TWI399485B - 渦卷式壓縮機 - Google Patents

Description

渦卷式壓縮機

本發明係關於一種壓縮機，且特別是有關於一種渦卷式壓縮機。

在日常生活中所使用的冷氣機及電冰箱中，壓縮機為其主要的工作元件。事實上，壓縮機與上述之二種電機設備的靜音效果、熱交換效果，及使用壽命有著密不可分的關係。

習知的渦卷式壓縮機主要是藉由馬達轉子轉動來驅動一繞動渦卷，以使繞動渦卷對一固定渦卷做公轉而不自轉的囓合運動。藉由這樣的運動，習知的渦卷式壓縮機可以將工作流體(working fluid)吸入繞動渦卷以及固定渦卷之間，之後壓縮工作流體，接著將高壓的工作流體排出。

然而，若要讓上述的動作能夠被有效率的執行，則固定渦卷與繞動渦卷之間必須有良好的氣密效果。若固定渦卷與繞動渦卷之間沒有良好的氣密效果時，繞動渦卷會因壓持不穩定而與固定渦卷發生撞擊，進而造成壓縮機產生噪音、固定渦卷與繞動渦卷產生過度的磨耗，以及壓縮機的使用壽命降低等問題。

鑒於以上的問題，依據本發明之實施例所揭露之渦卷式壓縮機，其能夠解決習知技術之固定渦卷與繞動渦卷之間沒有 良好的氣密效果的問題。

基於上述目的及其他目的，本發明之實施例揭露一種渦卷式壓縮機，其包括一馬達、一固定架、一繞動渦卷、一固定渦卷、一隔離塊、一環狀壓力件以及一殼體。固定架位於馬達與繞動渦卷之間，並且馬達的一傳動軸貫穿固定架並且連接於繞動渦卷。固定渦卷配置於繞動渦卷上。隔離塊具有一第一環狀凹陷以及至少一第一貫穿孔。隔離塊配置於固定渦卷上。第一貫穿孔位於第一環狀凹陷內並且貫穿隔離塊。環狀壓力件具有一第二環狀凹陷以及至少一第二貫穿孔。第二貫穿孔位於第二環狀凹陷內並且貫穿環狀壓力件。環狀壓力件被容置於第一環狀凹陷內。環狀壓力件之具有第二環狀凹陷的一側係面對固定渦卷，並且位於隔離塊與固定渦卷之間。殼體將馬達、固定架、繞動渦卷、隔離塊以及環狀壓力件容納於殼體內。

據本發明之其它實施例，上述的隔離塊係固定於殼體內。環狀壓力件係以可相對於隔離塊滑動的方式配置於第一環狀凹陷內。較佳的是，上述的固定渦卷具有一突出部。上述的貫通孔貫穿此突出部。此突出部係以可相對於隔離塊滑動的方式貫穿隔離塊。此外，隔離塊將殼體分隔為一高壓腔室以及一低壓腔室。當一冷媒進入低壓腔室後，繞動渦卷與固定渦卷將冷媒壓縮為一高壓氣態冷媒，高壓氣態冷媒經貫通孔流入高壓腔室。再者，高壓氣態冷媒例如經由第一貫穿孔以及第二貫穿孔而分佈於第二環狀凹陷內，以將固定渦卷推向繞動渦卷。更佳的是，上述的渦卷式壓縮機更包括一環狀密封件。突出部貫穿環狀密封件，並且環狀密封件位於突出部與隔離塊之間。

