涡旋压缩机及其泄压引流结构的制作方法

本发明涉及制冷设备技术领域，特别是涉及一种涡旋压缩机及其泄压引流结构。

背景技术：

在环境温度较低时，空调器的蒸发温度较低，会导致空调器的压缩机压缩比增大而引起排气温度迅速升高的情况。当排气温度超过压缩机允许的工作范围时，会致使压缩机频繁起停甚至于压缩机烧毁。

为了克服压缩机低温制热性能差，排气温度高而可靠性降低的难题，以涡旋压缩机为例，现有成熟的技术手段是向压缩腔内喷入温度和压力相对较低的制冷剂气体或者制冷剂气液混合物，进而降到排气温度；同时，通过上述增焓设置，相当于增加了压缩机制冷剂的吸入量，压缩机的制热量也会提高。

目前，压缩腔内补气增焓的操作特征是：当压缩腔内压力达到一个设计值时(较低压)开始对压缩腔进行补气增焓；当压缩腔继续压缩时，压力升高到另一个设计值时(较高压)停止补气增焓。其中，增焓通道与压缩腔的通断动作主要依靠涡旋盘上的涡旋齿遮掩增焓通道的增焓孔来实现。

但是，向压缩腔内周期性的补齐增焓规律是：连通(压缩腔低压)—补气(压缩腔不断压缩)—闭合(压缩腔高压)—连通(压缩腔低压)。当压缩机运行在补气增焓工况下时，增孔通道内的压力为补气增焓压力。当压缩机运行到增焓通道与压缩腔刚断开时，增焓通道内的压力与之前连通的压缩腔内的压力一致，其压力较高。而增焓通道在与压缩腔刚连接时，压缩腔的压力较低，压力较高的增焓通道内的高温高压气体在与较低压力的压缩腔连通时，会向压缩腔进行膨胀，进而造成膨胀损失，压缩机功耗的上升，不利于压缩机的高效性能。

因此，如何降低膨胀损失及压缩机功耗，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种泄压引流结构，以降低膨胀损失及压缩机功耗。本发明还提供了一种具有上述泄压引流结构的涡旋压缩机。

为解决上述技术问题，本发明提供泄压引流结构，包括静涡旋盘及动涡旋盘，

所述静涡旋盘上设置有与外部增焓装置连接的静盘增焓通路；

所述动涡旋盘上设置有动盘增焓通路，所述动盘增焓通路具有用于与所述静盘增焓通路的进气连通口连通的增焓连通孔及与用于所述动涡旋盘及所述静涡旋盘配合形成的压缩腔连通的压缩腔增焓孔；

所述静涡旋盘与所述动涡旋盘的密封镜面上具有在非增焓阶段与所述增焓连通孔连接的泄压引流通道，所述泄压引流通道在非增焓阶段与低于所述动盘增焓通路内压力的泄压腔体连通；

所述非增焓阶段为所述压缩腔增焓孔被所述静涡旋盘的涡旋齿遮挡的阶段。

优选地，上述泄压引流结构中，所述密封镜面包括所述静涡旋盘朝向所述动涡旋盘的静盘密封镜面及所述动涡旋盘朝向所述静涡旋盘的动盘密封镜面；

所述进气连通口位于所述静盘密封镜面上，所述增焓连通孔位于所述动盘密封镜面上。

优选地，上述泄压引流结构中，所述泄压引流通道包括位于所述静盘密封镜面上的引流槽及位于所述动盘密封镜面上的泄压槽；

所述泄压槽与所述泄压腔体连通，所述引流槽在非增焓阶段与所述泄压槽连通。

优选地，上述泄压引流结构中，所述泄压槽远离所述动涡旋盘中心的一 端与所述动涡旋盘的外壁连通。

优选地，上述泄压引流结构中，所述引流槽具有用于与所述增焓连通孔连通的第一直槽段及用于与所述泄压槽连通的第二直槽段，所述泄压槽为直槽；

所述引流槽与所述泄压槽连通时所述第二槽段与所述泄压槽重合。

优选地，上述泄压引流结构中，所述动盘增焓通路位于所述动涡旋盘外壁上的加工孔为螺纹孔，所述加工孔内设置有密封塞。

本发明还提供了一种涡旋压缩机，包括泄压引流结构，所述泄压引流结构为如上述任一项所述的泄压引流结构。

优选地，上述涡旋压缩机中，所述泄压腔体为所述涡旋压缩机的上支架与所述动涡旋盘围成的中压腔体。

优选地，上述涡旋压缩机中，还包括连通所述涡旋压缩机的壳体外壁及所述泄压引流结构的泄压引流通道的连通部件，所述连通部件上设置有在低于所述压缩腔内压力时关闭的电磁阀；

