一种供油控制结构、压缩机和空调器的制作方法

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种供油控制结构、压缩机和空调器。

背景技术：

涡旋压缩机主要由壳体、压缩机构、支撑机构、驱动机构、工作流体吸入管和工作流体排出管等零部件组成。压缩机构由动涡旋部件和定涡旋部件组成。驱动机构包括定子组件和曲轴转子组件，曲轴驱动动涡旋部件，由于动涡旋部件上设置有防自转机构，使得动涡旋部件相对于定涡旋部件做平动转动。由定涡旋部件的螺旋涡卷与动涡旋部件的螺旋涡卷限定成的压缩腔室容积逐渐变小，腔室中的制冷剂压力不断升高，从而经由工作流体吸入管吸入压缩腔室内的制冷剂被压缩并最终从涡旋部件中心处的排气口排出，并从工作流体排出管排出压缩机到外部制冷循环回路。由此实现制冷剂吸入、压缩、排出的工作循环过程。广泛应用于空调及热泵领域。

在涡旋压缩机中，油路系统对其性能起着重要的作用。通常压缩机壳体底部设置为储存润滑油结构，并且驱动马达的旋转轴下端部附近设置润滑油泵，润滑油泵通过旋转轴的旋转而汲取润滑油，并供给至各润滑部，对压缩机构及轴承进行润滑，并且运行过程中润滑油进入压缩机构内部，对固定涡旋盘及回转涡旋盘之间的微小间隙进行密封，防止流体泄漏，抑制压缩机的运行效率降低。

在现有的涡旋压缩机中，润滑油会通过压缩机构随着制冷剂一起进入制冷循环系统中，导致制冷效率降低。通常压缩机支撑机构部位设置有回油结构以回收部分润滑油至壳体底部，然而随着转速提高，油泵供油量上升而回油量不变，将导致壳体中润滑油流入制冷循环系统的速率加快，使压缩机内部油量减少，配合部件间润滑不足，易导致轴承等配合部位温度升高，摩擦加剧，甚至引起烧粘磨损等后果，这将严重影响压缩机性能及可靠性。

为了解决压缩机运转时内部油量不足问题，现有技术中有多种解决办法，如在专利号cn105840520b中，设置一供油调节装置与气路切换装置相连，以调节进入压缩腔内的油量，但其结构复杂且供油通道只有完全开启和关闭两种状态，无法对供油量进行灵活调节。

由于现有技术中的旋转压缩机存在现有结构只在压缩机构或支撑机构处存在简单的回油孔设计，回油量有限，在转速升高时不能很好地控制压缩机内部存油量，易导致配合部摩擦加剧甚至烧粘等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种供油控制结构、压缩机和空调器。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的压缩机只在压缩机构或支撑机构处存在简单的回油孔设计，回油量有限的缺陷，从而提供一种供油控制结构、压缩机和空调器。

本实用新型提供一种供油控制结构，其包括：

曲轴，所述曲轴内部设置有沿轴向延伸的供油通道，其中在所述供油通道中设置有回油机构，所述曲轴上还设置有连通所述供油通道至所述曲轴的外周壁的回油孔，且在所述曲轴转速大于预设转速时、所述回油机构能够沿轴向运动至不遮挡所述回油孔的位置而使得所述供油通道与所述回油孔连通。

优选地，

在所述曲轴转速小于预设转速时、所述回油机构沿轴向运动至与所述回油孔相对的位置、以遮挡所述回油孔而使得所述供油通道与所述回油孔不连通。

优选地，

所述回油机构包括套筒，所述套筒容纳设置于所述供油通道中，且当所述曲轴转速小于预设转速时所述套筒能够运动至与所述回油孔的位置相对；所述曲轴转速大于预设转速时所述套筒能够运动至与所述回油孔的位置不相对。

优选地，

所述套筒的上端连接设置有弹性结构，所述弹性结构的上端连接有限位装置，所述限位装置固定设置于所述供油通道中。

优选地，

所述弹性结构为弹簧；和/或，所述弹性结构的上端与所述限位装置固定连接，所述弹性结构的下端与所述套筒固定连接；和/或，所述限位装置为限位销；和/或，所述套筒的下方的供油通道的内径小于所述套筒的下端外径。

