CN105587663B - 一种冰箱用立式两级旋转式压缩机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种冰箱用立式两级旋转式压缩机及其工作方法，该压缩机包括壳体，包含于壳体内部的外转子电动机、泵体，分布于壳体上的低压吸气管、中压进气管、高压排气管和支架；其中外转子电机由定子、转子组成；其中泵体由曲轴、中间隔板、第一级压缩部、第二级压缩部以及中压排气消声室组成，其工作方法为：低压制冷剂气体经低压吸气管吸入，由第一级压缩部压缩至中压后排入中压排气消声室，与中压进气管吸入的中压制冷剂气体混合，然后由第二级压缩部压缩至高压，排气沿着流道先排至壳体顶部再从壳体中部排出；本发明有效降低立式旋转式压缩机的总体高度，满足冰箱***的设计需求；通过设置内部储液***，保证压缩的安全高效，同时简化了冰箱***配置。

Description

一种冰箱用立式两级旋转式压缩机及其工作方法
技术领域
本发明涉及两级压缩旋转式压缩机，具体涉及一种冰箱用立式两级旋转式压缩机及其工作方法。
背景技术
压缩机作为整个冰箱制冷循环***的心脏，把制冷剂蒸汽从低压状态压缩至高压状态，为循环提供动力，使制冷循环得以周而复始地进行。保证压缩机的可靠运行是至关重要的。
与其他压缩机相比，冰箱***对于压缩机的设计尺寸要求严格，尤其要保证其高度满足***设计要求。冰箱压缩机的工作环境是室内，因此对震动噪声的要求较高。同时，还要能够满足冰箱变动的制冷需求。
现有家用冰箱***一般拥有两个腔室，这就表明其拥有两个不同制冷目标温度，这使得两级压缩循环和冰箱***的特性相匹配。不过目前市场上尚没有专门用于冰箱***的两级压缩机。
由于上述冰箱用压缩机特殊的设计要求，冰箱用的旋转式压缩机由普通的立式改为卧式旋转压缩机，但这引发了一系列的问题，降低压缩机的可靠性。问题来自于，卧式与立式的结构差异造成了卧式不能直接使用立式旋转式压缩机的油路***，而需要重新设计额外的供油***。而冰箱***的特点又要求各部件都尽可能的简单，因此简单又高效的卧式旋转压缩机的供油***一直没能设计出来，供油问题一直没能解决，尤其是在工况变动的时候，容易出现供油不足，最后造成压缩机磨损量增大，寿命缩短。影响冰箱***的稳定性，严重者甚至造成压缩机烧毁。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种冰箱用立式两级旋转式压缩机及其工作方法，壳体内采用立式旋转式压缩机结构，有效满足压缩机的供油需求，保障压缩机的稳定性；采用了外转子电机，降低立式旋转式压缩机的总体高度，满足冰箱***的设计需求；通过设置内部储液***，保证二级压缩的安全高效，同时简化了冰箱***配置；此外，利用外转子电机的特有结构，合理设计流道，实现排气与油雾的充分分离，提高***可靠性。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种冰箱用立式两级旋转式压缩机，包括壳体11，配置容纳在所述壳体11的内部空间中的外转子电动机12和由该外转子电动机12驱动的泵体13，
所述壳体11中部侧面设有向外转子电动机12供电用的排气管14和密封插座组件15；
所述外转子电动机12由定子16和处于该定子16外侧的转子17构成；
所述泵体13包括居于泵体中心沿垂直方向延伸的曲轴18和中间隔板19，配置在中间隔板19上部的上缸体20，在中间隔板19下部的下缸体21，在上缸体20内的上活塞22和上滑片24，以及对应的在下缸体21内的下活塞23和下滑片25；上活塞22和下活塞23都套在曲轴18上；上缸体20上部有将其端面封闭起来的上轴承26，下缸体21下部有将其端面封闭起来下轴承27；所述上轴承26和下轴承27都兼作曲轴18的轴承；
