CN101255865A - 涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式 - Google Patents

涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式 Download PDF

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本发明涉及一种涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式,涡旋式压缩机包括相互啮合的静涡旋盘和动涡旋盘,静涡旋盘中央背侧开设有排气口,静涡旋盘和动涡旋盘之间的中心腔与排气口相通,上机架为曲轴的主支架,上机架支撑动涡旋盘,压缩机壳体包括上壳体、主壳体和下壳体,主壳体和上机架将马达和油池所在区域围成独立的压力区域,上机架的上表面设置有密封槽,将动涡旋盘背面分割为不同的背压区域,上支架上开设有高压气体的引导通道,该引导通道与马达所在的独立区域相通,引导通道与动涡旋盘高背压区域之间设置连通孔。本发明具有结构简单合理、加工方便、耐久性能更好的优点。

Description

涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式
技术领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机,特别是一种涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式。
背景技术
现有的涡旋式压缩机,包括在底板上设置有涡旋状卷边的静涡旋盘,和在端板上设置有涡旋状卷边的动涡旋盘,两涡旋盘相向啮合配置,通过依次缩小形成在相互卷边间的多个压缩室,压缩进入涡旋式压缩机内的流体。为了提高涡旋压缩机的容积效率,减少摩擦损耗,一般来说,令动涡旋盘浮动可以很好解决以上问题。动涡旋盘克服分离力的背压力可以是由中间压缩腔引出的中间压力,一般为低背压结构;也可以是高压即排气压力,如日本专利特开平7-56273号公报所示,见附图1,此方法对大范围工况的适应能力较差,图中100为压缩机,101为壳,102为压缩机构,103为驱动马达,104为出管,107为驱动轴,108为可动蜗轮,109为固定蜗轮,110为套,111为供油孔;也可以是高压与中间压或低压的组合方式,如中国专利号ZL02294356.0所公开的一种涡轮压缩机,见附图2。该涡轮压缩机1包括:壳10、装在壳10内的马达31、联接在马达31上的驱动轴32、由固定在驱动轴32上的可动涡轮22和与可动涡轮22相啮合的固定涡轮21构成的压缩机构20、固定压缩机构20的套23。在可动涡轮22的端板22a的外周部形成锥面,外周面22e为倾斜面。可动涡轮22由铸造件构成,外周面22e为其上存在着微小凹凸的铸造面。此方法改善了直接排气压力作背压的不良问题。中间压力作为背压,可以有效缓解因工况变化时压靠力的变化幅度,有利于压缩机的稳定运转,但是中间腔与背压腔间存在传热传质问题,其在一定程度上降低了压缩效率。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、加工和装配成本低、能有效提高压缩机能效、工作可靠的涡旋式压缩机及其动涡旋盘浮动方式和油路控制方式,以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种涡旋式压缩机,包括相互啮合的静涡旋盘和动涡旋盘,静涡旋盘中央背侧开设有排气口,静涡旋盘和动涡旋盘之间的中心腔与排气口相通,上机架为曲轴的主支架,上机架支撑动涡旋盘,压缩机壳体包括上壳体、主壳体和下壳体,其结构特征是主壳体和上机架将马达和油池所在区域围成独立的压力区域,上机架的上表面设置有密封槽,将动涡旋盘背面分割为不同的背压区域,上支架上开设有高压气体的引导通道,该引导通道与马达所在的独立区域相通,引导通道与动涡旋盘高背压区域之间设置连通孔。
