CN116292278A - 涡旋盘、压缩机构、涡旋式压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种涡旋盘、压缩机构、涡旋式压缩机和制冷设备，其中，该涡旋盘用于与对配涡旋盘啮合形成压缩腔，所述涡旋盘或所述对配涡旋盘设有排气孔，其特征在于，所述涡旋盘包括盘体及设于所述盘体一侧的涡旋齿，所述涡旋齿具有相对的内侧型线和外侧型线，所述内侧型线设有沿径向凹陷的凹槽，所述凹槽设置于邻近所述排气孔的脱啮位置。本发明的技术方案能够解决现有的涡旋式压缩机的压缩机构由于排气不畅导致过压缩的问题。

Description

涡旋盘、压缩机构、涡旋式压缩机和制冷设备

技术领域

本发明涉及机电设备技术领域，特别涉及一种涡旋盘、压缩机构、涡旋式压缩机和制冷设备。

背景技术

相关技术中，涡旋式压缩机的压缩机构包括动涡旋盘和静涡旋盘，动涡旋盘的动涡齿与静涡旋盘的静涡齿相互啮合形成压缩腔，静涡旋盘设有排气孔。动涡旋齿和静涡旋齿一般在压缩腔与排气孔连通时同时脱啮，而脱啮一般在涡旋齿的型线结束位置附近，通常通过齿头修正来达到脱啮的需求。而涡旋在压缩过程中，通过正常脱啮和连通排气孔来排气时，前期排气通流面积较小，并且排气前期通流面积变化率较小，由此会导致涡旋压缩冷媒由于排气不及时而形成过压缩，使得压缩机功耗增大，影响性能。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种涡旋盘，旨在解决现有的涡旋式压缩机的压缩机构由于排气不畅导致过压缩的问题。

为实现上述目的，本发明提出的涡旋盘，用于与对配涡旋盘啮合形成压缩腔，所述涡旋盘或所述对配涡旋盘设有排气孔，所述涡旋盘包括：

盘体；以及

涡旋齿，设于所述盘体的一侧，所述涡旋齿具有相对的内侧型线和外侧型线，所述内侧型线设有沿径向凹陷的凹槽，所述凹槽设置于邻近所述排气孔的脱啮位置。

在其中一个实施例中，所述压缩腔与所述排气孔连通时，所述凹槽与所述对配涡旋盘的涡旋齿的齿头对应设置。

在其中一个实施例中，所述凹槽设置于所述内侧型线靠近所述涡旋齿的齿头的一端朝向所述涡旋齿的齿尾60°范围内。

在其中一个实施例中，所述盘体的中心记为O点，所述凹槽在所述涡旋齿的卷绕方向上的宽度为所述凹槽的槽宽，所述凹槽在槽宽方向上的两侧与所述内侧型线相交的部位在所述盘体上的投影位置分别记为E点和F点，所述O点与所述E点的连线记为连线OE，所述O点与所述F点的连线记为连线OF，所述连线OE与所述连线OF的夹角为α，其中，α≥15°。

在其中一个实施例中，在所述涡旋盘的径向上，所述凹槽的深度为d1，其中，0.1mm≤d1≤1mm。

在其中一个实施例中，0.1mm≤d1≤0.3mm。

在其中一个实施例中，在所述涡旋盘的轴向上，所述凹槽的高度为h1，所述涡旋齿的高度为h2，其中，0.5h2≤h1。

在其中一个实施例中，所述涡旋盘为动涡旋盘或者静涡旋盘。

本发明还提出一种压缩机构，包括相互啮合的动涡旋盘和静涡旋盘，所述动涡旋盘和所述静涡旋盘中的至少一者采用如上所述的涡旋盘。

本发明还提出一种涡旋式压缩机，包括如上所述的压缩机构。

本发明还提出一种制冷设备，包括如上所述的涡旋式压缩机。

在本发明的技术方案中，通过在涡旋盘的涡旋齿的内侧型线设有沿径向凹陷的凹槽，并且该凹槽设置于邻近排气孔的脱啮位置。当涡旋盘与对配涡旋盘啮合形成的压缩腔与排气孔连通时，凹槽处于涡旋盘与对配涡旋盘的脱啮位置，如此，能够使涡旋盘与对配涡旋盘脱啮时排气通流面积增大，可以有效防止过压缩，尤其能够很好地改善低压比工况下的过压缩，进而可降低涡旋式压缩机的功耗，从而达到涡旋式压缩机性能提升的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明压缩机构一实施例的结构示意图；

