CN108612655B - 一种具有冷却安装区的涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冷却安装区的涡旋压缩机，用于压缩机技术领域，包括机壳、压缩机构、驱动机构和冷却装置，压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有吸气管和排气管，驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接并能够带动动涡旋盘绕定涡旋盘公转，动涡旋盘上设有防自转机构，机壳外侧设有冷却安装区，冷却装置包括冷媒流道，冷媒流道能够引导系统冷凝器的液态冷媒对冷却安装区进行降温。其能够通过冷凝器的液态冷媒对冷却安装区进行降温，进而能够为一些对环境温度很敏感的配件或部件提供适宜的工作环境温度，保证温度不会太高，维持其工作稳定性。

Description

一种具有冷却安装区的涡旋压缩机

技术领域

本发明用于压缩机技术领域，特别是涉及一种具有冷却安装区的涡旋压缩机。

背景技术

现有车用半封闭式变频铝制涡旋压缩机，铝质壳体上设有一个吸气通道，壳体内为低压腔，温度相对较低。壳体端部通过连接结构紧固缸头端盖，缸头端盖上设置密封结构，与定涡旋盘之间形成高压高温排气腔。涡旋压缩机中的定涡旋盘与动涡旋盘是两个形状相同但角相位置相对错开180°的渐开线涡旋盘。其中，定涡旋盘固定在壳体上，动涡旋盘则由偏心轴带动，其轴线绕着旋转轴线做公转，定涡旋盘与动涡旋盘相互配合，实现制冷剂的压缩。

驱动该压缩机运转的变频控制器，内接压缩机电机，外接车载储能输电系统。为了实现信号的转换、放大、通断等功能，变频控制器上设有多个贴片式三极管。该贴片式三极管在工作过程中因自身功率耗散而发热、升温。变频控制器上其他电器元件也会因不可避免的功率耗散而发热、升温。而车载压缩机的使用环境决定了压缩机的工作环境温度会随地域、季节、日照条件、车辆散热条件及工况等因素变化而大幅波动。即车载压缩机有可能处于很高的工作环境温度中。

变频控制器中的贴片式三极管有一个关键特性参数“穿透电流(ICEO)”。该穿透电流对环境温度很敏感，环境温度越高，则该穿透电流越大，会严重影响贴片式三极管的工作稳定性，甚至失效。

为了降低贴片式三极管的环境温度，通常将变频控制器设置在通风良好、散热效果佳的地方；或者在半封闭式铝质涡旋压缩机的外壳上设置安装结构，将变频控制器紧贴壳体安装，让贴片式三极管尽量贴近铝制壳体，利用半封闭式铝制涡旋压缩机壳体内低压腔的低温属性对贴片式三极管进行降温。当压缩机在普通工况下运行时，壳体温升低，变频控制器的工作环境温度不会太高，维持工作稳定性。

但车辆工作环境决定，不可避免会出现极端恶劣的工况，如盛夏时的烈日暴晒、路面堵车、制冷系统热负荷过高、制冷系统真空度不良等，均会引起车载压缩机电机输入功率增大，排气温度异常升高，压缩机吸气温度异常升高，壳体温度过高。此时紧贴壳体放置的变频控制器不能被壳体散热，甚至会被壳体加热，提高了贴片式三极管的工作环境温度，穿透电流异常增大，严重影响变频控制器的工作稳定性甚至失效。

现有技术缺点：

1、为了降低动变频控制器的工作环境温度，将变频控制器与压缩机分开放置，将控制器放置在通风好的空间，即为分体式变频控制器，缺点是需要独立的安装机构及空间，而车辆结构紧凑，空间有限，不利于分体变频控制器的安装设置。

