CN217926287U - 压缩机构的涡旋部件、压缩机构及涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压缩机构的涡旋部件，包括：端板和涡卷叶片，涡卷叶片形成在端板的一侧，涡卷叶片从端板的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧向外侧延伸，其中，涡卷叶片包括彼此连接的压缩部段和延伸部段，压缩部段在型线方向上位于延伸部段的内侧，压缩部段适于构造用于压缩操作的腔室，延伸部段的径向厚度小于压缩部段的径向厚度，延伸部段形成有材料去除部，延伸部段所构造的腔室能够通过材料去除部与压缩机构外部的低压环境相连通。本实用新型还提供了一种压缩机构。本实用新型还提供了一种涡旋压缩机。根据本实用新型的涡旋部件、包括该涡旋部件的压缩机构具有改善的抗疲劳强度而原本的排量和压比保持不变。

Description

压缩机构的涡旋部件、压缩机构及涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种涡旋部件，特别地，本实用新型涉及一种具有高抗疲劳强度的涡旋部件。另外，本实用新型还涉及包括该涡旋部件的压缩机构以及包括该压缩机构的涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机一般包括壳体、容纳在壳体中的驱动机构、由驱动机构驱动的压缩机构、支撑压缩机构的主轴承座等。压缩机构一般包括相互啮合的动涡旋和定涡旋，以在两者之间形成一系列用于压缩的压缩腔。当驱动机构的驱动轴旋转时，能够经由驱动轴的曲柄销驱动动涡旋，使得动涡旋相对于定涡旋进行平动转动。换句话说，动涡旋的轴线相对于定涡旋的轴线沿圆形轨道绕动，但是动涡旋和定涡旋二者本身不会绕它们各自的轴线旋转。

在动涡旋绕定涡旋做平动运动的过程中，在径向方向上动涡旋叶片与定涡旋叶片之间接触密封并且承受侧向接触力。在动涡旋平动一周的过程中，动涡旋叶片与定涡旋叶片之间的接触对数在4对至6对之间变化。因此，在总侧向接触力基本恒定的情况下，当动涡旋叶片与定涡旋叶片之间的接触对数为4对时，每个接触对处分担的侧向接触力最大，此时涡旋叶片容易在接触对处发生失效甚至涡旋叶片彻底断裂。尤其对于大变频压缩机而言，当转速超过例如6000RPM时，特别容易发生涡旋叶片断裂的情况。

因此，需要一种提高涡旋叶片的疲劳强度的设计，以解决涡旋压缩机、尤其是大变频涡旋压缩机的在转速较大时发生涡旋叶片失效的问题。

实用新型内容

在本部分中提供本实用新型的总体概要，而不是本实用新型完全范围或本实用新型所有特征的全面公开。

本实用新型的目的之一是提供一种涡旋部件、包括该涡旋部件的压缩机构以及包括该压缩机构的涡旋压缩机，该涡旋部件的涡卷叶片包括能够与其相互啮合的涡卷叶片产生接触的延伸部段，不仅能够增加相互啮合的两个涡卷叶片之间的接触对的数量，从而有效降低每个接触对处承受的径向载荷，以此提高涡旋部件的抗疲劳强度、降低涡旋部件的失效风险，同时基本不影响压缩机构的排量和压比。

本实用新型的另一目的是提供一种涡旋部件、包括该涡旋部件的压缩机构以及包括该压缩机构的涡旋压缩机，该涡旋部件的涡卷叶片不仅具有高抗疲劳强度，而且涡旋部件的功耗无明显增加。

本实用新型的又一目的是提供一种涡旋部件、包括该涡旋部件的压缩机构以及包括该压缩机构的涡旋压缩机，该涡旋部件结构简单、易于生产和加工、成本低廉。

根据本实用新型的一方面，提供了一种压缩机构的涡旋部件，包括：端板和涡卷叶片，涡卷叶片形成在端板的一侧，涡卷叶片从端板的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧向外侧延伸，其中，涡卷叶片包括彼此连接的压缩部段和延伸部段，压缩部段在型线方向上位于延伸部段的内侧，压缩部段适于构造用于压缩操作的腔室，延伸部段的径向厚度小于压缩部段的径向厚度，延伸部段形成有材料去除部，延伸部段所构造的腔室能够通过材料去除部与压缩机构外部的低压环境相连通。

