CN101037996A

CN101037996A - 具有旁通装置的涡旋压缩机

Info

Publication number: CN101037996A
Application number: CNA2007100857999A
Authority: CN
Inventors: 赵镛一
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2007-09-19
Also published as: KR100844153B1; US20070217938A1; KR20070093631A

Abstract

一种用于涡旋压缩机的旁通装置，包括多个旁通孔，这些旁通孔位于沿着由压缩机的压缩室所描绘出的路径的多个位置处。旁通孔的出口处可形成有具有大横截面积的微凹部分，以增加推压旁通阀的压缩气体的表面积。微凹部分的倾斜开口、或旁通孔的倾斜开口还起到了进一步增加推压旁通阀的压缩气体的面积的作用。压在旁通阀上的气体的增加的表面积依靠其更大的总的作用力，提高了旁通阀的打开速度。因此，防止了制冷机气体的过度压缩。

Description

具有旁通装置的涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机，并更具体地涉及一种用于涡旋压缩机的旁通装置。

背景技术

通常，由于涡旋压缩机具有高效率和低噪音，因而被广泛用于空调系统。在涡旋压缩机中，两个涡盘进行相对绕动运动，并且在两个涡盘之间形成多个成对的压缩室。当这些涡盘相互绕动时，压缩室向着涡盘的中心移动。在这种移动期间，压缩室的容积减小，从而压缩并排出制冷剂气体。

图1是示出了根据现有技术的涡旋压缩机实例的剖视图。图2是示出图1所示压缩机的旁通阀的工作状态的剖视图。而图3是示出图2的旁通阀的有效排出面积的平面图。

现有涡旋压缩机包括具有吸气管SP和排气管DP的壳体1。主框架2和辅助框架(未示出)固定到壳体1的内圆周表面的上侧和下侧。驱动电动机3安装在主框架2和辅助框架之间。驱动轴4强制地插入驱动电动机3的转子3b的中心，并且还延伸贯穿主框架2，以传递驱动电动机3的旋转力。绕动涡盘5安装在主框架2上，并且由于该绕动涡盘5偏心地安装在驱动轴4上而进行绕动运动。欧氏环7设置在绕动涡盘5和主框架2之间，以防止绕动涡盘5绕其本身的轴线旋转。

固定涡盘6被固定到主框架2的上表面，并形成渐开线固定涡卷6a，从而可以在固定涡盘和绕动涡盘之间形成多个压缩室P。高/低压隔离件8把壳体1的内部分成吸入空间S1和排出空间S2。隔离件8与固定涡盘6的后表面接合。回流阀9设置在固定涡盘6的盘部分的后表面的中心处，其防止从排出空间S2排出的制冷剂气体的回流。旁通阀10形成于固定涡盘6的盘部分的后表面内。在某些情况下，压缩室中的制冷剂可以从压缩室直接到达排出空间S2，从而绕过经过出口6c和回流阀9的正常流动路径。

渐开线绕动涡卷5a形成于绕动涡盘5的盘部分的前表面处。绕动涡盘5的渐开线涡卷5a与固定涡卷6a一起形成了一对压缩室。形成于绕动涡盘5的盘部分的下表面的中心处的凸台单元5b偏心地结合到驱动轴4，并且通过驱动轴4接受来自驱动电动机3的驱动力。

有助于形成成对压缩室P的渐开线固定涡卷6a形成于固定涡盘6的盘部分的下表面，并且其与绕动涡盘5的绕动涡卷5a接合。与吸气管SP连通的入口6b形成于固定涡盘6的盘部分的侧表面。与最后的压缩室P的中心连通并把制冷剂气体排出到壳体1的排出空间S2的出口6c形成于固定涡盘6的盘部分的前表面的中心处。旁通孔6d以穿透方式形成于固定涡盘6的盘部分的后表面处。