2、将变频控制器与壳体贴合安装，贴片式三极管贴近壳体，依靠较低温度的壳体进行散热。但遇到特殊情况，压缩机壳体温度异常升高时，不仅无法散热，甚至可能被壳体加热，造成负面作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有冷却安装区的涡旋压缩机，其能够为一些对环境温度很敏感的配件或部件提供适宜的工作环境温度，保证温度不会太高，维持其工作稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有冷却安装区的涡旋压缩机，包括机壳、压缩机构、驱动机构和冷却装置，所述压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管和与压缩腔的排气端相通的排气管，所述驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，所述曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接并能够带动动涡旋盘绕定涡旋盘公转，所述动涡旋盘上设有防自转机构，所述机壳外侧设有冷却安装区，所述冷却装置包括冷媒流道，所述冷媒流道能够引导系统冷凝器的液态冷媒对冷却安装区进行降温。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述机壳内部设有导通吸气管与压缩腔的进气端的低压腔，以及导通排气管与压缩腔的排气端的高压腔，所述冷却安装区位于机壳的低压腔，所述冷媒流道包括设在机壳内的喷液冷却管，所述喷液冷却管在冷却安装区的内侧设有管出口。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述喷液冷却管的外端通过节流毛细管与系统冷凝器的出口连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括能够调节喷液冷却管流量的温控调节装置。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述温控调节装置包括热敏双金属弹簧和设在喷液冷却管上的阀体，所述阀体具有过液孔和阀片，所述热敏双金属弹簧在受热后能够变形并带动所述阀片导通或扩大所述过液孔，所述热敏双金属弹簧在降温后能够变形并带动所述阀片缩小或隔断所述过液孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述热敏双金属弹簧通过立柱安装在冷却安装区所在的机壳内侧，所述阀片上设有阀门孔，所述阀体内在阀片的另一端设有辅助复位弹簧。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述动涡旋盘具有驱动座，所述驱动座上设有供曲轴的偏心部嵌入的驱动槽，所述机壳内设有头支架，所述头支架上设有穿置曲轴的曲轴孔，所述机壳的底部设有与曲轴尾端配合的曲轴端座，所述曲轴在偏心部的对侧设有平衡块，所述头支架具有平衡块避让槽，所述曲轴在曲轴孔内设有第一轴肩和第二轴肩，所述第一轴肩与曲轴孔之间设有第一轴承，所述头支架在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩与头支架轴承槽之间设有第二轴承。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述曲轴上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔，曲轴上设有导通第一轴承与斜油孔的第一曲轴润滑油孔、导通第二轴承与斜油孔的第二曲轴润滑油孔以及导通驱动槽和斜油孔的第三曲轴润滑油孔，曲轴上还设有与斜油孔导通的曲轴气孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述机壳包括壳体和封闭所述壳体顶部的顶盖，所述顶盖罩在所述定涡旋盘外侧，并在内部形成高压腔，所述顶盖上设有排气管，所述壳体上在远离顶盖的一端设有吸气管，所述顶盖上设有抵住定涡旋盘的高压腔维持结构，所述冷却安装区位于机壳的底部端面，所述冷却安装区设有变频控制器。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述定涡旋盘上在压缩腔的排气端设有排气阀片和排气阀限位板。

本发明的有益效果：本发明在机壳上设置冷却安装区，其能够将特定种类的配件或部件(例如但不限于变频控制器)直接安装在机壳上，结构紧凑；同时，其能够通过冷凝器的液态冷媒对冷却安装区进行降温，进而能够为一些对环境温度很敏感的配件或部件(例如但不限于变频控制器)提供适宜的工作环境温度，保证温度不会太高，维持其工作稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是本发明实施例阀片结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各部件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。

本发明提供了一种具有冷却安装区的涡旋压缩机，包括机壳1、压缩机构、驱动机构和冷却装置，所述压缩机构包括定涡旋盘21和动涡旋盘22，定涡旋盘21和动涡旋盘22配合形成压缩腔，机壳1上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管11和与压缩腔的排气端相通的排气管12，所述驱动机构包括定子31、转子32以及与转子32连接的曲轴33，所述曲轴33的偏心部与动涡旋盘22配合连接并能够带动动涡旋盘22绕定涡旋盘21公转，所述动涡旋盘22上设有防自转机构，防自转机构可采用十字滑环机构、环销机构(防自转环、防自转销)或钢珠加定珠圈等，所述机壳1外侧设有冷却安装区13，所述冷却装置包括冷媒流道，所述冷媒流道能够引导系统冷凝器的液态冷媒对冷却安装区13进行降温。

驱动机构工作时，转子32带动曲轴33旋转，从而带动动涡旋盘22绕定涡旋盘21中心公转，其公转半径即是动涡旋盘22和定涡旋盘21的中心距，也即曲轴偏心部的偏心量。通过该公转运动，制冷剂由吸气管吸入动涡旋盘22和定涡旋盘21组成的压缩腔，并随着压缩腔的容积变化而被压缩，从定涡旋盘21的中心排气端排出。

