技术领域
背景技术
[0002] 本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成
现有技术。
[0003] 涡旋压缩机是一种
容积式压缩机，其具有由动涡旋部件和定涡旋部件组成的压缩机构。
马达经由旋
转轴来驱动压缩机构(例如，动涡旋部件)以压缩
工作流体(例如，制冷剂)。涡旋压缩机在运行时需要足够的
润滑剂(例如，
润滑油)来实现各
轴承的润滑、动涡旋部件及定涡旋部件的密封、润滑及冷却。
[0004] 具体地，在涡旋压缩机运行过程中，润滑剂的液滴会混合在吸入涡旋压缩机的工作流体中，即工作流体会携带一部分润滑剂进入涡旋部件，这部分润滑剂会在动涡旋部件转动时在定涡旋部件与动涡旋部件之间形成一定厚度的油膜，以起到润滑以及密封的作用，从而可以大大提高涡旋压缩机的可靠性以及能效比。另外，润滑剂还起到一定的冷却作用，这可以降低排气
温度。
[0005] 然而，在一些极端的工况(例如，制热工况)下，由于制冷剂(例如，R32制冷剂)
质量流量小、带油能
力差，极大影响了涡旋部件间的润滑以及密封。而过少的油量会影响油膜的形成，从而导致涡旋部件间金属与金属之间干摩擦，影响压缩机的可靠性。另外，金属之间的摩擦容易形成较高的局部温度，使得油
碳化失效，进而影响到压缩机轴承处的可靠性。此外，过少的油量会影响油膜形成，导致涡旋部件间的密封劣化，进而导致能效比降低。
[0006] 因此，存在对于改进涡旋压缩机运行可靠性的需要。
发明内容
[0007] 本发明的一个目的在于提供一种提高运行可靠性的涡旋压缩机。
[0008] 本发明的另一个目的在于提供一种提高涡旋部件润滑和冷却效果的涡旋压缩机。
[0009] 为了实现上述目的中的一个目的或多个目的，根据本发明的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括：压缩机构，所述压缩机构用于
对流体进行压缩并且包括彼此
啮合以形成一系列压缩腔的定涡旋部件和动涡旋部件；
旋转轴，所述旋转轴驱动所述动涡旋部件并且设置有润滑剂供给通道；以及
主轴承座，所述主轴承座用于
支撑所述压缩机构和所述旋转轴，并且所述主轴承座包括主轴承座本体部和主轴承座止推部，在所述主轴承座中形成与所述润滑剂供给通道流体连通的凹部，其中，在所述涡旋压缩机中还设置有流体导引通道，所述流体导引通道构造成使所述凹部与所述压缩机构的流体吸入区流体连通，从而使进入所述凹部的润滑剂能够经由所述流体导引通道到达所述流体吸入区。
附图说明
[0010] 通过以下参照附图的描述，本发明的一个或几个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，其中：
[0011] 图1是根据本发明的第一实施方式的涡旋压缩机的纵剖视图；
[0012] 图2是图1中的涡旋压缩机的部分部件的分解剖视图；
[0013] 图3是图1中的涡旋压缩机在移除了动涡旋部件以上的部件的情况下的俯视图，其中，在从动涡旋部件上方观察时，可以看到止推板中的通孔；
[0014] 图4是图3中的圆圈部分的局部放大视图；
[0015] 图5是图1中的涡旋压缩机在移除了动涡旋部件以上的部件的情况下的另一俯视图，其中，在从动涡旋部件上方观察时，止推板中的通孔被动涡旋部件的动涡旋部件的端板遮盖，其中虚线部分表示被遮盖的通孔；
[0016] 图6是根据本发明的第二实施方式的涡旋压缩机的局部纵剖视图，其示出了在动涡旋部件中开设的斜孔；以及
[0017] 图7是图6中的涡旋压缩机在移除了动涡旋部件以上的部件的情况下的另一俯视图，其中，虚线部分表示在动涡旋部件中开设的斜孔。
具体实施方式