旁通阀10包括簧片式阀板12，该簧片式阀板12打开/关闭固定涡盘6中的旁通孔6d的上端。阀板12固定到固定涡盘6的外侧表面。设置在阀板12后部的保持器11也固定到固定涡盘6，并且该保持器11控制阀板12允许打开的大小或程度。

参考标记3a表示电动机的定子，而4a表示穿过驱动轴的油路。

当电力施加到驱动电动机3时，驱动轴4与驱动电动机3的转子3b一起旋转。驱动轴的旋转引起绕动涡盘5的绕动，正如由欧氏环7控制的那样。多个成对压缩室P连续地形成于绕动涡盘5的绕动涡卷5a和固定涡盘6的固定涡卷6a之间。通过绕动涡盘5的连续绕动运动，压缩室P向涡盘的中心移动，并且随着压缩室向中心移动，压缩室的容积减小。因此，制冷剂气体被吸入、压缩并被排出到排出空间S2。当制冷机气体受到压缩时，旁通阀10根据压缩室P和排出空间S2之间的压力差自动地打开/关闭。

如果将压缩室内的制冷剂压缩到使其压力大于排出空间S2中的压力时，则压缩室中的较高的压力将使旁通阀10开启。然后，来自压缩室内的一些气体将通过旁通孔6d而从压缩室流入排出空间S2。这可以防止如果压缩室内的压力变得太高而可能发生的对压缩机造成的损坏。此外，这限制了涡旋压缩机抵抗电动机的驱动力而施加的阻力的大小，可以提高总效率。

然而，常规涡旋压缩机具有以下问题。由于旁通孔的直径相对较小，挤压旁通阀10的旁通孔6d内的气体区域相对较小。这意味着被施加用来打开旁通阀的力相对较小，意味着当过高压力状况出现时旁通阀将相对较慢地打开。

附图说明

将结合以下附图详细描述若干实施例，在附图中，相同的参考标记表示相同的元件，其中：

图1是示出了根据现有技术的涡旋压缩机的剖视图；

图2是示出图1所示压缩机的旁通阀的工作状态的剖视图；

图3是示出用于图2所示的旁通阀的制冷剂气体的有效排出面积的平面图；

图4是示出了根据第一实施例的涡旋压缩机的剖视图；

图5是示出图4所示的压缩机的固定涡盘的平面图；

图6A和6B是平面图，示出了设置在图4所示的固定涡盘中的旁通孔的定向；

图7是示出如图4所示的压缩机的旁通装置的平面图；

图8是示出图4所示压缩机的旁通装置的工作状态的剖视图；

图9是示出旁通装置的微凹部分的改进实例的剖视图；和

图10是示出旁通孔的另一改进实例的剖视图。

具体实施方式

现在将详细参考优选实施例，其实例示出于附图中。图4是示出根据本发明的一个优选实施例的涡旋压缩机的剖视图。

参看图4，根据本发明的涡旋压缩机包括固定安装在壳体101内周表面上侧的主框架102。吸气管SP和排气管DP连接到壳体101。固定涡盘106被固定安装在主框架102的上表面。绕动涡盘105通过欧氏环(Oldham’s Ring)107安装在主框架102上。旁通阀110形成在固定涡盘106的盘部分的后表面处。

渐开线绕动涡卷105a形成于绕动涡盘105的盘部分的前表面处，且渐开线绕动涡卷105a与固定涡盘106的固定涡卷106a一起形成一对压缩室P。凸台单元105b形成于绕动涡盘105的盘部分的下表面中心处，并且偏心地结合到驱动轴104。

与吸气管SP连通的入口106b形成于固定涡盘106的盘部分的侧表面处。出口106c与最后的压缩室P的中心连通，并把制冷剂气体排出到壳体101的排出空间S2。出口106c形成于固定涡盘106的盘部分的前表面的中心处。

对于每个压缩室P，都可在固定涡盘中形成一个旁通孔。或者，旁通孔可以沿每个压缩室P的路径在数个位置处形成在固定涡盘106中。所述旁通孔在位于沿压缩室P的运行路径的若干位置处以穿透方式形成于固定涡盘106的盘的后表面处。

