CN116006476A - 一种压缩机排气结构和压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩机排气结构和压缩机。其中压缩机排气结构和压缩机包括：动盘、静盘和曲轴，所述动盘和所述静盘之间形成压缩腔，所述静盘上设置第一排气孔，所述动盘上设置有第二排气孔，所述第一排气孔、所述第二排气孔与压缩腔相连通，所述曲轴朝向所述动盘的端部设置有凹槽，所述凹槽与所述动盘围合成缓冲腔，所述曲轴上设置有第三排气孔，所述缓冲腔的一侧连通所述第二排气孔，另一侧连通所述第三排气孔的进口，所述第三排气孔的出口连通至压缩机的壳体内腔。根据本发明，能够克服现有技术中的缩机的静涡旋排气口的通流截面面积小，导致压缩效率低的缺陷，提升压缩机可靠性。

Description

一种压缩机排气结构和压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机排气结构和压缩机。

背景技术

涡旋压缩机广泛应用于商用空调系统、热泵及冷冻系统，主要由壳体、压缩机构、支撑机构、驱动机构、工作流体吸入管和工作流体排出管等零部件组成。动涡旋与静涡旋相差相位角180度对置安装在上支架上，在动涡旋和上支架之间设置有防止动涡旋自转的防自转机构，动涡旋在驱动部件驱动下和防自转机构的限制下，围绕静涡旋的中心以基圆半径做平动转动。啮合形成一系列相互隔离且容积连续变化的压缩腔。制冷剂工作流体经吸入管进入涡旋泵体内，动涡旋和静涡旋上的螺旋涡卷组成的压缩结构吸气并压缩，经过压缩结构压缩后的高压气体经静涡旋的排气孔排出泵体进入壳体内，然后再通过壳体上的流体排出管进入制冷循环系统。

随着商用多联机及其他制冷系统的技术需求提升，涡旋压缩机朝着高速运行趋势不断发展。目前的静涡旋排气口受限于涡旋型线的几何特征，较难继续提高其通流截面面积，这将导致涡旋压缩机高速运行工况下的排气阻力快速增加，过压缩损失增加，压缩效率下降，整机运行能耗增加。同时由于高速运行条件下过压缩严重，泵体压缩腔内部压力及温度均比压缩机中低速运行时高，影响泵体内部变形情况及冷冻油润滑效果，最终将影响压缩机运行可靠性。

由于现有技术中的压缩机存在静涡旋排气口的通流截面面积较小，导致压缩机排气阻力增加，过压缩损失增加，压缩效率下降等技术问题，因此本发明研究设计出一种压缩机排气结构和压缩机。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缩机的静涡旋排气口的通流截面面积小，导致压缩效率低的缺陷，从而提供一种压缩机排气结构和压缩机。

为了解决上述问题，本发明提供一种压缩机排气结构和压缩机，其包括：

动盘、静盘和曲轴，所述动盘和所述静盘之间形成压缩腔，所述静盘上设置第一排气孔，所述动盘上设置有第二排气孔，所述第一排气孔、所述第二排气孔分别与压缩腔相连通，所述曲轴朝向所述动盘的端部设置有凹槽，所述凹

槽与所述动盘围合成缓冲腔，所述曲轴上设置有第三排气孔，所述缓冲腔的一5侧连通所述第二排气孔，另一侧连通所述第三排气孔的进口，所述第三排气孔的出口连通至压缩机的壳体内腔。

在一些实施方式中，沿所述曲轴的径向，所述曲轴上设置有第四排气孔，所述第三排气孔沿所述曲轴的轴向布置，所述第四排气孔的一端连通所述第三排气孔，另一端连通所述压缩机的壳体内腔。

0在一些实施方式中，所述动盘底部具有安装部，所述曲轴端部具有偏心部，

所述安装部与所述偏心部相配合，所述安装部与所述偏心部之间设置有密封结构，所述密封结构呈环状，所述密封结构将所述安装部与所述偏心部之间的空间分成第一空间和第二空间，所述第二排气通道、所述缓冲腔和所述第三排气通道均与所述第一空间连通。

