CN104271955B - 带导向的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

提供了一种涡旋压缩机，其包括壳体和布置在所述壳体中的涡旋压缩机本体。所述涡旋压缩机本体包括第一涡旋本体和第二涡旋本体，所述第一涡旋本体和第二涡旋本体具有相应的基部和从相应的基部突出的相应的涡旋肋。所述涡旋肋构造成相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动，以便压缩流体。导向环与所述第一涡旋本体的周边表面接合，以限制所述第一涡旋本体在径向上的运动。此外，所述第一涡旋本体具有径向向外突出的限位突部，其抵接导向环的一部分，以限制第一涡旋本体在轴向和旋转方向中的一个方向上的运动。

Description

带导向的涡旋压缩机

技术领域

本发明总的来说涉及用于压缩制冷剂的涡旋压缩机，更具体地说，涉及一种装置，其用于在所述涡旋压缩机的运转过程中控制和/或限制涡旋件之间相对的轴向、径向和旋转运动中的至少一种。

背景技术

涡旋压缩机是用于各种应用的压缩制冷剂的某一类型的压缩机，这些应用例如为制冷、空气调节、工业冷却和冷冻应用，和/或可以使用压缩流体的其它应用。这种现有涡旋压缩机已知为例如从授权给Hasemann的美国专利No.6,398,530；授权给Kammhoff等的美国专利No.6,814,551；授权给Kammhoff等的美国专利No.6,960,070和授权给Kammhoff等的美国专利No.7,112,046中举例说明的涡旋压缩机，所有这些专利转让给与本受让人密切相关的Bitzer机构。由于本申请涉及能够在这些或其它涡旋压缩机设计中实施的改进，美国专利No.6,398,530；No.7,112,046；No.6,814,551和No.6,960,070的全部内容通过引用结合于此。

如这些专利所列举的，涡旋压缩机组件通常包括内部容纳有涡旋压缩机的外壳。涡旋压缩机包括第一和第二涡旋压缩机构件。第一压缩机构件通常被静止地布置并且固定在外壳中。第二涡旋压缩机构件可相对于第一涡旋压缩机构件移动，以便压缩在相应基部上方突出并接合在彼此中的相应涡旋肋之间的制冷剂。传统上，可动涡旋压缩机构件为了压缩制冷剂沿着围绕中心轴线的轨道路径被驱动。通常在同一外壳内设置适当的驱动单元，典型地为电动机，以驱动可动涡旋件。

在一些涡旋压缩机中，已知具有轴向约束，利用该轴向约束固定涡旋件具有有限范围的运动。这可能是令人期望的，由于当沿轨道运行涡旋和固定涡旋的温度升高时会引起这些部件热膨胀。用于控制这种约束的装置的实例在授权给Caillat等的美国专利No.5,407,335中示出，其全部内容通过引用结合于此。

本发明旨在改进现有技术的状况，因为它涉及涡旋压缩机的上述特征和其它特征。

发明内容

在一个方面，本发明的实施方式提供了一种涡旋压缩机，其包括壳体和布置在所述壳体中的涡旋压缩机本体。所述涡旋压缩机本体包括第一涡旋本体和第二涡旋本体，所述第一涡旋本体和第二涡旋本体具有相应的基部和从相应的基部突出的相应的涡旋肋。所述涡旋肋构造成相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动，以便压缩流体。导向环与所述第一涡旋本体的周边表面接合，以限制所述第一涡旋本体在径向上的运动。此外，所述导向环具有第一径向向外突出的限位突部以限制第一涡旋本体在轴向和旋转方向中的至少一个方向上的运动。

在具体实施方式中，所述第一涡旋本体在轴向方向上的运动被所述第一径向向外突出的限位突部限制，所述第一径向向外突出的限位突部构造成轴向抵接形成于所述导向环的底部中的凹口，并且配合在所述凹口内。在更具体的实施方式中，所述第一径向向外突出的限位突部附接至所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面。在更具体的实施方式中，所述第一涡旋本体包括第一径向向外突出的限位突部和第二径向向外突出的限位突部，所述第一和第二径向向外突出的限位突部间隔开大约180度，并且所述导向环具有适于接收所述第一和第二径向向外突出的限位突部的两个凹口。

在另一实施方式中，旋转方向上的运动被所述第一涡旋本体上的第三径向向外突出的限位突部限制，其中所述第三径向向外突出的限位突部被置于形成在所述导向环中的槽口内，并且所述第三径向向外突出的限位突部沿旋转方向抵接所述槽口的侧部。在具体实施方式中，所述第三径向向外突出的限位突部被附接到所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面。在某些实施方式中，所述第三径向向外突出的限位突部具有开口，其构造成接收键联接器的轴向突出部以限制所述键联接器的旋转运动。

在某些实施方式中，所述导向环构造成可拆卸地附接至所述曲轴箱，所述第一和第二涡旋本体被布置在所附接的导向环和曲轴箱中。具体实施方式还包括对所述第二涡旋本体起作用的键联接器，所述键联接器被布置在所附接的导向环和曲轴箱中。在更具体的实施方式中，所述导向环、曲轴箱和键联接器具有与所述壳体的内径大致相等的外径。在其它实施方式中，所述第一涡旋本体的径向运动通过所述第一涡旋本体和所述导向环之间的配合进行限制。