如图8-10所示，每个旁通阀110包括簧片式阀板112，该簧片式阀板112打开/关闭固定涡盘106的微凹部分115的上端。阀板112被固定到固定涡盘106的外侧表面。设置在阀板112后部处并被固定到固定涡盘106的保持器111控制阀板112能够打开的大小或程度。

由于固定和绕动盘的渐开线涡卷形成的方式，因此当绕动盘运动时，这对压缩室形成路径。参看图5，沿每个压缩室P的运行路径形成至少一个旁通孔106d，且从吸入完成时间点到排出开始时间点有一定间隙。

如图4和5所示，旁通孔可以相互紧邻的方式成对地形成。在这种情况下，单个旁通阀可覆盖成对的两个旁通孔。当对于每个旁通阀形成多个旁通孔106d时，如图6A所示，可在对应于压缩室运行方向的方向上形成旁通孔106d，使得将被压缩的制冷剂可沿压缩室运行路径的向前方向被排出。或者，如图6B所示，可以沿垂直于压缩室运行路径的方向形成旁通孔106d，以便在绕动涡卷105a运动时防止绕动涡卷105a阻塞其中一个旁通孔。

连接到旁通孔106d的上横截面可形成为大于或小于旁通孔106d的下横截面。这可以通过控制侧壁结构、或通过添加如将要说明的微凹来得以完成。在一些情况下，这可以导致有益结果。

例如，在压缩循环期间，可把制冷剂气体压缩到使其变成不可压缩的液体的状态。如果这种情况出现，则将无法进行进一步的压缩。为解决这个问题，在固定涡盘中形成有旁通孔106a。该旁通孔允许不可压缩液体从压缩室P离开到排出区域52。

为了在早期压缩阶段通过排出液体制冷剂来提高压缩机的可靠性，旁通孔106d的上横截面优选地形成为大于其下横截面。当旁通孔中的制冷剂的上横截面面积大于该旁通孔本身的横截面面积时，便有更大的力施加在阀板上。换言之，施加在阀板上的总作用力是单位面积的压力乘以总面积。如果面积更大，则力就更大。并且当力更大时，阀板112将打开更快。

在另一方面，当压缩机以低负荷工作时，为了通过防止制冷剂气体的过度压缩来提高压缩机效率和减小电力消耗量，其下横截面优选地形成为大于上横截面。

图7是示出如图4所示的压缩机的旁通装置的平面图。图8是示出旁通装置的工作状态的横截面视图，而图9是示出旁通装置的微凹部分的改进实例的横截面视图。参看图7到9，旁通孔106d沿固定涡盘106的盘部分的厚度方向穿过。微凹部分115形成于旁通孔106d的出口端，以便增加制冷剂气体的有效排出面积。微凹部分115使得来自旁通孔106d的受压气体推压图7所示阀板112的整个阴影区域。

旁通孔的横截面形状可形成为圆形、椭圆形或多边形。类似地，微凹部分115的横截面形状可形成为圆形截面、椭圆形截面或多边形截面，所有这些均大于旁通孔106d的横截面。

在一些实施例中，一个旁通孔106d可与一个微凹部分115连通。在形成有成对旁通孔106d的替代性实施例中，一对旁通孔106d可与一个微凹部分115连通。

当微凹形成在单个旁通孔的端部时，微凹的较大表面积增加了旁通阀110的打开速度。此外，当形成多个成对的旁通孔106d且在成对的旁通孔106d的出口端处形成单个微凹部分115时，成对的旁通孔将由一个旁通阀110同时地打开/关闭，从而减少部件的数量。

微凹部分116的侧壁可以是倾斜的或弯曲的，从而可以增加通到阀板112上的总横截面面积。这将进一步增加施加用来打开旁通阀的作用力，并因而增加打开速度。图9示出了一实施例，在该实施例中，随着微凹向上延伸，其外壁向外倾斜，因而增加了推压旁通阀110的压缩气体在的表面积。