优选地，

所述套筒的下方的所述供油通道的内径为d1，所述套筒所处的供油通道段的内径为d2，并有d1/d2≥95％。

优选地，

所述回油孔沿径向方向开设、且沿所述曲轴的轴向方向延伸，且在曲轴轴向截面内所述回油孔为长条形；和/或，所述回油孔为沿所述曲轴的轴向方向分布设置的两个以上。

优选地，

当所述回油机构包括套筒时，所述套筒沿曲轴轴向方向上的长度≥所述回油孔沿曲轴轴向方向上的长度；和/或，当所述回油机构包括套筒时，所述回油孔的总截面积之和与所述套筒的内径面积大小相等。

优选地，

所述弹簧的初始长度-弹簧极限压缩时长度≥套筒长度。

优选地，

所述限位装置也为套筒的结构形式，能够从所述曲轴的上方向下插入至所述供油通道中并位于所述弹性结构上端的位置，且所述限位装置内部还设置有供油通道二，所述供油通道二与所述供油通道连通。

本实用新型还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的供油控制结构。

优选地，所述压缩机为涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括电机组件和涡盘组件，所述电机组件包括转子和定子，所述涡盘组件包括动涡盘和静涡盘，所述电机组件位于所述涡盘组件的下方，所述回油孔的设置位置位于所述电机组件和所述涡盘组件之间。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的供油控制结构或前任一项所述的压缩机。

本实用新型提供的一种供油控制结构、压缩机和空调器具有如下有益效果：

本实用新型通过在曲轴内部的供油通道中设置回油机构、并且再设置连通供油通道和曲轴外部的回油孔，并且通过回油机构的运动以遮挡回油孔而能够在曲轴转速较高时通过油压的作用驱动回油机构运动以不遮挡回油孔位置，从而有效实现在曲轴转速较高时将适量油从回油孔排出曲轴外、滴落到电机组件的转子或定子上以对其进行降温，提高了润滑油的回油量，防止曲轴转速过快而导致润滑油被制冷剂带出压缩机外而造成压缩机内部润滑油缺油的现象发生，有效解决配合部摩擦加剧甚至烧粘的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的涡旋压缩机整机结构示意图；

图2a是本实用新型实施例一供油控制结构示意图；

图2b是本实用新型实施例一供油控制结构示意图；

图3是本实用新型单位时间内供油量与旋转轴转速的关系的曲线图；

图4a为本实用新型创造实施例二供油控制结构示意图；

图4b为本实用新型创造实施例二供油控制结构示意图；

图5为本实用新型创造实施例三供油控制结构示意图。

图中附图标记表示为：

10、壳体；11、排出管；12、吸入管；13、下部储油空间；20、分隔板；21、止回机构；22、密封机构；30、压缩机构；31、静涡盘；32、动涡盘；33、十字滑环；40、上支撑机构；50、曲轴；51、供油通道；52、转子；53、主平衡块；54、副平衡块；60、定子；70、下支撑机构；71、油泵；80、回油机构；81、回油孔；82、套筒；83、弹性结构；84、限位装置；85、供油通道二。

具体实施方式

实施例1

如图1-3所示，本实用新型提供一种供油控制结构，其包括：

曲轴50，所述曲轴50内部设置有沿轴向延伸的供油通道51，其中在所述供油通道51中设置有回油机构80，所述曲轴50上还设置有连通所述供油通道51至所述曲轴50的外周壁的回油孔81，且在所述曲轴转速大于预设转速时、所述回油机构80能够沿轴向运动至不遮挡所述回油孔81的位置而使得所述供油通道51与所述回油孔81连通。

本实用新型通过在曲轴内部的供油通道中设置回油机构、并且再设置连通供油通道和曲轴外部的回油孔，并且通过回油机构的运动以遮挡回油孔而能够在曲轴转速较高时通过油压的作用驱动回油机构运动以不遮挡回油孔位置，从而有效实现在曲轴转速较高时将适量油从回油孔排出曲轴外、滴落到电机组件的转子或定子上以对其进行降温，提高了润滑油的回油量，防止曲轴转速过快而导致润滑油被制冷剂带出压缩机外而造成压缩机内部润滑油缺油的现象发生，有效解决配合部摩擦加剧甚至烧粘的问题。