5在一些实施方式中，所述压缩机排气结构还包括输油孔，所述输油孔沿轴

向贯穿所述曲轴，所述输油孔与所述第二空间连通。

在一些实施方式中，所述偏心部的一侧具有切边，所述输油孔的进口设置在所述切边上，所述输油孔的出口位于所述曲轴的底部。

在一些实施方式中，所述输油孔的进口设置有导油管，所述导油管的出口0沿所述曲轴的径向布置，所述导油管的出口连通所述第二空间连通，或，当所述输油孔未贯穿所述曲轴时，沿所述曲轴的径向，所述曲轴上设置有出油口，所述出油口一端连通所述第二空间连通，另一端连通所述输油孔。

在一些实施方式中，所述第一排气孔的横截面积为S1，所述第二排气孔的横截面积为S2，其满足：0.3≤S2/S1≤1。

5在一些实施方式中，所述第二排气孔包括第一段和第二段，所述第一段连通所述压缩腔，所述第二段的两端分别连通所述第一段和所述缓冲腔，所述第二段内设置阀片，所述阀片能打开或关闭所述第一段的出口。

在一些实施方式中，所述第二段的内径大于所述第一段的内径，沿所述第二段的周向，所述阀片上设置有多个通孔，且，所述通孔与所述阀片中心之间0的最短距离小于所述第一段的内径。

在一些实施方式中，所述第二段设置有固定件和弹性件，所述弹性件的一端连接所述阀片，另一端连接所述固定件，所述固定件呈环形结构。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的压缩机排气结构。

本发明提供的一种压缩机排气结构和压缩机具有如下有益效果：

动盘设置有第二排气孔，在曲轴上设置有第三排气孔，使得压缩机压缩腔内的排气不仅可以经由静盘上的第一排气孔排出，还可以经由动盘上的第二排气孔排出，因此在压缩机进行大排量时，可以通过动盘上的第二排气孔增加排气流通通道的截面积，降低排气阻力，降低过压缩损失及压缩机高速运行能耗，降低排气温度，降低压缩机大排量工作时的排气功耗，减小气体对涡旋齿头的反作用力，有效改善压缩机排气齿头变形磨损的问题，改善压缩机的排气性能，提高压缩机运行的可靠性。曲轴朝向所述动盘的端部设置有凹槽，所述凹槽与所述动盘围合成缓冲腔，缓冲腔起到排气气流缓冲的作用，减小第二排气孔的排气气流阻力，提高该排气通道的辅助排气性能。

附图说明

图1为本发明实施例的压缩机排气结构的结构示意图；

图2为本发明实施例的压缩机排气结构中动盘的结构示意图；

图3为本发明实施例的压缩机排气结构中导油管的结构示意图；

图4为本发明实施例的压缩机排气结构中曲轴的结构示意图；

图5为本发明实施例的压缩机排气结构中曲轴的俯视图；

图6为本发明另一个实施例的压缩机排气结构的结构示意图；

图7为本发明另一个实施例的压缩机排气结构的局部放大图；

图8为本发明另一个实施例的压缩机排气结构中阀片的结构示意图；

图9为本发明另一个实施例的压缩机排气结构中曲轴的结构示意图。

附图标记表示为：

1、吸气管；2、静盘；3、动盘；4、第一支架；5、排气管；6、定子；7、转子；8、第二支架；9、泵体；10、第二盖体；11、油池；12、副平衡块；13、主平衡块；14、回油罩；15、曲轴；16、壳体；17、十字滑环；18、密封件；19、第一盖体；20、回油孔；21、第一排气孔；22、第二排气孔；23、导油管；24、缓冲腔；25、第三排气孔；26、输油孔；27、第四排气孔；28、输油口；29、阀片；30、第一段；31、弹性件；32、固定件；33、第二段。

