CN102032180B - 带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，旨在提供一种可以实现能量调节的涡旋式制冷压缩机，以节约能源、保护环境。固定涡旋盘上有旁通口，端盖有旁通接口，旁通接口通过调节阀和旁通管与排气管连通；端盖上有旁通阀，每个旁通阀包括深凹槽、浅凹槽、滑阀、波纹管、沿径向伸缩的弹簧，滑阀由滑板和滑片连接组成，深凹槽内安装有弹簧和波纹管，滑板安装于弹簧和波纹管之间，滑片安装于浅凹槽内，波纹管一端固定在深凹槽的侧壁上并在内部与同侧的旁通接口连通，另一端与滑板接触。本发明利用高压气体推动滑阀改变旁通口打开的大小，实现连续的输出气量的调节和压缩机的卸载启动，运转平稳、安全可靠，易于控制。

Description

带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机

技术领域

本发明涉及一种可以方便地进行能量调节的涡旋式制冷压缩机。

背景技术

涡旋式制冷压缩机无吸、排气阀，吸气、压缩、排气过程同时连续进行，压力逐渐上升，转矩变化小、振动小、噪声低；容积空间的利用率高，运动部件少，可高转速运转，相比其他结构形式的容积型制冷压缩机，其容积效率高，可靠性高，运行性能好。因此，在制冷装置中得到广泛的应用。目前，涡旋式制冷压缩机输气量调节的方法主要有，变转速调节、多机并联调节和变容量旁通调节。变转速调节需要高性能的变频控制器，对电机的性能要求高，整机的初投资增加；多机并联调节需要多台压缩机，不能实现连续调节；有学者提出汽车空调涡旋式制冷压缩机的变容量旁通调节方案，但只是针对汽车空调开启式涡旋式压缩机。变容量旁通调节在其他商业用制冷装置中，特别是在涡旋式制冷压缩机开发上还没有提出具体实施的技术方案。随着能源日趋紧张，急需开发节能环保的产品，以满足市场的需要。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种可以实现能量调节的涡旋式制冷压缩机，以节约能源、保护环境。

本发明通过下述技术方案实现：

一种带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，其特征在于，包括排气管、机壳、端盖、机座、吸气管、电机定子、电机转子、主轴、旋转涡旋盘、十字联接环、固定涡旋盘和径向能量调节机构，所述机壳上安装有吸气管和排气管，所述主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，主轴沿轴向开设有偏心油道，主轴带有偏心油道的一端穿过机座并与电机转子配合，所述主轴带有偏心曲柄销一端的偏心曲柄销与旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，十字联接环上的凸台与分别位于机座和旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接机座和旋转涡旋盘；所述电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合，机座与机壳配合固定，端盖与固定涡旋盘和机座通过密封垫片及螺钉连接；所述端盖和固定涡旋盘的底盘正中位置设置有连通的排气孔，所述排气孔与排气管连通；固定涡旋盘与旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与旋转涡旋盘涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上接触形成最外层的吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对封闭的月牙形空间，所述机座上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气孔；

所述径向能量调节机构包括设置在固定涡旋盘上与最外层的吸气空间和中间的压缩空间相对应的位置的旁通口、设置在端盖上与旁通口对应并与机壳内空间连通的旁通孔口、设置在端盖上的旁通阀、设置在端盖上的旁通接口，所述旁通阀包括设置在端盖上的深凹槽、浅凹槽、滑阀、波纹管、沿径向伸缩的弹簧，旁通接口通过调节阀和旁通管与排气管连通；所述深凹槽沿径向位于端盖上与所述旁通接口对应的位置，所述浅凹槽位于深凹槽侧面与固定涡旋盘上旁通口相对应的位置，所述滑阀由滑板和滑片连接组成，所述深凹槽内安装有沿径向伸缩的弹簧和波纹管，所述滑板安装于弹簧和波纹管之间，所述滑片沿径向滑动方向安装于浅凹槽内，所述波纹管一端固定在深凹槽的侧壁上并在内部与旁通接口连通，所述波纹管另一端与滑板接触。

