CN117685224A - 涡旋盘、压缩机和电器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涡旋盘、压缩机和电器，涡旋盘包括基板、涡齿和低传热结构，涡齿间形成漩涡状的涡旋空间，基板包括涡旋空间的底面，低传热结构设在底面开设的凹槽内，低传热结构包括隔热层和绝热层，隔热层的比热容低于基板的比热容，绝热层的热导率低于基板的热导率；隔热层和绝热层叠合地在凹槽内，隔热层靠近凹槽的底部而绝热层靠近凹槽的开口。压缩机包括相对设置的动盘和静盘，动盘与静盘之间形成气压腔；动盘和静盘中的至少一个采用上述的涡旋盘。电器采用上述的压缩机。本发明在基板底部增设低比热容和低热导率的物料层，降低高温底面对吸入气体的加热量，降低泵体吸气过热度，提升压缩机泵体吸气质量和流量。

Description

涡旋盘、压缩机和电器

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋盘、压缩机和电器。

背景技术

压缩机泵体包括动盘和静盘，动盘和静盘两个涡旋盘都包括各自的基板以及涡旋盘上的涡齿，涡齿间形成漩涡状的涡旋空间，动盘的涡齿与静盘的涡齿啮合而使得两个涡旋空间结合成气压腔。并且，根据气压变化过程，气压腔划分为从吸气口到排气口、从外到内依次的吸气腔、压缩腔和排气腔，通过偏心轴带动的动盘相对静盘移动而使得气压腔处于变化状态，能够将吸气口吸入的气体依次通过吸气腔、压缩腔和排气腔部从排气口排出。

现有压缩机泵体的动盘和静盘普遍采用钢制或铝制，钢材或铝材的比热容积以及热导率都比较高，泵体高压高温区的热量极易通过动盘和/或静盘的基板传递到泵体低压低温区，如此，低温低压区升温降低了泵体的吸气质量以及流量，不利于泵体的压缩能效。

现有一些压缩机为解决外部热量问题而在涡旋盘的吸气口处增设一个隔热件，但该方式依然无法阻止排气腔的高热经过基板传递到吸气腔。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种降低高温壁面对吸入气体的加热量，降低泵体吸气过热度，提升压缩机泵体吸气质量和流量的涡旋盘。

本发明的第二目的在于提供一种降低高温壁面对吸入气体的加热量，降低泵体吸气过热度，提升压缩机泵体吸气质量和流量的压缩机。

本发明的第三目的在于提供一种提升压缩机泵体吸气质量和流量的电器。

本发明第一目的提供的涡旋盘包括基板和设置在基板上的涡齿，涡齿间形成漩涡状的涡旋空间，基板包括涡旋空间的底面，涡旋空间的入口远离基板的中心；底面上开设凹槽，涡旋盘还包括设置在凹槽内的低传热结构；低传热结构包括隔热层和绝热层，隔热层的比热容低于基板的比热容，绝热层的热导率低于基板的热导率；隔热层和绝热层叠合地在凹槽内，隔热层靠近凹槽的底部而绝热层靠近凹槽的开口。

由上述方案可见，在涡旋压缩机静盘低压区开设凹槽、更好地，部分中压区(压缩区)同样开设凹槽，凹槽内设置具有层叠的低导热率隔热层以及低比热容绝热层，如此，低导热率可有效隔绝高温的压缩腔避免对低压区壁面的传热速度，而低比热容可有效减少基板底壁壁面对吸入冷媒的加热量，从而大幅抑制吸气温度的升高，有效提升吸气量。提升泵体压缩效率，从而提升整机压缩机效率。

进一步的方案是，隔热层靠近凹槽的底部而绝热层靠近凹槽的开口。

由上可见，此设置下，先阻隔热量再减缓热量传递速度，能达到更好的隔热效果。

进一步的方案是，低传热结构始于涡旋空间的入口，沿涡旋空间的漩涡方向，低传热结构的长度大于或等于涡旋空间总长的二分之一。

由上可见，此设置下使得隔热层和绝热层能够沿涡旋线从吸气口开始覆盖低压区以及压缩区的一部分，进一步降低热传递。

进一步的方案是，低传热结构沿涡旋空间的延伸方向连续设置；和/或，低传热结构沿涡旋空间的宽度方向覆盖性地设置。

更进一步的方案是，沿涡旋空间的延伸方向和/或宽度方向，低传热结构的各处均包括隔热层和绝热层。

由上可见，沿涡旋线连续设置以及沿宽度方向覆盖性设置都能够保证两个物料层中至少一种在涡旋空间底面的覆盖程度，能够进一步避免基板底面朝低压区暴露而传递高热。更优的方案是，隔热层和绝热层均覆盖底面，能够进一步有效阻止高热到达低压区。

