旋轉(zhuǎn)式機械的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及旋轉(zhuǎn)式機械。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種旋轉(zhuǎn)式機械(10)，該旋轉(zhuǎn)式機械包括：電機(100)，所述電機包括轉(zhuǎn)子(110)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯(112)和嵌置在所述轉(zhuǎn)子芯中的磁體(114)，由此在所述轉(zhuǎn)子的軸向端面(119)處形成有磁體區(qū)域(MZ)和非磁體區(qū)域(NZ)；平衡塊(200A-200F)，所述平衡塊具有導(dǎo)磁特性并且通過附接至所述軸向端面而安裝至所述轉(zhuǎn)子。所述平衡塊以所述磁體區(qū)域的至少一部分不被所述平衡塊接觸的方式附接至所述軸向端面。根據(jù)本實用新型，能夠降低平衡塊的成本，同時確保旋轉(zhuǎn)式機械內(nèi)有限安裝空間的有效利用并且確保消除或減弱轉(zhuǎn)子軸向端部附近漏磁路徑的形成。
【專利說明】
旋轉(zhuǎn)式機械
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域，更具體地，涉及在平衡塊的構(gòu)造和安裝方面具有改進之處的旋轉(zhuǎn)式機械。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括運動部件(例如壓縮機構(gòu)、馬達、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸等)的旋轉(zhuǎn)式機械(例如壓縮機特別是渦旋壓縮機和轉(zhuǎn)子壓縮機)中，在機械運轉(zhuǎn)時由于運動部件的運動(例如轉(zhuǎn)動)不平衡而會增大振動、噪音等。在一些情況中，運動部件的運動不平衡是由于運動部件本身和/或其上所安裝的構(gòu)件的加工誤差而造成質(zhì)心不平衡而導(dǎo)致的。在其它情況中，運動部件的運動不平衡是由于特意地在運動部件本身和/或其上所安裝的構(gòu)件中設(shè)置偏心結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)特殊功能而導(dǎo)致的(例如，在渦旋壓縮機中，在驅(qū)動軸處設(shè)置偏心銷以利用偏心原理來使動渦旋相對于定渦旋進行圓周平動)。
[0003]針對這種運動不平衡，通常在運動部件上設(shè)置能夠提供反向離心力的平衡塊以平衡所產(chǎn)生的運動不平衡從而減小振動和噪音。在這方面，期望的是，在平衡塊的制造成本和平衡塊的安裝空間利用等方面做出改進，特別地，通過在這些方面進行改進以使平衡塊更好地適應(yīng)于旋轉(zhuǎn)式機械和旋轉(zhuǎn)式機械所使用的馬達(電機)的變化。
[0004]這里，應(yīng)當(dāng)指出的是，本部分中所提供的技術(shù)內(nèi)容旨在有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實用新型的理解，而不一定構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]在本部分中提供本實用新型的總概要，而不是本實用新型完全范圍或本實用新型所有特征的全面公開。
[0006]本實用新型的一個目的是提供一種能夠降低平衡塊的成本的旋轉(zhuǎn)式機械。
[0007]本實用新型的另一目的是提供一種確保平衡塊能夠軸向地接近轉(zhuǎn)子從而確保旋轉(zhuǎn)式機械內(nèi)有限安裝空間的有效利用的旋轉(zhuǎn)式機械。
[0008]本實用新型的另一目的是提供一種能夠減少相關(guān)零部件數(shù)目并且允許平衡塊的定位更加穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)式機械。
[0009]本實用新型的另一目的是提供一種確保消除或減弱漏磁路徑的形成從而確保電機的效率進而確保旋轉(zhuǎn)式機械的效率的旋轉(zhuǎn)式機械。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的中的一個或多個，根據(jù)本實用新型，提供一種旋轉(zhuǎn)式機械，該旋轉(zhuǎn)式機械可以包括:電機，所述電機包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯和嵌置在所述轉(zhuǎn)子芯中的磁體，由此在所述轉(zhuǎn)子的軸向端面處形成有磁體區(qū)域和非磁體區(qū)域;平衡塊，所述平衡塊具有導(dǎo)磁特性并且通過附接至所述軸向端面而安裝至所述轉(zhuǎn)子。所述平衡塊以所述磁體區(qū)域的至少一部分不被所述平衡塊接觸的方式附接至所述軸向端面。
[0011]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊以完全地不與所述磁體區(qū)域接觸的方式附接至所述軸向端面。
