CN117803572A - 涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡旋压缩机，其包括：定涡旋，该定涡旋包括定涡旋端板和形成在定涡旋端板的第一侧的定涡旋叶片；动涡旋，该动涡旋包括动涡旋端板和形成在动涡旋端板的第一侧的动涡旋叶片以及形成在与第一侧相反的第二侧的动涡旋毂部，并且定涡旋叶片与动涡旋叶片相互接合以在其间形成一系列压缩腔；以及背压腔，该背压腔形成在动涡旋端板的第二侧，并且背压腔构造成通过背压通道与述一系列压缩腔中的一个压缩腔流体连通以施加使得动涡旋与定涡旋接合的背压力，背压通道形成在动涡旋端板和动涡旋毂部中。根据本发明的涡旋压缩机能够确保提供充足的背压力从而提高涡旋压缩机的工作可靠性。

Description

涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。

涡旋压缩机可以应用于例如制冷系统、空调系统和热泵系统中。涡旋压缩机的压缩机构作为其主要部件用于实现工作流体(例如制冷剂)的压缩。压缩机构包括定涡旋和相对于定涡旋平动绕动的动涡旋。定涡旋和动涡旋均包括端板和从端板的一侧延伸的螺旋叶片。当动涡旋相对于定涡旋绕动时，定涡旋和动涡旋的螺旋叶片之间形成体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的一系列移动的压缩腔，由此压缩工作流体。

背压腔设置在涡旋压缩机中从而提供使定涡旋与动涡旋在轴向方向上接合的背压力。根据背压腔的位置不同，涡旋压缩机可以包括动涡旋侧的背压腔设计和定涡旋侧的背压腔设计。与定涡旋侧的背压腔设相比，动涡旋侧的背压腔设计可以简化结构并且可以降低成本。然而，动涡旋侧的背压腔设计可能无法提供充足的背压力使定涡旋和动涡旋不能有效地接合在一起，从而降低了压缩机的工作可靠性。此外，还存在动涡旋绕动运动过程中不断搅动沉积在背压腔底部的润滑剂而造成功耗浪费以及十字滑环等功能部件润滑不足等问题。

因此，需要提供一种改进的涡旋压缩机。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够确保充足的背压力从而提高工作可靠性的涡旋压缩机。

本发明的另一个目的是提供一种能够减小功耗浪费并且确保润滑的涡旋压缩机。

根据本公开的一方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：定涡旋，所述定涡旋包括定涡旋端板和形成在所述定涡旋端板的第一侧的定涡旋叶片；动涡旋，所述动涡旋包括动涡旋端板和形成在所述动涡旋端板的第一侧的动涡旋叶片以及形成在与所述第一侧相反的第二侧的动涡旋毂部，并且所述定涡旋叶片与所述动涡旋叶片相互接合以在其间形成一系列压缩腔；以及背压腔，所述背压腔形成在所述动涡旋端板的所述第二侧，并且所述背压腔构造成通过背压通道与所述一系列压缩腔中的一个压缩腔流体连通以施加使得所述动涡旋与所述定涡旋接合的背压力，其特征在于，所述背压通道形成在所述动涡旋端板和所述动涡旋毂部中。

根据本公开的一方面，所述背压通道具有第一端部和第二端部，所述第一端部形成于所述动涡旋端板并且向所述一个压缩腔敞开，所述第二端部形成于所述动涡旋毂部并且向所述背压腔敞开，所述第二端部位于所述第一端部的径向外侧。

根据本公开的一方面，所述背压通道包括第一部段和第二部段，所述第一部段与所述第二部段在交点相交，所述第一部段从所述第一端部沿所述涡旋压缩机的轴向方向延伸至所述交点，所述第二部段从所述交点沿所述涡旋压缩机的径向方向延伸至所述第二端部。

根据本公开的一方面，所述涡旋压缩机还包括适于支承所述动涡旋的主轴承座以及设置在所述主轴承座与所述动涡旋之间的十字滑环，所述第二部段与所述十字滑环的环形本体在所述涡旋压缩机的轴向方向上大致对齐。