具体实施方式

结合参见图1至图9所示，根据本发明的实施例，提供一种一种压缩机排气结构，包括：包括动盘3、静盘2和曲轴15，所述动盘3和所述静盘2之间形成压缩腔，所述静盘2上设置第一排气孔21，所述动盘3上设置有第二排气孔22，所述第一排气孔21、所述第二排气孔22分别与压缩腔相连通，所述曲轴15朝向所述动盘3的端部设置有凹槽，所述凹槽与所述动盘3围合成缓冲腔24，所述曲轴15上设置有第三排气孔25，所述缓冲腔24的一侧连通所述第二排气孔22，另一侧连通所述第三排气孔25的进口，所述第三排气孔25的出口连通至压缩机的壳体内腔。该技术方案中，动盘3设置有第二排气孔22，在曲轴15上设置有第三排气孔25，使得压缩机压缩腔内的排气不仅可以经由静盘2上的第一排气孔21排出，还可以经由动盘3上的第二排气孔22排出，因此在压缩机进行大排量时，可以通过动盘3上的第二排气孔22增加排气流通通道的截面积，降低排气阻力，降低过压缩损失及压缩机高速运行能耗，降低排气温度，降低压缩机大排量工作时的排气功耗，减小气体对涡旋齿头的反作用力，有效改善压缩机排气齿头变形磨损的问题，改善压缩机的排气性能，提高压缩机运行的可靠性。曲轴15朝向所述动盘3的端部设置有凹槽，所述凹槽与所述动盘3围合成缓冲腔24，缓冲腔24起到排气气流缓冲的作用，减小第二排气孔22的排气气流阻力，提高该排气通道的辅助排气性能。压缩机还包括壳体16，壳体16上设置有排气管5，壳体16内具有壳体内腔，排气管5与壳体内腔连通，压缩机的压缩腔排气进入到壳体内腔后，从排气管5排出。除了静盘2上设置的第一排气孔21外，在涡旋压缩机动盘3中心设置第二排气孔22。制冷剂气流从动盘3中心第二排气孔22排出，到达涡旋曲轴15上方开设的排气缓冲腔24，接着通过曲轴15上开设的第三排气孔25，进入压缩机内部排气腔体，然后与从静盘2上的第一排气孔21排出的高压排气制冷剂汇合，进入涡旋排气管5排出压缩机，参见图1实线箭头所示。

本发明的压缩机主要由电机定子6、转子7、第一支架4、第二支架8、静盘2、动盘3、十字滑环17、曲轴15等组成。电机定子6通过热套固定在壳体16上，第一支架4通过点焊接固定在壳体16上。动盘3和静盘2相位角相差180°对置安装在第一支架4上，动盘3在曲轴15的驱动下运动，与静盘2啮合形成一系列相互隔离且容积连续变化的月牙形密闭容腔，即压缩腔，静盘2通过螺钉紧固件固定在第一支架4上。第二支架8通过点焊固定在壳体16上。压缩机运转时，电机转子7驱动曲轴15旋转，曲轴15的曲柄带动动盘3运动，在十字滑环17的防自转约束下，动盘3围绕曲轴15中心以固定的半径e做平动转动。曲轴15和转子7上分别开设主平衡块13和副平衡块12，用于平衡动盘3的偏心质量。通过浮动密封件18可实现涡旋泵体连续密闭压缩容腔的轴向密封。从开设在第一盖体19的涡旋吸气管1进入的制冷剂被吸入动盘3和静盘2形成的月牙形吸气腔内，经过压缩后由静盘2的第一排气孔21排出，进入第一盖体19与静盘2之间的容腔内，再经静盘2和第一支架4的排气槽进入第一支架4和电机定子6之间的容腔内，部分通过电机定子6和壳体16之间的通流槽进入电机定子6下端，最终高压排气制冷剂经涡旋排气管5排出。