可选地，涡旋部件为定涡旋，定涡旋还包括围绕涡卷叶片设置的外周壁，延伸部段设置成紧靠于外周壁的径向内侧表面。

可选地，延伸部段设置在外周壁的刚度最大的区域中。

可选地，外周壁上形成有用于允许工作流体进入压缩机构的吸气窗，延伸部段沿型线方向延伸至吸气窗，使得在压缩机构运行时涡卷叶片的沿型线方向的最内侧的接触点尚未脱离接触状态的情况下，涡卷叶片的沿型线方向的最外侧的接触点已经处于接触状态。

可选地，材料去除部构造为延伸部段的在轴向方向上的上侧部分或下侧部分被去除材料的形式，使得涡卷叶片具有在轴向方向上的台阶形状。

可选地，延伸部段沿型线方向延伸的角度大于等于20°且小于120°。

可选地，材料去除部构造为一个或更多个孔口，孔口在延伸部段的厚度方向上贯穿延伸部段，孔口与形成在外周壁上的与压缩机构外部的低压环境直接连通的通孔对准并连通。

可选地，孔口沿型线方向布置或者沿轴向方向布置，孔口为多个圆孔或者孔口为单个长形槽。

可选地，材料去除部构造为长形槽，长形槽在延伸部段的厚度方向上贯穿延伸部段，长形槽沿型线方向延伸直至延伸部段的外侧末端。

可选地，长形槽与形成在外周壁上的连通凹槽连通，连通凹槽从长形槽的外侧末端向外侧延伸，外周壁上形成有用于允许工作流体进入压缩机构的吸气窗，连通凹槽构造为与压缩机构外部的低压环境直接连通的通孔或者构造为与吸气窗连通的从外周壁的径向内侧表面凹入的半槽。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种压缩机构，压缩机构包括彼此啮合的定涡旋和动涡旋，以在定涡旋和动涡旋之间形成一系列压缩腔，其中，定涡旋或动涡旋构造为以上所述的涡旋部件。

可选地，定涡旋和动涡旋中的一者的涡卷叶片的延伸部段能够与定涡旋和动涡旋中的另一者形成接触，但延伸部段不用于形成压缩腔。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种涡旋压缩机，其中，涡旋压缩机包括以上所述的压缩机构。

总体上，根据本实用新型的涡旋部件、包括该涡旋部件的压缩机构以及包括该压缩机构的涡旋压缩机至少带来以下有益效果之一：由于涡旋部件的涡卷叶片构造有延伸部段，该延伸部段能够使涡卷叶片和与其相啮合的涡卷叶片之间的接触点增加，从而提高涡旋部件的抗疲劳强度，特别适用于转速超过例如6000RPM的大变频压缩机；涡卷叶片的延伸部段具有材料去除部，从而避免延伸部段参与压缩，尽可能减小对压缩机构的排量和压比的影响；涡卷叶片的延伸部段通过材料去除部(例如孔或槽)与压缩机构的外部低压环境直接连通，以此避免增加压缩功耗、进一步保证压缩机的效率；具有延伸部段的涡旋部件结构简单、容易加工制造，生产成本低廉、适用范围广。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本实用新型的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解。这里所提供的附图仅是出于说明目的而并非意图以任何方式限制本实用新型的范围。附图并非按比例绘制，而是可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。在附图中：

图1a是根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋的俯视立体图；

图1b是根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋的另一角度的俯视立体图；

图2是根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋的纵向截面图；

图3a和图3b分别示出了根据本实用新型的第一实施方式的压缩机构的在刚开始排气后的时刻T1以及开始排气后绕动180°的时刻T2的径向剖视图；

图4a和图4b分别示出了对比示例中的压缩机构的在刚开始排气后的时刻T1以及开始排气后绕动180°的时刻T2的径向剖视图；

图5是根据本实用新型的第二实施方式的定涡旋的俯视立体图；

图6是根据本实用新型的第二实施方式的压缩机构的径向剖视图；

图7是根据本实用新型的第三实施方式的定涡旋的俯视立体图；

图8a和图8b分别示出了根据本实用新型的第三实施方式的压缩机构的在刚开始排气后的时刻T1以及开始排气后绕动180°的时刻T2的径向剖视图；

图9是根据本实用新型的第四实施方式的定涡旋的俯视立体图；

图10是根据本实用新型的第五实施方式的定涡旋的俯视立体图；

图11a是根据本实用新型的第六实施方式的定涡旋的俯视立体图；以及

图11b是根据本实用新型的第六实施方式的定涡旋的径向剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型的优选实施方式进行描述，该描述仅仅是示例性的，而不构成对本实用新型及其应用的限制。

