CN206338185U - 喷气增焓涡旋压缩机及空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型喷气增焓涡旋压缩机，在动涡旋盘上设置第一中压通道，在静涡旋盘上设置第二中压通道；而且，所述动涡旋盘的旋转过程中，第一中压通道或第二中压通道连通压缩机的压缩腔和背压室。本实用新型还公开了应用该涡旋压缩机的空调系统。本实用新型在压缩机工作过程中，可通过第一中压通道或第二中压通道将压缩腔的中间压力引导至背压室，从而抑制动涡旋盘和静涡旋盘的分离，保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。

Description

喷气增焓涡旋压缩机及空调系统

技术领域

本实用新型涉及压缩机领域，尤其涉及喷气增焓涡旋压缩机、空调系统。

背景技术

涡旋压缩机因其效率高、体积小、质量轻、运行平稳而被广泛应用在空调和热泵等系统中。在涡旋压缩机中，由动涡旋盘和静涡旋盘上的型线相互啮合形成一系列的月牙形压缩腔，伴随着动涡旋盘的偏心运转，月牙形压缩腔由外围不断的向中心移动，同时腔内的冷媒压力也不断升高，直至与中心排气孔相通，冷媒成为高压气体被排出压缩腔，完成压缩过程。

为使涡旋压缩机在高压比工况下(如低温制热或高温制冷)仍具有较好的性能，随之出现了喷气增焓涡旋压缩机，即将进入蒸发器或冷凝器之前的部分冷媒导入到压缩腔中形成准二级压缩，以提高压缩比，从而提高了高压比工况下压缩机的性能。在压缩过程中，动涡旋盘将受到向下的轴向分离力，易发生倾覆引起动静涡旋盘间产生泄漏，容积效率下降。通常，为抑制动涡旋盘的倾覆，在动盘端板中开设有引流通道，将压缩腔的压力引到动盘端板与主机架形成的背压空间，从而抑制动涡旋盘的倾覆。

但是在开启喷气增焓功能时，压缩腔内压力快速上升，而动涡旋盘的引流通道与喷气时的压缩腔并不是一直连通的状态，因此背压空间的压力不会随之上升，从而出现背压力不足的情况，导致喷气时动涡旋盘发生倾覆，压缩机效率下降。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供喷气增焓涡旋压缩机及空调系统，旨在实现喷气增焓涡旋压缩机运行过程抑制动涡旋盘发生倾覆，从而提高压缩机的性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种喷气增焓涡旋压缩机，包括压缩机壳体，收容在压缩机壳体内的动涡旋盘、静涡旋盘、主机架；所述静涡旋盘包括静盘端板和静涡旋齿，所述动涡旋盘包括动盘端板和动涡旋齿，且所述动涡旋齿和所述静涡旋齿相互啮合形成月牙形压缩腔；所述动涡旋盘位于主机架上，且所述动盘端板与所述主机架围合形成背压室；

所述动涡旋盘上设有第一中压通道，所述静涡旋盘上设有第二中压通道；而且，所述动涡旋盘的旋转过程中，第一中压通道或第二中压通道连通所述压缩腔和所述背压室。

优选地，所述第一中压通道包括自所述动盘端板的外周壁向内延伸形成的第一通道和与第一通道连通且贯穿所述动盘端板一端面的第一中压孔，且所述第一中压孔与所述压缩腔连通。

优选地，所述第二中压通道包括轴向贯穿所述静盘端板的第二通道、轴向贯穿所述静盘端板及所述静盘涡旋齿的第三通道，且所述第三通道与所述背压室连通，所述第二通道与所述压缩腔连通；所述静盘端板上固定连接有盖板，且所述盖板形成连通所述第二通道和所述第三通道的密闭空间。

优选地，所述第一中压孔开设在靠近所述动盘涡旋齿内侧型线的位置；而且，所述动涡旋盘与所述静涡旋盘啮合时，所述第一中压孔与所述静盘端板上设置的增焓孔形成相位差。

优选地，所述第二通道的端口位于靠近所述静盘涡旋齿内侧型线的位置，且相对于所述第一中压孔处于增焓孔另一侧的位置。

优选地，所述动盘端板中的第一通道在动盘端板外周壁上的端口可以通过密封件进行密封，而且所述动盘端板上还设有与所述第一通道连通且贯穿所述动盘端板的第二中压孔；所述静盘涡旋齿的端面上还开设有随所述动涡旋盘的旋转可与第二中压孔断续连通的环形导气槽，且所述环形导气槽与所述背压室连通。