所述泄压腔体位于所述涡旋压缩机的壳体外部。

本发明提供的泄压引流结构，在压缩机不增焓补气的状态下(非增焓阶段)，动涡旋盘相对于静涡旋盘转动，使得动涡旋盘上的压缩腔增焓孔被静涡旋盘的涡旋齿遮挡，而进气连通口与增焓连通孔也相互错开，使得动盘增焓通路形成封闭的结构，其内压力较高；通过设置泄压引流通道，使得泄压引流通道在动涡旋盘相对于静涡旋盘转动的作用下与动盘增焓通路连通，动盘增焓通路与泄压腔体连通，此时，泄压腔体内的压力低于动盘增焓通路内的压力，进而使得动盘增焓通路内的压力降低，通过降低动盘增焓通路内气体的压力，降低动盘增焓通路内的气体向压力较低的压缩腔膨胀的膨胀量，降低了动盘增焓通路再次与压缩腔连通时动盘增焓通路的气体向压缩腔内膨胀的膨胀损失，有效降低了压缩机的功耗。

本发明还提供了一种具有上述泄压引流结构的涡旋压缩机。由于上述泄压引流结构具有上述技术效果，具有上述泄压引流结构的涡旋压缩机也应具 有同样的技术效果，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的涡旋压缩机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的动涡旋盘的剖视示意图；

图3为本发明实施例所提供的动涡旋盘的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的静涡旋盘的剖视示意图；

图5为本发明实施例所提供的静涡旋盘的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第一状态示意图；

图7为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第二状态示意图；

图8为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第三状态示意图；

图9为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第四状态示意图；

图10为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第五状态示意图；

图11为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第六状态示意图；

图12为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第七状态示意图；

图13为本发明实施例所提供的泄压引流结构的第八状态示意图；

图14为现有技术中增焓通路中压力变化曲线示意图；

图15为本发明实施例所提供的增焓通路中压力变化曲线示意图；

其中，

静涡旋盘—1，静盘密封镜面—1a，动涡旋盘—2，动盘密封镜面—2a，十字滑环—3，上支架—4，主平衡块—5，驱动转子—6，驱动轴—7，下支架—8，径向油孔—9，下盖—10，螺栓—11，下止推板—12，导油片—13，副轴承—14，壳体—15，主轴承—16，动盘增焓通路—17，压缩腔增焓孔—17a，径向增焓引流通道—17b，增焓连通孔—17c，加工孔—17d，静盘增焓通路—18，静盘径向增焓通道—18a，静盘轴向增焓通道—18b，进气连通口—18c，外部增焓通道连接管—19，轴向吸气管—20，上盖—21，泄压槽—22，引流槽—23，压缩腔—24，中压腔体—25，第一曲轴转角—26，第二曲轴转角— 27。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种泄压引流结构，以降低膨胀损失及压缩机功耗。本发明还提供了一种具有上述泄压引流结构的涡旋压缩机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图5，图1为本发明实施例所提供的涡旋压缩机的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的动涡旋盘的剖视示意图；图3为本发明实施例所提供的动涡旋盘的结构示意图；图4为本发明实施例所提供的静涡旋盘的剖视示意图；图5为本发明实施例所提供的静涡旋盘的结构示意图。