依據本發明之其它實施例，上述的渦卷式壓縮機更包括一環狀密封件，其配置於形成第一環狀凹陷之隔離塊的內壁面以及環狀壓力件之間。

依據本發明之其它實施例，上述的渦卷式壓縮機更包括一環狀密封件，其配置於形成第一環狀凹陷之隔離塊的外壁面以及環狀壓力件之間。

依據本發明之其它實施例，上述的環狀壓力件之內緣具有一環狀凸緣(flange)。

依據本發明之其它實施例，上述的環狀壓力件之外緣具有一環狀凸緣(flange)。

依據本發明之其它實施例，上述固定架係固定於殼體，並且上述的傳動軸為一曲柄軸。

依據本發明之其它實施例，上述的環狀壓力件具有兩個以上的第二貫穿孔，其中此貫通孔是圓形或長條形。

依據本發明之其它實施例，第二環狀凹陷之外緣為直線型，並且第二環狀凹陷之內緣為環狀凸緣。

依據本發明之其它實施例，第二貫穿孔係以對稱的方式分佈於環狀壓力件上。

依據本發明之其它實施例，隔離塊更具有一第三貫穿孔。較佳的是，固定渦卷之突出部插入第三貫穿孔。

依據本發明之其它實施例，第二環狀凹陷與第一貫穿孔及第二貫穿孔相通。

由於上述之渦卷式壓縮機之環狀壓力件位於隔離塊與固定渦卷之間、環狀壓力件被容置於第一環狀凹陷內，並且環狀壓力件之具有第二環狀凹陷的一側係面對隔離塊，是以當被壓縮成高溫高壓的冷媒自固定渦卷之面對繞動渦卷的一側散逸至背對繞動渦卷的另一側時，此高溫高壓的氣體能夠經由第一貫穿孔以及第二貫穿孔，而將固定渦卷壓向繞動渦卷，以增加繞動渦卷與固定渦卷之間的氣密程度。

以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關的目的及優點。以下的實施例係進一步詳細說明本發明的觀點，但非以任何觀點限制本發明的範疇。

請參照第1圖，其繪示為本發明之一實施例之渦卷式壓縮機的剖面示意圖。渦卷式壓縮機100包括一殼體110、一馬達120、一固定架130、一繞動渦卷140、一固定渦卷150、一隔離塊160以及一環狀壓力件170。

殼體110具有一容置空間。隔離塊160係位於容置空間內並且固定於殼體110。隔離塊160之外緣以氣密接合的方式連接於殼體110內側的壁面，以將容置空間分隔為一高壓腔室H以及一低壓腔室L。

馬達120位於低壓腔室L內，並且位於殼體110的底部。馬達120包括一馬達本體122以及一傳動軸124。在本實施例中，傳動軸124是一曲柄軸(crank)，是以當傳動軸124之一端連接於馬達本體122，並且傳動軸124受到馬達本體122的驅動而轉動時，傳動軸124係沿著一圓弧形的路徑在一平面上移動。

固定架130係位於低壓腔室L內，並且固定於殼體110之內側的壁面。傳動軸124係自固定架130之一側貫穿固定架130並且突出於固定架130之另一側。

繞動渦卷140位於低壓腔室L內，並且繞動渦卷140包括一渦卷本體142以及牆體144。渦卷本體142位於固定架130上，並且渦卷本體142具有彼此相對的兩側。傳動軸124係貫穿固定架130並且連接於渦卷本體142之一側。牆體144豎立於渦卷本體142之另一側，並且沿著一漩渦狀的路徑在渦卷本體142上延伸。

基於上述馬達120、固定架130以及繞動渦卷140的結構，繞動渦卷140便可以受到馬達120的驅動而在固定架130上沿著一圓弧型的路徑移動。

固定渦卷150位於低壓腔室L內並且位於隔離塊160與繞動渦卷140之間。固定渦卷150包括一渦卷本體152以及一 牆體154。渦卷本體152位於繞動渦卷140上。渦卷本體152具有彼此相對的第一側152a以及第二側152b。渦卷本體152位於牆體144上，並且與牆體144接觸。牆體154豎立於渦卷本體152之面對繞動渦卷140之一側，即豎立於渦卷本體152之第一側152a。牆體154抵靠於渦卷本體142，是以牆體144與牆體154之間具有多個壓縮腔室P。

以下將對隔離塊160的結構進行進一步地描述。第2圖繪示為沿第1圖之AA剖面線繪製的剖面示意圖。第3圖為第1圖之局部放大示意圖。請共同參照第1~3圖，隔離塊160之面對固定渦卷150的一側具有一第一環狀凹陷162以及一第一貫穿孔164。第一貫穿孔164位於第一環狀凹陷162內並且貫穿隔離塊160。

