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外轉子旋轉式壓縮機.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410271490.9

申請日:

2014.06.17

公開號:

CN105317678A

公開日:

2016.02.10

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F04C 23/02申請日:20140617|||公開
IPC分類號: F04C23/02; F04C29/00; H02K21/22 主分類號: F04C23/02
申請人: 廣東美芝制冷設備有限公司
發明人: 楊涇濤; 吳延平
地址: 528333廣東省佛山市順德區順峰山工業開發區
優先權:
專利代理機構: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201 代理人: 賈玉姣
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410271490.9

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.12|||2016.03.09|||2016.02.10

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種外轉子旋轉式壓縮機,包括:殼體、定子支架、定子、轉子以及壓縮裝置。殼體內具有腔室。定子支架固定在腔室內。定子固定在定子支架上,定子上繞制有定子線圈。轉子可旋轉地套設在定子外部,轉子的朝向定子的內側嵌設有磁體,磁體的上端面低于定子的上端面。壓縮裝置設在殼體內,壓縮裝置的曲軸的上端與轉子連接。根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機,通過將轉子的磁體的上端面設置成低于定子的上端面,從而使得外轉子旋轉式壓縮機在運轉時,對轉子產生的軸向電磁力方向向上,從而使得轉子施加給曲軸的軸向作用力減少,進而降低外轉子旋轉式壓縮機的機械損耗,改善其功耗,提高其可靠性及性能。

權利要求書

1.一種外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,包括:
殼體,所述殼體內具有腔室;
定子支架,所述定子支架固定在所述腔室內;
定子,所述定子固定在所述定子支架上,所述定子上繞制有定子線圈;
轉子,所述轉子可旋轉地套設在所述定子外部,所述轉子的朝向所述定子的內側嵌
設有磁體,所述磁體的上端面低于所述定子的上端面;以及
壓縮裝置,所述壓縮裝置設在所述殼體內,所述壓縮裝置的曲軸的上端與所述轉子
連接。
2.根據權利要求1所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述磁體的上端面與
所述定子的上端面之間的距離ΔH的范圍為0.1-0.8cm。
3.根據權利要求1所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述曲軸的偏心軸的
下端設有止推部位,所述止推部位止抵所述壓縮裝置的下軸承。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述轉子
的下端設有給予向上推力的推力裝置。
5.根據權利要求4所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述推力裝置為軸流
風扇。
6.根據權利要求5所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述推力裝置與所述
轉子固定連接且同步旋轉。
7.根據權利要求6所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述推力裝置包括兩
個關于所述轉子的旋轉軸中心對稱的固定葉片。
8.根據權利要求1所述的外轉子旋轉式壓縮機,其特征在于,所述轉子形成為上端
敞開的圓筒形。

說明書

外轉子旋轉式壓縮機

技術領域

本發明涉及壓縮機領域,尤其是涉及一種外轉子旋轉式壓縮機。

背景技術

旋轉式壓縮機通常由轉子與定子構成的電機進行驅動,目前常規技術中電機多為內
嵌式電機。內嵌式電機因轉子位于定子內部,且電機體積大,壓縮機空間受限,使得永
磁體用量受限,不利于提高電機能效。

近年來,外轉子電機應用于壓縮機的可行性得到了廣泛的關注,其中,外轉子電機
的轉子位于定子外側,所構成的壓縮機為外轉子旋轉式壓縮機。

由于外轉子電機的結構與現有技術中內轉子電機結構截然不同,其定子與轉子之間
產生的磁場也有差異。為保證壓縮機的性能,外轉子電機的結構需要進行改進。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題。為此,本發明的目的在于提供一
種外轉子旋轉式壓縮機,該外轉子旋轉式壓縮機的性能可得到保證。

根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機,包括:殼體,所述殼體內具有腔室;定
子支架,所述定子支架固定在所述腔室內;定子,所述定子固定在所述定子支架上,所
述定子上繞制有定子線圈;轉子,所述轉子可旋轉地套設在所述定子外部,所述轉子的
朝向所述磁體的內側嵌設有磁體,所述磁體的上端面低于所述定子的上端面;以及壓縮
裝置,所述壓縮裝置設在所述殼體內,所述壓縮裝置的曲軸的上端與所述轉子連接。

根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機,通過將轉子的磁體的上端面設置成低于
定子的上端面,從而使得外轉子旋轉式壓縮機在運轉時,對轉子產生的軸向電磁力方向
向上,從而使得轉子施加給曲軸的軸向作用力減少,進而降低外轉子旋轉式壓縮機的機
械損耗,改善外轉子旋轉式壓縮機的功耗,提高外轉子旋轉式壓縮機的可靠性及性能。

另外,根據本發明的外轉子旋轉式壓縮機還可具有如下附加技術特征:

具體地,所述磁體的上端面與所述定子的上端面之間的距離ΔH的范圍為0.1-0.8cm。

在本發明的一些具體實施例中,所述曲軸的偏心軸的下端設有止推部位,所述止推
部位止抵所述壓縮裝置的下軸承。由此,可增加曲軸與下軸承之間的接觸面積,使得止
推部位可對曲軸進行軸向限位,提高曲軸的承受能力,從而進一步保證外轉子旋轉式壓
縮機運轉的可靠性。

