CN101900116B - 一种涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涡旋式压缩机，包括圆筒状密封式的壳体、设置于壳体内的驱动马达和涡旋压缩机构，所述涡旋压缩机构包括支架以及设置在支架上的固定涡旋盘和驱动涡旋盘，固定涡旋盘由底板部和从该底板部向下方垂直延伸的渐开线状第一涡旋齿构成，本发明的创新之处在于在固定盖上设置有第一冷却通道，在固定座的涡旋齿上设置有第二冷却通道，第一冷却通道与第二冷却通道通过中间连通部相连通形成串联的冷却回路。本发明通过这种冷却结构，可增加冷却面积，使第一冷却通道与第二冷却通道中的冷却流体的流量不会产生偏差，能够提高冷却效果，可增加冷却面积，提高涡旋式压缩机自身的效率。

Description

一种涡旋式压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种涡旋式压缩机，尤其是一种具有通过冷却流体冷却固定涡旋盘的冷却流体回路的涡旋式压缩机。

背景技术

涡旋式压缩机作为一种用于空调机等冷却装置中的压缩机，通常包括固定涡旋盘和驱动涡旋盘，将气体吸入形成于固定涡旋盘和驱动涡旋盘之间的压缩腔进行压缩。在涡旋式压缩机中，气体冷却剂从固定涡旋盘的吸入口吸入。通过使驱动涡旋盘相对固定涡旋盘部件绕其轴公转而不绕其轴旋转，缩小形成于两个涡旋部件的螺旋形涡旋齿之间的月牙形压缩腔的容积。封闭在压缩空间内的气体冷却剂，因伴随旋转运动造成的压缩腔的缩小，向旋涡中心压缩。压缩空间在中心部变得最小，气体冷却剂的压力变大，从位于中心部的排放口向外部挤压。由于这种涡旋式压缩机具有效率高、体积小、震动小、噪音低的特点，因此在制冷系统及空调系统中被广泛使用。另一方面，制冷系统及空调系统中压缩机的能耗量占整个系统能耗量的大部分，因此提高涡旋式压缩机的效率对于提高整个系统的效率和节能具有重要的意义。

此外，在各种压缩行程中，虽然等温压缩行程是最有效的压缩循环，但要实现等温压缩，必须在压缩行程中进行冷却，并从气体冷却剂中去除由于压缩行程的做功所产生的热量。作为涡旋式压缩机的冷却方法有外部冷却方式。作为目前使用的外部冷却结构，提出在压缩机的机头外部设置冷却用叶片的结构、或在机头部设置水冷却套进行水冷却或油冷却的结构。

但是，目前使用的这些涡旋式压缩机的冷却结构中，由于冷却流体与气体冷却剂之间的冷却面积小，因此涡旋式压缩机的节能效果不明显。

此外，涡旋式压缩机的涡旋部具有平面部和涡旋齿部，如目前的在压缩机的机头设置冷却叶片或冷却套进行冷却时，虽然可进行平面部的冷却，但存在难以对涡旋齿部进行冷却的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种涡旋式压缩机，该种涡旋式压缩机通过在固定涡旋盘上设计能够同时冷却固定涡旋盘的底板部和涡旋齿的冷却回路，并且通过对该冷却回路结构的合理设计，能够有效增加对固定涡旋盘的冷却面积，从而达到提高涡旋式压缩机自身效率的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种涡旋式压缩机，包括圆筒状密封式的壳体、设置于壳体内的驱动马达和涡旋压缩机构，所述涡旋压缩机构包括支架以及设置在支架上的固定涡旋盘和驱动涡旋盘，所述固定涡旋盘由底板部和从该底板部向下方垂直延伸的渐开线状第一涡旋齿构成，所述固定涡旋盘上还设有冷却回路，所述冷却回路包括：冷却所述底板部的第一冷却通道；冷却所述第一涡旋齿的第二冷却通道；连通第一冷却通道和第二冷却通道的中间连通部；所述底板部上还设置有冷却流体导入孔和冷却流体排出孔。以上各部分按照所述冷却流体导入孔、第二冷却通道、中间连通部、第一冷却通道、冷却流体排出孔的顺序或与其相反的顺序形成冷却流体流动的冷却流体回路。

