CN101684793B - 涡轮压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡轮压缩机，包括封闭容器，框架，固定设置在框架上，形成螺旋形定涡齿的定涡盘；以及具有螺旋形动涡齿与定涡盘的定涡齿啮合进行相对运动、形成压缩腔的动涡盘；在定涡盘上形成有从压缩腔内侧向外侧连通的至少一个旁通孔，在旁通孔的出口侧形成有中间压腔，在中间压腔的一侧形成有让中间压腔与形成吸入压的部位连通的第2连通孔，在框架上设有可选择开闭第2连通孔的阀门。有益效果是：由于在压缩腔与吸入空间之间设置有旁通孔、中间压腔、连通孔和开闭该连通孔的阀门，在简化功率可变装置的同时，实现压缩机的小型化，降低生产费用。本发明的涡轮压缩机主要用于空调中，但也适用于与制冷回路相关的各种制冷设备中。

Description

涡轮压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡轮压缩机，特别是涉及一种涡轮压缩机的功率可变装置。

背景技术

通常，涡轮压缩机由于其高效率、低噪音而被广泛应用于空调领域，所述涡轮压缩机通常由两个涡轮做相对旋转运动，形成一双压缩腔。所述压缩腔持续向中心方向移动、体积逐渐变小，连续吸入冷媒、压缩后排出。

所述涡轮压缩机在压缩腔的中间形成有旁通孔，利用所述旁通孔使处于中间压状态的部分冷媒流向吸入槽侧，改变压缩机功率，或者连接排出管和吸入管，并在两者之间设置电磁阀利用电磁阀的开闭动作改变压缩机的功率。

但是现有的涡轮压缩机存在如下问题：对于利用旁通孔的涡轮压缩机来说，由于所述旁通孔的位置是以排出口为中心、对称地形成，因此为了开闭所述旁通孔需要设置有多个阀门，因此增加了生产成本，而且要在较远距离同时控制多个旁通孔，会降低可信度。另外，各个旁通孔旁送的冷媒量不均匀，不能精密地控制压缩机功率调节。对于所述连接有吸入管和排出管的压缩机来说，由于配管复杂，并在配管上设置阀门，导致压缩机体积由小变大，组装工序增加，使成本上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种在利用旁通孔调节压缩机功率的同时，减少调节的阀门个数，提高可信度，使旁送的冷媒量稳定，以此准确地控制压缩机功率，并简化压缩机配管、以此实现小型化并节减生产成本的涡轮压缩机。

本发明所采用的技术方案是：一种涡轮压缩机，包括封闭容器；固定在所述封闭容器内部的框架；固定设置在所述框架上，形成有螺旋形定涡齿的定涡盘；以及具有螺旋形动涡齿与所述定涡盘的定涡齿啮合进行相对运动、形成一双压缩腔的动涡盘；在所述定涡盘上形成有从压缩腔内侧向外侧连通的至少一个旁通孔，在所述旁通孔的出口侧形成有具有一定体积的中间压腔，在所述中间压腔的一侧形成有让中间压腔与形成吸入压的部位连通的第2连通孔，在所述框架上设有能够选择开闭所述第2连通孔的阀门。

在所述框架的外围面，沿着圆周方向相隔一定间隔凸出地形成有使所述框架与封闭容器内周面紧密结合的桥部；在所述各桥部中的任一桥部上，形成有所述第2连通孔。

在形成有所述第2连通孔的桥部与该桥部相邻的另一桥部之间，设有所述阀门。

在所述第2连通孔的一侧形成有设置在与第2连通孔不同轴线上的第3连通孔，所述第2连通孔与第3连通孔通过至少一个贯穿孔相互连通，所述阀门有所选择地开闭所述第3连通孔。

