CN103477076B - 涡旋式制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

涡旋式制冷压缩机，包括：密封外壳；定涡壳（7）和动涡壳（10），其包括相互啮合的涡旋盘，并限定出可变容积的压缩室；排放室（24），其由定涡壳（7）的板（8）和密封外壳限定出；隔热罩（32），其设置在排放室中，并将排放室分隔成由定涡壳的板和隔热罩界定出的第一容积（33a），和由隔热罩和密封外壳界定出的第二容积（33b）；和至少一个流道（34），其用于将第一和第二容积连通。压缩机还包括：至少一个旁通通道（35），其用于将第一容积（33a）与中间压缩室（13b）连通；和至少一个旁通阀（36），其设于第一容积（33a）内，并能够在关闭和打开相应的旁通通道（35）的关闭和打开位置之间移动。

Description

涡旋式制冷压缩机

本发明涉及一种涡旋式制冷压缩机。

已知，一种涡旋式制冷压缩机包括第一定涡壳和做轨道运动的第二涡壳，各涡壳包括板，涡旋盘从板中延伸出，两个涡旋盘彼此啮合并限定出可变容积的压缩室，该压缩室的容积由允许制冷剂进入的外侧向内侧逐渐减小。

因此，在第一涡壳做轨道运动期间，由于压缩室的容积的降低，制冷剂被压缩，并被传输至第一和第二涡壳的中心。被压缩和加热的制冷剂从中心区域离开并通过在第一涡壳的中心区域形成的排放管道流向排放室。

这种类型的压缩机的一个缺陷在于被排放至排放室的被压缩的制冷剂将定涡壳的板加热，其通过热传递将待压缩的制冷剂气体加热。

制冷剂气体的加热导致所述气体的温度和热焓的增加，并导致其密度的降低。待压缩的制冷剂气体的密度的降低导致被压缩机所压缩的气体的质量的降低，并因此对于同样的气体工作容积，导致热能的降低。由于制冷剂气体的内在特性（干蒸气域内的等熵斜率会随过热而变化），单位质量的压缩功随待压缩气体的过热增加，因此降低了压缩机的能量输出。由此导致压缩机的性能下降。

为了改善这种压缩机的性能，已知如文献US6,287,089中所描述的压缩机，其配备有板形的隔热罩，隔热罩设置在排放室内，并安装在定涡壳的板上，隔热罩将排放室分隔成由定涡壳的板和隔热罩界定出的第一容积，以及由隔热罩和密封外壳界定出的第二容积。

这种隔热罩的存在避免待压缩的制冷剂气体被已压缩的制冷剂气体过度加热，这将能够增加压缩机的能量输出。

然而，当压缩的制冷剂流体流入第二容积内，油滴在重力作用下落在隔热罩上，并在后者上流动直到它们到达第二容积的周边区域，由于定涡壳密封地紧固在密封外壳上，因此油留在该区域内。然而，由于在第二容积的周边区域内被压缩的制冷剂流体的速度通常较低，大量的油会在第二容积内累积，这会损坏压缩机的性能。

本发明的目的是解决上述缺陷。

以本发明为基础的技术问题涉及提供了一种具有简单的、经济的、并且结构紧密的涡旋式制冷压缩机，同时能够改进压缩机的性能。

为此目的，本发明涉及一种涡旋式制冷压缩机，包括：

-密封外壳；

-密封地固定在密封外壳上的定涡壳和做轨道运动的动涡壳，各涡壳均包括板，涡旋盘从板延伸出，定涡壳和动涡壳的涡旋盘彼此相互啮合并限定出可变容积的压缩室，

-排放室，其由定涡壳的板和密封外壳限定，

-板形的隔热罩，其设置在排放室中并安装在定涡壳的板上，该隔热罩将排放室分隔成由定涡壳的板和隔热罩界定出的第一容积，以及由隔热罩和密封外壳界定出的第二容积。

-至少一个流道，其用于将第一和第二容积连通，

其特征在于，流道至少部分地由密封外壳的内壁和隔热罩的的外周缘限定出，并且压缩机还包括：

-至少一个旁通通道，其形成于定涡壳的板中，并用于将第一容积与中间压缩室连通，和

-至少一个旁通阀，其设置在第一容积内，并与旁通通道相配合，每个与旁通通道相配合的旁通阀能够在关闭和打开相应的旁通通道的关闭与打开位置之间移动，并用于当相应的旁通通道所通向的中间压缩室中的压力相对于排放室中的压力超过预设值时，旁通阀移动至其打开位置。