通常，涡旋压缩机(下文中有时也会称为压缩机)包括壳体、由定涡旋和动涡旋构成的压缩机构、主轴承座和用于驱动压缩机构的驱动轴和马达等。驱动轴的邻近动涡旋的一端设置有偏心曲柄销。偏心曲柄销插入动涡旋的毂部中，在偏心曲柄销和毂部之间可以设置有卸载衬套而为压缩机构提供径向柔性，另外，在卸载衬套与动涡旋的毂部之间还设置有驱动轴承。通过马达的驱动，驱动轴经由偏心曲柄销、卸载衬套以及驱动轴承使动涡旋相对于定涡旋进行平动绕动(即，动涡旋的中心轴线绕定涡旋的中心轴线运动，但是动涡旋本身不会绕本身的中心轴线旋转)以实现工作流体的压缩。上述绕动运动是通过十字滑环来实现的。

动涡旋包括端板、形成在端板一侧的毂部和形成在端板另一侧的螺旋状的涡卷叶片90(例如参见图3a)。参见图1a和图1b，根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋100包括端板12、形成在端板12一侧的螺旋状的涡卷叶片10和形成在端板12的大致中央位置处的排气口18。在定涡旋100的涡卷叶片10和动涡旋的涡卷叶片90之间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的用于压缩操作的腔室(以下简称为压缩腔)。定涡旋100还包括围绕涡卷叶片10设置的外周壁14，外周壁14和/或端板12处设置有吸气窗16(在图1a中，吸气窗16包括形成在外周壁14 处的部分以及形成在端板12处的部分)，从而使得工作流体经由吸气窗 16进入压缩腔内，并经过压缩腔的压缩后通过排气口18排出。

具体地，参见图1a和图1b，涡卷叶片10从端板12的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，也就是说，涡卷叶片10的最内侧端部11位于端板12的大致中心位置处(排气口18附近)，涡卷叶片 10的与最内侧端部11相反的最外侧端部位于端板12的径向外周缘附近。在其型线方向上，涡卷叶片10包括彼此连接的压缩部段102和延伸部段104，压缩部段102位于延伸部段104的内侧。在本文中，压缩部段102 指适于构造用于压缩操作的腔室的涡卷叶片的部段，即压缩部段102与动涡旋的涡卷叶片90啮合以形成压缩腔。延伸部段102则从压缩部段102 的在型线方向上的最外侧端部继续沿着型线方向向外侧延伸，因此，延伸部段104和一部分压缩部段102共同构成了涡卷叶片10的最外圈叶片。外周壁14包围涡卷叶片10的最外圈叶片。

如图2所示，延伸部段104并非构造成在压缩部段102整个轴向高度上延伸，而是包括材料去除部107。具体地，延伸部段104在轴向方向上的下侧部分被去除材料从而形成材料去除部107，延伸部段104在轴向方向上的上侧部分105从压缩部段102延伸至吸气窗16。也就是说，延伸部段104在轴向方向上具有轴向台阶部103。在动涡旋的涡卷叶片90与延伸部段104(即延伸部段104的上侧部分105)啮合而形成腔室时，该腔室由于通过材料去除部107而与吸气窗16保持连通，从而不会对工作流体形成压缩，由此延伸部段不会影响压缩机构的排量和压比(即压缩机构的排量和压比仅与压缩部段相关联)，也不会产生额外的压缩功耗。优选地，延伸部段104(即延伸部段104的上侧部分105)的径向内表面与压缩部段102的径向内表面齐平并保持相同的加工精度，从而保证动涡旋相对于定涡旋的平滑绕动并且保证定涡旋对动涡旋的径向支撑。

如图1a和图1b所示，延伸部段104的在径向方向上的厚度(即延伸部段104的上侧部分105的厚度)小于压缩部段102的在径向方向上的厚度，从而在延伸部段104和压缩部段102的径向外表面的连接处形成有型线方向台阶部13。由此，延伸部段104可以设置成紧靠外周壁14的径向内表面，以在延伸部段104(即延伸部段104的上侧部分105)的径向内侧表面与动涡旋的叶片90的径向外侧表面产生接触时提供对动涡旋的径向支撑。