在其它实施方式中，旋转方向上的运动被所述第一涡旋本体上的第一径向向外突出的限位突部限制，其中所述第一径向向外突出的限位突部被置于形成在所述导向环中的槽口内，并且所述第一径向向外突出的限位突部沿旋转方向抵接所述槽口的侧部。某些实施方式还包括对所述第二涡旋本体起作用的键联接器，所述第一径向向外突出的限位突部具有开口，其构造成接收所述键联接器的轴向突出部以限制所述键联接器的旋转运动。

在另一方面，本发明的实施方式提供了一种压缩涡旋压缩机中的流体的方法。所述方法包括提供具有相应基部和从所述相应基部突出的相应涡旋肋的第一和第二涡旋压缩机本体。所述方法还提供了所述涡旋肋相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动以便压缩流体。在具体实施方式中，所述方法要求所述第一涡旋本体包括多个径向向外突出的限位突部。此外，所述方法包括利用构造成与所述多个径向向外突出的限位突部接合的导向环限制所述第一涡旋本体在径向、轴向和旋转方向上的运动。

当结合附图阅读下列详细描述时，本发明的其它方面、目的和优点将变得更加明显。

附图说明

包含在说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的多个方面，并且与描述一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的一实施方式的涡旋压缩机组件的等角剖视图；

图2是图1的涡旋压缩机组件的上部的等角剖视图；

图3是图1的涡旋压缩机组件的所选部件的分解等角视图；

图4是根据本发明的一实施方式的示例性键联接器和可动涡旋压缩机本体的透视图；

图5是根据本发明的一实施方式构成的导向环的顶部等角视图；

图6是图5的导向环的底部等角视图；

图7是根据本发明的一实施方式的导向环、曲轴箱、键联接器及涡旋压缩机本体的分解等角视图；

图8是图7的部件以组装方式示出的等角视图；

图9是根据本发明的一实施方式在外壳的顶端部的部件的等角剖视图；

图10是图9的部件的分解等角视图；

图11是根据本发明的一实施方式的浮动密封件的底部等角视图；

图12是图11的浮动密封件的顶部等角视图；

图13是涡旋压缩机组件的替换实施方式的所选部件的分解等角视图；以及

图14是根据本发明的一实施方式构成的涡旋压缩机组件的一部分的等角剖视图。

尽管下面将参考一些优选实施方式对本发明进行描述，但是本发明不局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖包括在如所附权利要求限定的本发明的精髓和范围内的所有替换方式、变型和等效方式。

具体实施方式

本发明的实施方式在附图中示出为通常包括外壳12的涡旋压缩机组件10，在外壳12中涡旋压缩机14可由驱动单元16驱动。涡旋压缩机组件10可布置在用于制冷、工业冷却、冷冻、空气调节或需要压缩流体的其它适当应用的制冷剂回路中。合适的连接口用于连接到制冷回路并且包括延伸穿过外壳12的制冷剂入口18和制冷剂出口20。涡旋压缩机组件10可通过驱动单元16的运转进行操作，以操作涡旋压缩机14，从而压缩进入制冷剂入口18并以压缩的高压状态离开制冷剂出口20的合适的制冷剂或其它流体。

用于涡旋压缩机组件10的外壳可以具有多种形式。在本发明的具体实施方式中，外壳12包括多个壳体段。在图1的实施方式中，外壳12包括中央圆柱形壳体段24、顶端壳体段26，和用作安装基部的单件式底部外壳28。在某些实施方式中，壳体段24、26、28由适当的钢板形成并且焊接到一起，以制成永久性外壳12。然而，如果期望拆开壳体，则可以提供包括金属铸件或机加工部件的其它壳体组件，其中壳体段24、26、28利用紧固件进行附接。

从图1的实施方式可以看出，中央壳体段24是圆柱形的，与顶端壳体段26连接在一起。在该实施方式中，隔板30布置在顶端壳体段26中。在组装过程中，这些部件可被组装成使得当顶端壳体段26被连接到中央圆柱形壳体段24时，围绕外壳12的圆周的单一焊缝将顶端壳体段26、隔板30和中央圆柱形壳体段24相连。在具体实施方式中，中央圆柱形壳体段24被焊接到单件式底部壳体28，然而，如上所述，替换实施方式包括将外壳12的这些段相连(例如，紧固件)的其它方法。外壳12的组装导致形成围绕驱动单元16并部分围绕涡旋压缩机14的封闭腔室31。在具体实施方式中，顶端壳体段26大体为圆顶形并且包括相应的圆柱形侧壁区域32，其抵接中央圆柱形壳体段24的顶部并且用于封闭外壳12的顶端。从图1还可以看出，中央圆柱形壳体段24的底部抵接刚好位于底端壳体段28的凸起环形肋34的外侧的平坦部。在本发明的至少一个实施方式中，中央圆柱形壳体段24和底端壳体段28用围绕外壳12的底端的圆周的外部焊缝连接起来。

在具体实施方式中，驱动单元16呈电动机组件40的形式。电动机组件40可操作地旋转和驱动轴46。此外，电动机组件40通常包括包含电线圈的定子50以及结合到驱动轴46上以与其一起旋转的转子52。定子50要么直接地要么通过适配器由外壳12支撑。定子50可以直接压配合到外壳12中，或可以配备有适配器(未示出)并且压配合到外壳12中。在具体实施方式中，转子52安装在由上、下轴承42、44支撑的驱动轴46上。给定子50通电是可操作的，以便可旋转地驱动转子52，从而使驱动轴46围绕中心轴线54旋转。申请人注意到，当术语“轴向”和“径向”用在本文中来描述部件或组件的特征时，相对于中心轴线54对这些术语进行定义。具体而言，术语“轴向”或“轴向延伸”是指在平行于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征，而术语“径向”或“径向延伸”表示在垂直于中心轴线54的方向上突出或延伸的特征。

