CN1214187C - 涡旋式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结构简单，生产成本低的涡旋式压缩机，它具有当压缩机的压力或者温度不正常时的保护装置。这种压缩机包括下列部件：一个气密的壳体，；一个驱动装置；一个压缩装置；以及一个安装在上述分隔板一侧的保护装置，该保护装置包括：一个固定在上述分隔板一侧的外壳，该外壳有在一个上部和一个下部上形成的一条吸入通道和一条排出通道；一个设置在上述外壳中的热变形构件，以便能沿着上下方向运动，用于开/关上述吸入通道；以及一个设置在上述热变形构件的下表面与上述外壳的内壁表面之间的弹性构件，用于为上述热变形构件提供预定的弹力，所述外壳固定在上述分隔板一侧上形成的一个通孔上，在上述外壳的位于上述第一腔室上的上表面上形成了许多吸入通道，第一腔室中的高压流体通过这些通道流动；以及一条在上述外壳的位于第二腔室上的下表面上形成的排出通道，上述流体通过这条通道流过上述外壳，向上述第一腔室排出。

Description

涡旋式压缩机

技术领域

本发明涉及一种涡旋式压缩机，具体地说，涉及一种具有保护装置的涡旋式压缩机，这种保护装置能够控制压缩机内部的温度，并且还能控制压缩机内部的压力。

背景技术

通常，各种类型的压缩机是根据其不同的压缩方法来使用的，涡旋式压缩机主要用于要求体积小和重量轻的空调器。

图1是按照现有技术中具有压力保护装置的涡旋式压缩机的断面图。

这种现有技术的涡旋式压缩机包括下列各种部件：一个具有气密空间的壳体106，它分别与一根吸入流体用的吸入管102，和一根排出经过压缩后的流体用的排出管104连接；一个设置在壳体106下部，用于产生驱动力的驱动装置108；以及一个设置在壳体106上部的压缩装置110，它通过一根旋转轴112与驱动装置108连接，用于压缩通过吸入管102吸入的流体，和通过排出管104排出经过压缩的流体。

一个用于支承旋转轴112使其能够旋转，并支承压缩装置110的支承框架114安装在壳体106内，而一块安装在壳体106内的分隔板120把壳体106的内部分隔成用于保持低压状态的第一腔室116，和用于保持高压状态的第二腔室118。

驱动装置108包括一个固定在壳体106的外壁上的定子122，和一个设置在上述定子122的内圆周表而上，并固定在上述旋转轴112上的转子124。此外，当定于122接通电源时，转子124就由定子122与转子124之间的相互作用来驱动旋转轴112旋转。

压缩装置110包括：一个固定涡旋盘128，它具有渐开线形状的固定叶片126，并固定在上述分隔板120上；以及一个沿轨道运动的涡旋盘132，它具有与上述固定叶片126相对应的渐开线形状的沿轨道运动的叶片130，结果，在上述固定叶片126与沿轨道运动的叶片130之间形成了一个预定的压缩腔室127。上述沿轨道运动的叶片130由支承框架114支承，以便当旋转轴旋转时，能沿着轨道运动。

在固定涡旋盘128的中央部分形成了一条排出通道136，由于固定叶片126与沿轨道运动的叶片130之间的相互作用而被压缩的流体通过这条通道排入第二腔室118，在排出通道136的上部安装了一个单向阀138，以防止排入第二腔室118内的流体回流到第一腔室116内。

单向阀138有一个阀体142和一个活塞式的阀门构件144，上述阀体固定在固定涡旋盘128上端的中央，并且在该涡旋盘上有排出通道136和一个与上述排出通道136相连的穿透中央部分，上述阀门构件144***上述阀体142内，能上下运动，依靠自身的重量封闭排出通道136。

此外，在上述分隔板120的一侧安装了一个压力保护装置A，用于当第一腔室116和第二腔室118之间的压力差大于设定值，或者当第一腔室116内的压力太低时，使得第二腔室118中的高压流体能分流到第一腔室116内。

如图2所示，上述压力保护装置A包括：一个用于连接上述第一腔室116和第二腔室118的气缸150；一个在气缸150内作上下运动时用以开/关上述气缸150的活塞152；以及一个设置在活塞152的一侧表面与气缸150的内壁之间，用来为活塞152提供一定弹力的弹簧弹簧154。