根据本公开的一方面，所述主轴承座包括第一支承面、与所述第一支承面相比更靠近所述动涡旋的第二支承面以及与所述第二支承面相比更靠近所述动涡旋延伸的第三支承面，所述第二支承面位于所述第一支承面的径向外侧并且所述第三支承面位于所述第二支承面的径向外侧。

根据本公开的一方面，所述动涡旋毂部支承于所述第一支承面并且在动涡旋毂部与所述第一支承面之间设置有第一密封件，所述动涡旋端板支承于所述第三支承面并且在所述动涡旋端板与所述第三支承面之间设置有第二密封件，所述背压腔由所述第一密封件和所述第二密封件密封。

根据本公开的一方面，所述十字滑环支承于所述第二支承面。

根据本公开的一方面，所述第一部段通过从所述动涡旋端板的所述第一侧朝向所述动涡旋毂部开孔而形成。

根据本公开的一方面，所述背压通道的向所述背压腔敞开的第二端部离开所述动涡旋端板预定距离。

根据本发明的示例性实施方式的涡旋压缩机包括设置在动涡旋端板和动涡旋毂部两者中的背压通道，从而使得背压腔不受动涡旋毂部的限制与径向内侧的中间压缩腔流体连通，由此提供充足的背压力以确保动涡旋与定涡旋保持彼此接合。

根据本发明的示例性实施方式的涡旋压缩机能够将润滑剂施加至需要润滑的十字滑环等部件并且减小由于搅动润滑剂产生的功耗浪费。

附图说明

以下将参照附图仅以示例方式描述本发明的实施方式，在附图中，相同的特征或部件采用相同的附图标记来表示且附图不一定按比例绘制，并且在附图中：

图1是示出了根据本申请的示例性实施方式的涡旋压缩机的剖视图；

图2是示出了根据本申请的示例性实施方式的涡旋压缩机的定涡旋、动涡旋和主轴承座的剖视图；以及

图3是示出了根据本申请的示例性实施方式的涡旋压缩机的动涡旋的剖视图。

具体实施方式

下面对本公开各实施方式的描述仅仅是示例性的，而绝不是对本公开及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。

提供示例性实施方式以使得本公开将是详尽的并且将向本领域技术人员更全面地传达范围。阐述了许多具体细节比如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的各实施方式的透彻理解。对本领域技术人员而言将清楚的是，不需要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式实施，并且也不应当理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，不对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细的描述。

下面参照图1来描述涡旋压缩机1的总体结构。如图所示，涡旋压缩机1包括大致封闭的壳体10，壳体10限定了涡旋压缩的内部空间。壳体10内容纳有定涡旋20、动涡旋30、马达、旋转轴以及主轴承座50。

定涡旋20可以以任何合适的方式相对于壳体本体10固定。定涡旋20可以包括定涡旋端板22、形成在定涡旋端板22一侧的定涡旋叶片24。

动涡旋30可以包括动涡旋端板32、形成在动涡旋端板32的第一侧的动涡旋叶片34以及形成在动涡旋端板32的第二侧的动涡旋毂部36，其中，第一侧和第二侧相反。定涡旋叶片24与动涡旋叶片34能够彼此接合，使得当涡旋压缩机运行时在定涡旋叶片24和动涡旋叶片34之间形成一系列体积在从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔，从而实现对工作流体的压缩。径向最外侧的压缩腔C1处于吸气压力,径向最内侧的压缩腔C3与定涡旋端板的排气口流体连通处于排气压力，位于径向最外侧的压缩腔C1与径向最内侧的压缩腔C3之间的中间压缩腔C2的压力处于吸气压力与排气压力之间。