优选地，所述盖板形成的密闭空间内设有一防逆流装置，根据压缩腔与背压室之间的压差封堵或释放所述第二通道。

优选地，所述防逆流装置包括弹性阀片，且所述弹性阀片一端固定在所述静盘端板上，另一端在压缩腔与背压室之间的压差作用下封堵或释放所述第二通道。

优选地，所述防逆流装置还包括限位挡板，所述限位挡板一端固定在所述静盘端板上，且所述限位挡板位于所述弹性阀片下方。

此外，为实现上述目的，本实用新型实施例还提供了一种空调系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器，以及连通压缩机、冷凝器及蒸发器的冷媒回路；其特征在于，所述压缩机上述结构的涡旋压缩机。

本实用新型喷气增焓涡旋压缩机，通过设置第一中压通道和第二中压通道，连通压缩机的压缩腔和背压室，在压缩机工作过程中，可通过第一中压通道或第二中压通道将压缩腔的中间压力引导至背压室，从而抑制动涡旋盘和静涡旋盘的分离，保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。

另外，通过第一中压通道和第二中压通道的压力引导，使得背压室的压力上升更快，从而缩短压缩机启动时到达稳定状态的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机第一实施例的截面结构示意图；

图2为喷气增焓涡旋压缩机中动涡旋盘与静涡旋盘啮合的压缩过程示意图a；

图3为喷气增焓涡旋压缩机中动涡旋盘与静涡旋盘啮合的压缩过程示意图b；

图4为喷气增焓涡旋压缩机中动涡旋盘与静涡旋盘啮合的压缩过程示意图c；

图5为图1中喷气增焓涡旋压缩机的部分截面结构示意图；

图6为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机第二实施例的部分截面结构示意图；

图7为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机中动涡旋盘和静涡旋盘啮合时一位置的俯视图；

图8为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机中动涡旋盘和静涡旋盘啮合时另一位置的俯视图；

图9为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机第三实施例的部分截面结构示意图；

图10为本实用新型的喷气增焓涡旋压缩机第三实施例中动涡旋盘和静涡旋盘的啮合结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				101	机壳	17	副机架
102	上盖	18	十字滑环
				103	下盖	19	导油部件
11	静涡旋盘	20	吸气管
				111	静盘端板	21	排气管
112	静盘涡旋齿	22	喷气增焓连接管
				1121	静盘涡旋齿内侧型线	30	第一中压通道
12	动涡旋盘	31	第一通道
				121	动盘端板	32	第一中压孔
122	动盘涡旋齿	33	第二中压孔
				1221	动盘涡旋齿外侧型线	34	密封件
113	导气槽	40	第二中压通道
				13	主机架	41	第二通道
131	回油孔	411	第二通道端口
				14	曲轴	42	第三通道
141	中心孔	43	盖板
				15	电机	50	防逆流装置
151	定子	51	弹性阀片
				152	转子	52	限位挡板
16	油池	60	增焓孔

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参见附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述，其仅用于描述目的，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，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人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型主要提出一种喷气增焓涡旋压缩机，通过设置多条中压通道，连通压缩机的压缩腔和背压室，在压缩机工作过程中，可通过中压通道将压缩腔的中间压力引导至背压室，从而抑制动涡旋盘和静涡旋盘的分离，保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。另外，通过多条中压通道的压力引导，使得背压室的压力上升更快，从而缩短压缩机启动时到达稳定状态的时间。

上述压缩机可应用于制冷系统中，例如空调、冰箱、冷库等等。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，从而为制冷循环提供动力。同时，该压缩机还具有喷气增焓功能，在静涡旋盘上开设喷气通道，将经过一次换热的部分冷媒导入压缩腔中形成准二级压缩，从而提高压缩比，提高高压比工况下压缩机的性能。

参照图1至图4所示，该涡旋压缩机包括由机壳101、上盖102和下盖103形成的密闭的收容空间，即压缩机壳体。该收容空间内设有静涡旋盘11、动涡旋盘12、主机架13、曲轴14、电机15、油池16、副机架17、十字滑环18。其中：

机壳101为圆柱形缸体，且该缸体两端呈开口状。上盖102与缸体的一开口端固定连接，且上盖102中部朝远离缸体的方向拱起设置。下盖103与缸体的另一开口端固定连接，且下盖103中部朝远离缸体的方向呈拱起设置。拱起的下盖103与缸体围合形成压缩机底部的油池16，用于装设润滑油。缸体的侧壁上还连接有吸气管20、排气管21和喷气增焓连接管22。