这种旁通通道和这种旁通阀的存在能够在压缩机的非最佳运行条件下，使所述旁通阀打开，例如在压缩机的启动和除冰期间，在这期间排放和吸入压力之间的压差较小，部分被压缩的制冷剂流体流过所述旁通通道并流入第一容积，这将导致聚集在第一容积的油产生发泡现象，并且会有油滴留在制冷剂流体中。结果，至少部分聚集在第一容积内的油被流过旁通通道的制冷剂带走，并重新被带入与压缩机结合的回路中。

必须指出的是，在压缩机的允许旁通阀打开的非最佳运行条件下，制冷剂流体流过旁通通道的排放温度是较低的。加之仅有一小部分被压缩的制冷剂流体流过旁通通道，由此限制了定涡壳的板被流过旁通通道的制冷剂流体再次加热，因此由于气体的新循环导致的热传导对压缩机的能量输出的影响是可忽略不计的。

此外，在压缩机的最佳运行条件下，旁通阀保持在关闭位置。由此，在具有高排放温度的运行条件下，所有被压缩的制冷剂流体直接流入第二容积，且不会影响压缩机的能量输出。

中间压缩室是指其压力处在第一压缩室的压力（也被称作“排驱压力”）和与排放管道相通的最终压缩室的压力之间的压缩室。

根据本发明的一个实施例，压缩机包括多个旁通通道和多个设在第一容积内、并且每个都与旁通通道相配合的旁通阀。

有利地，流道的截面适用于使油驱动速度足够确保压缩机自身的运行。此外，该流道可以沿着隔热罩的外周缘具有不恒定的截面。

有利地，隔热罩的外周缘位于与定涡壳的板相隔一定距离处。

有利地，各旁通阀安装在定涡壳的板的朝向隔热罩的表面。

优选地，压缩机包括至少一个旁通阀，其由可弹性形变的条制成，其可在关闭和打开相应的旁通通道的关闭和打开位置之间弹性形变。

有利地，各旁通通道包括通向相应的中间压缩室的第一端，和通向第一容积的第二端。

优选地，各旁通阀用于当其处于关闭位置时，封闭相应的旁通通道的第二端。

根据本发明的一个实施例，定涡壳的板具有外周壁，其密封地固定在密封外壳的内壁上。

根据本发明的一个有利的特征，定涡壳的板的朝向隔热罩的表面具有至少一个从内侧向外侧并且从隔热罩朝向动涡壳倾斜的表面，至少一个旁通阀安装在所述倾斜表面上。

优选地，压缩机包括：

-排放管道，其在定涡壳的板的中心区域形成，包括通向中心压缩室的第一端和用于与排放室连通的第二端，

-止回装置，其安装在定涡壳的板上，位于排放管道的第二端处，止回装置包括：

-至少一个排放口，其用于将排放管道和排放室连通，

-阀座，其包围着排放口，和

-排放阀，其可在使排放阀抵靠着阀座并封闭排放口的关闭位置与使排放阀离开阀座并打开排放口的打开位置之间进行移动，排放阀设置成当排放管道中的压力相对于排放室中的压力超过预设值时，排放阀移动至其打开位置。

有利地，隔热罩安装在定涡壳的板上，从而包围排放管道。

优选地，止回装置包括阀板，其包括至少一个排放口，并且阀座形成在阀板上。

根据本发明的一个优选实施例，压缩机包括顶靠装置，其用于限制旁通阀和/或排放阀向其打开位置的移动幅度。

无论如何，通过以下的文字说明并参考以非限制性的示例方式示出的该压缩机的一个实施例的附图，可以使本发明得到更好的理解。

图1是根据本发明的压缩机的纵向剖视图。

图2是图1中的压缩机的局部放大剖视图。

图3是根据本发明的一个备选实施例的压缩机的局部放大剖视图。

在以下描述中，不同实施例中的相同的元件使用相同的附图标记表示。

图1描述了处于直立位置的涡旋式制冷压缩机。然而，在不必对其结构作出重大改动的情况下，根据本发明的压缩机也可处于倾斜位置或水平位置。

图1示出的压缩机包括由壳体2界定出的密封外壳，其上端和下端分别被端盖3和基座4封闭。此外壳的组装可特别采用焊缝接合的方法获得。

压缩机的中间部分由机体5所占据，机体5用于安装压缩级6。该压缩级6包括：定涡壳7，其包括板8，定涡旋盘9从板8向下延伸；以及动涡壳10，其包括抵靠着机体5的板11，涡旋盘12从板11向上延伸。两涡壳的两个涡旋盘9和12彼此相互穿插从而形成具有可变容积的压缩室13。

定涡壳7的板8具有外周壁，其密封地紧固在密封外壳的内壁上，更具体地是紧固在端盖3的内壁上。定涡壳7的板8因此界定出两个容积：位于定涡壳7的板下方的吸入容积，和设在后者上方的压缩容积。