在一些实施方式中，沿所述曲轴15的径向，所述曲轴15上设置有第四排气孔27，所述第三排气孔25沿所述曲轴15的轴向布置，所述第四排气孔27的一端连通所述第三排气孔25，另一端连通所述压缩机的壳体内腔。该技术方案中，第四排气孔27沿所述曲轴15的径向设置，所述第三排气孔25沿所述曲轴15的轴向布置，使得曲轴的排气通道呈L形结构，排气进入到排气通道后，先通过第三排气孔25沿着轴线方向运动一定距离后，再通过第四排气孔27沿径向离开曲轴15。曲轴15上设置有驱动电机，第四排气孔27位于所述驱动电机远离所述动盘3的一侧；或，所述曲轴15上设置有驱动电机，第四排气孔27位于所述驱动电机靠近所述动盘3的一侧。曲轴15上设置有驱动电机，第四排气孔27位于驱动电机远离动盘处，第四排气孔27位于驱动电机的下方，因此可以通过第三排气孔25将压缩后的冷媒引导到驱动电机下方，使得冷媒在流动至排气管的过程中，会经过驱动电机，进而对驱动电机形成有效冷却。

在一些实施方式中，所述动盘3底部具有安装部，所述曲轴15端部具有偏心部，所述安装部与所述偏心部相配合，所述安装部与所述偏心部之间设置有密封结构，所述密封结构呈环状，所述密封结构将所述安装部与所述偏心部之间的空间分成第一空间和第二空间，所述第二排气孔22、所述缓冲腔24和所述第三排气孔25均与所述第一空间连通。该技术方案中，所述安装部与所述偏心部转动配合，所述安装部与所述偏心部之间设置有密封结构，所述密封结构呈环状，所述密封结构将所述安装部与所述偏心部之间的空间分成第一空间和第二空间，使得第一空间和第二空间相隔离，从而有效阻止第二空间内的油或非排气压力的气体进入到第一空间，保证压缩机排气能够顺利经第二排气孔22和第三排气孔25进入到壳体内腔内，实现静盘2和动盘3的同时排气。第二排气孔22与第三排气孔25通过第一空间始终保持联通，在压缩机旋转过程中，第二排气孔22与泵体内被压缩至排气压力的气体相连通，使得一部分排气能够从第二排气孔22经第一空间后进入第三排气孔25，然后从第三排气孔25排出至壳体内腔内。环形密封结构例如为环形密封圈，在偏心部的端面上设置有密封槽，环形密封圈安装在密封槽内。环形密封结构也可以为密封环等其他环形密封结构。

在一些实施方式中，所述压缩机排气结构还包括输油孔26，所述输油孔26沿轴向贯穿所述曲轴15，所述输油孔26与所述第二空间连通。该技术方案中，参见图4和图5所示，由于曲轴15上还开设有输油孔26，所述输油孔26与所述第二空间连通。当冷冻油压缩机静态时，冷冻油集中在压缩机第二盖体10内，形成油池11，压缩机启动后通过吸油泵体9将冷冻油引至曲轴15上设置的输油口28，接着通过轴向输油孔26，到达在曲轴15顶部出油孔处设置的导油管23，然后通过第一支架4的回油孔20及回油罩14，回到压缩机油池11，完成循环，如图1虚线箭头所示。输油孔26与所述第二空间连通，在曲轴排气缓冲腔24处，避免冷冻油将会与第二排气气流混合，使得第二排气气流含油率减小，保证压缩机内部油池11存油，防止缺油磨损等不良现象。

在一些实施方式中，所述偏心部的一侧具有切边，所述输油孔26的进口设置在所述切边上，所述输油孔26的出口位于所述曲轴15的底部。该技术方案中，为了保证输油孔26的顺利设置，将输油孔26的入口设置在切边上，切边与动盘安装部所形成的通道与第二空间连通，使得输油孔26可以通过该通道与外侧空间连通，由于输油孔26的端口并未设置在偏心部的端面上，因此不会与环形密封结构的设置位置发生冲突，保证了输油孔26的顺利设置。将第二排气孔22制冷剂与冷冻油流路分隔开，使得第二排气孔22气流含油率迅速降低，提高机组换热能力，保证压缩机油池存量，提高压缩机整机运行可靠性。