上述气缸150固定在分隔板120的一侧，而用于让第二腔室118中的高压流体分流到第一腔室116中去的分流通道156在气缸150的上、下部分上形成。

活塞152的上表面设置成贴附在分流通道156上，而弹性构件154设置在活塞152的下表面与气缸150的内壁之间，以便为活塞152提供弹力，封闭分流通道156。

下面，描述现有技术中的涡旋式压缩机的压力保护装置的工作过程。

图3表示现有技术中的涡旋式压缩机的压力保护装置的一种工作状态。

在压缩机正常工作状态下，当驱动装置108接通电源时，旋转轴112使绕轨道旋转的涡旋盘132沿着轨道运转，并在绕轨道旋转的叶片130与固定叶片126之间，对通过吸入管102吸入第一腔室116内的流体进行压缩。然后，经过压缩的流体流入第二腔室118内，再通过排出管104排到外部去。

在以上所述的压缩机运转的过程中，如果第一腔室116与第二腔室118之间的压力差大于设定值，或者，如果第一腔室116内的压力低于设定值，上述压力保护装置就工作，把第二腔室118中的高压流体输送给第一腔室116，使第一腔室116与第二腔室118之间的压力差保持适当的数值。

这就是说，当第一腔室116与第二腔室118之间的压力差大于设定值时，活塞152便借助于第二腔室118内高压流体的压力，克服弹簧154的弹力而向下运动。于是，分流通道156打开，第二腔室118内的高压流体分流进入第一腔室116内，使得第一腔室116与第二腔室118中的压力保持在预定的状态。

图4是现有技术的安装有温度保护装置的涡旋式压缩机的断面图；图5是现有技术的温度保护装置的断面图。

温度保护装置B包括下列部件：在分隔板120的一侧上形成的，穿透第一腔室116和第二腔室118的旁通孔170；设置在旁通孔170的上表面上的温差盘172；以及固定在旁通孔170周边的上部，用于支承温差盘172的两端的盖子174。其中，上述温差盘是用两个具有不同温度变形率的构件重叠起来的，并且在盖子174的上部有一个能让流体通过的通孔176。

图6是现有技术的温度保护装置的工作状态图。

温度保护装置B的作用是，当压缩机正常工作时，温差盘172保持封闭旁通孔170的状态，而当第二腔室118中的温度高于预定数值时，使得温差盘由于高温而变形，打开旁通孔170。于是，第二腔室118中的流体就通过旁通孔170分流到第一腔室116中，以降低第二腔室118中的温度。此时，当温度低于预定数值时，温差盘便恢复到原来的状态，封闭旁通孔170。

但是，如果在现有技术涡旋式压缩机中的保护装置中，只安装压力保护装置，就不能保护压缩机中的温度变化。此外，当只安装温度保护装置时，又不能保护压缩机中的压力变化。如果在压缩机中设置压力和温度两种保护装置，压缩机的结构就会很复杂，生产成本就要提高。

还有，按照现有的压力保护装置，当活塞通过第一和第二腔室之间的压力差而运动，分流通道打开时，第二腔室中的高压流体便立刻分流到第一腔室中。这样，第一腔室内的压力就会迅速升高，因而会降低压缩机的可靠性，而且还会发生事故。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种涡旋式压缩机，它能够当压缩机在压力和温度处于不正常状态时对其进行保护，并且，它的结构简单，可以降低生产成本。

本发明的另一个目的是提供一种涡旋式压缩机，它能够减缓内部压力迅速变化的现象，从而提高压缩机的可靠性，防止压缩机的损坏。

为达到上述和其他优点和目的，本发明提供了一种如下面所广泛并具体地描述的涡旋式压缩机，这种压缩机包括下列部件：一个气密的壳体，该壳体具有一个用于形成低压的第一腔室，和一个用于形成高压的第二腔室，这两个腔室用分隔板分开；一个装在上述壳体内部的驱动装置，用于产生驱动力；一个通过一根旋转轴连接上述驱动装置的压缩装置，用于当上述驱动装置工作时压缩并排出流体；以及一个安装在上述分隔板一侧的保护装置，用于当上述第一腔室与第二腔室之间的压力差或者温度差大于设定值时，把上述第二腔室中的高压流体或高温流体分流到上述第一腔室中去。