以下將對隔離塊160與固定渦卷150之間的連接關係進行舉例說明。在本實施例中，渦卷本體152之相對於第一側152a之另一側(即第二側152b)具有一突出部156。隔離塊160更具有一第三貫穿孔166。突出部156係經由第三貫穿孔166插入隔離塊160。固定渦卷150更具有一貫通孔158。貫通孔158貫穿固定渦卷150，以使這些壓縮腔室P中位於渦卷本體152之中心處之一壓縮腔室P與高壓腔室H相互連通。較佳的是，突出部156是以可相對於隔離塊160滑動的方式插入隔離塊160內。另外，為了增加隔離塊160與突出部156之間的氣密性，舉例而言，渦卷式壓縮機100更能夠包括一環狀密封件180。突出部156貫穿環狀密封件180，並且環狀密封件180係位於突出部156以及隔離塊160之間。

第4圖為第1圖之環狀壓力件170的俯視示意圖。第5圖為第4圖之沿BB剖面線所繪製的示意圖。請共同參照第1~4圖，環狀壓力件170位於隔離塊160與固定渦卷150之間，並且環狀壓力件170被容置於第一環狀凹陷162內。較佳的是，環狀壓力件170係以可相對於隔離塊160滑動的方式配置於第一環狀凹陷162內。環狀壓力件170具有一第二環狀凹陷172以及至少一第二貫穿孔174。第二貫穿孔174位於第二環狀凹陷172內，並且第二貫穿孔174貫穿環狀壓力件170。環狀壓力件170之具有第二環狀凹陷172的一側係面對固定渦卷150。基於上述的結構，第二環狀凹陷172便可以依序經由第二貫通孔174以及第一貫穿孔164而與高壓腔室H相互連通。

較佳的是，為了增加隔離塊160與環狀壓力件170之間的氣密性，渦卷式壓縮機100更具有一環狀密封件190以及一環狀密封件195。環狀密封件190配置於形成第一環狀凹陷162之隔離塊160的內壁面以及環狀壓力件170之間。環狀密封件195配置於形成第一環狀凹陷162之隔離塊160的外壁面以及環狀壓力件170之間。

基於上述的結構，當一處於低壓的氣態冷媒R自殼體110外進入低壓腔室L，並且由低壓腔室L進入壓縮腔室P後，低壓的氣態冷媒R會受到牆體144與牆體154的擠壓而朝向固定渦卷150的中心處移動，並且逐漸地自低壓的氣態冷媒R被壓縮成高壓的氣態冷媒R。之後，高壓的氣態冷媒R自貫通孔158散逸至高壓腔室H。由於高壓腔室H係經由第一貫穿孔164與第二貫穿孔174而與第二環狀凹陷172連通，是以位於第二環狀凹陷172之氣體的壓力高於位於低壓腔室L內之氣體的壓力，因此充滿於第二環狀凹陷172的高壓的氣態冷媒R會將固定渦卷150推向繞動渦卷140。基於這樣的結構，本實施例便可以經由高壓的氣態冷媒R的推動而增進固定渦卷150與繞動渦卷140的氣密程度，進而避免加壓後的冷媒R自壓縮腔室P內逸出壓縮腔室P外。

雖然上述的實施例僅揭露環狀壓力件170僅具有單一個第二貫穿孔174的狀況，然而上述的實施例並非用以限定本發明的第二貫通孔的數量。請參照第6圖，其繪示為依據本發明之另一實施例的環狀壓力件170’的俯視示意圖。不同於第2圖以及第4-5圖所繪示的環狀壓力件170，本實施例的環狀壓力件170’更可以具有多個第二貫穿孔174以對稱的方式分佈在環狀壓力件170’上。換言之，熟悉此項技藝者能夠依據設計上的需求，而採用具有單一個或是多個第二貫穿孔的環狀壓力件。