所述机壳由上半机壳和下半机壳连接而成。

本发明具有下述技术效果：

本发明带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，利用涡旋式制冷压缩机自身结构的特点，沿涡旋盘的直径方向开设旁通口，利用高压气体推动滑阀，改变旁通口的大小，实现连续的输出气量的调节，使制冷压缩机输出的气量满足制冷装置制取冷量的需求，降低能耗，节约能源。而且，本发明的带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，零部件简单，加工装配方便，运转平稳、安全可靠，易于控制。

附图说明

图1为本发明带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机的示意图；

图2为A-A向剖视图；

图3为B-B向剖视图；

图4为C-C向剖视图。

具体实施方式：

以下结合附图和具体实施例对本发明详细说明。

本发明的带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机示意图如图1至图4所示，包括排气管4、机壳、端盖7、机座10、吸气管11、电机定子12、电机转子13、主轴15、旋转涡旋盘17、十字联接环18、固定涡旋盘20和径向能量调节机构。

所述机壳上安装有吸气管11和排气管4，所述主轴15为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，主轴沿轴向开设有偏心油道14，主轴15带有偏心油道的一端穿过机座10并与电机转子13配合，所述主轴带有偏心曲柄销一端的偏心曲柄销与旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，十字联接环18上的凸台与分别位于机座10和旋转涡旋盘17上成十字分布的凹槽配合连接机座和旋转涡旋盘，旋转涡旋盘17由主轴带动做旋转运动，只能绕固定涡旋盘中心回转平动。所述电机转子13与电机定子12配合，电机定子12与机壳配合，机座10与机壳配合固定，端盖7与固定涡旋盘20和机座10通过密封垫片及位于螺钉孔21内的螺钉3连接。所述端盖7和固定涡旋盘20的底盘正中位置设置有连通的排气孔22，所述排气孔22与排气管4连通。固定涡旋盘20与旋转涡旋盘17以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与旋转涡旋盘涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上接触形成最外层的吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对封闭的月牙形空间，压缩机工作时，随着主轴旋转带动旋转涡旋盘转动，使各工作室容积由外到内不断变小，从而实现吸气、压缩和排气的目的。所述机座10上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气孔。

所述径向能量调节机构包括设置在固定涡旋盘上与最外层的吸气空间和中间的压缩空间相对应的位置的旁通口、设置在端盖上与旁通口对应并与机壳内空间连通的旁通孔口、设置在端盖上的旁通阀、设置在端盖上的旁通接口，所述旁通阀包括设置在端盖上的深凹槽、浅凹槽、滑阀、波纹管、弹簧。流量调节机构可以根据调节的需要设置一组或两组。一组流量调节机构时用于微量调节。为了扩大调节范围，最好采用两组流量调节机构。以下以两组流量调节机构为例进行说明。

所述固定涡旋盘20上沿径向与一对最外层的吸气空间相对应的位置分别设置有旁通口25和32，所述固定涡旋盘20上沿径向与一对中间的压缩空间相对应的位置分别设置有旁通口26和31，所述端盖7上与旁通口26和32相对应的位置设置有与机壳内空间连通的旁通孔口24，所述端盖7上与旁通口25和31相对应的位置设置有与机壳内空间连通的旁通孔口23。

所述端盖7上在同一直径的两端分别设置有旁通接口，一个旁通接口通过调节阀1和旁通管2与排气管4连通，另一个旁通接口通过调节阀8和旁通管5与排气管4连通。调节阀1和调节阀8的开启度可根据输出气量的调节需要自动调节。与固定涡旋盘相对的一侧并与每个旁通接口相应位置的端盖上分别设置有旁通阀，一组旁通阀包括设置在端盖上的深凹槽27-1、浅凹槽27-2、滑阀9、波纹管33、沿径向伸缩的弹簧29，所述深凹槽沿径向位于与所述旁通接口对应的位置，所述浅凹槽27-2位于深凹槽侧面与固定涡旋盘上旁通口25、31相对应的位置，所述滑阀9由滑板9-1和滑片9-2连接组成，深凹槽27-1内安装有沿径向伸缩的弹簧29和波纹管33，滑板9-1安装于弹簧29和波纹管33之间，滑片9-2沿径向滑动方向安装于浅凹槽27-2内，波纹管33一端固定在深凹槽27-1的侧壁上并在内部与同侧的旁通接口连通，波纹管33另一端与滑板9-1接触。另一组旁通阀包括设置在端盖上的深凹槽28-1、浅凹槽28-2、滑阀30、波纹管34、沿径向伸缩的弹簧19，所述深凹槽沿径向位于与所述旁通接口对应的位置，所述浅凹槽28-2位于深凹槽侧面与固定涡旋盘上旁通口26、32相对应的位置，所述滑阀30由滑板30-1和滑片30-2连接组成，深凹槽28-1内安装有沿径向伸缩的弹簧19和波纹管34，滑板30-1安装于弹簧19和波纹管34之间，滑片30-2沿径向滑动方向安装于浅凹槽28-2内，波纹管34一端固定在深凹槽28-1的侧壁上并在内部与同侧的旁通接口连通，波纹管34另一端与滑板30-1接触。调节阀1和调节阀8的开启度可根据输出气量的调节需要自动调节。

