CN114087176A - 涡旋压缩机的定涡旋和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡旋压缩机的定涡旋，其包括基板和从基板的第一端面延伸的定涡卷，以用于限定涡旋压缩机的一系列压缩腔，在定涡旋中设置有流体通道，其适于将来自喷气增焓流体源的喷气增焓流体输送至一系列压缩腔中的至少一个压缩腔，基板具有与第一端面相反的第二端面，在第二端面上设置有沿着第二端面以预定延伸线路延伸的开放式槽道，定涡旋还包括盖构件，盖构件以与开放式槽道的预定延伸线路一致的延伸线路延伸并且覆盖于开放式槽道，以限定构成流体通道的一部分的中间流体通道。本发明的涡旋压缩机的定涡旋提供加工方便、工序简单、喷气增焓喷射口设计自由度高且安装定位精确、结构简单、通道密封有效的喷气增焓流体通道。

Description

涡旋压缩机的定涡旋和涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体地，涉及一种具有改进的喷气增焓流体通道的涡旋压缩机的定涡旋。

背景技术

本部分提供了与本发明有关的背景信息，但这些信息并不必然构成现有技术。

在喷气增焓压缩机中，例如在喷气增焓的涡旋压缩机中，通过经由喷气增焓(EVI)通道将一部分中间压力的气体喷射到压缩腔中以与经过部分压缩的冷媒混合再压缩，增加了冷媒的循环量，加大了主循环回路的焓差，从而大大提高了压缩机的效率。

现有技术的涡旋压缩机的EVI喷射通道设计结构的构型方式通常为在定涡旋的基板中钻孔加工以形成喷射通道，结合图5进行描述，在定涡旋的基板1中加工一系列的横孔2、3和竖孔5，横孔2、3通过竖孔5与供喷气增焓流体流入的进入孔4连通，并且，横孔2、3通过呈竖孔形式的出口孔6与相应的压缩腔连通，从而将来自出口孔4的喷气增焓流体输送到各个压缩腔中。

在上述EVI的喷射通道中，两个横孔2和3均为超长深孔，该深孔的加工比较困难，加工过程中刀具断刃的风险很高。并且，用于加工深孔的钻头通常需要定制，整个EVI的喷射通道包含各种尺寸的孔径以及螺纹孔，所需加工的刀具数量较多，加工工序复杂，加工成本较高。此外，为了加工横孔、竖孔、流出孔而形成的与排气腔或者吸气腔连通位置需要采用堵头(未示出)封闭，使得所需的封闭点7较多(多达5个，图中示出了4个)，泄漏风险较高，且相应的所需堵头的数量较多，造成涡旋部件制造成本增加。另外，由于钻孔加工的横孔通常为直线通道，而通向压缩腔的出口孔6的设计只能位于横孔的路径上，这使得EVI喷射口设计位置的自由度受到很大的限制。

现有技术CN1213744A提供了一种改进的涡旋压缩机，其采用了横向节能器通道，该通道被限定在固定涡卷的外端面与覆盖的盖构件的配合端面之间。由于该节能器通道是形成在组装前外露的端面上，就可较容易地将复杂的横向通道机加工到该端面上。把该通道机加工到该端面上，再将盖构件和固定涡卷固定在一起用以关闭该通道，从而简化了较复杂的节能器横向通道的加工成形过程。然而，该现有技术的缺陷在于：通道流体泄漏风险高、结构复杂且安装定位不精确等。

