CN106351830A - 一种涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的涡旋式压缩机，在所述支架与所述动涡旋盘背对所述静涡旋盘的整个平衡压力侧面之间设置有与所述密闭壳体内排出压力空间隔绝的背压腔，所述背压腔通过引压通道与所述压缩腔连通。本发明提供的方案中，通过所述引压通道，使整个所述背压腔处于所述压缩腔的压力环境下，使得动涡旋盘在垂直方向上受力平衡。从而有效地避免了动涡旋盘由于受力不均导致的倾覆或摩擦，提高了涡旋压缩机对于工况的自适应性能。

Description

一种涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋式压缩机。

背景技术

在空调制冷***中，广泛采用的是涡旋式压缩机。冷媒通过吸气口进入动涡旋盘与静涡旋盘啮合成型的压缩腔中，动涡旋盘在曲轴的驱动下绕着曲轴公转，使压缩腔的体积逐渐减小，冷媒经过压缩腔的压缩形成高压冷媒，然后从静涡旋盘的排气口释放至壳体内部的高压腔中。

在目前的涡旋式压缩机中，平衡问题一直是影响涡旋压缩机的一个重要因素，各个压缩腔在压缩过程中压力上升，产生使动涡旋盘与静涡旋盘分离的内压力，内压力会产生沿轴向的分力，使得动涡旋盘与静涡旋盘之间趋于沿轴向发生分离，造成动涡旋盘发生倾覆，高压冷媒从压缩腔中泄漏，影响对冷媒的压缩效果。

为了防止动涡旋盘与静涡旋盘之间产生缝隙，对比文件CN101672276B公开了一种涡旋压缩机，如图1所示，在动涡旋盘的底部成型背压腔，经过压缩的高压冷媒通过排出口(103)排出静涡旋盘，动涡旋盘和静涡旋盘设置在压缩机壳体的顶部，排出的高压冷媒将向下方流动，动涡旋盘与曲轴相连接，高压冷媒将给曲轴一个向上的推力，进而使动涡旋盘的中心部位(图中空心箭头的部位)产生排气压力；同时，在动涡旋盘上开设有背压孔206，此时未被充分压缩的冷媒将通过背压孔206排出的动涡旋盘的边缘处(图中实心箭头的部位)，给动涡旋盘的边缘处一个向上推力，即中间压力。在动涡旋盘与曲轴之间设置密封环403，通过密封环将整个背压腔分割成两个腔室，从而给整个背压腔一个稳定的向上推力，从而使动涡旋盘密封贴靠在静涡旋盘上。

但是，由于在背压腔的中心部位存在排气压力，则可能存在下列问题：如果按照最重负荷工况设计背压力，当压缩机处于轻负荷工况运行时，由于压缩腔内部压力大于排气压力，导致背压腔中背压力较小，可能导致动涡旋盘发生倾覆；相同的道理，如果采用最轻负荷工况设计背压力，则会导致在最终负荷工况时，背压力较大，过大的背压力会使得动涡旋盘与静涡旋盘之间的摩擦和磨损加剧；如果采用中间负荷工况设计背压力，也只能适当减轻前面提到的副作用，不能从根本上解决背压力适应能力差的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的动涡旋盘背压腔中由于存在排气压力区域，导致涡旋压缩机工况适应性不强的缺陷。

为此，本发明提供一种涡旋式压缩机，包括：密闭壳体；支架，固定设置在所述密闭壳体内部；静涡旋盘，固定设置在所述密闭壳体内部，具有连接伸出所述密闭容器的吸入管的吸入室；动涡旋盘，设置在所述密闭壳体内与所述静涡旋盘相互配合形成压缩腔；动力装置，设置在所述密闭壳体内通过曲轴与所述动涡旋盘固定连接；在所述支架与所述动涡旋盘背对所述静涡旋盘的整个平衡压力侧面之间设置有与所述密闭壳体内排出压力空间隔绝的背压腔，所述背压腔通过引压通道与所述压缩腔连通。

