实用新型内容
鉴于现有技术的现状,本实用新型的目的在于提供一种压缩组件、变容量涡旋压缩机及空调器,有利于涡旋压缩机在变容状态下压缩腔内冷媒的泄出,提高了变容量涡旋压缩机的变容效果。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种压缩组件,其特征在于,包括:
动涡旋盘,所述动涡旋盘包括动盘端板和设置在所述动盘端板上的动盘涡卷;
静涡旋盘,所述静涡旋盘包括静盘端板和设置在所述静盘端板上的静盘涡卷,所述静涡旋盘与所述动涡旋盘相互啮合形成压缩腔;
所述静盘端板上设置有旁通孔和至少一个与所述旁通孔连通的辅助泄漏槽,使得所述动涡旋盘旋转一定角度后,所述压缩腔通过所述辅助泄漏槽与所述旁通孔连通。
在其中一个实施例中,所述辅助泄漏槽为弧形槽,所述辅助泄漏槽沿所述动涡旋盘和所述静涡旋盘在所述旁通孔处啮合时的所述动盘涡卷的型线延伸一定的角度。
在其中一个实施例中,所述辅助泄漏槽沿所述动涡旋盘和所述静涡旋盘在所述旁通孔处啮合时的所述动盘涡卷的型线向单侧延伸一定的角度;
或者所述辅助泄漏槽以所述旁通孔为中心,沿所述动涡旋盘和所述静涡旋盘在所述旁通孔处啮合时的所述动盘涡卷的型线向两侧各延伸一定的角度。
在其中一个实施例中,当所述辅助泄漏槽沿所述动涡旋盘和所述静涡旋盘在所述旁通孔处啮合时的所述动盘涡卷的型线向两侧延伸时,所述辅助泄漏槽向两侧延伸的角度相同。
在其中一个实施例中,所述辅助泄漏槽沿所述动涡旋盘和所述静涡旋盘在所述旁通孔处啮合时的所述动盘涡卷的型线延伸的角度为10°~40°。
在其中一个实施例中,所述辅助泄漏槽的槽宽小于或等于所述动盘涡卷的涡卷壁的厚度。
在其中一个实施例中,所述动盘涡卷与所述静盘涡卷具有非对称型线结构。
在其中一个实施例中,所述静盘涡卷的长度超过所述动盘涡卷的长度半圈以上。
在其中一个实施例中,所述辅助泄漏槽的数量为两个,分别为第一辅助泄漏槽和第二辅助泄漏槽;
所述第一辅助泄漏槽贴近所述静盘涡卷的内侧涡卷壁设置在所述静盘端板上,所述第二辅助泄漏槽贴近所述静盘涡卷的外侧涡卷壁设置在所述静盘端板上。
在其中一个实施例中,所述第一辅助泄漏槽与所述第二辅助泄漏槽相对于所述旁通孔的中心对称设置。
本实用新型还提供了一种变容量涡旋压缩机,包括上述任一项所述的压缩组件;
还包括变容组件,所述静盘端板上还开设有与所述旁通孔连通的缸体,所述变容组件部分地置于所述缸体内;所述变容组件适用于控制所述变容量涡旋压缩机在全容量状态或变容量状态下运行。
在其中一个实施例中,所述变容组件包括引导管、活塞阀和适用于支撑所述活塞阀的弹性部件;所述引导管的一端伸入所述缸体内,所述引导管的另一端可选择地连通所述变容量涡旋压缩机的吸气管或排气管;
所述活塞阀置于所述缸体内,所述活塞阀适用于根据所述弹性部件的弹力和所述缸体内的气体压力做上下往复运动,从而控制所述旁通孔的打开或闭合。
在其中一个实施例中,所述活塞阀呈阶梯圆柱形,包括主体部和凸出部,所述凸出部能够伸入所述旁通孔内,且所述凸出部的直径小于所述旁通孔的直径。
在其中一个实施例中,还包括控制部,所述吸气管、所述排气管和所述引导管均连接至所述控制部,所述控制部适用于控制所述引导管可选择地连通所述吸气管或所述排气管。
