CN103244441B - 离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心压缩机，本发明包括：外壳，叶轮，其用于使流入到外壳的内部的制冷剂加速，可变扩压器，其设在制冷剂的流路上，该可变扩压器的一面设有多个销，蜗轮，其位于与可变扩压器的一面相对的位置，具有用于插入销的多个插入孔，以及驱动电机，其具有与蜗轮啮合的蜗杆。本发明的可变扩压器与外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，调节流路的开度，从而能够进行精密的流路开度调节。

Description

离心压缩机

技术领域

本发明涉及一种离心压缩机，更具体地，涉及一种提高可变扩压器的流路开度调节的精密度的离心压缩机。

背景技术

空气调节器是指，对室内进行制冷/制热或者净化空气的装置。空气调节器具有在内部循环的制冷剂通过以压缩、冷凝、膨胀以及蒸发的顺序循环来传递热的循环。

空气调节器的压缩机设在制冷剂流路上，具有以高温、高压状态压缩制冷剂的功能。这样的压缩机根据压缩方式，有旋转式压缩机、涡旋式压缩机及离心压缩机等。

在此，离心压缩机作为利用高速旋转的叶轮的离心力来压缩流入到内部的制冷剂的装置，具有压缩效率高的优点。离心压缩机在内部包括使流入到内部的流体旋转的叶轮和通过调节上述流体的流路的开度来压缩流体的可变扩压器。

并且，在离心压缩机设有传动部件，该传动部件将可变扩压器与作为可变扩压器的驱动源的电机连接起来，向可变扩压器传递电机的驱动力。传动部件不仅具有传递电机的驱动力的功能，还具有将电机的旋转运动变换为直线运动或者其他方向的旋转运动的功能。作为这样的传动部件，使用正齿轮的组合或者凸轮(CAM)、连杆(Link)等。

只是，就以往的可变扩压器而言，由于传动部件的旋转扭矩(N·m)低，因此在电机的驱动时可变扩压器的流路开度调节的位移大，因此难以进行精密的流路开度控制。并且，在控制可变扩压器的流路开度调节时，难以计算随着电机的旋转进行的传动部件的移动。

发明内容

本发明是为了解决如上述的以往的问题而作出的，本发明的目的在于提供一种可以对可变扩压器的流路开度调节进行精密的控制的离心压缩机。

为了达到上述的目的，本发明的优选实施例的离心压缩机，其特征在于，包括：外壳，叶轮，其用于使流入到上述外壳内部的制冷剂加速，可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，用于调节上述流路的开度，旋转部件，上述可变扩压器能够上下移动地安装于该旋转部件，该旋转部件用于使上述可变扩压器旋转，以及驱动电机，其提供用于驱动上述旋转部件的驱动力；上述可变扩压器与上述外壳内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转上下往复运动，从而调节流路的开度。

在此，本发明的特征在于，上述旋转部件在侧面形成有螺纹，上述驱动电机具有与上述旋转部件的侧面啮合的齿轮。

并且，本发明的特征在于，上述旋转部件为蜗轮，上述齿轮为蜗杆。

并且，本发明的特征在于，上述蜗杆与上述蜗轮的减速比即蜗杆与蜗轮的转速比为50：1以上。

并且，本发明的特征在于，上述可变扩压器的一面设有多个销，上述旋转部件具有用于插入上述多个销的多个插入孔。

并且，本发明的特征在于，上述旋转部件的一面设有多个销，上述可变扩压器具有用于插入上述多个销的多个插入孔。

并且，本发明的特征在于，上述销的长度长于上述可变扩压器的往复运动长度。

并且，本发明的特征在于，上述销与上述旋转部件一体地旋转，该销借助上述可变扩压器的往复运动，在插入孔的内部上下移动。

并且，本发明的特征在于，上述旋转部件的旋转方向与上述驱动电机的旋转方向相互垂直。

并且，本发明的特征在于，上述可变扩压器为包围上述叶轮的外围的环形状。

并且，本发明的特征在于，上述外壳包括：保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及支撑部件，与上述保护罩分隔地配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的压缩制冷剂的流路；上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部。

