涡旋压缩机及具有其的空调器的制作方法

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：

在涡旋压缩机中，压缩腔气体被压缩后会产生一个使动涡旋盘远离静涡旋盘的力。该分离力会使得动涡旋盘与静涡旋盘之间产生轴向间隙，从而引起压缩腔泄漏。此外压缩机的运转部件如轴承等需要引入润滑油以保证其可靠运转。为解决上述问题，在专利公开号为cn106401952a的发明专利中，通过在动涡旋盘背面形成介于排气与吸气之间的背压流体，抵消压缩腔产生的分离力并将动涡旋盘压向静涡旋盘，从而抑制压缩腔的泄漏；同时从压缩机排气侧将润滑油通过引流通道节流后引入背压腔，从而润滑处于背压腔内的轴承等运动部件。然而，上述专利存在以下缺陷：(1)背压力较大时，动涡旋盘会将静涡旋盘推离支架，这样在引流通道出口，制冷剂、润滑油会沿着静涡旋盘与支架端面间的间隙泄漏到吸气侧；(2)由于支架内侧凸台不平整，弹性元件与支架内侧凸台之间局部区域可能存在间隙，从而导致背压腔内的流体向吸气侧泄漏。由于上述泄漏的存在，会使得压缩机吸气质量流量减少，性能降低。(3)引流通道节流通道面积较大时，节流不够，从排气侧进入背压腔的流体过多，背压腔的流体进而通过动涡旋盘上的背压孔进入压缩腔，造成压缩腔压力升高，压缩功耗增加。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种涡旋压缩机及具有其的空调器，以解决现有技术中润滑油、制冷剂从静涡旋盘与支架端面间的间隙泄漏到吸气侧的问题。

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：壳体，壳体包括机壳及与机壳连接的机头盖，机壳上设置有第一吸气口，机头盖上设置有第一排气口和与第一排气口连通的储油腔；静涡旋盘和动涡旋盘，设置在机壳内，静涡旋盘上设置有与第一吸气口连通的第二吸气口以及与第一排气口连通的第二排气口；支架，设置在动涡旋盘朝向第一吸气口的一侧；其中，涡旋压缩机还包括连通涡旋压缩机的背压腔和储油腔的过流通路，过流通路包括设置在机头盖内的第一引流通道、设置在静涡旋盘上的第二引流通道以及连通第二引流通道和背压腔的第三引流通道；过流通路中还设置有连接件，连接件的第一端设置在第二引流通道中，连接件的第二端设置在第三引流通道中，连接件呈中空结构。

进一步地，连接件为连接销。

进一步地，连接销的第一端与静涡旋盘过盈配合，连接销的第二端与所述支架间隙配合，或者，连接销的第一端与静涡旋盘间隙配合，连接销的第二端与支架过盈配合。

进一步地，涡旋压缩机还包括垫片，垫片设置在动涡旋盘和支架之间，连接件穿设在垫片中。

进一步地，支架上还设置有紧固件，紧固件能够穿过垫片以限制垫片相对支架移动。

进一步地，紧固件包括大径段和小径段，大径段和小径段之间形成有台阶面，紧固件通过台阶面将垫片抵接在支架上。

进一步地，动涡旋盘包括朝向支架的端面和设置在端面上的容纳槽，容纳槽中设置有浮动密封圈，浮动密封圈用于密封背压腔。

进一步地，第二引流通道和第三引流通道中至少一个中设置有节流结构。

进一步地，节流结构为节流销，节流销包括头部和杆部，头部与第二引流通道或第三引流通道的内壁相接触，杆部的直径小于第二引流通道或第三引流通道的内径，头部上设置有连通部。