所述定子16固定在上轴承26上，上轴承26与壳体11内壁用焊接固定；转子17与曲轴18相连接；
排气***28连接上轴承26与定子16并与上轴承26以及定子16间形成高压排气消声室29；下轴承盖30与下轴承27间形成中压排气消声室31，中压排气消声室31兼有储气储液和气液分离的功能；
低压吸气管32从壳体11侧面与储液器33相连；中压进气管34位于下轴承27侧面，从壳体11侧面与外部管路相连；中压吸气管35嵌套在上轴承16、上缸体20、中间隔板19、下缸体21和下轴承27沿垂直方向的开孔内部；
所述曲轴18上设有沿中心垂线方向的油孔39和与油孔39相通并沿横向的多个横向给油孔。
在构成所述泵体13的部件中，上轴承26、上缸体20、中间隔板19、下缸体21及下轴承27自上而下依次配置在曲轴18上，并用多个第一安装螺栓组36进行连接固定；排气***28用第二安装螺栓组37与上轴承26进行固定，下轴承盖30用第三安装螺栓组38与下轴承27进行连接固定。
所述外转子电动机12包括转子17，设置在转子17外的定子16；所述转子17包括转子铁芯41和多个设置在转子铁芯41内的转子磁铁件42；所述定子16包括定子铁芯43，位于定子铁芯43上端的上铁芯保护片44，位于定子铁芯43下端的排气***28，缠绕在定子铁芯43的上铁芯保护片44和排气***28上的定子绕组45；所述定子铁芯43具有在所述定子铁芯的周向朝内方向上彼此间隔开的多个定子齿46，每相邻的两个定子齿之间限定出定子槽47，所述定子槽47开口朝向定子铁芯43圆心，使定子铁芯43周向封闭；所述上铁芯保护片44和排气***28的形状与定子铁芯43径向截面相同，排气***28外侧面为具有一定高度的桶状结构，与上轴承26相连接，形成高压排气消声室29；所述定子绕组45穿过多个定子槽47缠绕在定子铁芯43的上铁芯保护片44和排气***28上。
所述定子铁芯(11)通过热套方法固定在旋转压缩机上轴承26上。
在所述壳体11的下端安装有固定用的支架40。
上述所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机的工作方法，首先，经过密封插座组件14使外转子电动机12通电启动，转子17旋转；转子17带动曲轴18转动，曲轴18的旋转带动上活塞22和下活塞23分别在上缸体20和下缸体21内偏心旋转；
低压制冷剂气体经由储液器33通过低压吸气管32吸入到下气缸21中；并通过下活塞23旋转运动以及下滑片25的往复运动将低压气体压缩至中间压力，而后从下轴承27排入中压排气消声室31内；
同时，中压级制冷剂气体经由中压进气管34进入中压排气消声室31，与第一级压缩气体充分混合。然后，经由中压吸气管35，吸入到上气缸20中，并通过上活塞22旋转运动以及上滑片24的往复运动将中压气体压缩至高压力，而后从上轴承26排入高压排气消声室29内；从高压排气消声室29出来的高压气体，经过外转子电动机12的定子16间的流道和转子17的间隙，上升至壳体11内顶部，过程中对外转子电动机12有一定的冷却作用；然后制冷剂气体和雾状润滑油在顶部进行分离，雾状润滑油凝结成液滴沿着壳体11侧面内壁流入压缩机底部的油池中；同时高压的制冷剂气体通过外转子电动机12的转子17外侧与壳体11内壁间的流道，流到压缩机的中部，经由排气管14排出；
同时，通过曲轴18的旋转，处于壳体11底部的润滑油，经由曲轴18中心的垂直方向的油孔39上升，由设在中途的横向给油孔流出，供给到曲轴18的轴承以及各压缩腔内，使压缩机各运动部件得到有效润滑。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
