CN109681427A - 密闭型电动压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密闭型电动压缩机,可以降低永磁铁的磁通量泄漏,实现效率的提高。密闭型电动压缩机包括对制冷剂进行压缩的压缩机构部(102)、驱动压缩机构部(102)的电动机(103)、容纳压缩机构部(102)及电动机(103)的密闭容器(101),电动机(103)包括定子(201)、转子(202)、设置在转子(202)上的永磁铁、固定在转子(202)上的平衡配重(203)、设置在平衡配重(203)与转子(202)之间的端板(210),端板(210)由非磁性体构成,同时,端板(210)的板厚为5mm以上。
Description
技术领域
本发明涉及密闭型电动压缩机。
背景技术
密闭型电动压缩机,通过电动机驱动压缩制冷剂的压缩机构部。电动机由定子和转子构成。在转子的轴向端部,安装有平衡配重。平衡配重是为了对由于压缩机构部所产生的旋转平衡进行校正而设置的。作为平衡配重材料,使用密度高的黄铜材料、铁材料、不锈钢材料等。
另外,在转子上形成有***孔,***永磁铁。在转子的轴向端部设有用于防止永磁体从***孔拔出的端板。该端板堵塞***孔。作为端板的材料,为了防止磁通量泄漏,使用黄铜材料、锌材料、不锈钢材料等。
作为这样的现有技术,提出了例如专利文献1所记载的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2000-116080号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中,为了防止***转子的永磁铁的磁通量泄漏,使用黄铜材料、锌材料、不锈钢材料等非磁性体材料。
但是,由于没有考虑端板的厚度,未能充分抑制磁通量泄漏。
尤其是,作为平衡配重例如使用比较低价的铁材料的情况下存在如下课题,即:由于铁材料为磁性体,永磁铁的磁通量通过端板而流至平衡配重中。如此,通过专利文献1所记载的技术,难以降低磁通量泄漏。
本发明的目的在于解决上述课题,提供一种能够实现降低永磁铁的磁通量泄漏、提高效率的密闭型电动压缩机。
解决课题的方法
为了实现上述目的,本发明的密闭型电动压缩机的特征在于,包括:对制冷剂进行压缩的压缩机构部、驱动所述压缩机构部的电动机和容纳所述压缩机构部及所述电动机的密闭容器,所述电动机包括定子、转子、设置在所述转子上的永磁铁、固定在所述转子上的平衡配重以及设置于所述平衡配重和所述转子之间的端板,所述端板由非磁性体构成,同时,所述端板的板厚为5mm以上。
发明效果
根据本发明,能够提供一种可实现降低永磁铁的磁通量泄漏、提高效率的密闭型电动压缩机。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的密闭型电动压缩机的纵截面图。
图2是根据本发明的一个实施例的转子202的纵截面图。
图3是图2中的A-A剖面图。
图4是表示根据本发明的一个实施例的端板板厚(mm)与磁通量比(%)之间的关系的图。
附图标记说明
100:密闭型电动压缩机,101:密闭容器,101a:筒部,101b:盖部,101c:底部,102:压缩机构部,103:电动机,104:润滑油,105:副轴承,106:吸入管道,107:排放管道,108:固定滚动轴,109:旋转滚动轴,109a:旋转轴承,110:框架,111:奥德姆环,112:吸入口,113:吐出口,115:轴,115a:偏心销部,115b:贯通孔,116:主轴承,117:空隙,118:储油池,119:上方空间,120:下方空间,201:定子,202:转子,203:平衡配重,203a上平衡配重,203b:下平衡配重,204:定子绕组,205:铆钉,206:磁铁***孔,207:永磁铁,207a:永磁铁,207b:永磁铁,208:贯通孔,210端板,210a:端板,210b:端板。
具体实施方式
以下,基于附图对根据本发明的密闭型电动压缩机的实施例进行说明。本发明不限于如下的实施例,围绕本发明的技术概念进行的各种变形例、应用例也属于本发明的范围内。
实施例1
图1是根据本发明的一个实施例的密闭型电动压缩机的纵截面图。密闭型电动压缩机100作为制冷空调(例如,空调、冰箱、冷柜、冷藏/冷冻陈列柜等)或加热泵式热水器等的制冷循环的构成机器而使用,作为主要构成要素包括密闭容器101、压缩机构部102及电动机103。
密闭容器101由圆筒状的筒部101a、焊接在筒部101a上下的盖部101b以及底部101c构成,其内部为密闭空间。密闭容器101容纳有压缩机构部102及电动机103,在底部101c储存有由醚类或酯类制冷机油构成的润滑油104。润滑油104的油面设定为位于副轴承105的上方。
设置有贯通密闭容器101的盖部101b的吸入管道106、贯通密闭容器101的盖部101b的排放管道107。