参考图1，下部轴承件44包括大致圆柱形中心毂58，其包括提供圆柱轴承60的中心衬套和开口，驱动轴46被以轴颈安装在圆柱轴承60上，以实现旋转支撑。下部轴承件44的板状凸出区域68从中心毂58径向向外突出，并且用来将定子50的下部与润滑油贮槽76分开。下部轴承件44的轴向延伸的周边表面70可以与中央壳体段24的内径表面接合，以使下部轴承件44居中定位，从而保持下部轴承件44相对于中心轴线54的位置。这可以通过下部轴承件44和外壳12之间的过盈压配合支撑结构来实现。

在图1的实施方式中，驱动轴46具有附接在驱动轴46的底端的叶轮管47。在具体实施方式中，叶轮管47具有比驱动轴46小的直径，并且与中心轴线54同心对准。从图1可以看出，驱动轴46和叶轮管47穿过下部轴承件44的圆柱形毂58中的开口。在其上端，驱动轴46被以轴颈安装成在上部轴承件42内旋转。上部轴承件42还可以被称作“曲轴箱”。

驱动轴46还包括偏置偏心驱动段74，其具有围绕相对于中心轴线54偏置的偏置轴线的圆柱形驱动面75(在图2中示出)。偏置驱动段74被以轴颈安装在涡旋压缩机14的可动涡旋压缩机本体112的空腔内，从而当驱动轴46围绕中心轴线54旋转时，偏置驱动段74围绕轨道路径驱动可动涡旋压缩机本体112。为了对所有的各种轴承面进行润滑，外壳12在其底端设置内部提供适当润滑油的润滑油贮槽76。叶轮管47具有润滑油通道和形成在叶轮管47的端部的入口78。当驱动轴46旋转时，叶轮管47和入口78一起充当油泵，从而将油从润滑油贮槽76泵送至限定在驱动轴46内的内部润滑油通道80中。在驱动轴46旋转期间，离心力用来驱动润滑油克服重力作用向上通过润滑油通道80。润滑油通道80具有从其伸出的各种径向通道，以通过离心力将油供应给合适的轴承面，从而根据需要对滑动表面进行润滑。

如图2和3所示，上部轴承件或曲轴箱42包括：中心轴承毂87，驱动轴46被以轴颈安装在其中进行旋转；和支撑可动涡旋压缩机本体112的止推轴承84(也参见图9)。盘状部分86从中心轴承毂87向外延伸，该盘状部分终止于由分散间隔的柱89限定的断续周边支撑面88。在图3的实施方式中，中心轴承毂87在盘状部分86的下方延伸，而止推轴承84在盘状部分86上方的延伸。在某些实施方式中，断续周边支撑面88适于与外壳12过盈压配合。在图3的实施方式中，曲轴箱42包括四个柱89，每个柱具有构造成接收螺纹紧固件的开口91。应当理解，本发明的替换实施方式可以包括具有多于或少于四个柱的曲轴箱，或各柱可以全部是单独的部件。本发明的替换实施方式还包括各柱与导向环而不是与曲轴箱成一体的实施方式。

在诸如图3所示实施方式的某些实施方式中，每个柱89具有与外壳12的内表面径向向内间隔开的弧形外表面93、成角度的内表面95以及可以支撑导向环160的大致平坦的顶面97。在该实施方式中，断续周边支撑面88抵接外壳12的内表面。此外，每个柱89在其外顶部具有倒角边缘94。在具体实施方式中，曲轴箱42在相邻柱89之间包括多个空间244。在所示实施方式中，这些空间244为大致凹形，并且曲轴箱42的以这些空间244为界的部分不接触外壳12的内表面。

上部轴承件或曲轴箱42还通过轴承支架经由推力轴承84的轴向推力面96给可动涡旋压缩机本体112提供轴向推力支撑。尽管，如图1-3所示，曲轴箱42可以由单一部件整体提供，但是图13和14示出了替换实施方式，其中轴向推力支撑由单独的套环件198提供，该套环件沿环形阶梯接合面100组装并同心地设置在上部轴承件199的上部中。套环件198限定中心开口102，其尺寸大到除了与偏心偏置驱动段74隔开之外还足以与可动涡旋压缩机本体112的圆柱形衬套驱动毂128隔开，并允许偏心偏置驱动段74进行轨道偏心运动。

现在进一步详细描述涡旋压缩机14，该涡旋压缩机包括第一和第二涡旋压缩机本体，其优选地包括静止的固定涡旋压缩机本体110和可动涡旋压缩机本体112。虽然术语“固定”在本申请的上下文中通常指静止的或不可移动的，更具体地说，“固定”是指非轨道运行的未被驱动的涡旋件，但是应当承认，由于热膨胀和/或设计公差，一些有限范围的轴向、径向和旋转运动是可能的。

可动涡旋压缩机112布置成相对于固定涡旋压缩机本体110进行轨道运动，以便压缩制冷剂。固定涡旋压缩机本体包括从板状基部116轴向突出的第一肋114，并且设计成螺旋形。类似地，可动涡旋压缩机本体112包括从板状基部120轴向突出的第二涡旋肋118，并且呈类似的螺旋形。涡旋肋114、118彼此接合并且密封地抵接在相应的另一压缩机本体112、110的基部120、116的相应表面上。结果，多个压缩腔室122形成在压缩机本体112、110的涡旋肋114、118和基部120、116之间。在腔室内122内，发生制冷剂的逐步压缩。制冷剂以初始低压流过外部径向区域中环绕涡旋肋114、118的引入区域124(例如参见图1-2)。随着在腔室122内逐步压缩(因为腔室径向向内被逐步限定)，制冷剂经由被居中限定在固定涡旋压缩机本体110的基部116内的压缩出口126排出。已经压缩至高压的制冷剂可以在涡旋压缩机14运转期间经由压缩出口126从腔室122排出。