图2为图1中沿A-A线的剖面示意图；

图3为图1中沿B-B线的剖面示意图；

图4为本发明动涡旋盘一实施例的结构示意图；

图5为图4中动涡旋盘沿C-C线的剖面示意图；

图6为本发明静涡旋盘一实施例的结构示意图；

图7为图6中静涡旋盘沿D-D线的剖面示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	涡旋盘	122	外侧型线
101	排气孔	123	凹槽
				102	排气底孔	124	齿头
11	盘体	100	压缩机构
				12	涡旋齿	10a	动涡旋盘
121	内侧型线	10b	静涡旋盘

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种涡旋盘10。

请参照图1至图7，在本发明一实施例中，该涡旋盘10用于与对配涡旋盘啮合形成压缩腔，所述涡旋盘10或所述对配涡旋盘设有排气孔101，所述涡旋盘10包括盘体11及设于所述盘体11一侧的涡旋齿12，所述涡旋齿12具有相对的内侧型线121和外侧型线122，内侧型线121和外侧型线122围成所述涡旋齿12，所述内侧型线121设有沿径向凹陷的凹槽123，所述凹槽123设置于邻近所述排气孔101的脱啮位置。

具体地，该涡旋盘10用于涡旋式压缩机的压缩机构100，其中，压缩机构100包括相互啮合的涡旋盘10和对配涡旋盘，该涡旋盘10可以是动涡旋盘10a或者静涡旋盘10b。例如，当该涡旋盘10为动涡旋盘10a时，则对配涡旋盘为静涡旋盘10b；当该涡旋盘10为静涡旋盘10b时，则对配涡旋盘为动涡旋盘10a。其中，静涡旋盘10b的盘体11中部设有排气孔101，静涡旋盘10b的盘体11对应排气孔101的外周设有内凹的涡旋状的静涡旋齿；动涡旋盘10a的盘体11中部设有与排气孔101对应的排气底孔102，动涡旋盘10a的盘体11对应排气底孔102的外周凸设有涡旋状的动涡旋齿；动涡旋齿与静涡旋齿相互啮合形成压缩腔。压缩机构100还包括电机和曲轴，电机包括转子和设于转子外围的定子，曲轴穿接于转子的中部，曲轴的顶端设有偏心部，动涡旋盘10a的盘体11背离动涡旋齿的一侧设有轴承槽，轴承槽内安装有轴承，轴承套设于偏心部的外围，轴承与偏心部之间还设有偏心套。涡旋式压缩机工作时，电机驱动曲轴转动，通过曲轴的偏心部带动动涡旋盘10a偏心转动，静涡旋盘10b保持静止，从而使得动涡旋齿可相对静涡旋齿不断运动以形成容积不断变化的压缩腔，气体在动静盘啮合锁组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，最后压缩腔与排气孔101连通时实现排气。为了便于说明，在以下实施例中，动涡旋盘10a的动涡旋齿和静涡旋盘10b的静涡旋齿均统一称之为涡旋齿12，不做具体区分。

在本实施例中，涡旋盘10包括盘体11及设于盘体11一侧的涡旋齿12，涡旋齿12呈螺旋状涡卷结构，其中，涡旋齿12靠近排气孔101的一端为齿头124，另一端为齿尾。涡旋齿12具有相对的内侧型线121和外侧型线122，内侧型线121设有沿径向凹陷的凹槽123，凹槽123设置于邻近排气孔101的脱啮位置。也即当涡旋盘10与对配涡旋盘啮合形成的压缩腔与排气孔101连通时，凹槽123刚好位于涡旋盘10与对配涡旋盘的脱啮位置，从而可增大排气通流面积。例如可将凹槽123设置于内侧型线121靠近涡旋齿12的齿头124的一端朝向涡旋齿12的齿尾60°范围内。