再进一步的方案是，低传热结构沿涡旋空间的延伸方向覆盖至压缩机的吸气腔。

更进一步的方案是，低传热结构沿涡旋空间的延伸方向延伸至压缩机的压缩腔。

由上可见，为了保证隔热层和绝热层能够有效覆盖低压区甚至覆盖设置到压缩区，进一步地，以动盘的涡齿与静盘的涡齿啮合状态去进一步确定低压区所对应的槽段以及压缩区对应的槽段，隔热效果能得到进一步保证。

进一步的方案是，包括以下的至少一项：隔热层采用镁合金材料或锡合金材料制成；绝热层采用陶瓷材料制成。

由上可见，此设置能够保证隔热层具有更低的比热容和/或绝热层具有更低的热导率。

进一步的方案是，涡旋空间内，仅底面设置低传热结构。

由上可见，热量传递绝大部分由涡旋盘基板的底面传递，相对而言，从涡齿的侧壁传递热量较少，并且侧壁壁厚较薄，增设隔热层以及绝热层，则需要增加侧壁壁厚以保证侧壁强度，不仅安装上较难实现，还将缩小压缩腔的有效空间，影响压缩效率，得不偿失。

本发明第二目的提供的压缩机包括相对设置的动盘和静盘，动盘与静盘之间形成气压腔；动盘和静盘中的至少一个采用上述的涡旋盘。

由上述方案可见，在涡旋压缩机静盘低压区、更好地，部分中压区(压缩区)开设凹槽，凹槽内设置具有层叠的低导热率隔热层以及低比热容绝热层，如此，低导热率可有效隔绝高温的压缩腔避免对低压区壁面的传热速度，而低比热容可有效减少基板底壁壁面对吸入冷媒的加热量，从而大幅抑制吸气温度的升高，有效提升吸气量。提升泵体压缩效率，从而提升整机压缩机效率。

本发明第三目的提供的电器采用上述的压缩机。

附图说明

图1为本发明压缩机第一实施例的剖视图。

图2为本发明压缩机第一实施例中静盘的剖视图。

图3为本发明压缩机第一实施例中低传热结构处的局部剖视图。

图4为本发明压缩机第一实施例中静盘在轴向上的视图。

图5为本发明压缩机第一实施例中动盘在轴向上的视图。

图6为本发明压缩机第一实施例中静盘与动盘配合的结构图。

图7为本发明压缩机第一实施例中静盘的低传热结构的分布示意图。

图8为本发明压缩机第一实施例中动盘的低传热结构的分布示意图。

图9为本发明压缩机第一实施例中静盘与动盘的低传热结构的分布示意图。

图10为本发明压缩机第二实施例中静盘在轴向上的视图。

图11为本发明压缩机第三实施例中静盘在轴向上的视图。

具体实施方式

压缩机第一实施例

参见图1，本实施例的压缩机为涡旋压缩机，压缩机包括壳体组件8、端盖组件7、曲轴组件6、定子组件5、偏心套4、支架组件3、动盘2和静盘1。壳体组件8和端盖组件7装配构成压缩机的内部，定子组件5、支架组件3和静盘1均固定在压缩机内，曲轴组件6、偏心套4和动盘2则沿轴向依次连接，动盘2与静盘1在周向上相对且彼此的涡齿间相互啮合。

结合图6，压缩机运行时，动盘2沿着曲轴组件6的轴心进行无自转公转，动盘2的第二涡齿22的外壁与静盘1的第一涡齿12的内壁之间、以及动盘2的第二涡齿22的内壁与静盘1的第一涡齿12的外壁之间形成从外到内的吸气腔101、压缩腔102和排气腔103。在动盘2公转过程中，吸气腔101、压缩腔102和排气腔103的容积周期性变化。其中，排气腔103温度最高、压缩腔102温度次之而吸气腔101的温度最低。工作状态下吸气腔101、压缩腔102和排气腔103三种腔的温度差导致静盘1的基板底部板底部存在强烈的热传递，另外，动盘2的基板底部同样存在强烈的热传递。上述热传递将影响吸气质量和流速。本发明通过在涡旋盘增设低传热结构去改善上述热传递问题，其中包括低传热结构的构造、选材以及分布。