下面参照图3a、图3b并结合图4a、图4b所示的对比示例的压缩机构对根据本实用新型的第一实施方式的压缩机构的运行状况和优点进行说明。

图3a和图3b分别示出了根据本实用新型的第一实施方式的压缩机构的在刚开始排气后的时刻T1以及开始排气后绕动180°的时刻T2的径向剖视图。在动涡旋绕定涡旋的平动转动过程中，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10之间发生接触，两者之间的接触点个数以及位置随着动涡旋的运动不断变化，两者之间的接触点个数通常在4至6个的范围内。显然地，在压缩机构的工况不变的情况下，动涡旋的涡卷叶片 90与定涡旋100的涡卷叶片10之间的总侧向支撑力基本不变，那么接触点个数越小，单个接触点处分担的径向载荷就越大。当两者之间的接触点个数为4个时，单个接触点处分担的径向载荷最大，涡旋部件最易在此刻发生失效。如在图3a所示的压缩机构刚开始排气后的时刻T1处，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10的最内侧接触点刚刚分离，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10具有如图中圆圈部分所示的四个接触点，动涡旋与定涡旋100之间的总侧向接触力由这四个接触点共同提供。又如图3b所示的压缩机构开始排气后动涡旋绕动180°的时刻T2处，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10具有如图中圆圈部分所示的五个接触点，其中，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100 的涡卷叶片10之间的靠近内侧的四个接触点发生在动涡旋的涡卷叶片90 与定涡旋100的涡卷叶片10的压缩部段102之间，而动涡旋的涡卷叶片 90与定涡旋100的涡卷叶片10的最外侧接触点(如图3b中的圆圈X所示)位于定涡旋100的涡卷叶片10的延伸部段104中。即，在此刻，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10的延伸部段104的上侧部分105接触，通过该上侧部分105以及其所抵靠的外周壁14(还可以包括外周壁的外侧结构)提供对动涡旋的涡卷叶片90的充分的径向支撑。

与之相比，在如图4a和图4b所示的对比示例的压缩机构中，涡旋部件、尤其是定涡旋100'的涡卷叶片10'未设置延伸部段(即仅包括压缩部段)。在图4a所示的压缩机构刚开始排气后的时刻T1处，动涡旋的涡卷叶片90'与定涡旋100'的涡卷叶片10'的最内侧接触点刚刚分离，动涡旋的涡卷叶片90'与定涡旋100'的涡卷叶片10'具有如图中圆圈部分所示的四个接触点，动涡旋与定涡旋100之间的总侧向接触力由这四个接触点共同提供。此时与图3a所示的本实用新型的压缩机构径向载荷的分布状况无明显不同。但在如图4b所示的压缩机构开始排气后动涡旋绕动180°的时刻T2处，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100'的涡卷叶片10'仅具有如图中实线圆圈部分所示的四个接触点，其中，由于定涡旋100'的涡卷叶片10'不包括延伸部段，动涡旋的涡卷叶片90的最外圈叶片与定涡旋 100的涡卷叶片10之间不发生接触，即在如图3b所示的根据本实用新型的压缩机构中能够发生接触的位置处(如图4b中虚线圆圈X'所示)不发生接触。因此，针对该时刻T2，根据本实用新型的第一实施方式动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋100的涡卷叶片10之间的接触点相较于对比示例增加了一个，从而减小了单个接触点处分担的径向载荷，由此提高了涡卷叶片的疲劳强度，有效避免涡旋部件的失效。

根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋由于其延伸部段的设计，能够有效减少动涡旋的涡卷叶片与定涡旋的涡卷叶片之间的径向接触点为四个的时刻，利用定涡旋的外周壁对动涡旋叶片提供径向支撑，从而提高涡旋部件的疲劳强度，尽可能地减少涡旋部件的失效风险。经实验，根据本实用新型的第一实施方式的定涡旋的抗疲劳强度提高了18％。另一方面，由于延伸部段包括连通吸气窗的材料去除部，因此延伸部段不会影响压缩机构原本的排量和压比，也不会导致额外的功耗产生。

优选地，在根据本实用新型的第一实施方式中，延伸部段104设置在定涡旋的外周壁的刚度最大的区域中，例如，定涡旋的外周壁的刚度最大的区域是指外周壁的径向厚度最大的区域。在该区域中，外周壁的径向厚度明显大于定涡旋的涡卷叶片的压缩部段102的径向厚度，从而使得位于延伸部段104与动涡旋叶片之间的接触点能够相较于其他的位于压缩部段102与动涡旋叶片之间的接触点承担更多的侧向支撑力，以此提高涡旋部件的抗疲劳强度。

