CN2721915Y - 涡卷式压缩机轴向顺从机构 - Google Patents

Abstract

一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，设置在压缩机壳体及涡卷组件之间。该壳体包括第一壳体及第二壳体，该第一壳体内部形成有一容置室，从该容置室的一端延伸设有一与其内部相通的导引部；该涡卷组件由静涡卷及动涡卷组成，在两涡卷间形成有多个压缩室，在该静涡卷的背面设有凸出部，该凸出部与第一壳体的导引部相配合，且在其上开设有一与该压缩室相通的通气孔；在该导引部与凸出部的间隔处设置有密封组件并形成有一背压室；由此，运转时工作流体将被引导进入背压室内，以推动静涡卷与动涡卷紧密贴合，从而提高该压缩机的容积效率。

Description

涡卷式压缩机轴向顺从机构

技术领域

本实用新型涉及一种涡卷式压缩机轴向顺从机构(AxialCompliance)，尤其涉及一种改进了涡卷组件轴向密封的顺从性的结构。

背景技术

涡卷式压缩机主要由两具有涡线型的涡卷组件所组成，其中，一涡卷组件固定不动，称之为静涡卷(Fixed Scroll)，另一涡卷组件则对应于静涡卷作公转运动，称之为动涡卷(Orbiting Scroll)，两涡卷的涡线叶片相互啮合，促使工作流体由其吸入口进入压缩室，再经由动涡卷的连续绕动，对工作流体进行压缩推动，至静涡卷的中心孔吐出，而完成工作流体的压缩行程；因为该工作流体在压缩行程中体积减少而压力增加，于是在两涡卷之间产生有轴向推力、径向推力与切向推力；其中该轴向推力会使两涡卷组件沿轴向分离，而径向推力与切向推力会产生倾斜力矩，此三种推力将使工作流体从两涡卷的端面或叶片侧面间产生泄漏，大幅降低压缩机的容积效率，因此，如何能提高压缩机的容积效率，成为本领域技术人员所研究的重要课题。

公知的涡卷式压缩机轴向顺从机构，如美国专利第5,256,044号，其是在动涡卷背面引导受压流体，使动涡卷紧靠在静涡卷上，达到轴向密封的效果。然而动涡卷为了克服轴向推力与倾斜力矩，所需要的背压压力与操作条件具相关性，因此此种设计常会造成过大的背压力，使两涡卷之间产生不必要的摩擦损耗，造成压缩机的使用寿命大幅降低。

如中国台湾新型专利公告第263024号，该压缩机主要包括有上壳体、下壳体、静涡卷、动涡卷及隔离件，其中该上、下壳体各具有一中空容腔，在该上壳体的一侧处设有一排气口，并以焊接方式连接在下壳体的上方处，该下壳体内部容设有静涡卷及动涡卷。该静涡卷及动涡卷分别具有涡形叶片且这些叶片相互配合。在该静涡卷的顶面凸设有一管状颈部；在该上壳体的内部紧密固定安装有一隔离件，该隔离件的中央开设有一孔洞，静涡卷的管状颈部设置在该孔洞中，且在距该孔洞一适当长度处开设有多个通孔，该通孔分别用于设置压制件；如此，构成一涡卷式压缩机轴向顺从机构。

然而，由于该隔离件固定安装在上壳体，而静涡卷及动涡卷则固定设置在下壳体内，在焊接过程中所产生的侧向拉力及变形，使得该隔离件的孔洞、静涡卷的管状颈部及马达旋转部的同心度要求相当高，因此常导致装配不良率偏高；另外，为保持隔离件的受压稳定平衡，至少需相隔120度等分设置压制件及相应组件，使得组成组件众多结构复杂，除了大幅增加材料成本与制造成本外，也使组装的工序繁琐，组装时间增加；再者，该上壳体的排气口在工作流体排出时，将使各该压制件的受压力不均等，而使静涡卷产生不平衡的现象，进而产生高噪音与组件间的磨损增加。

本设计人鉴于上述现有技术中存在的问题与缺陷，经过潜心研究并配合实际的运用，本着精益求精的精神，终于提出一种设计合理且有效改进上述缺陷的本实用新型。

本实用新型的内容

本实用新型的一目的在于提供一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，其是将背压室设置在第一壳体与静涡卷背面之间，运转时工作流体将被引导进入背压室内，以推动静涡卷与动涡卷紧密贴合，从而提高该压缩机的容积效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，其不需要设置隔离件，简化整体的构造，增加组配的易装性，且能避免焊接过程所造成的变形与对心问题，大幅提高产品的组装成品率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，其设置在压缩机壳体及涡卷组件之间。该壳体包括第一壳体及第二壳体，该第一壳体内部形成有一容置室，从该容置室的一端延伸设有一与其内部相通的导引部；该涡卷组件由静涡卷及动涡卷组成，在两涡卷间形成有多个压缩室。该静涡卷的背面设有凸出部，该凸出部与第一壳体的导引部相配合，且在其上开设有一与压缩室相通的通气孔。在该导引部与凸出部的间隔处设置有密封组件并形成有一背压室，从而达到上述目的。

