CN1080835C - 涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

在涡旋压缩机中，通过压缩机构压缩的排出流体的背压将固定涡旋件压向可动涡旋件，由于固定涡旋件的进动而导致环形密封(接受排出流体压力的)产生的磨损粉末被封住，因此得到了涡旋压缩机的高效率和高稳定性。在固定涡旋件上有一个与排出口相流通的通口，在围绕该通口的固定涡旋件的相应部位上，有一个接受排出流体背压的压力承受表面，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件。围绕该通口和排出口之间的相连通的区域提供一个环形密封，以在固定涡旋件和上部构架之间形成密封，这个环形密封的设置需满足所必需的环形密封表面面积，在比环形密封的压力低的那一边形成一个环形凹槽。

Description

涡旋压缩机
本发明涉及一种在工用和民用制冷空调中使用的涡旋压缩机。
在制冷空调中使用的电力操作的压缩机被分为具有往复压缩部分的和具有旋转压缩部分的两类，这两类压缩机均已在工用和民用的制冷空调领域中被使用，并已成熟起来，在成本和性能上显出优势。涡旋式压缩机已投入实际应用，其高效、低噪音和低振动的性能使其在实际应用上具有优势。
美国专利NO.3874827揭示了这样一种结构：由排出流体产生的背压加在一个不公转的固定涡旋件上，这个涡旋件在轴向上是可以移动的。此背压将固定涡旋件向可动涡旋件的方向推动或按压。
在此结构中，在固定和可动涡旋件之间形成的数个压缩室的密封可以被加强，并且由一个简单的结构就可以强化其性能。
一般情况下，曾使用过这样的结构，将固定涡旋件和可动涡旋件的涡卷用径向方向上适当的力互相贴紧，以减少涡卷在径向方向上的泄漏。然而当固定涡旋件被设计成可沿轴向移动时，将可动涡旋件的涡卷紧贴住固定涡旋件涡卷的力和压缩气体的力产生了一个趋向于翻转固定涡旋件的力，这样造成固定涡旋件进动。每转动一次，这样的进动就发生一次，因此在环形密封部件会出现振动。环形密封部件的内、外侧之一与进动的固定涡旋件接触，而另一侧与不移动的静止的固定涡旋件的支撑部件相接触，而且环形密封部件将压力吸入部分与压力排出部分分开，压力吸入部分向固定涡旋件施以背压。当环形密封部件有振动产生时，环形密封部件会产生磨损粉末，磨损粉末被吸入包括固定涡旋件和可动涡旋件的压缩机构部分，被压缩，并流入与压缩机相连的制冷循环中，这可能引起膨胀阀和其它相关部分中的过虑装置的堵塞。从密封的性能考虑，很多情形下环形密封部件的材料是树脂的，环形密封部件的磨损量对压缩机的稳定性不会产生不利影响。然而所产生的磨损粉末的数量高于制冷循环所允许的灰尘的数量是很有可能的。
考虑到上述问题，本发明的一个目的就是提供一种涡旋压缩机，在这种涡旋压缩机的环形密封的低压侧形成一个凹糟，这种结构防止环形密封产生的磨损粉末进入制冷循环，因此可以得到涡旋压缩机的高稳定性。
按照本发明的一方面，提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括：
一个被支撑的可以在轴向上移动的固定涡旋件；和
一个被支撑的可以作公转运动的可动涡旋件，所说的可动涡旋件与固定涡旋件相啮合，在其间形成压缩室；
所述的压缩室借助于所述的公转运动，从通过吸入口抽吸流体的外周边向通向排出口的内部周边移动，以减少压缩室的体积，因此产生压缩功能，将流体排到排出口；
在固定涡旋件上形成一个通口，使压缩室与排出口相通，在围绕该通口的固定涡旋件的相应部位上形成了一个接受排出流体背压的压力承受表面，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件；
所述固定涡旋件和一个支撑部件之间，围绕所述通口与所述排出口之间相连通的区域设置有一个环形密封部分，以便在这些部位形成密封，这个环形密封部分的设置需满足必须的环形密封表面面积，并且在比环形密封部分的压力低的那一侧，在固定涡旋件的一个法兰的后表面形成一个环形凹槽。
在上述的涡旋压缩机中，最好形成一个凸台与凹槽相配合，配合的方式为：凸台与凹槽之间的间隙要大于固定涡旋件与固定涡旋件支撑部件之间的间隙。
按照本发明的另一方面，提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机包括：