按照本发明的涡旋式压缩机的保护装置包括：一个固定在上述分隔板一侧，用以连接上述第一腔室和第二腔室的外壳，该外壳还还有在一个上部和一个下部上形成的一条吸入通道和一条排出通道；一个设置在上述外壳中的热变形构件，以便能沿着上下方向运动，用于开/关上述吸入通道；以及一个设置在上述热变形构件的下表面与上述外壳的内壁表面之间的弹性构件，用于为上述热变形构件提供一定的弹力。

上述按照本发明的涡旋式压缩机中的外壳，固定在上述分隔板一侧上形成的一个通孔上，在上述外壳的位于上述第一腔室一侧的上表面上形成了许多吸入通道，第一腔室中的高压流体通过这些通道流动；以及一条在上述外壳的位于第二腔室上的下表面一侧形成的排出通道，上述流体通过这条通道流过上述外壳，向上述第一腔室排出。

上述按照本发明的涡旋式压缩机中的外壳的上表面做成凹下的，即，上述外壳的中央部分是下陷的。

上述按照本发明的涡旋式压缩机中的外壳做成一个锥体，在该锥体中，从第二腔室流向第一腔室的流体所通过的面积逐渐增大。

上述按照本发明的涡旋式压缩机中的热变形构件做成一块凹下的板，以便附着在上述外壳的吸入通道上，封闭这条吸入通道，并且，该热变形构件用这样的材料制成，即，当将其加热到高于预定的温度时，它就会扭曲。

上述按照本发明的涡旋式压缩机中的弹性构件做成一个锥形的螺旋弹簧。

本发明以上所述的以及其他的目的，特点和优点等等，在参照附图阅读了下面关于本发明的详细说明之后，将会变得更加明白。

附图说明

本说明书的附图构成了本说明书的一部分，其作用是可以与以下所描述的实施例一起用来说明本发明的原理，并进一步理解本发明。

附图中：

图1是按照现有技术中具有压力保护装置的涡旋式压缩机的断面图；

图2是图1中的A部放大图，即，现有技术涡旋式压缩机中的压力保护装置；

图3是现有技术中的压力保护装置的工作状态图；

图4是现有技术中具有温度保护装置的涡旋式压缩机的断面图；

图5是图4中的B部放大图，即，现有技术涡旋式压缩机中的温度保护装置；

图6是现有技术中的涡旋式压缩机的温度保护装置的工作状态图；

图7是按照本发明的涡旋式压缩机的断面图；

图8是图7中的C部放大图，即，按照本发明的涡旋式压缩机中的保护装置；

图9和图10是表示按照本发明的涡旋式压缩机中的保护装置的工作状态图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例。

按照本发明的涡旋式压缩机可以有许多的实施例，下面只描述最优选的实施例。

图7是按照本发明的具有保护装置的涡旋式压缩机的断面图。

按照本发明的涡旋式压缩机包括：一个具有气密空间的壳体2；一个安装在壳体2内部，用于产生驱动力的驱动装置4；一个通过旋转轴8与上述驱动装置4连接的压缩装置6，用于当驱动装置4运转时压缩和排出流体；以及一个安装在上述压缩装置6一侧的保护装置，用于当压缩机中产生不正常的压力和不正常的温度时，保护该压缩机。

在壳体2的一侧连接着一根吸入流体的吸入管10，和一根排出经过压缩的流体的排出管12。此外，在壳体2内还装有一个支承框架14和一块分隔板20。上述支承框架14用于支承上述旋转轴8，使其能够旋转，并用于支承上述压缩装置6。上述分隔板20把壳体2的内部分隔成与吸入管10连通，以使其保持低压状态的第一腔室16，和与排出管12连通，以使其保持高压状态的第二腔室18。

驱动装置4包括一个固定在壳体2的内圆周表面上的定子22；和一个设置成由定子22的内圆周表面包围着并固定在旋转轴8上的转子24。此外，当定子22接通电源时，转子24便由于定子22与转子24之间的相互作用而旋转，并且带动旋转轴8旋转。

压缩装置6包括：一个固定涡旋盘28，它有渐开线形状的固定叶片26，并固定在上述分隔板20上；以及一个绕轨道旋转的涡旋盘32，它有与固定叶片26相对应的渐开线形状的绕轨道旋转的叶片30，结果，在固定叶片26与绕轨道旋转的叶片30之间形成了一个压缩空间35，并且，涡旋盘32由上述框架14支承，以便当旋转轴8旋转时，它能绕轨道旋转。