发明内容

本部分提供本发明的总体概要，而不是对本发明的全部范围或所有特征的全面发明。

本发明的一个目的在于提供具有加工方便、工序简单、喷气增焓喷射口设计自由度高的喷气增焓通道的涡旋压缩机的定涡旋。

本发明的另一目的在于提供具有安装定位精确、结构简单和有效通道密封的喷气增焓通道的涡旋压缩机的定涡旋。

为了实现上述目的，提供了一种涡旋压缩机的定涡旋，所述定涡旋包括基板和从所述基板的第一端面延伸的定涡卷，所述基板和所述定涡卷用于限定所述涡旋压缩机的一系列压缩腔，在所述定涡旋中设置有流体通道，所述流体通道适于将来自喷气增焓流体源的喷气增焓流体输送至所述一系列压缩腔中的至少一个压缩腔，所述基板具有与所述第一端面相反的第二端面，所述基板在所述第二端面上设置有沿着所述第二端面以预定延伸线路延伸的开放式槽道，并且，所述定涡旋还包括盖构件，所述盖构件以与所述开放式槽道的预定延伸线路一致的延伸线路延伸并且覆盖于所述开放式槽道，以限定构成所述流体通道的一部分的中间流体通道。

有利地，所述盖构件嵌置在所述开放式槽道中，使得所述盖构件的背离所述开放式槽道的外表面齐平于或者低于所述第二端面。

有利地，所述开放式槽道为阶梯槽，所述阶梯槽包括底槽和安装定位槽，所述底槽与所述安装定位槽之间形成有台阶面，所述安装定位槽匹配地接纳所述盖构件并且通过所述台阶面支承所述盖构件，所述底槽形成所述中间流体通道。

有利地，所述定涡旋还包括布置在所述盖构件与所述开放式槽道之间的密封垫。

有利地，沿所述定涡旋的轴向方向观察，所述密封垫的的轮廓与所述盖构件的轮廓相同。

有利地，所述盖构件设置有多个紧固部，所述多个紧固部沿着所述盖构件的延伸方向交替地设置在所述盖构件的本体的相对的第一侧部和第二侧部。

有利地，所述多个紧固部为分别从所述第一侧部或所述第二侧部延伸的突部，在所述突部中设置有供紧固件穿过的紧固孔，沿着所述盖构件的延伸方向相邻的每两个紧固孔之间的距离大致相等。

有利地，所述开放式槽道包括第一分支开放式槽道和第二分支开放式槽道，所述第一分支开放式槽道和所述第二分支开放式槽道分别用于限定所述中间流体通道的第一分支中间流体通道和第二分支中间流体通道，所述流体通道还包括用于将喷气增焓流体引入至所述中间流体通道的引入通道和用于将引入至所述中间流体通道的喷气增焓流体排出至所述至少一个压缩腔的排出通道，所述引入通道在所述第一分支中间流体通道与所述第二分支中间流体通道的交界处连通至所述中间流体通道，所述排出通道分别设置在并且连通至所述第一分支中间流体通道的末端和所述第二分支中间流体通道的末端。

有利地，所述第一分支中间流体通道的长度与所述第二分支中间流体通道的长度大致相等，并且/或者，所述第一分支中间流体通道和所述第二分支中间流体通道均具有大致恒定的流通横截面积并且所述第一分支中间流体通道的流通横截面积与所述第二分支中间流体通道的流通横截面积大致相等。

有利地，所述中间流体通道的横截面呈正四边形或半圆形。

本发明还提供了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括上述的定涡旋。

有利地，在所述定涡旋的基板的第二端面侧设置有用于接纳经过压缩的高压工作流体的高压空间，使得所述盖构件的外表面暴露于所述高压空间中。

有利地，所述涡旋压缩机还包括设置在所述基板的第二端面处的可变容积比阀和/或压缩机构排气口阀，所述开放式槽道以避让所述可变容积比阀和/或所述压缩机构排气口阀的方式沿着所述第二端面延伸。

有利地，所述涡旋压缩机还包括盖板，所述盖板附接至所述基板的第二端面以在所述基板与所述盖板之间限定所述高压空间。

本发明的压缩机的定涡旋提供了改进的喷气增焓流体通道，定涡旋端板的第二端面上开设形成EVI通道的槽道，形状/轮廓延伸一致的盖构件安装在槽道上使得方便安装定位盖构件的同时有利于槽道的密封，实现准确的安装定位和有效的通道密封，同时加工方便、工序简单，还避免了定涡旋的基板上的其他结构特征的干涉，可以达到任意的相应喷气增焓流体喷射位置点，提高了喷气增焓流体喷射位置点设计的自由度。