现有结构只在压缩机构或支撑机构处存在简单的回油孔设计，回油量有限，在转速升高时不能很好地控制压缩机内部存油量，易导致配合部摩擦加剧甚至烧粘。

本实用新型提供一种可随转速变化而控制供油量变化的旋转轴(即前述的曲轴，下同)设计方法与结构，保证转速升高时压缩机内部油量，提高压缩机运行可靠性。

有益效果：

通过在旋转轴侧壁开设回油通道，当压缩机运行转速升高时，供油通道内油压升高，顶起套筒开启回油通道。在一定转速范围内，回油通道的截面积随着旋转轴转速升高而变大，泵油量随着旋转轴转速升高而减小，保证在低速运转时压缩机性能不受影响且在高速运转时压缩机内部油量控制在合理范围内，提高压缩机运行可靠性。

优选地，

在所述曲轴转速小于预设转速时、所述回油机构80沿轴向运动至与所述回油孔81相对的位置、以遮挡所述回油孔81而使得所述供油通道51与所述回油孔81不连通。本实用新型的回油机构通过还能在曲轴转速较小时(由于此时油压较小)而无法驱动回油机构上移，从而使得回油机构回位至与回油孔相对的位置，从而实现对回油孔的遮挡作用，对回油孔进行阻挡，此时润滑油不会从回油孔排出，有效地保证了曲轴转速较低时对动静涡盘等压缩部件的润滑作用，此时不会导致润滑油排出压缩机，因此能够有效地保证润滑油被储存于压缩机内部，保证压缩机内部例如压缩部件和电机部件的有效润滑和降温效果。

本实用新型在于提供一种可灵活控制供油量的压缩机，通过泵送油压推动中通套筒进行轴向位移，露出旋转轴侧壁上开设的回油通道以回收部分润滑油，套筒上方设置弹簧平衡轴向油压，弹簧上方设置一限位销限制弹簧部件轴向位移。当压缩机低速运转时，油压较低，套筒不移动，润滑油向上输送至压缩机构进行润滑和密封；当压缩机高速运转时，油压推动套筒轴向位移，露出旋转轴侧壁上开设的回油通道，部分润滑油通过回油通道排出，滴落至转子上进行降温。在一定转速范围内，旋转轴转速越高，油压越大，露出回油通道截面积越大，回油量越多，控制高速运行时压缩机泵送至压缩机构的油量，避免压缩机内缺油导致可靠性降低。

优选地，

所述回油机构80包括套筒82，所述套筒82容纳设置于所述供油通道51中，且当所述曲轴转速小于预设转速时所述套筒82能够运动至与所述回油孔81的位置相对；所述曲轴转速大于预设转速时所述套筒82能够运动至与所述回油孔81的位置不相对。这是本实用新型的实施例1中的回油机构的优选结构形式，通过将其包括套筒的结构形式，能够在供油通道内进行轴向运动，以实现封堵回油孔(曲轴转速较低)和打开回油孔(曲轴转速较高、通过油压驱动套筒轴向向上运动)，完成打开回油孔和关闭回油孔的作用。

优选地，

所述套筒82的上端连接设置有弹性结构83，所述弹性结构83的上端连接有限位装置84，所述限位装置84固定设置于所述供油通道51中。这是本实用新型的回油机构中的进一步优选结构形式，通过弹性结构能够与套筒连接、另一端与限位装置连接，从而能够对套筒施加弹性恢复力、以在曲轴转速较低时通过该弹性回复力将套筒向上推动而阻挡回油孔，实现曲轴转速低时不从回油孔中排油的效果。

优选地，

所述弹性结构83为弹簧；和/或，所述弹性结构83的上端与所述限位装置84固定连接，所述弹性结构83的下端与所述套筒82固定连接；和/或，所述限位装置84为限位销；和/或，所述套筒82的下方的供油通道51的内径小于所述套筒82的下端外径。这是本实用新型的弹性结构的优选结构形式，以及限位装置的优选结构形式，以及弹性结构与限位装置、弹性结构与套筒之间的连接方式，通过固定连接能够保证弹簧的一端与限位装置固接、弹簧另一端与套筒固接，从而实现对套筒产生弹性拉动力和弹性压缩力的作用，套筒下方的供油通道内径小于套筒下端外径能够有效保证对套筒下端面的限位作用。