壳体2包括制冷剂气体进口（图中未示出），其通向吸入容积内，用于将制冷剂气体带入压缩机内。

压缩机包括设于吸入容积内的电动机。该电动机包括定子15，转子16位于定子21的中心。转子16固定至驱动轴17，其上端采用类似于曲轴的偏心轴方式。该上端啮合入动涡壳10的套筒形部分18。当它通过电机驱动进行旋转时，驱动轴17驱动动涡壳10做轨道运动。

驱动轴17的下端驱动油泵19将容纳在由基座4限定的油箱21内的油供应给在驱动轴的中心部分形成的供油管道22。

压缩机还包括排放管道23，其形成于定涡壳7的中心部分。排放管道23包括通向中心压缩室13a的第一端以及待用于与由压缩机的外壳和定涡壳7的板8限定出的高压排放室24连通的第二端。

压缩机包括止回装置25。止回装置25包括盘形的阀板26，其安装在定涡壳7的板8的排放管道23的第二端上。阀板26包括：多个排放口27，其用于将排放管道23和排放室24连通；和阀座28，其形成在阀板26的背对定涡壳7的表面上，并包围着排放口27。

止回装置25还包括排放阀29，其可在使排放阀29抵靠着阀座18并覆盖排放口27的关闭位置与使排放阀29离开阀座28并打开排放口27的打开位置之间进行移动。排放阀29设置成当排放管道23中的压力相对于排放室24中的压力超过预设值时（该预设值基本对应于排放阀29的调节压），排放阀将移动至其打开位置。排放阀29例如基本是环形的。

压缩机还包括支承板30，其安装在阀板26上，并用于当排放阀29处于其打开位置时，作为它的顶靠物。支承板30包括至少一个通道开孔31，其用于允许制冷剂流从排放口27流向排放室24。

压缩机还包括板形的隔热罩32，其设置在排放室24内并安装在定涡壳7的板8上，从而包围排放管道23。隔热罩32将排放室24分隔成由定涡壳7的板8和隔热罩32限定出的第一容积33a，以及由隔热罩32和密封外壳限定出的第二容积33b。隔热罩32包括基本垂直于压缩机的纵轴线延伸的第一部分32a，以及从第一部分延长并相对第一部分32a以倾斜的方式延伸的第二部分32b。

压缩机还包括至少一个流道34，其用于将第一与第二容积33a、33b连通。流道34有利地呈环形并由密封外壳的内壁、隔热罩32的外周缘和定涡壳的板限定。必须注意的是，流道34的尺寸可以随隔热罩32的外周缘变化。

压缩机还包括两个旁通通道35，其分别用于将第一容积33a与中间压缩室连通。各旁通通道35均由旁通导路形成，旁通导路形成在定涡壳7的板8内，并包括通向中间压缩室13b的第一端和出现在定涡壳7的板8的朝向阀板26一侧的表面中的第二端。

压缩机另外还包括设于第一容积33a内的两个旁通阀36。各旁通阀36均可在关闭旁通通道35之一的关闭位置和打开该旁通通道的打开位置之间移动。各旁通阀36设置成当相应的旁通通道所通入的中间压缩室13b中的压力相对于排放室24中的压力超过预设值时（该预设值基本对应于该旁通阀36的调节压），旁通阀将移动至其打开位置。

各旁通阀36安装在定涡壳7的板8的朝向隔热罩32的表面，并用于当其处于关闭位置时，封闭相应的旁通通道35，第二端。

此外，各旁通阀36有利地由可弹性形变的条制成，其能够在关闭相应的旁通通道的关闭位置与开通相应的旁通通道的打开位置之间弹性形变。

压缩机还包括支承板37，其与各旁通阀36配合，并用于当相应的旁通阀36处于其打开位置时，作为它的顶靠物。有利地，各支承板37以螺接的方式固定在定涡壳的板上。

以下将对涡旋式压缩机的运行进行描述。

当根据本发明的涡旋式压缩机启动时，动涡壳10被驱动轴17驱动做轨道运动，动涡壳的这种运动使得制冷剂进入可变容积压缩室13中，并在其中进行压缩。

在最佳运行条件下，各旁通阀36，在其朝向定涡壳7的板8的一面上受到低于排放室24中压力的压力。由此，所述旁通阀36保持在其关闭位置，从而将相应的旁通通道35所通向的中间压缩室13b隔离开。

结果，压缩室13中全部的被压缩的制冷剂流到达涡旋盘的中心，在排放阀29移动到其打开位置后，经过排放管道23并最终轴向地流过排放口27和通道开孔31而流向排放室24。

在非最佳的运行条件下，例如季节性地启动或除冰期间，各旁通阀36，在其朝向定蜗壳7的板8的一面上会受到高于排放室24中压力的压力。在这种情况下，该旁通阀36向其打开位置发生弹性变形，使相应的旁通通道35所通向的中间压缩室13b与第一容积33a连通。其结果是在一部分制冷剂流体到达涡旋盘中央之前，旁通通道35所通向的中间压缩室13b中包含的这部分制冷剂流体被排放到第一容积33a中。