[0012]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，還包括由非導(dǎo)磁材料制成的端板，其中，所述端板布置在所述平衡塊與所述轉(zhuǎn)子之間，使得所述平衡塊經(jīng)由所述端板而附接至所述軸向端面。
[0013]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊布置成沿軸向方向觀察時不與所述磁體區(qū)域交疊。
[0014]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊布置成使得所述平衡塊具有沿軸向方向觀察時與所述磁體區(qū)域交疊的交疊部分。
[0015]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊構(gòu)造成具有臺階部從而包括附接部和本體部，所述附接部適于附接至所述軸向端面，所述交疊部分為所述本體部的相對于所述附接部徑向地延伸的部分，并且所述交疊部分隔著通過所述臺階部而形成的間隙而面向所述磁體區(qū)域或者面向所述端板的覆蓋所述磁體區(qū)域的部分。
[0016]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述交疊部分接觸所述端板。
[0017]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中:所述端板由黃銅、鋅鋁合金或合金鋼制成;并且/或者，所述端板的厚度為I至3毫米。
[0018]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊直接地附接至所述軸向端面，并且所述平衡塊布置成沿軸向方向觀察時不與所述磁體區(qū)域交疊。
[0019]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊直接地附接至所述軸向端面，并且所述平衡塊布置成使得所述平衡塊具有沿軸向方向觀察時與所述磁體區(qū)域交疊的交疊部分。
[0020]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊構(gòu)造成具有臺階部從而包括附接部和本體部，所述附接部適于直接地附接至所述軸向端面，所述交疊部分為所述本體部的相對于所述附接部徑向地延伸的部分，并且所述交疊部分隔著通過所述臺階部而形成的間隙而面向所述磁體區(qū)域。
[0021]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述間隙的軸向尺寸為5毫米至10毫米。
[0022]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述間隙的軸向尺寸為6毫米。
[0023]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊在所述磁體區(qū)域的徑向內(nèi)側(cè)附接至所述軸向端面。
[0024]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊的附接至所述軸向端面的軸向基部徑向地靠近所述磁體區(qū)域但是不與所述磁體區(qū)域軸向地交疊。
[0025]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述磁體包括多個磁體并且布置成在所述軸向端面中呈大致多邊形，所述平衡塊的附接至所述軸向端面的軸向基部呈完全或部分環(huán)形從而具有圓或假想圓，所述圓或假想圓為所述多邊形的近似內(nèi)接圓從而徑向地靠近所述多邊形但是不與所述多邊形軸向地交疊。
[0026]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述平衡塊為通過粉末冶金工藝或鑄造工藝而制成的鐵基平衡塊。
[0027]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中:所述平衡塊通過螺紋連接或鉚接而固定至所述轉(zhuǎn)子，由此實現(xiàn)與所述轉(zhuǎn)子的安裝;并且/或者，所述平衡塊呈完全或部分環(huán)形，所述平衡塊通過過盈配合而固定至與所述轉(zhuǎn)子固定地連接的驅(qū)動軸并且所述平衡塊的軸向基部接觸所述轉(zhuǎn)子的軸向端面或者接觸布置在所述平衡塊與所述轉(zhuǎn)子之間的端板，由此實現(xiàn)與所述轉(zhuǎn)子的安裝。
[0028]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述旋轉(zhuǎn)式機械為渦旋壓縮機或轉(zhuǎn)子壓縮機。
[0029]在根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械中，所述渦旋壓縮機為變速渦旋壓縮機并且所述電機為無刷永磁體電機。