进一步地，节流销还包括连接在头部和杆部的连接部，连接部的直径小于杆部的直径。

进一步地，头部与第二引流通道和/或第三引流通道过盈配合。

进一步地，节流结构为节流螺钉。

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。

进一步地，空调器为车载空调。

应用本发明的技术方案，制冷剂从第一吸气口进入机壳并从第二吸气口流进静涡旋盘和动涡旋盘之间的压缩腔。经过一定程度压缩的制冷剂通过背压通道从压缩腔进入背压腔，以向动涡旋盘提供向静涡旋盘贴紧的力。经过完全压缩的制冷剂从第二排气口排出流向机头盖上的第一排气口。最后气态制冷剂从第一排气口流出，制冷剂带出的润滑油及少量制冷剂汇集到储油腔中并通过过流通路回流到背压腔中，为涡旋压缩机结构提供润滑。当背压腔压力过大将动涡旋盘推离支架，进而导致静涡旋盘与支架分离时，中空连接件的两端依旧能够保持位于第二引流通道和第三引流通道中，以保证过流通路完整连续，使润滑油和制冷剂能够流向背压腔，避免润滑油和制冷剂从静涡旋盘与支架的端面之间的间隙泄漏到吸气侧，进而影响压缩机性能。

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局部剖视结构示意图；

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1的涡旋压缩机的支架、垫片、动涡旋盘及静涡旋盘的分解结构示意图；

图4示出了图3的垫片的俯视结构示意图；

图5示出了图1的涡旋压缩机的b处局部放大示意图；

图6示出了另一种浮动密封圈的剖视结构示意图；

图7示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例二的局部剖视结构示意图；

图8示出了图7的涡旋压缩机的c处局部放大示意图；

图9示出了图7的涡旋压缩机的d处局部放大示意图；

图10示出了图9的涡旋压缩机中节流销的结构示意图；

图11示出了图7的涡旋压缩机的制冷剂泄漏比例示意图；

图12示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例三的局部剖视结构示意图；

图13示出了图12的涡旋压缩机的支架、动涡旋盘及静涡旋盘的分解结构示意图；以及

图14示出了根据本发明的涡旋压缩机的实施例四的局部剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、机壳；2、支架；2a、销孔；2b、支撑面；2c、销孔；3、动涡旋盘；3c、端面；3d、容纳槽；4、静涡旋盘；4e、第二吸气口；5、机头盖；6、橡胶密封圈；7、密封圈；8、垫片；9、曲轴；10、弹性件；11、浮动密封圈；12、轴承；13、节流螺钉；14、连接销；15、紧固件；15a、小径段；15b、大径段；16、节流销；16a、杆部；16b、连接部；16c、头部；17、密封部件；101、第一吸气腔；102、第二吸气腔；103、第三吸气腔；200、压缩腔；201、排气腔；202、排气通道；203、储油腔；301、第二引流通道；302、流通孔；303、第三引流通道；304、背压通道；401、背压腔。

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，实施例一的涡旋压缩机包括壳体、支架2、静涡旋盘4和动涡旋盘3。其中，壳体包括机壳1和机头盖5，机头盖5连接在机壳1上。机壳1上设置有第一吸气口，机头盖5上设置有第一排气口和与第一排气口连通的储油腔203。静涡旋盘4和动涡旋盘3设置在机壳1内，静涡旋盘4上设置有与第一吸气口连通的第二吸气口4e以及与第一排气口连通的第二排气口，静涡旋盘4和动涡旋盘3之间形成压缩腔200。支架2设置在动涡旋盘3朝向第一吸气口的一侧，支架2和动涡旋盘3之间形成背压腔401，动涡旋盘3上设置有连通压缩腔200和背压腔401的背压通道304。涡旋压缩机还包括连通储油腔203和背压腔401的过流通路，过流通路包括设置在机头盖5内的第一引流通道、设置在静涡旋盘4上的第二引流通道301以及连通第二引流通道301和背压腔401的第三引流通道303。过流通路中还设置有连接件，连接件的第一端设置在第二引流通道301中，连接件的第二端设置在第三引流通道303中，连接件呈中空结构。

应用本实施例的技术方案，制冷剂从第一吸气口进入机壳1并从第二吸气口4e流进静涡旋盘4和动涡旋盘3之间的压缩腔200。经过一定程度压缩的制冷剂通过背压通道304从压缩腔200进入背压腔401，以向动涡旋盘3提供向静涡旋盘4贴紧的力。经过完全压缩的制冷剂从第二排气口排出流向机头盖5上的第一排气口。最后气态制冷剂从第一排气口流出，制冷剂带出的润滑油及少量制冷剂汇集到储油腔203中并通过过流通路回流到背压腔401中，为涡旋压缩机结构提供润滑。当背压腔401压力过大将动涡旋盘3推离支架2，进而导致静涡旋盘4与支架2分离时，中空连接件的两端依旧能够保持位于第二引流通道301和第三引流通道303中，以保证过流通路完整连续，使润滑油和制冷剂能够流向背压腔401，避免润滑油和制冷剂从静涡旋盘4与支架2的端面之间的间隙泄漏到吸气侧，进而影响压缩机性能。