附图说明

参照下面结合附图对本发明的示例性实施方式的详细说明，可以更加容易地理解本发明的以上和其他目的、特点和优点。在所有附图中，相同的或对应的技术特征或组成部分将采用相同或对应的附图标记来表示。在附图中：

图1为示出根据本发明的实施方式的包括喷气增焓通道构造的涡旋压缩机的一部分；

图2为示出了图1的包括喷气增焓通道构造的定涡旋的剖视立体图，其中，定涡旋的基板的第二端面上的开放式槽道和盖构件限定了喷气增焓通道；

图3a为示出了图2的去除了盖构件之后的定涡旋的剖视立体图；

图3b为示出了图3a的细节A的放大示意图；

图4为示出了根据本发明的实施方式的一个方面的压缩机的定涡旋的立体图，其中，定涡旋基板上的开放式槽道为两分支开放式槽道构造；

图5为示出了现有技术的包括喷气增焓通道构造的涡旋压缩机的定涡旋的剖视立体图。

具体实施方式

下面参照附图、借助于示例性实施方式对本发明进行详细描述。要注意的是，对本发明的以下详细描述仅仅是出于说明目的，而绝不是对本发明的限制。此外，在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件。本申请中的“内外”、“径向”、“横向”相对于压缩机的纵向轴线方向而言。

本发明所涉及的压缩机和压缩机构为应用有喷气增焓的压缩机及其压缩机构。在本发明的实施方式中，该压缩机可以是应用有喷气增焓的涡旋压缩机。可以理解的是，该压缩机也可以是应用有喷气增焓的其他类型的压缩机。

现在，将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。

参见图1至图3b，对根据本发明的一个实施方式的涡旋压缩机10的定涡旋100进行描述，定涡旋100包括基板110和从基板的第一端面110a延伸的定涡卷120，基板110和定涡卷120用于限定涡旋压缩机的一系列压缩腔，在定涡旋中设置有流体通道EP，流体通道EP适于将来自喷气增焓流体源的喷气增焓流体输送至一系列压缩腔中的至少一个压缩腔，在基板110的与第一端面110a相反的第二端面(即，外端面)110b处设置有沿着第二端面110b以预定延伸线路延伸的开放式槽道130，并且，定涡旋还包括盖构件140，盖构件140以与开放式槽道130的预定延伸线路一致的延伸线路延伸并且覆盖于开放式槽道130，以限定构成流体通道EP的一部分的中间流体通道EP2。

其中，“开放式槽道”解释为：该槽道在第二端面上开设并且在未安装盖构件的情况下、在远离该第二端面的方向上是敞开的，而在将盖构件安装成覆盖于该槽道之后，该槽道与盖构件一起限定出中间流体通道。“与延伸线路一致”解释为：从定涡旋的轴向方向观察时盖构件与开放式槽道轮廓相同或大体相同。例如，盖构件仅覆盖在开放式槽道上或者覆盖在开放式槽道及槽道边缘上而非基本上覆盖整个第二端面，盖构件可以呈长条状。