可动涡旋压缩机本体112与驱动轴46的偏心偏置驱动段74接合。更具体地，可动涡旋压缩机本体112的接收部包括圆柱形衬套驱动毂128，其利用设置在其中的可滑动轴承面可滑动地接收偏心驱动段74。详细地，偏心偏置驱动段74与圆柱形衬套驱动毂128接合，以便在驱动轴46围绕中心轴线54旋转期间使可动涡旋压缩机本体112围绕关于中心轴线54的轨道路径运动。考虑到该偏置关系导致相对于中心轴线54的重量失衡，该组件通常包括以固定角取向安装到驱动轴46上的配重130。配重130用来抵消由偏心偏置驱动段74和绕轨道路径2被驱动的可动涡旋压缩机本体112引起的重量失衡。配重130包括附接套环132和偏置重量区域134(参见图2和3中最佳示出的配重130)，其起到配重作用，从而平衡围绕中心轴线54旋转的部件的总重量。这通过内部平衡或抵消惯性力来减小整个组件的振动和噪音。

参考图4和7，可以看出涡旋压缩机14的导向运动。为了引导可动涡旋压缩机本体112相对于固定涡旋压缩机本体110的轨道运动，可以设置适当的键联接器140。键联接器140在涡旋压缩机领域通常称作“欧氏联轴器”。在该实施方式中，键联接器140包括外环本体142并且包括两个沿轴向突出的第一键144，其沿第一横向轴线146直线隔开并且在固定涡旋压缩机本体110的两个相应的键槽轨道或槽口115(在图1和2中示出)中紧密和直线地滑动，所述键槽轨道或槽口也沿第一轴线146直线隔开和对准。槽口115由静止的固定涡旋压缩机本体110限定，使得键联接器140沿第一横向轴线146的直线运动是相对于外壳12并垂直于中心轴线54的直线运动。键可以包括槽口、凹槽或者如图所示从键联接器140的环本体142轴向(即，平行于中心轴线54)突出的突起部。这种沿第一横向轴线146的运动控制引导可动涡旋压缩机本体112的整个轨道路径的一部分。

具体参考图4，键联接器140包括四个轴向突出的第二键152，其中，成对相对的第二键152相对于与第一横向轴线146垂直的第二正交的横向轴线154大体上平行地直线对准。存在两组协同作用以接收突出的滑动导向部分254的第二键152，该滑动导向部分在可动涡旋压缩机本体112的相反侧从基部120突出。导向部分254与两组第二键152直线接合，并通过导向部分254沿两组第二键152的滑动直线导向运动被引导沿第二正交的横向轴线进行直线运动。

从图4可以看出，四个滑动接触表面258设置在键联接器140的四个轴向突出的第二键152上。如图所示，每个滑动接触表面258被包含在其自身的单独象限252(象限252由相互垂直的横向轴线146、154限定)中。如图所示，滑动接触表面258的协同作用对设置在第一横向轴线146的每一侧。

通过键联接器140，可动涡旋压缩机本体112具有沿第一横向轴线146和第二正交的横向轴线154相对于固定涡旋压缩机本体110受约束的运动。由于只允许平移运动，从而可以防止可动涡旋本体的相对旋转。更具体地说，固定涡旋压缩机本体110将键联接器140的运动限制为沿第一横向轴线146的直线运动；进一步地，键联接器140在沿第一横向轴线146运动时承载可动涡旋件112沿第一横向轴线146与其一起运动。另外，可动涡旋压缩机本体能够通过由接收在第二键152之间并滑动的导向部分254提供的相对滑动运动沿第二正交的横向轴线154相对于键联接器140独立运动。通过允许沿两个相互垂直的轴线146、154同时运动，驱动轴46的偏心偏置驱动段74提供的在可动涡旋压缩机本体112的圆柱形衬套驱动毂128上的偏心运动转换为可动涡旋压缩机本体112相对于固定涡旋压缩机本体110的轨道路径运动。

为了承载轴向推力负载，可动涡旋压缩机本体112还包括在相对于导向凸缘部分262垂直的方向上(例如沿第一横向轴线146)突出的凸缘部分268。这些附加的凸缘部分268优选被包含在由导向凸缘部分262形成的径向边界内，以最佳地实现尺寸减小的优点。然而，该设计的另一个优点在于，可动涡旋压缩机本体112的滑动面254是打开的，并且不容纳在一槽口内。在制造过程中这是有利的，因为它提供了后续的机加工操作，如精铣，以便可以如所需的那样形成期望的公差和运行间隙。

通常，具有可动和固定涡旋压缩机本体的涡旋压缩机需要用于固定涡旋压缩机本体110的某种类型的约束，其限制径向运动和旋转运动但是允许一定程度的轴向运动，以使固定和可动涡旋压缩机本体110、112在涡旋压缩机14的运转过程中不被损坏。在本发明的实施方式中，该约束由导向环160提供，如图5-9所示。图5示出根据本发明的一实施方式构成的导向环160的顶侧。导向环160具有顶面167、圆柱形外周面178和圆柱形第一内壁169。图5的导向环包括四个孔161，诸如螺栓等紧固件可以插入这些孔，以允许将导向环160附接到曲轴箱42。在具体实施方式中，导向环160具有轴向凸起部分171(也称为安装凸台)，孔161设置在此处。本领域技术人员将认识到导向环的替换实施方式可以具有比用于紧固件的四个孔更多或更少的孔。导向环160可以是经机加工的金属铸件，或者，在替换实施方式中，可以是铁、钢、铝、或一些其它同样适用的材料的机加工部件。

