CN1367320A - 涡旋压缩机 - Google Patents
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Abstract
在涡旋压缩机中,吸入室和压缩室48形成于具有涡流形搭接的固定涡卷和旋转涡流形搭接之间,其中加入在吸入室内的致冷剂气体随后被引入到压缩室48的内部来进行压缩,并且排出压缩过的气体,伴随着旋转涡卷的轨道运动,释放开口62和阀室60在所述固定涡卷24内串联地形成,释放控制阀58设置在阀室60内,因此,当压缩室48内的压力超过预定压力时,把压缩室48内的流体排出到排出压力室18中。就上述这种结构而言,本发明的涡旋压缩机减少了再膨胀容积,但不会减少固定涡卷的刚度。
Description
本发明的背景技术
本发明涉及涡旋压缩机，尤其地涉及用于空气调节或者制冷的、适合于压缩致冷剂的涡旋压缩机。
在使用涡旋压缩机作为室内空气调节器等的压缩机的情况下，它一定得可以在广泛变化的条件下进行工作。在这种工作条件下，涡旋压缩机在过量压缩或者液态压缩的情况下不会脱离工作。为此，在许多情况下，在涡旋压缩机中采用了这种这种结构，该结构可以持续进行这种过度压缩或者液态压缩。
例如，可以防止过度压缩或者液态压缩的涡旋压缩机的总体结构如下。首先，排出压力室形成于密封容器内，该密封容器具有吸入口和排出口。在该排出压力室内安放或者容纳有电马达和压缩机构。压缩机构具有固定涡卷和旋转涡卷，该固定涡卷具有涡旋形气体通道，该旋转涡卷设置成相对于固定涡卷可以移动并且具有涡旋形搭接。旋转涡卷与欧氏环连接起来，从而进行公转运动，同时防止沿它自己的轴线进行自转或者旋转，该旋转涡卷还连接到偏心轴上，该偏心轴偏离电马达旋转地驱动的曲轴。就电马达的驱动而言，旋转涡卷把致冷剂吸入到在固定涡卷和旋转涡卷之间限制出的吸入室中，同时伴随有轨道运动，并且它逐渐地或者随后把致冷剂引入到位于它们之间的压缩室中，从而压缩它，之后，它使压缩过的致冷剂通过排出压力室从排出口中排出。
在这种涡旋压缩机中，固定涡卷、尤其在固定涡卷的顶部上形成了呈通孔形式的释放孔或者开口，这些释放孔或者开口连接在压缩室和排出压力室之间，并且释放控制阀也设置在它的上面。在压缩时(即当压力超过压缩室内的排出压力)或者在液态压缩时(即在压缩步骤中，根据温度条件等，液化致冷剂从吸入口吸入时)，这种释放控制阀打开释放开口，因此使压力升高的气体或者液化致冷剂从压缩室的内部排出到排出压力室中。因此，通过释放阀的作用，在涡卷的压缩机构部分中，由于固定涡卷和旋转涡卷之间的机械摩擦所产生的损失减少了，并且可以防止每个涡卷的搭接受到损害。
但是，就传统涡旋压缩机的释放阀的结构而言，由于控制阀的主体设置在释放开口的端部上，该释放开口连接在压缩室和排出压力室之间，在固定涡卷的顶部上，释放开口形成了一部分压缩室。即，释放开口的容积起着一部分再膨胀容积的死容积的作用或者形成了一部分再膨胀容积的死容积。因此，当使引入到压缩室内的气体压缩到预定压力时，压缩室内的一部分气体进入到释放开口。被压缩的气体在释放开口内进行再膨胀，因此压缩室内的压力降低到小于预定压力，因此，在压缩机构部分内使容积效率下降。为了减少由于这种再膨胀所引起的损失，可以通过使释放开口的容积变小来实现这个目的。另一方面，简单地减小释放开口的内径或者使固定涡卷的顶部更薄也可以实现这个目的。
但是，就减少释放开口内径的结构而言，通过提供释放开口不可能实现这个目的，因为液化致冷剂不能容易地通过它，尤其在液态压缩的情况下不能容易地通过它。
在使固定涡卷的顶部更薄的结构中，在压缩机工作期间，固定涡卷的尖部由于排出压力的作用而容易变形，因此在压缩机构中、尤其在固定涡卷和旋转涡卷之间由于机械摩擦而产生了损失，并且由于气体或者液态致冷剂的泄漏损失引起压缩性能降低。
本发明的概述