结合图1，喷气增焓流体源的喷气增焓流体通过安装至压缩机10的壳体11上的连接管12输送到压缩机10的定涡旋的流体通道EP中，特别地输送到由盖构件和开放式槽道限定的中间流体通道EP2中。根据上述构造，形成作为喷气增焓流体通道的开放式槽道由于形成在基板的第二端面上，使得可以利用简单的机加工方式例如铣削来实现，相应的加工工艺也变得简单，易于实现。同时，在整个开放式槽道的特征中，无特殊结构的加工特征，所需加工的刀具种类少，加工工序简单，加工成本较低。开放式槽道的预定延伸线路可以是直线或曲线(例如，大致U形)，只要避开定涡旋的基板上的其他结构特征，可以达到任意的相应喷气增焓流体喷射位置点，极大地提高了喷气增焓流体喷射位置点设计的自由度。并且，由于采用与槽道形状/轮廓一致的盖构件，能够避免对设置在第二端面上的其他特征的干涉，而实现了安装方便、结构更加简单、最小化流体泄露而实现有效密封。

在该实施方式中，所述盖构件140嵌置在开放式槽道130中，使得盖构件140的背离开放式槽道130的外表面142低于第二端面110b。当然可以想到的是，外表面142可以齐平于第二端面110b。该构造可以进一步避免干涉其他特征，且进一步有利于盖构件的安装定位。

在该实施方式的一个有利方面，所述开放式槽道130为阶梯槽，阶梯槽包括底槽131和安装定位槽132，并且在底槽131与安装定位槽132之间形成有台阶面1321，安装定位槽132匹配地接纳盖构件140并且通过台阶面1321支承盖构件140，底槽131形成中间流体通道EP2。借助于该构造，进一步有利于盖构件的安装定位和流体通道的密封。其中，安装定位槽132的底面可以形成台阶面1321，

参见图3a和图3b，在底槽131的底面1311上设置有供喷气增焓流体流入的进入孔1312和通向压缩腔的出口孔1313，该出口孔呈竖孔形式并且数目为两个，可以想到是，出口孔的数目可以根据需要设置为一个或多于两个。定涡旋100还包括与进入孔1312连通的中间竖向连接通道170和与喷气增焓流体源连通的横向流体流入通道180，中间竖向连接通道170与横向流体流入通道180连通，以将来自喷气增焓流体源的喷气增焓流体输送至中间流体通道EP2，进而通过出口孔1313经由出口通道供应至相应的压缩腔中。

参见图2，所述定涡旋100还包括布置在盖构件140与开放式槽道130之间的密封垫150。该密封垫进一步改进密封。额外地，在盖构件与安装定位槽的侧壁之间也可以设置有密封垫。其中，沿定涡旋100的轴向方向观察，密封垫150的的轮廓与盖构件140的轮廓相同。

在该实施方式的另一个方面，所述盖构件140设置有多个紧固部144(参见图2)，多个紧固部144沿着盖构件140的延伸方向交替地设置在盖构件的本体的(在图中示出为在径向方向上)相对的第一侧部和第二侧部。有利地，所多个紧固部144为分别从第一侧部或第二侧部延伸的突部，在突部中设置有供紧固件160穿过的紧固孔，沿着盖构件的延伸方向相邻的每两个紧固孔之间的距离大致相等。在附图中，紧固件示出为螺钉，紧固孔为螺纹孔，本领域的技术人员也可以想到其他的紧固件也可以用于将盖构件紧固至开放式槽道。该构造确保有效的密封，用于紧固盖构件的螺钉分布为径向内外相反两侧交替均匀分布，使得相邻螺纹孔的中心线之间的距离相等,可以有效地确保盖构件的下压力均匀作用在密封垫上而有利于密封。此外，开放式槽道上设置有匹配地接纳该突部的相应的凹槽。

