涡旋式压缩机 |
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| 申请号 | CN201210447069.X | 申请日 | 2012-11-09 | 公开(公告)号 | CN103104486A | 公开(公告)日 | 2013-05-15 |
| 申请人 | LG电子株式会社; | 发明人 | 张基泰; 元仁昊; 吴俊澈; 赵洋熙; 李丙哲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出了一种涡旋式 压缩机 。在涡卷部和 基座 部两者中的一者处形成有引导孔，而在两者中的另一者处形成有插入该引导孔的引导销。在这种构造下，用于将涡卷部和基座部彼此联接的引导销和引导孔能够被容易地加工。这样能够降低制造成本。而且，由于引导销和引导孔被精确地加工，因此能够防止绕动涡盘的不稳定操作。此外，由于引导销和引导孔分别被形成为具有圆形截面，因而能够防止引导销或引导孔的磨损。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种涡旋式压缩机，其特征在于，所述涡旋式压缩机包括： |
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| 说明书全文 | 涡旋式压缩机技术领域[0001] 本发明涉及涡旋式压缩机，并具体涉及具有分离型绕动涡盘的涡旋式压缩机。 背景技术[0002] 一般而言，涡旋式压缩机是通过改变彼此面对的一对涡盘所形成的压缩室的容积来压缩制冷剂气体的装置。与往复式压缩机或回转式压缩机相比,涡旋式压缩机的效率更高、振动更小、噪声更低、尺寸更小且重量更轻。因此，涡旋式压缩机被广泛应用于空调。 [0003] 根据将制冷剂供入到压缩室中的方式可将涡旋式压缩机分为低压涡旋式压缩机和高压涡旋式压缩机。更具体而言，低压涡旋式压缩机被构造为使制冷剂经由壳体的内部空间而被间接地吸入压缩室。这里，壳体的内部空间被分成吸入空间和排放空间。另一方面，高压涡旋式压缩机被构造为使制冷剂不通过壳体的内部空间而被直接地吸入压缩室，然后被排放到壳体的内部空间。这里，壳体的内部空间被用作排放空间。 [0004] 根据压缩室的密封方式还可以将涡旋式压缩机分成顶封式（tip seal type）和背压式。更具体而言，在顶封式涡旋式压缩机中，顶封被安装在每个涡盘的涡卷端部处，而且当压缩机受到驱动时顶封会浮起。由此，浮起的顶封被贴附到相对的涡盘的板部。另一方面，在背压式涡旋式压缩机法中，在一个涡盘的后表面上形成背压室，而且具有中间压力的油或制冷剂被引导吸入该背压室中。由此，所述一个涡盘受背压室中的压力的推动而贴附到面向所述一个涡盘的另一个涡盘。通常，顶封方式应用于低压涡旋式压缩机，而背压方式应用于高压涡旋式压缩机。 [0005] 在绕动涡盘沿轴向的两侧表面分别接触固定涡盘和主框架的状态下，涡旋式压缩机执行绕动运动。因此，为了防止绕动涡盘振动并使摩擦损失最小化，绕动涡盘的形状应当被精确地加工。为此，在传统技术中，首先加工与主框架接触的支承表面，然后加工涡卷。然而，在这种情况下，可能会引起以下问题。首先，执行作业会花费大量的时间。其次，在加工涡卷部时会使支承表面受损。第三，由于绕动涡盘和固定涡盘的形状（尤其是涡卷部的形状和尺寸）应当根据压缩机容量的不同而有所不同，所以设计和制造绕动涡盘会耗费大量的时间。这使得需要大量的时间来进行绕动涡盘的设计和制造。 [0006] 进一步而言，固定涡盘的支承表面与绕动涡盘的支承表面之间的摩擦力会根据施加于背压室的压力的不同而变化。因此，为了防止制冷剂泄漏以及减小摩擦力，应将施加到背压室的压力维持在适当的水平。由于涡旋式压缩机的绕动涡盘应当由背压室中的压力来支撑，因此应当对背压室施加高压。进一步而言，当背压室中的压力发生变化时，绕动涡盘与固定涡盘之间的密封性能是不均一的。尤其是，背压室中的压力受到排放压力的影响，而排放压力根据施加到压缩机的负载的不同而变化。因此，绕动涡盘与固定涡盘之间的密封功能和摩擦损失会受到施加于压缩机的负载的变化的影响。 发明内容[0007] 因此，本发明的一个方案提供了一种涡旋式压缩机，该涡旋式压缩机的绕动涡盘能够被容易地制造。 [0008] 本发明的另一个方案是提供一种涡旋式压缩机，其能够使绕动涡盘与固定涡盘之间的摩擦损失最小化，并且即使负载改变，也能够获得充分的密封性能。 [0009] 为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体化并宽泛描述的，提出一种涡旋式压缩机，其包括：壳体；固定涡盘，安装在壳体中；绕动涡盘，安装在壳体内并与固定涡盘接合，该绕动涡盘包括涡卷部和基座部，该涡卷部被构造为与固定涡盘接合以在其间形成压缩室，该基座部联接到涡卷部并构造为可朝向固定涡盘移动以支撑该涡卷部；驱动电机，联接到基座部的后表面，并构造为用于使基座部和涡卷部偏心地转动；以及主框架，安装在壳体中，并构造为沿轴向支撑基座部；其中在涡卷部和基座部两者中的一者上沿轴向形成有多个引导销，而在两者中的另一者上形成有用于沿轴向可滑动地插入这些引导销的引导孔。 [0010] 从下文给出的详细描述中将更加显而易见本申请进一步的适用范围。然而，应理解的是，由于通过该详细的描述，处于本发明的精神和范围内的各种变型和改型对于本领域技术人员而言都将变得显而易见，因此这些详细描述以及特定的示例尽管示出了本发明的优选实施例，但其仅作为示例的方式而给出。附图说明 [0012] 在附图中： [0013] 图1是根据本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的剖视图； [0014] 图2是以放大的方式示出图1的压缩机械部分的局部剖切视图； [0015] 图3是图1的绕动涡盘的立体分解图； [0016] 图4是以放大方式示出图1的绕动涡盘的剖视图； [0017] 图5至图7是示意性地示出图1的根据本发明的第一实施例的涡旋式压缩机在运转时的平面图；以及 [0018] 图8和图9是绕动涡卷的涡卷部的剖视图和平面图，示出了图1中所示的涡旋式压缩机的背压室的位置。 具体实施方式[0019] 现在将参照附图对多个示意性实施例进行详细描述。为使参照附图的描述简洁起见，相同或等同的部件将用相同的附图标记表示，而且不再对其进行重复描述。 [0020] 在下文中，将参照附图更详细地说明根据本发明的涡旋式压缩机。 [0021] 图1是根据本发明的第一实施例的涡旋式压缩机的剖视图，图2是以放大方式示出图1的压缩机械部分的组装状态的局部剖切视图，图3是图1的绕动涡盘的立体分解图。 [0022] 如图1至图3所示，根据本发明的涡旋式压缩机包括：壳体1，该壳体1的内部空间被分成吸入空间11（低压部）和排放空间12（高压部）；驱动电机2，用于为壳体1的吸入空间11提供旋转力；以及主框架3，固定地安装在壳体1的吸入空间11与排放空间12之间。 [0023] 固定涡盘4固定地安装在主框架3的上表面上。在主框架3与固定涡盘4之间安装有绕动涡盘5以便执行绕动，所述绕动涡盘5通过以偏心方式联接到驱动电机2的曲轴23而与固定涡盘4一起形成一对连续移动的压缩室（P）。在固定涡盘4与绕动涡盘5之间可安装有用于防止绕动涡盘5旋转的欧丹环（十字滑环）6。 [0024] 吸入管13可联接到壳体1的吸入空间11，以与其相通，排放管14可联接到排放空间12，以与其相通。虽然未图示，但是壳体1的内部空间可以被排气室（discharge plenum）分成吸入空间（低压部）和排放空间（高压部），该排气室具有密封的排放空间12并且被固定地联接到固定涡盘4。或者，壳体1的内部空间可以被固定到固定涡盘的上表面并贴附到壳体的内周面的高低压分离板（未图示）分成吸入空间和排放空间。 [0025] 固定涡盘4可设有固定涡卷42，该固定涡卷42从板部41的下表面凸出并形成为渐开线形状，以便与绕动涡盘5的绕动涡卷52一起构成压缩室（P）。在固定涡盘4的板部41的外周面上可形成吸入开口（未图示），使得壳体1的吸入空间11与压缩室（P）相通。而且，在固定涡盘4的板部41的中心部处可形成有排放开口44，使得壳体1的排放空间12能与压缩室（P）相通。 [0027] 在根据本发明的涡旋式压缩机中，制冷剂从制冷循环通过吸入管13被引入壳体1的吸入空间11（低压部）中。然后，吸入空间11中的低压制冷剂通过固定涡盘4的吸入开口被引入压缩室，然后通过绕动涡盘5移动到绕动涡盘和固定涡盘的中心部。接着，制冷剂被压缩而通过固定涡盘4的排放开口44排放到壳体1的排放空间12。这些过程被重复地执行。 [0028] 绕动涡盘5通过与固定涡盘4接合而形成压缩室（P），所述压缩室（P）在执行绕动的同时移向绕动涡盘5的中心。压缩室具有朝向排放侧（即，对应于中心部的最终压缩室侧）的高压。当压缩室具有高压时，会产生气体斥力（沿径向推动固定涡盘4和绕动涡盘5的力）。 [0029] 这里，固定涡盘4因被螺栓固定于主框架3而不会沿径向被推动。另一方面，绕动涡盘5相对于固定涡盘4沿径向被推动，由于该绕动涡盘5被安装在主框架3与固定涡盘4之间，以便与曲轴23一起旋转。 [0030] 这里，在板部与压缩室的这些涡卷的上端之间产生间隙。这样会增大制冷剂沿轴向的泄漏。因此，在涡卷的上端处安装有顶密封件。或者，在绕动涡盘5的后表面上形成背压室，使得绕动涡盘5能够通过部分压缩气体被分流时所获得的压力而沿轴向被完全支撑。在后一种情况下，需要大量的高压气体来支撑整个绕动涡盘5。因此，大量的压缩气体应从压缩室泄漏到背压室。这会导致压缩机的性能降低，或者会导致压缩机的可靠性下降，因为绕动涡盘并未由背压室中的压力均匀地支撑。 [0031] 为了解决这些问题，提出了一种具有分离型绕动涡盘的涡旋式压缩机，在该涡旋式压缩机中，背压室形成在绕动涡盘的两个部分之间。在这种构造下，固定涡盘与绕动涡盘之间的间隙能够通过相对低的压力而完全被密封。 [0032] 例如，该涡旋式压缩机的绕动涡盘5可包括与固定涡盘4接合的涡卷部50以及联接到涡卷部50的基座部60。 [0033] 涡卷部50可包括：绕动涡卷52，其通过与固定涡卷42接合而形成压缩室；以及涡卷凸缘54，与绕动涡卷52一体形成。该涡卷凸缘54可以呈盘形。 [0034] 基座部60以面向涡卷凸缘54的下表面的状态联接到涡卷部50。更具体而言，基座部60可包括：基座凸缘64，该基座凸缘64像涡卷凸缘54一样呈盘形；以及凸台部68，该凸台部68形成在基座凸缘64的下表面上并联接到该曲轴23。 [0035] 在基座凸缘64的上表面的边缘处可形成有多个引导销66，这些引导销66沿轴向可滑动地插入到引导孔58中。当引导销66沿轴向可滑动地插入到引导孔58中时，涡卷部50可相对于基座部60沿曲轴的轴向移动。然而，在这种情况下，涡卷部50不能沿曲轴的径向或周向移动。由于涡卷部50沿轴向的运动受限于固定涡盘与主框架3之间的间隙，所以引导销66能够在引导孔58中保持插入状态。也就是说，当引导销插入引导孔中时，涡卷部 50和基座部60能够彼此稳固联接，而无需使用螺接方式或焊接方式。 [0036] 由于引导销66和引导孔58易于加工，所以能够降低制造成本。而且，由于引导销和引导孔被精确地加工，所以能够防止绕动涡盘5的不稳定操作。此外，由于引导销66和引导孔58分别形成为具有圆形截面，所以能够防止引导销66或引导孔58的磨损。之所能够被防止磨损，是因为即使基座部60将驱动电机2的驱动力传递到涡卷部50时，施加到引导销66的负载也能被均匀地分配。 [0037] 用作防旋转装置的欧丹环6可被联接到基座部60的下表面。更具体而言，欧丹环6可包括与基座凸缘64的下表面接触的环形部6a。在环形部6a的下表面的两侧处可形成有彼此具有180°的相位差的第一突出部6b。该第一突出部6b可插入主框架3的第一突出部凹口3a中。在环形部6a的上表面的两侧处可形成有彼此具有180°的相位差的第二突出部6c。该第二突出部6c可分别插入到基座凸缘64的下表面上所形成的第二突出部凹口64a中。 [0038] 在这种构造下，即使曲轴23的旋转力被传递到基座部60，基座部60也会因欧丹环6而执行绕动运动，而不会被转动。而且，联接到基座部60以防止沿径向运动的涡卷部50也与基座部60一起执行绕动运动。 [0039] 在基座凸缘64的上表面上形成具有密封件62a的背压室62。参照图4，背压室62设置在涡卷凸缘54的下表面与基座凸缘64的上表面之间。插入固定到基座凸缘64的密封件62a将背压室62的内部空间与吸入空间11分开。在基座凸缘64处可以贯穿形成用于使背压室62的内部空间与压缩室（P）相通的背压孔54a。 [0040] 因此，在压缩室中被压缩的压缩制冷剂通过背压孔54a被部分地引入背压室。由于背压室的内压高于基座凸缘64的周边压力，因此阻止了涡卷部50从基座部60沿轴向向上移动。而且，这样可以防止涡卷部50的中心部因压缩室的压力而朝向基座部60弯折。在这种构造下，固定涡盘的下表面与绕动涡卷52之间的间隙能够被密封。 [0041] 背压室62的内压可根据背压孔54a的位置来确定。也就是说，当背压孔54a移动到靠近绕动涡盘的绕动涡卷52的中心时，背压室中的压力增大。另一方面，当背压孔54a朝向绕动涡盘的绕动涡卷52的外侧移动时，背压室中的压力减小。 [0042] 图5至图7是示意性示出制冷剂被绕动涡卷和固定涡卷压缩的过程的平面图。参照图7，当最终的压缩室中的压力达到排放压力时，开始执行排放操作。如上所述，在压缩操作期间，由绕动涡卷和固定涡卷形成的压缩室中的压力持续地改变。因此，在单个压缩循环中绕动涡卷上的任意点处的压力同样持续地改变。 [0043] 例如，如果背压孔位于“a”处，与排放压力相同的压力被施加到背压室。气原因是因为点“a”为压缩操作期间保持排放压力的位置。在此情况下，固定涡盘的下表面与绕动涡卷之间因背压过大而产生强大的推力（沿轴向的摩擦力）。这样会导致摩擦损失增大。而且，排放压力根据施加到压缩机的压缩负载量的不同而变化。因此，如果背压孔形成在连续施加排放压力的点“a”处，则沿轴向的摩擦力（推力）根据负载而变化。这样会影响压缩机的性能。更具体而言，点“a”处于一排放初始角（以下称之为“α”）的范围内。 [0044] 参照图6，点“b”是压缩操作期间施加排放压力达一预定的持续时间以及施加吸入压力与排放压力之间的中间压力达一剩余的持续时间的位置。因此，如果在点“b”处形成背压孔时，则能够获得适当的背压，而且因负载改变等因素而改变的排放压力能够因中间压力而减弱。本发明已经证明，点“b”处于与绕动涡卷的排放初始角度相差180°的范围内，即“α+180°”。 [0045] 如图7所示，点“c”是在压缩操作期间仅连续施加中间压力的位置。因此，如果在点“c”处形成背压孔，则背压太低而难以获得充分的密封。这可造成制冷剂泄漏。 [0046] 当在执行绕动的同时压缩制冷剂时，绕动涡盘5会因气体斥力而被施以不均匀的力矩。如果不均匀的力矩不能被有效地减小，则绕动涡盘会产生不稳定的操作。这样会增加绕动涡盘5与固定涡盘4之间、或绕动涡盘5与主框架3之间、或者涡卷部50与绕动涡盘的基座部60之间的摩擦损失或磨损。这样会降低压缩机的可靠性或性能。 [0047] 在本发明中，沿轴向支撑绕动涡盘5的背压室62的中心被偏心地定位在不均匀的力矩最大的点处。这样能够防止绕动涡盘5的不稳定的动作。总之，在排放制冷剂时，在曲轴23执行单纯旋转的同时发生在绕动涡盘5上的不均匀的力矩可能最大。因此，为了有效地减小不均匀的力矩，背压室62的中心应当定位在开始排放制冷剂的点处。 [0048] 参照图8和图9，假定连接绕动涡盘5的几何中心（B）与曲轴的旋转中心（轴中心）（C）的线是第一虚拟线（L1），而垂直于第一虚拟线（L1）的线是第二虚拟线（L2）。在这种假定下，气体斥力沿第二虚拟线的方向（阻挡旋转的方向）被施加到绕动涡盘5。 [0049] 背压室62的中心（O）优选地形成为与绕动涡盘的几何中心偏离预定的间隙（a），从而优选地被定位在从第二虚拟线（所述第二虚拟线位于与施加气体斥力的方向相反的一侧）开始±30°的范围内，从而定位在施加气体斥力所处的第二虚拟线上。 [0050] 在根据本发明的涡旋式压缩机中，涡卷部和基座部通过多个销和多个引导孔彼此联接。这些引导销和用于插入引导销的引导孔均易于加工，所以降低了制造成本。而且，由于引导销和引导孔被精确地加工，所以能够防止绕动涡盘的不稳定操作。此外，由于引导销和引导孔分别形成为具有圆形截面，所以能够防止引导销或引导孔的磨损。 [0051] 前述的实施例和优点仅是示意性的，不应解释为对本发明限制。本文所教导的内容能够容易地应用于其他类型的设备。本说明书旨在诠释而非限制权利要求的范围。对本领域技术人员而言，多种替换、变化和修改是显而易见的。本文所描述的示意性实施例的特征、结构、方法和其他特性可以按各种方式进行组合，从而获得另外的和/或备选的示意性实施例。 [0052] 由于所述特征可以若干形式来实现而不背离其特性，因此还应理解的是，若非另有说明，上述实施例均不局限于前文所描述的任何细节，而是应在如附的权利要求书所限定的范围内加以宽泛解释，由此，落入权利要求的范围和界限内或这种范围和界限的等同方案内的所有变化及修改都因而为如附的权利要求书所涵盖。 |
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