本实用新型的涡卷式压缩机轴向顺从机构能够减少静涡卷与动涡卷之间的轴向间隙，因此能防止工作流体从压缩室的端面泄露，从而提高该压缩机的容积效率。另外，还可以免除公知技术中的隔离件、压制件及相应组件的设置，简化了整体的构造，增加了组配的易装性，且能避免焊接工序所造成的变形与对心问题，大幅提高了产品的组装成品率。

附图的简要说明

图1为本实用新型第一实施例的组合剖视图；

图2为本实用新型第二实施例的组合剖视图；

图3为本实用新型第三实施例的组合剖视图；

图4为本实用新型第四实施例的组合剖视图；

图5为本实用新型第五实施例的组合剖视图；

图6为本实用新型第六实施例的组合剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10-壳体

11-第一壳体                   12-第二壳体

13-容置室                     14-导引部

141，231-第一环体             142，232-第二环体

143，233-凹槽                 144，234-第一圆筒

145，235-第二圆筒             15-孔洞

16-排气口                     17-传动轴

18-定位部

20-涡卷组件

21-静涡卷                     211，221-叶片

22-动涡卷                     23-凸出部

24-通气孔                     25-通孔

26-压缩室                     27-轴孔

30-密封组件

40-背压室

具体实施方式

为了使本领域技术人员进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，附图仅提供参考与说明用，并非用来限制本实用新型。

图1为本实用新型第一实施例的组合剖视图，本实用新型提供一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，如图1所示，其设置在壳体10及涡卷组件20之间，其中：

壳体10包括有一第一壳体11及一第二壳体12，各壳体皆具有一中空容腔，可用螺栓等固定连接组件或以焊接方式将第一壳体11与第二壳体12相连接。第一壳体11内部设有一封闭容置室13，从容置室13的一端延伸设有一导引部14，导引部14可为一圆筒轴，其上开设有一与容置室13相通的孔洞15，在容置室13的另一端开设有一排气口16。在第二壳体12的周缘上开设有一工作流体进流口(图中未示出)，在其内部安装有多个压缩机组件、传动机构及马达等构件，其中该马达中心延伸设有一传动轴17，由于该构件及机构皆与公知技术相同，在此不再详述。

涡卷组件20设置在壳体10的内部，由一静涡卷21及一动涡卷22组成。在静涡卷21的下方设有涡线形叶片211，上方设有一凸出部23。凸出部23由第一环体231及第二环体232构成，在环体231与232的间隔处形成有一环形凹槽233。凸出部23与第一壳体11的导引部14相配合，导引部14可设置在凸出部23的凹槽233内，且第一环体231恰可置入导引部14的孔洞15内。在凸出部23的中央处开设有一个或一个以上的通气孔24，通气孔24对应于导引部14的孔洞15设置，且在其两侧间隔一适当距离处分别开设有通孔25。在动涡卷22的上方也设置有涡旋形叶片221，叶片221与静涡卷21的叶片211相配合，在两叶片211、221间形成有多个压缩室26。在动涡卷22的下方开设有轴孔27，轴孔27内部设置有轴承(Bearing)及偏心衬套，该衬套供马达的传动轴17穿设连接。

在导引部14及凸出部23之间设置有至少一密封组件30，密封组件30可为唇片(Lip Seal)、O形环(O-Ring)、U形密封圈(断面为U字形)、机械轴封(Meachanical Seal)或其它型式的密封组件，本实施例为唇片。密封组件30贴合在导引部14的端面并用固定环及螺丝锁紧固定，且其一端环设在凸出部23的第一环体231周缘；而另一密封组件30则固定设置在第二环体232的端面上，且其一端贴合在导引部14的外周缘上，由此，在导引部14、凸出部23及密封组件30间围绕形成有一背压室40，背压室40可通过静涡卷21的通孔25与压缩室26连通，而导入中压或高压工作流体，形成一中压或高压背压室。

通过上述组件的组合，当动涡卷22受传动轴17的驱动而转动时，低压工作流体将从第二壳体12的进流口吸入，并进入静涡卷21的叶片211与动涡卷22的叶片221所构成的压缩室26内，随着动涡卷22的公转运动，工作流体会由涡卷组件20的外缘逐渐往中央部位移动，其体积逐渐减小而压力则由低压状态至中压状态，再压缩至高压状态而由从静涡卷21的通气孔24离开压缩室26，本实施例在静涡卷21上设有通孔25，通孔25将引导中压工作流体进入背压室40中，形成一中压背压室，以推动静涡卷21向下与动涡卷22紧密贴合，从而达到密封效果。

本实用新型为解决当第一壳体11及第二壳体12用焊接方式结合时所造成的侧向拉力及变形问题，在第一壳体11及第二壳体12的结合处设有定位部18，本实施例的定位部18为形成在第一壳体11端面的外环及第二壳体12端面的内环，该环体为相互配合卡固，组合成一稳固的定位结构。此外，定位部18也可为设在第一壳体11与第二壳体12端面的定位销(Pin)及孔洞的组合形状，也可达到定位的效果。