随着压缩机的运行，制冷剂和润滑油从过流通路进入背压腔401中，使背压腔401的背压力pd不断变化，通过背压通道304与背压腔401连通的压缩腔200也会随静涡旋盘4和动涡旋盘3的相对位置的变化而变化。背压腔401的压力可能出现大于压缩腔200的压力的情况，此时背压通道304起到调节背压腔401的压力的作用，以将多余的流体排出背压腔401，使背压腔401的压力维持在合理范围内。

如图1所示，机头盖5放置并固定在机壳1的一端，并将静涡旋盘4和支架2压紧固定在机壳1上。曲轴9插入支架2内部，并在两者之间通过密封部件17密封。机壳1和机头盖5之间用于放置静涡旋盘4和动涡旋盘3及支架2的腔体形成第一吸气腔101，第一吸气腔101内的压力为吸气压力ps。

静涡旋盘4具有基板4a，沿该基板4a的一侧向动涡旋盘3延伸形成有涡卷齿4b。动涡旋盘3具有基板3a，沿该基板3a的一侧延伸形成涡卷齿3b，涡卷齿3b和涡卷齿4b啮合形成多个压缩腔200，随着动涡旋盘3旋转，压缩腔200逐渐向中心移动且容积逐渐减小，于是气体被压缩。动涡旋盘3的涡卷齿3b及基板3a以外、静涡旋盘4的侧壁及基板4a以内的空间形成第二吸气腔102。

储油腔203中的润滑油和第二吸气腔102中制冷剂的温度、粘度、密度等物理性质均不相同，如果两种介质在第二吸气腔102中混合将影响制冷剂进入压缩腔200时的状态，使制冷剂进入压缩腔200时的状态与压缩机在设计时的预设状态出现偏差，影响压缩机的性能，进而影响后续工作过程。而本实施例的连接件减少了润滑油向第二吸气腔102泄漏，降低了上述影响。

优选地，本实施例的连接件优选为连接销14。本实施例的连接销14呈中空管状，结构简单，易于生产。如图2所示，第二引流通道301的出口设置在面向支架2的一侧的端面上，且在出口段设置有销孔4f。第三引流通道303的入口开设于与第二引流通道301的出口相对应的位置，第三引流通道303的入口段设置有销孔2c。连接销14的第一端插入销孔4f中，连接销14的第二端插入销孔2c中，连接销14中的流通孔302可将第二引流通道301和第三引流通道303连通起来。

进一步优选地，如图2和图3所示，本实施例的连接销14的第一端与静涡旋盘4的销孔4f过盈配合，第二端插入支架2的销孔2c中并与支架2间隙配合，连接销14的外径d1与销孔2c的内径d2满足d2-d1≤0.1mm，有利于过流通路的密封，防止润滑油泄漏进第二吸气腔201。

进一步地，如图1至图3所示，本实施例的涡旋压缩机还包括垫片8，垫片8设置在动涡旋盘3和支架2之间，连接件穿设在垫片8中。支架2朝向动涡旋盘3的一侧为一平整的支撑面2b，垫片8优选为采用耐磨金属材料。如图4所示，本实施例的垫片8可制成环形的片状或板状结构，以避免动涡旋盘3在支架2上滑动时对支撑面2b造成磨损。

片状或板状的垫片8与平整支撑面2b配合，当动涡旋盘3远离支架2时，垫片8和支架2依旧能够保持贴合。

进一步地，如图1至图4所示，本实施例的支架2上还设置有紧固件15，紧固件15能够穿过垫片8以限制垫片8相对支架2移动。支撑面2b靠近轴线的区域均布数个销孔2a，垫片8对应销孔2a的位置设置有多个通孔8a，紧固件15穿过通孔8a并紧固在销孔2a中，以限制垫片8转动或移动。