本实用新型还涉及一种空调器,包括上述任一项所述的变容量涡旋压缩机。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型的压缩组件、变容量涡旋压缩机及空调器,通过在静涡旋盘上开设与旁通孔连通的辅助泄漏槽,使得动涡旋盘旋转一定角度后,压缩腔通过辅助泄漏槽与旁通孔连通,当旁通孔与压缩腔的连通面积减小时,压缩腔与辅助泄漏槽仍然具有较大的连通面积,此时压缩腔内的冷媒可以通过辅助泄漏槽经旁通孔泄出,有利于涡旋压缩机在变容状态下压缩腔内冷媒的泄出,提高了该变容量涡旋压缩机的变容效果,尤其对大排量的压缩机,提升效果更加明显。而且,本实用新型的压缩组件的结构简单,使用该压缩组件的变容量涡旋压缩机可满足高效化、小型化的需求。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案更加清楚,以下结合附图,对本实用新型的压缩组件、变容量涡旋压缩机及空调器作进一步详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型并不用于限定本实用新型。
参见图1至图7所示,本实用新型的压缩组件100包括动涡旋盘110和静涡旋盘120,动涡旋盘110与静涡旋盘120相互啮合形成多个月牙形的压缩腔。动涡旋盘110包括动盘端板和设置在动盘端板上的动盘涡卷111,静涡旋盘120包括静盘端板和设置在静盘端板上的静盘涡卷121。其中,静盘涡卷121与动盘涡卷111通常具有与渐开线曲线一致的形状。而涡旋的中心部,尤其是涡旋的内侧面,往往采用一个或多个圆弧进行平衡调整,或者直接采用直线进行平衡调整。
本实施例中,静涡旋盘120的静盘涡卷121的长度超过动涡旋盘110的动盘涡卷111的长度半圈以上(即静盘涡卷121的终端与动盘涡卷111的终端之间存在展开角超过π弧度的差值),这样,静涡旋盘120与动涡旋盘110形成非对称涡旋型线结构。在其他实施例中,本实用新型的压缩组件还可以用于对称涡旋型线结构(即静盘涡卷121与动盘涡卷111具有相同的圈数)。
静盘端板上设置有旁通孔122和至少一个与旁通孔122连通的辅助泄漏槽,使得动涡旋盘110旋转一定角度后,压缩腔通过辅助泄漏槽与旁通孔122连通。这样,当旁通孔122与压缩腔的连通面积不断减小时,辅助泄漏槽与压缩腔仍然具有较大的连通面积,从而便于压缩腔中冷媒的泄出,提高了压缩机的变容效果。
其中,旁通孔122设置在静盘涡卷121的相邻涡卷壁之间的区域。本实施例中,旁通孔122为圆形通孔,且旁通孔122的直径小于或等于静盘涡卷121的相邻涡卷壁之间的槽宽。较优地,辅助泄漏槽贴近静盘涡卷的内侧涡卷壁和/或静盘涡卷的外侧涡卷壁设置,且辅助泄漏槽不贯穿静涡旋盘120的静盘端板。在其他实施例中,辅助泄漏槽也可以不贴近静盘涡卷的内侧涡卷壁和/或静盘涡卷的外侧涡卷壁设置在静盘端板上。
如图8所示,本实施例中的压缩组件100还包括用于防止动涡旋盘110自转的十字滑环614,且十字滑环614设置在上支架613与动涡旋盘110之间,优选为欧式环。为保证十字滑环614的安装的稳固性,在上支架613上开设有与十字滑环614相适配的十字滑环槽,十字滑环镶嵌在上支架613上的十字滑环槽内。其中,上支架613适用于支撑压缩组件100。
通过在静涡旋盘上开设与旁通孔连通的辅助泄漏槽,使得动涡旋盘旋转一定角度后,压缩腔通过辅助泄漏槽与旁通孔连通,当旁通孔与压缩腔的连通面积减小时,压缩腔与辅助泄漏槽仍然具有较大的连通面积,此时压缩腔内的冷媒可以通过辅助泄漏槽经旁通孔泄出,有利于涡旋压缩机在变容状态下压缩腔内冷媒的泄出,提高了该变容量涡旋压缩机的变容效果,尤其对大排量的压缩机,提升效果更加明显。而且,本实用新型的压缩组件的结构简单,使用该压缩组件的变容量涡旋压缩机可满足高效化、小型化的需求。
较优地,辅助泄漏槽为弧形槽,辅助泄漏槽沿动涡旋盘110和静涡旋盘120在旁通孔122处啮合时的动盘涡卷111的型线延伸一定的角度,这样,便于实现辅助泄漏槽的加工且节省空间。