图10示出了另一实施例，在该实施例中，上部固定涡盘的延伸部分117与阀板112的下侧会合。在这个实施例中，没有形成微凹。然而在这个实施例中，旁通孔本身的侧壁是倾斜的。形成具有倾斜侧面的通向旁通孔106d的开口也将起到增加推压旁通阀的受压制冷剂的表面积的作用。

当电力施加到驱动电动机103且驱动轴104旋转时，偏心地结合到驱动轴104的绕动涡盘105进行绕动运动。这时，在绕动涡盘105和固定涡盘106之间形成压缩室P。当压缩室P由于绕动运动而向中心移动时，压缩室的容积减小，因而压缩制冷剂气体并把压缩气体排出到壳体101的排出空间S2。

当压缩机室中的制冷剂气体的压力变得过高时，制冷剂气体通过旁通孔106d排出。形成于旁通孔的出口端处的微凹单元115、116或倾斜延伸部分117将增加推压旁通阀的受压气体的表面积。这又增加了施加到旁通阀110的阀板112的作用力，从而提高旁通阀的打开速度。因此，当压缩室P的压力过高时，旁通阀快速打开，从而快速地排出压缩室P的制冷剂。因此，可减小电动机的压缩损失，且提高了压缩机的性能和可靠性。

在本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的任何引用均意味着根据该实施例描述的具体的特征、结构或性质被包括于本发明的至少一个实施例中。这种措辞在说明书中多处的出现不一定全部指同一实施例。此外，当结合任何实施例描述具体的特征、结构或特性时，认为结合其它实施例实现这种特征、结构或特性处于本领域技术人员的理解范围内。

虽然结合许多示例性实施例描述了若干实施例，应当理解，本领域技术人员可以想出的许多其它改进型和实施例都将落在本公开内容的原理的要旨和范围内。更具体地，在公开的内容、附图和所附权利要求的范围内，可以对构成部件和/或布置进行各种改变和修改。除了构成部件和/或布置中的改变和修改外，替代性的应用对于本领域技术人员也将是显然的。

Claims

1.一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

安装在该壳体中的绕动涡盘；

安装在该壳体中的固定涡盘，其中，随着绕动涡盘的绕动，在固定涡盘和绕动涡盘之间形成至少一个移动压缩室；

形成于该固定涡盘中的至少一个旁通孔，其中每个旁通孔的第一端通到该至少一个移动压缩室的运行路径上，且其中每个旁通孔的第二端通到该涡旋压缩机的高压排出空间上，并且其中每个旁通孔的所述第二端处形成微凹部分，该微凹部分的直径大于旁通孔的直径；和

安装在该固定涡盘上的至少一个旁通阀，其中每个旁通阀用以打开/关闭旁通孔的所述第二端。

2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中多个旁通孔形成于所述固定涡盘中，并且其中所述旁通孔这样形成，使得所述旁通孔的所述第一端通到所述至少一个移动压缩室的运行路径的不同部分上。

3.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中两个旁通孔成对紧靠在一起，并且其中单个旁通阀打开/关闭这两个成对旁通孔的第二端部。

4.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其中有单个微凹形成于所述成对旁通孔的所述第二端部处。

5.如权利要求4所述的涡旋压缩机，其中所述单个微凹的侧壁在接近所述固定涡盘的外表面时向外倾斜。

6.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔这样布置，使得从一个所述旁通孔穿到另一个所述旁通孔的直线大体上平行于所述至少一个压缩室的运行方向。

7.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔这样布置，使得从一个所述旁通孔穿到另一个所述旁通孔的直线大体上垂直于所述至少一个压缩室的运行方向。

8.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中所述至少一个旁通孔的所述第二端的侧壁在接近所述固定涡盘的所述外表面时向外倾斜。

9.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中有多个旁通孔形成于所述固定涡盘中，其中所述旁通孔这样形成，使得所述旁通孔的所述第一端通到所述至少一个移动压缩室的所述运行路径的不同部分上，并且其中所述旁通孔的直径基于这些旁通孔的位置而不同。