尽管在图1a和图1b中示出为延伸部段104从压缩部段102的最外侧端部沿型线方向延伸直至吸气窗16，但延伸部段104也可以沿型线方向延伸预定距离而与吸气窗16间隔开。优选地，在根据本实用新型的第一实施方式中，延伸部段104沿型线方向延伸的角度大于等于20°且小于 120°，优选地大于等于24°，更优选地大于等于60°，从而保证易发生涡卷叶片疲劳失效的时刻(即动涡旋的涡卷叶片与定涡旋的涡卷叶片之间的接触对为4个的时刻)最少化。

涡卷叶片的延伸部段的材料去除部可以位于延伸部段沿轴向方向的下侧，也可以位于延伸部段沿轴向方向的上侧。图5和图6分别示出了根据本实用新型的第二实施方式的定涡旋200和包括动涡旋及定涡旋200的压缩机构。其中，与根据本实用新型的第一实施方式类似，定涡旋200包括端板22、形成在端板22一侧的螺旋状的涡卷叶片20以及围绕涡卷叶片20设置的外周壁24。涡卷叶片20从端板22的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，在其型线的延伸方向上，涡卷叶片20 包括彼此连接的压缩部段202和延伸部段204。与根据本实用新型的第一实施方式不同的是，延伸部段204在轴向方向上的上侧部分被去除材料从而形成材料去除部207，延伸部段204在轴向方向上的下侧部分205从压缩部段202延伸至外周壁24处的吸气窗。也就是说，延伸部段204在轴向方向上具有轴向台阶部203。

在根据本实用新型的第二实施方式中，定涡旋200由于其延伸部段的设计，一方面通过下侧部分205增加定涡旋的涡卷叶片与动涡旋的涡卷叶片之间的接触，从而对动涡旋的涡卷叶片提供更多的径向支撑、有效降低涡旋部件的失效风险，另一方面通过材料去除部207与吸气窗连通，避免延伸部段对压缩机构原本的排量和压比的影响，也避免产生额外的功耗。也就是说，根据本实用新型的第二实施方式具有与第一实施方式类似的优点和效果。

另外，优选地，参见图6，在定涡旋200的延伸部段204从压缩部段 202的最外侧端部沿型线方向延伸较长距离、尤其是延伸直至吸气窗的情况下，定涡旋200的涡卷叶片与动涡旋的涡卷叶片90的沿型线方向的最内侧接触点A1、A2尚未脱离分离状态，两者的沿型线方向上的最外侧接触点B已经处于接触状态。由此，在动涡旋的绕动运动过程中，定涡旋200的涡卷叶片20与动涡旋的涡卷叶片90之间能够产生更多的接触点，从而进一步降低单个接触点处的径向载荷，提高涡旋部件的疲劳强度。

图7示出了根据本实用新型的第三实施方式的定涡旋300，其中，与根据本实用新型的第一实施方式类似，定涡旋300包括端板32、形成在端板32一侧的螺旋状的涡卷叶片30以及围绕涡卷叶片30设置的外周壁 34，外周壁34和/或端板32处设置有吸气窗。涡卷叶片30从端板32的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，在其型线的延伸方向上，涡卷叶片30包括彼此连接的压缩部段302和延伸部段304。延伸部段304的在径向方向上的厚度小于压缩部段302的厚度，从而在延伸部段304和压缩部段302的径向外表面的连接处形成有型线方向台阶部 33。由此，延伸部段304可以设置成紧靠外周壁34的径向内表面，以在延伸部段304与动涡旋的叶片90产生接触时提供径向支撑。

与根据本实用新型的第一实施方式不同的是，延伸部段304构造成在压缩部段302的整个高度方向上延伸，即延伸部段304与压缩部段302齐平并且轴向尺寸相同，延伸部段304的径向内侧表面与压缩部段302的径向内侧表面具有相同的加工精度，两者共同构成沿型线方向延伸的平滑表面。延伸部段304包括在其厚度方向上延伸穿过整个延伸部段304的一个或更多个孔口306，例如在图7中示出为沿着型线的延伸方向布置的三个孔口306。这些孔口304构成延伸部段304的材料去除部。孔口306与形成在外周壁34上的通孔对准并连通。在动涡旋的涡卷叶片90与延伸部段 304啮合而形成腔室时(例如参见图8a)，该腔室由于通过延伸部段304 处的孔口306以及形成在外周壁34处的通孔而压缩机构外部的低压环境直接连通。换句话说，延伸部段304处的孔口306以及形成在外周壁34 处的通孔共同形成了连通延伸部段304所构造的腔室与压缩机构的外部环境的连通通道。由此，延伸部段304所构造的腔室不会对工作流体进行压缩，从而不会影响压缩机构的排量和压比(即压缩机构的排量和压比仅与压缩部段相关联)，也不会产生额外的压缩功耗。