优选地，紧固件15为销钉，销钉在固定垫片8的同时还能够与动涡旋盘3上的圆柱形槽孔配合，起到防止动涡旋盘3自转的功能。

具体地，如图1所示，本实施例的紧固件15包括大径段15b和小径段15a，小径段15a紧固在销孔2a中，大径段15b的直径大于通孔8a的直径，大径段15b和小径段15a之间形成有台阶面，紧固件15通过台阶面将垫片8抵接在支架2上。当动涡旋盘3在压差的作用下远离支架2时，垫片8保持与支撑面2b贴合。优选地，小径段15a与销孔2a过盈配合以实现紧固。可选地，小径段15a与销孔2a还可以通过螺纹结构实现紧固。

进一步地，如图1所示，本实施例的动涡旋盘3还包括朝向支架的端面3c和设置在端面3c上的容纳槽3d，容纳槽3d中设置有浮动密封圈11，浮动密封圈11用于密封背压腔401。

如图5所示，浮动密封圈11包括密封圈和弹性件10，弹性件10可以将密封圈7撑开使密封圈7始终与垫片8贴合，使浮动密封圈11能够随动涡旋盘3一起在垫片8的表面上滑动，并始终与垫片8的表面接触，以实现动涡旋盘3与垫片8之间的密封。优选地，环状容纳槽3d的截面宽度略大于密封圈7的宽度。背压腔401中的气体能够进入容纳槽3d与密封圈7之间的间隙中，使密封圈7各处径向上的压力相同，保证与容纳槽3d的侧壁贴合的稳定性。密封圈7一般可选用耐磨且摩擦系数较小的材料如ptfe(聚四氟乙烯)。

在其他实施例中，浮动密封圈11也可以使用如图6的结构的密封圈或其他结构形式以实现密封效果。如图6所示，此实施例的浮动密封圈11的弹性件10设置在密封圈7中，用以撑起密封圈7的唇部，密封圈7的唇部与弹性件10相配合的内表面倾斜设置，以使弹性件10在撑起密封圈7的同时向密封圈7提供径向向外的力，以使密封圈7贴紧容纳槽3d的侧壁。

进一步地，如图1所示，本实施例的第二引流通道301中设置有节流结构。节流结构减小了第二引流通道301中的过流面积，降低润滑油回流入背压腔401的速度，减少回流油量。避免回油过多出现润滑油通过背压通道304进入压缩腔200，造成压缩腔200压力升高，压缩机压缩功耗增加的问题。

优选地，如图1所示，本实施例的节流结构为节流螺钉13。节流螺钉13可选为标准内六角平端紧定螺钉，依靠内外螺纹之间的细小间隙实现节流。在其他实施例中节流结构并不局限于节流螺钉的形式。

在本实施例中，如图1所示，静涡旋盘4的基板4a的另一侧延伸形成有凸台4c，凸台4c上设置有槽4d，槽4d内放置橡胶密封圈6，机盖5和凸台4c将橡胶密封圈6夹紧形成密封区，从而将凸台4c内部的排气腔201与凸台4c外部的第三吸气腔103隔离开。机头盖5上具有连通第一排气口和排气腔201的排气通道202，排气通道202的底部为储油部203。

在压缩机运转过程中，制冷剂首先进入压缩机机壳1的第一吸气腔101，然后经过静涡旋盘4的第二吸气口进入第二吸气腔102。制冷剂在压缩腔200内被压缩并向中心移动，然后经过静涡旋盘4的第二排气口排出到排气腔201中，最后通过机头盖5上的排气通道202排出压缩机。在排气通道202内，制冷剂进入排气通道202内旋转、撞击管壁时，会将携带的润滑油分离出来，润滑油在重力作用下沿管壁聚集在底部的储油区203，使气态制冷剂与液态润滑油分离。处于排气压力状态的润滑油及混合的制冷剂从储油区203进入第一引流通道、第二引流通道301，在第二引流通道301入口段经节流螺钉13节流后，通过流通孔302及第三引流通道303最终进入背压腔401，润滑背压腔401内的轴承12及运动部件。