1、由于采用了两级压缩结构，因此，可直接用于冰箱两级压缩***的两级旋转式压缩机，能够直接实现冰箱两级压缩***，提高***的性能系数。
2、由于中压排气消声室兼有储气储液和气液分离的功能，因此，简化上汽缸的进气结构，节省冰箱设计空间。
3、由于采用外转子电动机，因此，在压缩机的设计高度上大大降低，可以达到和卧式旋转压缩机相近的高度，满足冰箱***的设计要求。
4、由于外转子电动机内的定子设置有封闭流道，因此，既扩大了高压排气的消声空间，有效控制气流波动和噪声，也对电机有一定的冷却效果。
5、由于采用立式旋转压缩机结构，因此，具有立式旋转压缩机的简单高效的供油***，保障压缩机运转稳定高效。
附图说明
图1所示为本发明两级旋转式压缩机结构示意图。
图2所示为图1的两级旋转式压缩机A—A剖面示意图。
图3所示为图1的两级旋转式压缩机B—B剖面示意图。
图4所示为图1的两级旋转式压缩机C—C剖面示意图。
图5所示为外转子电动机径向剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明一种冰箱用立式两级旋转式压缩机，包括壳体11，配置容纳在所述壳体11的内部空间中的外转子电动机12和由该外转子电动机12驱动的泵体13，
所述壳体11中部侧面设有向外转子电动机12供电用的排气管14和密封插座组件15；
所述外转子电动机12由定子16和处于该定子16外侧的转子17构成；
所述泵体13包括居于泵体中心沿垂直方向延伸的曲轴18和中间隔板19，配置在中间隔板19上部的上缸体20，在中间隔板19下部的下缸体21，在上缸体20内的上活塞22和上滑片24，以及对应的在下缸体21内的下活塞23和下滑片25；上活塞22和下活塞23都套在曲轴18上；上缸体20上部有将其端面封闭起来的上轴承26，下缸体21下部有将其端面封闭起来下轴承27；所述上轴承26和下轴承27都兼作曲轴18的轴承；
所述定子16固定在上轴承26上，上轴承26与壳体11内壁用焊接固定；转子17与曲轴18相连接；
排气***28连接上轴承26与定子16并与上轴承26以及定子16间形成高压排气消声室29；下轴承盖30与下轴承27间形成中压排气消声室31，中压排气消声室31兼有储气储液和气液分离的功能；
低压吸气管32从壳体11侧面与储液器33相连；中压进气管34位于下轴承27侧面，从壳体11侧面与外部管路相连；中压吸气管35嵌套在上轴承16、上缸体20、中间隔板19、下缸体21和下轴承27沿垂直方向的开孔内部；
所述曲轴18上设有沿中心垂线方向的油孔39和与油孔39相通并沿横向的多个横向给油孔。曲轴18安装后轴线与水平面垂直，以保证压缩机的立式结构，保证供油功能。
作为本发明的优选实施方式，在构成所述泵体13的部件中，上轴承26、上缸体20、中间隔板19、下缸体21及下轴承27自上而下依次配置在曲轴18上，并用多个第一安装螺栓组36进行连接固定；排气***28用第二安装螺栓组37与上轴承26进行固定，下轴承盖30用第三安装螺栓组38与下轴承27进行连接固定。
作为本发明的优选实施方式，在所述壳体11的下端安装有固定用的支架40。
如图5所示，为外转子电动机12径向剖面示意图，包括转子17，设置在转子17外的定子16；转子17包括转子铁芯41和多个转子磁铁件42，多个转子磁铁件42设在转子铁芯41的内壁面上，每个转子磁铁42为稀土永磁体件。具体地，如图1所示，转子17设定在定子16的外周，转子铁芯41的形状大致为圆环状，转子磁铁件42的形状大致为弧形块。可选地，多个转子磁铁件42可以间隔开设在转子铁芯41的内壁面上。或者可选地，多个转子磁铁件42可以紧挨着排列在在转子铁芯41的内壁面上。