上底板部包括：与所述第一涡旋齿成一体式结构的固定座以及连接于所述固定座上端面的固定盖；所述第一冷却通道设置于所述固定盖或者固定座的内部。

作为一个示例，所述第一冷却通道由形成于所述固定盖上的第一槽构成，所述第一槽具有与形成在所述固定涡旋盘的涡旋齿之间的底面的形状相对应的沟槽形状，且向所述固定盖的中心延伸。

作为一个示例，所述第一冷却通道由形成于所述固定座内部的第二槽构成；所述第二槽具有与形成在所述固定涡旋盘的涡旋齿之间的底面的形状相对应的沟槽形状。

进一步的，以上所述的涡旋式压缩机中，所述第二冷却通道由形成于所述涡旋齿内部的第三槽构成；所述第三槽沿所述涡旋齿的涡旋形状向所述涡旋的中心延伸。

作为一个示例，在所述底板部的中央部分上形成有中央排出口，所述冷却流体导入孔和所述冷却流体排出孔分别形成于所述底板部的外缘部分；所述中间连通部形成于所述底板部的中央排出口附近。

作为一个示例，所述中间连通部形成于所述固定盖与所述固定座的连接处。

作为一个示例，所述中间连通部形成于所述固定座的内部、且处于所述中央排出口附近；所述冷却流体导入孔和所述冷却流体排出孔分别形成于所述固定盖的外缘部分。

作为一个示例，所述中间连通部形成于所述固定盖的内部、所述中央排出口附近；所述冷却流体导入孔和所述冷却流体排出孔分别形成于所述固定盖的外缘部分。

作为一个示例，所述冷却流体回路的最外侧及最内侧分别设置有第一密封机构和第二密封机构；所述冷却流体导入孔及所述冷却流体排出孔上分别设置有第三密封机构和第四密封机构。

本发明具有以下有益效果：

本发明涉及的涡旋式压缩机，在固定涡旋盘的底板部及涡旋齿上分别设置有第一冷却通道和第二冷却通道，可分别冷却固定涡旋盘的底板部和涡旋齿。其结果，增加了冷却面积，提高了涡旋式压缩机自身的效率，作为制冷系统整体可获得显著的节能效果。由于第一冷却通道与第二冷却通道通过中间连通部连通，使得冷却流体按照第二冷却通道→中间流通部→第一冷却通道的顺序或与其相反的顺序以直流形式流动。通常，由于形成在底板部上的第一冷却通道的横截面积大于形成在涡旋齿上的第二冷却通道的横截面积，当构造成使冷却流体并行流过底板部和涡旋部时，第一冷却通道与第二冷却通道中的冷却流体会产生偏移，出现降低涡旋齿冷却效果的问题。但在本发明中，由于第一冷却通道通过中间流通部与第二冷却通道串联，因此第一冷却通道与第二冷却通道中的冷却流体不会产生偏移，从而有效提高了涡旋齿的冷却效果。

附图说明

图1为涉及本发明一实施例的压缩机的纵剖示意图；

图2为固定涡旋盘40的立体图；

图3为固定涡旋盘40的冷却结构的剖面图；

图4为固定涡旋盘40的冷却结构的部分剖面图；

图5为固定座11的平面图；

图6为固定座11的仰视图；

图7为图6的B-B剖面图；

图8为固定涡旋盘40的冷却回路变通例1的剖面图；

图9为固定涡旋盘40的冷却回路变通例2的剖面图；

图10为固定涡旋盘40的冷却回路变通例3的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

压缩机的整体构成

图1示出根据本发明一实施例的包括涡旋部件，即固定涡旋盘40及驱动涡旋盘50的压缩机100。该压缩机100，与蒸发器、冷凝器、膨胀阀等一同构成冷却剂回路，并承担压缩该冷却剂回路中的气体冷却剂的作用，该压缩机100主要由圆筒状密封式圆顶型的壳体300、涡旋压缩机构150、十字滑环390、驱动马达160、下部主轴承600、吸入管190及排出管200构成。涡旋压缩机构150包括固定涡旋盘40及驱动涡旋盘50。下面，分别对该压缩机100的构成部件进行详细说明：