并且，本发明的特征在于，上述驱动电机为步进电机。

并且，本发明的特征在于，包括：外壳，叶轮，其用于使流入到上述外壳内部的制冷剂加速，可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，该可变扩压器的一面设有多个销，蜗轮，其位于与上述可变扩压器的一面相对的位置，具有用于插入上述销的多个插入孔，以及驱动电机，其具有与上述蜗轮啮合的蜗杆；上述可变扩压器与上述外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，从而调节流路的开度。

在此，本发明的特征在于，上述销与上述蜗轮一体地旋转，该销借助上述可变扩压器的往复运动，在上述插入孔的内部上下移动。

并且，本发明的特征在于，上述销的长度长于上述可变扩压器的往复运动长度。

并且，本发明的特征在于，上述蜗杆与上述蜗轮的减速比即蜗杆与蜗轮的转速比为50：1以上。

并且，本发明的特征在于，上述可变扩压器为包围上述叶轮的外围的环形状。

并且，本发明的特征在于，上述外壳包括：保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及支撑部件，与上述保护罩相分隔配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的压缩制冷剂的流路；上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部。

另外，为了达到上述的目的，本发明提供一种离心压缩机，其特征在于，包括：外壳，叶轮，其用于使流入到上述外壳的内部的制冷剂加速，可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，用于调节上述流路的开度，旋转部件，上述可变扩压器能够上下移动地安装于该旋转部件，该旋转部件用于使上述可变扩压器旋转，以及驱动电机，其提供用于驱动上述旋转部件的驱动力；上述可变扩压器与上述外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，从而调节流路的开度；上述外壳包括：保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及支撑部件，与上述保护罩分隔地配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的上述制冷剂的流路；上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部；在上述可变扩压器的外侧面形成有螺纹，在上述插入部的内侧面形成有与上述可变扩压器的螺纹相对应的螺纹；在上述旋转部件的侧面形成有螺纹，上述驱动电机具有与上述旋转部件的侧面啮合的齿轮；上述旋转部件为蜗轮，上述齿轮为蜗杆。

另外，本发明还提供一种离心压缩机，其特征在于，包括：外壳，叶轮，其用于使流入到上述外壳的内部的制冷剂加速，可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，该可变扩压器的一面设有多个销，蜗轮，其位于与上述可变扩压器的一面相对的位置，具有用于插入上述销的多个插入孔，以及驱动电机，其具有与上述蜗轮啮合的蜗杆；上述可变扩压器与上述外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，从而调节流路的开度；上述外壳包括：保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及支撑部件，与上述保护罩分隔地配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的上述制冷剂的流路；上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部；在上述可变扩压器的外侧面形成有螺纹，在上述插入部的内侧面形成有与上述可变扩压器的螺纹相对应的螺纹。

根据本发明，随着启动具有蜗杆的驱动电机来使蜗轮旋转，与外壳螺纹结合的可变扩压器一体地旋转的同时向上部或下部进行往复运动，从而可以调节制冷剂流路的开度。

并且，根据本发明，作为传动部件利用减速比大的蜗杆齿轮(蜗杆与蜗轮)，从而可以通过使驱动电机驱动来进行可变扩压器的精密的流路开度调节。

附图说明

图1是本发明的优选实施例的离心压缩机的剖视图。

图2是本发明的优选实施例的具有可变扩压器的离心压缩机的局部放大图。

图3是表示本发明的优选实施例的叶轮、可变扩压器及支撑部件的立体图。

图4是表示本发明的优选实施例的基于驱动电机的驱动的可变扩压器的启动状态的立体图。

图5是表示本发明的优选实施例的可变扩压器遮蔽流路的状态的压缩机的局部放大图。

其中，附图标记说明如下：

110：外壳

113：保护罩

114：支撑部件

120：叶轮

130：可变扩压器

132：销

150：驱动电机

152：蜗杆

160：蜗轮

162：插入孔

具体实施方式

下面，参考附图，对根据本发明的一实施例的离心压缩机进行详细说明。附图所示的是本发明的示例性形态，是为了对本发明进行更加详细的说明而提供的，本发明的技术性范围不局限于此。