参见图2至图4并结合图1，本实施例中，静盘1和动盘2均本发明的涡旋盘，静盘1包括第一基板11、第一涡齿12和第一低传热结构13，图1所示x轴方向为曲轴组件6的轴向，第一涡齿12沿x轴正向凸起于第一基板11的端面，第一涡齿12成渐开线延伸，且第一涡齿12之间形成了第一涡旋空间120，第一涡旋空间120的入口远离第一基板11的中心。

第一基板11包括第一涡旋空间120的底面，底面上开设第一凹槽110，第一低传热结构13设置在第一凹槽110内。如图3所示，第一低传热结构13包括第一隔热层131和第一绝热层132，第一隔热层131的比热容低于第一基板11的比热容，第一绝热层132的热导率低于第一基板11的热导率，第一隔热层131和第一绝热层132叠合地在第一凹槽110内，第一隔热层131靠近第一凹槽110的底部而第一绝热层132靠近第一凹槽110的开口。

第一基板11、第一涡齿12、第一低传热结构13、第一凹槽110、第一涡旋空间120、第一隔热层131和第一绝热层132分别为本发明的基板、涡齿、低传热结构、凹槽、涡旋空间、隔热层和绝热层。

参见图1和图5，相似地，本实施例中，动盘2包括第二基板21、第二涡齿22和第二低传热结构23，图1所示x轴方向为曲轴组件6的轴向，第二涡齿22沿x轴负向凸起于第二基板21的端面，第二涡齿22成渐开线延伸，且第二涡齿22之间形成了第二涡旋空间220，第二涡旋空间220的入口远离第二基板21的中心。

第二基板21包括第二涡旋空间220的底面，底面上开设第二凹槽210，第二低传热结构23设置在第二凹槽210内。如图3所示，第二低传热结构23包括第二隔热层231和第二绝热层232，第二隔热层231的比热容低于第二基板21的比热容，第二绝热层232的热导率低于第二基板21的热导率，第二隔热层231和第二绝热层232叠合地在第二凹槽210内，第二隔热层231靠近第二凹槽210的底部而第二绝热层232靠近第二凹槽210的开口。

第二基板21、第二涡齿22、第二低传热结构23、第二凹槽210、第二涡旋空间220、第二隔热层231和第二绝热层232分别为本发明的基板、涡齿、低传热结构、凹槽、涡旋空间、隔热层和绝热层。

由于单单考虑比热容或单单考虑热导率均无法达到更理想的低传热效果，本发明的低传热结构考虑从比热容和热导率两方面考虑；由于选材上难以通过单一物料层满足比热容和热导率两个方面的需求，因此本发明考虑将低传热结构以双层物料叠合方式设置。本实施例中，第一隔热层131和第二隔热层231均采用镁合金材料或锡合金材料制成，第一绝热层132和第二绝热层232均采用陶瓷材料制成。隔热层和绝热层通过烧结方式结合到凹槽中。

如此，由于隔热层具有较低的比热容，可有效降低高温从涡旋盘的基板的底部对上层的绝热层的热量传递总量；由于绝热层低热导率的作用，可以在压缩机泵体吸气过程中，降低高温的基板底部以及涡齿壁面对吸入气体的热传递速度，因而能够通过降低热量传递总量及热量传递速度，大幅抑制吸入气体的温度升高。

另外，还需要考虑低传热结构的分布。

参见图4和图5，静盘1上，第一低传热结构13始于第一涡旋空间120的入口，且沿第一涡旋空间120的漩涡方向，第一低传热结构13的长度大于或等于第一涡旋空间120总长的三分之二，不仅如此，第一低传热结构13沿第一涡旋空间120的延伸方向连续设置，并且第一低传热结构13沿第一涡旋空间120的宽度方向覆盖性地设置。

相似地，动盘2上，第二低传热结构23始于第二涡旋空间220的入口，且沿第二涡旋空间220的漩涡方向，第二低传热结构23的长度大于或等于第二涡旋空间220总长的三分之二，不仅如此，第二低传热结构23沿第二涡旋空间120的延伸方向连续设置，并且第二低传热结构23沿第二涡旋空间220的宽度方向覆盖性地设置。

其中，可以涡齿在其所沿渐开线的长度作为涡旋空间总长计算，以上述渐开线的延伸方向作为涡旋空间的延伸方向，以上述渐开线上任一点的切线的法线方向作为该处的涡旋空间的宽度方向。

另外，本实施例中，低传热结构任一处均包括叠合的隔热层和绝热层。

参见图6，第一涡齿12和第二涡齿22啮合后，二者之间所形成的气压腔100包括从外周到中央依次排布的吸气腔101、压缩腔102和排气腔103，其中，两个弧线型的吸气腔101大致在图6所示的环形的点划线阴影区域内。现希望能够阻止高热通过涡旋盘的基板底部从排气腔103传递到吸气腔101。