实施例二：

如图7至图10所示，实施例二的涡旋压缩机与实施例一的区别在于：与连接销14相配合的销孔4f和销孔2c的结构以及节流结构。

具体地，如图7和图8所示，实施例二的连接销14的第二端与支架2的销孔2c过盈配合，第一端插入静涡旋盘4的销孔4f中并与静涡旋盘4间隙配合，连接销14的外径d1与销孔4f的内径d3满足d3-d1≤0.1mm，当静涡旋盘4与支架2分离时，虽然可能会有润滑油和制冷剂从连接销14与销孔4f之间的缝隙漏出，但连接销14减小了泄漏面积，能够减少泄漏进第二吸气腔201的油量。

在现有技术中，当背压腔401内的压力较大时，动涡旋盘3会将静涡旋盘4推离支架2的支撑面2b，从而使得第一引流通道301出口和第二引流通道303入口之间存在较大的泄漏间隙，于是引流通道内的高压流体向吸气侧泄漏，造成性能下降。在本专利中，引流通道内的高压流体首先要通过连接销14与销孔4f或2c之间的微小间隙，才能进入吸气侧。该微小间隙可以通过零件的配合间隙来控制，典型的设置如连接销的外径d1＝3.5mm，销孔与销的间隙d2-d1＝0.02mm，从该间隙泄漏的制冷剂占压缩机质量流量的比例如图11所示，对于采用r410a制冷剂，排量为18cm³，转速为3600rpm的压缩机，在典型的制冷和制热工况下，其泄漏的比例低于1％。该泄漏很小，因此不会对压缩机性能造成影响。

如图9和图10所示，本实施例的节流结构用节流销16替代实施例一中的节流螺钉，节流销16包括头部16c和杆部16a，头部16c与第二引流通道301或第三引流通道303的内壁相接触，杆部16a的直径小于第二引流通道301的内径，头部16c上设置有连通部。圆柱体的头部16c上切去一部分形成连通部，以使润滑油和制冷剂从连通部进入第二引流通道301，杆部16a减小了第二引流通道301中的过流面积，起到节流效果。

进一步地，节流销16还包括连接在头部16c和杆部16a的连接部16b，连接部16b的直径小于杆部16a的直径。连接部16b起到均液效果，使通过连通部的润滑油和制冷剂从节流销16的周向流向背压腔401。

优选地，本实施例的头部16c与第二引流通道301过盈配合，以将节流销16固定在第二引流通道301中。

在其他实施例中，节流销16或节流螺钉可以设置在第三引流通道303中，或者在第二引流通道301和第三引流通道303中都设置节流销16或节流螺钉。相对应的，节流销16的头部16c与相应的第二引流通道301和/或第三引流通道303过盈配合。

实施例三：

如图12和图13所示，与实施例二相比，实施例三的涡旋压缩机取消了垫片结构，并相应的以圆柱形的销钉替换了实施例二中具有台阶面的销钉。

在本实施例中，浮动密封圈11直接与支架的支撑面2b接触实现密封。

实施例四：

如图14所示，与实施例一相比，实施例四的涡旋压缩机将节流螺钉13设置在第三引流通道303中，以实现节流。

本申请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，压缩机为上述任一实施例的涡旋压缩机。本实施例的空调器具有使用寿命长、性能好、功耗稳定的优点。

进一步地，本实施例的空调器为车载空调。

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：

制冷剂从第一吸气口进入机壳并从第二吸气口流进静涡旋盘和动涡旋盘之间的压缩腔。经过一定程度压缩的制冷剂通过背压通道从压缩腔进入背压腔，以向动涡旋盘提供向静涡旋盘贴紧的力。经过完全压缩的制冷剂从第二排气口排出流向机头盖上的第一排气口。最后气态制冷剂从第一排气口流出，制冷剂带出的润滑油及少量制冷剂汇集到储油腔中并通过过流通路回流到背压腔中，为涡旋压缩机结构提供润滑。当背压腔压力过大将动涡旋盘推离支架，进而导致静涡旋盘与支架分离时，中空连接件的两端依旧能够保持位于第二引流通道和第三引流通道中，以保证过流通路完整连续，使润滑油和制冷剂能够流向背压腔，避免润滑油和制冷剂从静涡旋盘与支架的端面之间的间隙泄漏到吸气侧，进而影响压缩机性能。

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。