转子组件、压缩机及空调器

技术领域

本申请涉及气体压缩装置技术领域，具体而言，涉及一种转子组件，还涉及包含有该转子组件的压缩机及空调器。

背景技术

目前家用空调用制冷压缩机主要为滚动转子式压缩机，其中3匹以下空调系统主要采用单缸滚动转子式压缩机，而单缸滚动转子式压缩机具备成本优势的同时由于其曲轴偏心部轴心与电机转子轴心不同心，需要对曲轴偏心部偏心质量在旋转过程中导致的惯性力及力矩进行平衡。

单缸滚动转子式压缩机现有平衡系统由位于电机转子下部的主平衡块及位于电机转子上部的副平衡块组成，为了能够较好的平衡曲轴偏心部的惯性力及力矩，所设计的主平衡块高度均较大。而过高的主平衡块会导致主平衡块迎风面积增大，对排气拍击作用加强，导致随排气流动的油滴被击碎成小液滴，小液滴更容易随气态冷媒进入电机上腔，从而导致压缩机吐油率升高。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题为：现有滚动转子式压缩机的吐油率较高。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种转子组件，以及包含有该转子组件的压缩机及空调器，以期通过改变现有滚动转子式压缩机的转子组件结构，较低吐油率。

为了实现上述目的，根据本技术方案的一个方面，本发明实施例提供了一种转子组件。

根据本发明实施例第一方面的转子组件，其包括沿轴向依次设置的主平衡块、第一挡磁板、转子铁芯、第二挡磁板和副平衡块，所述第一挡磁板、转子铁芯和第二挡磁板内部围绕中心轴线均匀设置有若干主流通通道，所述第一挡磁板、转子铁芯和第二挡磁板上形成有沿轴向贯通的副流通通道，所述主平衡块位于所述转子铁芯中心轴线的一侧，所述副流通通道与所述副平衡块位于所述转子铁芯中心轴线的另一侧。

进一步地，所述副流通通道为设置在所述第一挡磁板、转子铁芯和第二挡磁板内部的孔。

进一步地，所述副流通通道为开设在所述第一挡磁板、转子铁芯和第二挡磁板外周面的槽。

进一步地，所述主平衡块、第一挡磁板、转子铁芯、第二挡磁板和副平衡块之间通过铆接或螺钉连接的方式紧固。

进一步地，所述转子组件还包括曲轴，所述转子铁芯上开设有轴安装孔，所述转子铁芯通过所述轴安装孔与所述曲轴过盈配合。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第二个方面，本技术方案还提供了另外一种转子组件。

根据本发明实施例第二方面的转子组件，其包括沿轴向依次设置的主平衡块、第一挡磁板、转子铁芯、第二挡磁板和副平衡块，所述主平衡块和副平衡块分别位于所述转子铁芯的中心轴线的两侧，所述主平衡块的外周面上设置有若干凹槽。

进一步地，所述凹槽为贯穿所述主平衡块垂直于所述中心轴线的两个端面的条形凹槽。

进一步地，所述条形凹槽平行于所述中心轴线；或

所述条形凹槽相对于所述中心轴线倾斜设置，所述条形凹槽由所述主平衡块连接所述第一挡磁板的端面至另一个端面的延伸方向与所述转子组件的旋转方向相反。

进一步地，所述条形凹槽在所述主平衡块的周面上均匀布置；或

随着远离所述主平衡块的迎风头部，相邻的两个所述条形凹槽的间距逐渐增大。

进一步地，所述凹槽为分布在所述主平衡块外周面上的点状凹槽。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第三个方面，本技术方案还提供了一种压缩机。根据本发明实施例第三方面的压缩机包括本发明实施例第一方面或第二方面提供的转子组件。

为了实现上述目的，根据本技术方案的第四个方面，本技术方案还提供了一种空调器。根据本发明实施例第四方面的空调器包括本发明实施例第三方面提供的压缩机。

在上述技术方案提供的转子组件中，通过增加副流通通道，在不额外增加配重的情况下改善平衡系统，可以降低主平衡块的质量及主平衡块沿轴向方向的高度，进而降低主平衡块的迎风面积，减弱主平衡块对排气气流的拍击作用，减少微小液滴产生的数量，进而减少随冷媒流动而进入电机上腔的油量；同时，设置副流通通道增加了转子流通截面积，增大了流过流通通道的流量，改善压缩机内循环，提升定子切边回流量，实现了二次油分离。两次油分离效果相综合，有效降低了压缩机的吐油率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的转子组件的爆炸结构图；