所述第3连通孔比第2连通孔更靠近所述框架的中心。

所述旁通孔形成多个分别与两个压缩腔连通，在所述中间压腔内部能够收容所述多个旁通孔。

所述中间压腔通过在所述定涡盘顶面形成的圆弧形或环形槽，并用盖板覆盖住所述圆弧形或环形槽。

所述旁通孔沿着圆周方向，形成180°的相位差。

所述定涡盘的定涡齿与动涡盘的动涡齿在涡卷方向上的长度相同。

所述旁通孔沿着半径方向，基本上形成在同一条直线上。

所述定涡盘的定涡齿与动涡盘的动涡齿在涡卷方向上的长度不同，形成180°的相位差。

所述封闭容器的内部空间被划分为吸入空间和排出空间，所述连通孔的出口与所述封闭容器的吸入空间连通。

所述封闭容器的内部空间是排出压空间，所述压缩腔与冷媒吸入管直接连接，所述连通孔有所选择地与所述冷媒吸入管连通。

本发明的有益效果是：由于在压缩腔与吸入空间之间设置有旁通孔、中间压腔、连通孔以及开闭该连通孔的阀门，从而，在简化功率可变装置的同时，实现压缩机的小型化，降低生产费用。另外，将多个旁通孔相互连通地配置在中间压腔上，从而可以用一个旁通阀容易地控制压缩机的功率调节功能，不仅可以通过减少旁通阀的个数、降低生产费用，而且还可以用一个旁通阀容易、准确地控制功率调节量。另外，通过将旁通阀设置在主框架的各桥部之间，可以稳定设置旁通阀，并无须额外的设置空间，从而可以实现压缩机的小型化。

本发明的涡轮压缩机主要应用于空调，但也可以广泛适用与利用制冷回路相关的各种制冷设备中。

附图说明

图1是本发明低压式涡轮压缩机一实施例纵剖面示意图；

图2是图1的涡轮压缩机定涡盘的分解示意图；

图3是图2的涡轮压缩机旁通阀与主框架分解示意图；

图4是图2的涡轮压缩机旁通阀与主框架组装状态示意图；

图5是图2的“I-I”线剖面示意图；

图6是本发明高压式涡轮压缩机一实施例示意图。

图中：

10：外壳         20：主框架       21：桥部

22：第2连通孔    23：第3连通孔    50：定涡盘

51：定涡齿       52：吸入槽       53：排出口

54：旁通孔       55：中间压腔     56：盖板

58：第1连通孔    59：阀门孔       60：动涡盘

61：动涡齿       80：旁通阀       90：旁通管

具体实施方式

下面，参照附图和具体实施方式对本发明涡轮压缩机进行详细说明。

如图1所示，本发明的涡轮压缩机包括具有冷媒吸入管SP和冷媒排出管DP的封闭容器10，分别固定在所述封闭容器10内部上下两侧的主框架20以及副框架30，安装在所述主框架20和副框架30之间产生旋转力的驱动电机40，固定设置在所述主框架20上面的定涡盘50，与所述定涡盘50啮合、与之形成一双压缩腔P、可旋转地放置在所述主框架20上面的动涡盘60，设置在所述动涡盘60和主框架20之间防止所述动涡盘自转的同时使之公转的十字联轴件70，设置在所述主框架20的一侧，将在后面进行叙述的中间压腔55的中间压冷媒有所选择地旁送到所述封闭容器10吸入空间S1的旁通阀80。

所述封闭容器10由设置所述驱动电机40的圆筒容器11，以及结合在所述圆筒容器11上下两侧的上部罩12和下部罩13构成。在所述圆筒容器11上结合有冷媒吸入管SP，在所述上部罩12上按与封闭容器10的长度方向垂直的方向结合有冷媒排入管DP。所述冷媒排出管DP贯穿上部罩12，连通在排出空间S2。

如图2所示，在所述主框架20在外周面上，形成有沿着圆周方向等间距地凸出与所述封闭容器10内周面紧密接触的多个桥部21。在所述各桥部中的任一桥部21上，按轴向形成有与后述定涡盘50的第1连通孔58连通，出口端与所述封闭容器10吸入空间S1连通的第2连通孔22。在所述主框架20相邻的两个桥部之间，设有可选择开闭第2连通孔22或后述第3连通孔23的所述旁通阀80。另外，在形成有第2连通孔22或第3连通孔23的桥部21上，可以形成具有台阶状结构用于插入所述旁通阀80的阀门部81的阀门安装槽25。

但是，在所述主框架20与定涡盘50之间，设有动涡盘60与十字联轴件70等部件，因此，所述第2连通孔22被挤出到所述桥部21的边缘部位。这时，将所述旁通阀80设置在桥部21之间，不能容易地开闭所述第2连通孔22。从而，如图2至图5所示，这时，在所述第2连通孔22的一侧形成与之基本平行的第3连通孔23，在所述第2连通孔22和第3连通孔23之间，基本是横向贯穿地形成有使两侧连通孔22、23相互连通的贯穿孔24。