所述高压气体的引导通道截面积大于等于静涡旋盘排气口的截面积。
所述高压气体的引导通道为排气导管,静涡旋盘的排气口外周设置有密封用的隔板,隔板和上壳体围成封闭的高压区域,排气口与封闭区域相通,排气导管一端与封闭区域相通,另一端从上到下依次穿过隔板、静涡旋盘和上机架后,和马达所在的独立区域相通。
所述隔板包围在静涡旋盘背后,其外侧与上壳体相接。
所述上机架上位于动涡旋盘之外的位置沿轴向设置有导气通孔,排气导管和导气通孔相接,连通孔垂直于轴向,并贯通于导气通孔。
所述高压气体的引导通道为通槽,上机架与上壳体围成高压区域,排气口与高压区域相通,通槽设置在静涡旋盘和上机架上远离动涡旋盘的外缘,该通槽连通高压区域和马达所在的独立区域。
所述高压气体的引导通道为第一导气通道和第二导气通道,静涡旋盘背部设置有密封用的法兰端盖,静涡旋盘背部的凹坑和法兰端盖共同围成封闭的高压区域,排气口和高压区域相通,排气口通过分设在静涡旋盘和上机架的第一导气通道和第二导气通道和马达所在的独立区域相通。
一种涡旋式压缩机的动涡旋盘浮动方式和油路控制方式,其特征是通过高压气体的引导通道将从静涡旋盘排气口排出的高压气体引入到马达所在的独立区域,使该区域成为高压区,当流体高速流过引导通道时,使连通孔位于引导通道一端的压力降低,由于连通孔另一端与动涡旋盘背压区域相通,故引起该背压区域的压力下降和润滑油的导出,动涡旋盘在马达的驱动下,进行公转,并在背压作用下进行浮动,以减小机械摩擦,加强齿端密封。
所述连通孔在高压气体引导通道一端形成了低压区域,进而降低了连通孔的另一端,即动涡旋盘背部的压力,连通孔在压缩机的油路系统中起到油泵作用,通过连通孔的两端的压降,进而抽吸油池中的油,加快润滑油的循环,部分润滑油从连通孔排出,并随高压流体返回油池。
本发明提出了一种新型的背压结构,区别上述的现有专利,利用上机架作为压缩机压力区域的划分,并在上支架上开设了高压气体的引导通道,将从静涡旋盘背部排气口排出的高压气体引导到马达所在的独立区域,使该区域成为高压区域。在高压气体的引导通道与动涡旋盘高背压区域间设置连通孔。当流体高速流过引导通道时,使连通孔位于引导通道一端的压力降低,进而,引起背压区域的压力下降和润滑油的导出。通过降低背压力,使公转涡旋的背部承受中压而不是高压流体,从而缓和背压力,改善浮动效果,对排气压力波动具有较好的适应性,使压缩机更好适应工况的变化。同时,从此连通孔中,部分润滑油流出,并随高压流体排到高压区域中,加速了润滑油的循环,而且不需要专门的导油管。并且,因连通孔两端的压差存在,加快了润滑油的循环,有利于涡旋式压缩机内部各零部件的润滑和充分带走热量。
本发明克服了以往涡旋压缩机结构复杂,工况适应能力差的缺点,满足了密封性能提高、摩擦功耗降低、成本降低的设计要求,同时具有结构简单合理、加工方便、耐久性能更好的优点。
附图说明
图1为现有技术一实施例的结构示意图。
图2为现有技术另一实施例的结构示意图。
图3为本发明第二实施例的结构示意图。
图4为本发明中上机架的结构示意图。
图5为本发明中的第一实施例结构示意图。
图6为本发明中的第二实施例结构示意图。
图中:1为上壳体,2为隔板,3为排气导管,4为密封圈,5为十字环,6为连通孔,7为上机架,8为转子,9为马达定子,10为主壳体,11为下支架,12为油池,13为底角,14为下壳体,15为搅油片,16为中心孔,17为偏心孔,18为曲轴,19为排气管,20为吸气管,21为背压区域,22为动涡旋盘,23和24为涡旋齿,25为静涡旋盘,26为低压腔室,27为中间压缩室,28为中心腔,29为密封圈,30为排气口,31为吸气口,32为上机架密封面,33为导气通孔,33.1为第一导气通道,33.2为第二导气通道,41为密封槽,44为法兰端盖,61为排气通槽。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