下面参照图8a、图8b对根据本实用新型的第三实施方式的压缩机构的运行状况和优点进行说明。

图8a和图8b分别示出了根据本实用新型的第三实施方式的压缩机构的在刚开始排气后的时刻T1以及开始排气后绕动180°的时刻T2的径向剖视图。在动涡旋绕定涡旋的平动转动过程中，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30之间发生接触，两者之间的接触点个数以及位置随着动涡旋的运动不断变化，两者之间的接触点个数通常在4至6个的范围内。如在图8a所示的压缩机构刚开始排气后的时刻T1处，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30的最内侧接触点刚刚分离，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30具有如图中圆圈部分所示的四个接触点，动涡旋与定涡旋300之间的总侧向接触力由这四个接触点共同提供。又如图8b所示的压缩机构开始排气后动涡旋绕动180°的时刻 T2处，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30具有如图中圆圈部分所示的五个接触点，其中，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30的靠近内侧的四个接触点发生在动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30的压缩部段302之间，而动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30的最外侧接触点(如图8b中的圆圈X所示)位于定涡旋300的涡卷叶片30的延伸部段304中。即，在此刻，动涡旋的涡卷叶片90与定涡旋300的涡卷叶片30的延伸部段304的径向内侧表面接触，通过该延伸部段304以及该延伸部段304所抵靠的外周壁34提供对动涡旋的涡卷叶片90的充分的径向支撑。同时，定涡旋的延伸部段304 与动涡旋的涡卷叶片90之间形成的腔室通过沿延伸部段304的厚度方向横穿延伸部段304的孔口306以及外周壁34上的通孔与压缩机构的外部低压环境连通，从而避免该腔室对工作流体进行额外的压缩。

根据本实用新型的第三实施方式的定涡旋由于其延伸部段的设计，能够有效减少动涡旋与定涡旋之间的接触点为四个的时刻，利用定涡旋的外周壁和外侧结构对动涡旋叶片提供径向支撑，从而提高涡旋部件的疲劳强度，尽可能地减少涡旋部件的失效风险。另一方面，由于延伸部段包括与压缩机构的外部环境直接连通的材料去除部，因此延伸部段不会影响压缩机构原本的排量和压比。另外，由于延伸部段在在压缩部段的整个高度方向上延伸，增大了在延伸部段中动涡旋的涡卷叶片与定涡旋的涡卷叶片之间的接触面积，从而提供了动涡旋的涡卷叶片的更加充分的径向支撑。在本实用新型的第三实施方式中，位于延伸部段的接触点能够分担总侧向支撑力的40％。经实验，根据本实用新型的第三实施方式的定涡旋的抗疲劳强度提高了20％。

优选地，在本实用新型的第三实施方式中，定涡旋300的延伸部段 304未延伸至吸气窗而与吸气窗间隔一定距离。在该实施方式中，延伸部段304沿型线方向延伸的角度大于等于20°且小于120°，优选地，延伸部段304沿型线方向延伸的角度小于在本实用新型的第一实施方式中延伸部段104沿型线方向延伸的角度，例如大于等于24°且小于60°，从而在保证易发生涡卷叶片疲劳失效的时刻最少化的同时尽量减少延伸部段引起的额外功耗。

尽管在图7中示出延伸部段304的材料去除部构造为沿着型线方向分布的三个圆形的孔口306，但本领域技术人员可以理解的是，孔口的数量、分布位置以及形状均可以根据需要进行设计。

例如，图9示出了根据本实用新型的第四实施方式的定涡旋400，与根据本实用新型的第三实施方式类似，定涡旋400包括端板42、形成在端板42一侧的螺旋状的涡卷叶片40以及围绕涡卷叶片40设置的外周壁 44。涡卷叶片40从端板42的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，在其型线的延伸方向上，涡卷叶片40包括彼此连接的压缩部段402和延伸部段404。与根据本实用新型的第三实施方式不同的是，延伸部段404中构造为材料去除部的三个孔口406沿着轴向方向布置。在这种情况下，除了布置有孔口40的较小区域，延伸部段404的大部分区域具有与压缩部段402相同的径向内侧表面，因此进一步增大了在延伸部段中动涡旋的涡卷叶片与定涡旋的涡卷叶片之间的接触面积，从而提供了动涡旋的涡卷叶片的更加充分的径向支撑。

