CN201771770U - 旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种旋转式压缩机，包括设置在密封壳体内的压缩机构部和电机部，压缩机构部包括在中心形成气缸压缩腔的气缸、在气缸压缩腔内作偏心旋转的活塞、驱动活塞的曲轴、支撑曲轴且安装于气缸上的主轴承和副轴承、先端与活塞外周相接的滑片，电机部包括定子组件和转子，转子紧套在曲轴上，定子组件包括定子铁芯和电机线圈，定子组件的外径比密封壳体的内径大；在定子组件的上端面和/或下端面设置有圆环状的机架，机架固定在密封壳体的内壁上，该机架的外径比密封壳体的内径大。本实用新型具有可有效防止定子铁芯变形、均等地调整定子内径和转子外径之间的电机气隙大小、防止电机效率下降，防止起动不良和电机噪音的发生特点。

Description

旋转式压缩机 

技术领域

本实用新型涉及一种旋转式压缩机。 

背景技术

以前，为了提高变频式旋转式压缩机的电机性能和制造便利性，采用直接把电机线圈卷到定子铁芯上的方法。使用该方法时，定子铁芯的刚性会变弱，进而在组装压缩机的过程中存在着电机变形的课题。 

在组装压缩机的过程中，通常采用热套法把电机固定到壳体内壁上，被固定于高刚性的圆柱形的壳体内壁上的定子铁芯，由于定子铁芯的内径变形，造成定子铁芯的内壁与转子外壁之间的气隙不均等，故会成为电机特性恶化和电机噪音发生的原因。 

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种结构简单合理、防止定子铁芯变形、均等地调整定子内径和转子外径之间的电机气隙大小、防止电机效率下降，防止起动不良和电机噪音的发生、适用范围广的旋转式压缩机，以克服现有技术中的不足之处。 

按此目的设计的一种旋转式压缩机，包括设置在密封壳体内的压缩机构部和电机部，压缩机构部包括在中心形成气缸压缩腔的气缸、在气缸压缩腔内作偏心旋转的活塞、驱动活塞的曲轴、支撑曲轴且安装于气缸上的主轴承和副轴承、先端与活塞外周相接的滑片，电机部包括定子组件和转子，转子紧套在曲轴上，其结构特征是定子组件包括定子铁芯和电机线圈，定子组件的外径比密封壳体的内径大；在定子组件的上端面和/或下端面设置有圆环状的机架，机架固定在密封壳体的内壁上，该机架的外径比密封壳体的内径大。 

所述压缩机构部和电机部之间设置有圆环状的气缸机架，该气缸机架固定在密封壳体的内壁上，气缸机架的外径比密封壳体的内径大，压缩机构部设置在气缸机架上。 

所述主轴承的外周呈圆形，主轴承通过其外周固定在密封壳体的内壁 上。 

所述密封壳体包括上壳体、中间壳体和下壳体，中间壳体呈圆筒状。 

本实用新型在定子铁芯的上端面和/或下端面设置高刚性的圆环状的机架，当壳体热套后，因为圆环状的机架限制壳体内壁的收缩量，所以可减少定子铁芯的变形，从而可正确、均等地调整定子内径和转子外径之间的电机气隙大小，防止电机效率下降，防止起动不良和电机噪音的发生。 

本实用新型具有结构简单合理、电机效率高、电机噪声低和压缩机的安全性能高的特点。 

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图。 

图2为图1中的M-M向剖视结构示意图。 

图3为电机部组装时结构示意图。 

图4为电机部组装完成时的结构示意图。 

图5为以往的定子铁芯受力变形图。 

图6为图5中的N-N向剖视结构示意图。 

图7为中间壳体的横截面图。 

图8为电机部的横截面图。 

图9为第一机架的横截面图。 

图10为电机部与第一机架和第二机架的装配关系图。 

图11为本实用新型的应用例结构示意图。 

图中：1为旋转式压缩机，2为密封壳体，2a为中间壳体，2b为上壳体，2c为下壳体，3为吐出管，5为室外换热器，6为室内换热器，7为膨胀阀，8为储液器，9为吸入管，11a为圆环状的第一机架，11b为圆环状的第二机架，12为气缸机架，13为点焊，21为压缩机构部，23为气缸，25为主轴承，26为副轴承，27为曲轴，28为活塞，31为电机部，32为定子组件，32a为定子铁芯，32b为电机线圈，33为转子，34为定子外径间隙，35为转子外径间隙，36为定子内径，37为外径平面部，41为气缸螺钉，42为固定螺钉，51为组装夹具，52为支撑柱。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。 