为了便于装配，机壳由上半机壳6和下半机壳16连接而成。

组装时，端盖7的深凹槽27-1内放置弹簧29、滑板9-1和波纹管33，将波纹管33的一侧固定在深凹槽27-1的侧壁上，另一侧与滑板9-1接触，滑片9-2放置在浅凹槽27-2内。在深凹槽28-1内放置弹簧19、滑板30-1和波纹管34，将波纹管34的一侧固定在凹槽28-1的侧壁上，另一侧与滑板30-1接触，将滑片30-2放置在浅凹槽28-2内。端盖7与固定涡旋盘20之间放置密封垫片，固定涡旋盘20与旋转涡旋盘17以180度的相位差组装在一起，旋转涡旋盘17的轴连接槽与主轴15的偏心曲柄销配合，底盘外侧凹槽与十字联接环18凸台配合，机座10与主轴15配合，并调整机座10内侧的凹槽与十字联接环18的凸台配合，机座10与固定涡旋盘20之间放置密封垫片，将端盖7、固定涡旋盘20通过螺钉3固定在机座10上；主轴15与电机转子13配合，电机转子13与电机定子12配合，电机定子12与下半机壳16配合，端盖7的两侧旁通接口分别与旁通管2和旁通管5焊接，排气孔22与排气管4焊接，上述整体压入下半机壳16中，机座10的径向两个凸耳与下半机壳16紧密配合，注入计算好的润滑油量，将上半机壳6与下半机壳16焊接，排气管4与上半机壳6焊接，旁通管2和旁通管5上焊接调节阀1和调节阀8，并与排气管4焊接。将吸气管11焊接在下半机壳16外侧，将电机接线盒定位，在上半机壳6外焊接工艺接管，压缩机整机组装完毕。主轴15高速旋转时，位于下半机壳16底部的润滑油，在离心力的作用下沿着主轴15内轴线方向开设的偏心油道14，流向需要润滑的表面、密封零件间的配合间隙，减少泄漏和摩擦损失。

由蒸发器来的低温低压的气体制冷工质由吸气管11进入压缩机的机壳内的空间，对电机进行冷却降温后经机座10上的吸气孔进入固定涡旋盘和旋转涡旋盘形成的最外侧的容积空间，随着主轴带动旋转涡旋盘转动，气体制冷工质由外到内进入逐渐减小的容积空间，直到位于中央的与排气孔22连通的容积空间，经压缩后的高温高压气体制冷工质经排气孔22进入排气管4排出压缩机。

如图4中所示，当压缩机启动时，排气管中的气体压力还未建立，波纹管33与波纹管34内通过旁通管5和旁通管2来的气体力最小，滑阀9和滑阀30分别在弹簧29和弹簧19的推动下位于凹槽内最外侧的位置，波纹管33与波纹管34收缩到最短，固定涡旋盘20的旁通口25、31和26、32完全打开，吸入固定涡旋盘和旋转涡旋盘形成的容积空间内的气体制冷工质全部经固定涡旋盘的旁通口25、31和26、32，以及端盖7上旁通孔口23和24，进入机壳空间中，使压缩机输出的气量为0，同时实现压缩机的卸载启动，减少压缩机的启动负荷，减少能耗，保护压缩机。