图2为本发明实施例提供的转子组件的剖视图；

图3为本发明实施例提供的转子组件中第一挡磁板的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的转子组件中第一种转子铁芯的立体结构图；

图5为本发明实施例提供的转子组件中第一种转子铁芯的俯视图；

图6为本发明实施例提供的转子组件中第二种转子铁芯的立体结构图；

图7为本发明实施例提供的转子组件中第二挡磁板的结构示意图；

图8为现有技术中转子组件的平衡结构受力图；

图9为本发明实施例提供的转子组件的平衡结构受力图；

图10为本发明实施例提供的转子组件中第一种主平衡块的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的转子组件中第二种主平衡块的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的转子组件中第三种主平衡块的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的压缩机的剖视图；

图14为本发明不同技术方案的转子组件的技术效果对比图。

图中：

100、转子组件；200、定子组件；300、壳体组件；400、端盖组件；500、泵体组件；

1、主平衡块；101、条形凹槽；102、点状凹槽；103、迎风头部；2、第一挡磁板；3、转子铁芯；4、第二挡磁板；5、副平衡块；6、主流通通道；601、第一主流通通道；602、第二主流通通道；603、第三主流通通道；7、副流通通道；701、第一副流通通道；702、第二副流通通道；703、第三副流通通道；8、曲轴；9、挡油帽。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

如图1和2所示，本发明实施例提供了一种转子组件100，其应用于单缸滚动转子式压缩机，该转子组件100包括沿轴向依次设置的主平衡块1、第一挡磁板2、转子铁芯3、第二挡磁板4、挡油帽9和副平衡块5，所述第一挡磁板2、转子铁芯3和第二挡磁板4内部围绕中心轴线均匀设置有若干主流通通道6，所述第一挡磁板2、转子铁芯3和第二挡磁板4上形成有沿轴向贯通的副流通通道7，所述主平衡块1位于所述转子铁芯3中心轴线的一侧，所述副流通通道7与所述副平衡块5位于所述转子铁芯3中心轴线的另一侧。在转子组件100具体的使用过程中，转子组件100的中心轴线竖直设置，主平衡块1位于转子组件的下端，副平衡块5位于主平衡块1的上端，主流通通道6和副流通通道7沿轴向贯通应当理解为主流通通道6和副流通通道7分别由第一挡磁板2的下端面、穿过整个转子铁芯3并贯通至第二挡磁板4的上端面。具体的，每一条主流通通道6包括设置在第一挡磁板2上的第一主流通通道601、设置在转子铁芯3上的第二主流通通道602和设置在第二挡磁板4上的第三主流通通道603，每一条副流通通道7包括设置在第一挡磁板2上的第一副流通通道701、设置在转子铁芯3上的第二副流通通道702和设置在第二挡磁板4上的第三副流通通道703。所述主平衡块1、第一挡磁板2、转子铁芯3、第二挡磁板4和副平衡块5之间通过铆接或螺钉连接的方式紧固。所述转子组件还包括曲轴8，所述转子铁芯3上开设有轴安装孔，所述转子铁芯3通过所述轴安装孔与所述曲轴8过盈配合。主流通通道6和副流通通道7用于供冷媒沿其从转子铁芯3的下方流至转子铁芯3的上方，以达到给转子铁芯3降温的作用，对转子铁芯3因为温度过高而导致磁钢退磁具有一定的防止作用。转子组件中的挡油帽9设置在转子铁芯3的一端，从流通通道流出来的冷媒能流向挡油帽9并能通过挡油帽9上的槽口向背离压缩机排气口的一侧流动，挡油帽9有效防止大量冷冻油随冷媒一起通过压缩机排气口流出至压缩机外，避免压缩机含油量降低。

本方案平衡结构受力如图9所示，旋转惯性力和力矩满足如下关系式：

F

F

F

F

F

F

m

式中：

m

m

m

m

r

r

r

r

a表示主平衡块质心距曲轴偏心部分质心的轴向距离，单位为m；

b表示主平衡块质心距副平衡块质心的轴向距离，单位为m；

c表示主平衡块质心距副流通通道对称部分质心的轴向距离，单位为m；

ω表示压缩机转速，单位为rad/s；

η为小于1的系数，无量纲量。

令r

现有单缸转子压缩机内的转子组件包括沿轴向依次设置的主平衡块、第一挡磁板、转子铁芯、第二挡磁板、挡油帽和副平衡块，所述第一挡磁板、转子铁芯和第二挡磁板内部围绕中心轴线均匀设置有若干主流通通道，但其并不包含本发明实施例中的副流通通道，其平衡结构受力如图8所示，其主平衡块的质量m