[0018] 下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。在各个附图中采用相同的附图标记来表示相同的部件，因此相同部件的构造将不再重复描述。
[0019] 首先将参照图1至图4描述涡旋压缩机的总体构造和运行原理。如图1所示，涡旋压缩机100(下文中有时也会称为压缩机)包括壳体110。更具体地，壳体110可以包括大致圆筒形的本体111、设置在本体111一端的顶盖112以及设置在本体111另一端的底盖114。本体111、顶盖112以及底盖114共同形成大致密闭的内部空间。在顶盖112和本体111之间设置有将压缩机的内部空间分隔成高压侧和低压侧的隔板116。隔板116和顶盖112之间的空间构成高压侧，而隔板116、本体111和底盖114之间的空间构成低压侧。在壳体110的低压侧设置有用于吸入工作流体的进气接头118，在壳体110的高压侧设置有用于排出压缩后的工作流体的排气接头119。在壳体110中设置有压缩机构以对从进气接头118吸入的工作流体进行压缩，然后压缩后的工作流体从排气接头119排出压缩机。
[0020] 在图1所示的压缩机100中，压缩机构由定涡旋部件150和动涡旋部件160构成。更具体地，定涡旋部件150包括端板154、形成在端板一侧的螺旋状的
叶片156和形成在端板的大致中央
位置处的排气口152。动涡旋部件160包括端板164、形成在端板一侧的毂部162和形成在端板另一侧的螺旋状的叶片166。定涡旋部件150的螺旋叶片156和动涡旋部件160的螺旋叶片166彼此接合以在其间形成一系列体积从径向外侧向径向内侧逐渐减小的压缩腔。其中，径向最外侧的压缩腔处于吸气压力，径向最内侧的压缩腔处于排气压力。中间的压缩腔处于吸气压力和排气压力之间，从而也被称为中压腔。
[0021] 壳体110中还设置有由
定子122和
转子124构成的马达120。定子122相对于所述壳体110固定，定子122可以直接固定(比如压配合)在壳体110中，也可以例如通过
紧固件而固定在壳体110中。转子124能够在定子122中旋转并且转子124中配合有旋转轴130以在转子124旋转时使旋转轴130随转子124一起旋转。为了将润滑剂供给到压缩机的轴承等部件，在旋转轴130中形成有大致沿其轴向延伸的润滑剂供给通道OP。
[0022] 壳体110中进一步设置有支撑上述压缩机构和旋转轴130的主轴承座140。具体地，主轴承座140包括主轴承座本体部和主轴承座止推部142。特别地，在本实施方式中，主轴承座止推部142为止推板的形式(下文中将主轴承座止推部142称为止推板)。此外，主轴承座140还包括底壁147，从而主轴承座140大体上形成为开口朝上的碗状构件。在所述主轴承座
140中形成与润滑剂供给通道OP流体连通的凹部148，该凹部148例如呈大致碗状。动涡旋部件160的下侧(例如，端板164的环形止推面)由止推板142(例如，止推板142的环形止推面)来支撑，即止推板142沿旋转轴130的轴向方向(在本实施方式中也为竖向方向)置于主轴承座本体部与动涡旋部件160之间，从而阻止动涡旋部件160沿轴向向下运动，如图1和图2中所示的。旋转轴130的上部由设置在主轴承座140中的主轴承144支承(例如，可旋转地支承)，而旋转轴130的下部由设置在
副轴承座中的副轴承支承(例如，可旋转地支承)。更具体地，主轴承144设置在主轴承座140的主轴承安置部146中。在本示例中，主轴承座止推部(止推板)和主轴承座本体部设计成独立的部件然后组装在一起，但是本领域技术人员应该理解，止推板和主轴承座本体部也可以设计成一体成型的部件，在这种情况下，主轴承座140的上表面构造为与动涡旋部件160的端板164的环形止推面抵接的环形止推面。在该凹部
