CN209943086U - 一种涡盘、包含该涡盘的压缩机构及涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种涡盘，包括静涡盘和动涡盘，静涡盘正面设有静涡盘涡卷，静涡盘正面中心位置设有贯穿的中心排气口，静涡盘背面的中心排气口处设置有密封腔，静涡盘侧壁或密封腔上设置有供高温高压气体流出的第一通道。本实用新型还公开一种压缩机构，包括涡盘和支架，支架包括主支架和辅支架，静涡盘固定于主支架上，主支架侧壁上设置有与第一通道对应的第二通道。本方案还公开一种涡旋压缩机，包括涡盘、控制器、支架、驱动系统和机壳；主支架周缘与机壳内壁连接，将机壳内部空间分为分隔的低温低压腔和高温高压腔。本方案压缩机中可以将控制器置于低温低压腔端部，避免控制器过热造成电子元器件的损坏；整体结构紧凑，体积小。

Description

一种涡盘、包含该涡盘的压缩机构及涡旋压缩机

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种涡盘、包含该涡盘的压缩机构及涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机主要由控制部分、电机部分、压缩部分组成，压缩部分为一对涡盘，涡旋压缩机的主要压缩过程由涡盘实现。现有技术中，一对涡盘由固定涡旋部件(静涡盘)和旋转涡旋部件(动涡盘)相互啮合形成多个压缩空间，低温低压从静涡盘的冷媒进气口进入压缩空间，并在动涡盘的转动挤压下被压缩成为高温高压气体，高温高压气体经静涡盘上的中心排气孔排出。由于涡旋压缩机内部高温高压气体和低温低压气体流通路径并未严格区分，因此高温高压气体从静涡盘的中心排气孔排出后，将会充满整个压缩机颞部，然后再经排气管排出。这样造成压缩机电机、涡盘大部分都位于高温高压环境中，其缺点是：控制器靠近高温高压环境，致使控制器的电机元器件容易过热损坏；或者采用额外的冷却装置冷却控制器，造成压缩机的结构复杂、占用太多空间，不适用于汽车内部的有限空间。

因此，现在研发一种能够用于空间占用小、控制器可有效得到冷却的涡盘、包含该涡盘的压缩机构及涡旋压缩机，在保证压缩效率的同时，实现低温低压冷媒和高温高压气体之间流通路径分离互不干扰，保证低温低压冷媒进气时不漏气，补气时不串气。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种涡盘、包含该涡盘的压缩机构及涡旋压缩机，以解决现有技术中存在的相应问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种涡盘，所述涡盘包括静涡盘和动涡盘，所述静涡盘正面设有静涡盘涡卷，所述静涡盘正面的中心位置设有中心排气口，所述静涡盘背面的中心排气口处设置有密封腔，所述静涡盘侧壁或所述密封腔上设置有供高温高压气体流出的第一通道。

在优选的实施方式中，所述静涡盘背面固定设置高压盖板，所述高压盖板与所述静涡盘背面之间形成所述密封腔。

在优选的实施方式中，还包括密封圈，所述密封圈设置于所述高压盖板和所述静涡盘背面的接触面上。

在优选的实施方式中，所述静涡盘正面上与最外圈所述静涡盘涡卷末端相隔100-200°的位置开设有冷媒进气口。这样设置时，低温低压冷媒气体从进气通道进入后需前行100-200°的距离才能进入静涡盘和动涡盘的涡卷之间，这样能避免将液态润滑油带进压缩空间内，同时可以携带一部分油分子起到润滑作用。

在优选的实施方式中，所述静涡盘正面上的所述静涡盘涡卷末端位置设置台阶状的冷媒进气口，所述冷媒进气口内处设置有单向弹簧阀。

在优选的实施方式中，所述涡盘为非对称涡盘，所述静涡盘上设置有2个补气孔。

本实用新型还提供一种压缩机构，包括上述的任一种涡盘和支架，所述支架包括主支架和辅支架，所述静涡盘固定于所述主支架上，所述主支架侧壁上设置有与所述第一通道对应的第二通道。

设置有补气管，所述补气管末端设置有与2个所述补气孔配合的2个分支管。

本实用新型还提供一种涡旋压缩机，包括上述的压缩机构，还包括控制器、支架、驱动系统和机壳；所述静涡盘固定于所述主支架上，所述主支架周缘与所述机壳内壁连接，将所述机壳内部空间分为相互分隔的低温低压腔和高温高压腔，所述低温低压腔的机壳上设置有进气管，所述高温高压腔的机壳上设置有排气管。