[0030]根據(jù)本實用新型，一方面，通過由例如鐵基材料之類的導(dǎo)磁材料制成平衡塊，與由黃銅之類的非導(dǎo)磁材料制成的平衡塊相比，可以顯著地降低成本。另一方面，通過不與轉(zhuǎn)子的軸向端面的磁體區(qū)域接觸的方式(或者通過僅部分地與轉(zhuǎn)子的軸向端面的磁體區(qū)域接觸的方式)將平衡塊附接至轉(zhuǎn)子的軸向端面進而安裝至轉(zhuǎn)子，可以確保平衡塊能夠軸向地接近所述轉(zhuǎn)子從而確保旋轉(zhuǎn)式機械內(nèi)有限安裝空間的有效利用(即，避免形成無效空間，這對于減小旋轉(zhuǎn)式機械的軸向尺寸而言是特別有利的)，也可以由于避免平衡塊安裝至驅(qū)動軸而能夠減少相關(guān)零部件數(shù)目并且由于平衡塊安裝至轉(zhuǎn)子而允許平衡塊的定位更加穩(wěn)定，而且也能夠確保消除或減弱漏磁路徑的形成從而可靠地確保電機的效率進而確保相關(guān)旋轉(zhuǎn)式機械的效率。特別地，對于既設(shè)置有由非導(dǎo)磁材料制成的端板、又將平衡塊構(gòu)造成具有臺階部從而具有空氣間隙或者將平衡塊布置成整體地徑向內(nèi)移而不具有交疊部分的情況，能夠更加可靠地消除或減弱轉(zhuǎn)子的軸向端部附近漏磁路徑的形成從而更加可靠地消除或減弱對電機效率的影響。
【附圖說明】
[0031]通過以下參照附圖的描述，本實用新型的一個或多個實施方式的特征和優(yōu)點將變得更加容易理解，在附圖中:
[0032]圖1為示出應(yīng)用了根據(jù)本實用新型的平衡塊的渦旋壓縮機的縱剖視圖；
[0033]圖2為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的組件的分解立體圖；
[0034]圖3為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖；
[0035]圖4為轉(zhuǎn)子的端視圖；
[0036]圖5為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第二實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖；
[0037]圖6為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第三實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖；
[0038]圖7為示出永磁體電機的示意性磁力線分布的電機端視圖；
[0039]圖8A和圖SB分別為示出應(yīng)用了根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的渦旋壓縮機的電機效率的實驗結(jié)果的曲線圖；以及
[0040]圖9為示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)子與平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0041]下面參照附圖、借助示例性實施方式對本實用新型進行詳細(xì)描述。對本實用新型的以下詳細(xì)描述僅僅是出于說明目的，而絕不是對本實用新型及其應(yīng)用或用途的限制。
[0042]首先，參照圖1概要地描述應(yīng)用了根據(jù)本實用新型的平衡塊的渦旋壓縮機10的結(jié)構(gòu)(圖1為示出應(yīng)用了根據(jù)本實用新型的平衡塊的渦旋壓縮機的縱剖視圖)。需要指出的是，渦旋壓縮機10對應(yīng)于根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械。另外，還需要指出的是，根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械不限于渦旋壓縮機而是可以包括其它合適類型的旋轉(zhuǎn)式機械(尤其是設(shè)置有偏心結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)特殊功能的旋轉(zhuǎn)式機械，例如設(shè)置有曲軸的轉(zhuǎn)子壓縮機)。
[0043]如圖1所示，渦旋壓縮機10可以包括電機100、壓縮機構(gòu)400、驅(qū)動軸500和殼體組件600。電機100包括轉(zhuǎn)子110和定子120，并且轉(zhuǎn)子110與驅(qū)動軸500固定地連接從而能夠一體地旋轉(zhuǎn)。壓縮機構(gòu)400包括定渦旋410和動渦旋420并且適于壓縮工作流體(例如制冷劑)。電機100、壓縮機構(gòu)400和驅(qū)動軸500可以容納在殼體組件600內(nèi)。在殼體組件600處可以設(shè)置有用于吸入待壓縮的低壓工作流體的吸入配件700以及用于排出經(jīng)過壓縮的高壓工作流體的排出配件800。
[0044]在一些示例中，渦旋壓縮機10為變速(變頻)渦旋壓縮機。在這種情況下，考慮到效率問題，禍旋壓縮機10的電機100可以采用永磁體電機，例如無刷永磁體(BPM)電機。