优选地，

所述套筒82的下方的所述供油通道51的内径为d1，所述套筒82所处的供油通道段的内径为d2，并有d1/d2≥95％。由于套筒与通孔相对时套筒所处位置的下方供油通道段的内径d1小于此时套筒处供油通道段的内径d2，这样套筒上移后油从d1段进入d2段时会由于内径突然变大会产生压降，于是本实用新型为了避免这种压降过大，将d1/d2设置为≥95％，这样能够有效避免或减小因为供油通道内径过小而产生较大压降。

优选地，

所述回油孔81沿径向方向开设、且沿所述曲轴的轴向方向延伸，且在曲轴轴向截面内所述回油孔81为长条形这是本实用新型的回油孔的优选结构形式。

优选地，

当所述回油机构80包括套筒82时，所述套筒82沿曲轴轴向方向上的长度≥所述回油孔81沿曲轴轴向方向上的长度；和/或，当所述回油机构80包括套筒82时，所述回油孔81的总截面积之和与所述套筒82的内径面积大小相等。当套筒未进行位移时，套筒长度≥通道轴向长度可保证回油通道完全闭合优选地，

所述弹簧的初始长度-弹簧极限压缩时长度≥套筒长度。当套筒位移至最大高度，即弹簧压缩至极限时，弹簧长度-弹簧极限压缩时长度≥套筒长度可保证回油通道完全开启。

如图1所示，涡旋压缩机具有形成密闭容器的壳体10,壳体10上设置有吸入制冷剂的吸入管12以及排出制冷剂的排出管11。通常壳体10下部会形成一下部储油空间13储存部分润滑油，以对压缩机内部进行润滑及冷却。壳体10内设置一分隔板20将整个内部空间分隔为高压部分与低压部分，20上安装一止回机构21防止压缩机停止运行时高压部分与低压部分相互连通，下方设置一密封机构22防止运行过程中被压缩的制冷剂向低压空间内泄漏。

在壳体10上部设置有压缩机构30，具备静涡盘31、动涡盘32、十字滑环33作为主要构成要素。压缩机构30安装在上支撑机构40上，上支撑机构40与密闭容器内部过盈配合，以固定在壳体10内部。曲轴50内部具有贯通的供油通道51，其上端具有偏心部，穿过上支撑机构与动涡盘32配合，中间部位套有转子52,其上设置有主平衡块53及副平衡块54，用于平衡压缩机运行时的离心力。转子52外部设有定子60，用以驱动旋转轴系进行旋转。曲轴50下端插入下支撑机构70用于固定，且下端部设置油泵71用于在下部储油空间13中吸取润滑油。

在曲轴50上开设一回油机构80，该回油机构回油通道所处位置应位于转子52以上且位于上支撑机构40以下。如图2a，该回油机构80包括回油孔81、套筒82、弹性结构83(优选弹簧)以及限位装置84(优选限位销)作为主要构成要素。回油孔81截面形状为长条形，竖直设置在曲轴50侧壁，如图2b，其完全开启时截面积大小与套筒82内孔面积大小相等。套筒82放置于供油通道51内部，与供油通道内壁贴合；为限制套筒轴向位置，供油通道下段内径d1应小于套筒82所处段内径d2，d1/d2≥95％以避免产生较大压降。弹簧设置于套筒82上方根据变形量给套筒施加一可变的压力用来平衡油压以使套筒82可灵活地进行轴向移动，为使低油压时回油通道能完全闭合且高油压时回油通道能完全开启，弹簧初始长度-弹簧极限压缩时长度≥套筒长度≥回油通道轴向长度；在不影响供油通道通畅性的情况下在弹簧上方设置一根或多根限位销用于限制弹簧轴向位移。当压缩机正常运行时，下部储油空间13内部润滑油经油泵71吸取，通过供油通道51运送至压缩机构30处进行润滑、密封以及冷却。在低转速运行状态下，供油通道51内油压较小，套筒82无轴向位移，回油孔81闭合，流经供油通道51内的所有润滑油流入压缩机构30处，避免缺油导致压缩机构内部密封性差引起压缩机运行效率下降；随着运行频率上升，旋转轴转速增加，油泵71泵油量加大，供油通道51内油压升高，推动套筒82发生轴向位移，露出回油孔81，部分润滑油经由此通道回落至转子52处及压缩机下部储油空间13，带走部分热量以冷却电机，避免过量润滑油进入制冷循环系统中导致压缩机内部配合部位润滑不足而发生烧粘磨损等情况，提升压缩机运行可靠性。压缩机单位时间内供油量与旋转轴转速间关系如图3所示。