在优选的实施方式中，所述2个补气孔位于所述压缩机的横轴的同一侧。

在优选的实施方式中，所述低温低压腔的机壳上还设置有补气管，所述补气管末端设置有与2个所述补气孔配合的2个分支管。

本实用新型的技术方案所取得的有益技术效果是：

1、本实用新型的涡盘，在静涡盘背面的中心出气孔处设置密封腔，在静涡盘侧壁或密封腔上设置供高温高压气体流出的第一通道，这样进入涡盘的低温低压气体和压缩后流出的高温高压气体相互隔离，低温制冷剂不会被电机等部件所加热，减小进气端冷媒受到机电带来的有害过热，能显著提高空调系统的的制冷量和整机性能。

2、本实用新型中的涡旋压缩机，通过将主支架周缘和机壳内壁无缝连接，静涡盘的中心排气口处设置有密封腔，这样压缩机内部分为相互分隔的低温低压腔和高温高压腔。低温低压气体从进气管进入压缩机的低温低压腔，然后经过静涡盘的冷媒进气口进入涡盘；低温低压气体经过涡盘压缩后成为高温高压气体，从静涡盘的排气口排出至密封腔，然后依次通过第一通孔和主支架上的第二通孔流通至机壳内的电机区域。这样设置，低温低压气体和高温高压气体之间是相互隔离的，彼此之间的流通途径互不干扰；控制器可以置于低温低压腔端部，不断流通的低温低压冷媒可以冷却控制器，避免控制器过热造成电子元器件的损坏；而且卧式涡旋压缩机在尽可能减小体积的基础上，能保证较高的压缩效率和性能。

附图说明

图1为实施例中静涡盘正面的示意图；

图2为实施例中静涡盘背面的示意图(隐藏高压盖板)；

图3为实施例中密封圈的示意图；

图4为实施例中动涡盘的立体结构示意图；

图5为另一实施例中静涡盘的立体结构示意图；

图6为图5中静涡盘正面的示意图；

图7为图4静涡盘在A-A方向的剖视图(冷媒进气口设有弹簧阀)；

图8为图5中静涡盘冷媒进气口的弹簧阀的立体结构示意图；

图9为另一实施例中涡盘与主支架装配的立体结构示意图(隐藏密封腔)；

图10为图9的剖面结构示意图；

图11为另一实施例中涡旋压缩机的外观示意图；

图12为图11中涡旋压缩机的纵向剖面结构示意图(箭头示意气体流动方向)；

图13为实施例中高压盖板的立体示意图；

附图标记：1-控制器，2-静涡盘，2a-静涡盘背面，2b-静涡盘涡卷，3-动涡盘， 3a-动涡盘端面，3b-动涡盘涡卷，4-低温低压腔，5-高温高压腔，6-主支架，7-辅支架，8-电机，9-圆形接线柱，10-端子套，11-驱动轴，12-密封腔，13-密封圈，14-高压盖板，15-第一通孔，16-第二通孔，17-冷媒进气口，18-中心排气口，19-补气孔， 20-温度检测仪，21-补气管，22-排气管，23-进气管，24-压缩空间，25-平衡块，26- 供油孔，27-第三通孔，28-油泵，29-机壳，30-压缩机构，31-弹簧阀，32-进气通道，33-安全阀，34-排气腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。

实施例1

本实施例中的涡盘包括静涡盘和动涡盘，以静涡盘和动涡盘之间彼此相对的面为正面，二者相互背离的面为背面。参见示意图4所示的动涡盘的立体结构，动涡盘3 包括动涡盘端面3a和动涡盘涡卷3。参考示意图1中静涡盘正面的示意图，静涡盘正面设有静涡盘涡卷2b，静涡盘正面的中心位置设有贯穿整个静涡盘的中心排气口18。静涡盘正面上与最外圈静涡盘涡卷2b末端相隔180°的位置开设有一缺口，形成冷媒进气口17，冷媒进气口17与静涡盘的进气通道32相连通。这样设置时，低温低压冷媒气体从冷媒进气口17进入进气通道32后，需前行180°的距离才能进入静涡盘和动涡盘的涡卷之间，这样避免了将液态润滑油带进压缩空间内，同时可以携带一部分油分子给涡盘起到润滑作用。在其他实施例中，冷媒进气口17与最外圈静涡盘涡卷 2b末端相隔100-200°范围内的任意角度均可。