又例如，图10示出了根据本实用新型的第五实施方式的定涡旋500，与根据本实用新型的第三实施方式类似，定涡旋500包括端板52、形成在端板52一侧的螺旋状的涡卷叶片50以及围绕涡卷叶片50设置的外周壁54。涡卷叶片50从端板52的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，在其型线的延伸方向上，涡卷叶片50包括彼此连接的压缩部段502和延伸部段504。与根据本实用新型的第三实施方式不同的是，延伸部段504中构造为材料去除部的孔口形成为长形槽506。该长形槽506在延伸部段504的厚度方向上延伸穿过整个延伸部段504。该长形槽506可以设置成在轴向方向上位于延伸部段504的中间区域，并从压缩部段502与延伸部段504的连接处(即型线方向台阶部53处)开始沿着型线方向向外侧延伸。相应地，外周壁54上的与长形槽506对准的通孔也可以构造为槽状。在这种情况下，长形槽506以及与其对准的外周壁 54上的通孔所构造的用于连通定涡旋的延伸部段504与动涡旋的涡卷叶片90之间形成的腔室与压缩机构的外部低压环境的连通通道的流通横截面更大，从而特别有利于避免该腔室对工作流体进行额外的压缩。

另外，尽管在图10中示出的长形槽506沿着型线方向延伸的长度未达到延伸部段504的总延伸长度，即在型线方向上，长形槽506的外侧末端未达到延伸部段504的外侧末端，但本领域技术人员可以理解，长形槽也可以延伸直至延伸部段的外侧末端甚至超过延伸部段的外侧末端。

在图11a中示出的根据本实用新型的第六实施方式的定涡旋600，与根据本实用新型的第五实施方式类似，定涡旋600包括端板62、形成在端板62一侧的螺旋状的涡卷叶片60以及围绕涡卷叶片60设置的外周壁 64。涡卷叶片60从端板62的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧朝向外侧延伸，在其型线的延伸方向上，涡卷叶片60包括彼此连接的压缩部段602和延伸部段604。与根据本实用新型的第五实施方式不同的是，延伸部段604包括构造为材料去除部的长形槽606，该长形槽606在延伸部段604的厚度方向上延伸穿过整个延伸部段604。该长形槽606可以设置成在轴向方向上位于延伸部段604的中间区域，并从压缩部段602与延伸部段604的连接处(即型线方向台阶部63处)开始沿着型线方向延伸直至延伸部段604的外侧末端。也就是说，延伸部段604的外侧末端构造为非封闭的开口形式，以形成长形槽602的外侧末端。相应地，外周壁 64可以与根据本实用新型的第五实施方式类似地形成有与长形槽602对准且形状基本相同的槽状通孔，从而将定涡旋的延伸部段604与动涡旋的涡卷叶片90之间形成的腔室与压缩机构的外部低压环境直接连通，以避免该腔室对工作流体进行额外的压缩。

替代性地，如图11a和图11b所示，与根据本实用新型的第五实施方式不同地，外周壁64还可以形成有连通凹槽646，该连通凹槽646从长形槽602的外侧末端开始沿着型线方向向外侧延伸。长形槽602在其外侧末端处与连通凹槽646连通。连通凹槽646可以形成为沿着外周壁64的厚度方向贯穿外周壁64的通孔，从而使得长形槽602通过连通凹槽646 与压缩机构的外部环境连通，如图11b所示。替代性地，连通凹槽646也可以形成为从外周壁64的径向内侧表面凹入而未在厚度方向上穿透外周壁64的半槽形式，从而使得长形槽602通过连通凹槽646与吸气窗连通并经由吸气窗与压缩机构的外部环境连通。

在根据本实用新型的第五实施方式中，定涡旋600由于其延伸部段的设计，一方面通过延伸部段增加定涡旋的涡卷叶片与动涡旋的涡卷叶片之间的接触，从而对动涡旋的涡卷叶片提供更多的径向支撑、有效降低涡旋部件的失效风险，另一方面通过长形槽606与压缩机构的外部低压环境时刻保持连通，不仅能够避免延伸部段对压缩机构原本的排量和压比的影响，而且不会产生额外的功耗，加工简单、易于制造。

