CN219101590U - 涡旋盘和涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种涡旋盘和涡旋压缩机，涉及压缩机技术领域。所述涡旋盘包括动涡盘和静涡盘；所述动涡盘包括第一盘体以及设置于所述第一盘体上的第一涡旋结构；所述静涡盘包括第二盘体以及设置于所述第二盘体上的第二涡旋结构；其中，所述动涡盘可相对静涡盘偏心转动，所述动涡盘和静涡盘通过相互配合的所述第一涡旋结构和第二涡旋结构形成压缩腔；所述第一涡旋结构包括涡卷部以及连接所述涡卷部尾端的加强部。本实用新型技术方案可解决现有涡旋压缩机中动涡盘涡卷部尾部容易断裂的问题。

Description

涡旋盘和涡旋压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别涉及一种涡旋盘和涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机因其具有效率高、体积小、质量轻、运行平稳的特点而被广泛应用在空调和热泵等系统中。在涡旋压缩机中，涡旋盘是最为核心的零部件，由动涡盘和静涡盘上的型线涡卷相互啮合形成一系列的月牙形压缩腔，伴随着动涡盘的偏心公转运动，月牙形压缩腔由外围不断的向中心移动。由此，腔内的冷媒被推向中心，其容积不断减小压力不断升高，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。

随着市场对大排量、高转速的需求，对涡旋压缩机最高运转频率的要求也越来越高。但是，在高转速条件下，动涡盘离心力急剧增加，且因动涡盘涡卷尾部是一种悬臂梁结构，动盘涡卷尾部在变形及离心力作用下，与静涡盘涡卷侧壁的接触应力也急剧增加，极限情况下会造成动盘涡卷尾部碎裂。通常，为提高涡卷强度，可采用具有更高强度的材料来制作，但随着强度提升，涡旋盘的加工难度也越大，不适合大规模生产，需要另外寻找解决方案。因此，如何提供涡旋盘涡卷的强度成为行业内研究的课题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种涡旋盘和涡旋压缩机，旨在解决现有涡旋压缩机中动涡盘涡卷部尾部容易断裂的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的涡旋盘，包括：

动涡盘，所述动涡盘包括第一盘体以及设置于所述第一盘体上的第一涡旋结构；

以及静涡盘，所述静涡盘包括第二盘体以及设置于所述第二盘体上的第二涡旋结构；

其中，所述动涡盘可相对静涡盘偏心转动，所述动涡盘和静涡盘通过相互配合的所述第一涡旋结构和第二涡旋结构形成压缩腔；所述第一涡旋结构包括涡卷部以及连接所述涡卷部尾端的加强部。

在一实施例中，所述第二涡旋结构尾端设置有用于避让转动的所述加强部的避让区域。

在一实施例中，所述加强部的内侧面与所述涡卷部尾端的内侧面齐平连接，所述加强部的外侧面与所述涡卷部尾端的外侧面齐平连接。

在一实施例中，所述加强部包括倾斜段，沿所述加强部的延伸方向，所述倾斜段的高度减小。

在一实施例中，所述倾斜段远离所述第一盘体的端面为平滑斜面。

在一实施例中，所述加强部与所述涡卷部的连接处的高度大于所述涡卷部尾端的高度的一半。

在一实施例中，所述加强部远离所述涡卷部一端的高度小于所述涡卷部尾端高度的三分之一。

在一实施例中，所述加强部远离所述涡卷部尾端的一端的端面为平面或圆弧面。

在一实施例中，沿所述涡卷部的高度延伸方向，所述加强部与所述涡卷部尾端端面的过渡连接面，以及和所述第一盘体的端面的过渡连接面为凹弧面。

在一实施例中，所述第二涡旋结构尾端的相对两侧壁上设有避让槽，两所述避让槽之间的区域为所述避让区域，所述避让区域通过所述避让槽避让转动的所述加强部。

在一实施例中，所述避让槽贯通所述第二涡旋结构上端面，所述动涡盘转动过程中，所述避让槽一内侧壁位于所述加强部前侧，另一内侧壁位于所述加强部后侧。

在一实施例中，所述避让槽的内侧壁，与所述第二涡旋结构的侧壁通过圆弧面过渡连接。

本实用新型还提出一种涡旋压缩机，包括壳体和设于所述壳体内的如上所述的涡旋盘。

本实用新型技术方案通过在所述涡卷部的尾端连接加强部，使得所述涡卷部尾端抵接所述第二涡旋结构时，所述涡卷部尾端所受的作用力分散传递至所述加强部，所述涡卷部两侧受力；与没有设置所述加强部的方案相比，所述涡卷部尾端和第一盘体的连接处的应力更小，所述涡卷部尾端的强度提高，发生断裂的可能性降低。同时，在所述第二涡旋结构尾端设置用于避让转动的所述加强部的避让区域，避免出现所述加强部尾端抵接所述第二涡旋结构，而使得所述加强部断裂。