定子16包括定子铁芯43、上铁芯保护片44、高压排气***(下铁芯保护片)28和定子绕组45。具体地，如图5所示，定子铁芯43具有在定子铁芯的周向朝内方向上彼此间隔开的多个定子齿46，每相邻的两个所述定子齿之间限定出定子槽47，定子槽47开口朝定子圆心。
本发明所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机的工作方法，首先，经过密封插座组件14使外转子电动机12通电启动，转子17旋转；转子17带动曲轴18转动，曲轴18的旋转带动上活塞22和下活塞23分别在上缸体20和下缸体21内偏心旋转；
低压制冷剂气体经由储液器33通过低压吸气管32吸入到下气缸21中；并通过下活塞23旋转运动以及下滑片25的往复运动将低压气体压缩至中间压力，而后从下轴承27排入中压排气消声室31内；
同时，中压级制冷剂气体经由中压进气管34进入中压排气消声室31，与第一级压缩气体充分混合。然后，经由中压吸气管35，吸入到上气缸20中，并通过上活塞22旋转运动以及上滑片24的往复运动将中压气体压缩至高压力，而后从上轴承26排入高压排气消声室29内；从高压排气消声室29出来的高压气体，经过外转子电动机12的定子16间的流道和转子17的间隙，上升至壳体11内顶部，如图1中实心箭头所示，过程中对外转子电动机12有一定的冷却作用；然后制冷剂气体和雾状润滑油在顶部进行分离，雾状润滑油凝结成液滴沿着壳体11侧面内壁流入压缩机底部的油池中；同时高压的制冷剂气体通过外转子电动机12的转子17外侧与壳体11内壁间的流道，流到压缩机的中部，经由排气管14排出；
同时，通过曲轴18的旋转，处于壳体11底部的润滑油，经由曲轴18中心的垂直方向的油孔39上升，由设在中途的横向给油孔流出，供给到曲轴18的轴承以及各压缩腔内，使压缩机各运动部件得到有效润滑。

Claims (5)

1.一种冰箱用立式两级旋转式压缩机，包括壳体(11)，配置容纳在所述壳体(11)的内部空间中的外转子电动机(12)和由该外转子电动机(12)驱动的泵体(13)，其特征在于：
所述壳体(11)中部侧面设有向外转子电动机(12)供电用的排气管(14)和密封插座组件(15)；
所述泵体(13)包括居于泵体中心沿垂直方向延伸的曲轴(18)和中间隔板(19)，配置在中间隔板(19)上部的上缸体(20)，在中间隔板(19)下部的下缸体(21)，在上缸体(20)内的上活塞(22)和上滑片(24)，以及对应的在下缸体(21)内的下活塞(23)和下滑片(25)；上活塞(22)和下活塞(23)都套在曲轴(18)上；上缸体(20)上部有将其端面封闭起来的上轴承(26)，下缸体(21)下部有将其端面封闭起来下轴承(27)；所述上轴承(26)和下轴承(27)都兼作曲轴(18)的轴承；
定子(16)固定在上轴承(26)上，上轴承(26)与壳体(11)内壁用焊接固定；转子(17)与曲轴(18)相连接；
排气***(28)连接上轴承(26)与定子(16)并与上轴承(26)以及定子(16)间形成高压排气消声室(29)；下轴承盖(30)与下轴承(27)间形成中压排气消声室(31)，中压排气消声室(31)兼有储气储液和气液分离的功能；
低压吸气管(32)从壳体(11)侧面与储液器(33)相连；中压进气管(34)位于下轴承(27)侧面，从壳体(11)侧面与外部管路相连；中压吸气管(35)嵌套在上轴承(16)、上缸体(20)、中间隔板(19)、下缸体(21)和下轴承(27)沿垂直方向的开孔内部；
所述曲轴(18)上设有沿中心垂线方向的油孔(39)和与油孔(39)相通并沿横向的多个横向给油孔；
所述压缩机采用立式压缩机结构，即压缩机的曲轴(18)轴线与水平面垂直；