图2为本实用新型第二实施例的组合剖视图。如图2所示，导引部14由一第一环体141及一第二环体142构成，在该环体的间隔处形成有一环形凹槽143，凸出部23则为一圆筒轴，该圆筒轴可容设在凹槽143内，密封组件30则分别固定设置在第二环体142及凸出部23的内侧端面上。

图3及图4分别为本实用新型第三实施例及第四实施例的组合剖视图。如图3及图4所示，第三实施例中的导引部14设置在凸出部23内部，且由一第一圆筒144及一第二圆筒145组成。凸出部23为一内阶梯形状的圆筒轴，第一圆筒144及第二圆筒145皆设置在凸出部23的容腔内。密封组件30分别固定设置在凸出部23的内、外端面上。第四实施为第三实施的反向设置，凸出部23设置在导引部14内部，密封组件30分别固定设置在导引部14的内、外端面上。

图5及图6分别为本实用新型第五及第六实施例的组合剖视图。如图5及图6所示，第五实施例的导引部14及凸出部23皆为一圆筒轴，导引部14设置在凸出部23的内部，密封组件30则固定设置在凸出部23的端面上，使背压室40内形成有高压的工作流体，利用该高压流体以顶压住静涡卷21的背面，以产生一轴向压力而推动静涡卷21向下与动涡卷22紧密贴合，达到涡卷组件的密封效果。同理，第六实施例则是将凸出部23设置在导引部14内部，并将密封组件30固定设置在导引部14的端面上，也具有形成一高压背压室的效果。

本实用新型的涡卷式压缩机轴向顺从机构具有以下优点：通过本实用新型可引导中压或高压的工作流体进入背压室，迫使该工作流体推动静涡卷的背面，使静涡卷沿着轴向向下移动，以克服压缩室在运转中施加给静涡卷的轴向推力与倾覆力矩，从而减少静涡卷与动涡卷之间的轴向间隙至最小，因此能防止工作流体从压缩室的端面泄露，从而提高该压缩机的容积效率。另外，也可免除公知技术中的隔离件、压制件及相应组件的设置，简化了整体的构造，增加了组配的易装性，且能避免焊接工序所造成的变形与对心问题，大幅提高了产品的组装成品率。

综上所述，本实用新型的涡卷式压缩机轴向顺从机构具有实用性、新颖性与创造性，且本实用新型的结构也不曾见于同类产品及公开使用过，申请前更未刊登在任何刊物上，完全符合实用新型专利申请的要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利范围，凡是运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利范围内。

Claims (12)

1.一种涡卷式压缩机轴向顺从机构，设置在压缩机壳体及涡卷组件之间，其特征在于，所述壳体包括有一第一壳体及一第二壳体，所述第一壳体内部形成有一容置室，从所述容置室的一端设有一与其内部相通的导引部；所述涡卷组件由一静涡卷及一动涡卷组成，在两涡卷间形成有多个的压缩室，在所述静涡卷的背面设置有凸出部，所述凸出部与第一壳体的导引部相配合，且在其上开设有与压缩室相通的通气孔；在所述导引部及凸出部的间隔处设置有至少一密封组件，并在所述导引部与凸出部间形成有一背压室。

2.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述第一壳体与第二壳体的连接方式为通过螺纹固定连接或通过焊接连接中的任一种。

3.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述第一壳体与导引部为一体成型。

4.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部为一圆筒轴，所述凸出部由第一环体及第二环体所构成，在所述环体之间隔处形成有一环形凹槽，所述圆筒轴设置在所述凹槽内，所述密封组件分别固定设置在所述第二环体及圆筒轴的端面上。

5.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部由第一环体及第二环体构成，在所述环体的间隔处形成有一环形凹槽，所述凸出部为一圆筒轴，所述圆筒轴设置在所述凹槽内，所述密封组件分别固定设置在所述第二环体及圆筒轴的端面上。

6.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部由第一圆筒及第二圆筒构成，所述凸出部为一内阶梯状圆筒轴，所述第一圆筒及第二圆筒设置在圆筒轴内部，所述密封组件分别固定设置在圆筒轴的内、外端面上。

7.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部为一内阶梯状圆筒轴，所述凸出部由第一圆筒及第二圆筒构成，所述第一圆筒及第二圆筒设置在圆筒轴的内部，所述密封组件分别固定设置在圆筒轴的内、外端面上。

8.如权利要求4-7中任一项所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述静涡卷上开设有通孔，所述通孔连通压缩室与背压室。

9.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部及凸出部皆为圆筒轴，所述导引部设置在凸出部的内部，所述密封组件固定设置在凸出部的端面上。

10.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述导引部及凸出部皆为圆筒轴，所述凸出部设置在导引部的内部，所述密封组件固定设置在导引部的端面上。

11.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述背压室为中压背压室或高压背压室的任一种。

12.如权利要求1所述的涡卷式压缩机轴向顺从机构，其特征在于所述密封组件为唇片、O形环、U形密封圈或机械轴封的任一种。

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