马达构造成使驱动轴40旋转。驱动轴的一端形成有偏心曲柄销42。偏心曲柄销42经由卸载衬套44配合在动涡旋毂部36中以驱动动涡旋30。接着，驱动轴驱动动涡旋30相对于定涡旋20绕动运动(即，动涡旋的中心轴线绕定涡旋的中心轴线运动，但是动涡旋不会绕其中心轴线旋转)以压缩工作流体。上述绕动运动通过动涡旋30与主轴承座50之间设置的十字滑环80来实现。十字滑环80可以包括环形本体和从环形本体延伸的键。

主轴承座50适于支承定涡旋20和动涡旋30。主轴承座50可以通过任何合适的方式相对于壳体10固定。如图2中具体示出地，主轴承座50可以包括第一支承面52、从第一支承面52朝向动涡旋30延伸的第二支承面54以及从第二支承面54朝向动涡旋进一步延伸的第三支承面56，第二支承面54位于第一支承面52的径向外侧并且第三支承面56位于第二支承面54的径向外侧。

在压缩机1的正常工作中，定涡旋20和动涡旋30必须在轴向方向上彼此接合才能对工作流体进行压缩。另外，为了给涡旋组件提供一定的轴向柔性以增加压缩机的可靠性和安全性，通常设置背压腔以使得定涡旋20和动涡旋30能够在背压力的作用下彼此可靠地接合。

如图1所示，背压腔60可以设置在动涡旋30一侧并且形成在主轴承座50内的空间中。由于设置在定涡旋侧的背压腔通常需要结构复杂的密封组件和定涡旋部件，因此这种动涡旋侧的背压腔设计因其简化的结构和降低的成本而是期望的。然而，当背压腔设置在定涡旋侧时，可以同时利用背压腔以及与排气口连通的高压区域向定涡旋施加朝向动涡旋推压的作用力，而在背压腔设置在动涡旋侧时仅由背压腔向动涡旋施加朝向定涡旋推压的作用力，因此通常存在背压腔的背压力无法确保动涡旋和定涡旋可靠地彼此接合的问题。

为此，发明人巧妙地利用设置在动涡旋端板和动涡旋毂部中的背压通道而将背压腔与位于径向内侧的中间压缩腔流体连通，从而即使在背压腔设置在动涡旋一侧时也能够提供充足的背压力，使得涡旋压缩机能够以简化的结构可靠地运行。

如图2所示，背压通道70设置在动涡旋端板32和动涡旋毂部36两者中。具体地，背压通道70包括第一端部P1和第二端部P2，第一端部P1形成于动涡旋端板32并且向中间压缩腔C2敞开,第二端部P2形成于动涡旋毂部36并且向背压腔60敞开，第二端部P2位于第一端部P1的径向外侧。以此方式，与根据相关技术的穿过动涡旋端板的背压通道相比，根据本发明示例性实施方式的涡旋压缩机能够利用设置在径向内侧的动涡旋毂部中的背压通道，从而与设置在径向内侧的较高压力的压缩腔流体连通，由此为动涡旋提供充足的背压力，使得动涡旋和定涡旋保持可靠地接合。在此需要说明的是，图2仅为示例性的，定涡旋和动涡旋的相对位置可以倒置，即，动涡旋位于定涡旋的轴向上方。

背压通道70可以形成为任何合适的形式比如斜孔或L形孔。优选地，如图3所示，背压通道70可以形成包括第一部段72和第二部段74的L形通道，第一部段72可以从第一端部P1沿压缩机的轴向方向延伸至动涡旋毂部36中的交界部P3，第二部段74可以从交界部P3沿压缩机的径向方向延伸至第二端部P2。

背压通道70的向背压腔60敞开的第二端部P2可以离开动涡旋端板32预定的距离。由此，一方面，可以适当地高于通常的储油油面而顺利地引入中压流体，而另一方面，合适的预定距离可以适当地控制储油高度，从而在适当地润滑十字滑环的同时，避免储油高度过高而导致主轴承座凹腔中的平衡块在转动时产生过大的搅油功率损耗。预定的距离可以处于1mm-10mm的范围，并且优选地可以处于3mm-7mm的范围，特别优选地，可以为5mm。

