CN107859621B - 涡旋压缩机及具有其的空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡旋压缩机及具有其的空调器，其中，涡旋压缩机包括：支架，支架与动涡旋盘之间形成背压腔，且支架远离动涡旋盘的一端具有第一端面；转轴，可转动地穿过支架；密封结构，在转轴的周向上与转轴密封连接，且密封结构的朝向支架一侧的表面与第一端面密封连接。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中背压腔密封效果差的问题。

Description

涡旋压缩机及具有其的空调器

技术领域

本发明涉及空调领域，具体而言，涉及一种涡旋压缩机及具有其的空调器。

背景技术

涡旋压缩机作为一种高效节能的压缩机，相比其他压缩机具有能效高、噪音小以及可靠性高的优势，已广泛应用于商用多联空调制冷***中。而随着新能源汽车的大力推广，电动涡旋压缩机在电动汽车空调***中得到新的应用。更高效的能效水平、更轻巧的结构设计、更低的噪音水平都使得电动涡旋压缩机在电动汽车空调应用中具有得天独厚的优势。良好的泵体密封对涡旋压缩机的性能和可靠性至关重要，其泵体密封原理为在动涡旋盘背面侧形成一背压腔体，依靠背压腔内轴向气体力将动涡旋盘推向静涡旋盘侧，从而实现泵体轴向间的有效密封。

基于上述这种背压设计的原理，为了获得合适的背压压力，背压腔的有效密封显得尤为重要。针对现有技术背压腔的密封结构中，背压腔与驱动主轴之间的轴向密封为旋转密封，密封可靠性要求更高。较低背压压力(小于0.5MPa)时轴封可采用较为常规的轴封密封件，而较大背压压力(大于0.5MPa)时，该处轴封结构需要采用更耐高压的复杂结构，如不锈钢外壳+PTFE组件形式的密封件，密封件成本高，加工装配尺寸要求高，增加了样机的生产成本。

发明内容

本发明旨在提供一种涡旋压缩机及具有其的空调器，以解决现有技术中背压腔密封效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：支架，支架与涡旋压缩机的动涡旋盘之间形成背压腔，且支架远离动涡旋盘的一端具有第一端面；转轴，可转动地穿过支架；密封结构，在转轴的周向上与转轴密封连接，且密封结构的朝向支架一侧的表面与第一端面密封连接。

进一步的，密封结构包括：环状基体，环状基体具有与第一端面配合的第二端面，环状基体的内环面与转轴密封连接；密封件，设置在第一端面和第二端面之间。

进一步的，第一端面和/或第二端面中的至少一个上设置有环槽，密封件设置在环槽中。

进一步的，第一端面和第二端面垂直于转轴的轴线设置。

进一步的，密封结构具有泄压通路，泄压通路连通背压腔和涡旋压缩机的吸气腔，泄压通路中设置有压力阀，压力阀具有堵住泄压通路的封闭位置以及避让泄压通路的导通位置。

进一步的，泄压通路包括与背压腔连通的第一连通通道以及连通第一连通通道和吸气腔的第二连通通道，当压力阀处于封闭位置时，切断第一连通通道和第二连通通道的连通状态。

进一步的，第一连通通道沿转轴的轴向设置，第二连通通道沿转轴的径向设置。

进一步的，涡旋压缩机还包括平衡块，平衡块与环状基体一体成型，压力阀设置在平衡块中。

进一步的，密封结构和转轴一体成型设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调器，包括压缩机，压缩机为上述的涡旋压缩机。

应用本发明的技术方案，密封结构与支架的第一端面密封连接，将原有的旋转轴向动密封更改为旋转端面密封。相比于旋转轴向动密封将密封圈设置在转轴的外表面和支架的内表面两个曲面之间，本发明的技术方案将密封结构设置在第一端面上，即使在转轴转动的过程中密封结构的轴线与转轴的轴线发生了偏移，密封结构仍能保证和第一端面之间的密封效果，以确保背压腔密封可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例一的剖视结构示意图；

图2示出了图1的涡旋压缩机的A处局部放大示意图；

图3示出了图2的涡旋压缩机的B处局部放大示意图；

图4示出了图1的涡旋压缩机的密封结构与平衡块第一角度下的结构示意图；

图5示出了图1的涡旋压缩机的密封结构与平衡块第二角度下的结构示意图；

图6示出了图4的密封结构与平衡块的剖视结构示意图；以及

图7示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例二的转轴与密封结构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、排气口；2、机头盖；3、静涡旋盘；4、动涡旋盘；5、偏心套；6、支架；7、密封结构；8、转轴；9、驱动电机；10、吸气口；11、副轴承；12、副平衡块；13、机壳；14、主轴承；15、背压腔；16、背压腔耐磨垫片；17、动盘驱动轴承；18、静盘背压引流通路；19、静盘排气侧密封圈；20、油气分离件；21、密封件；22、压力阀；221、钢珠；222、弹簧；223、固定件；61、第一端面；71、第一连通通道；72、第二连通通道；73、装配孔；74、环槽；75、内环面；76、平衡块；77、外环端面；78、内环端面；81、外环端面；82、环槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