根据本发明的实施方式的一个方面，参见图1、图2和图4，所述开放式槽道130包括第一分支开放式槽道133和第二分支开放式槽道134，第一分支开放式槽道133和第二分支开放式槽道134分别用于限定中间流体通道EP2的第一分支中间流体通道EP2a和第二分支中间流体通道EP2b，流体通道EP还包括用于将喷气增焓流体引入至中间流体通道EP2的引入通道EP1和用于将引入至中间流体通道EP2的喷气增焓流体排出至至少一个压缩腔的排出通道EP3，引入通道EP1在第一分支中间流体通道EP2a与第二分支中间流体通道EP2b的交界处连通至中间流体通道EP2，排出通道EP3分别设置在并且连通至第一分支中间流体通道EP2a的末端和第二分支中间流体通道EP2b的末端。在实施方式的其他方面，结合图3a和图3b，中间竖向连接通道170和与喷气增焓流体源连通的横向流体流入通道180可以形成引入通道EP1，与出口孔1313连通的出口通道可以形成排出通道EP3，再结合图4，第一分支开放式槽道133和第二分支开放式槽道134从底槽131的底面1311的进入孔1312分别延伸。

借助于上述构造，开放式槽道的多分支槽可以实现对各个压缩腔的喷气增焓。虽然分支槽道的数目示出为两个，可以根据对压缩腔输送喷气增焓流体的需要，分支槽道的数目可以是一个或多于两个，以对应于待输入喷气增焓流体的压缩腔的数目。

有利地，第一分支中间流体通道EP2a的长度与第二分支中间流体通道EP2b的长度大致相等，并且/或者，第一分支中间流体通道EP2a和第二分支中间流体通道EP2b均具有大致恒定的流通横截面积并且第一分支中间流体通道EP2a的流通横截面积与第二分支中间流体通道EP2b的流通横截面积大致相等。因此，长度相等的分支结构槽以确保各个压缩腔的流量基本一致，有利于保证涡旋压缩时相应的两个压缩腔的压缩量基本一致，确保了压缩机工作的稳定。

进一步地，所述中间流体通道EP2的横截面呈正四边形或半圆形，从而有效降低喷气增焓流体沿通道的阻力损失而有利于稳定流体喷射流量。

根据本发明的实施方式的另一个方面，在该涡旋压缩机10，其中，在定涡旋100的基板110的第二端面侧设置有用于接纳经过压缩的高压工作流体的高压空间，使得盖构件140的外表面142暴露于高压空间中。借助于该布置，高压工作流体(例如，排气压力)作用于盖构件进而作用于密封垫抵靠安装定位槽，使得进一步加强了密封垫的密封效果，泄漏风险小。特别地，涡旋压缩机还包括盖板(未示出)，盖板附接至基板110的第二端面110b以在基板110与盖板之间限定高压空间。

此外，所述涡旋压缩机10还可以包括设置在基板110的第二端面110b处的可变容积比阀和/或压缩机构排气口阀，开放式槽道130以避让可变容积比阀和/或压缩机构排气口阀的方式沿着第二端面110b延伸。

虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式。在不偏离本发明的权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。

Claims (14)

1.一种涡旋压缩机(10)的定涡旋(100)，所述定涡旋包括基板(110)和从所述基板的第一端面(110a)延伸的定涡卷(120)，所述基板(110)和所述定涡卷(120)用于限定所述涡旋压缩机的一系列压缩腔，在所述定涡旋中设置有流体通道(EP)，所述流体通道(EP)适于将来自喷气增焓流体源的喷气增焓流体输送至所述一系列压缩腔中的至少一个压缩腔，

其特征在于，所述基板(110)具有与所述第一端面(110a)相反的第二端面(110b)，所述基板(110)在所述第二端面(110b)上设置有沿着所述第二端面(110b)以预定延伸线路延伸的开放式槽道(130)，并且，所述定涡旋还包括盖构件(140)，所述盖构件(140)以与所述开放式槽道(130)的预定延伸线路一致的延伸线路延伸并且覆盖于所述开放式槽道(130)，以限定构成所述流体通道(EP)的一部分的中间流体通道(EP2)。

2.根据权利要求1所述的定涡旋(100)，其中，所述盖构件(140)嵌置在所述开放式槽道(130)中，使得所述盖构件(140)的背离所述开放式槽道(130)的外表面(142)齐平于或者低于所述第二端面(110b)。

