盖的其中 之一包括与所述压缩区相连通的排出端口，并且其中所述第一支承件和第二支承件的其中 之一包括与所述端盖中的所述排出端口相连通的、用以引导制冷剂排出的排出引导通道。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的压缩机，其中所述端盖中的排出端口形成为 与压缩区的邻近压缩区的部分连通。
12.根据权利要求10所述的压缩机，其中所述支承件的所述排出引导通道形成为环形或圈形，以外切于所述端盖中的排出端口的旋转轨迹。
13.根据权利要求10所述的压缩机，还包括排出管，其从所述密封容器外部插入所述支承件中，所述排出管与所述支承件的排出 引导通道连接。
14.根据权利要求10所述的压缩机，其中所述支承件的排出引导通道引导制冷剂排入 到一壳体中，所述压缩机还包括穿过所述密封容器的排出管，该排出管将填充于述密封容 器内部的压缩后的制冷剂排出。
15.一种压缩机，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，其借助来自于所述定子的旋转电磁场而绕第一转轴转动，所述第一转 轴与所述定子的中心共线并沿纵向延伸，所述第一旋转构件包括第一端盖和第二端盖，所 述第一端盖和第二端盖固定到所述第一旋转构件的上部和下部，以便作为一个单元一起转 动；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转 动，所述第二旋转构件绕延伸穿过所述第一端盖和第二端盖的第二转轴转动，并在被限定 在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的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 叶片将来自于所述第一旋转构件的旋转力传递到所述第二旋转构件；支承件，其固定在所述密封容器内，所述支承件用于可转动地支撑所述第一转轴、所述 第二转轴和所述第一旋转构件；吸入通道，其将制冷剂通过所述第二转轴和所述第二旋转构件吸入所述压缩室内；以及排出端口，其形成在所述第一端盖和第二端盖的其中之一上，所述排出端口与所述压 缩区连通。
16.根据权利要求15所述的压缩机，其中所述吸入通道包括沿所述第二转轴的轴向开 口的第一吸入通道和用于将所述第一吸入通道与所述压缩室相连通的第二吸入通道。
17.根据权利要求16所述的压缩机，其中所述第二吸入通道在所述第二转轴的中心与 所述第二旋转构件的外周面之间沿径向延伸，以被朝向所述第二转轴的中心定向。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的压缩机，其中所述支承件包括与所述吸入通 道相连通的、用以引导制冷剂吸入的吸入引导通道。
19.根据权利要求18所述的压缩机，其中所述吸入引导通道包括沿所述支承件的径向 连通的第一吸入引导通道以及沿所述支承件的轴向连通的第二吸入引导通道，该第二吸入 弓I导通道用于将所述第一吸入引导通道与所述吸入通道连通。
全文摘要
本发明提供一种压缩机，其包括定子(120)；筒型转子(131)，其借助来自于定子(120)的旋转电磁场而在定子(120)内转动，该转子内部限定一压缩室；滚筒(142)，其借助从转子(131)传递的旋转力而在筒型转子(131)的压缩室内转动，滚筒(142)在转动过程中压缩制冷剂；叶片(146)，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(143)将来自于筒型转子(131)的旋转力传递到滚筒(142)；转轴(141)，其沿轴向从滚筒(142)整体地延伸；以及吸入通道(141a)，其将制冷剂通过转轴和滚筒吸入压缩室内。
文档编号F04C29/00GK102076970SQ200880130069
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