148中容纳有装配至旋转轴130上的第一
配重133(上配重)，而在转子124的下端部上安装有第二配重135(下配重)。该凹部148构造成使得第一配重133可以
定位为更靠近动涡旋部件
160，从而可以使第一配重133能够更好地搅动流经的润滑剂。此外，第一配重133在凹部148内的旋转产生了
泵送作用，从而可以提供将要在下文中描述的可以泵送对涡旋压缩机100进行润滑的润滑油的泵油功能。
[0023] 旋转轴130的一端设置有偏心
曲柄销132，在偏心
曲柄销132和动涡旋部件160的毂部162之间设置有卸载衬套176而为压缩机构提供径向柔性。另外，在卸载衬套176与动涡旋部件160的毂部162之间设置有
驱动轴承(未示出)。通过马达120的驱动，转子124带动旋转轴130一起旋转，旋转轴130经由偏心曲柄销132、卸载衬套176以及驱动轴承使动涡旋部件160相对于定涡旋部件150绕动运动(即，动涡旋部件160的中
心轴线绕定涡旋部件150的中心轴线运动，但是动涡旋部件160本身不会绕自身的中心轴线旋转)以实现工作流体的压缩。上述绕动运动是通过十字滑环178来实现的。经过定涡旋部件150和动涡旋部件160压缩后的流体通过排气口152排出到高压侧。
[0024] 如图2以及图3中所示，动涡旋部件160的端板164包括从端板164向外突出的第一突出部168A(也称之为凸
耳)和沿与第一突出部168A相反的方向突出的第二突出部168B。第一突出部168A和第二突出部168B上分别形成有
键槽169A和键槽169B。键槽169A和169B能够与下面将要描述的十字滑环178上的键178A和178B相配合。
[0025] 定涡旋部件150还包括从端板154向下延伸并且设置在叶片156外周的大致圆筒形的外壁。该外壁上设置有沿径向向外突出的第三突出部(未示出)和沿与第三突出部相反的方向突出的第四突出部(未示出)。第三突出部和第四突出部上分别形成有一个键槽(未示出)。两个键槽能够分别与十字滑环178上的键178C和178D相配合。通过使十字滑环178的各个键178A、178B、178C、178D分别与动涡旋部件160的键槽169A、169B以及定涡旋部件150的两个键槽滑动配合，能够实现动涡旋部件160相对于定涡旋部件150的上述绕动运动。
[0026] 在本实施方式中，在止推板142中设置有第一流体导引通道143(例如，竖向的或略微倾斜的导引通道，具体地，通孔143)，通孔143构造成与凹部148流体连通，或者在止推板142与主轴承座140一体成型的情况下，通孔143形成在主轴承座140的对动涡旋部件160的端板164进行支承的部分中。在动涡旋部件160相对于定涡旋部件150进行绕动运动时，动涡旋部件160能够在第一状态和第二状态转换，在从动涡旋部件160的上方观察时，在所述第一状态下，端板164遮盖通孔143，在所述第二状态下，端板164使通孔143露出。在所述第二状态下，流入凹部148的润滑剂经由通孔143到达压缩机构的流体吸入区处，该流体吸入区例如为位于动涡旋部件160的径向最外侧动涡旋叶片166的径向外侧吸气区域。具体地，通孔143在止推板142中的位置设置为使得在键槽169A运动过程中在从动涡旋部件160的上方观察时通孔143能够被键槽169A、169B遮盖或从键槽169A露出，如图3和图4中所示的。尽管在本实施方式的止推板142中仅设置了一个通孔143，但是在涡旋压缩机构为非对称涡旋压缩机构的情况下也可以设置有两个通孔。另外，尽管在本实施方式中止推板142中的通孔