所述曲轴穿过所述支架，在所述曲轴与所述支架之间设有密封圈。

所述密封圈设置在曲轴外圆与所述支架内壁相邻的部位。

所述密封圈设置在曲轴的一个下端面与所述支架的上端面相邻的部位。

所述支架与所述静涡旋盘之间固定且密封连接。

所述支架与所述静涡旋盘的外圆均与所述密闭壳体的内圆固定且密封连接。

在所述曲轴中设置供油通道，所述供油通道下部与位于壳体下部的油池相接，在所述供油通道中设有节流降压装置。

所述降压装置为毛细管。

所述降压装置为设置在所述供油通道上方的螺旋状路径。

在所述背压腔与所述密闭壳体内排出压力空间之间设有带压力补偿阀的导气通道，用于在所述背压腔内的背压力小于设定值时开启并将所述壳体内部的高压冷媒通过所述压力补偿阀引入所述背压腔中。

所述导气通道设置在所述曲轴上。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的涡旋式压缩机，在所述支架与所述动涡旋盘背对所述静涡旋盘的整个平衡压力侧面之间设置有与所述密闭壳体内排出压力空间隔绝的背压腔，所述背压腔通过引压通道与所述压缩腔连通。

本发明提供的方案中，整个所述背压腔处于所述压缩腔的压力环境下，背压腔中不存在排气压力的作用区域，整个背压腔压力与压缩腔内的压力会维持动态平衡，使得动涡旋盘的背部在垂直方向上受力平衡。从而有效地避免了动涡旋盘由于受力不均导致的倾覆或摩擦，提高了涡旋压缩机对于工况的自适应性能。

2.本发明提供的涡旋式压缩机，所述曲轴穿过所述支架，在所述曲轴与所述支架之间设有密封圈。

通过所述密封圈，可以使整个背压腔处于密闭状态，此时背压腔与外界唯一的连通方式为引压通道，确保背压腔内的压力仅受压缩腔的影响，从而确保了背压腔和压缩腔内压力的动态平衡。

3.本发明提供的涡旋式压缩机，密封圈设置在曲轴外圆与所述支架内壁相邻的部位。

密封圈的内缘和外缘分别顶靠在曲轴和支架上，从而有效地防止位于曲轴下方的高压冷媒通过曲轴和支架之间的缝隙进入背压腔中，对背压腔中的压力造成影响。

4.本发明提供的涡旋式压缩机，密封圈设置在曲轴的一个下端面与所述支架的上端面相邻的部位。

经过压缩的高压冷媒会通过静涡旋盘的上端排出至密闭壳体中，此时曲轴处于该高压环境下，曲轴所受到的压力往往大于背压腔内的压力。

此时如果将密封圈设置在曲轴下端面处，密封圈距离曲轴的距离更近，此时曲轴承受的高压冷媒的面积将减小，进而减小高压冷媒对曲轴所产生的上窜作用力，防止曲轴上窜，对动涡旋盘的稳定性造成影响。

5.本发明提供的涡旋式压缩机，所述支架与所述静涡旋盘之间固定且密封连接，从而对背压腔的左右两侧进行密封，确保背压腔的密闭性能。

6.本发明提供的涡旋式压缩机，在所述曲轴中设置供油通道，所述供油通道下部与位于壳体下部的油池相接，在所述供油通道中设有节流降压装置。

油池处于高压环境下，通过油池与背压腔之间的压力差将润滑油压至背压腔中，但如果将供油通道与背压腔等压连通，则将破坏背压腔与压缩腔之间的压力动态平衡。为了解决上述问题，在供油通道中设置节流降压装置，将高压润滑油降压后喷射至背压腔中，从而将高压润滑油对背压腔中压力的影响降至最低。

7.本发明提供的涡旋式压缩机，所述降压装置为毛细管。毛细管的直径要远小于供油通道的直径，高压冷媒进入毛细管后，由于流量减小，可以起到降压的作用。

8.本发明提供的涡旋式压缩机，所述降压装置为设置在所述供油通道上方的螺旋状路径。

螺旋状路径与传统直管相比，路径较长，且气流在螺旋状路径内部运动要收到路径自身带来的阻力，因此可以有效地起到降压的作用。

9.本发明提供的涡旋式压缩机，在所述背压腔与所述密闭壳体内排出压力空间之间设有带压力补偿阀的导气通道，用于在所述背压腔内的背压力小于设定值时开启并将所述壳体内部的高压冷媒通过所述压力补偿阀引入所述背压腔中。