并且，与附图标记无关，对相同或者相对应的结构要素赋予相同的参照标记，省略对其的重复说明，为了便于说明，所示的各结构要素的大小及形状可能有所放大或缩小。

图1是本发明的一实施例的离心压缩机的剖视图，图2是本发明的一实施例的可变扩压器和叶轮的局部放大图。

首先，外壳110形成离心压缩机的外观，起到支撑内部配件的作用。外壳110包括使制冷剂流入的制冷剂流入口111和使经压缩的制冷剂排出的制冷剂排出口112。

此时，外壳110包括保护罩113，该保护罩113从制冷剂流入口111延长并向叶轮120引导所流入的制冷剂。保护罩113内侧具有流线型形状，从而可以减少流入的制冷剂的阻力。

并且，外壳110包括支撑部件114，该支承部件114与保护罩113分隔预定距离。在支撑部件114固定有叶轮120和可变扩压器130。这样的支撑部件114位于与保护罩113相分隔的位置，从而在支撑部件114与保护罩113之间形成用于收容叶轮120的空间。具体地，在保护罩113与支撑部件114之间的中央部形成用于收容叶轮120的空间，沿着中央部的外围形成使借助叶轮120而加速的制冷剂流动的流路P。

同时，外壳110包括涡螺部件(volute member)115，该涡螺部件115其在外壳110与支撑部件114之间形成涡螺B空间。在涡螺部件115与支撑部件114之间形成的涡螺B为经压缩的制冷剂经由的空间。经由涡螺B的制冷剂通过制冷剂排出口112向离心压缩机的外部排出。

接着，叶轮120通过旋转高速地使所流入的制冷剂加速。叶轮120与位于外壳110内部的压缩电机140的驱动轴142连接，可旋转地配置在保护罩113与支撑部件114之间。这样的叶轮120包括与驱动轴142结合的轮毂122和在轮毂122的表面设置的叶片124。

再接着，可变扩压器130通过调节流路P的开度来增加制冷剂的压力。即，可变扩压器130通过减少流路P的开度来增加制冷剂的流动阻力，从而将借助叶轮120而加速的制冷剂的动能变换为压力能。可变扩压器130设在制冷剂的流路P上，作为一实施例，可以配置在保护罩113与支撑部件114之间的空间中包围叶轮120的外围的区域。

这样的可变扩压器130可通过在外壳110的内部上下往复运动来调节流路P的开度。即，在制冷剂流路P上，可变扩压器130通过向上部移动来减少流路P的开度，或者可变扩压器130通过向下部移动来增加流路P的开度。

此时，可变扩压器130可以与外壳110的内部螺纹结合。具体地，在支撑部件114具有与可变扩压器130螺纹结合的插入部，从而可使可变扩压器130插入到插入部或者从插入部引出。如后述，可变扩压器130与外壳110螺纹结合，从而可变扩压器130可以借助旋转进行上下往复运动。

接着，可变扩压器130上下移动地安装于旋转部件，该旋转部件起到使可变扩压器130旋转的功能。旋转部件作为传动部件，不仅将驱动电机150的旋转力传递给可变扩压器130，而且变换驱动电机150的旋转运动方向。

作为一实施例，可变扩压器130的一面设有多个销，旋转部件可具有用于插入多个销的多个插入孔。即，在旋转部件的插入孔插入有可变扩压器130的销，因此通过销传递旋转部件的旋转力，使得旋转部件与可变扩压器130一体地旋转。此时，由于可变扩压器130与外壳110螺纹结合在一起，因此可变扩压器130借助旋转向上部或者下部移动。

另一方面，在旋转部件的插入孔的内部，销没有被固定而可以上下移动，从而可变扩压器130可以借助旋转上下移动地安装于旋转部件。并且，销的长度长于可变扩压器130的往复运动长度，从而在往复运动距离范围内，销不会脱离插入孔，旋转部件的旋转力可被传递到可变扩压器130。

只是，本发明不局限于此，旋转部件在的一面设有多个销，可变扩压器130可具有用于插入多个销的多个插入孔。即，销以固定在旋转部件的状态向可变扩压器130传递旋转部件的旋转力，可变扩压器130旋转的同时向上下往复运动。