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为本实用新型涡旋压缩机一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型涡旋盘一实施例中动涡盘和静涡盘的配合示意图；

图3为本实用新型涡旋盘一实施例中动涡盘的结构示意图；

图4为图3中动涡盘的侧视图；

图5为本实用新型涡旋盘另一实施例中动涡盘的结构示意图；

图6为图5中动涡盘的侧视图；

图7为本实用新型涡旋盘一实施例中静涡盘的结构示意图；

图8为图7中A处的放大示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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(如附图所示)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，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，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。

涡旋压缩机因其具有效率高、体积小、质量轻、运行平稳的特点而被广泛应用在空调和热泵等系统中。随着市场对大排量、高转速的需求，对涡旋压缩机最高运转频率的要求也越来越高。但是，在高转速条件下，动涡盘离心力急剧增加，且因动涡盘涡卷尾部是一种悬臂梁结构，动盘涡卷尾部在变形及离心力作用下，与静涡盘涡卷侧壁的接触应力也急剧增加，极限情况下会造成动盘涡卷尾部碎裂。通常，为提高涡卷强度，可采用具有更高强度的材料来制作，但随着强度提升，涡旋盘的加工难度也越大，不适合大规模生产，需要另外寻找解决方案。因此，如何提供涡旋盘涡卷的强度成为行业内研究的课题。

为解决上述问题，本实用新型提出一种涡旋盘1。

请参阅图2、图4和图7，在本实施例中，所述涡旋盘1包括动涡盘10和静涡盘20；所述动涡盘10包括第一盘体11以及设置于所述第一盘体11上的第一涡旋结构12；所述静涡盘20包括第二盘体21以及设置于所述第二盘体21上的第二涡旋结构22；其中，所述动涡盘10可相对静涡盘20偏心转动，所述动涡盘10和静涡盘20通过相互配合的所述第一涡旋结构12和第二涡旋结构22形成压缩腔30；所述第一涡旋结构12包括涡卷部121以及连接所述涡卷部121尾端的加强部122。

所述动涡盘10和静涡盘20通过相互配合的所述第一涡旋结构12和第二涡旋结构22形成压缩腔30，所述动涡盘10相对所述静涡盘20偏心转动时，压缩腔30由所述静涡盘20的外围不断地向中心移动，同时所述压缩腔30的容积逐渐减小。使得所述压缩腔30内的制冷剂被推向所述静涡盘20的中心，同时压力不断升高，实现对制冷剂的压缩。所述压缩腔30的部分密封通过所述涡卷部121和第二涡旋结构22的抵接完成，当所述涡卷部121的尾端和第二涡旋结构22抵接时，所述涡卷部121单侧受力，所述涡卷部121尾端和第一盘体11的连接处的应力急剧增加，进而容易导致所述涡卷部121尾端的断裂。

通过在所述涡卷部121的尾端连接加强部122，使得所述涡卷部121尾端抵接所述第二涡旋结构22时，所述涡卷部121尾端所受的作用力分散传递至所述加强部122，所述涡卷部121两侧受力；与没有设置所述加强部122的方案相比，所述涡卷部121尾端和第一盘体11的连接处的应力更小，所述涡卷部121尾端的强度提高，发生断裂的可能性降低。

进一步的，在一实施例中，所述第二涡旋结构22尾端设置有用于避让转动的所述加强部122的避让区域221。在所述第二涡旋结构22尾端设置用于避让转动的所述加强部122的避让区域221，避免出现所述加强部122尾端抵接所述第二涡旋结构22，而使得所述加强部122断裂。

可以理解的是，在所述第一盘体11或第二盘体21的径向上，所述加强部122的厚度大小或小于所述涡卷部121的厚度时，所述加强部122的内侧面与所述涡卷部121的内侧面呈阶梯设置，和/或所述加强部122的外侧面与所述涡卷部121的外侧面呈阶梯设置。所述涡卷部121尾端的内侧面抵接所述第二涡旋结构22时，若所述加强部122的内侧面与所述涡卷部121的内侧面呈阶梯设置，则会导致所述涡卷部121尾端两侧受力不均，即导致所述涡卷部121尾端自身和加强部122之间的受力偏差值增大，应力集中于所述涡卷部121尾端或加强部122，所述涡卷部121尾端和加强部122断裂的风险增大。同理，所述涡卷部121尾端的外侧面抵接所述第二涡旋结构22时，若所述加强部122的外侧面与所述涡卷部121的外侧面呈阶梯设置，也会导致所述涡卷部121尾端自身和加强部122之间的受力偏差值增大。