压缩机构部102是用于对R32的制冷剂气体进行压缩并吐出至密闭容器101内的部件,设置在密闭容器101内的上部。压缩机构部102,作为主要构成部件,包括固定滚动轴108、旋转滚动轴109、框架110及奥德姆环111。
固定滚动轴108由竖立设置在端板上的涡旋状的盖板(lap)构成,由螺栓固定有在框架110上。固定滚动轴108的周边部设有吸入口112,在中央部设有吐出口113。吸入口112与吸入管道106相连通。吐出口113与密闭容器101内的压缩机构部102的上方空间相连通。
旋转滚动轴109由在端板上竖立设置涡旋状的盖板构成,旋转滚动轴109被夹持在固定滚动轴108与框架110之间。旋转滚动轴109与固定滚动轴108相啮合形成压缩室。在旋转滚动轴109的与固定滚动轴相反侧设有旋转轴承109a。旋转滚动轴109通过轴115由电动机103所驱动。旋转轴承109a上嵌合有用于对旋转滚动轴109进行偏心驱动的偏心销部115a。偏心销部115a相对于轴115的轴线偏心设置。
奥德姆环111是构成旋转滚动轴109的自转限制机构的部件,设置在旋转滚动轴109与框架110之间,防止旋转滚动轴109的自转而使其进行圆轨道运动。
框架110焊接在密闭容器101上,支撑固定滚动轴108、奥德姆环111及旋转滚动轴109。在框架110的中央设置有向下方突出的筒部。在该筒部内设置有支撑轴115的主轴承116。
电动机103,作为主要构成要素,包括定子201、转子202、轴115及平衡配重203。
定子201,作为主要构成要素,包括通入电流而产生旋转磁场的具有多个导体的定子绕组204以及为了有效传导旋转磁场由电磁钢板层叠形成的定子铁芯。
定子铁芯被热压固定在密闭容器101内。在该定子201的外周,遍布全周形成有多个切口,在密闭容器101的筒部101a与定子201之间形成空隙117。包括从压缩机构部102排出的油在内的制冷剂,通过空隙117,从压缩机构部102侧流向储存润滑油104的储油池118。
从压缩机构部102排出的制冷剂在密闭容器101内,在相对于电动机103位于压缩机构部102侧的电动机的上方空间119与相对于电动机103位于储油池118侧的电动机的下方空间120之间进行循环,将制冷剂与油进行分离。
轴115嵌合在转子202的中央孔内,与转子202成型为一体化。轴115的一侧(图示例中的上侧),突出于转子202,与压缩机构部102卡合,通过压缩机构部102的压缩动作被施加以偏心力。在本实施方式中,轴115,其两侧从转子202的两侧突出,在转子202的两侧由主轴承116及副轴承105所支撑,能够进行稳定的旋转。副轴承105在由焊接固定在密闭容器101上的支撑部件支撑的同时,浸渍在润滑油104中。
轴115的下端延伸至密闭容器101的底部的储油池9内。轴115上设置有用于将润滑油104提供给各轴承部以及各滑动面的贯通孔115b,通过下端部的储油池118从贯通孔115b吸引润滑油104。通过贯通孔115b将由储油池118吸引的润滑油104,提供给各轴承以及压缩机构部102的滑动面。提供给压缩机构部102的滑动部的润滑油104,与制冷剂气体同时从固定滚动轴108的中央部的排出口113被排出。
平衡配重203由配置在转子202的压缩机构部102侧的上平衡配重203a以及配置在转子202的与压缩机构部相反侧的下平衡配重203b构成,通过多个铆钉205固定在转子202上。
当电动机103通电转子202旋转时,随之轴115也旋转,通过偏心销部115a的偏心旋转运动,旋转滚动轴109被旋转驱动,在固定滚动轴108与旋转滚动轴109之间形成的压缩室从外周侧向着中央部移动的同时变小。由此通过密闭容器101的外部制冷循环所通过的吸入管道106及吸入口112,吸入制冷剂气体并进行压缩,被压缩的制冷剂气体从固定滚动轴108的中央部的排出口113排出至密閉容器101内的上部空间。反复进行上述动作。需要说明的是,定子201的定子绕组204通过集中卷绕的方式卷绕。
接下来,对于转子202的结构,利用图2及图3进行说明。图2是根据本发明一个实施例的转子的纵截面图。图3是图2中的A-A剖面图。
图2及图3中,转子202在由电磁钢板层叠得到的转子铁心上构成有外壳。转子202上形成有在轴向上贯通的磁铁***孔206,在该磁铁***孔206内***有永磁铁207。
转子202使用永磁铁207的情况下,由于涡电流产生的热损失成为问题。尤其是,在转子高速旋转的情况下,除了永磁铁之外由于可变磁场的频率以及变化幅度也增加,随之热损失也增加。为了降低由于该涡电流产生的发热损失,本实施例中,将***磁铁***孔206的永磁铁207在转子202的周向上分割为多个进行配置(永磁铁207a、207b)。
本实施例的永磁铁207由钕、镝、铽等重稀土类金属构成。