上述主机架13设置于缸体内。该主机架13整体呈柱状，且主机架13外周壁与缸体的内周壁之间形成一间隙。静涡旋盘11固定设置在主机架13上。该静涡旋盘11包括静盘端板111、静盘涡旋齿112。动涡旋盘12位于静涡旋盘11的下方，且由主机架13支撑。该动涡旋盘12包括动盘端板121、动盘涡旋齿122和轮毂。静盘涡旋齿112和动盘涡旋齿122相互啮合，形成一系列的月牙形压缩腔。另外，主机架13内还设有储油部，储油部的底部设有回油孔131。主机架13的中心位置还设有供曲轴14穿过的贯穿孔。

上述电机15设置于缸体内，且位于主机架13的下方。该电机15可包括定子151和转子152。副机架17位于电机15的下方。电机15与主机架13之间的空间，及电机15与副机架17之间的空间形成高压腔。上述排气管21一端穿过机壳102并延伸至高压腔。

上述曲轴14一端依次穿过转子152、主机架13，并与动涡旋盘12的轮毂123连接。曲轴14的另一端穿过副机架17，并与伸入油池16的导油部件19连接。该曲轴14上设有中心油孔141。

上述压缩机运行过程中，自吸气管20将冷媒吸入压缩腔进行压缩，压缩完成后经由静盘端板111上设置的排气孔排至排气腔，并向下排至电机15所在的高压腔中，最后由排气管21排出。压缩机运行的同时，润滑油在曲轴14下部的导油部件19的作用下，从油池16沿着曲轴14的中心油孔141向缸体的上部供油，在润滑压缩机的轴承后进入到主机架13的储油部中，并由回油孔131流出返回底部油池16。

如图2所示，上述动涡旋盘12以一定的偏心距绕着静盘中心O平转，静盘涡旋齿112与动盘涡旋齿122相互啮合形成多个月牙形空间。压缩机启动并进行顺时针旋转，当压缩机旋转至图2的位置时，静盘涡旋齿112的内侧型线1121与动盘涡旋齿122的外侧型线形1221成封闭的空间(图中阴影部分)，即吸气空间，此时完成吸气过程；随着压缩机顺时针旋转，当压缩机旋转至图3的位置时，月牙形空间的位置发生改变，且阴影部分的面积在不断缩小，此时成为了压缩空间，该空间内冷媒被压缩，压力升高；当压缩机旋转至图4的位置时，压缩空间的容积继续缩小，并开始与静盘端板111上的排气孔连通，此时冷媒的压力也基本达到了排气的压力，阴影部分成为排气空间，进而从排气口排出，完成一个压缩周期。

在上述压缩过程中，动涡旋盘12容易受到向下的轴向分离力而产生倾覆，造成动涡旋盘12和静涡旋盘11之间产生泄漏，容积效率下降。因此本实用新型实施例采用中压通道，将压缩腔中的中间压力引导至背压室，以增加背压室的压力，使动涡旋盘12背部受到向上的背压力作用，从而抑制动涡旋盘12的倾覆。背压室由动涡旋盘12背面与主机架13的上部围合形成。

具体地，再参照图1及图5，该中压通道包括设置在动涡旋盘12上第一中压通道30和设置在静涡旋盘11上的第二中压通道40。其中，第一中压通道30包括自动盘端板121的外周壁向内延伸形成的第一通道31和与第一通道31连通且贯穿动盘端板121一端面的第一中压孔32。通过该第一中压孔32和第一通道31，将压缩腔和背压室连通。

第二中压通道40包括设置在静涡旋盘11上且轴向贯穿静盘端板111的第二通道41、设置静涡旋盘11上且轴向贯穿静盘端板111及静盘涡旋齿112的第三通道42。而且，第三通道42位于静涡旋盘11的外周侧，并与压缩机的背压室连通，第二通道41位于静涡旋盘11邻近中心侧，并与压缩腔连通。第二通道41和第三通道42通过盖板43形成的密闭空间连通。具体地，该盖板43呈凹状，并固定在静盘端板111上，以形成密闭空间。通过第二通道41、第三通道42以及盖板43形成的密闭空间，将压缩腔与背压室连通。为了形成密闭空间，盖板43与静盘端板111端面接触的位置设置密封件，例如密封垫片，并通过螺钉或螺栓固定。