3.根据权利要求1所述的定涡旋(100)，其中，所述开放式槽道(130)为阶梯槽，所述阶梯槽包括底槽(131)和安装定位槽(132)，所述底槽(131)与所述安装定位槽(132)之间形成有台阶面(1321)，所述安装定位槽(132)匹配地接纳所述盖构件(140)并且通过所述台阶面(1321)支承所述盖构件(140)，所述底槽(131)形成所述中间流体通道(EP2)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定涡旋(100)，其中，所述定涡旋(100)还包括布置在所述盖构件(140)与所述开放式槽道(130)之间的密封垫(150)。

5.根据权利要求4所述的定涡旋(100)，其中，沿所述定涡旋(100)的轴向方向观察，所述密封垫(150)的轮廓与所述盖构件(140)的轮廓相同。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的定涡旋(100)，其中，所述盖构件(140)设置有多个紧固部(144)，所述多个紧固部(144)沿着所述盖构件(140)的延伸方向交替地设置在所述盖构件的本体的相对的第一侧部和第二侧部。

7.根据权利要求6所述的定涡旋(100)，其中，所述多个紧固部(144)为分别从所述第一侧部或所述第二侧部延伸的突部，在所述突部中设置有供紧固件(160)穿过的紧固孔，沿着所述盖构件的延伸方向相邻的每两个紧固孔之间的距离大致相等。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的定涡旋(100)，其中：

所述开放式槽道(130)包括第一分支开放式槽道(133)和第二分支开放式槽道(134)，所述第一分支开放式槽道(133)和所述第二分支开放式槽道(134)分别用于限定所述中间流体通道(EP2)的第一分支中间流体通道(EP2a)和第二分支中间流体通道(EP2b)，

所述流体通道(EP)还包括用于将喷气增焓流体引入至所述中间流体通道(EP2)的引入通道(EP1)和用于将引入至所述中间流体通道(EP2)的喷气增焓流体排出至所述至少一个压缩腔的排出通道(EP3)，

所述引入通道(EP1)在所述第一分支中间流体通道(EP2a)与所述第二分支中间流体通道(EP2b)的交界处连通至所述中间流体通道(EP2)，所述排出通道(EP3)分别设置在并且连通至所述第一分支中间流体通道(EP2a)的末端和所述第二分支中间流体通道(EP2b)的末端。

9.根据权利要求8所述的定涡旋(100)，其中，所述第一分支中间流体通道(EP2a)的长度与所述第二分支中间流体通道(EP2b)的长度大致相等，并且/或者，所述第一分支中间流体通道(EP2a)和所述第二分支中间流体通道(EP2b)均具有大致恒定的流通横截面积并且所述第一分支中间流体通道(EP2a)的流通横截面积与所述第二分支中间流体通道(EP2b)的流通横截面积大致相等。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的定涡旋(100)，其中，所述中间流体通道(EP2)的横截面呈正四边形或半圆形。

11.一种涡旋压缩机(10)，其特征在于，所述涡旋压缩机包括根据权利要求1至10中任一项所述的定涡旋(100)。

12.根据权利要求11所述的涡旋压缩机(10)，其中，在所述定涡旋(100)的基板(110)的第二端面侧设置有用于接纳经过压缩的高压工作流体的高压空间，使得所述盖构件(140)的外表面(142)暴露于所述高压空间中。

13.根据权利要求12所述的涡旋压缩机(10)，其中，所述涡旋压缩机还包括设置在所述基板(110)的第二端面(110b)处的可变容积比阀和/或压缩机构排气口阀，所述开放式槽道(130)以避让所述可变容积比阀和/或所述压缩机构排气口阀的方式沿着所述第二端面(110b)延伸。

14.根据权利要求12或13所述的涡旋压缩机(10)，其中，所述涡旋压缩机还包括盖板，所述盖板附接至所述基板(110)的所述第二端面(110b)以在所述基板(110)与所述盖板之间限定所述高压空间。

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