作为一种可实施方式,辅助泄漏槽沿动涡旋盘110和静涡旋盘120在旁通孔122处啮合时的动盘涡卷111的型线向两侧各延伸一定的角度。优选地,辅助泄漏槽向两侧延伸的角度相同。较优地,辅助泄漏槽沿动涡旋盘110和静涡旋盘120在旁通孔122处啮合时的动盘涡卷111的型线向两侧延伸的角度均为10°~40°,以获得最佳的变容效果。而且避免了压缩机在全变容运行状态下,同侧的压缩腔与吸气腔之间的连通。
作为另一种可实施方式,在某些空间受限的情况下,辅助泄漏槽沿动涡旋盘110和静涡旋盘120在旁通孔122处啮合时的动盘涡卷111的型线向单侧延伸一定的角度。较优地,辅助泄漏槽的延伸角度为10°~40°,以获得最佳的变容效果,且不会导致压缩机在全变容运行状态下,同侧的压缩腔与吸气腔之间的连通。或者,在空间受限的情况下,仅贴近静盘涡卷的内侧涡卷壁或贴近静盘涡卷的外侧涡卷壁在静盘端板上开设一个辅助泄漏槽,以达到节省空间的作用,其效果与向两侧延伸的辅助泄漏槽的实施例是基本相同的。
作为进一步的改进,如图4所示,辅助泄漏槽的槽宽b小于或等于动盘涡卷111的涡卷壁的厚度t。这样使得动盘涡卷111能够完全地覆盖住辅助泄漏槽,避免了压缩机正常运转状态下,内侧压缩腔与外侧压缩腔之间通过辅助泄漏槽连通,引起压缩机性能的下降。
如图1所示,本实施例中,辅助泄漏槽的数量为两个,分别为第一辅助泄漏槽123和第二辅助泄漏槽124。第一辅助泄漏槽123贴近静盘涡卷121的内侧涡卷壁设置在静盘端板上,第二辅助泄漏槽124贴近静盘涡卷121的外侧涡卷壁设置在静盘端板上,且第一辅助泄漏槽123与第二辅助泄漏槽124相对于旁通孔122的中心对称设置。
应当清楚的是,图2至图7显示了压缩组件的循环运行状态,即图2为图7中压缩组件旋转一定角度后的运行状态图。以下结合图2~图7对本实用新型的辅助泄漏槽的作用进行描述:
当动涡旋盘110和静涡旋盘120位于图2所示的运行位置时,静盘涡卷121末端的内侧涡卷壁与动盘涡卷111末端的外侧涡卷壁啮合,形成外侧第一压缩腔5a-1和与吸气口连通的内侧吸气腔6a-0,外侧第一压缩腔5a-1与内侧吸气腔6a-0通过打开的旁通孔122连通。当动涡旋盘110继续沿着曲轴旋转方向运行时,外侧第一压缩腔5a-1内的冷媒会通过旁通孔122挤压到内侧吸气腔6a-0中,从而成为吸气压力。但外侧第一压缩腔5a-1容积不断减小,从而降低压缩机的容量。
随着动涡旋盘110继续旋转,如图3所示的运行位置时,外侧第一压缩腔5a-1与旁通孔122连通的面积S2不断缩小,这样将阻碍冷媒的泄出。但由于存在第一辅助泄漏槽123,外侧第一压缩腔5a-1与第一辅助泄漏槽123仍具有较大的连通面积S1,且第一辅助泄漏槽123与旁通孔122连通顺畅,因此,此时外侧第一压缩腔5a-1内来不及泄出的冷媒可通过第一辅助泄漏槽123、旁通孔122泄出。直至到达图4所示的运行位置时,第一辅助泄漏槽123被动盘涡卷111的涡卷壁面完全覆盖住,外侧第一压缩腔5a-1才完全封闭并开始压缩,使压缩机容量变化达到设计值,提高了压缩机的变容效果,尤其对于大排量压缩机,提升效果将更加明显。
当动涡旋盘110旋转至图5所示的运行位置时,动盘涡卷111末端的内侧涡卷壁与静盘涡卷121的外侧涡卷壁啮合,形成内侧第一压缩腔6a-1和与吸气口连通的外侧吸气腔5a-0,内侧第一压缩腔6a-1与外侧吸气腔5a-0通过旁通孔122连通,并维持在吸气压力。动涡旋盘110继续旋转到图6所示的运行位置时,内侧第一压缩腔6a-1与旁通孔122的连通面积S4不断缩小,但内侧第一压缩腔6a-1与第二辅助泄漏槽124仍具有较大的连通面积S3,因此内侧第一压缩腔6a-1内的冷媒仍可通过第二辅助泄漏槽124、旁通孔122顺畅泄出,不会出现阻碍冷媒泄出现象。直至内侧第一压缩腔6a-1到达图7所示的运行位置时,第二辅助泄漏槽124被动盘涡卷111的涡卷壁面完全覆盖住,内侧第一压缩腔6a-1才完全封闭并开始压缩,使压缩机以设计的部分容量状态运行,提高了压缩机的变容效果。