由于主平衡块质心距副流通通道对称部分质心的轴向距离小于主平衡块质心距副平衡块质心的轴向距离，即c

采用本发明实施例1的转子组件，通过增加副流通通道7，在不额外增加配重的情况下改善了平衡系统，实现了减少主平衡块1质量的效果，从而可以有效降低主平衡块1在轴向方向的高度。主平衡块1的截面通常为半圆环形状，在其端头形成有迎风头部103，主平衡块1在轴向方向的高度降低可以降低主平衡块1迎风头部103的迎风面积，减弱在转动过程中主平衡块1对排气气流的拍击作用，减少微小液滴数量，进而减少随冷媒流动而进入电机上腔的油量。

从另一个角度来说，本发明实施例1中转子组件100设置副流通通道7在实现配重功能的基础上还用于工质的流通管路，具有与主流通通道6相同的作用，增加了转子组件中的流通截面积，增大了流过转子组件内流通通道的流量，改善了压缩机内循环，提升定子切边回流量，实现二次油分离，进一步降低了压缩机的吐油率。具体的，压缩机内的混合介质从转子组件的主流通通道6和副流通通道7向上流，挡油板在高速旋转作用下，其翻边壁面剪切混合物，而混合物在高速旋转作用下远离翻边壁面向压缩机的壳体壁面运动，混合物中的小油滴逐渐集聚成大油滴，大油滴通过定子切边向电机下腔运动，而电机上腔混合物中含油量降低，从而可以降低吐油率。本技术方案中增加副流通通道7，增加了转子组件中的流通截面积，增大了流过转子组件内流通通道的流量，提升冷冻油的分离效果，从而进一步降低压缩机吐油率。

作为一种可选的实施方式，如图4和5所示，本实施例中的副流通通道7为设置在所述第一挡磁板2、转子铁芯3和第二挡磁板4内部的孔，孔的数量、孔径的大小、及其距离轴线的距离等根据需要来进行选择。

作为一种可选的实施方式，如图3、6和7所示，本实施例中的副流通通道7为开设在所述第一挡磁板2、转子铁芯3和第二挡磁板4外周面的槽，在该情况下，转子组件上的开槽与定子结构合围后形成封闭的流体管路。槽的数量、宽度及深度等根据需要来进行选择。

实施例2

如图1、2和10-12所示，本发明实施例提供了一种转子组件100，其应用于单缸滚动转子式压缩机，该转子组件100包括沿轴向依次设置的主平衡块1、第一挡磁板2、转子铁芯3、第二挡磁板4、挡油帽9和副平衡块5，所述第一挡磁板2、转子铁芯3和第二挡磁板4内部围绕中心轴线均匀设置有若干主流通通道6，所述主平衡块1位于所述转子铁芯3中心轴线的一侧，所述副平衡块5位于所述转子铁芯3中心轴线的另一侧。在转子组件具体的使用过程中，转子组件100的中心轴线竖直设置，主平衡块1位于转子组件的下端，副平衡块5位于主平衡块1的上端，主流通通道6沿轴向贯通应当理解为主流通通道6由第一挡磁板2的下端面、穿过整个转子铁芯3并贯通至第二挡磁板4的上端面。具体的，每一条主流通通道6包括设置在第一挡磁板2上的第一主流通通道601、设置在转子铁芯3上的第二主流通通道602和设置在第二挡磁板4上的第三主流通通道603，所述主平衡块1、第一挡磁板2、转子铁芯3、第二挡磁板4和副平衡块5之间通过铆接或螺钉连接的方式紧固。所述转子组件还包括曲轴8，所述转子铁芯3上开设有轴安装孔，所述转子铁芯3通过所述轴安装孔与所述曲轴8过盈配合。在所述主平衡块1的外周面上设置有若干凹槽。

主平衡块1外周面开设的凹槽可以提升小油滴在主平衡块1外周面上积聚成大油滴的能力，避免过多的小油滴随冷媒进入电机上腔，实现电机下腔的油分离，降低了吐油率。

作为一种可选的实施方式，如图10所示，所述凹槽为贯穿所述主平衡块1垂直于所述中心轴线的两个端面的条形凹槽101，即条形凹槽101的两端分别贯穿主平衡块1的上端面和下端面。贯穿式的结构设计可以将由转子组件壁面流下的液滴由主平衡块1的上端面导流到下端面，有利于聚油实现油分离。可选地，所述条形凹槽101平行于所述中心轴线。