并且，包括提供用于驱动旋转部件的驱动力的驱动电机150。驱动电机150与旋转部件相连接，起到使旋转部件旋转的驱动源的作用。

作为一实施例，旋转部件在侧面形成螺纹，驱动电机150可以具有与旋转部件的侧面啮合的齿轮。因此，借助驱动电机150的驱动，齿轮旋转的同时，与齿轮啮合的旋转部件可以旋转。

优选地，旋转部件可以为蜗轮，在驱动电机150形成的齿轮可以为蜗杆。本发明利用蜗杆和蜗轮，借助驱动电机150的旋转，可以精密地控制可变扩压器130的上下移动距离，没有必要使用高价的电机，因而具有降低制造费的效果。详细内容将在下面进行说明。

并且，旋转部件的旋转方向与驱动电机150的旋转方向可以相互垂直。由于旋转部件的旋转方向与驱动电机150的驱动轴旋转方向相互垂直，可以将驱动电机150配置在旋转部件的侧面，因而可以有效地使用空间。因此，具有可以使压缩机小型化的优点。

并且，驱动电机150可以为步进电机。步进电机可以借助脉冲信号调节转速、旋转角度及旋转方向，从而具有可以根据已设定的算法控制旋转部件的驱动的优点。

下面，参照附图，对本发明的优选实施例的可变扩压器130进行具体说明。

图3是表示本发明的优选实施例的可变扩压器和支撑部件的结合结构的立体图，图4是表示本发明的优选实施例的利用蜗杆齿轮的可变扩压器的启动状态的立体图。

首先，本发明的可变扩压器130以环形状以包围叶轮120的外围的方式设在外壳110的内部。具体地，可变扩压器130可以插入到在外壳110的支撑部件114形成的插入部114a或者从该插入部引出。即，可变扩压器130可以通过插入到插入部114a来完全开放流路P，或者从插入部114a引出并向上部移动来减少流路P的开度。

此时，本发明的可变扩压器130与支撑部件114螺纹结合。在可变扩压器130的侧面形成有螺纹，与此相对应地，在支撑部件114的插入部114a的内侧面也形成有螺纹。由此，可变扩压器130朝向正方向或者反方向旋转的同时向上部移动或者向下部移动。

并且，可变扩压器130具有在一面形成的多个销132。如后述，销132起到将蜗轮160的旋转力传递到可变扩压器130的作用。销132的个数优选为多个，以有效地传递蜗轮160的旋转力，但是不限定于此，可以在可变扩压器130的一面形成一个以上销132。这样的多个销132可以以圆周方向形成于可变扩压器130的一面。

另一方面，在可变扩压器130的驱动电机150具有蜗杆152。蜗杆152与蜗轮160啮合，随着驱动电机150的驱动，蜗轮160进行旋转。这样的蜗轮160位于与可变扩压器130的一面相对的位置，并具有使可变扩压器130的销132插入的多个插入孔162。

即，可变扩压器130的销132插入在蜗轮160的插入孔162，因而当驱动电机150驱动时，可变扩压器130与蜗轮160一起旋转。因此，借助驱动电机150的驱动，与支撑部件114螺纹结合的可变扩压器130旋转的同时上下移动，从而可以调节流路P的开度。

本发明中，利用蜗杆152和蜗轮160作为驱动电机150的传动部件，蜗轮160与可变扩压器130一体地旋转，而借助可变扩压器130的往复运动调节流路P开度，从而可以根据驱动电机150的旋转进行精密的流路P开度调节。

具体地，本发明的蜗杆152与蜗轮160的减速比即蜗杆与蜗轮的转速比大，因此基于驱动电机150的旋转的蜗轮160的转速小。因此，通过旋转驱动电机150，可以在小范围内对蜗轮160的旋转角度进行精密的调节。同时，基于驱动电机150的旋转的蜗轮160的转速变化不大，因此没有必要进行驱动电机150的精密的控制，因而具有可以使用低价的电机或小型电机的优点。

并且，蜗轮160与可变扩压器130一体地旋转，同时螺纹结合的可变扩压器130上升或下降，因而传递驱动电机150的旋转力的结构简单。即，知道基于驱动电机150的旋转的蜗轮160的转速和基于蜗轮160旋转的可变扩压器130的往复运动距离，就可以通过驱动电机150的控制，调节可变扩压器130的流路P开度。