参见图1，旋转式压缩机1包括固定在密封壳体2的内壁上的压缩机构部21和配置于其上部的电机部31。密封壳体2由圆柱形的中间壳体2a、密封其上下开口的上壳体2b和下壳体2c构成。 

压缩机构部21包括由气缸23、在气缸压缩腔中作偏心旋转的活塞28、与活塞相接且往复运动的滑片(无图示)、驱动活塞28的曲轴27、滑合支撑曲轴27的主轴承25和副轴承26，以上各零部件通过气缸螺钉41组装在一起。 

电机部31包括定子组件32以及固定于曲轴27上的转子33。定子组件32由电磁钢板冲压加工时层积组装而成的定子铁芯32a、绕在定子铁芯32的四个装配槽上的电机线圈32b构成。外径为圆形的定子铁芯32a的外周上等间隔的设置有四个外径平面部37，该外径平面部37在与中间壳体2a的内壁之间形成定子外径间隙34。 

作为实施例1的特征，定子铁芯32a的上端面和下端面分别配置呈圆环状的第一机架11a和呈圆环状的第二机架11b，在定子铁芯32a的下方配置气缸机架12。这些，如通过后述的壳体热套法，被固定在中间壳体2a的内壁上。上述的第一机架和第二机架既可以密切接触定子铁芯32a的上、下端面，也可以与定子铁芯32a的上、下端面之间形成间隙。 

组装完成后的压缩机构部21，从中间壳体2a的下部开口被***，被三个固定螺钉42固定于气缸机架12上。其后，中间壳体2a的上部开口和下部开口分别与上壳体2b和下壳体2c焊接，完成旋转式压缩机1。 

完成的旋转式压缩机1，被搭载到空调装置或冷冻装置、热水器上。此时，从吸入管9吸入的低压气体在气缸23中被压缩后变为高压气体；高压气体吐出到密封壳体2的内部后，从吐出管3开始，经由室外换热器5、膨胀阀7、室内换热器6和储液器8，再次返回到吸入管9。 

参见图2，为图1的M-M向剖视结构示意图。在本实施例中，设置在定子铁芯32a上端的第一机架11a，与设置在定子组件下端的第二机架11b一起，被固定于壳体2的内壁上。 

参见图3，对把定子组件32、第一机架11a、第二机架11b和气缸机架12固定到中间壳体2a的内壁上的方法进行说明。 

由上下二段圆台构成的组装夹具51，在位于上段圆台的外周设置有四个支撑柱52。从支撑柱52的下端开始，依次***的第一机架11a、定子组件32、第二机架11b临时组装在支撑柱52上。最后，将气缸机架12设置在支撑柱52的上端。第一机架、第二机架和气缸机架通过钢材的冷锻或铸铁等制造而成。 

随后，中间壳体2a被加热，其内径被扩张，如图示，将中间壳体2a从组装夹具51上***，当中间壳体2a的下端静止于位于下段的圆台上面时，组装完成。中间壳体2a被空气冷却时，其内径缩小，设置在组装夹具51上的四个零部件变为过盈配合的状态，将牢固地固定在中间壳体2a的内壁上。 

接下来，把中间壳体2a从组装夹具51上取出后，如图4所示，完成中间壳体2a和上述四个零部件的组装。气缸机架12的外周通过电弧点焊13、从中间壳体2a的外侧开始进行部分焊接。在气缸机架12上，将安装有压缩机构部21，压缩机构部21如图中的虚线所示。 

通过这种热套法，把定子组件32固定到中间壳体2a内壁上的组装方法在旋转式压缩机上最为普及。但是，定子铁芯32a的刚性最弱时、或定子铁芯32a的外周设置有外径平面部37时、或中间壳体2a的壁厚较厚时，存在着定子铁芯32a的外径和定子内径36变形大的课题。 

参见图5，为不具有圆环状的第一机架和第二机架的定子组件被热套到中间壳体内壁上的以往实施例。基于该图，对定子铁芯的外径和内径的变形进行说明。 

定子组件32通过中间壳体的热套法被固定到中间壳体的内壁上时，定子铁芯32a的外壁与中间壳体2a内壁之间变为过盈配合。此时，定子铁芯的最大外周为圆形的部分，受到最大应力P；定子铁芯的外径平面部37和中间壳体之间存在间隙，作用于这部分的应力为零，因此，应力集中在四个圆形的部分上。 