[0045]渦旋壓縮機10可以包括平衡塊200A和200B(根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊)。平衡塊200A可以附接至轉(zhuǎn)子110的上軸向端面從而安裝至轉(zhuǎn)子110，而平衡塊200B可以附接至轉(zhuǎn)子110的下軸向端面從而安裝至轉(zhuǎn)子110。通過設(shè)置平衡塊，可以平衡渦旋壓縮機1的運動系統(tǒng)所產(chǎn)生的運動不平衡從而減小振動和噪音。
[0046]下面參照圖2至圖4描述根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200A、200B(圖2為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的組件的分解立體圖，圖3為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖，而圖4為轉(zhuǎn)子的端視圖)。
[0047]平衡塊200A、200B可以由導(dǎo)磁材料制成。在一些示例中，平衡塊200A、200B可以為通過粉末冶金工藝制成的鐵基平衡塊。在其它示例中，平衡塊200A、200B可以為通過鑄造工藝制成的鐵基平衡塊。通過由例如鐵基材料之類的導(dǎo)磁材料制成平衡塊，可以顯著地降低平衡塊的成本。通過由例如粉末冶金工藝制成平衡塊，可以降低平衡塊的成本同時還可以容易地制造形狀復(fù)雜和尺寸精度高的平衡塊。
[0048]這里，附帶地，參照圖9描述根據(jù)相關(guān)技術(shù)的平衡塊200’(圖9為示出根據(jù)相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)子與平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖)。轉(zhuǎn)子110 ’用在變速渦旋壓縮機中，由此，出于效率的考慮，轉(zhuǎn)子110’為嵌置有永磁體的永磁體轉(zhuǎn)子。一體式平衡塊200’安裝至轉(zhuǎn)子110’(具體為附接至轉(zhuǎn)子110’的軸向端面)，由此，與平衡塊安裝至驅(qū)動軸從而遠離(不附接至)轉(zhuǎn)子的情況相比，可以有效利用渦旋壓縮機內(nèi)的有限安裝空間(特別是軸向空間)。平衡塊200’由非導(dǎo)磁材料(例如黃銅)制成，由此，可以避免經(jīng)由平衡塊200’形成漏磁通道而降低電機效率。
[0049]具體地，如圖7所示(圖7為示出永磁體電機的示意性磁力線分布的電機端視圖)，從轉(zhuǎn)子110的磁體(例如永磁體)114徑向地延伸至定子120的磁力線ML為能夠驅(qū)動轉(zhuǎn)子110旋轉(zhuǎn)的有效磁力線。如果在轉(zhuǎn)子110的(軸向)端部放置導(dǎo)磁部件，將會有一部分磁力線從磁體114軸向地延伸穿過該導(dǎo)磁部件(這部分磁力線不用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子110旋轉(zhuǎn))而在轉(zhuǎn)子的軸向端部附近形成漏磁通道。
[0050]在相關(guān)技術(shù)中，由于平衡塊200’由例如黃銅之類的非導(dǎo)磁材料制成，因此平衡塊200 ’的制造成本相當(dāng)尚昂。
[0051]繼續(xù)參照圖2至圖4，根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200A、200B可以通過附接至軸向端面119而安裝至轉(zhuǎn)子110。
[0052]電機100可以實施為永磁體電機(例如無刷永磁體電機)，從而電機100所包括的轉(zhuǎn)子110可以包括轉(zhuǎn)子芯112和嵌置在轉(zhuǎn)子芯112中的磁體114。在一些不例中，磁體114可以包括多個磁體(磁體114可以插置在形成于轉(zhuǎn)子芯112中的插槽中)并且布置成在軸向端面119處呈大致多邊形(參見圖4)。由此，在轉(zhuǎn)子110的軸向端面119處可以形成有磁體區(qū)域MZ(由磁體114占據(jù)的區(qū)域)和非磁體區(qū)域NZ (不被磁體114占據(jù)的區(qū)域)。在圖示的示例中，磁體114可以包括六個磁體從而呈大致六邊形，然而，可以構(gòu)想，磁體114可以為其它合適數(shù)目并且可以在軸向端面119處呈其它合適形狀。
[0053]根據(jù)本實用新型第一實施方式，渦旋壓縮機10還可以包括由非導(dǎo)磁材料(例如導(dǎo)磁率低的材料)制成的端板300。端板300可以布置在平衡塊200A、200B與轉(zhuǎn)子110之間，使得平衡塊200A、200B能夠經(jīng)由端板300而附接(間接地附接)至軸向端面119。由此，實現(xiàn)平衡塊200A、200B以不與磁體區(qū)±|!^MZ接觸的方式附接至軸向端面119。