在构成所述泵体(13)的部件中，上轴承(26)、上缸体(20)、中间隔板(19)、下缸体(21)及下轴承(27)自上而下依次配置在曲轴(18)上，并用多个第一安装螺栓组(36)进行连接固定；排气***(28)用第二安装螺栓组(37)与上轴承(26)进行固定，下轴承盖(30)用第三安装螺栓组(38)与下轴承(27)进行连接固定。
2.根据权利要求1所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机，其特征在于：所述外转子电动机(12)包括转子(17)，设置在转子(17)内的定子(16)；所述转子(17)包括转子铁芯(41)和多个设置在转子铁芯(41)内的转子磁铁件(42)；所述定子(16)包括定子铁芯(43)，位于定子铁芯(43)上端的上铁芯保护片(44)，位于定子铁芯(43)下端的排气***(28)，缠绕在定子铁芯(43)的上铁芯保护片(44)和排气***(28)上的定子绕组(45)；所述定子铁芯(43)具有在所述定子铁芯的周向朝内方向上彼此间隔开的多个定子齿(46)，每相邻的两个定子齿之间限定出定子槽(47)，所述定子槽(47)开口朝向定子铁芯(43)圆心，使定子铁芯(43)周向封闭；所述上铁芯保护片(44)和排气***(28)的形状与定子铁芯(43)径向截面相同，排气***(28)外侧面为具有一定高度的桶状结构，与上轴承(26)相连接，形成高压排气消声室(29)；所述定子绕组(45)穿过多个定子槽(47)缠绕在定子铁芯(43)的上铁芯保护片(44)和排气***(28)上。
3.根据权利要求2所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机，其特征在于：所述定子铁芯(11)通过热套方法固定在旋转压缩机上轴承(26)上。
4.根据权利要求1所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机，其特征在于：在所述壳体(11)的下端安装有固定用的支架(40)。
5.权利要求1至4任一项所述的冰箱用立式两级旋转式压缩机的工作方法，其特征在于：
首先，经过密封插座组件(14)使外转子电动机(12)通电启动，转子(17)旋转；转子(17)带动曲轴(18)转动，曲轴(18)的旋转带动上活塞(22)和下活塞(23)分别在上缸体(20)和下缸体(21)内偏心旋转；
低压制冷剂气体经由储液器(33)通过低压吸气管(32)吸入到下气缸(21)中；并通过下活塞(23)旋转运动以及下滑片(25)的往复运动将低压气体压缩至中间压力，而后从下轴承(27)排入中压排气消声室(31)内；
同时，中压级制冷剂气体经由中压进气管(34)进入中压排气消声室(31)，与第一级压缩气体充分混合；然后，经由中压吸气管(35)，吸入到上气缸(20)中，并通过上活塞(22)旋转运动以及上滑片(24)的往复运动将中压气体压缩至高压力，而后从上轴承(26)排入高压排气消声室(29)内；从高压排气消声室(29)出来的高压气体，经过外转子电动机(12)的定子(16)间的流道和转子(17)的间隙，上升至壳体(11)内顶部，过程中对外转子电动机(12)有一定的冷却作用；然后制冷剂气体和雾状润滑油在顶部进行分离，雾状润滑油凝结成液滴沿着壳体(11)侧面内壁流入压缩机底部的油池中；同时高压的制冷剂气体通过外转子电动机(12)的转子(17)外侧与壳体(11)内壁间的流道，流到压缩机的中部，经由排气管(14)排出；
同时，通过曲轴(18)的旋转，处于壳体(11)底部的润滑油，经由曲轴(18)中心的垂直方向的油孔(39)上升，由设在中途的横向给油孔流出，供给到曲轴(18)的轴承以及各压缩腔内，使压缩机各运动部件得到有效润滑。
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