[发明专利]涡旋压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋压缩机。

背景技术

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。

如图1所述，常规的涡旋压缩机100一般包括壳体110、设置在壳体110一端的顶盖112、设置在壳体110另一端的底盖114以及设置在顶盖112和壳体110之间以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之间构成高压侧，而隔板116、壳体110和底盖114之间构成低压侧。在低压侧设置有用于吸入流体的进气接头118，在高压侧设置有用于排出压缩后的流体的排气接头119。壳体110中设置有由定子122和转子124构成的电机120。转子124中设置有驱动轴130以驱动由定涡旋150和动涡旋160构成的压缩机构。动涡旋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。在定涡旋150的螺旋叶片156和动涡旋160的螺旋叶片166之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C1、C2和C3。其中，径向最外侧的压缩腔C1处于吸气压力，径向最内侧的压缩腔C3处于排气压力。中间的压缩腔C2处于吸气压力和排气压力之间，从而也被称之为中压腔。

动涡旋160的一侧由主轴承座140的上部（该部分构成止推构件）支撑，驱动轴130的一端由设置在主轴承座140中的主轴承144支撑。驱动轴130的一端设置有偏心曲柄销132，在偏心曲柄销132和动涡旋160的毂部162之间设置有卸载衬套142。通过电机120的驱动，动涡旋160将相对于定涡旋150平动转动（即，动涡旋160的中心轴线绕定涡旋150的中心轴线旋转，但是动涡旋160本身不会绕自身的中心轴线旋转）以实现流体的压缩。上述平动转动通过定涡旋150和动涡旋160之间设置的十字滑环190来实现。经过定涡旋150和动涡旋160压缩后的流体通过排气口152排出到高压侧。为了防止高压侧的流体在特定情况下经由排气口152回流到低压侧，在排气口152处设置有单向阀或排气阀170。

为了实现流体的压缩，定涡旋150和动涡旋160之间必须有效密封。一方面，定涡旋150的螺旋叶片156的顶端与动涡旋160的端板164之间以及动涡旋160的螺旋叶片166的顶端与定涡旋150的端板154之间需要轴向密封。

通常，在定涡旋150的端板154的与螺旋叶片156相反的一侧设置有背压腔158。背压腔158中设置有密封组件180，密封组件180的轴向位移受到隔板116的限制。背压腔158通过端板154中形成的轴向延伸的通孔（未示出）与中压腔C2流体连通从而形成将定涡旋150朝向动涡旋160压的力。由于动涡旋160的一侧由主轴承座140的上部支撑，所以利用背压腔158中的压力可以有效地将定涡旋150和动涡旋160压在一起。当各个压缩腔中的压力超过设定值时，这些压缩腔中的压力所产生的合力将超过背压腔158中提供的下压力从而使得定涡旋150向上运动。此时，压缩腔中的流体将通过定涡旋150的螺旋叶片156的顶端与动涡旋160的端板164之间的间隙以及动涡旋160的螺旋叶片166的顶端与定涡旋150的端板154之间的间隙泄漏到低压侧以实现卸载，从而为涡旋压缩机提供了轴向柔性。

另一方面，定涡旋150的螺旋叶片156的侧表面与动涡旋160的螺旋叶片166的侧表面之间也需要径向密封。二者之间的这种径向密封通常借助于动涡旋160在运转过程中的离心力以及驱动轴130提供的驱动力来实现。具体地，在运转过程中，通过电机120的驱动，动涡旋160将相对于定涡旋150平动转动（即，动涡旋160的中心轴线绕定涡旋150的中心轴线旋转，但是动涡旋160本身不会绕自身的中心轴线旋转），从而动涡旋160将产生离心力。另一方面，驱动轴130的偏心曲柄销132在旋转过程中也会产生有助于实现定涡旋和动涡旋径向密封的驱动力分量。动涡旋160的螺旋叶片166将借助于上述离心力和驱动力分量贴靠在定涡旋150的螺旋叶片156上，从而实现二者之间的径向密封。当不可压缩物质（诸如固体杂质、润滑油以及液态制冷剂）进入压缩腔中而卡在螺旋叶片156和螺旋叶片166之间时，螺旋叶片156和螺旋叶片166能够暂时沿径向彼此分开以允许异物通过，因此防止了螺旋叶片156或166损坏。这种能够径向分开的能力为涡旋压缩机提供了径向柔性，提高了压缩机的可靠性。