这里，所述第3连通孔23比第2连通孔22更靠近所述主框架20的中心侧。这有利于将所述旁通阀80更加稳定地设置在所述桥部21之间。

如图1所示，所述定涡盘50在镶板部底面形成有螺旋形定涡齿51，在所述定涡齿51的外围侧形成有吸入槽52。所述定涡齿51用于形成压缩腔。在所述定涡齿51的中央侧，形成有排出口53。所述定涡齿51的涡卷长度可以与后述动涡齿61的涡卷长度基本相同，以便同时形成两侧压缩腔P。但有时也可以根据情况，定涡齿51在涡卷方向上的长度，短于或长于动涡齿61，与之形成180°的相位差。

另外，在所述定涡齿51的中间，即中间侧定涡齿之间的镶板部上，沿着圆周方向等间距地形成有从所述压缩腔P的内侧向外侧连通的多个旁通孔54。在所述各旁通孔54的出口，即所述定涡盘50的顶面，按一定深度凹陷地形成有圆弧状中间压腔55。所述各旁通孔54同时连通所述中间压腔55。虽然，所述各旁通孔54可以沿着圆周方向等间距地形成，但也可以沿着所述动涡盘60的轨迹以可分别连通在两侧压缩腔P的结构以180°相位差形成。所述各旁通孔54具有圆形剖面形状，也可以具有如图2所示的圆弧剖面形状、呈椭圆孔结构。另外，所述各旁通孔也可以用其它形状替代。

另外，在所述定涡盘50的顶面，设有覆盖所述圆弧状中间压腔55的覆盖板56。所述覆盖板56如图2所示可以具有圆盘形状，也可以具有可覆盖所述中间压腔55的圆弧状或环形形状。

另外，在所述定涡盘50的边缘部位，形成有从所述中间压腔55的外周面或底面贯穿定涡盘50，与所述封闭容器10的吸入空间S1连通的第1连通孔58。所述第1连通孔58只形成一个。这有利于减少所述旁通阀80的个数。但也可以根据情况，设置多个第1连通孔58。

在所述动涡盘60的镶板部上面形成有螺旋状动涡齿61，所述动涡齿61与定涡齿51啮合形成一双压缩腔P。

为使所述旁通阀80在接通电源时使其开闭部(未标号)开闭所述第2连通孔22，所述旁通阀80插入地设置在主框架20的桥部21之间。另外，也可以在所述封闭容器10上，设置有用于向所述旁通阀80接通电源的电源端子(未图示)。

在附图中未说明的符号26是连通孔盖，41是定子，42是转子，43是驱动轴，56a是排出孔，57是逆止阀。

下面，对本明涡轮压缩机的工作原理进行说明。

即，所述驱动电机40接通电源后，所述驱动轴43与转子42一起旋转，动涡盘60在十字联轴件70的作用下在主框架20的顶面按一定偏心距离进行公转运动，而所述动涡齿51与动涡齿61之间，连续地形成一双逐渐向中心移动的压缩腔P。当动涡盘60持续做公转运动时，所述压缩腔P逐渐向中心移动其容积被缩小，吸入并压缩冷媒气体后排向所述排出空间S2；排出到所述排出空间S2的冷媒，通过所述冷媒排出管DP，排向制冷回路。

这里，可以根据压缩机的运行模式，启动所述旁通阀80调节压缩机的功率。比如，压缩机以最大功率模式运行时，所述旁通阀80没有接通电源，维持封闭所述连通孔58的状态。从而，所述中间压腔55维持充满冷媒的状态，而所述封闭容器10的吸入空间S1中不会流入旁送的冷媒压缩腔P的冷媒持续移动的同时得到压缩。

相反，压缩机以节点模式工作时，旁通阀80接通电源时，使旁通阀80开放第3连通孔23。从而，所述压缩腔P的冷媒通过多个旁通孔54、中间压腔55、以及各连通孔(58->22->23)，被旁送到形成吸入压的封闭容器10吸入空间S1，使压缩机处于不工作或做小于最大功率模式的功。

从而，利用所述旁通孔将压缩冷媒汇集在一个中间压腔后，通过旁通阀将部分压缩冷媒旁送，以此调节压缩机的功率。因此，本发明不仅可以简化调节压缩机功率的装置，可以提供价格低廉、可信度高的涡轮压缩机功率可变装置。另外，由于将旁通阀设置在主框架桥部之间，因此可以将所述旁通阀稳定地设置在封闭容器内部，可以防止旁通阀与驱动电机等其他构造物相互干扰，不仅可以提高设计上的自由度，而且可以防止由于设置旁通阀而增加压缩机体积的现象。