1、壳体

壳体300具有近似圆筒状的筒部壳体部310、气密性焊接在筒部壳体部310的上端部上的碗状上壁部330、气密性焊接在筒部壳体部310的下端部上的碗状底壁部320。而且，该壳体300中，主要容纳有压缩气体冷却剂的涡旋压缩机构150、配置在涡旋压缩机构150下方的驱动马达160。该涡旋压缩机构150的驱动涡旋盘50与驱动马达160，通过在壳体300内配置成上下方向延伸的驱动轴170相连接。

2、涡旋压缩机构

如图1所示，涡旋压缩机构150，主要由支架230、紧贴支架230的上方配置的固定涡旋盘40、与固定涡旋盘40相啮合的驱动涡旋盘50构成。

2.1固定涡旋盘40

如图2～图6所示，固定涡旋盘40，主要由底板部1和从该底板部1向下方垂直延伸的渐开线状第一涡旋齿2构成。

底板部1包括：与第一涡旋齿2一体形成的固定座11、从与第一涡旋齿2相反的一侧与固定座11相连的固定盖12，固定座11与固定盖12通过多个连接螺栓380相连。

固定盖12上形成有与后述的压缩腔400相连通的排出孔60，排出孔60被形成使得在固定座11及固定盖12的中央部分在上下方向上贯通。另外，固定盖12上形成有冷却流体的冷却流体导入孔4和冷却流体排出孔5。通过与冷却流体导入孔4相连的导入管4′，将冷却流体导入形成于固定涡旋盘40内的冷却流体回路，从冷却流体回路排出的冷却流体通过与冷却流体排出孔5相连的5′排向外部。

2.2驱动涡旋盘

如图1所示，驱动涡旋盘50主要由镜板510、从镜板510的镜面向上方延伸的渐开线状第二涡旋齿520、从镜板510的下面向下方延伸的轴承部530、形成于镜板510两端部上的槽部540构成。驱动涡旋盘50具有嵌合在驱动轴170外周槽内的轴承部530。

驱动涡旋盘50，由于十字滑环390嵌入其槽部540，因此被支架230支撑。另外，轴承部530中嵌入有驱动轴170的上端。由于驱动涡旋盘50被这样组装到涡旋压缩机构150中，因此不会因驱动轴170的旋转而自转，而是在支架230内进行公转。驱动涡旋盘50的第二涡旋齿520与固定涡旋盘40的第一涡旋齿2相啮合，在固定涡旋盘40的第一涡旋齿2与驱动涡旋盘50的第二涡旋齿520的接触部之间形成有压缩腔400(参照图1)。另外，该压缩腔400伴随着驱动涡旋盘50的公转向中心移动，其容积逐渐缩小。根据该构成，在压缩机100中，进入压缩腔400的气体冷却剂被压缩。

2.3支架230

支架230的外周面，横跨圆周方向的整体、被压入并固定在筒部壳体部310上。支架230的外周面上，开有一组扇形的通道，使从排出孔60排出的高压气体能够从上部空间290进入下部空间280，然后通过排出管200排出。还有，该支架230与固定涡旋盘40由多个螺栓紧固在一起，以使其上端面与固定涡旋盘40的下端面紧贴在一起。

3、十字滑环

如上所述，十字滑环390是用于防止驱动涡旋盘50进行自转运动的部件，嵌入形成于支架230上的十字滑槽(图中未示出)。另外，该十字滑槽为腰形槽，在支架230中被配设在相互相向的位置。

4、下部主轴承

下部主轴承600配设在驱动马达160下方的下部空间。该下部主轴承600被固定在筒部壳体部310上，且构成驱动轴170的下端侧轴承，并支撑驱动轴170。

5、吸入管

吸入管190是用于将冷却剂回路中的冷却剂导向涡旋压缩机构150的部件，气密性地嵌入壳体300的上壁部330。吸入管190，在上下方向上贯通上部高压空间290，且其内端部嵌入固定涡旋盘40。

6、排出管

排出管200是用于使壳体300内的冷却剂排向壳体300外部的部件，被气密性地嵌入壳体300的筒部壳体部310。

7固定涡旋盘40的冷却结构

图3～图4示出固定涡旋盘40的冷却结构。冷却底板部1的第一冷却通道10由形成于固定盖12上的第一槽9构成。第一槽9具有与固定涡旋盘40形成在第一涡旋齿2之间的底面24形状相对应的沟槽形状，第一槽9向固定盖12的中心延伸。冷却流体导入孔4和冷却流体排出孔5形成于固定盖12的外缘部分，中央排出口60形成于固定盖12的中央部分。