实施例一：

如图1所示，本实施例的涡旋压缩机包括支架6、转轴8和密封结构7。其中，支架6与动涡旋盘4之间形成背压腔15，且支架6远离动涡旋盘4的一端具有第一端面61。转轴8可转动地穿过支架6。密封结构7在转轴8的周向上与转轴8密封连接，且密封结构7的朝向支架6一侧的表面与第一端面61密封连接。驱动电机9内置于机壳13内以驱动转轴8转动，进而带动偏心套5偏心运动，偏心套5通过与之配合的动盘驱动轴承17驱动动涡旋盘4相对静涡旋盘3作周期往复的偏心运动，完成对气体的不断吸气、压缩、排气过程。为了构成驱动轴的轴系平衡，在转轴8首尾两端同心并同轴地设置主轴承14和副轴承11。为了维持动涡旋盘4紧贴在静涡旋盘3上实现压缩腔的轴向密封，在动涡旋盘4的背面的支架6内设置中间压力的背压腔15，

应用本实施例的技术方案，密封结构7与支架6的第一端面61密封连接，将原有的旋转轴向动密封更改为旋转端面密封。相比于旋转轴向动密封将密封圈设置在转轴的外表面和支架的内表面两个曲面之间，本发明的技术方案将密封结构设置在第一端面61上，即使在转轴转动的过程中密封结构7的轴线与转轴8的轴线发生了偏移，密封结构7仍能保证和第一端面61之间的密封效果，以确保背压腔15密封可靠。

具体地，如图2至图4所示，本实施例的密封结构7包括环状基体和密封件21。其中，环状基体具有与第一端面61配合的第二端面，环状基体的内环面75与转轴8密封连接，使背压腔15中的气体不会从环状基体的与转轴8之间的缝隙漏出。密封件21设置在第一端面61和第二端面之间，以避免背压腔15中的气体从第一端面61和第二端面之间的缝隙漏出。

具体地，本实施例的密封结构7与转轴8过盈配合在定位结构上以实现密封连接。第二端面上设置有环槽74，密封件21设置在环槽74中。密封件21在自然状态下始终与第一端面61贴合，在实际应用中可在密封件21下垫一弹性部件，使密封件21在自然状态下朝支架6的第一端面61保持一定的预紧贴合力。或者密封件21本身具有一定弹性，在装配在环槽74和第一端面61之间时即产生一定弹性形变以保持与第一端面之间具有一定的预紧贴合力。如此设计的密封结构，可以在压缩机启动时在背压腔内快速实现设定压力，加快压缩机达到稳定运行状态。

在图中未示出的其他实施例中，环槽也可以设置在第一端面上，或者在第一端面和第二端面上均设置环槽，并将密封件设置在两个环槽形成的空间中，以实现密封。

优选地，如图1所示，本实施例的第一端面61和第二端面垂直于转轴8的轴线设置。

进一步的，如图3至图6所示，本实施例的密封结构7具有泄压通路，泄压通路连通背压腔15和涡旋压缩机的吸气腔。泄压通路中设置有压力阀22，压力阀22具有堵住泄压通路的封闭位置以及避让泄压通路的导通位置。具体地，如图2和图3所示，压力阀22包括钢珠221、弹簧222和固定件223，其中钢珠221设置在泄压通路中，固定件223设置在装配孔73中使钢珠221不会从泄压通路中掉出，弹簧222设置在固定件223和钢珠221之间以提供预设压力。当背压腔15中的压力大于预设压力时，钢珠221在压差的作用下向导通位置移动，使制冷剂能够从背压腔15排出并流向吸气腔；当背压腔15的压力降低至预设压力时钢珠221在弹簧222的作用下移回封闭位置，使背压腔15密封。

进一步的，如图3所示，泄压通路包括与背压腔15连通的第一连通通道71以及连通第一连通通道71和吸气腔的第二连通通道72，当压力阀处于封闭位置时，切断第一连通通道71和第二连通通道72的连通状态。第一连通通道71沿转轴8的轴向设置，第二连通通道72沿转轴8的径向设置。使压力阀22打开时制冷剂能够在离心作用下更快地流出。如此设计的好处在于，随着压缩机频率上升，通过静盘背压引流通路18进入背压腔15内的润滑油增多，转速越大，背压腔15内主轴承14和动盘驱动轴承17摩擦热更大，虽然有更多的润滑油进入背压腔15冷却轴承，但是如背压腔15的润滑油不能及时向外泄流加快油的循环速度，润滑油油温会急剧上升，润滑效果会降低，压缩机长期可靠性必然受影响。本实施例的压力阀22结构，不仅能实现对背压腔内压力的准确控制，同时还具有与压缩机频率正相关的主动泄流功能，频率越大，泄流速度更快。