在常规状态下，所述压力补偿阀不起作用，但是当压缩腔中杂质颗粒时，杂质颗粒会卡在动涡旋盘和静涡旋盘之间，容易发生背压腔中背压力不足或者动涡旋盘倾覆等情况，此时压力补偿阀开启，由于压力补偿阀与供油管道连接，供油管道处于外界高压环境中，因此可以通过高压补偿阀将曲轴下端的高压引入，补偿背压力。

10.本发明提供的涡旋式压缩机，所述导气通道设置在所述曲轴上。正常工况下，导气通道不打开，当背压腔压力不足时，压力补偿阀打开，此时导气通道将供油通道与背压腔连通，高压冷媒会通过供油通道进入导气通道，然后流入背压腔中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为背景技术中提到的所述涡旋式压缩机的结构示意图；

图2为本发明提供的所述涡旋式压缩机的结构示意图；

图3为本发明提供的所述涡旋压缩机中冷媒从压缩腔流动至背压腔过程的示意图；

图4为实施例1中提供的第二种曲轴去支架密封方式的示意图；

图5为本发明提供的所述涡旋压缩机中所述背压力的示意图；

图6为实施例2中提供的所述涡旋压缩机的结构示意图；

图7为实施例3中提供的所述涡旋压缩机的结构示意图；

附图标记说明：

1-密闭壳体；2-支架；3-静涡旋盘；4-吸入管；5-动涡旋盘；6-曲轴；61-供油通道；62-节流降压装置；7-背压腔；8-引压通道；9-压缩腔；10-密封圈；11-压力补偿阀；111-限位塞；112-钢珠；113-弹簧；12-导气通道；13-动涡旋盘轴承；15-排气口；16-油池；17-回油通道；18-导油片；19-主轴承；403-密封环；206-背压孔；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种涡旋式压缩机，如图2所示，包括：密闭壳体1；支架2，固定设置在所述密闭壳体1内部；静涡旋盘3，固定设置在所述密闭壳体1内部，具有连接伸出所述密闭容器的吸入管4的吸入室；动涡旋盘5，设置在所述密闭壳体1内与所述静涡旋盘3相互配合形成压缩腔9；动力装置，设置在所述密闭壳体1内通过曲轴6与所述动涡旋盘5固定连接；在所述支架2与所述动涡旋盘5背对所述静涡旋盘3的整个平衡压力侧面之间设置有与所述密闭壳体1内排出压力空间隔绝的背压腔7，所述背压腔7通过引压通道8与所述压缩腔9连通。

涡旋压缩机工作时，从吸入室吸入冷媒气体，在动力装置(电机)启动之后，动涡旋盘5由曲轴6驱动且由防自转机构约束，曲轴6在主轴承19上转动，围绕静涡旋盘3基圆中心做小半径的平面转动，进而在动涡旋盘5和静涡旋盘3形成的气体压缩室中产生高压高温气体，该高压高温气体随着动涡旋盘5的移动通过位于静涡旋盘3上方的排放阀排放到位于静涡旋盘3上方的高压腔中，高压腔中的冷媒会向下流动，最终通过密闭壳体1上的排气口15排出。循环上述过程，可以在涡旋压缩机中不断产生高温高压气体。

本实施例中，通过所述引压通道8，使整个背压腔7范围都处于压缩腔9内的中间压力环境下，如图5所示，图中Pm代表背压力，可见背压力已经作用在了整个动涡旋盘5的背部，此时背压腔7内的压力与压缩腔9内的压力会维持动态平衡，使得动涡旋盘5在垂直方向上受力平衡。从而有效地避免了动涡旋盘5由于受力不均导致的倾覆或摩擦，提高了涡旋压缩机对于工况的自适应性能。