在本发明的技术方案中，通过在涡旋盘10的涡旋齿12的内侧型线121设有沿径向凹陷的凹槽123，并且该凹槽123设置于邻近排气孔101的脱啮位置。当涡旋盘10与对配涡旋盘啮合形成的压缩腔与排气孔101连通时，凹槽123处于涡旋盘10与对配涡旋盘的脱啮位置，如此，能够使涡旋盘10与对配涡旋盘脱啮时排气通流面积增大，可以有效防止过压缩，尤其能够很好地改善低压比工况下的过压缩，进而可降低涡旋式压缩机的功耗，从而达到涡旋式压缩机性能提升的效果。

进一步地，当所述压缩腔与所述排气孔101连通时，所述凹槽123与所述对配涡旋盘的涡旋齿12的齿头124对应设置。也即当压缩腔与排气孔101连通的瞬间，对配涡旋盘的齿头124刚好经过凹槽123位置，由于此时排气通流面积较小，而齿头124刚好对应凹槽123位置实现脱啮，通过凹槽123有利于增大排气通流面积，防止过压缩。在一些涡旋型线不变情况下，为了得到比较低的内容积比涡旋来改善低压比工况的性能，通常会调整涡旋排气孔101的形状来实现，涡旋压缩排气角度提前，而脱啮的位置没有变更。在本实施例中，通过在涡旋齿12的内侧型线121上设置凹槽123，当压缩腔与排气孔101连通时，涡旋齿12的齿头124刚好经过凹槽123位置从而实现脱啮，如此，能够实现排气和脱啮同时提前，而又不改变涡旋齿12的型线形状，可简化制造工艺，降低成本。

如图1至图3所示，在一实施例中，压缩机构100包括动涡旋盘10a和静涡旋盘10b，动涡旋盘10a和静涡旋盘10b的涡旋齿12均设有凹槽123。当压缩腔(内腔)与动涡旋盘10a的排气底孔102连通时，静涡旋盘10b的涡旋齿12的齿头124与动涡旋盘10a的涡旋齿12的凹槽123对应设置；当压缩腔(外腔)与静涡旋盘10b的排气孔101连通时，动涡旋盘10a的涡旋齿12的齿头124与静涡旋盘10b的涡旋齿12的凹槽123对应设置。如此，可以实现压缩机构100排气和脱啮同时提前，能够使动涡旋盘10a与静涡旋盘10b脱啮时排气通流面积增大，可以有效防止过压缩，尤其能够很好地改善低压比工况下的过压缩，进而可降低涡旋式压缩机的功耗，从而达到涡旋式压缩机性能提升的效果。

如图4和图6所示，在一些实施例中，所述涡旋盘10的盘体11的中心记为O点，所述凹槽123在所述涡旋齿12的卷绕方向上的宽度为所述凹槽123的槽宽，所述凹槽123在槽宽方向上的两侧与所述内侧型线121相交的部位在所述盘体11上的投影位置分别记为E点和F点，所述O点与所述E点的连线记为连线OE，所述O点与所述F点的连线记为连线OF，所述连线OE与所述连线OF的夹角为α，其中，α≥15°。如此设置是为了保证排气前期在一定角度范围内通流面积较大，确保排气通畅，防止排气前期过压缩，而在排气中晚期，压缩腔与排气孔101连通面积已经比较大，不需要凹槽123也能实现顺畅排气。

如图4所示，在一实施例中，所述涡旋盘10为动涡旋盘10a，动涡旋盘10a的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，动涡旋盘10a的盘体11的中心记为O点，凹槽123在涡旋齿12的卷绕方向上的宽度为凹槽123的槽宽，凹槽123在槽宽方向上的两侧与内侧型线121相交的部位在盘体11上的投影位置分为记为E点和F点，O点与E点的连线记为连线OE，O点与F点的连线记为连线OF，连线OE与连线OF的夹角为α，其中，α≥15°。