继续参照示意图1，作为本实施例的改进，涡盘为非对称涡盘，静涡盘上设置有2个补气孔19，补气孔19位于两圈静涡盘涡卷2b之间，且一个补气孔19靠近外侧静涡盘涡卷2b，另一个补气孔19靠近内侧静涡盘涡卷2b；静涡盘侧壁上开设有贯穿整个静涡盘、供高温高压气体流出的第一通道15。

在另一实施例中，涡盘为对称性涡盘，则静涡盘上不设置补气孔。

继续参考示意图2，本实施例中的静涡盘背面2a可见贯通的中心排气孔18、2个补气孔19以及位于静涡盘侧壁的第一通孔15，静涡盘边缘缺口形成了冷媒进气口 17。同时参考示意图3所示的密封圈13和示意图13所示的高压盖板14，密封圈13 为类似环形的橡胶条或聚氨酯条，高压盖板14为底侧开口、其它面封闭、能抵抗高压的五面体结构。静涡盘背面2a上开设有与密封圈13形状配合的浅槽，然后高压盖板 14通过螺栓或卡件或密封胶等扣紧固定在静涡盘背面2a上，高压盖板14和静涡盘背面2a之间形成密封腔。高压盖板14和静涡盘背面2a之间接触的位置设置有密封圈 13，能防止气体从高压盖板14和静涡盘背面2a之间的拼缝处漏出，保证密封腔的密封性。其中，第一通孔15的一端开口位于密封腔内。

本实施例还提供一种压缩机构，参见图9和图10，两图中均省略了高压盖板和密封圈。本实施例的压缩机构包括涡盘和支架，其中涡盘包括静涡盘和动涡盘，支架包括主支架和辅支架。静涡盘2与主支架6均设置有对应的固定孔，通过螺栓等固定件插入固定孔将静涡盘固定在主支架6上。动涡盘3设置在主支架6和静涡盘2之间，在动涡盘3和主支架6之间还对称设置有两个防自转机构(图中未标注)。主支架6 上设置有第二通孔16，静涡盘2侧壁上设置有第一通孔15，第一通孔15和第二通孔 16的位置对应。静涡盘2的涡卷和动涡盘3的涡卷之间形成压缩空间24。主支架6的末端设置有驱动轴(图中未画出)固定孔，驱动轴一端伸入该固定孔后与动涡盘3连接。在本实施例中的压缩机构中，低温低压气体从冷媒进气口17进入，通过进气通道 32持续进入压缩空间24内，然后动涡盘3由驱动轴并由防自转机构制约，动涡盘3 围绕静涡盘2基圆中心作很小半径的平面转动；气体在涡盘噬合所组成的若干个月牙形压缩空间24内被逐步压缩成高温高压气体，最后高温高压气体由静涡盘2中心的中心排气孔18连续排出后进入静涡盘背面2a的密封腔内(图中未画出)。由于第一通孔15的一端开口位于密封腔内，密封腔内的高温高压气体进入第一通孔15，然后再进入主支架6上与第一通孔15对应的第二通孔16，最后排至其他区域。

本实施例中还提供一种卧式涡旋压缩机，参考示意图11所示的卧式涡旋压缩机的外观示意图，卧式涡旋压缩机通过固定座(图中未标记)固定在指定位置，具体结构包括：控制器1、机壳29以及机壳29内部的一对涡盘、支架和驱动系统(图11中均未显示)。机壳29靠近控制器1的位置设置有进气管23和补气管21，机壳29的另一端设置有排气管22和安全阀33。补气管21包括进口端和出口端，其中进口端和压缩机外部连通，出口端分为两个分支管。同时参考示意图1，涡盘安装在机壳29内部后，静涡盘上的2个补气孔19位于压缩机的横轴的同一侧；补气管21出口端的两个分支管分别与静涡盘2上的2个补气孔19对应连接。因为本实施例中为非对称性涡盘，非对称性涡盘会形成180°的相位差，在工作状态时，每隔180°会有一个压力差，则相隔180°的压缩腔之间的压力不同，因此需要2个补气孔分别对应不同的压缩腔。当外界环境温度过低时，制冷剂质量流量会下降，压缩机吸收不到一定量的制冷剂，在压缩时会产生过压缩现象，因此在压缩机静涡盘上设计补气孔，用于外界环境温度较低时制热情况下补充低温低压冷媒气体。