其结果是，定子铁芯32a外径和定子内径36有很大差异。在图5中，沿X轴的变形为最大，由于受到X轴变形的影响，沿Y轴也存在变形。通过热套后，中间壳体2a的内径的实际圆度受到影响，定子铁芯的外径及内径的实际圆度也受到影响。 

除了定子铁芯的变形，如图5的截面N-N、定子铁芯32a的内壁进行上下向外的变形。也就是说，该部分中，层叠的5～10块钢板剥落，其间形成间隙。 

以上定子铁芯的变形，很大程度地受到定子铁芯本身刚性的大小、和中间壳体壁厚的影响。 

旋转式压缩机的壳体内压为高压侧时，其壳体的壁厚比较大。例如，壳体内径为150～200mm的家用空调压缩机时，其壁厚为2.6～3.0mm左右。 

在使用CO₂冷媒的旋转式压缩机中，壳体内压力超过10Mpa，壁厚变为6～7mm左右，与之前的壁厚2.6～3.0mm相比，其刚性增加了8～10倍。因此，在后者的例子中，定子铁芯的变形过大，需要解决该变形过大的手段。 

对于转子外径间隙或者电机气隙小的电机，其电机效率更好。但是，考虑到转子轴和电机轴之间的调芯和曲轴的变形，一般为0.4～0.5mm。 

但是，以往的定子铁芯的变形会缩小转子外径间隙、或使其不均等，从而使得电机性能恶化，或通过转子和电机组件之间产生的吸引力使压缩机的启动变得困难，或成为产生电机不连续音的原因。甚至，会导致产生转子外 周和定子铁芯的内壁膨胀的最坏故障。 

在本实施例中，作为以上课题的解决手段，分别在定子铁芯32a的上、下端面上设置呈圆环状的第一机架11a和第二机架11b。第一机架11a和第二机架11b在其全周分散中间壳体2a收缩时所发生的应力，具有减缓定子铁芯32a变形的效果。 

参见图7-图9，为与组装前的定子铁芯32a变形相关的各零部件的尺寸。图10为组装后的定子铁芯32a、第一机架11a与第二机架11b的配置详细图。 

假设，中间壳体2a的内径为dc，定子铁芯32a的外径为Ds，定子铁芯32a的内径为ds，第一机架11a的外径为Df，转子33的外径为Dr。其中，与定子组件32变形相关的重要尺寸为dc、Ds和Df。 

把中间壳体2a的内径dc与定子铁芯32a的外径Ds之间的差称作定子铁芯的过盈量Δs，有Δs＝dc-Ds。 

在此，通过定子铁芯32a的外径Ds、中间壳体2a的内径ds变小0.2mm后，即Δs＝-0.2，在没有第一机架11a和第二机架11b时，定子组件32安装到中间壳体2a的组装完成后，定子铁芯32a内径ds的预想最大变形为0.2mm。 

但是，如上所述，该变形量不仅与Δs相关，而且与壳体和定子铁芯的刚性相关。 

配置上述的第一机架和第二机架时，第一机架和第二机架机架受到中间壳体2a的应力，且该应力反映到第一机架和第二机架的全周、从而减少中间壳体的缩小量。因此，通过圆环状的第一机架和第二机架的设计，可调整定子铁芯32a的内径ds的变形量。下述为，对调整变形量手段的说明。 

当定子铁芯32a的外径Ds与圆环状的第一机架11a的外径Df相等时，定子铁芯32a与第一机架11a的变形量，在定子铁芯32a的上、下端面相等。在定子铁芯32a的中央附近，为防止两个电机机架变形的效果变弱，因此担心定子铁芯32a的变形量增加，但是，由于定子铁芯32a在中央附近的刚性最高，所以定子铁芯32a不会有大的变形。 

当Δs＝-0.2mm时，例如，把圆环状的第一机架11a的外径Df设计得比定子铁芯32a的外径Ds大0.15mm，相对中间壳体2a的收缩应力，第一机架的最大变形为0.15mm时，第一机架11a在变形后的外径与定子铁芯32a的外径Ds相等，不变形。 