此时，蜗杆152与蜗轮160的减速比可以为50：1以上。蜗杆152与蜗轮160的减速比为50：1以上时，根据蜗杆152与蜗轮160的齿隙(backlash)引起的可变扩压器130的移动距离的误差为整体往复运动距离的1％内，这是可以忽视的水准。

另一方面，可变扩压器130的销132借助可变扩压器130的上下往复运动，在蜗轮160的插入孔162的内部上下移动。因此，可变扩压器130的销132形成为具有比插入孔162的截面积小的截面积，以可以在蜗轮160的插入孔162的内部上下移动。

并且，如图5所示，销132的长度L长于可变扩压器130的往复运动长度H。在此，往复运动长度H是指，可变扩压器130与支撑部件114的最大分隔距离。由此，可变扩压器130向上部移动，即使与支撑部件114最大限度地分隔，销132也能插入到蜗轮160的插入孔162，从而可变扩压器130可以与蜗轮160一体地旋转。

以上说明的本发明的优选实施例是以例示为目的公开的，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，在本发明的思想和范围内可以进行各种修正、变更及附加，这样的修正、变更及附加应视为属于所附的专利权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种离心压缩机，其特征在于，包括：

外壳，

叶轮，其用于使流入到上述外壳的内部的制冷剂加速，

可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，用于调节上述流路的开度，

旋转部件，上述可变扩压器能够上下移动地安装于该旋转部件，该旋转部件用于使上述可变扩压器旋转，以及

驱动电机，其提供用于驱动上述旋转部件的驱动力；

上述可变扩压器与上述外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，从而调节流路的开度；

上述外壳包括：

保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及

支撑部件，与上述保护罩分隔地配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的上述制冷剂的流路；

上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部；

在上述可变扩压器的外侧面形成有螺纹，在上述插入部的内侧面形成有与上述可变扩压器的螺纹相对应的螺纹；

在上述旋转部件的侧面形成有螺纹，上述驱动电机具有与上述旋转部件的侧面啮合的齿轮；

上述旋转部件为蜗轮，上述齿轮为蜗杆；

上述可变扩压器的一面设有多个销，上述旋转部件具有用于插入上述多个销的多个插入孔；

上述销的长度长于上述可变扩压器的往复运动长度。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，上述蜗杆与上述蜗轮的减速比即蜗杆与蜗轮的转速比为50：1以上。

3.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，上述销与上述旋转部件一体地旋转，该销借助上述可变扩压器的往复运动，在上述插入孔的内部上下移动。

4.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，上述旋转部件的旋转方向与上述驱动电机的旋转方向相互垂直。

5.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，上述可变扩压器呈包围上述叶轮的外围的环形状。

6.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，上述驱动电机为步进电机。

7.一种离心压缩机，其特征在于，包括：

外壳，

叶轮，其用于使流入到上述外壳的内部的制冷剂加速，

可变扩压器，其设在上述制冷剂的流路上，该可变扩压器的一面设有多个销，

蜗轮，其位于与上述可变扩压器的一面相对的位置，具有用于插入上述销的多个插入孔，以及

驱动电机，其具有与上述蜗轮啮合的蜗杆；

上述可变扩压器与上述外壳的内部螺纹结合，该可变扩压器借助旋转进行上下往复运动，从而调节流路的开度；

上述外壳包括：

保护罩，形成有制冷剂吸入口，以及

支撑部件，与上述保护罩分隔地配置，形成用于收容上述叶轮的空间和上述叶轮的外围的上述制冷剂的流路；

上述支撑部件具有与上述可变扩压器螺纹结合的环形状的插入部；

在上述可变扩压器的外侧面形成有螺纹，在上述插入部的内侧面形成有与上述可变扩压器的螺纹相对应的螺纹；

上述销的长度长于上述可变扩压器的往复运动长度。

8.根据权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于，上述销与上述蜗轮一体地旋转，该销借助上述可变扩压器的往复运动，在上述插入孔的内部上下移动。

9.根据权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于，上述蜗杆与上述蜗轮的减速比即蜗杆与蜗轮的转速比为50：1以上。

10.根据权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于，上述可变扩压器呈包围上述叶轮的外围的环形状。