参见示意图12的卧式涡旋压缩机的剖面示意图，在本实施例中，主支架6周缘与机壳29内壁通过激光焊接实现固定连接，从而将机壳29的内部空间分为相互分隔的低温低压腔4和高温高压腔5。静涡盘2位于低温低压腔4，低温低压腔4的机壳29 上设置有进气管23；电机8位于高温高压腔5，高温高压腔5的机壳29端部上设置有排气管22。在其他实施例中，也可以采用其他连接结构实现主支架6和机壳29内部之间的连接，只需保证气体不会从主支架6和机壳29内壁之间泄露即可；比如在主支架6上设置环形卡条，在机壳29相对应的位置设置配合的卡槽，安装时只需将主支架 6的卡条卡入机壳29内壁的卡槽中。本实施例中主支架周缘与机壳内壁之间采用激光环形焊接，不仅能够将主支架6牢固的固定在机壳29的内壁上，在动涡盘转动时也可以为静涡盘提供稳定的支撑，减少涡盘工作过程中的摇晃。

继续参考示意图12，控制器1固定在低温低压腔4一侧的机壳29上，支架的一端和驱动系统位于高温高压腔5。涡盘包括静涡盘2和动涡盘3，驱动系统包括电机 8、定子(图中未标记)、转子(图中未标记)和驱动轴11，支架包括主支架6和辅支架7。其中，静涡盘2固定在主支架6第一端上，动涡盘3安装在主支架6和静涡盘2之间。主支架6第二端与驱动轴11第一端连接，驱动轴11第二端通过轴承(图中未标记)连接在辅支架7上，电机8通过驱动轴11带动转子转动。为了消除转子系统10的不平衡振动，转子两端分别设置有平衡块25；驱动轴11的轴心位置设置有供油孔26。

本实施例的卧式涡旋压缩机的工作原理为：参考示意图12中箭头示意的大致气体流向，低温低压的冷媒从进气管23进入低温低压腔4中，然后通过静涡盘2上设置的冷媒进气口17进入静涡盘2和动涡盘3之间的压缩空间24中。压缩空间24是静涡盘 2和动涡盘3的涡卷啮合形成的，电机8通过驱动轴11带动动涡盘3围绕静涡盘2基圆中心作很小半径的平面转动，该冷媒气体在压缩空间24中被不断挤压朝向静涡盘2 的中心运动，逐渐被压缩成为高温高压气体，高温高压气体从静涡盘2的中心排气口 18中排出后进入中心排气口18处的密封腔12内，然后通过静涡盘2侧壁上开设的第一通孔15和主支架6上第二通孔16进入电机8所在区域，也即高温高压腔5中，然后高温高压气体从排气管22中排出。

继续参见示意图12，作为本实施例的改进，控制器1还包括温度检测仪20，温度检测仪20的一端位于密封腔12内，另一端与控制器1连接。在本实施例中，温度检测仪为直接与控制器连接的温度传感器。由于密封腔12内为高温高压气体，设置温度检测仪，可以实时监测到被涡盘压缩后从中心排气口18排出的高温高压气体的温度，所检测到的温度不受电机加热、管路冷却等因素的干扰；温度信号直接连入压缩机控制器，控制器根据实时温度数据，精确调整压缩机的运行功率，避免压缩机内部气体温度过高所带来的安全隐患。

继续参见示意图12，作为本实施例的改进，本实施例中的控制器1设置于低温低压腔4的机壳29的端部，控制器1和电机8之间需要通过电线连接，以实现控制器1 对电机8的控制。电机8的电线从高温高压腔5伸出，依次通过主支架6上的第二通孔16和静涡盘2上的第一通孔15进入密封腔12中；密封腔12的端部设置有端子套10，电机8的电线与端子套10连接，而端子套10通过圆形接线柱9与控制器1连接，这样设置实现了控制器1和电机8之间的连接。

参见示意图12，作为本实施例的改进，在本实施例的卧式涡旋压缩机中，辅支架 7固定在机壳29上，辅支架7上设置有第三通孔27。这样辅支架7和相对的机壳29 之间形成了排气腔33，高温高压腔5中的高温高压气体需先经过辅支架7上的第三通孔27然后进入排气腔33，再通过排气管22排出到压缩机外界。辅支架7上朝向排气腔28的一侧还设置有油泵28。由于电机区域存在润滑油，高温高压气体经过时会携带部分微小油滴，这样设置，高温高压气体从第三通孔27流出和进入排气管22的过程中，部分微小油滴将滞留在排气腔33中，然后通过油泵28将积聚的润滑油再泵送至电机8所在区域。这样，降低了排出的高温高压气体携带油液的量，减少了润滑油被排出至压缩机外部的量，能保证压缩机电机的运行性能。