一个被支撑的可以在轴向上移动的固定涡旋件；和
一个被支撑的可以作公转运动的可动涡旋件，所说的可动涡旋件与固定涡旋件相啮合，在其间形成压缩室；
所述的压缩室借助于所述的公转运动，从通过吸入口抽吸流体的外周边向通向排出口的内部周边移动，以减少压缩室的体积，因此产生压缩功能，将流体排到排出口；
在固定涡旋件上形成一个通口，使压缩室与排出口相通，在围绕该通口的固定涡旋件的相应部位上形成了一个接受排出流体背压的压力承受表面，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件；
所述固定涡旋件和一个支撑部件之间，围绕所述通口与所述排出口之间相连通的区域设置有一个环形密封部分，以便在这些部位形成密封，这个环形密封部分的设置需满足必须的环形密封表面面积，并且在比环形密封部分的压力低的那一侧，提供一个环形密封部件。
因此，在本发明中，在环形密封的低压侧设置了一个凹糟，这样当固定涡旋件进动引起环形密封磨损时，由环形密封产生的磨损粉末，因环形密封内、外侧之间存在压差，而向低压侧移动。这些磨损粉末储存在凹糟内，所以不会出现环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里排到制冷循环中的这种情况。
可以提供凸台与凹槽相配合，配合的方式是凸台与凹槽之间的间隙要大于固定涡旋件与固定涡旋件支撑部件之间的间隙。在这种结构情形下，环形密封的磨损粉末被储存在凹槽内，凸台进一步防止磨损粉末向外部周边移动，因此将不会出现环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里排到制冷循环中的这种情况。更进一步，可以在环形密封的低压侧提供环形密封部件，在这种结构情形下，将不会出现将高压和低压部分分开的环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里排到制冷循环中的这种现象。
图1是本发明涡旋压缩机的第一个实施例的横断面示图；
图2是按照本发明的第二个实施例一个涡旋压缩机的压缩机构部分的横断面示图；
图3是按照本发明的第三个实施例一个涡旋压缩机的压缩机构部分的横断面示图；
图4是一个传统涡旋压缩机的压缩机构部分的横断面示图；
下面将参照图1至图4对本发明进行说明。
第一个实施例
图1显示了本发明的第一个实施例。本实施例着力说明的是在制冷空调中使用的立式涡旋压缩机，图4是一个传统涡旋压缩机的一般结构。
参照传统的涡旋压缩机，涡旋式压缩机构2置于密闭容器1内的上部，驱动压缩机构2的电机3置于密闭容器1内的中部，储存油(润滑)4的油池5以及从油池5向要润滑的部件供给油4的导油管6置于密闭容器1内的下部。导油管6可以用其它类型的泵来代替。
压缩机构2包括一个固定涡旋件11和一个可动涡旋件12，两者之间象传统结构那样啮合。当驱动可动涡旋件12使其转动(即作一种公转运动)时，在涡旋件11和12两者之间形成的数个压缩室13，从通向抽吸(或吸入)口14的外部周边向通向排出口15的内部周边移动，以使各室的容积减少，由此产生压缩作用。
这些涡旋件的支持结构、驱动结构以及吸入、压缩和排出流体的导向结构可以是任何适合的结构。此实施例中，压缩机构2是垂直安装式的，而且上部的固定涡旋件11和下部的可动涡旋件12相啮合。电机3包括一个固定地安装在密闭容器1内侧的环形定子3a、一个位于定子3a内部的转子3b、以及固定地装在转子3b内部的曲柄轴16，以使压缩机构2中的可动涡旋件12转动。
曲柄轴16的下端部分被装在密闭容器1内的一个下部构架17上，在曲柄轴16的上端部分形成的主轴18被装在密闭容器1内的一个中间构架19上。支承曲柄轴16下端部分的滚柱轴承21固定在下部构架17上，支承主轴18的滑动轴承22安装在中间构架19上。这些轴承结构依然可以用其它合适的结构来替换。
可动涡旋件12由设置于中间构架19的上表面的推力轴承部分19a从下面支撑，可动涡旋件12的从动轴12a被装在曲柄轴16上形成的偏心轴承23内。这种结构使得可动涡旋件12的转动由曲柄轴16的转动带动。在可动涡旋件12和中间构架19之间有一个十字环24，它可以使可动涡旋件12在转动时作沿轨道的公转运动。