在一些实施方式中，所述输油孔26的进口设置有导油管23，所述导油管23的出口沿所述曲轴的径向布置，所述导油管23的出口连通所述第二空间连通，或，当所述输油孔26未贯穿所述曲轴15时，沿所述曲轴的径向，所述曲轴上设置有出油口，所述出油口一端连通所述第二空间连通，另一端连通所述输油孔26。该技术方案中，导油管23采用金属、工程塑料机加工或钣金制作的弯管件，也可设置为工程塑料注塑成型的管件，如图3所示，导油管23可采用一体成型式、插接式和连接式的的工程塑料管件。导油管23将轴向输油孔26泵上来的冷冻油流向从轴向转为了径向，从而避免或降低了了冷冻油与排气气流相混合的比例。参见图9所示，也可在轴向泵油孔靠近曲轴15上部侧边设置径向出油口，将冷冻油引入曲轴切边，本实施例中，输油孔26并未贯穿曲轴，与曲轴排气缓冲腔24相分离。且曲轴切边也未贯穿曲轴15的偏心部，与曲轴排气缓冲腔24相分离，如此可以避免冷冻油油路与第二排气孔22气路过多的混合。

在一些实施方式中，参见图2所示，所述第一排气孔21的横截面积为S1，所述第二排气孔22的横截面积为S2，其满足：0.3≤S2/S1≤1。该技术方案中，动盘3中心设置的第二排气孔22为圆形孔，加工工艺最为简单，涡旋几何空间没有得到有效利用。可根据涡旋型线结构特点设置异型孔的第二排气孔22，通流截面积可得到有效提高。将静盘2上的第一排气孔21截面积记为S1，动盘3上的第二排气孔22截面积记为S2，则符合加工工艺简便、降低排气压力有效性等的最优截面积比值0.3≤S2/S1≤1。

在一些实施方式中，参见图6所示，所述第二排气孔22包括第一段30和第二段33，所述第一段30连通所述压缩腔，所述第二段33的两端分别连通所述第一段30和所述缓冲腔24，所述第二段33内设置阀片29，所述阀片29能打开或关闭所述第一段30的出口。该技术方案中，所述第二段33内设置阀片29，所述阀片29能打开或关闭所述第一段30的出口，防止压缩机在低压比大流量工况下的排气反流，降低压缩机欠压缩损失。

在一些实施方式中，参见图8所示，所述第二段33的内径大于所述第一段30的内径，沿所述第二段33的周向，所述阀片29上设置有多个通孔，且，所述通孔与所述阀片29中心之间的最短距离小于所述第一段30的内径。该技术方案中，沿所述第二段33的周向，所述阀片29上设置有多个通孔，所述通孔与所述阀片29中心之间的最短距离小于所述第一段30的内径，使得阀片29与动盘3的第二段33内壁贴合时，通孔能与第二段33内壁进行密封，从而防止第一段30内的气体流出第二段33，或第二段33的气体流入第一段30。

在一些实施方式中，参见图7所示，所述第二段33设置有固定件32和弹性件31，所述弹性件31的一端连接所述阀片29，另一端连接所述固定件32，所述固定件32呈环形结构。该技术方案中，弹性件31的一端连接所述阀片29，另一端连接所述固定件32，所述固定件32呈环形结构，当第二排气孔22排气时，高压气体从第一段30流出，从而高压气体推动阀片29压缩弹性件31，使得气体能通过通孔流入第二段33，当排气结束后，阀片29在弹性件31的回弹力作用下，与第二段33内壁贴合，防止第一段30内的气体流出第二段33，或第二段33的气体流入第一段30，保证压缩腔的密封性，从而避免压缩机在低压比大流量工况下的排气反流，降低压缩机欠压缩损失，提高压缩效果。