在这一具体实施方式中，泄压引流结构包括静涡旋盘1及动涡旋盘2，静涡旋盘1上设置有与外部增焓装置连接的静盘增焓通路18，动涡旋盘2上设置有动盘增焓通路17，动盘增焓通路17具有用于与静盘增焓通路18连通的增焓连通孔17c及与用于动涡旋盘2及静涡旋盘1配合形成的压缩腔24连通的压缩腔增焓孔17a；在动盘增焓通路17的增焓连通孔17c与静盘增焓通路18连通时，外部增焓装置的增焓流体经过静盘增焓通路18由增焓连通孔17c流入动盘增焓通路17后由压缩腔增焓孔17a流道压缩腔24内。可以理解的是，静盘增焓通路18具有用于与增焓连通孔17c连通的进气连通口18c，在进气连通口18c与增焓连通孔17c具有重合部位时动盘增焓通路17与静盘增焓通路18连通。

并且，静涡旋盘1与动涡旋盘2的密封镜面上具有在非增焓阶段与增焓连通孔17c连接的泄压引流通道，泄压引流通道在非增焓阶段与低于动盘增焓通路17内压力的泄压腔体连通。非增焓阶段为压缩腔增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿遮挡的阶段。

本发明实施例提供的泄压引流结构，在压缩机不增焓补气的状态下(非增焓阶段)，动涡旋盘2相对于静涡旋盘转动，使得动涡旋盘2上的压缩腔 增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿遮挡，而进气连通口18c与增焓连通孔17c也相互错开，使得动盘增焓通路17形成封闭的结构，其内压力较高；通过设置泄压引流通道，使得泄压引流通道在动涡旋盘2相对于静涡旋盘转动的作用下与动盘增焓通路17连通，动盘增焓通路17与泄压腔体连通，此时，泄压腔体内的压力低于动盘增焓通路17内的压力，进而使得动盘增焓通路17内的压力降低，通过降低动盘增焓通路17内气体的压力，降低动盘增焓通路17内的气体向压力较低的压缩腔24膨胀的膨胀量，降低了动盘增焓通路17再次与压缩腔24连通时动盘增焓通路17的气体向压缩腔24内膨胀的膨胀损失，有效降低了压缩机的功耗。

如图4所示，静盘增焓通路18包括静盘径向增焓通道18a、静盘轴向增焓通道18b及进气连通口18c，进气连通口18c处设置有异形槽。通过上述设置，可以采用电钻等设备直接加工静盘增焓通路18。

如图14和图15所示，压缩腔增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿完全遮挡时的第一曲轴转角26，压缩腔增焓孔17a刚开始与压缩腔24连通时的第二曲轴转角27，压缩腔增焓孔17a连通压缩腔24时压缩腔24的第一压力P1，压缩腔增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿遮挡前的第二压力P2，通过泄压引流通道与泄压腔体连通的第三压力P3，其中，第三压力P3也为泄压腔体的压力，第三压力P3表示为某一外部中压压力，可以为背压。在第一曲轴转角26与第二曲轴转角27之间的角度区间为压缩腔增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿完全遮挡的角度区间。

通过上述设置，可以看出(P2-P3)<(P2-P1)，本发明实施例提供的泄压引流结构，降低了动盘增焓通路17内制冷剂向压缩腔内膨胀的压力梯度，减小了膨胀损失，从而减小了无用功耗，获得高效的压缩性能。

为了确保进气连通口18c与增焓连通孔17c的通断，进气连通口18c位于静盘密封镜面1a上，增焓连通孔17c位于动盘密封镜面2a上。其中，静盘密封镜面1a为静涡旋盘1朝向动涡旋盘2的面，动盘密封镜面2a为动涡旋盘2朝向静涡旋盘1的面，这两个面相互接触密封，且均为密封镜面。

通过上述设置，通过动涡旋盘2相对于静涡旋盘1转动，使得进气连通口18c与增焓连通孔17c相互错开，进气连通口18c被动盘密封镜面2a密封，增焓连通孔17c被静盘密封镜面1a密封，进而确保了进气连通口18c与增焓连通孔17c相互错开时的完全断开，有效避免了泄漏的情况。

当然，也可以将进气连通口18c及增焓连通孔17c设置于其他位置，如将进气连通口18c设置于静涡旋盘1的外壁上，增焓连通孔17c设置于动涡旋盘2的外壁，通过外接连通管道实现进气连通口18c及增焓连通孔17c的通断。