在固定涡旋盘28的中央部分形成一个排出孔34，由于固定叶片26与绕轨道旋转的叶片30之间的相互作用而经过压缩的流体通过这个排出孔排入第二腔室18内。在固定涡旋盘28的上表面安装了一个单向阀40，用于防止流体因为排出孔34的开/关而回流。

单向阀40包括：一个固定在固定涡旋盘28上形成排出孔34的上方中央部分的阀体36，其中心部分是穿透的，以便与排出孔34连通；以及一个设置在阀体36内部的阀构件38，能作上下方向的运动，依靠自身的重量封闭排出孔34。

如图8所示，上述保护装置包括：一个固定在分隔板20一侧上的外壳46，以便穿过第一腔室16和第二腔室18；一个设置在外壳46内的热变形构件48，能作上下方向运动，用于开/关上述吸入通道42；以及一个设置在热变形构件48的下表面与外壳46的内壁表面之间的弹性构件50，使上述热变形构件48具有一定的弹力。

外壳46做成具有预定高度的锥形，固定在分隔板20的一侧形成的，穿过第一腔室16和第二腔室18的通孔52中。外壳46的内径从第二腔室18向着第一腔室16逐渐增大。

此外，位于第二腔室18一侧的小直径的外壳46上，形成了许多吸入通道42，第二腔室18中的高压流体通过这些通道流动。位于第二腔室18中的大直径的外壳46的下表面上，形成了一条排出通道44，流过壳体46的流体通过这条通道排入第一腔室16中。此处，外壳46上形成吸入通道42的上表面做成凹下的形状。

如上所述，外壳46具有这样的结构，即，流体通过它流动的内直径，从第二腔室18向着第一腔室16逐渐增大。因此，当第二腔室18中的流体流过上述吸入通道42时，流体的压力是很高的，但是，当流体通过排出通道44排出时，流体的压力是低的，因为流体的压力在通过外壳46时降低了。因此，能够减缓流体压力的突然变化。

上述热变形构件48做成一块具有凹下的中央部分的板，以便附着在外壳46的上部的内侧，并开/关吸入通道42。此外，热变形构件48借助于弹性构件50的弹力来封闭吸入通道42，而当第一腔室16与第二腔室18之间的压力差能克服弹性构件50的弹力，使它向下运动时，打开吸入通道42。

此外，通常希望把上述热变形构件48做成双金属类型的，当它被加热到超过预定的温度时，其中的凹下部分就由于自身的变形而凸起。

即，热变形构件48封闭吸入通道42的凹下部分，在第二腔室18中的温度升高到高于设定的温度时，便凸起来，打开吸入通道42。于是，第二腔室18中的高温流体排入第一腔室16内，以使第二腔室18内的温度保持在适当的温度下。

通常希望把上述弹性构件50做成设置在热变形构件48的下表面与外壳46的内壁表面之间的锥形螺旋弹簧。此外，上述弹性构件50还要做成有预定的弹力，以便当第一腔室16与第二腔室18之间的压力差达到设定值或者大于设定值时，能将其压缩。

下面，描述按照本发明的涡旋式压缩机的保护装置的工作过程。

如果压缩机处于正常的运转状态，当驱动装置4接通电源时，旋转轴8便转动，并带动绕轨道旋转的涡旋盘32绕着轨道旋转。因此，吸入压缩空间35中的流体被压缩，并通过排出孔34排入第二腔室18内。然后，流入第二腔室18内的高压流体通过排出管12排到外部去。

与此同时，安装在排出孔34中的单向阀40阻止排入第二腔室18内的流体回流到第一腔室16内。

在涡旋式压缩机运转的过程中，如果第二腔室18内的压力大于与第一腔室16内的压力相比的预定值时，或者，如果第一腔室16内的压力小于与第二腔室18内的压力相比的预定值时，上述保护装置就工作，把第二腔室18内的高压流体分流到第一腔室16内，于是，第一腔室16和第二腔室18中的压力就维持在适当的值上。