本发明还提供一种压缩机，其包括前任一项所述的压缩机排气结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种压缩机排气结构，其特征在于：包括：包括动盘(3)、静盘(2)和曲轴(15)，所述动盘(3)和所述静盘(2)之间形成压缩腔，所述静盘(2)上设置第一排气孔(21)，所述动盘(3)上设置有第二排气孔(22)，所述第一排气孔(21)、所述第二排气孔(22)分别与压缩腔相连通，所述曲轴(15)朝向所述动盘(3)的端部设置有凹槽，所述凹槽与所述动盘(3)围合成缓冲腔(24)，所述曲轴(15)上设置有第三排气孔(25)，所述缓冲腔(24)的一侧连通所述第二排气孔(22)，另一侧连通所述第三排气孔(25)的进口，所述第三排气孔(25)的出口连通至压缩机的壳体内腔。

2.根据权利要求1所述的压缩机排气结构，其特征在于：沿所述曲轴(15)的径向，所述曲轴(15)上设置有第四排气孔(27)，所述第三排气孔(25)沿所述曲轴(15)的轴向布置，所述第四排气孔(27)的一端连通所述第三排气孔(25)，另一端连通所述压缩机的壳体内腔。

3.根据权利要求1所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述动盘(3)底部具有安装部，所述曲轴(15)端部具有偏心部，所述安装部与所述偏心部相配合，所述安装部与所述偏心部之间设置有密封结构，所述密封结构呈环状，所述密封结构将所述安装部与所述偏心部之间的空间分成第一空间和第二空间，所述第二排气通道(22)、所述缓冲腔(24)和所述第三排气通道(25)均与所述第一空间连通。

4.根据权利要求3所述的压缩机排气结构，其特征在于：所述压缩机排气结构还包括输油孔(26)，所述输油孔(26)沿轴向贯穿所述曲轴(15)，所述输油孔(26)与所述第二空间连通。

5.根据权利要求3所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述偏心部的一侧具有切边，所述输油孔(26)的进口设置在所述切边上，所述输油孔(26)的出口位于所述曲轴(15)的底部。

6.根据权利要求3所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述输油孔(26)的进口设置有导油管(23)，所述导油管(23)的出口沿所述曲轴的径向布置，所述导油管(23)的出口连通所述第二空间连通，或，当所述输油孔(26)未贯穿所述曲轴(15)时，沿所述曲轴的径向，所述曲轴上设置有出油口，所述出油口一端连通所述第二空间连通，另一端连通所述输油孔(26)。

7.根据权利要求1所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述第一排气孔(21)的横截面积为S1，所述第二排气孔(22)的横截面积为S2，其满足：0.3≤S2/S1≤1。

8.根据权利要求1所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述第二排气孔(22)包括第一段(30)和第二段(33)，所述第一段(30)连通所述压缩腔，所述第二段(33)的两端分别连通所述第一段(30)和所述缓冲腔(24)，所述第二段(33)内设置阀片(29)，所述阀片(29)能打开或关闭所述第一段(30)的出口。

9.根据权利要求8所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述第二段(33)的内径大于所述第一段(30)的内径，沿所述第二段(33)的周向，所述阀片(29)上设置有多个通孔，且，所述通孔与所述阀片(29)中心之间的最短距离小于所述第一段(30)的内径。

10.根据权利要求9所述的压缩机排气结构，其特征在于，所述第二段(33)设置有固定件(32)和弹性件(31)，所述弹性件(31)的一端连接所述阀片(29)，另一端连接所述固定件(32)，所述固定件(32)呈环形结构。

11.一种压缩机，包括压缩机排气结构，其特征在于，所述压缩机排气结构为权利要求1至10中任一项所述的压缩机排气结构。

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