与倾斜的背压通道相比，包括第一部段72和第二部段74的L形背压通道可以降低加工难度和加工成本，并且第一部段能够在动涡旋端板上更精确地定位，由此使得背压腔的压力控制更精确。优选地，在加工背压通道70时，可以从动涡旋端板32的形成有动涡旋叶片34的第一侧朝向动涡旋毂部36向下开孔，从而有利于控制毛刺方向并且提高位置精度。

参照图2，背压通道70的第二部段74可以与十字滑环80的环形本体在轴向方向上大致对齐。也就是说，第二部段74可以与环形本体处于大致相同的轴向高度。

动涡旋可以位于定涡旋的轴向上方(即，与图2所示的定涡旋和动涡旋的相对位置倒置)，此时，背压通道70由于其第二端部P2离开动涡旋端板32预定的距离可以在背压腔中保持合适的润滑剂高度。具体地，在涡旋压缩机的运行过程中，当夹带着润滑剂的压缩流体从中间压缩腔C2通过背压通道70流入背压腔60时，由于第二端部P2离开动涡旋端板32预定的距离，因此可以在背压腔中储存适量的润滑剂，从而比如可以确保润滑剂施加至十字滑环80。十字滑环在主轴承座50的第二支承面54上相对于主轴承座发生运动，通过背压通道70的第二部段74流入的润滑剂可以对十字滑环进行润滑，从而避免十字滑环和主轴承座发生磨损，延长十字滑环和主轴承座的使用寿命。同时，由于可以在背压腔中保持合适的润滑剂高度，也可以避免润滑剂高度过高而导致产生过大的搅油功率损耗。在根据相关技术的涡旋压缩机(比如，定涡旋位于动涡旋的轴向上方的涡旋压缩机且背压通道形成为穿过动涡旋端板的轴向孔的涡旋压缩机)中，当夹带着一部分润滑剂的压缩流体从中间压缩腔通过背压通道流入背压腔时，润滑剂沉积在背压腔的底部，当动涡旋在驱动轴的作用下相对于主轴承座运动时，动涡旋毂部等不断地搅动沉积在底部的润滑剂，因此会不可避免地浪费涡旋压缩机的功耗。与之相比，如上所述的涡旋压缩机的背压通道70通过调节第二端部P2离开动涡旋端板32的距离而可以在背压腔中保持较少量的润滑剂，从而减小沉积在背压腔底部的润滑剂的油量，由此在确保足够的润滑的同时减小了搅动润滑剂产生的损耗，提高了涡旋压缩机的性能。

参照图2，动涡旋毂部36可以支承在主轴承座50的第一支承面52上并且在动涡旋毂部36与第一支承面52之间设置有第一密封件S1，动涡旋端板32可以支承在主轴承座50的第三支承面56上并且在动涡旋端板32与第三支承面56之间设置有第二密封件S2，背压腔60由第一密封件S1和第二密封件S2密封。更具体地，动涡旋毂部36可以在面向第一支承面52的一侧形成有环形凹槽，动涡旋端板32可以在面向第三支承面52的一侧形成有环形凹槽，第一密封件S1和第二密封件S2可以为环形密封圈。在涡旋压缩机的运行过程中，当驱动轴驱动动涡旋30相对于定涡旋20和主轴承座50运动时，设置在动涡旋毂部36的第一密封件S1和设置在动涡旋端板32中的第二密封件S2随着动涡旋相对于主轴承座50发生相对运动。

根据相关技术的涡旋压缩机中通过穿过动涡旋端板的背压通道来引入背压力，与之相比，根据本发明的示例性实施方式的涡旋压缩机将背压通道设置在动涡旋端板和动涡旋毂部两者中，从而能够使得背压通道与径向内侧的中间压缩腔流体连通，提供充足的背压力以确保动涡旋与定涡旋保持彼此接合。此外，与根据相关技术的涡旋压缩机相比，根据本发明的示例性实施方式的涡旋压缩机能够将润滑剂施加至需要润滑的十字滑环部件，从而便于十字滑环的运动，减小十字滑环的磨损，并且减小动涡旋或平衡块搅油产生的损耗。尽管本申请示例性地描述了润滑剂通过背压通道提供至十字滑环，但是可以理解的是，本发明不限于此，可以根据需要相应将润滑剂提供至任何需要润滑的部件。