进一步地，如图6所示，为了防止背压室的气体逆流至压缩腔中，盖板43内设有一防逆流装置50。当压缩腔压力大于背压室压力时，防逆流装置50释放第二通道41，从而压缩腔的气体可沿第二通道41、第三通道42进入背压室。当压缩腔压力小于背压室压力时，防逆流装置50封堵第二通道41，从而背压室的气体无法沿第三通道42、第二通道41进入压缩腔。具体地，该防逆流装置50可包括弹性阀片51以及限位挡板52，其中弹性阀片51一端固定在静盘端板111上，另一端在压力的作用下，可对第二通道41进行封堵或释放。限位挡板52固定在静盘端板111上，主要用于限制弹性阀片51的形变行程，如此，可以确保弹性阀片51发生的形变不会超过其自身的弹性限度。可以理解的是，若弹性阀片51的弹性性能比较好，也可以仅通过弹性阀片51实现。另外，上述限位挡板52可设置在弹性阀片51的上方，也可疑设置在弹性阀片51的下方。

需要说明的是，该弹性阀片51优选采用弹性性能和密封性能均较好的材料制成，例如：山特维克的7C钢，该弹性阀片51可以呈长条状设置，也可以呈扇形设置，当然还可以为其他形状，在此，不做具体的限定。

可以理解的是，上述第二中压通道40的结构设计也可以为其他结构，只要能连通第二通道41和第三通道43，且与排气腔隔离开的连接结构，均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型喷气增焓涡旋压缩机，通过设置第一中压通道30和第二中压通道40，连通压缩机的压缩腔和背压室，在压缩机工作过程中，可通过中压通道将压缩腔的中间压力引导至背压室，从而抑制动涡旋盘和静涡旋盘的分离，保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。另外，通过第一中压通道30和第二中压通道40的压力引导，使得背压室的压力上升更快，从而缩短压缩机启动时到达稳定状态的时间。

结合参照图5、图7及图8所示，第一中压孔32开设在靠近动盘涡旋齿内侧型线的位置，且动涡旋盘12与所述静涡旋11盘啮合时，所述第一中压孔与所述静盘端板上设置的增焓孔60形成一定的相位差。该增焓孔60自静盘端板111设置静盘涡旋齿112的端面沿轴向方向向内开设形成，而且自静盘端板的外周壁向内开设形成增焓通道并与增焓孔60连通。该增焓通道延伸至静盘端板111外周壁并与喷气增焓连接管22连通。第二通道41的端口411位于靠近静盘涡旋齿内侧型线的位置，且相对于第一中压孔32处于增焓孔60另一侧的位置。当动涡旋盘与静涡旋盘处于图7所示的位置时，第一中压孔32与增焓孔60处于同一压缩腔，该压缩腔由动盘涡旋齿内侧型线与静盘涡旋齿外侧型线啮合形成，称之为B腔。当动涡旋盘与静涡旋盘处于图8所示的位置时，第二通道42的端口421与增焓孔60处于同一压缩腔，该压缩腔由动盘涡旋齿外侧型线与静盘涡旋齿内侧型线啮合形成，称之为A腔。因此，当喷气增焓功能开启时，此时压缩腔内压力上升，若增焓孔处于B腔，则该腔内压力可通过第一中压孔32引导至背压室中，使动盘端板121背面压力随之上升，抑制了动涡旋盘12的倾覆；若增焓孔60处于A腔，则该腔内压力通过第二通道42的端口421引导至背压室中，使动盘端板121背面压力随之上升，抑制了动涡旋盘12的倾覆。

因此，在本实用新型实施例中，通过第一中压通道和第二中压通道的设置位置，使得无论何时开启喷气增焓，动盘端板121的背面压力都能随之升高，从而保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。

可以理解的是，上述第一中压通道30的第一中压孔32的位置以及第二中压通道40中第二通道42的端口421的位置并不限定于上述实施例的结构。凡是能够实现压缩机旋转时，第一中压通道30的第一中压孔32以及第二通道42的端口421中之一与压缩腔连通，从而连通压缩腔与背压室，保证了动涡旋盘和静涡旋盘之间的轴向密封性。