再者，雖然前述的環狀壓力件170以及環狀壓力件170’的第二貫穿孔174的外形是一圓形，然而這些實施例並非用以限定本發明之第二貫穿孔的外形。請參照第7圖，其繪示為依據本發明之再一實施例的環狀壓力件170”的俯視示意圖。不同於上述的環狀壓力件170以及環狀壓力件170’，環狀壓力件170”的第二貫穿孔174’為一長條形。換言之，熟悉此項技藝者能夠依據設計上的需求，而改變環狀壓力件之第二貫穿孔的外形。

同樣地，上述的實施例並非用以限定本發明之環狀壓力件的外型。請參照第8圖，其繪示為依據本發明之再一實施例的環狀壓力件170’’’的剖面示意圖。在本實施例中，環狀壓力件170’’’的內緣更具有一環狀凸緣176。另外，請參照第9圖，其繪示為依據本發明之又一實施例的環狀壓力件170’’’’的剖面示意圖。不同於第8圖所繪示的環狀壓力件170’’’，環狀壓力件170’’’’除了在其內緣具有環狀凸緣176外，環狀壓力件170’’’’之外緣亦具有一環狀凸緣178。經由上述之環狀凸緣176/178的設計，當本發明能夠增加環狀壓力件170’’’/170’’’’與固定渦卷150之間的接觸面積，進而增加環狀壓力件170’’’/170’’’’與固定渦卷150之間的氣密性。

基於上述，由於上述之渦卷式壓縮機之環狀壓力件位於隔離塊與固定渦卷之間，環狀壓力件係被容置於第一環狀凹陷內，並且環狀壓力件之具有第二環狀凹陷的一側係面對隔離塊，是以當被壓縮成高溫高壓的冷媒經由貫穿孔而自固定渦卷之面對繞動渦卷的一側散逸至背對繞動渦卷的另一側時，此高溫高壓的氣體能夠經由第一貫穿孔以及第二貫穿孔，而將固定渦卷壓向繞動渦卷，以增加繞動渦卷與固定渦卷之間的氣密程度。

100．．．渦卷式壓縮機

110．．．殼體

120．．．馬達

122．．．馬達本體

124．．．傳動軸

130．．．固定架

140．．．繞動渦卷

142．．．渦卷本體

144．．．牆體

150．．．固定渦卷

152．．．渦卷本體

152a．．．第一側

152b．．．第二側

154．．．牆體

156．．．突出部

158．．．貫通孔

160．．．隔離塊

162．．．第一環狀凹陷

164．．．第一貫穿孔

166．．．第三貫穿孔

170．．．環狀壓力件

170’．．．環狀壓力件

170”．．．環狀壓力件

170’’’．．．環狀壓力件

170’’’’．．．環狀壓力件

172．．．第二環狀凹陷

174．．．第二貫穿孔

176．．．環狀凸緣

180．．．環狀密封件

190．．．環狀密封件

195．．．環狀密封件

P．．．壓縮腔室

H．．．高壓腔室

L．．．低壓腔室

R．．．冷媒

第1圖繪示為本發明之一實施例之渦卷式壓縮機的剖面示意圖；

第2圖繪示為沿第1圖之AA剖面線繪製的剖面示意圖；

第3圖為第1圖之局部放大示意圖；

第4圖為第1圖之環狀壓力件的俯視示意圖；

第5圖為第4圖之沿BB剖面線所繪製的示意圖；

第6圖繪示為依據本發明之另一實施例的環狀壓力件的俯視示意圖；

第7圖，其繪示為依據本發明之再一實施例的環狀壓力件的俯視示意圖；

第8圖繪示為依據本發明之再一實施例的環狀壓力件的剖面示意圖；以及

第9圖繪示為依據本發明之又一實施例的環狀壓力件的剖面示意圖。

100．．．渦卷式壓縮機

110．．．殼體

120．．．馬達

122．．．馬達本體

124．．．傳動軸

130．．．固定架

140．．．繞動渦卷

142．．．渦卷本體

144．．．牆體

150．．．固定渦卷

152．．．渦卷本體

152a．．．第一側

152b．．．第二側

154．．．牆體

156．．．突出部

158．．．貫通孔

160．．．隔離塊

162．．．第一環狀凹陷

164．．．第一貫穿孔

166．．．第三貫穿孔

170．．．環狀壓力件

172．．．第二環狀凹陷

174．．．第二貫穿孔

180．．．環狀密封件

190．．．環狀密封件

195．．．環狀密封件

P．．．壓縮腔室

H．．．高壓腔室

L．．．低壓腔室

R．．．冷媒

Claims (19)