这样的配置能够确保聚集在第一容积33a内的油的表面被制冷剂流体带过，或者聚集在第一容积33a内的一部分油穿过流道34被漏走，从而引起制冷剂流体中油的比例的增加。结果，聚集在第一容积33a内的一部分油借助制冷剂流体被排泄至压缩机的排放口（图中未示出）。

图3示出了一个备选实施例，其中与图1和图2示出的实施例的不同之处在于，隔热罩32具有第三部分32c，其从第二部分32b延长并基本平行于压缩机的纵轴线延伸。这样的配置能够减小分隔隔热罩和定涡壳的板的距离，从而有助于油雾穿过流道34泄出。

很显然，本发明并不限于上述仅作为例子的压缩机的实施例，与此相反，它还包括了所有备选的实施例。

Claims (9)

1.一种涡旋式制冷压缩机，包括：

-密封外壳；

-密封地固定在所述密封外壳上的定涡壳(7)和做轨道运动的动涡壳(10)，各涡壳(7，10)包括板(8,11)，涡旋盘从所述板延伸出，所述定涡壳和动涡壳的所述涡旋盘彼此相互啮合并限定出可变容积的压缩室，

-排放室(24)，其由所述定涡壳(7)的板(8)和所述密封外壳限定出，

-板形的隔热罩(32)，所述隔热罩(32)设置在所述排放室中并安装在所述定涡壳的所述板上，所述隔热罩将所述排放室分隔成由所述定涡壳的所述板和所述隔热罩界定出的第一容积(33a)，以及由所述隔热罩和所述密封外壳界定出的第二容积(33b)，

-至少一个流道(34)，其用于将所述第一和第二容积连通，

其特征在于，所述流道(34)至少部分地由所述密封外壳的内壁和所述隔热罩的外周缘限定出，并且所述压缩机还包括：

-至少一个旁通通道(35)，其形成于所述定涡壳的所述板(8)中，并用于将所述第一容积(33a)与中间压缩室(13b)连通，和

-至少一个旁通阀(36)，其设置在所述第一容积(33a)内，并与旁通通道(35)相配合，每个与旁通通道(35)相配合的旁通阀能够在关闭和打开相应的旁通通道(35)的关闭与打开位置之间移动，并设置成当相应的旁通通道所通向的所述中间压缩室中的压力相对于所述排放室(24)中的压力超过预设值时，所述旁通阀移动至其打开位置,

所述隔热罩(32)包括基本垂直于压缩机的纵轴线延伸的第一部分(32a)、从所述第一部分(32a)延长并相对所述第一部分(32a)以倾斜的方式延伸的第二部分(32b)、以及从所述第二部分(32b)延长并基本平行于压缩机的纵轴线延伸的第三部分(32c)。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述各旁通阀(36)安装在所述定涡壳(7)的所述板(8)的朝向所述隔热罩(32)的表面上。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述至少一个旁通阀以可弹性形变的条的形式制成，其可在关闭和打开相应的旁通通道的关闭和打开位置之间弹性形变。

4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，各旁通通道(35)包括通向所述相应的中间压缩室(13b)的第一端，和通向所述第一容积(33a)的第二端。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其特征在于，各旁通阀(36)设置成当其处于关闭位置时，封闭相应的旁通通道(35)的第二端。

6.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述定涡壳(7)的所述板(8)具有外周壁，其密封地固定在所述密封外壳的内壁上。

7.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述定涡壳(7)的所述板(8)的朝向所述隔热罩(32)的表面具有至少一个从内侧向外侧并且从所述隔热罩向所述动涡壳(10)倾斜的表面，至少一个旁通阀安装在所述倾斜表面上。

8.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机包括：

-排放管道(23)，其在所述定涡壳的所述板(8)的中心区域形成，包括通向中心压缩室(13a)的第一端和用于与所述排放室(24)连通的第二端，

-止回装置(25)，其安装在所述定涡壳的所述板上，位于所述排放管道的第二端处，所述止回装置包括：

-至少一个排放口(27)，其用于将所述排放管道(23)和所述排放室(24)连通，

-阀座(28)，其包围着所述排放口，和

-排放阀(29)，其能够在使所述排放阀抵靠着所述阀座并封闭所述排放口的关闭位置与使所述排放阀离开所述阀座并打开所述排放口的打开位置之间进行移动，所述排放阀设置成当所述排放管道中的压力相对于所述排放室中的压力超过预设值时，所述排放阀移动至其打开位置。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述隔热罩(32)安装在所述定涡壳的所述板(8)上，从而包围所述排放管道(23)。