参见图3,本涡旋式压缩机中的主壳体10与上壳体1、下壳体14通过环焊形成密闭的空间。隔板2与上壳体1形成了密闭的高压区域。上机架7与主壳体通过过盈配合,并与上壳体1焊接在一起,从而在上机架7与隔板2间形成了密闭的区域,低压流体从蒸发器经吸气管20流入该区域。动涡旋盘22在曲轴18的驱动下公转,将经吸气管20流入的低压流体吸入低压腔室26。随着曲轴18的转动,动涡旋盘22与静涡旋盘25之间,通过涡旋齿23和24的啮合,形成的压缩腔,将低压流体逐渐压缩成高压流体,并在中心腔28达到了排气压力。
静涡旋盘25的排气口30在外周与隔板2之间,采用密封圈29密封。高压流体从排气口30排出,经排气导管3和上机架的导气通道,流入马达所在的高压区域。在上机架上开设连通孔6,连通动涡旋盘的背压区域21与排气导管3。当确定的排气量高速流过排气导管3时,连通管位于导气通道的一端形成低压,进而引起了背压区域21的压力降低。使动涡旋盘的背压力由原来的近似排气压力,变为中压力。当工况发生变化时,尤其是排气压力发生突变时,此方案可有效减小因背压力剧烈变化对压缩机工作稳定性的影响。
随转子8的高速转动,润滑油从油池12,经曲轴18的中心孔16和偏心孔17向上流动,到达背压区域21。曲轴18在上、下机架的主副轴承位置设有油孔,向轴承供油。到达背压区域21的润滑油,经动涡旋盘与上机架的接触面,向压缩腔供油。
传统压缩机设计时,一般在上机架增设排油导管,将多余的润滑油从动涡旋盘22背压区域21引导回油池,从而控制向动涡旋盘提供润滑油。
在本发明中,因在上机架上设置了连通孔6,并且该连通孔在位于排气导管的一端形成了低压,从而加速了润滑油在系统内的流动。保证了各摩擦部位润滑更加充分,更好的控制摩擦部位的温升。同时,使多余的润滑油随高压流体回到马达所在的区域,并最终经分流器流回油池,实现了润滑油的循环。因此,可以取消传统压缩机中,为解决多余的润滑油的回油问题而增设的回油管。从而实现简化制造工艺、降低生产成本。
图4为图3中上机架的示意图。在上机架上沿轴向钻一导气通孔33,该导气通孔原则上要大于静涡旋盘25背部的排气口30。连通孔6垂直于轴向,并贯通导气通孔33。连通孔6直径小于导气通孔33。在加工时,先钻连通孔6,再加工导气通孔33。当上机架7的外圆端面与壳体10过盈配合,连通孔6的外圆端可以不封闭。但是,当连通孔6的外圆端与壳体未进行过盈配合时,连通孔的外圆端应密闭,以防高速流体通过导气通孔33时,抽吸壳体内高压气体,在此处形成绕流循环。从图4可以看出,此部件制造简单、方便。
第二实施例
参见图5,上机架7与上壳体1之间构成高压区域,容纳从静涡旋盘25排气口30排出的高压流体。在静涡旋盘25、上机架7的外缘开设通槽,将动涡旋盘背侧的高压流体引导到马达所在的高压区域。在上机架上设置密封槽,将动涡旋盘22背部区域划分为不同的压力区间。在上机架上开设连通孔6,利用高速流体的引流原理,在动涡旋盘22的背部区域21内形成中压区域。进而,利用此中压克服动涡旋盘22工作时承受的气体分离力,实现动涡旋盘22的浮动,减少动涡旋盘22与上机架7间的摩擦功耗,提高工作效率。由于此处形成的中压,是通过引流原理形成,克服了传统压缩机从中间压缩区域引压产生的工质交换所带来的系列问题。缓解了高压浮动带来的背压波动过大的问题,具有较高的先进性。
其余未述部分见第一实施例,不再重复。
第三实施例
参见图6,在上支架上开设了吸气口,在静涡旋盘25的背部采用法兰端盖44将静涡旋盘的背部凹坑密封。当高压气体从静涡旋盘25背部排气口30排出时,直接沿第一导气通道33.1和第二导气通道33.2排到马达所在高压区域。在上机架开设连通孔的方法同图4,其工作原理同图5所述。