在本發明的一些實施例中,所述轉子的下端設有給予向上推力的推力裝置。從而進
一步減小轉子施加給曲軸的軸向作用力,進而改善外轉子旋轉式壓縮機的功耗及可靠
性。

可選地,所述推力裝置為軸流風扇。由此,推力裝置結構簡單,安裝容易,成本低。

具體地,所述推力裝置與所述轉子固定連接且同步旋轉。從而使得推力裝置結構小
巧,成本低。

可選地,所述推力裝置包括兩個關于所述轉子的旋轉軸中心對稱的固定葉片。

在本發明的一個具體實施例中,所述轉子形成為上端敞開的圓筒形。由此,轉子結
構簡單,加工容易。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得
明顯,或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明
顯和容易理解,其中:

圖1和圖2是根據本發明的兩個實施例的壓縮機的縱向剖視示意圖;

圖3是圖1中圈示C部的放大圖;

圖4是根據本發明實施例的推力裝置的結構示意圖。

附圖標記:

外轉子旋轉式壓縮機100、

殼體1、上殼體11、中殼體12、下殼體13、腔室14、

定子支架2、支撐筒21、連接部22、

電機3、定子31、轉子32、磁體33、

壓縮裝置4、曲軸41、偏心軸411、第一子軸412、第二子軸413、止推部位414、
氣缸42、活塞43、上軸承44、下軸承45、

推力裝置5、軸流風扇51、固定葉片52、

儲液器200。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相
同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附
圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“高度”、“上”、
“下”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“軸向”、“徑向”等指示的方位或位置關系為基于
附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示
所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對
本發明的限制。

此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性
或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示
或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中,除非另有說明,“多個”的
含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”、
“固定”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或成一體;可
以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可
以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而
言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面參考圖1-圖4描述根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機100。

根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機100,如圖1和圖2所示,包括:殼體1、
定子支架2、電機3以及壓縮裝置4。其中,電機3包括定子31和轉子32。

具體地,殼體1內具有腔室14,殼體1為密封容器。其中,殼體1的結構可采用現
有技術中公開的壓縮機的殼體結構,這里不作具體限定。例如在圖1和圖2所示的示例
中,殼體1包括上殼體11、下殼體13和中殼體12,中殼體12形成為上下兩端敞開的
圓筒殼形,上殼體11形成為圓板件且上殼體11的外邊緣向下延伸,下殼體13形成為
向下凹入的弧形面板,上殼體11和下殼體13分別扣合在中殼體12的上下兩端,上殼
體11、下殼體13和中殼體12限定出腔室14。

參照圖1和圖2,定子支架2固定在腔室14內,定子31固定在定子支架2上,定
子31上繞制有定子線圈(如銅線),轉子32可旋轉地套設在定子31外部,轉子32的
朝向定子31的內側嵌設有磁體33,磁體33的上端面低于定子31的上端面。壓縮裝置
4設在殼體1內,壓縮裝置4的曲軸41的上端與轉子32連接。

在本發明的一些示例中,如圖1和圖2所示,定子支架2包括支撐筒21和連接部
22,其中定子31套設在支撐筒21的外壁上,連接部22從支撐筒21的頂端沿徑向向外
伸出。需要說明的是,徑向方向指的是圖1中箭頭A所示方向。可選地,定子支架2
形成為回轉體,定子支架2的縱截面形成為兩個對稱的“7”形,連接部22的外邊緣連
接在殼體1的內周壁上。當然,定子支架2也可形成為其他形狀,只要可將定子31通
過定子支架2固定在腔室14內即可,這里不作具體限定。

具體地,定子31形成為上下兩端敞開的圓筒殼形,轉子32的頂端敞開且外套在定
子31上。

在本發明的一些示例中,如圖1和圖2所示,壓縮裝置4包括氣缸42、活塞43、上
軸承44、下軸承45、曲軸41等。上軸承44與下軸承45間隔開地固定在腔室14內,
氣缸42設在上軸承44和下軸承45之間,活塞43設在氣缸42內。曲軸41包括第一子
軸412、第二子軸413和偏心軸411,偏心軸411與活塞43相連。

曲軸41的兩端從氣缸42內伸出,曲軸41分別與上軸承44和下軸承45配合以固定,
曲軸41的上端從上軸承44內伸出以與轉子32相連。

具體地,如圖1和圖2所示,外轉子旋轉式壓縮機100與儲液器200相連,儲液器
200可將氣態冷媒傳輸至壓縮裝置4的氣缸42內。需要說明的是,定子線圈、磁體33、
氣缸42、活塞43、上軸承44、下軸承45以及曲軸41等均可采用現有技術中壓縮機的
相應元件的結構,儲液器200的結構也為現有技術,這里不作具體描述。

電機3啟動后產生磁場,磁場對轉子32產生電磁力以驅動轉子32旋轉,轉子32
轉動后可帶動曲軸41旋轉。在曲軸41旋轉的過程中,曲軸41的偏心軸411帶動活塞
43偏心轉動,使得活塞43與氣缸42之間的空腔位置也隨之變化,從而對氣態冷媒進行
壓縮形成高壓氣體。