143在键槽169A经过通孔143时通向键槽169A(或位于键槽169A正下方)，但是止推板142中的通孔143也可以在竖向方向上略微偏离于键槽169A，虽然在这种情况下从通孔143到键槽
169A的油量会有所减少。
[0027] 下面将结合图1描述压缩机中各部件的润滑和冷却过程。在图1所示的压缩机的示例中，在压缩机壳体110的底部存储有润滑剂。润滑剂供给通道OP可以包括形成在旋转轴130下端的中心孔134和从中心孔134向上延伸到偏心曲柄销132端面的偏心孔136。中心孔
134的端部浸没在压缩机壳体底部的润滑剂中或者以其他方式被供给有润滑剂。在压缩机的运转过程中，中心孔134的一端被润滑剂供给装置、比如油泵供给有润滑剂，进入中心孔
134的润滑剂在旋转轴130旋转过程中受到
离心力的作用而被泵送或甩到偏心孔136中并且沿着偏心孔136向上流动一直到达偏心曲柄销132的端面，如图1中的箭头方向所指示的。从偏心曲柄销132的端面排出的润滑剂润滑位于偏心
曲轴销132上的驱动轴承以及卸载衬套
176，并沿着偏心曲柄销132、卸载衬套176、驱动轴承以及毂部162之间的间隙向下流动并聚集在主轴承座140的与所述润滑剂供给通道OP流体连通的凹部148的区域中。这确保了基本上所有的润滑剂都经过与动涡旋部件相配合的驱动轴承，因而不存在经过驱动轴承的润滑剂量减少而造成驱动轴承与动涡旋部件干摩擦从而影响驱动轴承可靠性的
风险。
[0028] 聚集在凹部148中的少部分润滑剂润滑主轴承144并从其流动穿过而向下流动并最终返回到压缩机壳体110的底部。聚集在凹部148中的大部分润滑剂被旋转的配重133(其旋转时相当于一个叶片进而产生
离心泵效果)搅动并且在动涡旋部件160的键槽169A经过通孔143时将润滑剂经由通孔143以及键槽169A向上泵送到达流体吸入区，泵送出的这部分润滑剂在流体吸入区处在
负压作用下与工作流体一起被抽吸到涡旋部件的压缩腔中以实现这些涡旋部件内部的润滑、密封和冷却，如图1中右侧的箭头所示的，其中，该流体吸入区用于收集待被供给至涡旋部件的压缩腔的工作流体。在完成动涡旋部件160相对于定涡旋部件150的一次绕动运动过程中，通孔143从键槽169A露出两次。另外，聚集在凹部148中并被旋转的配重133搅动的一部分润滑剂运动到动涡旋部件160的端板164的下侧并随着动涡旋部件160的绕动运动而遍布动涡旋部件160的止推面和止推板142的止推面之间。
[0029] 此外，如图5所示，通孔143在从动涡旋部件160上方观察时被端板164遮盖，但在图1中从动涡旋部件160的侧面观察时端板164与通孔143不
接触，即，在动涡旋部件160相对于定涡旋部件150绕动运动的过程中且在通孔143与键槽169A未对准时(即，此时从键槽169A上方看不到通孔143)，十字滑环178的键178A、178B配合在键槽169A、169B中以使得经由通孔143引入的润滑剂经受十字滑环178的击打而变成
油雾，这种油雾是极细小的液滴或雾并且由于其体积更小而更便于携带，从而提高了工作流体的带油能力。并且，被击打成极细小的这些润滑剂液滴或雾将混合在从进气接头118吸入的工作流体中。另外一些混合有润滑剂液滴的工作流体在动涡旋部件160的端板164的环形止推面与止推板142的环形止推面之间被送到键槽169A处并经由键槽169A到达流体吸入区，并在负压作用下被吸入到定涡旋部件150和动涡旋部件160之间的压缩腔中以实现这些涡旋部件内部的润滑、密封和冷却。涡旋压缩机的这种结构(包括第一流体导引通道143的结构)确保了有恒定部分的润滑剂进入涡旋部件间，从而保证了涡旋部件中的润滑剂量，由此提高了涡旋部件润滑和冷却效果，进而使得涡旋压缩机的运行可靠性得到提高。另外，由于仅在止推板(或主轴承座)中开设一个竖直的或略微倾斜的通孔而无需在动涡旋部件的端板上开设孔，因而使得加工较为简单、制造成本较低。此外，开设在止推板中的斜孔无需封堵，因而相比于现有技术中需要封堵油孔的情况而言不存在漏堵的风险。