[0054]端板300可以由例如黃銅、鋅鋁合金或合金鋼(比如不銹鋼)之類的非導(dǎo)磁材料制成。另外，在一些示例中，端板的厚度可以為I至3毫米并且優(yōu)選為I毫米(然而，可以構(gòu)想其它合適的厚度)。通過設(shè)置由非導(dǎo)磁材料制成并且厚度較小的端板，可以允許由導(dǎo)磁材料制成的平衡塊(間接地)附接至轉(zhuǎn)子，由此，在避免形成漏磁通道(或者減弱漏磁通道的形成)的情況下，允許平衡塊接近轉(zhuǎn)子而有效利用渦旋壓縮機內(nèi)的有限安裝空間(特別是軸向空間)并且允許平衡塊固定至轉(zhuǎn)子而提高平衡塊的穩(wěn)定定位和平衡塊的平衡效果。而且，由于端板的厚度可以較小，因此也不會由于采用黃銅等非導(dǎo)磁材料來制造端板而造成成本過尚O
[0055]參照圖3，附接至轉(zhuǎn)子110的軸向端面(上軸向端面)119的平衡塊(上平衡塊)200A可以構(gòu)造成具有臺階部230從而可以包括附接部210和本體部220。附接部(軸向基部)210適于間接地附接至軸向端面119。平衡塊200A可以布置成使得平衡塊200A具有沿軸向方向A觀察時與磁體區(qū)±或12交疊的交疊部分OL。交疊部分OL可以為本體部2 20的相對于附接部210徑向地(向外)延伸的部分。交疊部分OL可以隔著通過臺階部230而形成的間隙G而面向磁體區(qū)±|^MZ(在例如端板300未覆蓋磁體區(qū)域MZ的情況下(該情況在圖中未示出)一一此時例如可以采用其它合適固定裝置將磁體114定位在插槽中)或者面向端板300的覆蓋磁體區(qū)域MZ的部分(此時端板300可以用于將磁體114定位在插槽中)。
[0056]在一些示例中，間隙G的軸向尺寸可以優(yōu)選地為4毫米至14毫米，或者更優(yōu)選地為5毫米至10毫米，或者進一步優(yōu)選地為6毫米。通過合適地設(shè)置間隙G的軸向尺寸，在確保消除或減弱漏磁路徑的形成的同時，允許平衡塊能夠穩(wěn)定地定位在轉(zhuǎn)子上并且允許平衡塊充分發(fā)揮其平衡效果。
[0057]通過在平衡塊200A中設(shè)置徑向地向外延伸的交疊部分0L，可以增大平衡塊200A的質(zhì)徑積從而提高平衡塊的平衡效果，而且由于通過臺階部230而在交疊部分OL與轉(zhuǎn)子110的軸向端面119之間形成有(空氣)間隙G，因此引入高磁阻而消除或減弱穿過平衡塊的漏磁路徑的形成。
[0058]參照圖3，附接至轉(zhuǎn)子110的軸向端面(下軸向端面)119的平衡塊(下平衡塊)200B可以構(gòu)造成不具有臺階部并且可以布置成沿軸向方向A觀察時不與磁體區(qū)域MZ交疊。由此，也可以消除或減弱從磁體區(qū)域MZ(磁體114)延伸的漏磁路徑的形成。
[0059]下面參照圖5描述根據(jù)本實用新型第二實施方式的平衡塊200C、200D(圖5為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第二實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖)。平衡塊200C與根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200A的區(qū)別主要在于:平衡塊200C構(gòu)造成不具有臺階部，從而平衡塊200C的交疊部分OL也接觸端板300。平衡塊200D與根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200B的區(qū)別主要在于:平衡塊200D構(gòu)造成進一步徑向地向外延伸，從而具有交疊部分OL并且交疊部分OL也接觸端板300。
[0060]在本實用新型第二實施方式中，由于設(shè)置非導(dǎo)磁端板并且端板覆蓋磁體區(qū)域MZ，因此即便平衡塊200C、200D具有交疊區(qū)域OL并且交疊區(qū)域OL也接觸端板300，仍可以消除或減弱漏磁通道的形成。另外，由于平衡塊200C、200D進一步徑向地向外延伸并且交疊部分也接觸端板，因此可以改進平衡塊的穩(wěn)定定位以及平衡效果(由于質(zhì)徑積增大)。
[0061]下面參照圖6描述根據(jù)本實用新型第三實施方式的平衡塊200E、200F(圖6為示出包括轉(zhuǎn)子和根據(jù)本實用新型第三實施方式的平衡塊的組件的組裝側(cè)視圖)。本實用新型第三實施方式與本實用新型第一實施方式的區(qū)別主要在于:取消端板300，從而平衡塊200E、200F (具體為附接部或軸向基部)直接地附接至軸向端面119。除此之外，平衡塊200E與根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200A在結(jié)構(gòu)等方面類似，而平衡塊200F與根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200B在結(jié)構(gòu)等方面類似。
[0062]在本實用新型第三實施方式中，由于取消非導(dǎo)磁端板，因此可以降低成本。另外，由于通過設(shè)置臺階部而在平衡塊的交疊部分與轉(zhuǎn)子的軸向端面之間形成有(空氣)間隙G、或者通過使平衡塊整體地徑向內(nèi)移而不具有交疊部分，因此仍然可以消除或減弱轉(zhuǎn)子的軸向端部附近漏磁路徑的形成。