本发明的目的是提供一种涡旋压缩机，该压缩机可以减少压缩室内的再膨胀容积，但是不会减少固定涡卷的刚度。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种涡旋压缩机，它包括：密封容器，它具有吸入口和排出口；排出压力室，它设置在所述密封容器内；电马达，它设置在所述排出压力室内；及压缩机构，它与所述电马达连接，并且安放在所述排出压力室内，其中所述压缩机构部分包括：固定涡卷，它固定到所述密封容器中，并且具有涡旋形气体通道，该气体通道把所述吸入口和面向所述排出压力室的所述排出口连接起来；及旋转涡卷，它具有涡旋形搭接，从而与所述流动通道接合，并且通过接受所述电马达的驱动力而实现轨道运动；其中吸入室和压缩室形成于所述固定涡卷的气体通道和所述旋转涡卷的搭接之间，与所述压缩室连通的释放开口和与所述排出压力室连通的阀室形成相互串联，并且释放控制阀设置在所述阀室内，从而当所述压缩室内的压力超过预定压力时，把所述压缩室内的流体排出到所述排出压力室中。
此外，在涡旋压缩机中，根据本发明，可以合适地加入下面这些元件：
(1)其中，所述旋转涡卷连接到欧氏环中，从而使所述旋转涡卷产生公转运动而防止产生自转，并且还连接到偏心轴上，从而把旋转转换成轨道运动，而该偏心轴以偏心的方式固定在由所述电马达旋转驱动的曲轴上，所述欧氏环固定在所述密封容器内，该环以自由旋转的方式支撑着所述曲轴，并且借助于框架来可移动地支撑，该框架具有所述欧氏环的移动通道。
(2)其中，所述释放开口和所述阀室形成为连接在所述压缩室和所述排出压力室之间的流体通道，所述阀室形成为使它的横剖面积大于所述释放开口的面积。
(3)其中，阀板表面设置在所述释放开口之间的边缘上的所述阀室内，所述释放控制阀包括：阀板，该阀板安装在所述阀板表面上；弹性体，它把所述阀板压向所述阀板表面；及衬套，它固定在所述阀室内，并且用来支撑所述弹性体。
(4)其中，所述衬套通过压力插入从而固定在所述阀室内，并且在所述补套内形成了通孔，该通孔通过所述阀室和所述排出压力室之间。
(5)其中，若干数目的通孔形成于所述衬套内，因此所述若干数目的通孔的总横剖面积大于所述释放开口的面积。
就提供了使释放开口和阀室相互连接起来的结构而言，该结构作为通过压缩室和排出压力室之间的流体通道，使压缩室的死容积减少了，而不会使固定涡卷的厚度更变薄，即不会减少它的刚度，及可以减少再膨胀容积，因此降低了机械摩擦损失和泄漏损失及再膨胀损失，从而有利于提高压缩效率。
还有，就这种阀室而言，它的横剖面积大于释放开口的面积，因此可以充分地确保增压气体和液态气体的流动通道，因此减少了流动通道的阻力。
附图的简短描述
图1是涡旋压缩机的剖视图，它示出了本发明的实施例。
图2是压缩机构的横剖视图；及
图3是所安装的释放控制阀的放大横剖视图。
优选实施例的描述
在下文中，参照附图来充分解释本发明的实施例。图1是示出了本发明的一个实施例的涡旋压缩机的剖视图。在图1中，涡旋压缩机10包括由铁制成的密封容器12。该密封容器12大约形成圆柱形，并且它的两端部被封闭。密封容器12在上部具有吸入口14、在侧部具有排出口16及在内部具有排出压力室18。
在排出压力室18内安装着压缩机构部分20和电马达22。压缩机构部分20包括固定涡卷24和旋转涡卷26，同时电马达22、转子28和定子30也安装在其内部。转子28固定在曲轴32的外边缘上。
例如，固定涡卷24通过使用铸造法大约形成盘形，并且通过螺栓34而固定在框架36上。框架36通过在它的外边缘侧上进行焊接而固定在密封容器12的内壁表面上。
如图2所示，固定涡卷24包括气体通道40，该气体通道40连接在吸入口14和排出口38之间，而该排出口38面向排出压力室18。气体通道40以涡旋形的方式形成有搭接42，该搭接具有涡旋形。几乎形成盘形的旋转涡卷26设置成与固定涡卷24相对，但是在轨道内可以自由运动。如图2所示，在旋转涡卷26的上部上，搭接44形成涡旋形，从而与固定涡卷24的搭接42接合或者咬合。在搭接42和搭接44之间限制出吸入室46和压缩室48。旋转涡卷26在底侧连接到偏心轴50上。偏心轴50设置成与曲轴32偏心，并且与曲轴32形成一体。
曲轴32是这样构造成的：它通过电马达22的驱动来进行旋转运动。曲轴32的驱动功率传递到偏心轴50中。在这种情况下，偏心轴50绕着曲轴32的中心进行轨道运动。即，当曲轴进行旋转运动时，这种旋转运动通过偏心轴50的作用而转变成轨道运动。