如上所述，如果把电机的第一机架11a的外径Df设计得比定子铁芯32a的外径Ds充分大时，定子铁芯32a的变形量变为零。但是，定子组件32被固定到中间壳体内径32的内壁上的强度不足时，需要通过优化第一机架 11a的外径Df、或事先通过铆钉连接第一机架、第二机架以及定子铁芯32a来解决。 

接下来，Δs＝-0.2mm时，例如，把圆环状的第一机架11a的外径Df设计得比定子铁芯32a的外径Ds小0.1mm时，定子铁芯32a首先变形，当其外径Ds变得与第一机架11a的外径Df相等后，通过圆环状的第一机架的效果，不再变形或变形量变少。 

如此，在本实施例中，设置圆环状的第一机架11a和第二机架11b，通过优化第一机架11a和第二机架11b的外径Df、定子铁芯32a的外径Ds和中间壳体2a的内径dc之间的关系，可以限制定子铁芯32a的变形量，使其达到最小化。 

圆环状的第一机架11a和第二机架11b还起着校正中间壳体2a内径的圆度的作用。中间壳体2a在组装前，被300℃以上的高温加热；组装后，中间壳体2a经过冷却和收缩。由此产生的变形，对其圆度影响较大。因为以上原因，定子铁芯32a的内径的圆度会恶化，使得转子外径间隙或电机气隙不均等。 

本实施例中所使用的圆环状的第一机架和第二机架，可以校正中间壳体2a的圆度，预防定子铁芯32a内径圆度的恶化。 

如此，本实施例中的圆环状的机架，可发挥防止定子组件变形的作用，可基本防止转子外径与定子铁芯内径之间形成的转子外径间隙或电机气隙的缩小与不均等化。通过该效果，可解决以往的多个课题。 

在本实施例中，气缸机架12发挥与圆环状的第一机架11a相同的作用与效果。也就是说，机架12位于圆环状的第二机架11b的下侧，可缩小中间壳体2a的变形量、可防止圆度的恶化，因此，可防止定子铁芯32a的变形。 

当定子铁芯上没有设置外径平面部、定子铁芯的外周为圆形且定子铁芯的刚性具有优势时，或当中间壳体的壁厚较薄时，即使省略上述两个机架中的任一个，也可充分发挥本实用新型的目的。此时，关于防止定子铁芯的变形，圆环状的第一机架和第二机架的效果最大，因此，不一定需要气缸机架。 

参见图11，构成压缩机构部21的主轴承25的外径与中间壳体2a的内径相当时，由于主轴承25的外周呈圆形，主轴承25通过其外周固定在密封壳体2的内壁上，此时可以省略圆环状的第二机架11b。因此，通过该方法，不仅可省略气缸机架12，也可省略圆环状的第二机架11b，可改善制造性和成本。 

综上所述，本实用新型公开的技术容易导入工业，且容易批量生产。 

Claims (4)

1.一种旋转式压缩机，包括设置在密封壳体(2)内的压缩机构部(21)和电机部(31)，压缩机构部(21)包括在中心形成气缸压缩腔的气缸(23)、在气缸压缩腔内作偏心旋转的活塞(28)、驱动活塞(28)的曲轴(27)、支撑曲轴(27)且安装于气缸(23)上的主轴承(25)和副轴承(26)、先端与活塞(28)外周相接的滑片，电机部(31)包括定子组件(32)和转子(33)，转子(33)紧套在曲轴(27)上，其特征是定子组件(32)包括定子铁芯(32a)和电机线圈(32b)，定子组件(32)的外径比密封壳体(2)的内径大；在定子组件(32)的上端面和/或下端面设置有圆环状的机架，机架固定在密封壳体(2)的内壁上，该机架的外径比密封壳体(2)的内径大。

2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其特征是所述压缩机构部(21)和电机部(31)之间设置有圆环状的气缸机架(12)，该气缸机架(12)固定在密封壳体(2)的内壁上，气缸机架(12)的外径比密封壳体(2)的内径大，压缩机构部(21)设置在气缸机架(12)上。

3.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其特征是所述主轴承(25)的外周呈圆形，主轴承(25)通过其外周固定在密封壳体(2)的内壁上。

4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其特征是所述密封壳体(2)包括上壳体(2a)、中间壳体(2b)和下壳体(2c)，中间壳体(2b)呈圆筒状。 

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