需要說明的是,磁場對轉子32產生的電磁力中還包括軸向電磁力,而根據本發明實
施例的轉子積厚小于定子積厚,也就是說,轉子32上的磁體33的上端面低于定子31
的上端面,從而使得磁場對轉子32產生的軸向電磁力方向向上。這里,電機3在運轉
時對轉子32產生的電磁力的原理已為現有技術,這里不再詳細描述。

由于轉子32設在曲軸41的上端,因此轉子32的重力施加在曲軸41上,因此,上
軸承44、下軸承45與曲軸41的接觸面需要同時承受曲軸41和軸子32的重力。由于電
機3在運轉時對轉子32產生的軸向電磁力方向向上,從而使得轉子32施加給曲軸41
的軸向作用力減少,曲軸41與上軸承44、下軸承45之間的摩擦力減小。由此,可降低
外轉子旋轉式壓縮機100的機械損耗,改善外轉子旋轉式壓縮機100的功耗,提高外轉
子旋轉式壓縮機100的可靠性。

根據本發明實施例的外轉子旋轉式壓縮機100,通過將轉子32的磁體33的上端面
設置成低于定子31的上端面,從而使得外轉子旋轉式壓縮機100在運轉時,對轉子32
產生的軸向電磁力方向向上,從而使得轉子32施加給曲軸41的軸向作用力減少,進而
降低外轉子旋轉式壓縮機100的機械損耗,改善外轉子旋轉式壓縮機100的功耗,提高
外轉子旋轉式壓縮機100的可靠性及性能。

在本發明的一些實施例中,磁體33的上端面與定子31的上端面之間的距離ΔH的
范圍為0.1-0.8cm。

在本發明的一些具體實施例中,如圖1和圖3所示,曲軸41的偏心軸411的下端設
有止推部位414,止推部位414止抵壓縮裝置4的下軸承45。也就是說,止推部位414
具有止推作用,由此,可增加曲軸41與下軸承45之間的接觸面積,使得止推部位414
可對曲軸41進行軸向限位,提高曲軸41的承受能力,從而進一步保證外轉子旋轉式壓
縮機100運轉的可靠性。這里,軸向方向指的是圖1中箭頭B所示方向。

在圖3所示的示例中,第一子軸412從偏心軸411的下表面向下延伸,第二子軸413
從第一子軸412的下表面向下延伸,第二子軸413伸入至下軸承45內以與下軸承45配
合,第一子軸412的朝向第二子軸413的端面止抵在下軸承45的上端面上,也就是說,
第一子軸412與下軸承45之間為面接觸,第一子軸412的朝向第二子軸413的端面為
曲軸41的軸肩,第一子軸412的朝向第二子軸413的端面構成了曲軸41的止推部位414。

當然,本發明不限于此,例如,外轉子旋轉式壓縮機100還可包括推力軸承(圖未
示出),推力軸承可固定在腔室14內且外套在曲軸41上,其中,曲軸41的與推力軸
承的接觸部分也可構成曲軸41的止推部位414。

在本發明的一些具體實施例中,如圖1和圖2所示,轉子32形成為上端敞開的圓筒
形,也就是說,轉子32的縱截面形成為“U”形。由此,轉子32結構簡單,加工容易。

可選地,上軸承44的上端面上設有排氣孔,氣缸42內壓縮的高壓冷媒氣體從排氣
孔排出,從而使得排出的高壓冷媒氣體可沖擊到轉子32的下表面,以對轉子32產生向
上的作用力,由此,可減小電機3在運轉時轉子32施加給曲軸41的軸向作用力。

在本發明的一些實施例中,如圖2所示,轉子32的下端設有給予向上推力的推力裝
置5,從而進一步減小轉子32施加給曲軸41的軸向作用力,降低止推部位414的受力,
進而改善外轉子旋轉式壓縮機100的功耗及可靠性。可選地,推力裝置5為軸流風扇51。
由此,推力裝置5結構簡單,安裝容易,成本低。進一步可選地,如圖2和圖4所示,
推力裝置5包括兩個關于轉子32的旋轉軸中心對稱的固定葉片52。

具體地,推力裝置5與轉子32固定連接且同步旋轉,也就是說,推力裝置5不具有
獨立的驅動器,推力裝置5由轉子32驅動以產生推力,從而使得推力裝置5結構小巧,
成本低。

當然,推力裝置5也不限于此,例如推力裝置5可為形成在轉子32的底壁上的渦輪
槽,渦輪槽的進口位于轉子32的側壁上,渦輪槽的出口設在轉子32的底壁上。轉子32
在旋轉時,氣體從進口吸入渦輪槽內,渦輪槽內的氣體從出口吹出,吹出的氣體在遇到
阻礙后反彈至轉子32,從而對轉子32產生向上的推力。

在本說明書的描述中,參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”
或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點
包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不
一定指的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在
任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例,本領域的普通技術人員可以理解:在不脫
離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型,
本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。

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外轉 旋轉 壓縮機
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