进一步地，如图9和10所示，上述第一中压通道30中，动盘端板121中的第一通道31在动盘端板121外周壁上的端口可以通过密封件34进行密封。同时，动盘端板121上还设有与第一通道31连通且贯穿动盘端板121的第二中压孔33。而且静盘涡旋齿112的端面上还开设有可与第二中压孔33连通的环形导气槽113。导气槽113的开口端与背压室连通，且第二中压孔33随动涡旋盘12旋转时进行运动的轨迹为轨迹S。由此可知，导气槽113在动涡旋盘12的旋转时与第二中压孔33断续的连通。

随着动涡旋盘12的旋转，第一中压孔31、第二通道41的端口411所处压缩腔中的压力是不断变化的，因此背压室中的背压力也不断变化，若背压力大于压缩腔压力，则背压室气体可能逆流至压缩腔中重复压缩，存在脉动损失，降低压缩机效率，因此通过第一中压通道30与导气槽1111断续连通，第二中压通道的防逆流装置，可避免背压空间的大量气体在压缩腔与背压空间中来回流动，因此防止了压缩机效率降低。另外，随着运行工况的改变，如由高负荷工况转变到低负荷工况，过大的背压力可通过第一中压通道30断续连通时进行缓慢的释放，使背压力逐渐达到稳定的状态。

此外，在压缩机刚启动时，压缩腔压力大于背压力，动涡旋盘与静涡旋盘是有一定分离的，压缩机运转不平稳，此时，压缩腔中的气体可通过第一中压通道30、第二中压通道40进入到背压室中，由于可同时从两个通道进入背压空间，能够快速的建立背压，达到设计的背压值，使压缩机快速的达到稳定状态，缩短启动时间。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，包括压缩机壳体，收容在压缩机壳体内的动涡旋盘、静涡旋盘、主机架；所述静涡旋盘包括静盘端板和静涡旋齿，所述动涡旋盘包括动盘端板和动涡旋齿，且所述动涡旋齿和所述静涡旋齿相互啮合形成月牙形压缩腔；所述动涡旋盘位于主机架上，且所述动盘端板与所述主机架围合形成背压室；

所述动涡旋盘上设有第一中压通道，所述静涡旋盘上设有第二中压通道；而且，所述动涡旋盘的旋转过程中，第一中压通道或第二中压通道连通所述压缩腔和所述背压室。

2.如权利要求1所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述第一中压通道包括自所述动盘端板的外周壁向内延伸形成的第一通道和与第一通道连通且贯穿所述动盘端板一端面的第一中压孔，且所述第一中压孔与所述压缩腔连通。

3.如权利要求2所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述第二中压通道包括轴向贯穿所述静盘端板的第二通道、轴向贯穿所述静盘端板及所述静盘涡旋齿的第三通道，且所述第三通道与所述背压室连通，所述第二通道与所述压缩腔连通；所述静盘端板上固定连接有盖板，且所述盖板形成连通所述第二通道和所述第三通道的密闭空间。

4.如权利要求3所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述第一中压孔开设在靠近所述动盘涡旋齿内侧型线的位置；而且，所述动涡旋盘与所述静涡旋盘啮合时，所述第一中压孔与所述静盘端板上设置的增焓孔形成相位差。

5.如权利要求3或4所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述第二通道的端口位于靠近所述静盘涡旋齿内侧型线的位置，且相对于所述第一中压孔处于增焓孔另一侧的位置。

6.如权利要求3所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述动盘端板中的第一通道在动盘端板外周壁上的端口可以通过密封件进行密封，而且所述动盘端板上还设有与所述第一通道连通且贯穿所述动盘端板的第二中压孔；所述静盘涡旋齿的端面上还开设有随所述动涡旋盘的旋转可与第二中压孔断续连通的环形导气槽，且所述环形导气槽与所述背压室连通。

7.如权利要求3所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述盖板形成的密闭空间内设有一防逆流装置，根据压缩腔与背压室之间的压差封堵或释放所述第二通道。

8.如权利要求7所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述防逆流装置包括弹性阀片，且所述弹性阀片一端固定在所述静盘端板上，另一端在压缩腔与背压室之间的压差作用下封堵或释放所述第二通道。

9.如权利要求8所述的喷气增焓涡旋压缩机，其特征在于，所述防逆流装置还包括限位挡板，所述限位挡板一端固定在所述静盘端板上，且所述限位挡板位于所述弹性阀片下方。

10.一种空调系统，包括压缩机、冷凝器、蒸发器，以及连通压缩机、冷凝器及蒸发器的冷媒回路；其特征在于，所述压缩机为权利要求1-9任一项所述的涡旋压缩机。