为了方便泄压引流通道的设置，泄压引流通道包括位于静盘密封镜面1a上的引流槽23及位于动盘密封镜面2a上的泄压槽22，泄压槽22与泄压腔体连通。即，泄压引流通道并非一直与泄压腔体连通，而是通过动涡旋盘2相对于静涡旋盘1的转动，实现泄压槽22与引流槽23相对位置的改变，在非增焓阶段，引流槽23与泄压槽22连通。通过上述设置，有效确保了泄压引流通道在增焓阶段断开的情况，提高增焓效果。

也可以仅在静盘密封镜面1a上的引流槽23，引流槽23与泄压腔体直接连通。

如图6所示，外部增焓流体通过静盘增焓通路18和动盘增焓通道17进入压缩腔24，实现增焓补气功能。此时，引流槽23、泄压槽22以及动盘连通孔17c相互断开。即，泄压引流通道断开，增焓气体仅能由静盘增焓通路18和动盘增焓通道17连通而成的增焓通道进入压缩腔内24内，不影响增焓补气效果。

如图7所示，完成向压缩腔24补气增焓作用后，动涡旋盘2相对于静涡旋盘1转动。在由图6到图7的转动过程中，始终处于增焓阶段。而此阶段中，引流槽23、泄压槽22和动盘连通孔17c均保持断开状态。静盘增焓通路18和动盘增焓通道17始终保持连通状态。在本实施例中，进气连通口18c的端部设置有异形槽，以便于控制开启和关闭补气通道的功能。

动盘从图7位置状态转动到图8位置状态，增焓过程结束，压缩腔增焓孔17a被静涡旋盘1的涡旋齿完全遮挡，使得其与压缩腔24不连通，并且， 动盘连通孔17c、引流槽23和泄压槽22逐渐接近。

图9、图10和图11为动盘连通孔17c、引流槽23和泄压槽22从开始连通到即将断开的状态图。

动涡旋盘2从如图8状态运转到如图9状态，压缩腔24不断压缩，压缩腔增焓孔17a逐渐远离压缩腔24。在本实施例中，泄压槽22和引流槽23不断靠近但不连通，引流槽首先与增焓连通孔17c连通。当动涡旋盘2运转到如图9位置时，压缩腔增焓孔17a完全被静盘涡旋1的涡旋齿遮挡，动盘增焓通道17与压缩腔24断开连接，此时动盘增焓通道17内的压力保持为增焓通道与压缩腔24闭合前压缩腔24内的压力。

当动涡旋盘2转动，泄压槽22与引流槽23开始连通。如图10所示，存储在动盘增焓通道17内的高压制冷剂通过增焓连通孔17c、引流槽23以及泄压槽23被引流泄压到动涡旋盘2外围的中压腔体25内。中压腔体25由涡旋压缩机的上支架4与动涡旋盘2围成，因此，压力小于动盘增焓通道17内的气体压力。动盘增焓通道17内的高压制冷剂被逐渐泄压到与中压腔体25内的压力一致。

需要说明的是，泄压时间与压缩腔增焓孔17a、增焓连通孔17c、泄压槽22和引流槽23的相对位置及涡旋盘齿厚差有关，仅需确保存在压缩腔增焓孔17a被静盘涡旋1的涡旋齿完全遮挡的角度区间及该区间内增焓连通孔17c、泄压槽22和引流槽23连通的状态即可。

当动涡旋盘2相对于静涡旋盘1相对转动到如图11所示位置，即压缩腔增焓孔17a即将再次连通压缩腔24时，泄压槽22与引流油23即将断开，即动盘增焓通道17即将与中压腔体25断开，泄压过程即将结束。

图12的位置为压缩腔增焓孔17a与压缩腔24刚连通不久后的状态，增焓流体经过压缩腔增焓孔17a进入压缩腔24进行增焓补气。

通过图15可知，中压腔体25的压力为第三压力P3，即，在本实施例中，泄压槽22远离动涡旋盘2中心的一端与动涡旋盘2的外壁连通。即，泄压槽22直接与中压腔体25连通。通过上述设置，有效简化了泄压引流通道的结构。

也可以设置引导通道，将并未与动涡旋盘2的外壁连通的泄压槽22与中压腔体25连通。

为了确保泄压效果，引流槽23具有用于与增焓连通孔17c连通的第一直槽段及用于与泄压槽22连通的第二直槽段，泄压槽22为直槽；引流槽23与泄压槽22连通时第二槽段与泄压槽22重合。