[0063]參照圖5，對于根據(jù)本實用新型第一和第三實施方式的平衡塊200A、200B、200E、200F，可以在磁體區(qū)域MZ的徑向內(nèi)側(cè)附接至軸向端面119。然而，可以構(gòu)想，在一些情況下(比如磁體區(qū)域MZ定位成相對地靠內(nèi))，平衡塊也可以在磁體區(qū)域MZ的徑向外側(cè)附接至軸向立而面119 ο
[0064]在一些示例中，平衡塊200A、200B、200E、200F的附接至軸向端面119的軸向基部(對于具有臺階部的平衡塊200A、200E，附接部對應(yīng)于軸向基部)可以徑向地靠近磁體區(qū)域MZ但是不與磁體區(qū)域MZ軸向地交疊。在其它示例中，平衡塊200A、200B、200E、200F的附接至軸向端面119的軸向基部可以呈完全或部分環(huán)形從而具有圓或假想圓C，該圓或假想圓C可以為多邊形的近似內(nèi)接圓(亦即，該圓或假想圓C徑向地靠近由多個磁體構(gòu)成的多邊形但是不與該多邊形軸向地交疊，或者說，軸向基部的外徑小于由多個磁體構(gòu)成的多邊形的真正內(nèi)接圓的內(nèi)徑)。以此方式，允許平衡塊的外徑盡量地大，從而可以提高平衡塊的穩(wěn)定定位和平衡塊的平衡效果。
[0065]對于根據(jù)本實用新型第二實施方式的平衡塊200C、200D，附接(間接地附接)至軸向端面119的軸向基部則可以跨越磁體區(qū)域MZ。
[0066]在一些示例中:平衡塊200A-200F可以通過螺紋連接(參見如圖2所示的螺栓910)或鉚接而固定至轉(zhuǎn)子，由此實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子的安裝；附加地或替代性地，平衡塊200A-200F可以呈完全或部分環(huán)形，平衡塊可以通過過盈配合而固定至與轉(zhuǎn)子固定地連接的驅(qū)動軸500并且平衡塊的軸向基部可以接觸轉(zhuǎn)子的軸向端面或者接觸布置在平衡塊與轉(zhuǎn)子之間的端板，由此實現(xiàn)與轉(zhuǎn)子的安裝。特別地，對于平衡塊既固定至轉(zhuǎn)子又固定至驅(qū)動軸的情況，能夠使平衡塊更加穩(wěn)定地定位，同時也確保平衡塊能夠接近轉(zhuǎn)子從而有效利用渦旋壓縮機內(nèi)的有限安裝空間。
[0067]盡管在上述本實用新型第一至第三實施方式中，分別示例性地示出渦旋壓縮機的轉(zhuǎn)子的平衡塊(上平衡塊和下平衡塊)分別為平衡塊200A與平衡塊200B的組合、平衡塊200C與平衡塊200D的組合以及平衡塊200E與平衡塊200F組合。然而，可以構(gòu)想，渦旋壓縮機的轉(zhuǎn)子的上平衡塊和下平衡塊中的每一者可以采用平衡塊200A、平衡塊200B、平衡塊200C、平衡塊200D、平衡塊200E和平衡塊200F中的任一者，而且還可以構(gòu)想，渦旋壓縮機的轉(zhuǎn)子的上平衡塊和下平衡塊中的僅一者采用平衡塊200A、平衡塊200B、平衡塊200C、平衡塊200D、平衡塊200E和平衡塊200F中的任一者而另一者采用根據(jù)相關(guān)技術(shù)的平衡塊。
[0068]根據(jù)本實用新型，一方面，通過由例如鐵基材料之類的導(dǎo)磁材料制成平衡塊，與由黃銅之類的非導(dǎo)磁材料制成的平衡塊相比，可以顯著地降低成本。另一方面，通過不與轉(zhuǎn)子的軸向端面的磁體區(qū)域接觸的方式將平衡塊附接至轉(zhuǎn)子的軸向端面進而安裝至轉(zhuǎn)子，可以確保平衡塊能夠軸向地接近所述轉(zhuǎn)子從而確保旋轉(zhuǎn)式機械內(nèi)有限安裝空間的有效利用(即，避免形成無效空間，這對于減小旋轉(zhuǎn)式機械的軸向尺寸而言是特別有利的)，也可以由于避免平衡塊安裝至驅(qū)動軸而能夠減少相關(guān)零部件數(shù)目并且由于平衡塊安裝至轉(zhuǎn)子而允許平衡塊的定位更加穩(wěn)定，而且也能夠確保消除或減弱漏磁路徑的形成從而可靠地確保電機的效率進而確保相關(guān)旋轉(zhuǎn)式機械的效率。特別地，對于既設(shè)置有由非導(dǎo)磁材料制成的端板、又將平衡塊構(gòu)造成具有臺階部從而具有空氣間隙或者將平衡塊布置成整體地徑向內(nèi)移而不具有交疊部分的情況(對應(yīng)于本實用新型第一實施方式)，能夠更加可靠地消除或減弱轉(zhuǎn)子的軸向端部附近漏磁路徑的形成從而更加可靠地消除或減弱對電機效率的影響。
[0069]在這方面，