图6示出导向环160的仰视图，其示出了形成于导向环160中的四个孔161连同两个槽口162。在图6的实施方式中，槽口162在导向环160上间隔开大约180度。每个槽口162在两侧以轴向延伸的侧壁193为边界。如图6所示，导向环160的底侧包括基部163，其在导向环160的整个圆周上是连续的，从而形成完整的圆柱形。但在两个槽口162的每一侧，存在半圆形阶梯部分164，其覆盖了一些基部163，使得凸耳165形成在导向环160的位于各半圆形阶梯部分164径向向内的部分上。最内直径或凸耳165以第一内壁169为边界。

第二内壁189沿每个半圆形阶梯部分164的内径延伸。每个半圆形阶梯部分164还包括底面191、凹口部166和倒角唇形部190。在图6的实施方式中，每个倒角唇形部190在半圆形阶梯部分164的整个长度上延伸，使得倒角唇形部190也为半圆形。每个倒角唇形部190位于底面191的径向最外边缘上，并从底面191轴向延伸。此外，每个倒角唇形部190在其内径上包括倒角的边缘表面192。当组装时，倒角的边缘表面192构造成与曲轴箱的每个柱89上的倒角边缘94配合。这些倒角表面的配合允许更容易更好配合的组装，并且减少由于制造公差导致的组装问题的可能性。

在图6的实施方式中，凹口部166在导向环160上大约分开180度，并且每个位于半圆形阶梯部分164的两个端部之间的大约中间位置。凹口部166在各侧以侧壁部197为界。凹口部166从而沿径向和轴向延伸到导向环160的半圆形阶梯部分164中。

图7示出根据本发明的一实施方式的涡旋压缩机14组件的分解视图。所示出的最上面的部件是导向环160，其适于配合在固定涡旋压缩机本体110的顶部。固定涡旋压缩机本体110具有一对第一径向向外突出的限位突部111。在图7的实施方式中，该对第一径向向外突出的限位突部111中的一个附接至第一涡旋肋114的最外周面117，而该对第一径向向外突出的的限位突部111中的另一个在周边表面119的下方附接至固定涡旋压缩机本体110的周边部分。在其它实施方式中，该对第一径向向外突出的限位突部111间隔开大约180度。此外，在具体实施方式中，该对第一径向向外突出的限位突部111中的每一个在其中具有槽口115。在具体实施方式中，槽口115可以是U形开口、矩形开口，或具有一些其它合适的形状。

固定涡旋压缩机本体110还具有一对第二径向向外突出的限位突部113，在该实施方式中，该对第二径向向外突出的限位突部111间隔开大约180度。在某些实施方式中，第二径向向外突出的限位突部113与第一径向向外突出的限位突部111共用共同的平面。此外，在图7的实施方式中，该对第二径向向外突出的限位突部113中的一个附接至第一涡旋肋114的最外周面117，而该对第二径向向外突出的的限位突部113中的另一个在周边表面119的下方附接至固定涡旋压缩机本体110的周边部分。可动涡旋压缩机本体112构造成保持在键联接器140的键内并且与固定涡旋压缩机本体110配合。如上文所说明，键联接器140具有两个轴向突出的第一键144，其构造成接收在第一径向向外突出的限位突部111中的槽口115内。当组装时，键联接器140、固定和可动涡旋压缩机本体110、112全部构造成布置在曲轴箱42内，曲轴箱42可通过示出为位于导向环160上方的螺栓168附接至导向环160。

仍然参考图7，固定涡旋压缩机本体110包括板状基部116(参见图14)和与板状基部116轴向间隔开的周边表面119。在具体实施方式中，周边表面119的整体围绕固定涡旋压缩机本体110的第一涡旋肋114，并且构造成抵接导向环160的第一内壁169，但导向环和固定涡旋压缩机本体在少于整个圆周上接合的各实施方式可以被想到。在本发明的具体实施方式中，第一内壁169被精确地规定公差以紧密配合在周边表面119周围，从而限制第一涡旋压缩机本体110的径向运动，并因此为第一涡旋压缩机本体110提供径向约束。板状基部116还包括径向延伸的顶面121，其从周边表面119向内径向延伸。径向延伸的顶面121朝向阶梯形部分123(参见图8)径向向内延伸。从该阶梯形部分123，圆柱形内毂区172和外周缘174轴向延伸(即，当组装到涡旋压缩机组件10中时，平行于中心轴线54)。

图8示出了被完全组装的图7的部件。导向环160将固定涡旋压缩机本体110相对于可动涡旋压缩机本体112和键联接器140牢固地保持在位。螺栓168附接导向环160和曲轴箱42。从图8可以看出，该对径向向外突出的限位突部111的每一个定位在导向环160的相应槽口162中。如上所述，该对第一径向向外突出的限位突部111中的槽口115构造为接收两个轴向突出的第一键144。采用这种方式，该对第一径向向外突出的限位突部111与导向环槽口162的侧部193接合，以防止固定涡旋压缩机本体110旋转，而键联接器的第一键144与槽口115的侧部接合，以防止键联接器140旋转。限位突部111还提供了附加的(对于限位突部113)轴向限位挡块。