本发明实施例中，为了便于加工，动盘增焓通道17包括径向增焓引流通道17b及与其连通的压缩腔增焓孔17a、增焓连通孔17c及位于动涡旋盘2外壁上的加工孔17d，增焓引流通道17b是由电钻等加工设备直接由加工孔17d加工而成。为了避免加工孔17d处发生泄漏，加工孔17d为螺纹孔，加工孔17d内设置有密封塞。

本发明实施例还提供一种涡旋压缩机，包括泄压引流结构，泄压引流结构为如上述任一种的泄压引流结构。由于上述泄压引流结构具有上述技术效果，具有上述泄压引流结构的涡旋压缩机具有同样的技术效果，在此不再一一累述。

如图1所示，本实施例中的涡旋压缩机包括静盘涡旋1、动涡旋盘2、十字滑环3、上支架4、主平衡块5、驱动转子6、曲轴7、下支架8、径向油孔9、下盖10、螺栓11、下止推板12、导油片13、副轴承14、壳体15、主轴承16、动盘增焓通道17、静盘增焓通路18、外部增焓通道连接管19、轴向吸气管20和上盖21。压缩机运转时，防反转组件开启，冷媒由吸气管吸入静涡旋盘吸气口，在静涡旋盘1和动涡旋盘2形成的压缩腔24中进行压缩，压缩终了后由静涡旋盘排气口排到壳体15形成的密闭空间中，最后从壳体排气口排出，完成吸气—压缩—排气的过程。电机驱动曲轴7旋转，动涡旋盘2在曲轴7的带动及十字滑环3的限位作用下，相对于静盘涡旋1做平行转动。外部增焓通道连接管19贯穿壳体15，用于连通外部增焓装置及静盘增焓通路18。

在本实施例中，泄压腔体为涡旋压缩机的上支架4与动涡旋盘2围成的中压腔体25。通过上述设置，方便了泄压引流通道的设置，使得其穿出动涡 旋盘2的外壁即可与泄压腔体(中压腔体25)连通。

如图14所示，在上一实施例中，中压腔体25内的压力为第三压力P3，此时仍存在一定的膨胀损失。为了进一步降低膨胀损失，可以直接将动盘增焓通道17内的压力泄压到压缩腔增焓孔17a与压缩腔24连通时的压力P1，此时压缩腔24与动盘增焓通道17内几乎没有膨胀损失。

因此，在另一种实施例中，涡旋压缩机还包括连通涡旋压缩机的外壁及泄压引流结构的泄压引流通道的连通部件，连通部件上设置有在低于压缩腔24内压力时关闭的电磁阀；泄压腔体位于涡旋压缩机的外部。

以泄压引流通道包括引流槽23及泄压槽22的结构为例，泄压槽22远离动涡旋盘2中心的一端与动涡旋盘2的外壁连通。此时，泄压引流通道的出口位于与动涡旋盘2的外壁上，而连通部件可以固定于压缩机的壳体15内，连通部件的一端在非增焓状态下与泄压引流通道的出口连通的连通部，另一端伸出壳体15的外壁且与设置于壳体15外部且具有泄压腔体的泄压容器连通。其中，需要说明的是，上述泄压容器可以与压缩机的进气口等压力较低的部位连通，以便于确保泄压腔体内的压力不高于第一压力P1。并且，连通部件上设置有在低于压缩腔24内压力(第一压力P1)时关闭的电磁阀。通过设置电磁阀等部件，以便于将动盘增焓通道17内的压力降低到第一压力P1。

本发明实施方式以具有单一压缩腔进行增焓补气的结构为例。也可以应用于多个压缩腔增焓孔增焓的结构；还可以应用于单孔或双孔的压缩腔增焓孔交替或同时向多个压缩腔进行增焓补气的结构。如图13所示，仅需确保压缩腔增焓孔17a能被涡旋齿完成遮挡且该阶段内通过泄压引流通道(引流槽23及泄压槽22连通)对与该压缩腔增焓孔连通17a的增焓通道(动盘增焓通道17)泄压即可。

以上对本发明所提供的泄压引流结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进 和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。