【申請人】對應(yīng)用了根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊200A、200B的渦旋壓縮機10的電機效率進行兩組對比實驗，實驗結(jié)果如圖8A和圖8B所示(圖8A和圖8B分別為示出應(yīng)用了根據(jù)本實用新型第一實施方式的平衡塊的渦旋壓縮機的電機效率的實驗結(jié)果的曲線圖)。第一組實驗的實驗結(jié)果示出在圖8A中。第一組實驗采用制冷量較小的渦旋壓縮機和輸出功率較小的永磁體電機(例如3Ton電機)。圖8A中的虛線表示在采用根據(jù)實用新型第一實施方式的平衡塊(例如，不銹鋼端板、螺栓連接、粉末冶金鐵基平衡塊)的情況下電機效率隨著電機轉(zhuǎn)速的變化，而圖8Α中的實線則表示在對比地不采用平衡塊和端板的情況下電機效率隨著電機轉(zhuǎn)速的變化。第二組實驗的實驗結(jié)果示出在圖SB中。第二組實驗采用制冷量較大的渦旋壓縮機和輸出功率較大的永磁體電機(例如5Τοη電機)。圖8Β中的虛線表示在采用根據(jù)實用新型第一實施方式的平衡塊(例如，不銹鋼端板、螺栓連接、粉末冶金鐵基平衡塊)的情況下電機效率隨著電機轉(zhuǎn)速的變化，而圖SB中的實線則表示在對比地不采用平衡塊和端板的情況下電機效率隨著電機轉(zhuǎn)速的變化。在第一組和第二組實驗中，均可以采用三個具有新平衡塊的機器對三個基準(zhǔn)機器的對比實驗方式。從圖8Α和圖SB可以看出，實線和虛線基本重合，由此可以證明與基準(zhǔn)機器相比采用根據(jù)本實用新型的平衡塊(例如安裝至轉(zhuǎn)子的鐵基平衡塊)并未造成不當(dāng)漏磁(磁通泄漏)而導(dǎo)致電機效率降低或不當(dāng)降低(即，對電機效率的影響極小)。
[0070]根據(jù)本實用新型的旋轉(zhuǎn)式機械可以容許多種不同的變型。
[0071]例如，盡管作為示例在上文中描述的是平衡塊以完全地不與磁體區(qū)域接觸的方式附接至軸向端面(即，磁體區(qū)域的全部不被平衡塊接觸)，然而，可以構(gòu)思，平衡塊也可以以與磁體區(qū)域的僅一部分接觸的方式附接至軸向端面。在這種變型中，例如，參照圖2，平衡塊的軸向基部(呈完全或部分環(huán)形)的圓或假想圓C可以與由多個磁體構(gòu)成的多邊形相切而成為該多邊形的真正內(nèi)接圓，或者該圓或假想圓C甚至可以(略微地)向外(徑向地向外)延伸超出該多邊形。在這種變型中，又例如，平衡塊的軸向基部(呈完全或部分環(huán)形)可以具有徑向地向外延伸的一個或多個部分，該延伸部分可以在兩個磁體區(qū)域之間延伸從而使平衡塊的軸向基部接觸磁體區(qū)域的一部分而又不至于過多地接觸磁體區(qū)域。根據(jù)該變型，盡管有可能引起一定的漏磁，但是這種漏磁不會過大從而仍然能夠在顯著地降低成本的同時確保旋轉(zhuǎn)式機械內(nèi)有限安裝空間的有效利用并且不會過度影響電機效率。
[0072]在本申請文件中，方位術(shù)語“上”和“下”等的使用僅僅出于便于描述的目的，而不應(yīng)視為是限制性的。另外，在本申請文件中，“附接”涵蓋兩個配對物接觸的直接附接情況和兩個配對物之間具有中介構(gòu)件的間接附接情況。另外，在本申請文件中，導(dǎo)磁材料和非導(dǎo)磁材料可以依照本領(lǐng)域的通常含義理解，例如，導(dǎo)磁材料可以指導(dǎo)磁率相對高的材料，而非導(dǎo)磁材料可以指導(dǎo)磁率相對低的材料。另外，在本申請文件中，“具有導(dǎo)磁特性”也可以依照本領(lǐng)域的通常含義理解，例如，比如由鐵基材料之類的材料制成的部件由于導(dǎo)磁率較高而可以視為具有導(dǎo)磁特性，而比如由黃銅之類的材料制成的部件由于導(dǎo)磁率低而可以視為不具有導(dǎo)磁特性。
[0073]雖然已經(jīng)參照示例性實施方式對本實用新型進行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型并不局限于文中詳細(xì)描述和示出的【具體實施方式】，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對示例性實施方式做出各種改變。
【主權(quán)項】
1.一種旋轉(zhuǎn)式機械(10)，包括: 電機(100)，所述電機包括轉(zhuǎn)子(110)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯(112)和嵌置在所述轉(zhuǎn)子芯中的磁體(114)，由此在所述轉(zhuǎn)子的軸向端面(119)處形成有磁體區(qū)域(MZ)和非磁體區(qū)域(NZ)； 平衡塊(200A-200F)，所述平衡塊具有導(dǎo)磁特性并且通過附接至所述軸向端面而安裝至所述轉(zhuǎn)子， 其特征在于，所述平衡塊以所述磁體區(qū)域的至少一部分不被所述平衡塊接觸的方式附接至所述軸向端面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊以完全地不與所述磁體區(qū)域接觸的方式附接至所述軸向端面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，還包括由非導(dǎo)磁材料制成的端板(300)，其中，所述端板布置在所述平衡塊(200A-200D)與所述轉(zhuǎn)子之間，使得所述平衡塊(200A-200D)經(jīng)由所述端板而附接至所述軸向端面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200B)布置成沿軸向方向(A)觀察時不與所述磁體區(qū)域交疊。