优选地，如图11所示，所述条形凹槽101相对于所述中心轴线倾斜设置，所述条形凹槽101由所述主平衡块1连接所述第一挡磁板2的端面至另一个端面的延伸方向与所述转子组件的旋转方向相反，具体来说，如果图中所示的主平衡块1的旋转方向为顺时针，则条形凹槽101由上端面至下端面的延伸过程中逐渐按照逆时针的方向偏移。该设计形式可以改善位于主平衡块1外周面上的油滴受力形式，通过条形凹槽101的倾斜壁面强制给油滴增加一个向下的力，增强汇聚于条形凹槽101内的油滴的沉降能力，避免过多的小油滴随冷媒进入电机上腔，实现电机下腔的一次油分离。

作为一种可选的实施方式，如图12所示，所述凹槽为分布在所述主平衡块1外周面上的点状凹槽102。

需要说明的是，上述实施例中的凹槽结构，无论是条形凹槽101还是点状凹槽102在主平衡块1外周面的排布形式不做具体限制，本领域技术人员可以根据需要来进行设计。例如所述条形凹槽101和点状凹槽102可以在所述主平衡块1的外周面上均匀布置，条形凹槽101等间距排布，点状凹槽102呈阵列形式排布在主平衡块1的外周面上；再如，条形凹槽101和点状凹槽102可以在所述主平衡块1的外周面上非均匀布置。

优选地，当凹槽为条形凹槽101时，随着远离所述主平衡块1的迎风头部103，相邻的两个所述条形凹槽101的间距逐渐增大；当凹槽为点状凹槽102时，随着远离所述主平衡块1的迎风头部103，点状凹槽102的分布密度降低。由于主平衡块1的迎风头部103对排气的拍击作用，导致随排气流动的油滴被击碎成小液滴，在迎风头部103附件的小液滴数量最多，随着远离迎风头部103，小液滴的数量逐渐降低，这样设计可以有效降低开槽数量，合理优化凹槽的分布形式。

需要说明的是，本发明实施例1和实施例2提供的转子组件均可以独立实现降低压缩机吐油率的技术效果，并且实施例1和实施例2的技术方案可以组合使用，可以进一步较低压缩机的吐油率。本发明实施例1和实施例2中转子组件的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，均可以参照现有技术中相关装置的结构，在此不再详细描述。

如图13所示，本申请实施例还提供了一种压缩机，其包括本申请上述实施例提供的转子组件100，还包括有定子组件200、壳体组件300、端盖组件400和泵体组件500。本申请实施例所公开的压缩机由于包括上述实施例提供的转子组件，因此具有该转子组件的压缩机也具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。压缩机的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

本申请实施例还提供了一种空调器，其包括本申请上述实施例提供的压缩机。本申请实施例所公开的空调器由于包括上述实施例提供的压缩机，因此具有该压缩机的空调器也具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。空调器的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。

为了验证本发明的技术效果，技术人员设计如下方案一至方案四。

方案一：本方案中压缩机的转子组件采用现有技术，受力简化图如图所示，其转子组件的流通面积为S，主平衡块迎风面积为S

方案二：本方案中压缩机的转子组件在方案一的基础上增加副流通通道，转子组件的流通面积变为S′，根据力矩平衡的计算方法调整主平衡块的迎风面积，其他结构不变，其中a＝47.4mm，b＝65.25mm，c＝59.5mm，η＝0.1，r

方案三：本方案中压缩机的转子组件在方案一的基础上，在主平衡块的表面增加凹槽，主平衡块外周壁面布置等间距的截面为半圆形的条形凹槽，槽深为0.5mm，槽间夹角4°，按照正视于主平衡块上端面的方向，凹槽由主平衡块的上端面至下端面的延伸过程中逐渐按照逆时针的方向偏移，与轴线夹角为30°。

方案四：本方案为方案二与方案三的结合，即压缩机的转子组件在方案一的基础上既增加副流通通道，又增加主平衡块的凹槽。

图14为在相同工况下，方案一至方案四中压缩机吐油率(OCR)的对比，从图14中可看出，本发明所提供的技术方案的效果明显，能够有效降低压缩机的吐油率。

本说明书中部分实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。