如上所述,本发明中的涡旋式压缩机的上机架结构,由于在高压气体的引导通道与动涡旋盘背部的压力区域之间设置连通孔,故可在动涡旋盘的背部形成中压区域,且由于连通孔两端压差的存在,相当于在压缩机的油路系统中增设了油泵,促进了润滑油的循环。该方案一方面改善了传统的高压动涡旋盘浮动的工作效果,克服传统动涡旋盘中压浮动工质交换问题;另一方面因连通孔两端压差的存在,促进了润滑油的循环,可以减少传统压缩机导油管的投入,以及取消曲轴偏心供油的设计。从而,达到压缩机结构简化、效率提高、成本降低的设计目的。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种涡旋式压缩机,包括相互啮合的静涡旋盘(25)和动涡旋盘(22),静涡旋盘中央背侧开设有排气口(30),静涡旋盘和动涡旋盘之间的中心腔(28)与排气口相通,上机架(7)为曲轴(18)的主支架,上机架支撑动涡旋盘,压缩机壳体包括上壳体(1)、主壳体(10)和下壳体(14),其特征是主壳体和上机架将马达和油池(12)所在区域围成独立的压力区域;上机架的上表面设置有密封槽,将动涡旋盘背面分割为不同的背压区域,上支架上开设有高压气体的引导通道,该引导通道与马达所在的独立区域相通,引导通道与动涡旋盘高背压区域之间设置连通孔(6)。
2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机,其特征是所述高压气体的引导通道截面积大于等于静涡旋盘排气口的截面积。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机,其特征是所述高压气体的引导通道为排气导管(3),静涡旋盘的排气口外周设置有密封用的隔板(2),隔板和上壳体围成封闭的高压区域,排气口与封闭区域相通,排气导管一端与封闭区域相通,另一端从上到下依次穿过隔板、静涡旋盘和上机架后,和马达所在的独立区域相通。
4.根据权利要求3所述的涡旋式压缩机,其特征是所述隔板包围在静涡旋盘背后,其外侧与上壳体相接。
5.根据权利要求3所述的涡旋式压缩机,其特征是所述上机架上位于动涡旋盘之外的位置沿轴向设置有导气通孔(33),排气导管和导气通孔相接,连通孔垂直于轴向,并贯通于导气通孔。
6.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机,其特征是所述高压气体的引导通道为通槽(61),上机架与上壳体围成高压区域,排气口与高压区域相通,通槽设置在静涡旋盘和上机架上远离动涡旋盘的外缘,该通槽连通高压区域和马达所在的独立区域。
7.根据权利要求1或2所述的涡旋式压缩机,其特征是所述高压气体的引导通道为第一导气通道(33.1)和第二导气通道(33.2),静涡旋盘背部设置有密封用的法兰端盖(44),静涡旋盘背部的凹坑和法兰端盖共同围成封闭的高压区域,排气口和高压区域相通,排气口通过分设在静涡旋盘和上机架的第一导气通道和第二导气通道和马达所在的独立区域相通。
8.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机的动涡旋盘浮动方式和油路控制方式,其特征是通过高压气体的引导通道将从静涡旋盘排气口排出的高压气体引入到马达所在的独立区域,使该区域成为高压区,当流体高速流过引导通道时,使连通孔位于引导通道一端的压力降低,由于连通孔另一端与动涡旋盘背压区域相通,故引起该背压区域的压力下降和润滑油的导出,动涡旋盘在马达的驱动下,进行公转,并在背压作用下进行浮动,以减小机械摩擦,加强齿端密封。
9.根据权利要求8所述的涡旋式压缩机的动涡旋盘浮动方式和油路控制方式,其特征是所述连通孔在高压气体引导通道一端形成了低压区域,进而降低了连通孔的另一端,即动涡旋盘背部的压力,连通孔在压缩机的油路系统中起到油泵作用,通过连通孔的两端的压降,进而抽吸油池中的油,加快润滑油的循环,部分润滑油从连通孔排出,并随高压流体返回油池。
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