本发明的涡轮压缩机的另一实施例如下。

即，在前述实施例中，所述动涡盘50的定涡齿51与动涡盘60的动涡齿61具有对称形状。但也可以根据情况，将所述定涡齿51和动涡齿61设计为涡卷长度相互不同的非对称结构。例如，所述定涡盘50定涡齿51在涡卷方向上的长度大于所述动涡齿61的长度，同时所述定涡齿51与动涡齿61形成一双压缩腔在涡卷方向上形成180°相位差。这时，所述定涡齿51的中间，即中间侧定涡齿之间的镶板部上、按放射状在同一个线上形成有多个旁通孔54，或者在±45°范围内形成有多个旁通孔54。从而，所述中间压腔55为了同时收容多个旁通孔54，中间压腔具有一个圆形或辐射状圆弧形形状。该实施例的作用效果与前述实施例基本相同，因此省略其详细说明。

另外，在前述各实施例中，以低压式涡轮压缩机为例进行了说明。但本发明也可以适用于如图6所示的封闭容器内部空间形成排出压的高压式涡轮压缩机。这时，所述封闭容器10的内部空间形成排出压。因此，所述旁通阀80的电磁铁有可能受到高压的影响，使其性能出现问题。从而，在所述定涡盘50上形成旁通孔54和收容旁通孔54的中间压腔55，在所述冷媒吸入管SP上、结合与所述中间压腔55连接、向所述封闭容器10外围延伸的旁通管90，在所述封闭容器10的外围设置旁通阀80。该实施例的作用效果与前面的实施例大体相同，因此省略其详细说明。只是，这时所述旁通阀在低温环境下工作，因此即使把高温条件下可信度低的电磁阀作为旁通阀使用也不存在问题；从而可以提高压缩机功率调节动作的可信度。

Claims (1)

1.一种涡轮压缩机，包括封闭容器（10）；固定在所述封闭容器内部的框架（20、30）；固定设置在所述框架（20）上，形成有螺旋形定涡齿（51）的定涡盘（50）；以及具有螺旋形动涡齿（61）与所述定涡盘（50）的定涡齿（51）啮合进行相对运动、形成一双压缩腔的动涡盘（60）；其特征在于：在所述定涡盘（50）的边缘部位，形成有从中间压腔（55）的外周面或底面贯穿定涡盘（50），与所述封闭容器（10）的吸入空间（S1）连通的第1连通孔（58）；在所述定涡盘（50）上形成有从压缩腔内侧向外侧连通的至少一个旁通孔（54），在所述旁通孔（54）的出口侧形成有具有一定体积的中间压腔（55），在所述中间压腔（55）的一侧形成有让中间压腔与形成吸入压的部位连通的第2连通孔（22），在所述框架（20）上设有能够选择开闭所述第2连通孔（22）的阀门（80）。 

2．根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于：在所述框架（20）的外围面，沿着圆周方向相隔一定间隔凸出地形成有使所述框架（20）与封闭容器（10）内周面紧密结合的桥部（21）；各所述桥部（21）中的任一桥部上，形成有第2连通孔（22）。 

3．根据权利要求2所述的涡轮压缩机，其特征在于：在形成有所述第2连通孔（22）的桥部（21）与该桥部（21）相邻的另一桥部（21）之间，设有所述阀门（80）。 

4．根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于：在所述第2连通孔（22）的一侧形成有设置在与第2连通孔（22）不同轴线上的第3连通孔（23），所述第2连通孔（22）与第3连通孔（23）通过至少一个贯穿孔（24）相互连通，所述阀门（80）有所选择地开闭所述第3连通孔（23）。 

5．根据权利要求4所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述第3连通孔（23）比第2连通孔（22）更靠近所述框架（20）的中心。 

6．根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述旁通孔（54）形成多个，分别与两个压缩腔（P）连通，在所述中间压腔（55）内部能够收容所述多个旁通孔（54）。 

7．根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征在于：在所述定涡盘（50）的顶面形成有圆弧形或环形槽的中间压腔（55），盖板（56）覆盖住所述圆弧形或环形槽。 

8．根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述旁通孔（54）沿着圆周方向，形成 180°的相位差。 

9．根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述定涡盘（50）的定涡齿（51）与动涡盘（60）的动涡齿（61）在涡卷方向上的长度相同。

10．根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述旁通孔（54）沿着半径方向，基本上形成在同一条直线上。 

11．根据权利要求10所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述定涡盘（50）的定涡齿（51）与动涡盘（60）的动涡齿（61）在涡卷方向上的长度不同，形成180°的相位差。 

12．根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于：所述封闭容器（10）的内部空间被划分为吸入空间和排出空间，所述第2连通孔的出口与所述封闭容器的吸入空间连通。

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