如图8所示,本实用新型还提供了应用上述压缩组件100的一种变容量涡旋压缩机,包括变容组件200和上述任一实施例的压缩组件100。静盘端板上还开设有与旁通孔连通的缸体125,变容组件200部分地置于缸体125内,变容组件适用于控制变容量涡旋压缩机在全容量状态或变容量状态下运行。具体地,变容组件200包括引导管210、活塞阀220、适用于支撑活塞阀220的弹性部件230、密封盖板240和密封圈250。本实施例中,弹性部件230优选为弹簧。
其中,引导管210的一端伸入缸体125内,引导管210的另一端可选择地连通变容量涡旋压缩机的吸气管400或排气管500。密封盖板240置于缸体125的开口端,用于密封缸体125。本实施例中,密封盖板240上设置有与引导管210相适配的通孔,引导管210的一端贯穿密封盖板240上的通孔后伸入密闭的缸体125内。密封圈250置于活塞阀220上,用于防止从引导管210进入缸体125的气体进入压缩腔内。
活塞阀220置于缸体125内,活塞阀220适用于根据弹性部件230的弹力和缸体125内的气体压力做上下往复运动,从而控制旁通孔122的打开或闭合。本实施例中,活塞阀220呈阶梯圆柱形,包括主体部221和凸出部222,具体的,弹性部件230设置在主体部210上。凸出部222能够伸入旁通孔122内,且凸出部222的直径小于旁通孔122的直径。
如图9所示,当凸出部222进入旁通孔122时,凸出部222的端面与动盘涡卷111的贴合,使得旁通孔122被封闭。如图10所示,当凸出部222远离旁通孔122时,具体地,当活塞阀220移动至与密封盖板240贴合时,旁通孔122打开。
较优地,还包括控制部300,控制部300同时连接变容组件200的引导管210、变容量涡旋压缩机的吸气管400和排气管500,控制部300适用于控制引导管210可选择地连通吸气管400或排气管500。具体地,控制部300通过变容控制通道310连通引导管210,控制部300通过吸气压力通道320与吸气管400连通,控制部300通过排气压力通道330与排气管500连通。其中,吸气压力通道320中的气体为低压气体,排气压力通道330中的气体为高压气体。本实施例中的控制部300可以采用四通阀、电磁阀或数字控制模块等。
下面结合附图详细说明该变容量涡旋压缩机的工作原理:
涡旋压缩机的变容调节原理是:通过在静涡旋盘120的静盘端板上开设旁通孔122、第一辅助泄漏槽123和第二辅助泄漏槽124,改变涡旋型线的闭合终点。在脱啮点不变的情况下,通过缩短涡旋型线长度(即提前涡旋型线的终点),减小压缩机的吸气量与内容积比。如图8所示,控制部300可选择性地与变容量涡旋压缩机的吸气管400或排气管500连通,从而控制变容组件200的动作,实现压缩机容量的调节。
如图9所示,当该变容量涡旋压缩机全容量状态运行时,控制部300使引导管210与变容量涡旋压缩机的排气管500连通,排气管500排出的高压气体经过引导管210进入缸体125的上部,该高压气体形成的气体力Pd作用于活塞阀220上。此时,高压气体产生的向下的气体力Pd大于弹性部件230的弹力F,从而推动活塞阀220向旁通孔122侧移动,使得活塞阀220的凸出部222进入到旁通孔122中,且活塞阀220的凸出部222的端面与动涡旋盘110的动盘涡卷111贴合。这样使得旁通孔122被封闭,该变容量涡旋压缩机处于全容量运行状态。