虽然在图8的视图中不可见，但是该对第二径向向外突出的限位突部113(参照图7)的每一个被套入导向环160相应凹口部166中，以限制固定涡旋压缩机本体110的轴向运动，从而限定固定涡旋压缩机本体110轴向运动的可用范围的极限。导向环凹口部166构造成在导向环160和该对第二径向向外突出的限位突部113之间提供一些间隙，以在涡旋压缩机运转过程中在固定和可动涡旋压缩机本体110、112之间提供轴向约束。然而，径向向外突出的限位突部113和凹口部166也将固定涡旋压缩机本体110轴向运动的程度保持在可接受的范围内。

应当注意的是，“限位突出”一般用来指径向向外突出的限位突部111、113的任一者或两者。本发明的实施方式可以包括各对径向向外突出的限位突部中的仅仅一对，或者可能仅仅一个径向向外突出的限位突部，并且本文的特定权利要求可包括这些各种替代实施方式。

如图8所示，曲轴箱42和导向环160的设计允许键联接器140，以及固定和可动涡旋压缩机本体110、112具有与曲轴箱42和导向环160的直径大致相等的直径。如图1所示，这些部件可以抵接或几乎抵接外壳12的内表面，并且，同样地，这些部件的直径大致等于外壳12的内径。还显而易见的是，当键联接器140与周围的压缩机外壳12一样大时，这会在键联接器140内部提供了更多的空间用于更大的推力轴承，该更大的推力轴承又允许更大的涡旋组。这使涡旋压缩机14在给定直径的外壳12中可用的位移最大化，因此与传统的涡旋压缩机设计相比在更低的成本下使用更少的材料。

可以想到，在图7和8的实施方式中，第一涡旋压缩机本体110包括四个径向向外突出的限位突部111、113，这些限位突部111、113可提供第一涡旋压缩机本体110的径向约束，以及轴向和旋转约束。例如，径向向外突出的限位突部113可以构造为与凹口部166紧密配合，使得这些限位突部113充分地限制第一涡旋压缩机本体110沿第一横向轴线146的径向运动。另外，径向向外突出的限位突部111的每一个可具有凹口部，其构造成抵接第一内壁169的与导向环160的槽口162相邻的部分，以沿第二横向轴线154提供径向约束。尽管这种方法可能潜在地需要为限位突部111、113或凹口部166和槽口162保持一定的公差，但是在这些情况下，没有必要为导向环160的整个第一内壁169精确地规定公差，因为该特定的特征不被需要来提供第一涡旋压缩机本体110的径向约束。

参考图9-12，固定涡旋110的上侧(例如与涡旋肋相反的侧)支撑浮动密封件170，隔板30布置在浮动密封件170上方。在所示实施方式中，为了容纳浮动密封件170，固定涡旋压缩机本体110的上侧包括环形部，更具体地说，圆柱形内毂区172以及与内毂区172径向向外间隔开的外周缘174。内毂区172和外周缘174由基部116的径向延伸的盘区176连接。如图11所示，浮动密封件170的下侧具有适于容纳固定涡旋压缩机本体110的内毂区172的圆形切口。另外，从图9和10可以看出，浮动密封件的周边壁173适于稍微紧密地配合在外周缘174的内侧。采用这种方式，固定涡旋压缩机本体110相对于中心轴线54居中保持浮动密封件170。

在本发明的具体实施方式中，浮动密封件170的中央区域包括多个开口175。在所示实施方式中，所述多个开口175中的一个以中心轴线54为中心。中心开口177适于接收被固定到浮动密封件170的杆件181。如图9至12所示，环形阀179被组装到浮动密封件170，使得环形阀179覆盖浮动密封件170中的所述多个开口175，除了杆件181被插入的中心开口177。杆件181包括具有多个开口185穿过的上部凸缘183以及杆体187。从图9可以看出，隔板30具有中心孔33。杆件181的上部凸缘183适于穿过中心孔33，而杆体187插入穿过中心开口177。环形阀179根据需要沿杆件181上下滑动，以防止从高压腔室180倒流。利用这种结构，隔板30和固定涡旋压缩机本体110的组合用于使高压腔室180与外壳12内的低压区域188分离。杆件181引导和限制环形阀179的运动。虽然隔板30被示出为与顶端壳体段26的圆柱形侧壁区域32接合并在其内被径向约束，但是隔板30可替代地被圆柱形地设置并且被涡旋压缩机14的一些部分或部件轴向支撑。

在某些实施方式中，当浮动密封件170被安装在内毂区172和外周缘174之间的空间中时，浮动密封件170下方的空间利用钻通固定涡旋压缩机本体110到达腔室122(示于图2)的通气孔(未示出)加压。这向上推动浮动密封件170抵靠隔板30(示于图9)。圆形肋182压靠在隔板30的下侧，从而在高压放气和低压吸气之间形成密封。

虽然隔板30可以是冲压钢部件，但是它也可以被构造为铸件和/或机加工件(且可以由钢或铝制成)，以提供靠近由涡旋压缩机14输出的高压力制冷剂气体进行操作所必要的性能和结构特点。通过以这种方式铸造或加工隔板30，能够避免对这些部件进行重冲压。