[0030] 下面参照图6和图7描述根据本发明的第二实施方式。在第二实施方式中，采用了与第一实施方式相同的附图标记来指代相同的部件，因此将省略对这些相同部件的描述。
[0031] 第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于在动涡旋部件160中开设有另外的流体导引通道。在本发明的第二实施方式中，在动涡旋部件160的端板164的与凹部148对应的下表面(即，环形止推面)处朝向上述流体吸入区或键槽169A的侧表面开设有流体导引通道145(例如，倾斜的导引通道，具体地，斜孔145)，这样，聚集在凹部148中的大部分润滑剂被旋转的配重133搅动后经由斜孔145到达流体吸入区，在这种情况下，流体吸入区为位于动涡旋部件160的径向最外侧动涡旋叶片166的径向内侧吸气区域或位于压缩机构的吸气窗口附近的区域，或者润滑剂经由斜孔145和键槽169A到达流体吸入区，在这种情况下，流体吸入区为位于动涡旋部件160的径向最外侧动涡旋叶片166的径向外侧吸气区域，并在负压作用下与工作流体一起被抽吸到涡旋部件的压缩腔中以实现这些涡旋部件内部的润滑、密封和冷却。
[0032] 在第二实施方式中，流体导引通道为斜孔，但其也可以为L形孔，只要能够使该流体导引通道的一端与凹部流体连通而另一端与流体吸入区或键槽流体连通即可。
[0033] 尽管在第一实施方式中在止推板142中设置有通孔143，在第二实施方式中在动涡旋部件160的端板164设置有斜孔145，但是，这两个实施方式也可以进行结合，即，既在止推板142中设置通孔143又在动涡旋部件160的端板164设置斜孔145，在这种情况下，聚集在凹部148中的大部分润滑剂中一部分润滑剂经由通孔143以及键槽169A向上泵送到达流体吸入区并且泵送出的这部分润滑剂在负压作用下与工作流体一起被抽吸到涡旋部件的压缩腔中，另一部分润滑剂被旋转的配重133搅动后经由斜孔145或经由斜孔145和键槽169A到达流体吸入区并在负压作用下与工作流体一起被抽吸到涡旋部件的压缩腔中。
[0034] 另外，可以在旋转轴130的靠近主轴承144的位置处设置横孔138，如图1和图6中所示的，该横孔138将从偏心孔136泵送的润滑剂连通至主轴承144，从而对主轴承144进行润滑，并且润滑剂在润滑主轴承144之后有一部分从其流动穿过而另一部分润滑剂流入凹部148。这可以更好地润滑主轴承144。
[0035] 此外，在本发明的改型实施方式中，在端板164的与压缩机构的流体吸入区对应的位置处设置有贯通端板164的竖向通孔(未示出)，通孔143经由所述竖向通孔通向压缩机构的流体吸入区，在这种情况下，流体吸入区为位于动涡旋部件160的径向最外侧动涡旋叶片166的径向内侧吸气区域，并且润滑剂经由通孔143以及所述竖向通孔到达流体吸入区。
[0036] 通过在涡旋压缩机中设置使所述凹部与所述压缩机构的流体吸入区流体连通的流体导引通道，确保了有恒定部分的润滑剂进入涡旋部件间，从而保证了涡旋部件中的润滑剂量，由此提高了涡旋部件润滑和冷却效果。此外，这也使得涡旋压缩机的运行可靠性得到提高。
[0037] 此外，这种构造确保了基本上所有的润滑剂都经过与动涡旋部件相配合的驱动轴承，因而不存在经过驱动轴承的润滑剂量减少而造成驱动轴承与动涡旋部件干摩擦从而影响驱动轴承可靠性的风险。