10.如权利要求9所述的涡旋压缩机，其中被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的末端的旁通孔的直径大于被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的开始端的旁通孔的直径。

11.如权利要求9所述的涡旋压缩机，其中每个旁通阀仅打开/关闭单个旁通孔。

12.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中所述微凹的横截面形状是圆形的。

13.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中所述微凹的横截面形状是椭圆形的。

14.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中所述微凹的横截面形状是多边形的。

15.一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

安装在该壳体中的绕动涡盘；

安装在该壳体中的固定涡盘，其中，随着绕动涡盘的绕动，在该固定涡盘和绕动涡盘之间形成至少一个移动压缩室；

形成于该固定涡盘中的至少一个旁通孔，其中每个旁通孔的第一端通到该至少一个移动压缩室的运行路径上，且其中每个旁通孔的第二端通到该涡旋压缩机的高压排出空间上，并且其中每个旁通孔的所述第二端的侧壁在接近该固定涡盘的外表面时向外倾斜；和

安装在该固定涡盘上的至少一个旁通阀，其中每个旁通阀用来打开/关闭旁通孔的所述第二端。

16.如权利要求15所述的涡旋压缩机，其中多个旁通孔形成于所述固定涡盘中，其中所述旁通孔这样形成，使得这些旁通孔的所述第一端通到所述至少一个移动压缩室的所述运行路径的不同部分上。

17.如权利要求16所述的涡旋压缩机，其中所述旁通孔的直径基于该旁通孔的位置而不同。

18.如权利要求17所述的涡旋压缩机，其中被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的末端的旁通孔的直径大于被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的开始端的旁通孔的直径。

19.如权利要求15所述的涡旋压缩机，其中两个旁通孔成对紧靠在一起，并且其中单个旁通阀打开/关闭该两个成对旁通孔的所述第二端部。

20.如权利要求19所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔这样布置，使得从一个所述旁通孔的穿到另一个所述旁通孔的直线大体上平行于所述至少一个压缩室的运行方向。

21.如权利要求19所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔这样布置，使得从一个所述旁通孔穿到另一个所述旁通孔的直线大体上垂直于所述至少一个压缩室的运行方向。

22.一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

安装在该壳体中的绕动涡盘；

形成于该固定涡盘中的至少一对旁通孔，其中每个旁通孔的第一端通到该至少一个移动压缩室的运行路径上，并且其中每个旁通孔的第二端通到该涡旋压缩机的高压排出空间上；和

安装在该固定涡盘上的至少一个旁通阀，其中每个旁通阀用来打开/关闭一对旁通孔的所述第二端。

23.如权利要求22所述的涡旋压缩机，其中所述至少一对旁通孔的所述第二端的侧壁在接近所述固定涡盘的外表面时向外倾斜。

24.如权利要求23所述的涡旋压缩机，其中微凹形成于每一对旁通孔的所述第二端处，该微凹的直径大于所述旁通孔的直径。

25.如权利要求22所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔这样布置，使得从一个所述旁通孔穿到另一个所述旁通孔的直线大体上平行于所述至少一个压缩室的运行方向。

26.如权利要求22所述的涡旋压缩机，其中所述成对旁通孔被布置成使得从一个所述旁通孔穿到另一个所述旁通孔的直线大体上垂直于所述至少一个压缩室的运行方向。

27.如权利要求22所述的涡旋压缩机，其中有多对旁通孔形成于所述固定涡盘中，且其中所述多对旁通孔这样形成，使得所述旁通孔或每一对旁通孔的所述第一端通到所述至少一个移动压缩室的所述运行路径的不同部分上，并且其中每一对旁通孔基于该对旁通孔的位置而具有不同的直径。

28.如权利要求22所述的涡旋压缩机，其中被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的末端的一对旁通孔的直径大于被定位成朝向所述至少一个压缩室的所述运行路径的开始端的一对旁通孔的直径。