本发明在机壳上设置冷却安装区13，其能够将特定种类的配件或部件(例如但不限于变频控制器)直接安装在机壳1上，结构紧凑，以变频控制器为例，将变频控制器与机壳1贴合安装，贴片式三极管贴近机壳，依靠较低温度的壳体进行散热，利于分体变频控制器的安装设置；同时，其能够通过冷凝器的液态冷媒对冷却安装区13进行降温，进而能够为一些对环境温度很敏感的配件或部件(例如但不限于变频控制器)提供适宜的工作环境温度，保证温度不会太高，维持其工作稳定性，避免温度过高而工作不稳定甚至失效。

所述冷媒流道可采用流经冷却安装区13位置机壳的孔道，或者单独设置喷液冷却管，作为优选，所述机壳1内部设有导通吸气管11与压缩腔的进气端的低压腔14，以及导通排气管12与压缩腔的排气端的高压腔15，所述冷却安装区13位于机壳1的低压腔14区域，所述冷媒流道包括设在机壳1内的喷液冷却管41，所述喷液冷却管41在冷却安装区13的内侧设有管出口40，此处，以变频控制器为例，但本发明并不限于此，喷液冷却管41外部与冷凝器出口连接，提供液态制冷剂；内部则设置在变频控制器端，管出口40对准贴片式三极管安装位置，液态制冷剂喷出时，直接喷到贴片式三极管的安装部位，进行沸腾换热、吸收热量，给变频控制器、特别是贴片式三极管降温，避免温度过高而工作不稳定甚至失效。

所述喷液冷却管41的外端通过节流毛细管42与系统冷凝器的出口连接。该毛细管流量小于等于系统总的制冷剂流量，例如最大流量≤5％系统总的制冷剂流量；该毛细管接在冷凝器出口位置，介于冷凝器与系统的节流装置之间。

为了灵活控制喷液冷却管41的液态冷媒流量，还包括能够调节喷液冷却管41流量的温控调节装置。温控调节装置可采用温度传感器、控制器、电控阀的结构形式，作为优选，所述温控调节装置包括热敏双金属弹簧43和设在喷液冷却管41上的阀体44，所述阀体44具有过液孔和阀片45，所述热敏双金属弹簧43在受热后能够变形并带动所述阀片45导通或扩大所述过液孔，所述热敏双金属弹簧43在降温后能够变形并带动所述阀片45缩小或隔断所述过液孔。

为了更加精确的感知冷却安装区13的温度，所述热敏双金属弹簧43通过立柱46安装在冷却安装区13所在的机壳1内侧，所述阀片45上设有阀门孔47，阀门孔47具有足够长的长度，目的在于温度高、双金属弹簧伸长量持续增加时，喷液通路不会因阀门孔位移过大而异常关闭。

此外，为了是阀片45动作更加顺畅，所述阀体44内在阀片45的另一端设有辅助复位弹簧48。

温度较低时：热敏双金属弹簧43处于收缩状态，辅助复位弹簧48则处于拉伸受力状态；温度升高时：热敏双金属弹簧43伸长，辅助复位弹簧48收缩，则阀门孔47往喷液冷却管口移动，形成连通，实现喷液冷却功能。温度再降低时，阀门孔47反方向移动、复位，则关闭喷液冷却通路。热敏双金属弹簧43推动的阀片45关闭，当温度升高超过警戒值时，阀片45开启，开始喷液冷却；当温度降低后，阀片45关闭，停止喷液冷却，节省液体制冷剂，减少系统的冷量损失。

此外，所述动涡旋盘22具有驱动座23，所述驱动座23上设有供曲轴33的偏心部嵌入的驱动槽，所述机壳1内设有头支架51，所述头支架51上设有穿置曲轴33的曲轴孔，所述机壳1的底部设有与曲轴33尾端配合的曲轴端座，所述曲轴33在偏心部的对侧设有平衡块34，所述头支架51具有平衡块避让槽，所述曲轴33在曲轴孔内设有第一轴肩35和第二轴肩36，所述第一轴肩35与曲轴孔之间设有第一轴承37，所述头支架51在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩36与头支架轴承槽之间设有第二轴承38。

所述曲轴33上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔39，曲轴33上设有导通第一轴承37与斜油孔39的第一曲轴润滑油孔310、导通第二轴承38与斜油孔39的第二曲轴润滑油孔311以及导通驱动槽和斜油孔39的第三曲轴润滑油孔312，曲轴33上还设有与斜油孔39导通的曲轴气孔313。曲轴33可以通过斜油孔39的离心力作用，自由地泵油到相关摩擦副进行润滑。