固定涡旋件11由一个上部构架25支撑。此上部构架25固定地安装在密闭容器1的内部，位于固定涡旋件11的上方，这样可使固定涡旋件11在轴向上沿柱面滑动部分31移动。如图1至图4所示，从上部构架25处突出的一销钉26固定在于固定涡旋件11上形成的径向加长的凹槽27内，防止固定涡旋件11转动。
固定涡旋件11在其大致中心部分的位置上形成有一个通口28，通过此通口28使压缩室13与排出口15相通。在通口28周围的固定涡旋件11的上表面上形成了一个接受排出流体背压的压力承受表面28a，作用在压力承受表面28a上的背压将固定涡旋件11压向可动涡旋件12，这一简单结构保证了介于两个涡旋件11和12之间的压缩室的密封。在通口28和排出口15之间的流通区域周围，介于固定涡旋件11和上部构架25之间有一个环形密封29，这个环形密封的作用是防止排出的制冷介质从此流通区域的泄漏。
此实施例的压缩机是用于制冷空调的涡旋压缩机，因此由压缩机构2吸入、压缩并该压缩机构2排出的流体是一种制冷介质，并且油4与这种制冷介质是相容的。
一个气体吸入管32与吸入口14相接，一个气体排出管34通过密闭容器1内的排出室33与排出口15相接。
导油管6安装在曲柄轴16的下端，与压缩机构2一同被驱动，从油池5向在曲柄轴16内部沿纵向形成油的通道35内供给油4，接着先将油4供到偏心轴承23。到达偏心轴承23的部分油4通过间隙进一步供到滑动轴承22和压缩机构2，而剩余部分将通过通道36返回到位于密闭容器1下端部分的油池5。
由压缩机构2吸入、压缩并从那里排出的制冷介质在压缩机构2内与油4接触，并携带油4，将其带到各个部分，以实现必须的润滑。
如图1所示，环形密封29包括一个环形密封部件41，环形密封部件41介于相对的分别形成于固定涡旋件和上部构架25的柱形滑动表面29a和29b之间，环形密封29的设计达到：满足防止高压排出流体(制冷介质)泄漏所必须的密封表面区域的要求。在环形密封29的低压侧，在固定涡旋件11上有一个环形凹糟42。此实施例中，虽然环形凹糟42是在固定涡旋件11上形成的，但它也可以在上部构架25上形成，或者在固定涡旋件11和上部构架25上分别制成两个这样的环形凹槽。
在这种结构下，当固定涡旋件11进动时，环形密封部件41被磨损产生粉末，这种粉末被储存在环形凹槽42内，防止其沿径向向外飞出环形凹槽42。因此不会发生磨损粉末从固定涡旋件11的外周部分被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里通过排气管34被排到制冷循环中这种现象。这就保证了压缩机的高稳定性和高效率。
第二个实施例
图2显示了本发明的第二个实施例。在上部构架25上形成一个环形凸台(凸状部分)43，与位于环形密封部件41的低压侧的固定涡旋件11上形成的环形凹槽42相配合或插入该环形凹槽42中，环形凹槽42和环形凸台43之间的间隙要大于固定涡旋件11与上部构架25的固定涡旋件的支撑部件50之间的间隙。这样的环形凹槽也可以在上部构架25上作出，而这样的环形凸台也可以在固定涡旋件11上制成。
在这种结构下，当固定涡旋件11进动时，环形密封部件41被磨损产生粉末，这种粉末被储存在环形凹槽42内，在上部构架25上形成的环形凸台43防止粉末移动，因此避免了粉末向环形凹槽42的外部(即低压侧)飞出。因此不会引起磨损粉末从固定涡旋件11的外周部分吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里通过排气管34被排到制冷循环中这种现象的发生。这就保证了压缩机的高稳定性和高效率。
第三个实施例
图3显示了本发明的第三个实施例。此实施例中，在环形密封部件41的低压侧有一个环形密封部件46。在这种结构下，当固定涡旋件11进动时，环形密封部件41被磨损产生粉末，环形密封部件46防止磨损粉末向低压侧移动。因此不会发生磨损粉末从固定涡旋件11的外周部分吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里通过排气管34被排到制冷循环中这种现象。这就保证了压缩机的高稳定性和高效率。
图2和图3中的其它结构是与第一个实施例的相应部分大致相同的，因此分别借用了相同的序号表示相同的部件或部分，省略了重复的说明。