在旋转涡卷26的底侧部和框架36之间设置了欧氏环(Oldham ring)52。欧氏环52插入或者安装到槽中，而这些槽形成于框架36的上侧，因此它可以沿着相互相交的方向进行运动。即，欧氏环52使旋转涡卷26进行公转，同时防止它绕着它自己的轴进行自转或者旋转。框架36还包括轴承36a，该轴承可旋转地支撑曲轴。保留在室56内的油通过形成于曲轴32的中心部分上的油通道54而供给到轴承36a和偏心轴50中。即，在偏心轴50和旋转涡卷26之间限制出中间压力的中间压力室，而中间压力的大小处于吸入口14内的压力和排出压力室18内的压力之间，因此由于中间压力室的压力和排出压力室的压力之间的压差作用而使室56内的油通过油通道54而供给到轴承36a等中。
在本实施例中，四个释放控制阀58设置在固定涡卷24上，从而在从吸入口14导入气体(致冷剂)并且通过旋转涡卷26的轨道运动来进行压缩的过程中，当它升高到排出压力或者更大时，把压缩室48内的气体排出到排出压力室18中。伴随着这个，在固定涡卷24中还设置了四个阀室64和四个释放开口62中。
如图3所示，每个阀室60和释放开口62以流体通道的形式形成相互连接，从而连接在压缩室48和排出压力室18之间，因此使阀室与排出压力室18相互连通。其结果是，释放开口62与压缩室48连通。及，在每个阀室60内设置了释放控制阀58，从而当压缩室内的压力超过预定压力时，把压缩室48内的液体排出到排出压力室18中。即，阀室60和释放开口62沿着固定涡卷24的顶部64的厚度方向形成，因此阀室60的横剖面面积大于释放开口62的横剖面面积。在释放开口62之间的阀室60的边缘上形成了环形的阀板表面66。在阀板表面66的表面上安装着由铁形成的、呈盘形的阀板68。在阀板68上安装着作为弹性体的盘簧70，从而抑制阀板68移向阀板表面66那侧。盘簧70安装在由铁形成的衬套72的凸出部74上，从而通过阀室60上侧上的压力而插入，从而固定于其上。衬套72具有通孔74。绕着通孔74设置着若干数目的通孔76。这些孔74和76具有横剖面积，并且这些孔确定成它们的横剖面积的总和(即横剖面的总面积)大于释放孔的。
就上述这种结构而言，通过电马达22的驱动，当旋转涡卷26使轨道运动具有旋转时，引入到吸入口(14)中的气体(致冷剂)随后进入到吸入室64中。然后，通过轨道运动把加入的气体送到压缩室48中并且进行压缩。压缩在预定压缩比下的气体从排出口38排出到排出压力室18中，并且排出压力室18内的气体从排出口16通过管子78而排出。
在压缩致冷剂气体的过程中，当压缩室48内所产生的压力等于或者小于预定压力(排出压力+盘簧70的弹簧力)时，每个释放开口62通过盘簧70的弹簧力借助于每个释放控制阀48的阀板68而被关闭，因此每个阀室60产生了与压缩室48关闭的情况。在这种情况下，释放开口62的容积是作为压缩室48的一部分容积。但是，释放开口62是固定涡卷24的一部分，即它只形成于顶部64的底侧上的区域内，那么它可以减少压缩室48的死容积。因此，上述结构可以减少压缩气体的再膨胀损失、高效地压缩致冷剂气体，并且它还使涡旋压缩机的可靠性提高。
同时，当压缩室48内的压力超过压缩致冷剂气体过程中的预定压力时，阀板48反抗盘簧70的弹簧力而离开或者移离阀板表面66。然后，压缩室48内的致冷剂气体或者液化致冷剂通过释放开口62、阀室60及通孔74和76而排出到排出压力室18中，因此在过度压缩和液态压缩期间可以防止机械损失、泄漏损失及损坏搭接。
在这种方法中，根据本实施例，释放开口62和阀室60连续地形成在固定涡卷24的顶部64区域内，从而把释放控制阀58设置在阀室60内，压缩室48内的死容积可以减少，而不会使固定涡卷的顶部64的厚度更薄，因此在可以充分地保持刚度的同时，可以减少再膨胀损失，并且也有利于提高压缩效率。
此外，根据上述实施例，由于阀室60的横剖面积和这些通孔74和76的总横剖面积确定成大于释放开口62的，因此可以充分地确保了压缩气体和液态致冷剂的流动通道及流动通道的阻力。
如上面充分解释的一样，根据本发明，可以减少压缩室内的部分容积及再膨胀容积，但是不会减少固定涡卷的刚性，因此有利于提高压缩效率。
尽管我们已示出和描述了我们的发明的许多实施例，但是应该知道，在没有脱离本发明的范围的情况下，这些公开的实施例可以容易改变和改进。因此，我们不局限于这里所示出的和解释的细节，而我们倾向于覆盖落入附加权利要求的范围内的、所有的这种变化和变形。
Claims (6)
1.一种涡旋压缩机，它包括：
密封容器，它具有吸入口和排出口；
排出压力室，它设置在所述密封容器内；
电马达，它设置在所述排出压力室内；及
压缩机构，它与所述电马达连接，并且安放在所述排出压力室内，其中所述压缩机构部分包括：