另一方面，与固定座11一体成形的第一涡旋齿2上形成有第二冷却通道21。该第二冷却通道21，由形成于第一涡旋齿2内部的第三槽22构成，第三槽22沿第一涡旋齿2的涡旋形状向涡旋中心延伸。

此外，使第一冷却通道10和第二冷却通道21连通的中间连通部3，如图10所示，由形成于固定座11上的第二冷却通道21和形成于固定盖12上的第一冷却通道10的接触面所构成，且形成于中央排出口60附近。

8、固定涡旋盘40的冷却回路及特征

从形成于固定盖12外缘部的冷却流体导入孔4导入的冷却流体，被导入如图5所表示的形成于固定座11第一涡旋齿2内部的第三槽22的外端23。由于第三槽22沿第一涡旋齿2的涡旋形状向涡旋中心延伸，因此第二冷却通道21也具有沿第一涡旋齿2涡旋形状的形状，冷却流体从涡旋的外端23流至中心端25，可冷却固定座11第一涡旋齿2内部的每个角落。

从第二冷却部21的中心端25流出的冷却流体，经由中间流通部3流入构成第一冷却通道10的第一槽9中心端91。由于第一槽9具有与固定涡旋盘40形成在第一涡旋齿2之间的底面形状相对应的沟槽形状，因此从第一槽9的中心端91流入的冷却流体，沿第一槽9的形状流向第一槽9的外端，从冷却流体排出孔5排出。其结果，冷却流体可冷却固定盖12。

该涡旋式压缩机的固定涡旋盘40中，在底板部1和第一涡旋齿2上分别设有第一冷却通道10和第二冷却通道21，可分别冷却固定涡旋盘的底板部1和第一涡旋齿2。其结果，冷却面积增加，提高涡旋压缩机自身的效率，作为制冷系统整体可显著提高节能效果。

此外，设置有使第一冷却通道10和第二冷却通道21相连通的中间连通部3，使得冷却流体按照冷却流体导入孔4→第二冷却通道21的第三槽22外端23→第二冷却通道21的第三槽22的中心端25→中间连通部3→第一冷却通道10的第一槽9的中心端91→第一冷却通道10的第一槽9的外端92→冷却流体排出孔5的顺序在直流形式的冷却流体回路中流动。通常，当冷却流体并行流过底板部1与涡旋部时，由于形成在底板部上的底板冷却部的横截面积大于形成在涡旋齿上的涡旋齿冷却部的横截面积，因此底板冷却部与涡旋齿冷却部中的冷却流体会产生偏移，出现降低涡旋齿冷却效果的问题。但，在这里，由于冷却流体按照第二冷却通道21→中间流通部3→第一冷却通道10的顺序以直流形式流动，因此第一冷却通道10与第二冷却通道21中的冷却流体不会产生偏移，所以提高了第一涡旋齿2的冷却效果。

另外，由于中间连通部3形成于中央排出口60附近，因此可提高中央排出口60的冷却效果。

再者，冷却流体回路的最外侧形成有第一密封机构13，冷却流体回路的最内侧形成有第二密封机构14。这些密封机构，例如由在固定盖12上沿冷却流体回路形成的槽、和嵌入这些槽内的密封圈构成。通过这些密封机构，可防止冷却流体与压缩机冷却剂的混入。

还有，如图6所示，冷却流体导入孔4下部设置有腰形孔191，其中该导入部设置在固定座12上。虽然从冷却流体导入孔4导入的冷却流体被导入第一涡旋齿2的第三槽22中，但由于第三槽22的横截面积明显小于冷却流体导入孔4的横截面积，所以导入时流体的阻力变大。由于在冷却流体导入孔4的下部与第三槽22之间设置了腰形孔191，因此可降低因横截面积的急剧变化引起的流体的阻力。

还有，如图7所示，在冷却流体导入孔4上设有第三密封机构41、在冷却流体排出孔5上设有第四密封机构51。这些密封机构，例如由形成于冷却流体导入孔4及冷却流体排出孔5上的槽、压嵌入这些槽中的密封圈构成。通过这些密封机构，可防止冷却流体与压缩机冷却剂的混入。