具体地，在所述压缩腔9和所述背压腔7内填充有经过压缩的冷媒，当压缩腔9中的压力高于背压腔7中的压力时，压缩腔9中的冷媒将被挤压至背压腔7中，如图3中箭头指引的方向。反之，当背压腔7中的压力高于压缩腔9时，冷媒也会反向流动。

同时，引压通道8在动涡旋盘5上的位置不限于图1中标注的位置，由于压缩腔9中具有中间压力的部位在一定区域内，所以只要是压缩腔9内具有中间压力的位置均可以设置引压通道8。

本实施例中，引压通道8设置在动涡旋盘5的右侧，作为变型，引压通道8可以设置在动涡旋盘5上与引压通道8圆心对称的部位。

具体地，如图3所示，当压缩腔9中的压力高于背压腔7中的压力时，冷媒通过所述引压通道8从压缩腔9流动至背压腔7的右侧，然后通过动涡旋盘轴承13流动至所述背压腔7的左侧。

本实施例中，所述曲轴6穿过所述支架2，在所述曲轴6与所述支架2之间设有密封圈10。

通过所述密封圈10，可以使整个背压腔7处于密闭状态，此时背压腔7与外界唯一的连通方式为引压通道8，确保背压腔7内的压力仅受压缩腔9的影响，从而确保了背压腔7和压缩腔9内压力的动态平衡。

具体地，所述密封圈10设置在曲轴6外圆与所述支架2内壁相邻的部位。所述曲轴6外圆上成型有凹槽，密封圈10安装在凹槽内部，密封圈10的外侧顶靠在所述支架2的内壁上。

如图4所示，作为变型，所述密封圈10设置在曲轴6的一个下端面与所述支架2的上端面相邻的部位。

经过压缩的高压冷媒会通过静涡旋盘3的上端排出至密闭壳体1中，此时曲轴6处于该高压环境下，曲轴6所受到的压力往往大于背压腔7内的压力。如果将密封圈10设置在曲轴6下端面处，密封圈10距离曲轴6的距离更近，曲轴6承受的高压冷媒的面积将减小，进而减小高压冷媒对曲轴6所产生的上窜作用力，防止曲轴6上窜对动涡旋盘5的稳定性造成影响。

具体地，在曲轴6的下端面或支架2的上端面上成型处凹槽，凹槽内安装密封圈10。

本实施例中，所述支架2与所述静涡旋盘3之间固定且密封连接。从而对背压腔7的左右两侧进行密封，确保背压腔7的密闭性能。

对于背压腔7而言，背压腔7的上部通过支架2和静涡旋盘3进行密封，背压腔7的下部通过曲轴6与支架2之间的密封圈10来进行密封。这样，背压腔7的四周将处在密封状态下，为工况条件下与压缩腔9进行冷媒对流提供了保障。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上所作出的改进。

本实施例中，在所述曲轴6中设置供油通道61，所述供油通道61下部与位于壳体下部的油池16相接，在所述供油通道61中设有节流降压装置62。

如图6所示，油池16处于高压环境下，通过油池16与背压腔7之间的压力差将润滑油压至背压腔7中，但如果将供油通道61与背压腔7等压连通，则将破坏背压腔7与压缩腔9之间的压力动态平衡。为了解决上述问题，在供油通道61中设置节流降压装置62，将高压润滑油降压后喷射至背压腔7中，从而将高压润滑油对背压腔7中压力的影响降至最低。

具体地，油池16中的润滑油首先在压力作用下向上流动至供油通道61中，首先，润滑油通过油池16内的导油片18进入供油通道61中，在供油通道61中一直向上流动，然后流动到节流降压装置62处，高压的润滑油将在此处进行降压，然后进入动涡旋盘5与曲轴6之间的结合处，从而进入背压腔7中。同时，所述曲轴6和支架2上还设有回油通道，富余的润滑油将通过回油通道17流出曲轴6，再次流回油池16中。

具体地，如图2所示，所述节流降压装置62为毛细管。毛细管的直径要远小于供油通道61的直径，高压冷媒进入毛细管后，由于流量减小，可以起到降压的作用。

作为变型，如图6所示，所述节流降压装置62为设置在所述供油通道61上方的螺旋状路径。螺旋状路径与传统直管相比，路径较长，且气流在螺旋状路径内部运动要收到路径自身带来的阻力，因此可以有效地起到降压的作用。