如图10所示,当压缩机作变容量状态运行时,控制部300使引导管210与变容量涡旋压缩机的吸气管400连通,吸气管400内的低压气体经过引导管210进入缸体125的上部,该低压气体形成的气体力Ps作用于活塞阀220上。此时低压气体形成的向下的气体力Ps小于弹性部件230的弹力F,从而推动活塞阀220向上移动至与变容组件200的密封盖板240贴合,此时旁通孔122打开。这样,压缩腔Pm1、Pm2通过旁通孔122与吸气腔连通,从而成为吸气状态,直至涡旋型线啮合点通过旁通孔122后才开始压缩,减少了涡旋压缩机的吸气容积,使得涡旋压缩机处于变容量运行状态。
本实施例的变容量涡旋压缩机还包括驱动组件,其中驱动组件包括曲轴610和电机,电机包括电机转子611和电机定子612,电机转子611与曲轴610连接,带动曲轴610同步转动。动涡旋盘110套设在曲轴610上,即动涡旋盘110的轴承孔座套装在曲轴610上,曲轴610带动动涡旋盘110同步转动。为保证电机运转过程的平衡性,设置有与电机定子612连接的主平衡块619和与电机转子611连接的副平衡块621。其中,主平衡块619套设在曲轴610上,且主平衡块619上设置有用于防护的主平衡块罩620,副平衡块621上设置有用于防护的副平衡块罩622。
上支架613套设在曲轴610上,适用于支撑压缩组件100。为保证上支架613与曲轴610连接的稳定性,在上支架613和曲轴610之间设置有主轴承618,主轴承618用于支撑上支架613。本实施例的涡旋压缩机还包括壳体630、吸气管400和排气管500,吸气管400和排气管500均伸出壳体630,与外界环境连通。具体地,吸气管400设置在压缩组件100上,与压缩组件100的吸气口连通,排气管500设置在上支架613与电机形成的空腔内。
本实施例的变容量涡旋压缩机还包括下支架623、副轴承625和止推板626。下支架623置于驱动组件的下方,适用于支撑驱动组件,且下支架623套设在曲轴610上。副轴承625设置在下支架623与曲轴610之间,用于支撑下支架623和保证下支架623的稳定性,且副轴承625上还设置有副轴承盖板624。止推板626设置在下支架623的下方,并通过止推板紧固螺栓627固定在下支架623上,止推板626用于支撑下支架623和副轴承625,保证下支架623与曲轴610的配合,减小下支架623运转过程中的阻力。
该变容量涡旋压缩机还包括安装在曲轴610下部的导油片628和吸油管629,吸油管629用于从压缩机的油池中吸取高压的冷冻油。在涡旋压缩机运行的过程中,由于导油片628和吸油管629的作用,油池中冷冻油经过曲轴610的中心油道被供给至涡旋压缩机的背压腔处。由于高压冷冻油的作用使得背压腔组件的密封圈615作用,以隔离高压和低压环境。
本实用新型还涉及一种空调器,包括上述任一实施例的变容量涡旋压缩机。
本实用新型的压缩组件、变容量涡旋压缩机及空调器,通过在静涡旋盘上开设与旁通孔连通的辅助泄漏槽,使得动涡旋盘旋转一定角度后,压缩腔通过辅助泄漏槽与旁通孔连通,当旁通孔与压缩腔的连通面积减小时,压缩腔与辅助泄漏槽仍然具有较大的连通面积,此时压缩腔内的冷媒可以通过辅助泄漏槽经旁通孔泄出,有利于涡旋压缩机在变容状态下压缩腔内冷媒的泄出,提高了该变容量涡旋压缩机的变容效果,尤其对大排量的压缩机,提升效果更加明显。而且,本实用新型的压缩组件的结构简单,使用该压缩组件的变容量涡旋压缩机可满足高效化、小型化的需求。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。