这就是说，如图9所示，当第一腔室16与第二腔室18之间的压力差大于设定值时，热变形构件48就克服弹性构件50的弹力，并由于腔室16与18之间的压力差而向下运动，打开在外壳46的上部形成的吸入通道42。于是，第二腔室18内的高压流体便流入吸入通道42内，流过外壳46，并通过在外壳46的下部形成的排出通道44，分流到第一腔室16中。

此时，因为外壳46的内径是向着第一腔室16逐渐增大的，所以高压流体在流过外壳46流入第一腔室的时候，压力有一定程度的降低，因此，能够防止压力的突然变化。

此外，当第二腔室18内的温度上升到高于涡旋式压缩机设定的运转温度时，上述保护装置也工作，使第二腔室18内的高温流体分流到第一腔室16内，以使第二腔室18内的温度保持在适当的水平。

这就是说，如图10所示，当第二腔室18内的温度上升时，热变形构件48的凹下部分便变形为凸起的形状，打开吸入通道42。于是，第二腔室18内的高温流体便排入第一腔室16内，从而降低了第二腔室18内的温度。此时，第二腔室18内的温度恢复到适当的值，而热变形构件48也就恢复到原始的状态，封闭住吸入通道42。

下面，描述具有以上结构和工作过程的涡旋式压缩机的效果。

在涡旋式压缩机运转的过程中，当第一腔室与第二腔室之间的压力差大于设定值时，热变形构件便克服弹性构件的弹力，打开吸入通道，使得压力保持为适当的值。此外，当第二腔室内的温度高于设定的温度时，热变形构件便变形，打开外壳的吸入通道，于是，第二腔室内的高温流体便分流到第一腔室内，使得第一腔室和第二腔室内的温度都保持在适当的水平。因此，就能防止由于压力和温度的变化而造成压缩机的损坏，并且能提高压缩机的可靠性。

同时，由于使用一个保护装置能同时控制压力和温度，所以就能减小压缩机中的安装空间，简化结构，降低生产成本。

此外，由于外壳中的面积是逐渐从第二腔室向第一腔室增大的，从第二腔室排出的流体的压力，在通过外壳时有一定程度的降低，然后再排入第一腔室内。因此，能够减小压力突然变化的程度。

由于本发明可以在不脱离其构思和基本特征的前提下用各种方式来实施，所以，应该理解，以上所描述的实施例并不是把本发明限制在所描述的这些细节上(除非另有说明)，其结构可以在本申请的权利要求书所确定的构思和范围内广泛地变化，因此，所有落入权利要求书范围内的变化和改进，或者其等同物，都应该包括在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种涡旋式压缩机包括：

一个气密的壳体，该壳体具有一个用于形成低压的第一腔室，和一个用于形成高压的第二腔室，这两个腔室用分隔板分开；

一个装在上述壳体内部的驱动装置，用于产生驱动力；

一个通过一根旋转轴连接在上述驱动装置上的压缩装置，用于当上述驱动装置工作时压缩并排出流体；以及

一个安装在上述分隔板一侧的保护装置，用于当上述第一腔室与第二腔室之间的压力差或者温度差大于设定值时，把上述第二腔室中的高压流体或高温流体分流到上述第一腔室中去，

其中上述保护装置包括：

一个固定在上述分隔板一侧的外壳，该外壳有在一个上部和一个下部上形成的一条吸入通道和一条排出通道；

一个设置在上述外壳中的热变形构件，以便能沿着上下方向运动，用于开/关上述吸入通道；以及

一个设置在上述热变形构件的下表面与上述外壳的内壁表面之间的弹性构件，用于为上述热变形构件提供预定的弹力，

所述外壳固定在上述分隔板一侧上形成的一个通孔上，在上述外壳的位于上述第一腔室上的上表面上形成了许多吸入通道，第一腔室中的高压流体通过这些通道流动；以及一条在上述外壳的位于第二腔室上的下表面上形成的排出通道，上述流体通过这条通道流过上述外壳，向上述第一腔室排出。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述外壳的上表面做成凹下的，即，中央部分是下陷的。

3.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述外壳做成一个锥体，在该锥体中，从第二腔室流向第一腔室的流体所通过的面积逐渐增大。

4.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述热变形构件(48)做成一块凹下的板，以便附着在上述外壳的吸入通道上，封闭这条吸入通道，并且，该热变形构件用这样的材料制成，即，当将其加热到高于预定的温度时，它就会扭曲。

5.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于，上述弹性构件做成一个锥形的螺旋弹簧。

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