如图6所示，在另一实施例中，所述涡旋盘10为静涡旋盘10b，静涡旋盘10b的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，静涡旋盘10b的盘体11的中心记为O点，凹槽123在涡旋齿12的卷绕方向上的宽度为凹槽123的槽宽，凹槽123在槽宽方向上的两侧与内侧型线121相交的部位在盘体11上的投影位置分为记为E点和F点，O点与E点的连线记为连线OE，O点与F点的连线记为连线OF，连线OE与连线OF的夹角为α，其中，α≥15°。

当压缩腔与排气孔101连通的瞬间，通流面积较小，而此时涡旋齿12的齿头124经过凹槽123，理论上凹槽123深度越深，排气通流面积越大，排气越顺畅，但是凹槽123深度越深，此处涡旋齿12的强度就越薄弱，使涡旋齿12有断齿风险。为了保证在排气时具有较大的通流面积，同时能够保证涡旋齿12的结构强度，避免断齿风险，如图5和图7所示，在一些实施例中，在所述涡旋盘10的径向上，所述凹槽123的深度为d1，其中，0.1mm≤d1≤1mm。如此，使得凹槽123的深度不至于过浅，以保证排气通流面积；同时凹槽123的深度也不至于过深，以保证涡旋齿12的结构强度，避免断齿风险。例如，凹槽123的深度d1可根据实际需要设置为0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1mm等等。为了进一步保证涡旋齿12的结构强度，进一步降低断齿风险，可选地，0.1mm≤d1≤0.3mm。

如图4和图5所示，在一实施例中，所述涡旋盘10为动涡旋盘10a，动涡旋盘10a的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，在动涡旋盘10a的径向上，凹槽123的深度为d1，其中，0.1mm≤d1≤1mm。如此，可保证压缩机构100在排气时具有较大的通流面积，同时能够保证动涡旋盘10a的涡旋齿12的结构强度，避免断齿风险。

如图6和图7所示，在一实施例中，所述涡旋盘10为静涡旋盘10b，静涡旋盘10b的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，在静涡旋盘10b的径向上，凹槽123的深度为d1，其中，0.1mm≤d1≤1mm。如此，可保证压缩机构100在排气时具有较大的通流面积，同时能够保证静涡旋盘10b的涡旋齿12的结构强度，避免断齿风险。

如图5和图7所示，在一些实施例中，在所述涡旋盘10的轴向上，所述凹槽123的高度为h1，所述涡旋齿12的高度为h2，其中，0.5h2≤h1。在本实施例中，凹槽123的高度大于或等于涡旋齿12高度的一半，使得凹槽123具有较高的高度。当压缩腔与排气孔101连通的瞬间，排气通流面积较小，而此时对配涡旋盘的涡旋齿12经过凹槽123位置，凹槽123具有较高的高度，从而能够保证凹槽123的流通面积足够大，以使排气初期具有较大的排气量，防止过压缩。

如图4和图5所示，在一实施例中，所述涡旋盘10为动涡旋盘10a，动涡旋盘10a的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，在动涡旋盘10a的轴向上，凹槽123的高度为h1，涡旋齿12的高度为h2，其中，0.5h2≤h1。当压缩腔与排气孔101连通的瞬间，排气通流面积较小，而此时静涡旋盘10b的涡旋齿12经过动涡旋盘10a的凹槽123位置，动涡旋盘10a的凹槽123具有较高的高度，从而能够保证凹槽123的流通面积足够大，以使排气初期具有较大的排气量，防止过压缩。

如图6和图7所示，在一实施例中，所述涡旋盘10为静涡旋盘10b，静涡旋盘10b的涡旋齿12的内侧型线121设有凹槽123，在静涡旋盘10b的轴向上，凹槽123的高度为h1，涡旋齿12的高度为h2，其中，0.5h2≤h1。当压缩腔与排气孔101连通的瞬间，排气通流面积较小，而此时动涡旋盘10a的涡旋齿12经过静涡旋盘10b的凹槽123位置，静涡旋盘10b的凹槽123具有较高的高度，从而能够保证凹槽123的流通面积足够大，以使排气初期具有较大的排气量，防止过压缩。