所述机壳1包括壳体16和封闭所述壳体16顶部的顶盖17，所述顶盖17罩在所述定涡旋盘21外侧，并在内部形成高压腔15，所述顶盖17上设有排气管12，所述壳体16上在远离顶盖17的一端设有吸气管11，所述顶盖17上设有抵住定涡旋盘21的高压腔维持结构18，以避免定涡旋盘21在使用过程中发生位移。所述冷却安装区13位于机壳1的底部端面，所述冷却安装区13设有变频控制器6。变频控制器6通过变频控制器盖61固定在冷却安装区13。

此外，为了更好的控制排气，所述定涡旋盘21上在压缩腔的排气端设有排气阀片71和排气阀限位板72，排气阀片71在压缩腔的压力大于高压腔15压力时，排气阀片71自动打开，制冷剂排出，在压缩腔的压力小于高压腔15压力时，排气阀片71自动关闭。排气阀限位板72用于限制排气阀片71的开启角度，延长排气阀片71的寿命。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：包括机壳、压缩机构、驱动机构和冷却装置，所述压缩机构包括定涡旋盘和动涡旋盘，定涡旋盘和动涡旋盘配合形成压缩腔，机壳上具有与压缩腔的进气端相通的吸气管和与压缩腔的排气端相通的排气管，所述驱动机构包括定子、转子以及与转子连接的曲轴，所述曲轴的偏心部与动涡旋盘配合连接并能够带动动涡旋盘绕定涡旋盘公转，所述动涡旋盘上设有防自转机构，所述机壳外侧设有冷却安装区，所述冷却装置包括冷媒流道，所述冷媒流道能够引导系统冷凝器的液态冷媒对冷却安装区进行降温，所述冷媒流道包括设在机壳内的喷液冷却管，还包括能够调节喷液冷却管流量的温控调节装置，所述温控调节装置包括热敏双金属弹簧和设在喷液冷却管上的阀体，所述阀体具有过液孔和阀片，所述热敏双金属弹簧在受热后能够变形并带动所述阀片导通或扩大所述过液孔，所述热敏双金属弹簧在降温后能够变形并带动所述阀片缩小或隔断所述过液孔。

2.根据权利要求1所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述机壳内部设有导通吸气管与压缩腔的进气端的低压腔，以及导通排气管与压缩腔的排气端的高压腔，所述冷却安装区位于机壳的低压腔，所述喷液冷却管在冷却安装区的内侧设有管出口。

3.根据权利要求2所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述喷液冷却管的外端通过节流毛细管与系统冷凝器的出口连接。

4.根据权利要求1所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述热敏双金属弹簧通过立柱安装在冷却安装区所在的机壳内侧，所述阀片上设有阀门孔，所述阀体内在阀片的另一端设有辅助复位弹簧。

5.根据权利要求1、2或3所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述动涡旋盘具有驱动座，所述驱动座上设有供曲轴的偏心部嵌入的驱动槽，所述机壳内设有头支架，所述头支架上设有穿置曲轴的曲轴孔，所述机壳的底部设有与曲轴尾端配合的曲轴端座，所述曲轴在偏心部的对侧设有平衡块，所述头支架具有平衡块避让槽，所述曲轴在曲轴孔内设有第一轴肩和第二轴肩，所述第一轴肩与曲轴孔之间设有第一轴承，所述头支架在平衡块避让槽和曲轴孔之间设有头支架轴承槽，所述第二轴肩与头支架轴承槽之间设有第二轴承。

6.根据权利要求5所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述曲轴上设有与曲轴轴线互成倾角的斜油孔，曲轴上设有导通第一轴承与斜油孔的第一曲轴润滑油孔、导通第二轴承与斜油孔的第二曲轴润滑油孔以及导通驱动槽和斜油孔的第三曲轴润滑油孔，曲轴上还设有与斜油孔导通的曲轴气孔。

7.根据权利要求2或3所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述机壳包括壳体和封闭所述壳体顶部的顶盖，所述顶盖罩在所述定涡旋盘外侧，并在内部形成高压腔，所述顶盖上设有排气管，所述壳体上在远离顶盖的一端设有吸气管，所述顶盖上设有抵住定涡旋盘的高压腔维持结构，所述冷却安装区位于机壳的底部端面，所述冷却安装区设有变频控制器。

8.根据权利要求1、2或3所述的具有冷却安装区的涡旋压缩机，其特征在于：所述定涡旋盘上在压缩腔的排气端设有排气阀片和排气阀限位板。