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200A，200C，200D)布置成使得所述平衡塊具有沿軸向方向(A)觀察時與所述磁體區(qū)域交疊的交疊部分(OL)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200A)構(gòu)造成具有臺階部(230)從而包括附接部(210)和本體部(220)，所述附接部適于附接至所述軸向端面，所述交疊部分為所述本體部的相對于所述附接部徑向地延伸的部分，并且所述交疊部分隔著通過所述臺階部而形成的間隙(G)而面向所述磁體區(qū)域或者面向所述端板的覆蓋所述磁體區(qū)域的部分。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述交疊部分接觸所述端板。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中: 所述端板由黃銅、鋅鋁合金或合金鋼制成;并且/或者 所述端板的厚度為I至3毫米。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200F)直接地附接至所述軸向端面，并且所述平衡塊布置成沿軸向方向(A)觀察時不與所述磁體區(qū)域交疊。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200E)直接地附接至所述軸向端面，并且所述平衡塊布置成使得所述平衡塊具有沿軸向方向(A)觀察時與所述磁體區(qū)域交疊的交疊部分(OL)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200E)構(gòu)造成具有臺階部(230)從而包括附接部(210)和本體部(220)，所述附接部適于直接地附接至所述軸向端面，所述交疊部分為所述本體部的相對于所述附接部徑向地延伸的部分，并且所述交疊部分隔著通過所述臺階部而形成的間隙(G)而面向所述磁體區(qū)域。12.根據(jù)權(quán)利要求6或11所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述間隙的軸向尺寸為5毫米至10毫米。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述間隙的軸向尺寸為6毫米。14.根據(jù)權(quán)利要求2至6和8至11中任一項所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200A，200B，200E，200F)在所述磁體區(qū)域的徑向內(nèi)側(cè)附接至所述軸向端面。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200A，200B，200E，200F)的附接至所述軸向端面的軸向基部徑向地靠近所述磁體區(qū)域但是不與所述磁體區(qū)域軸向地交疊。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述磁體包括多個磁體并且布置成在所述軸向端面中呈大致多邊形，所述平衡塊(200A，200B，200E，200F)的附接至所述軸向端面的軸向基部呈完全或部分環(huán)形從而具有圓或假想圓(C)，所述圓或假想圓為所述多邊形的近似內(nèi)接圓從而徑向地靠近所述多邊形但是不與所述多邊形軸向地交疊。17.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述平衡塊(200A-200F)為通過粉末冶金工藝或鑄造工藝而制成的鐵基平衡塊。18.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中: 所述平衡塊(200A-200F)通過螺紋連接或鉚接而固定至所述轉(zhuǎn)子，由此實現(xiàn)與所述轉(zhuǎn)子的安裝;并且/或者 所述平衡塊(200A-200F)呈完全或部分環(huán)形，所述平衡塊通過過盈配合而固定至與所述轉(zhuǎn)子固定地連接的驅(qū)動軸(500)并且所述平衡塊的軸向基部接觸所述轉(zhuǎn)子的軸向端面或者接觸布置在所述平衡塊與所述轉(zhuǎn)子之間的端板，由此實現(xiàn)與所述轉(zhuǎn)子的安裝。19.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述旋轉(zhuǎn)式機械為渦旋壓縮機(10)或轉(zhuǎn)子壓縮機。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的旋轉(zhuǎn)式機械(10)，其中，所述渦旋壓縮機為變速渦旋壓縮機并且所述電機為無刷永磁體電機。
【文檔編號】F04C29/00GK205533240SQ201620035017
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月14日
【發(fā)明人】胡兆慶, 袁為安, 陳惠
【申請人】艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)(蘇州)有限公司