如图1至图7所示，本发明还提出一种压缩机构100，包括相互啮合的动涡旋盘10a和静涡旋盘10b，所述动涡旋盘10a和所述静涡旋盘10b中的至少一者采用如上所述的涡旋盘10。该涡旋盘10的具体结构参照上述实施例，由于本压缩机构100采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

具体地，压缩机构100包括相互啮合的动涡旋盘10a和静涡旋盘10b，动涡旋盘10a和静涡旋盘10b相互啮合形成压缩腔，静涡旋盘10b设有排气孔101，动涡旋盘10a和静涡旋盘10b均包括盘体11和设于盘体11一侧的涡旋齿12，涡旋齿12具有相对的内侧型线121和外侧型线122。其中，动涡旋盘10a和/或静涡旋盘10b的涡旋齿12的内侧型线121设有沿径向凹陷的凹槽123，凹槽123设置于邻近排气孔101的脱啮位置。当动涡旋盘10a与静涡旋盘10b啮合形成的压缩腔与排气孔101连通时，凹槽123处于动涡旋盘10a与静涡旋盘10b的脱啮位置，如此，能够使动涡旋盘10a与静涡旋盘10b脱啮时排气通流面积增大，可以有效防止过压缩，尤其能够很好地改善低压比工况下的过压缩，进而可降低涡旋式压缩机的功耗，从而达到涡旋式压缩机性能提升的效果。

本发明还提出一种涡旋式压缩机，包括压缩机构100。该压缩机构100的具体结构参照上述实施例，由于本涡旋式压缩机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种制冷设备，包括涡旋式压缩机。该涡旋式压缩机的具体结构参照上述实施例，由于本制冷设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，该制冷设备包括但不限于空调、冰箱、冷柜、热泵等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种涡旋盘，用于与对配涡旋盘啮合形成压缩腔，所述涡旋盘或所述对配涡旋盘设有排气孔，其特征在于，所述涡旋盘包括：

盘体；以及

涡旋齿，设于所述盘体的一侧，所述涡旋齿具有相对的内侧型线和外侧型线，所述内侧型线设有沿径向凹陷的凹槽，所述凹槽设置于邻近所述排气孔的脱啮位置。

2.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，所述压缩腔与所述排气孔连通时，所述凹槽与所述对配涡旋盘的涡旋齿的齿头对应设置。

3.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，所述凹槽设置于所述内侧型线靠近所述涡旋齿的齿头的一端朝向所述涡旋齿的齿尾60°范围内。

4.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，所述盘体的中心记为O点，所述凹槽在所述涡旋齿的卷绕方向上的宽度为所述凹槽的槽宽，所述凹槽在槽宽方向上的两侧与所述内侧型线相交的部位在所述盘体上的投影位置分别记为E点和F点，所述O点与所述E点的连线记为连线OE，所述O点与所述F点的连线记为连线OF，所述连线OE与所述连线OF的夹角为α，其中，α≥15°。

5.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，在所述涡旋盘的径向上，所述凹槽的深度为d1，其中，0.1mm≤d1≤1mm。

6.如权利要求5所述的涡旋盘，其特征在于，0.1mm≤d1≤0.3mm。

7.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，在所述涡旋盘的轴向上，所述凹槽的高度为h1，所述涡旋齿的高度为h2，其中，0.5h2≤h1。

8.如权利要求1至7任意一项所述的涡旋盘，其特征在于，所述涡旋盘为动涡旋盘或者静涡旋盘。

9.一种压缩机构，其特征在于，包括相互啮合的动涡旋盘和静涡旋盘，所述动涡旋盘和所述静涡旋盘中的至少一者采用如权利要求1至7任意一项所述的涡旋盘。

10.一种涡旋式压缩机，其特征在于，包括如权利要求9所述的压缩机构。

11.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的涡旋式压缩机。

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