鉴于此，在一实施例中，所述加强部122的内侧面与所述涡卷部121尾端的内侧面齐平连接，所述加强部122的外侧面与所述涡卷部121尾端的外侧面齐平连接。即表明所述加强部122与涡卷部121尾端连接处的厚度和涡卷部121尾端的厚度相同，所述加强部122的内侧面与所述涡卷部121尾端的内侧面对齐平滑连接，所述加强部122的外侧面与所述涡卷部121尾端的外侧面对齐平滑连接。所述涡卷部121尾端无论是内侧面抵接所述第二涡旋结构22，还是外侧面抵接所述第二涡旋结构22，都可较好地将作用力传递至所述加强部122和涡卷部121尾端连接处的两侧。

请参阅图3至图6，在一实施例中，所述加强部122包括倾斜段1221，沿所述加强部122的延伸方向，所述倾斜段1221的高度逐渐减小。具体的，所述倾斜段1221的远离所述第一盘体11的端面为平滑斜面。根据仿真测试结果表明，通过设置所述倾斜段1221，可以使得所述加强部122自身内部的应力分布更加均匀，即提高了所述加强部122自身的强度。当所述倾斜段1221的远离所述第一盘体11的端面为平滑斜面时，所起到的分散应力的效果较优。

在一实施例，为进一步提升所述加强部对所述涡卷部121尾端强度提升的效果，所述加强部122与所述涡卷部121的连接处的高度设置为大于所述涡卷部121尾端的高度的一半；所述加强部122远离所述涡卷部121一端的高度设置为小于所述涡卷部121尾端高度的三分之一。

根据仿真测试结果表明，当所述涡卷部121尾端抵接所述第二涡旋结构22时，通过设置所述倾斜段1221，以及控制述加强部122与所述涡卷部121的连接处的高度和所述加强部122远离所述涡卷部121一端的高度，可以减小所述加强部122和涡卷部121尾端连接处的应力值，同时还可以使得所述加强部122自身内部的应力分布更加均匀。即提高了所述加强部122自身的强度，以及所述加强部122和涡卷部121尾端连接处的连接稳定性，从而进一步实现对所述涡卷部121尾端强度的提升。

具体的，所述加强部122远离所述涡卷部121一端的尾部端面类型包括但不限于平面或圆弧面等。

进一步的，为加强所述加强部122和涡卷部121尾端的连接强度，以及所述加强部122和第一盘体11的连接强度，在一实施例中，沿所述涡卷部121的高度延伸方向，所述加强部122与所述涡卷部121尾端端面的过渡连接面为凹弧面，或所述加强部122与所述第一盘体11的端面的过渡连接面为凹弧面。较优的，所述加强部122与所述涡卷部121尾端端面的过渡连接面，以及和第一盘体11的端面的过渡连接面均为凹弧面。

请参阅图7和图8，具体的，在一实施例中，所述第二涡旋结构22尾端的相对两侧壁上设有避让槽222，两所述避让槽222之间的区域为所述避让区域221，所述避让区域221通过所述避让槽222避让转动的所述加强部122。

通过在所述第二涡旋结构22尾端的相对两侧壁上设置避让槽222，使得所述第二涡旋结构22尾端在所述第二盘体21径向上的宽度增加，宽度增加处的区域为所述避让区域221，即两所述避让槽222之间的区域；避让转动的所述加强部122，即表明所述第二涡旋结构22不干涉所述加强部122的转动，所述加强部122转动时，不与所述第二涡旋结构22发生接触，继而不会出现所述加强部122与第一盘体11连接处的应力急剧增加的情况，也就避免了所述加强部122的断裂。

具体的，所述避让槽222贯通所述第二涡旋结构22上端面，所述动涡盘10转动过程中，所述避让槽222一内侧壁位于所述加强部122前侧，另一内侧壁位于所述加强部122后侧。沿所述涡卷部121的高度延伸方向，所述避让槽222的高度大于所述加强部122的最大高度，所述避让槽222可以贯通所述第二涡旋结构22的上端面；在所述第二涡旋结构22大于所述加强部122的高度时，所述避让槽222也可以不贯通所述第二涡旋结构22的上端面。所述避让槽222一内侧壁位于所述加强部122前侧，另一内侧壁位于所述加强部122后侧，即保证所述加强部122在转动过程中不超出所述避让区域221，避免出现所述加强部122抵接所述第二涡旋结构22，而使得所述加强部122断裂。