实施例3

本实施例是在实施例1和实施例2的基础上做出的改进。

本实施例中，如图7所示，在所述背压腔7与所述密闭壳体1内排出压力空间之间设有带压力补偿阀11的导气通道12，用于在所述背压腔7内的背压力小于设定值时开启并将所述壳体内部的高压冷媒通过所述压力补偿阀11引入所述背压腔7中。

本实施例中，导气通道12可以与回油通道17共用，也可以分开设置。

在常规状态下，所述压力补偿阀11不起作用，但是当压缩腔9中出现杂质颗粒时，杂质颗粒进入压缩腔9中，卡在动涡旋盘5和静涡旋盘3之间，使动涡旋盘5与静涡旋盘3彼此脱开，发生动涡旋盘5倾覆等情况，此时压力补偿阀11开启，由于压力补偿阀11与供油管道连接，供油管道处于外界高压环境中，因此可以通过高压补偿阀将曲轴6下端的高压引入，补偿背压力。

具体地，如图7所示，压力补偿阀11设置在曲轴6顶部，与背压腔7连通，包括位于上侧的限位塞111，位于底部的钢珠112，以及位于限位塞和钢珠之间的弹簧113，钢珠上侧的曲轴6上成型有导气通道12，导气通道12的一端连接背压腔7，另一端连接供油通道61。正常状态下，钢珠会堵塞导气通道12，一旦出现背压腔7中背压力不足时，由于钢珠112下方的压力要大于钢珠上方的压力，此时弹簧113将被压缩，钢珠将导气通道12打开，位于钢珠下方的高压冷媒通过导气通道12进入背压腔7中，完成对背压腔7的增压过程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种涡旋式压缩机，包括：

密闭壳体(1)；

支架(2)，固定设置在所述密闭壳体(1)内部；

静涡旋盘(3)，固定设置在所述密闭壳体(1)内部，具有连接伸出所述密闭容器的吸入管(4)的吸入室；

动涡旋盘(5)，设置在所述密闭壳体(1)内与所述静涡旋盘(3)相互配合形成压缩腔(9)；

动力装置，设置在所述密闭壳体(1)内通过曲轴(6)与所述动涡旋盘(5)固定连接；

其特征在于：

在所述支架(2)与所述动涡旋盘(5)背对所述静涡旋盘(3)的整个平衡压力侧面之间设置有与所述密闭壳体(1)内排出压力空间隔绝的背压腔(7)，所述背压腔(7)通过引压通道(8)与所述压缩腔(9)连通，使整个所述背压腔(7)处于所述压缩腔(9)的压力环境下。

2.根据权利要求1所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述曲轴(6)穿过所述支架(2)，在所述曲轴(6)与所述支架(2)之间设有密封圈(10)。

3.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述密封圈(10)设置在曲轴(6)外圆与所述支架(2)内壁相邻的部位。

4.根据权利要求2所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述密封圈(10)设置在曲轴(6)的一个下端面与所述支架(2)的上端面相邻的部位。

5.根据权利要求2-4任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述支架(2)与所述静涡旋盘(3)之间固定且密封连接。

6.根据权利要求1-4任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述曲轴(6)中设置供油通道(61)，所述供油通道(61)下部与位于壳体下部的油池相接，在所述供油通道(61)中设有节流降压装置(62)。

7.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述节流降压装置(62)为毛细管。

8.根据权利要求6所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述节流降压装置(62)为设置在所述供油通道(61)上方的螺旋状路径。

9.根据权利要求1-4任一项所述的涡旋式压缩机，其特征在于，在所述背压腔(7)与所述密闭壳体(1)内排出压力空间之间设有带压力补偿阀(11)的导气通道(12)，用于在所述背压腔(7)内的背压力小于设定值时开启并将所述壳体内部的高压冷媒通过所述压力补偿阀(11)引入所述背压腔(7)中。

10.根据权利要求9所述的涡旋式压缩机，其特征在于，所述导气通道(12)设置在所述曲轴(6)上。