实施例2

本实施例中的涡盘为对称性涡盘，本实施例中的静涡盘结构和实施例1中不同在于，静涡盘上不设置或只设置1个补气孔；静涡盘的侧壁上不设置第一通道，在高压盖板上设置有供高温高压气体流出的第一通道。如高压盖板14的侧壁或后盖板上开设通过孔，通过孔连接一根管道以形成第一通道；管道的另一端伸入高温高压腔中，如通过将管道的另一端经过机壳外部再进入高温高压腔中。这样设置，也可实现压缩机内部低温低压腔和高温高压腔之间的相互分离。主支架上可以也不设置第二通道，此时密封腔伸出的管道的另一端直接伸入高温高压腔区域；主支架侧壁上也可以设置第二通道，此时密封腔伸出的管道的另一端与主支架上第二通道相连接。

本实施例中的压缩机和实施例1中的工作原理大致相同，气体流向的具体区别在于：从静涡盘的中心排气口流出的高温高压气体经过密封腔上的第一通道进入高温高压腔或者先从第一通道进入主支架上的第二通道然后进入高温高压腔。

实施例3

本实施例中的涡盘为非对称性涡盘，参见示意图5、图6和图7，静涡盘侧壁上设置有第一通道15。静涡盘正面上设有静涡盘涡卷2b，涡卷2b之间为进气通道32；涡卷2b中间为中心排气口18；静涡盘涡卷2b末端位置设置有台阶状的冷媒进气口 17，冷媒进气口17内处设置有单向弹簧阀31；最外侧涡卷2b和中间段涡卷2b之间设置有2个补气孔19。参见示意图8，单向弹簧阀的一端为钢球，另一端为弹簧；钢球置于冷媒进气口17中，弹簧的另一端固定在主支架6上。设置单向弹簧阀可以保证冷媒进气口17只进气不漏气，涡盘内部的气体不会从通过冷媒进气口17泄露出去。这样设置可以避免涡盘中气体泄露，进一步提高涡盘的压缩效率。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本实用新型，但是应当理解，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本实用新型的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的记载的内容之后，技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种涡盘，所述涡盘包括静涡盘和动涡盘，其特征在于，所述静涡盘正面设有静涡盘涡卷，所述静涡盘正面的中心位置设有中心排气口，所述静涡盘背面的中心排气口处设置有密封腔，所述静涡盘侧壁或所述密封腔上设置有供高温高压气体流出的第一通道。

2.如权利要求1所述的涡盘，其特征在于，所述静涡盘背面固定设置高压盖板，所述高压盖板与所述静涡盘背面之间形成所述密封腔。

3.如权利要求2所述的涡盘，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈设置于所述高压盖板和所述静涡盘背面的接触面上。

4.如权利要求3所述的涡盘，其特征在于，所述静涡盘正面上与最外圈所述静涡盘涡卷末端相隔100-200°的位置开设有冷媒进气口。

5.如权利要求3所述的涡盘，其特征在于，所述静涡盘正面上的所述静涡盘涡卷末端位置设置台阶状的冷媒进气口，所述冷媒进气口内处设置有单向弹簧阀。

6.如权利要求4或5所述的涡盘，其特征在于，所述涡盘为非对称涡盘，所述静涡盘上设置有2个补气孔。

7.一种压缩机构，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的涡盘和支架，所述支架包括主支架和辅支架，所述静涡盘固定于所述主支架上，所述主支架侧壁上设置有与所述第一通道对应的第二通道。

8.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求7所述的压缩机构，还包括控制器、驱动系统和机壳，所述主支架周缘与所述机壳内壁连接，将所述机壳内部空间分隔为相互分隔的低温低压腔和高温高压腔，所述低温低压腔的机壳上设置有进气管，所述高温高压腔的机壳上设置有排气管。

9.如权利要求8所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述2个补气孔位于所述压缩机的横轴的同一侧。

10.如权利要求9所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述低温低压腔的机壳上还设置有补气管，所述补气管末端设置有与2个所述补气孔配合的2个分支管。

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