如上所述，按照本发明涡旋压缩机的主要性能，固定涡旋件相对于固定涡旋件的支撑部分通过柱形滑动部分的引导，在轴向上是可移动的。围绕着将压缩室与排出口之间连通的通口设置的压力承受表面接受来自排出流体的背压，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件，借此加强压缩室的密封。除此之外，在固定涡旋件和支撑部件之间，围绕通口和排出口之间的连通域区形成具有必须的密封表面面积的环形密封部分，由此确实地防止了高压排出流体的泄漏，并且在环形密封部分的低压侧提供了环形凹槽，这样由于固定涡旋件进动而由环形密封产生的磨损粉末可以被储存在环形凹槽内，因此不会出现环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里被排到制冷循环中这种现象。这就保证了涡旋压缩机的高稳定性和高效率。
所提供的凸台是以这样的方式嵌入凹槽，即凸台与凹糟之间的间隙要大于固定涡旋件与固定涡旋件支撑部件之间的间隙。在此结构情况下，由于固定涡旋件进动而由环形密封产生的磨损粉末可以被被封住，因此不会引起环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里被排到制冷循环中这种现象的发生。这就保证了涡旋压缩机的高稳定性和高效率。
按照本发明涡旋压缩机的主要性能，固定涡旋件相对于固定涡旋件的支撑部分通过柱形滑动部分的引导，在轴向上是可移动的。围绕着将压缩室与排出口之间连通的通口设置的压力承受表面接受来自排出流体的背压，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件，借此加强压缩室的密封。除此之外，在固定涡旋件和支撑部件之间、围绕通口和排出口之间的连通区域形成具有必须的密封表面面积的环形密封部分，由此确实地防止了高压排出流体的泄漏，并且在环形密封的低压侧提供了环形密封部件，这样由于固定涡旋件进动而由环形密封产生的磨损粉末可以被被封住，因此不会出现环形密封的磨损粉末被吸入压缩机构、在那里被压缩并从那里被排到制冷循环着速度这种现象。这就保证了涡旋压缩机的高稳定性和高效率。

Claims (3)

1.一种涡旋压缩机，包括：
一个被支撑的可以在轴向上移动的固定涡旋件；和
一个被支撑的可以作公转运动的可动涡旋件，所说的可动涡旋件与固定涡旋件相啮合，在其间形成压缩室；
所述的压缩室借助于所述的公转运动，从通过吸入口抽吸流体的外周边向通向排出口的内部周边移动，以减少压缩室的体积，因此产生压缩功能，将流体排到排出口；
在固定涡旋件上形成一个通口，使压缩室与排出口相通，在围绕该通口的固定涡旋件的相应部位上形成了一个接受排出流体背压的压力承受表面，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件；
所述固定涡旋件和一个支撑部件之间，围绕所述通口与所述排出口之间相连通的区域设置有一个环形密封部分，以便在这些部位形成密封，这个环形密封部分的设置需满足必须的环形密封表面面积，在所述固定涡旋件和所述支撑部件中的至少一个内并且在比环形密封部分的压力低的那一侧还形成一个环形凹槽。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征是，在所述固定涡旋件和所述支撑部件中的至少一个内设置一个凸台，与所述凹槽相配合，配合的方式为：凸台与凹槽之间的间隙要大于固定涡旋件与固定涡旋件支撑部件之间的间隙。
3.一种涡旋压缩机，包括：
一个被支撑的可以在轴向上移动的固定涡旋件；和
一个被支撑的可以作公转运动的可动涡旋件，所述的可动涡旋件与固定涡旋件相啮合，在其间形成压缩室；
所述的压缩室借助于所述的公转运动，从通过吸入口抽吸流体的外周边向通向排出口的内部周边移动，以减少压缩室的体积，因此产生压缩功能，将流体排到排出口；
在固定涡旋件上形成一个通口，使压缩室与排出口相通，在围绕该通口的固定涡旋件的相应部位上形成了一个接受排出流体背压的压力承受表面，以便将固定涡旋件压向可动涡旋件；
所述固定涡旋件和一个支撑部件之间，围绕所述通口与所述排出口之间相连通的区域设置有一个环形密封部分，以便在这些部位形成密封，这个环形密封部分的设置需满足必须的环形密封表面面积，在所述固定涡旋件和所述支撑部件之间并且在比环形密封部分的压力低的那一侧还设有一个密封部件。
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