[0038] 上文已经具体描述了本发明的各种实施方式和变型，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不局限于上述具体的实施方式和变型而是可以包括其他各种可能的组合和结合。
[0039] 根据本发明的另一个方面，所述流体导引通道包括设置在所述主轴承座止推部中的第一流体导引通道，所述第一流体导引通道构造成与所述凹部流体连通。
[0040] 根据本发明的另一个方面，在所述动涡旋部件相对于所述定涡旋部件进行绕动运动时，所述动涡旋部件能够在第一状态和第二状态之间转换，其中，在从所述动涡旋部件的上方观察时，在所述第一状态下，所述动涡旋部件的端板遮盖所述第一流体导引通道，在所述第二状态下，所述端板使所述第一流体导引通道露出。
[0041] 根据本发明的另一个方面，在所述动涡旋部件的端板上形成具有键槽的突出部，并且，所述第一流体导引通道在所述主轴承座止推部中的位置设置为使得在所述键槽运动过程中在从所述动涡旋部件的上方观察时所述第一流体导引通道能够被所述键槽遮盖或从所述键槽露出。
[0042] 根据本发明的另一个方面，所述第一流体导引通道为形成在所述主轴承座止推部中的沿竖向方向延伸或略微倾斜于竖向方向延伸的通孔。
[0043] 根据本发明的另一个方面，所述流体导引通道还包括设置在所述动涡旋部件的端板中的第二流体导引通道，所述第一流体导引通道经由所述第二流体导引通道与所述流体吸入区流体连通。
[0044] 根据本发明的另一个方面，所述第二流体导引通道为在与所述流体吸入区对应的位置处设置的贯通所述端板的竖向通孔，所述第一流体导引通道经由所述竖向通孔通向所述流体吸入区。
[0045] 根据本发明的另一个方面，所述流体导引通道设置在所述动涡旋部件的端板中，所述流体导引通道的一端与所述凹部连通，所述流体导引通道的另一端与所述流体吸入区流体连通。
[0046] 根据本发明的另一个方面，在所述动涡旋部件的端板上形成具有键槽的突出部，所述流体导引通道设置在所述动涡旋部件的端板中，并且，所述流体导引通道的一端与所述凹部流体连通，所述流体导引通道的另一端与所述键槽流体连通。
[0047] 根据本发明的另一个方面，所述流体导引通道为从所述端板的与所述凹部的区域对应的下表面朝向所述流体吸入区开设的斜孔或L形孔。
[0048] 根据本发明的另一个方面，所述流体导引通道为从所述端板的与所述凹部的区域对应的下表面朝向所述键槽的侧表面开设的斜孔或L形孔。
[0049] 根据本发明的另一个方面，所述涡旋压缩机还包括配合在所述旋转轴上的配重，所述配重随所述旋转轴的旋转而旋转并且搅动流入所述凹部的润滑剂。
[0050] 根据本发明的另一个方面，所述主轴承座本体部与所述主轴承座止推部是一体成型的，或者所述主轴承座本体部和所述主轴承座止推部是分开成型的并且随后组装在一起。
[0051] 根据本发明的另一个方面，所述流体吸入区为如下区域中的一者：位于所述动涡旋部件的径向最外侧动涡旋叶片的径向外侧吸气区域；位于所述动涡旋部件的径向最外侧动涡旋叶片的径向内侧吸气区域；以及位于所述压缩机构的吸气窗口附近的区域。
[0052] 根据本发明的另一个方面，所述涡旋压缩机还包括支撑在所述主轴承座上的十字滑环，所述十字滑环的键配合在所述键槽中以使得经由所述流体导引通道引入的润滑剂经受所述十字滑环的击打而变成油雾。
[0053] 尽管在此已详细描述本发明的各种实施方式，但是应该理解本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本发明的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