参见图7至图9，由于本实施例的静盘1以及动盘2上，低传热结构沿涡旋空间延伸长度足够、宽度方向覆盖以及连续设置，当静盘1和动盘2配合后，第一低传热结构13和第二低传热结构23能够覆盖两个吸气腔101，其中，第一低传热结构13和第二低传热结构23各覆盖了一个吸气腔101，并且由于第一低传热结构13和第二低传热结构23的面积在吸气腔101的面积的1.5倍以上，第一低传热结构13和第二低传热结构23还能覆盖压缩腔102的一部分。因此，本实施例中，低传热结构具有很好的覆盖性，能够更大程度阻止高热到达吸气腔101。

另一方面，为了避免影响气压腔容量和避免阻碍气流，最好地，低传热结构的表面与涡旋空间的底面平齐。

另一方面，涡齿作为涡旋盘的一部分而与基板一体成型，部分高热也会通过涡齿传递到吸气腔101，在涡齿的内外壁面设置低传热结构能进一步阻止热传递。但结合涡旋盘的实际情况，由于涡齿厚度较小且沿曲线延伸，在涡齿壁面开槽难度大、烧结难度大并且影响结构强度，若不开槽直接在将低传热结构布置在涡齿壁面外则会影响容量，况且，相对于基板底面，通过涡齿壁面传递的热量占比较小，因此，本发明中，在涡旋空间内，仅基板的底面设置低传热结构。

压缩机第二实施例

参见图10，本实施例中，涡旋盘91上，涡旋空间的漩涡方向，低传热结构913的长度在涡旋空间总长的二分之一到三分之二之间。

压缩机第三实施例

参见图11，本实施例中，涡旋盘92上，沿涡旋空间的漩涡方向，低传热结构923贴涡齿的内壁面设置，且低传热结构923的宽度逐渐减小，即，本实施例中的低传热结构923并非沿涡旋空间的宽度方向覆盖设置。

其他实施例中，静盘和/或动盘上，沿涡旋空间的漩涡方向，低传热结构断续设置。

另外，本发明还请求保护具有本发明的压缩机的电器，如空调、冰箱以及除湿机。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.涡旋盘，包括基板和设置在所述基板上的涡齿，所述涡齿间形成漩涡状的涡旋空间，所述基板包括所述涡旋空间的底面；

其特征在于：

所述底面上开设凹槽，所述涡旋盘还包括设置在所述凹槽内的低传热结构；

所述低传热结构包括隔热层和绝热层，所述隔热层的比热容低于所述基板的比热容，所述绝热层的热导率低于所述基板的热导率，所述隔热层和所述绝热层叠合地在所述凹槽内。

2.根据权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于：

所述隔热层靠近所述凹槽的底部而所述绝热层靠近所述凹槽的开口。

3.根据权利要求2所述的涡旋盘，其特征在于：

所述低传热结构始于所述涡旋空间的入口，沿所述涡旋空间的漩涡方向，所述低传热结构的长度大于或等于所述涡旋空间总长的二分之一。

4.根据权利要求2所述的涡旋盘，其特征在于：

所述低传热结构沿所述涡旋空间的延伸方向连续设置；

和/或，

所述低传热结构沿所述涡旋空间的宽度方向覆盖性地设置。

5.根据权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于：

沿所述涡旋空间的延伸方向和/或宽度方向，所述低传热结构的各处均包括所述隔热层和所述绝热层。

6.根据权利要求1至5任一项所述的涡旋盘，其特征在于：

所述低传热结构沿所述涡旋空间的延伸方向覆盖压缩机的吸气腔。

7.根据权利要求6所述的涡旋盘，其特征在于：

所述低传热结构沿所述涡旋空间的延伸方向延伸至压缩机的压缩腔。

8.根据权利要求1至5任一项所述的涡旋盘，其特征在于：

包括以下的至少一项：

所述隔热层采用镁合金材料或锡合金材料制成；

所述绝热层采用陶瓷材料制成。

9.根据权利要求1至5任一项所述的涡旋盘，其特征在于：

所述涡旋空间内，仅所述底面设置所述低传热结构。

10.压缩机，包括相对设置的动盘和静盘，所述动盘与所述静盘之间形成气压腔；

其特征在于：

所述动盘和所述静盘中的至少一个采用上述权利要求1至9任一项所述的涡旋盘。

11.电器，其特征在于，采用上述权利要求10所述的压缩机。