在转子202的轴向两端,设置有防止永磁铁207拔出的端板210。端板210通过铆钉205固定。在转子202、端板210、上平衡配重203a、下平衡配重203b上形成有贯通孔208。铆钉205通过该贯通孔208,通过拧紧从上平衡配重203a、下平衡配重203b所突出的部分,将端板210、上平衡配重203a及下平衡配重203b固定在转子202上。
端板210设置在转子202的轴向两端(图示例中的上下两端)(端板210a、210b)。端板210a设置在转子202与上平衡配重203a之间,端板210b设置在转子202与下平衡配重203b之间。
平衡配重203是用于对由压缩机构部102所产生的旋转平衡进行校正而设置的。作为平衡配重材料,相对而言密度高的材料是有用的,例如可以适用黄铜材料、铁材料、锌材料、不锈钢材料等。铁材料为相对廉价,因此,本实施例中使用铁材料。在平衡配重使用铁材料的情况下,由于铁材料为磁性体,配置在转子上的永磁铁的磁通量会通过端板向平衡配重泄露。为此,作为电动机不能得到足够的永磁铁的扭矩,导致电动机的输出降低。对于用于抑制永磁铁的磁通量泄漏的结构,进行如下说明。
为了抑制永磁铁的磁通量泄漏,本实施例中端板210(210a、210b)由非磁性体构成。作为非磁性体的材料,可以适用不锈钢材料、黄铜、锌、铝等。
仅仅将端板210由非磁性体材料构成,还不能充分抑制永磁铁的磁通量向平衡配重的泄露。为了抑制永磁体的磁通量向平衡配重泄露,还需要考虑平衡配重与转子之间的距离。现有的技术,没有考虑平衡配重与转子之间的距离。
此处,本实施例中,对于能够抑制磁通量泄漏的平衡配重与转子之间的距离,发现了适当的距离。以下利用图4进行说明。
图4为显示根据本发明一个实施例的端板板厚(mm)与磁通量比(%)之间关系的图。在图4中,横轴表示端板的板厚(mm),纵轴表示磁通量比(%)。对于磁通量比,值越大则表示磁通量投入至永磁铁的扭矩越多。即,磁通量比(%)不足100%的部分,产生磁通量泄露。
本实施例中,由于端板210(210a、210b)是由非磁性体构成的,例如,即使端板210的板厚为1mm,磁通量比也有约96.6%。但是,端板210的板厚为1mm时,磁通量泄漏还不够充分。
如图4所示,可知随着端板210的板厚增加,磁通量比增加。并且,当端板210的板厚为5mm以上时,几乎磁通量为100%。即,当端板210的板厚为5mm以上时,能够充分抑制永磁铁的磁通量向着平衡配重的泄露。由此,在本实施例中,通过使得端板210的板厚为5mm以上,可以使得平衡配重与转子之间的距离为远离,能够抑制永磁铁的磁通量泄漏。并且,根据本实施例,通过抑制永磁铁的磁通量泄漏,能够有效利用由于永磁铁产生的电动机的扭矩,能够提高电动机的效率。另外,本实施例中,通过使用该电动机来驱动压缩机,能够实现压缩机效率的提高。
通过使得端板210的板厚为5mm以上,能够抑制永磁铁的磁通量泄漏,但是,当增加端板210的板厚,则电动机的轴向长度增长,导致电动机大型化。本实施例中,同时考虑电动机的小型化,优选使端板210的板厚为10mm以下的程度。端板210的板厚可以结合电动机的型号适当设定。
需要说明的是,本发明不限于上述实施例,还包含各种变形例。上述实施例是为了便于理解本发明而进行的详细说明,不限于必须包括所说明的所有的结构。
Claims (7)
1.一种密闭型电动压缩机,其特征在于,包括:
对制冷剂进行压缩的压缩机构部,
驱动所述压缩机构部的电动机,以及
容纳所述压缩机构部及所述电动机的密闭容器;
所述电动机包括定子、转子、设在所述转子上的永磁铁、固定在所述转子上的平衡配重以及设置在所述平衡配重与所述转子之间的端板,
所述端板由非磁性体构成,同时,所述端板的板厚为5mm以上。
2.根据权利要求1所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述端板由不锈钢材料、黄铜、锌、铝的任一材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述平衡配重由铁材料构成。
4.根据权利要求1或2所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述永磁铁由包括钕、镝、铽在内的重稀土类金属构成。
5.根据权利要求1或2所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述端板的板厚为5mm以上且10mm以下。
6.根据权利要求1或2所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述永磁铁被分割为多个进行设置。
7.根据权利要求1或2所述的密闭型电动压缩机,其特征在于,所述平衡配重由配置在所述压缩机构部侧的上平衡配重和配置在所述压缩机构部的反对侧的下平衡配重构成,所述端板分别设置在所述上平衡配重与所述转子之间以及所述下平衡配重与所述转子之间。
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