进一步的，所述避让槽222的内侧壁，与所述第二涡旋结构22的内侧壁通过圆弧面过渡连接。

所述第二盘体21上还设有进气通道40，所述进气通道40一端贯通所述第二盘体21的外侧壁，另一端贯通所述避让槽222的内侧壁。

制冷剂通过所述进气通道40，并流经所述避让区域221后，进入所述涡卷部121和第二涡旋结构22形成的所述压缩腔30内。较优的，所述避让槽222远离所述第二涡旋结构22尾端一侧的内侧壁，与所述第二涡旋结构22的内侧壁的过渡连接面设置为圆弧面，可以对流经的制冷剂起导流作用，减小制冷剂的流动阻力。较优的，朝所述避让槽222凹设方向，所述圆弧面设置为凸弧面，避免所述加强部122转动时抵接所述圆弧面。

本实用新型还提出一种涡旋压缩机50。

请参阅图1，在本实施例中，所述涡旋压缩机50包括壳体51和如上所述的涡旋盘1。由于本涡旋压缩机50采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

具体的，所述涡旋压缩机50还包括电机52和曲轴53，所述曲轴53一端连接所述动涡盘10，另一端驱动连接于所述电机52的转子，所述电机52用于驱动所述曲轴53转动，继而使得所述曲轴53带动所述动涡盘10偏心转动。根据仿真测试结果表明，所述涡卷部121尾端和第一盘体11连接处的应力在较优情况下可下降54％，可以满足所述涡旋压缩机50140rps(Revolutions Per Second，每秒转速)及以上的高转速运转的需求。

以上所述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，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种涡旋盘，其特征在于，包括：

动涡盘，所述动涡盘包括第一盘体以及设置于所述第一盘体上的第一涡旋结构；

以及静涡盘，所述静涡盘包括第二盘体以及设置于所述第二盘体上的第二涡旋结构；

其中，所述动涡盘可相对静涡盘偏心转动，所述动涡盘和静涡盘通过相互配合的所述第一涡旋结构和第二涡旋结构形成压缩腔；所述第一涡旋结构包括涡卷部以及连接所述涡卷部尾端的加强部。

2.如权利要求1所述的涡旋盘，其特征在于，所述第二涡旋结构尾端设置有用于避让转动的所述加强部的避让区域。

3.如权利要求2所述的涡旋盘，其特征在于，所述加强部的内侧面与所述涡卷部尾端的内侧面齐平连接，所述加强部的外侧面与所述涡卷部尾端的外侧面齐平连接。

4.如权利要求3所述的涡旋盘，其特征在于，所述加强部包括倾斜段，沿所述加强部的延伸方向，所述倾斜段的高度减小。

5.如权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，所述倾斜段远离所述第一盘体的端面为平滑斜面。

6.如权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，所述加强部与所述涡卷部的连接处的高度大于所述涡卷部尾端的高度的一半。

7.如权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，所述加强部远离所述涡卷部一端的高度小于所述涡卷部尾端高度的三分之一。

8.如权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，所述加强部远离所述涡卷部尾端的一端的端面为平面或圆弧面。

9.如权利要求4所述的涡旋盘，其特征在于，沿所述涡卷部的高度延伸方向，所述加强部与所述涡卷部尾端端面的过渡连接面为凹弧面，和/或所述加强部与所述第一盘体的端面的过渡连接面为凹弧面。

10.如权利要求2所述的涡旋盘，其特征在于，所述第二涡旋结构尾端的相对两侧壁上设有避让槽，两所述避让槽之间的区域为所述避让区域，所述避让区域通过所述避让槽避让转动的所述加强部。

11.如权利要求10所述的涡旋盘，其特征在于，所述避让槽贯通所述第二涡旋结构上端面，所述动涡盘转动过程中，所述避让槽一内侧壁位于所述加强部前侧，另一内侧壁位于所述加强部后侧。

12.如权利要求10所述的涡旋盘，其特征在于，所述避让槽的内侧壁，与所述第二涡旋结构的侧壁通过圆弧面过渡连接。

13.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括壳体和设于所述壳体内的如权利要求1至12任意一项所述的涡旋盘。

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