在运转期间，涡旋压缩机组件10可操作，以在壳体入口18处接收低压制冷剂，并且压缩该制冷剂用于输送至高压腔室180，在高压腔室180处该制冷剂可通过壳体出口20输出。这允许低压制冷剂流过电动机组件40，从而冷却电动机组件40并从电动机组件40带走可能因电动机运转产生的热量。低压制冷剂然后可以纵向地流过电动机组件40，围绕并流过其中的空隙空间到达涡旋压缩机14。低压制冷剂填充形成于电动机组件40和外壳12之间的腔室31。从腔室31，低压制冷剂可以通过多个空间244流过上部轴承件或曲轴箱42，所述多个空间244由围绕曲轴箱42的圆周的凹部限定，以便在曲轴箱42与外壳12之间形成间隙。所述多个空间244可以相对于曲轴箱42的圆周成角度地间隔开。

在流过曲轴箱42中的多个空间244之后，低压制冷剂然后进入固定和可动涡旋压缩机本体110和112之间的引入区域124。从引入区域124，低压制冷剂在相反侧(固定涡旋压缩机本体110的每一侧的一个引入口)进入涡旋肋114、118之间并被逐步压缩通过腔室122，直到制冷剂在压缩出口126达到其最大压缩状态，制冷剂随后从压缩出口126通过多个开口175流过浮动密封件170并进入高压腔室180。从该高压腔室180，高压压缩的制冷剂随后从涡旋压缩机组件10流过壳体出口20。

图13和14示出了本发明的替换实施方式。代替形成为单一件的曲轴箱42，图13和14示出了与独立的套环件198组合的上部轴承件或曲轴箱199，套环件198为涡旋压缩机14提供了轴向推力支撑。在具体实施方式中，套环件198沿环形阶梯接合面100被组装到上部轴承件或曲轴箱199的上部。具有单独的套环件198允许配重230组装在附接于导向环160上的曲轴箱199内。这与先前实施方式描述的配重130位于曲轴箱42外侧的情形相比允许更紧凑的组件。

如上所述，并且从图13的分解图明显的是，导向环160可以以其在先前实施方式中附接到曲轴箱42相同的方式经由多个螺纹紧固件被附接到上部轴承件或曲轴箱199。配重230的扁平轮廓允许其被套在上部轴承件199的内部部分201中而不与套环件198、键联接器140，或可动涡旋压缩机本体112干涉。

包括这里所引用的出版物、专利申请和专利在内的所有参考文献通过引用结合于此，如同每个参考文献单独并明确指出通过引用结合于此并在这里全文给出。

在描述本发明的上下文中(特别是在所附权利要求书的上下文中)没有数量词修饰或用“所述”修饰以及类似的指代被解释为包括单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应理解为开放式术语(即，表示“包括但不限于”)，除非另有说明。这里所列数值范围仅作为单独描述落入范围内的每个独立数值的简写方法，除非另有说明，并且每个独立数值如单独描述那样结合在说明书中。本文描述的所有方法可以按任何合适的顺序执行，除非本文另有说明或者与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有实例或示例性措辞(例如，“诸如”)的使用仅用于更好地解释本发明并且不用于限制本发明的范围，除非另有说明。说明书中的措辞不应理解为表示对实施本发明必要的任何未要求保护的要素。

这里描述了本发明的优选实施方式，包括本发明人所知的用于实施本发明的最佳模式。通过阅读上述描述，对优选实施方式进行的变化对本领域普通技术人员来说显而易见。发明人期望熟练技术人员视情况使用这些变型，并且发明人希望本发明以除了本文明确描述之外的方式实施。因此，本发明包括适用法律所允许的记载在所附权利要求中的主题的所有修改和等同物。此外，本发明涵盖所有可能变型中的上述要素的任意组合，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。

Claims (29)

1.一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

涡旋压缩机本体，其布置在所述壳体中，并且包括第一涡旋本体和第二涡旋本体，所述第一涡旋本体和第二涡旋本体具有相应的基部和从相应的基部突出的相应的涡旋肋，其中所述涡旋肋相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动，以便压缩流体；和

导向环，其与所述第一涡旋本体的周边表面接合，以限制所述第一涡旋本体在旋转方向、轴向和径向上的运动，所述第一涡旋本体具有构造成限制所述第一涡旋本体在轴向和旋转方向这两个方向上的运动的第一径向向外突出的限位突部。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述第一涡旋本体在轴向方向上的运动被所述第一径向向外突出的限位突部限制，所述第一径向向外突出的限位突部构造成轴向抵接形成于所述导向环的底部中的凹口，并且配合在所述凹口内。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，所述第一径向向外突出的限位突部附接至所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面。

4.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其中，所述第一涡旋本体包括第一径向向外突出的限位突部和第二径向向外突出的限位突部，所述第一和第二径向向外突出的限位突部间隔开大约180度，并且所述导向环具有适于接收所述第一和第二径向向外突出的限位突部的两个凹口。

5.根据权利要求4所述的涡旋压缩机，其中，旋转方向上的运动还被所述第一涡旋本体上的第三径向向外突出的限位突部限制，其中所述第三径向向外突出的限位突部被置于形成在所述导向环中的槽口内，并且所述第三径向向外突出的限位突部沿旋转方向抵接所述槽口的侧部。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其中，所述第三径向向外突出的限位突部被附接到所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面。

7.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其中，所述第三径向向外突出的限位突部具有开口，其构造成接收键联接器的轴向突出部以限制所述键联接器的旋转运动。

8.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其中，旋转方向上的运动被所述第一涡旋本体上的第四径向向外突出的限位突部进一步限制，所述第四径向向外突出的限位突部构造成被接收在形成于所述导向环中的第二槽口内，并且所述第四径向向外突出的限位突部沿旋转方向抵接所述第二槽口的侧部。