实施例2

参见附图4a-4b，本实施例是在实施例1的基础上做出适当的改进，其他结构不变，所述回油孔81为沿所述曲轴的轴向方向分布设置的两个以上。

如图4a、图4b所示，描述的是本实用新型第二实施例的实施方法及示意图。如图4a，在曲轴50侧壁上设置多个相向且位置交错的回油孔81b，回油孔形状及数量不限于图中所示，回油孔总截面积之和与套筒82内孔面积大小相等(非强制性条件，如图3所示，是为了控制供油量与回油量之间的关系，若希望回油通道完全开启时回油量与供油量之间非相等关系，可根据实际情况调整)。套筒82放置于供油通道51内部，与供油通道内壁贴合；为限制套筒轴向位置，供油通道下段内径d1应小于套筒82所处段内径d2，d1/d2≥95％以避免产生较大压降。弹簧设置于套筒82上方根据变形量给套筒施加一可变的压力用来平衡油压以使套筒82可灵活地进行轴向移动，为使低油压时回油通道能完全闭合且高油压时回油通道能完全开启，弹簧极限压缩时套筒下端面位置应高于设置于最上方的回油孔位置；在不影响供油通道通畅性的情况下在弹簧上方设置一根或多根限位销用于限制弹簧轴向位移。此实施例将回油孔分散分布在轴表面，优化了旋转轴旋转时的受力情况，提升了压缩机运行过程中的可靠性。

实施例3

参见附图5，本实施例是在实施例1或2的基础上做出适当的改进，其他结构不变，优选地，

所述限位装置84也为套筒的结构形式，能够从所述曲轴50的上方向下插入至所述供油通道51中并位于所述弹性结构83上端的位置，且所述限位装置84内部还设置有供油通道二85，所述供油通道二85与所述供油通道51连通。

如图5所示，描述的是本实用新型第三实施例的实施方法及示意图。旋转轴设计为分体式，上端限位装置84(优选偏心销)可以插入形式安装于曲轴上，偏心销的连接方式可以焊接、铆接或螺钉连接等方式安装于曲轴50上，用以限制套筒82与弹簧的轴向位移，该偏心销内径应不小于套筒内径，以避免泵送入压缩机构处的润滑油量受到影响。此结构简化了安装流程且优化了结构稳定性，提升了压缩机运行过程中的可靠性。

本实用新型还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的供油控制结构。

本实用新型通过在曲轴内部的供油通道中设置回油机构、并且再设置连通供油通道和曲轴外部的回油孔，并且通过回油机构的运动以遮挡回油孔而能够在曲轴转速较高时通过油压的作用驱动回油机构运动以不遮挡回油孔位置，从而有效实现在曲轴转速较高时将适量油从回油孔排出曲轴外、滴落到电机组件的转子或定子上以对其进行降温，提高了润滑油的回油量，防止曲轴转速过快而导致润滑油被制冷剂带出压缩机外而造成压缩机内部润滑油缺油的现象发生，有效解决配合部摩擦加剧甚至烧粘的问题。

优选地，所述压缩机为涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括电机组件和涡盘组件，所述电机组件包括转子和定子，所述涡盘组件包括动涡盘和静涡盘，所述电机组件位于所述涡盘组件的下方，所述回油孔81的设置位置位于所述电机组件和所述涡盘组件之间。这是本实用新型的压缩机的优选结构形式以及回油孔的优选设置位置，将其设置在转子和定子的上方，能够使得曲轴转速较大时通过回油孔将油排出至电机的转子或定子处以对该结构进行冷却和润滑，提高了润滑油的回油量，防止曲轴转速过快而导致润滑油被制冷剂带出压缩机外而造成压缩机内部润滑油缺油的现象发生，有效解决配合部摩擦加剧甚至烧粘的问题。

本实用新型还提供一种空调器，其包括前任一项所述的供油控制结构或前任一项所述的压缩机。本实用新型的空调器能够有效实现在曲轴转速较高时将适量油从回油孔排出曲轴外、滴落到电机组件的转子或定子上以对其进行降温，提高了润滑油的回油量，防止曲轴转速过快而导致润滑油被制冷剂带出压缩机外而造成压缩机内部润滑油缺油的现象发生，有效解决配合部摩擦加剧甚至烧粘的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。