进一步的，如图5和6所示，本实施例的涡旋压缩机还包括平衡块76，平衡块76与环状基体一体成型，压力阀设置在平衡块76中。通过将轴系平衡块76设计在密封结构7上，使得压缩机轴系设计更紧凑，同时也减少了轴系装配工艺。由于平衡结构自身轴向尺寸的要求，本实施例的平衡块76呈半圆环形，便于设置如上所述的压力阀22。

进一步的，环槽74将第二端面分割成外环端面77和内环端面78，如图6所示，本实施例的外环端面77沿转轴8的轴线方向突出于内环端面78，使内环端面78与第一端面61之间留有较大的间隙，有益于背压腔15内的流体能以更小阻力的通过压力阀22，以及时泄压至外部，避免背压腔15内的流体在通过除压力阀22外的气体通路后产生较大压降。上述结构使得压力阀22能够更加准确地控制背压腔压力。

实施例二：

实施例二的涡旋压缩机与实施例一的区别在于转轴8和密封结构7的连接方式。如图7所示，实施例二的涡旋压缩机的转轴8与密封结构7为一体成型结构，转轴8与密封结构7之间不需要过盈配合或者其他形式连接以实现密封，在不显著增加加工成本的前提下获得更高的装配工艺性。

在本实施例中，密封结构7的第一连通通道71也沿转轴8的轴向设置，第二连通通道72也沿转轴8的径向设置。环槽82设置在密封结构7的第二端面上，环槽82将第二端面分割成外环端面81和内环端面，上述结构与实施例一的结构相似。

另外，在本实施例中，并未在转轴8上集成平衡块结构。

本发明还提供了一种空调器，根据本实施例的空调器(图中未示出)包括压缩机，压缩机为具有上述技术特征的涡旋压缩机。本实施例的空调器具有密封可靠的优点。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

密封结构与支架的第一端面密封连接，将原有的旋转轴向动密封更改为旋转端面密封。相比于旋转轴向动密封将密封圈设置在转轴的外表面和支架的内表面两个曲面之间，本发明的技术方案将密封结构设置在第一端面上，即使在转轴转动的过程中密封结构的轴线与转轴的轴线发生了偏移，密封结构仍能保证和第一端面之间的密封效果，以确保背压腔密封可靠。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括：

支架（6），所述支架（6）与所述涡旋压缩机的动涡旋盘之间形成背压腔（15），且所述支架（6）远离所述动涡旋盘的一端具有第一端面（61）；

转轴（8），可转动地穿过所述支架（6）；

密封结构（7），在所述转轴（8）的周向上与所述转轴（8）密封连接，且所述密封结构（7）的朝向所述支架（6）一侧的表面与所述第一端面（61）密封连接；

所述密封结构（7）包括：

环状基体，所述环状基体具有与所述第一端面（61）配合的第二端面，所述环状基体的内环面与所述转轴（8）密封连接；

密封件（21），设置在所述第一端面（61）和所述第二端面之间；

所述密封结构（7）具有泄压通路，所述泄压通路连通所述背压腔（15）和所述涡旋压缩机的吸气腔，所述泄压通路中设置有压力阀，所述压力阀具有堵住所述泄压通路的封闭位置以及避让所述泄压通路的导通位置；

所述泄压通路包括与所述背压腔（15）连通的第一连通通道（71）以及连通所述第一连通通道（71）和所述吸气腔的第二连通通道（72），当所述压力阀处于所述封闭位置时，切断所述第一连通通道（71）和所述第二连通通道（72）的连通状态；

所述第一连通通道（71）沿所述转轴（8）的轴向设置，所述第二连通通道（72）沿所述转轴（8）的径向设置。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一端面（61）和/或所述第二端面中的至少一个上设置有环槽，所述密封件（21）设置在所述环槽中。

3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一端面（61）和所述第二端面垂直于所述转轴（8）的轴线设置。

4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述涡旋压缩机还包括平衡块（76），所述平衡块（76）与所述环状基体一体成型，所述压力阀设置在所述平衡块（76）中。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述密封结构（7）和所述转轴（8）一体成型设置。

6.一种空调器，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机为权利要求1至5中任一项所述的涡旋压缩机。