当压缩机正常运行，调节阀1和调节阀8的开启度大小，使流进波纹管33与波纹管34的气体力推动滑阀9中的滑板9-1和滑阀30中的滑板30-1移动，从而带动滑阀9的滑片9-2和滑阀30的滑片30-2，并将固定涡旋盘20的旁通口25、26、31和32完全盖住，即旁通阀全闭，压缩机输出的气量为100％。

在压缩机正常运行时如需要进行输出气量的调节，只需通过控制调节阀1和调节阀8的开启度的大小，调节波纹管33与波纹管34内通过旁通管5和旁通管2来的气体力的大小，推动滑阀9和滑阀30移动，从旁通阀全闭位置向排气孔口移动，调节固定涡旋盘20的旁通口25、26和31、32打开的大小，即可实现输出气量的调节。调节阀1和调节阀8的开启度越大，波纹管33与波纹管34内通过旁通管5和旁通管2来的气体力越大，波纹管33与波纹管34伸长的越多，同时，推动滑阀9和滑阀30移动越靠近排气孔口，旁通口打开越大，压缩机的有效压缩的气量越小，排出的气体越少。

在压缩机正常运行时，单独控制调节阀1和调节阀8的开启度大小，如其中一个旁通阀处于关闭，另外一个旁通阀进行调节，可以实现更微量的输出气量的调节。

利用本发明的带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，利用高压气体推动滑阀，改变旁通口的大小，实现输出气量的调节和压缩机的卸载启动，降低能耗，节约能源。本发明的带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，零部件简单，加工装配方便，运转平稳、安全可靠，易于控制。

尽管参照实施例对所公开的涉及一种带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机进行了特别描述，以上描述的实施例是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所有的变化和修改都在本发明的范围之内。

Claims (2)

1.一种带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，其特征在于，包括排气管、机壳、端盖、机座、吸气管、电机定子、电机转子、主轴、旋转涡旋盘、十字联接环、固定涡旋盘和径向能量调节机构，所述机壳上安装有吸气管和排气管，所述主轴为曲柄轴结构并沿垂直方向设置，主轴沿轴向开设有偏心油道，主轴带有偏心油道的一端穿过机座并与电机转子配合，所述主轴带有偏心曲柄销一端的偏心曲柄销与旋转涡旋盘底盘外侧的轴连接槽配合，十字联接环上的凸台与分别位于机座和旋转涡旋盘上成十字分布的凹槽配合连接机座和旋转涡旋盘；所述电机转子与电机定子配合，电机定子与机壳配合，机座与机壳配合固定，端盖与固定涡旋盘和机座通过密封垫片及螺钉连接；所述端盖和固定涡旋盘的底盘正中位置设置有连通的排气孔，所述排气孔与排气管连通；固定涡旋盘与旋转涡旋盘以180度的相位差啮合，固定涡旋盘的涡旋齿的顶端与旋转涡旋盘的底盘内侧接触，固定涡旋盘的底盘内侧表面与旋转涡旋盘涡旋齿的顶端表面接触，并在轴线上接触形成最外层的吸气空间、最内层与排气孔相通的排气空间、中间的压缩空间共三对封闭的月牙形空间，所述机座上设置有与最外层的吸气空间连通的吸气孔；

所述径向能量调节机构包括设置在固定涡旋盘上与最外层的吸气空间和中间的压缩空间相对应的位置的旁通口、设置在端盖上与旁通口对应并与机壳内空间连通的旁通孔口、设置在端盖上的旁通阀、设置在端盖上的旁通接口，所述旁通阀包括设置在端盖上的深凹槽、浅凹槽、滑阀、波纹管、沿径向伸缩的弹簧，旁通接口通过调节阀和旁通管与排气管连通；所述深凹槽沿径向位于端盖上与所述旁通接口对应的位置，所述浅凹槽位于深凹槽侧面与固定涡旋盘上旁通口相对应的位置，所述滑阀由滑板和滑片连接组成，所述深凹槽内安装有沿径向伸缩的弹簧和波纹管，所述滑板安装于弹簧和波纹管之间，所述滑片沿径向滑动方向安装于浅凹槽内，所述波纹管一端固定在深凹槽的侧壁上并在内部与旁通接口连通，所述波纹管另一端与滑板接触。

2.根据权利要求1所述的带径向能量调节的涡旋式制冷压缩机，其特征在于，所述机壳由上半机壳和下半机壳连接而成。

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