在上文中，已详细描述了本发明的示例性实施方式，但是应该理解的是，本发明并不局限于上文详细描述和示出的具体实施方式。在不偏离本发明的主旨和范围的情况下，本领域的技术人员能够对本发明进行各种变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。

Claims (9)

1.一种涡旋压缩机(1)，包括：

定涡旋(20)，所述定涡旋(20)包括定涡旋端板(22)和形成在所述定涡旋端板(22)的第一侧的定涡旋叶片(24)；

动涡旋(30)，所述动涡旋(30)包括动涡旋端板(32)和形成在所述动涡旋端板(32)的第一侧的动涡旋叶片(34)以及形成在与所述第一侧相反的第二侧的动涡旋毂部(36)，所述定涡旋叶片(24)与所述动涡旋叶片(34)相互接合以在其间形成一系列压缩腔；以及

背压腔(60)，所述背压腔(60)形成在所述动涡旋端板(32)的所述第二侧，并且所述背压腔(60)构造成通过背压通道(70)与所述一系列压缩腔中的一个压缩腔流体连通以施加使得所述动涡旋(30)与所述定涡旋(20)接合的背压力，

其特征在于，所述背压通道(70)形成在所述动涡旋端板(32)和所述动涡旋毂部(36)中。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述背压通道(70)具有第一端部(P1)和第二端部(P2)，所述第一端部(P1)形成于所述动涡旋端板(32)并且向所述一个压缩腔敞开，所述第二端部(P2)形成于所述动涡旋毂部(36)并且向所述背压腔(60)敞开，所述第二端部(P2)位于所述第一端部(P1)的径向外侧。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述背压通道(70)包括第一部段(72)和第二部段(74)，所述第一部段(72)与所述第二部段(74)在交点(P3)相交，所述第一部段(72)从所述第一端部(P1)沿所述涡旋压缩机的轴向方向延伸至所述交点(P3)，所述第二部段(74)从所述交点(P3)沿所述涡旋压缩机的径向方向延伸至所述第二端部(P2)。

4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述涡旋压缩机还包括适于支承所述动涡旋(30)的主轴承座(50)以及设置在所述主轴承座(50)与所述动涡旋(30)之间的十字滑环(80)，所述第二部段(74)与所述十字滑环的环形本体在所述涡旋压缩机的轴向方向上大致对齐。

5.根据权利要求4所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述主轴承座(50)包括第一支承面(52)、与所述第一支承面相比更靠近所述动涡旋(30)的第二支承面(54)以及与所述第二支承面相比更靠近所述动涡旋的第三支承面(56)，所述第二支承面(54)位于所述第一支承面(52)的径向外侧并且所述第三支承面(56)位于所述第二支承面(54)的径向外侧。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述动涡旋毂部(36)支承于所述第一支承面(52)并且在所述动涡旋毂部(36)与所述第一支承面(52)之间设置有第一密封件(S1)，所述动涡旋端板(32)支承于所述第三支承面(56)并且在所述动涡旋端板(32)与所述第三支承面(56)之间设置有第二密封件(S2)，所述背压腔(60)由所述第一密封件(S1)和所述第二密封件(S2)密封。

7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述十字滑环(80)支承于所述第二支承面(54)。

8.根据权利要求3至7中的任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述第一部段(72)通过从所述动涡旋端板(32)的所述第一侧朝向所述动涡旋毂部(36)开孔而形成。

9.根据权利要求1至7中的任一项所述的涡旋压缩机，其特征在于，

所述背压通道(70)的向所述背压腔(60)敞开的第二端部(P2)离开所述动涡旋端板(32)预定距离。