附图仅示出了在本实用新型的构思下的六种示例性实施方式。本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于以上描述的示例性实施方式，还包括以上描述的各种示例的变形或组合。例如，材料去除部可以构造孔和槽结合的形式，其形状也可以根据需要进行设计。另外，虽然本实用新型的示例性实施方式中，涡旋部件实施为定涡旋，但是本领域技术人员可以理解，涡旋部件也可以实施为动涡旋，特别是针对材料去除部构造为延伸部段在轴向方向上的上侧部段或下侧部分被去除材料的情况以及材料去除部构造为延伸直至延伸部段的外侧末端的长形槽的情况。

尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。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 (15)

1.一种压缩机构的涡旋部件，包括：

端板；

涡卷叶片，所述涡卷叶片形成在所述端板的一侧，所述涡卷叶片从所述端板的大致中心位置沿螺旋形的型线方向由内侧向外侧延伸，

其特征在于，所述涡卷叶片包括彼此连接的压缩部段和延伸部段，所述压缩部段在所述型线方向上位于所述延伸部段的内侧，所述压缩部段适于构造用于压缩操作的腔室，

所述延伸部段的径向厚度小于所述压缩部段的径向厚度，所述延伸部段形成有材料去除部，所述延伸部段所构造的腔室能够通过所述材料去除部与所述压缩机构外部的低压环境相连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述涡旋部件为定涡旋，所述定涡旋还包括围绕所述涡卷叶片设置的外周壁，所述延伸部段设置成紧靠于所述外周壁的径向内侧表面。

3.根据权利要求2所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述延伸部段设置在所述外周壁的刚度最大的区域中。

4.根据权利要求2所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述外周壁上形成有用于允许工作流体进入所述压缩机构的吸气窗，所述延伸部段沿所述型线方向延伸至所述吸气窗，使得在所述压缩机构运行时所述涡卷叶片的沿所述型线方向的最内侧的接触点尚未脱离接触状态的情况下，所述涡卷叶片的沿所述型线方向的最外侧的接触点已经处于接触状态。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述材料去除部构造为所述延伸部段的在轴向方向上的上侧部分或下侧部分被去除材料的形式，使得所述涡卷叶片具有在所述轴向方向上的台阶形状。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述延伸部段沿所述型线方向延伸的角度大于等于20°且小于120°。

7.根据权利要求2或3中所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述材料去除部构造为一个或更多个孔口，所述孔口在所述延伸部段的厚度方向上贯穿所述延伸部段，所述孔口与形成在所述外周壁上的与所述压缩机构外部的低压环境直接连通的通孔对准并连通。

8.根据权利要求7所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述孔口沿所述型线方向布置或者沿轴向方向布置，

所述孔口为多个圆孔或者所述孔口为单个长形槽。

9.根据权利要求2至3中的任一项所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述材料去除部构造为长形槽，所述长形槽在所述延伸部段的厚度方向上贯穿所述延伸部段，所述长形槽沿所述型线方向延伸直至所述延伸部段的外侧末端。

10.根据权利要求4所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述材料去除部构造为长形槽，所述长形槽在所述延伸部段的厚度方向上贯穿所述延伸部段，所述长形槽沿所述型线方向延伸直至所述延伸部段的外侧末端。

11.根据权利要求9所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述长形槽与形成在所述外周壁上的连通凹槽连通，所述连通凹槽从所述长形槽的外侧末端向外侧延伸，所述外周壁上形成有用于允许工作流体进入所述压缩机构的吸气窗，所述连通凹槽构造为与所述压缩机构外部的低压环境直接连通的通孔或者构造为与所述吸气窗连通的从所述外周壁的径向内侧表面凹入的半槽。

12.根据权利要求10所述的压缩机构的涡旋部件，其特征在于，所述长形槽与形成在所述外周壁上的连通凹槽连通，所述连通凹槽从所述长形槽的外侧末端向外侧延伸，所述连通凹槽构造为与所述压缩机构外部的低压环境直接连通的通孔或者构造为与所述吸气窗连通的从所述外周壁的径向内侧表面凹入的半槽。

13.一种压缩机构，所述压缩机构包括彼此啮合的定涡旋和动涡旋，以在所述定涡旋和所述动涡旋之间形成一系列压缩腔，其特征在于，所述定涡旋或所述动涡旋构造为如权利要求1至12中的任一项所述的涡旋部件。

14.根据权利要求13所述的压缩机构，其特征在于，所述定涡旋和所述动涡旋中的一者的涡卷叶片的延伸部段能够与所述定涡旋和所述动涡旋中的另一者形成接触，但所述延伸部段不用于形成所述压缩腔。

15.一种涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机包括根据权利要求13或14所述的压缩机构。

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