变形实施例

在上述实施例中，作为冷却流体的冷却回路，虽然采用了第二冷却通道21→中间连通部3→第一冷却通道10为顺序的直流形式，但作为冷却流体的冷却回路也可采用第一冷却通道10→中间流通部3→第二冷却通道为顺序的直流形式。

另外，在上述实施例中给出了由形成于固定盖12上的第一槽9构成的第一冷却通道10的实例，但本发明不仅限于此。如图8、图9所示，第一冷却通道10′也可以是由形成于固定座11上的第二槽9′所构成的结构，可获得相同的冷却效果。

作为中间连通部的配置位置，如图8所示，可在第一涡旋齿2上形成中间连通部3′、以使第一冷却通道10′与第二冷却通道21相连通。

还有，作为中间连通部的配置位置，在图9中，可在固定盖12上形成中间连通部3″、以使第一冷却通道10′与第二冷却通道21相连通。

Claims (10)

1.一种涡旋式压缩机，包括圆筒状密封式的壳体(300)、设置于壳体(300)内的驱动马达(160)和涡旋压缩机构(150)，所述涡旋压缩机构(150)包括支架(230)以及设置在支架(230)上的固定涡旋盘(40)和驱动涡旋盘(50)，所述固定涡旋盘(40)由底板部(1)和从该底板部(1)向下方垂直延伸的渐开线状第一涡旋齿(2)构成，其特征在于，所述固定涡旋盘(40)上还设有冷却回路，所述冷却回路包括：

冷却所述底板部(1)的第一冷却通道(10、10′)；

冷却所述第一涡旋齿(2)的第二冷却通道(21)；

连通第一冷却通道(10、10′)和第二冷却通道(21)的中间连通部(3、3′、3″)；

所述底板部(1)上还设置有冷却流体导入孔(4)和冷却流体排出孔(5)；

以上各部分按照所述冷却流体导入孔(4)、第二冷却通道(21)、中间连通部(3、3′、3″)、第一冷却通道(10、10′)、冷却流体排出孔(5)的顺序或与其相反的顺序形成冷却流体流动的冷却流体回路。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述底板部(1)包括：与所述第一涡旋齿(2)成一体式结构的固定座(11)以及连接于所述固定座(11)上端面的固定盖(12)；所述第一冷却通道设置于所述固定盖(12)或者固定座(11)的内部。

3.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第一冷却通道(10)由形成于所述固定盖(12)上的第一槽(9)构成，所述第一槽(9)具有与形成在所述固定涡旋盘(40)的涡旋齿(2)之间的底面(24)的形状相对应的沟槽形状，且向所述固定盖(12)的中心延伸。

4.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第一冷却通道(10′)由形成于所述固定座(11)内部的第二槽(9′)构成；所述第二槽(9′)具有与形成在所述固定涡旋盘(40)的涡旋齿(2)之间的底面(24)的形状相对应的沟槽形状。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述第二冷却通道(21)由形成于所述涡旋齿(2)内部的第三槽(22)构成；所述第三槽(22)沿所述涡旋齿的涡旋形状向所述涡旋的中心延伸。

6.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述底板部(1)的中央部分上形成有中央排出口(60)，所述冷却流体导入孔(4)和所述冷却流体排出孔(5)分别形成于所述底板部(1)的外缘部分；所述中间连通部(3、3′、3″)形成于所述底板部(1)的中央排出口(60)附近。

7.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述中间连通部(3)形成于所述固定盖(12)与所述固定座(11)的连接处。

8.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述中间连通部(3′)形成于所述固定座(11)的内部；所述冷却流体导入孔(4)和所述冷却流体排出孔(5)分别形成于所述固定盖(12)的外缘部分。

9.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述中间连通部(3″)形成于所述固定盖(12)的内部；所述冷却流体导入孔(4)和所述冷却流体排出孔(5)分别形成于所述固定盖(12)的外缘部分。

10.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述冷却流体回路的最外侧设置有第一密封机构(13)，所述冷却流体回路的最内侧设置有第二密封机构(14)；所述冷却流体导入孔(4)上设置有第三密封机构(41)，所述冷却流体排出孔(5)上设置有第四密封机构(51)。

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