1. 一種渦卷式壓縮機，包括：一馬達，具有一傳動軸；一固定架(frame)，配置於該馬達上；一繞動渦卷(orbiting scroll member)，配置於該固定架上，且與該傳動軸連接；一固定渦卷(non-orbiting scroll member)，配置於該繞動渦卷上；一隔離塊，具有一第一環狀凹陷以及至少一第一貫穿孔，該第一貫穿孔位於該第一環狀凹陷內並且貫穿該隔離塊，該隔離塊配置於該固定渦卷上；一環狀壓力件，具有一第二環狀凹陷以及至少一第二貫穿孔，該第二貫穿孔位於該第二環狀凹陷內並且貫穿該環狀壓力件，該環狀壓力件被容置於該第一環狀凹陷內，該環狀壓力件之具有該第二環狀凹陷的一側係面對該固定渦卷，並且該環狀壓力件位於該隔離塊與該固定渦卷之間；以及一殼體，將該馬達、該固定架、該繞動渦卷、該隔離塊以及該環狀壓力件容納於該殼體內。
2. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該隔離塊固定於該殼體，該環狀壓力件係以可相對於該隔離塊滑動的方式配置於該第一環狀凹陷內。
3. 如請求項2所述之渦卷式壓縮機，其中該固定渦卷具有一突 出部，一貫通孔貫穿該突出部，該突出部係以可相對於該隔離塊滑動的方式貫穿該隔離塊。
4. 如請求項3所述之渦卷式壓縮機，其中該隔離塊將該殼體分隔為一高壓腔室以及一低壓腔室，當一冷媒進入該低壓腔室後，該繞動渦卷與該固定渦卷將該冷媒壓縮為一高壓氣態冷媒，該高壓氣態冷媒經該貫通孔流入該高壓腔室。
5. 如請求項4所述之渦卷式壓縮機，其中該高壓氣態冷媒經由該第一貫穿孔以及該第二貫穿孔而分佈於該第二環狀凹陷內，以將該固定渦卷推向該繞動渦卷。
6. 如請求項3所述之渦卷式壓縮機，更包括一環狀密封件，該突出部貫穿該環狀密封件，並且該環狀密封件位於該突出部與該隔離塊之間。
7. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，更包括一環狀密封件，配置於形成該第一環狀凹陷之該隔離塊的內壁面以及該環狀壓力件之間。
8. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，更包括一環狀密封件，配置於形成該第一環狀凹陷之該隔離塊的外壁面以及該環狀壓力件之間。
9. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該環狀壓力件之內緣具有一環狀凸緣。
10. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該環狀壓力件之外緣具有一環狀凸緣。
11. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該固定架固定於該殼體，該傳動軸為一曲柄軸。
12. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該環狀壓力件具有兩個以上的該第二貫穿孔。
13. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該第二貫穿孔為圓形或長條形。
14. 如請求項13所述之渦卷式壓縮機，其中該環狀壓力件具有兩個以上的第二貫穿孔。
15. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該第二環狀凹陷之外緣為直線型，並且該第二環狀凹陷之內緣為一環狀凸緣。
16. 12、13、14或15所述之渦卷式壓縮機，其中該第二貫穿孔係以對稱的方式分佈於該環狀壓力件上。
17. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該隔離塊更具有一第三貫穿孔。
18. 如請求項17所述之渦卷式壓縮機，其中該固定渦卷之該突出部插入該第三貫穿孔。
19. 如請求項1所述之渦卷式壓縮機，其中該第二環狀凹陷與該第一貫穿孔及該第二貫穿孔相通。