9.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述导向环与曲轴箱分开地形成，所述导向环经由在所述导向环与所述曲轴箱之间轴向延伸的多个柱附接至所述曲轴箱，所述第一和第二涡旋本体被布置在所附接的导向环和曲轴箱中，并且还包括对所述第二涡旋本体起作用的键联接器，所述键联接器被布置在所附接的导向环和曲轴箱中并延伸到相邻柱之间的空间中，由此所述空间允许所述导向环、曲轴箱和键联接器具有与所述壳体的内径大致相等的外径。

10.根据权利要求9所述的涡旋压缩机，其中，所述导向环通过多个螺纹紧固件被安装到所述曲轴箱上。

11.根据权利要求9所述的涡旋压缩机，其中，所述导向环的底面和所述曲轴箱的顶面在所述导向环和所述曲轴箱的接合面处包括倒角面，以便于所述导向环和所述曲轴箱的组装。

12.根据权利要求9所述的涡旋压缩机，还包括构造成组装到所述曲轴箱的阶梯接合面中的套环件，所述套环件为所述第二涡旋本体提供轴向支撑。

13.根据权利要求12所述的涡旋压缩机，其中，所述套环件的构造允许配重被置于所述曲轴箱中。

14.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述第一涡旋本体的径向运动通过所述第一涡旋本体和所述导向环之间的滑动圆柱面进行限制。

15.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，旋转方向上的运动被所述第一涡旋本体上的第一径向向外突出的限位突部限制，其中所述第一径向向外突出的限位突部被置于形成在所述导向环中的槽口内，并且所述第一径向向外突出的限位突部沿旋转方向抵接所述槽口的侧部。

16.根据权利要求15所述的涡旋压缩机，其中，所述第一径向向外突出的限位突部附接至所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面。

17.根据权利要求15所述的涡旋压缩机，还包括对所述第二涡旋本体起作用的键联接器，所述第一径向向外突出的限位突部具有开口，其构造成接收所述键联接器的轴向突出部以限制所述键联接器的旋转运动。

18.根据权利要求17所述的涡旋压缩机，其中，所述第一涡旋本体包括所述第一径向向外突出的限位突部和第二径向向外突出的限位突部，第二径向向外突出的限位突部具有构造成接收所述键联接器的轴向突出部的开口，所述第一和第二径向向外突出的限位突部间隔开大约180度，并且所述导向环具有适于接收所述第一和第二径向向外突出的限位突部的两个相应的槽口。

19.根据权利要求17所述的涡旋压缩机，其中，所述第一涡旋本体在轴向方向上的运动还被所述第一涡旋本体上的第三径向向外突出的限位突部限制，所述第三径向向外突出的限位突部构造成轴向抵接形成于所述导向环的底部中的凹口，并且配合在所述凹口内。

20.一种压缩涡旋压缩机中的流体的方法，包括：

提供具有相应基部和从所述相应基部突出的相应涡旋肋的第一和第二涡旋压缩机本体，所述涡旋肋相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动以便压缩流体，所述第一涡旋本体包括多个径向向外突出的限位突部；

利用构造成与所述多个径向向外突出的限位突部接合的导向环限制所述第一涡旋本体在径向、轴向和旋转方向上的运动。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述导向环可拆卸地附接至曲轴箱，使得所述第一和第二涡旋本体布置在所附接的导向环和曲轴箱内。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将键联接器组装到所述第二涡旋本体的基部上，以引导所述第二涡旋本体的运动，所述键联接器构造成与所述多个径向向外突出的限位突部中的至少一个接合。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，限制所述第一涡旋本体在旋转方向上的运动包括使所述导向环构造有一个或多个槽口，每个槽口适于接收所述第一涡旋本体上的径向向外突出的限位突部。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，限制所述第一涡旋本体在轴向上的运动包括使所述导向环构造有一个或多个形成于所述导向环的底面中的凹口，每个凹口构造成接收所述第一涡旋本体上的径向向外突出的限位突部。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括将每个径向向外突出的限位突部附接到所述第一涡旋本体的最外周面上。

26.根据权利要求20所述的方法，还包括使所述导向环构造成精确地配合在所述第一涡旋本体的周边表面周围，以便限制所述第一涡旋本体的径向运动。

27.一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

涡旋压缩机本体，其布置在所述壳体中，并且包括第一涡旋本体和第二涡旋本体，所述第一涡旋本体和第二涡旋本体具有相应的基部和从相应的基部突出的相应的涡旋肋，其中所述涡旋肋相互接合，所述第二涡旋本体能够相对于所述第一涡旋本体移动，以便压缩流体；和

导向环，其可拆卸地附接到曲轴箱上，所述导向环具有多个槽口或凹口部，其构造成接收布置在所述第一涡旋本体上的对应的多个径向向外突出的限位突部，所述导向环和多个径向向外突出的限位突部构造成同时约束所述第一涡旋本体的轴向、径向和旋转运动。

28.根据权利要求27所述的涡旋压缩机，其中，所述多个径向向外突出的限位突部包括附接到所述第一涡旋本体的涡旋肋的最外周面的四个限位突部，所述四个径向向外突出的限位突部围绕所述第一涡旋本体的圆周间隔开大约90度。

29.根据权利要求27所述的涡旋压缩机，其中，所述多个径向向外突出的限位突部被设计成抵接相应的槽口或凹口部，以限制所述第一涡旋本体在轴向、径向和旋转方向上的运动。