固定涡卷，它固定到所述密封容器中，并且具有涡旋形气体通道，该气体通道把所述吸入口和面向所述排出压力室的所述排出口连接起来；及
旋转涡卷，它具有涡旋形搭接，从而与所述流动通道接合，并且通过接受所述电马达的驱动力而实现轨道运动；其中吸入室和压缩室形成于所述固定涡卷的气体通道和所述旋转涡卷的搭接之间，与所述压缩室连通的释放开口和与所述排出压力室连通的阀室形成相互串联，并且释放控制阀设置在所述阀室内，从而当所述压缩室内的压力超过预定压力时，把所述压缩室内的流体排出到所述排出压力室中。
2.如权利要求1所述的涡旋压缩机，其中所述旋转涡卷连接到欧氏环中，从而使所述旋转涡卷产生公转运动而防止产生自转，并且还连接到偏心轴上，从而把旋转转换成轨道运动，而该偏心轴以偏心的方式固定在由所述电马达旋转驱动的曲轴上，所述欧氏环固定在所述密封容器内，该环以自由旋转的方式支撑着所述曲轴，并且借助于框架来可移动地支撑，该框架具有所述欧氏环的移动通道。
3.如权利要求1或者2所述的涡旋压缩机，其中，所述释放开口和所述阀室形成为连接在所述压缩室和所述排出压力室之间的流体通道，所述阀室形成为使它的横剖面积大于所述释放开口的面积。
4.如权利要求3所述的涡旋压缩机，其中，阀板表面设置在所述释放开口之间的边缘上的所述阀室内，所述释放控制阀包括：阀板，该阀板安装在所述阀板表面上；弹性体，它把所述阀板压向所述阀板表面；及衬套，它固定在所述阀室内，并且用来支撑所述弹性体。
5.如权利要求4所述的涡旋压缩机，其中，所述衬套通过压力插入从而固定在所述阀室内，并且在所述补套内形成了通孔，该通孔通过所述阀室和所述排出压力室之间。
6.如权利要求4所述的涡旋压缩机，其中，若干数目的通孔形成于所述衬套内，因此所述若干数目的通孔的总横剖面积大于所述释放开口的面积。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HITACHI APPLIANCES, INC. Free format text: FORMER OWNER: HITACHI,LTD. Effective date: 20150625 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150625 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: Hitachi Appliances Inc. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Hitachi Ltd. |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160913 Address after: Hongkong, China Patentee after: Johnson Controls Hitachi air conditioning technology (Hongkong) Co., Ltd. Address before: Tokyo, Japan, Japan Patentee before: Hitachi Appliances Inc. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180710 Address after: Tokyo, Japan, Japan Patentee after: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Co., Ltd. Address before: Hongkong, China Patentee before: Johnson Controls Hitachi air conditioning technology (Hongkong) Co., Ltd. |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20050817 |
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| CX01 | Expiry of patent term |