[發明專利]渦旋壓縮機

有效

• 申請號: 201310045737.0
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103375402B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 蘇曉耕;過煒華;孫慶豐;胡溱
• 申請（專利權）人: 艾默生環境優化技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: F04C18/02
• 分類號: F04C18/02;F04C29/00;F04C29/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 田軍鋒,潘煒

技術領域

本發明涉及一種渦旋壓縮機。

背景技術

本部分的內容僅提供了與本公開相關的背景信息，其可能并不構成現有技術。

如圖1所述，常規的渦旋壓縮機100一般包括殼體110、設置在殼體110一端的頂蓋112、設置在殼體110另一端的底蓋114以及設置在頂蓋112和殼體110之間以將壓縮機的內部空間分隔成高壓側和低壓側的隔板116。隔板116和頂蓋112之間構成高壓側，而隔板116、殼體110和底蓋114之間構成低壓側。在低壓側設置有用于吸入流體的進氣接頭118，在高壓側設置有用于排出壓縮后的流體的排氣接頭119。殼體110中設置有由定子122和轉子124構成的電機120。轉子124中設置有驅動軸130以驅動由定渦旋150和動渦旋160構成的壓縮機構。動渦旋160包括端板164、形成在端板一側的轂部162和形成在端板另一側的螺旋狀的葉片166。定渦旋150包括端板154、形成在端板一側的螺旋狀的葉片156和形成在端板的大致中央位置處的排氣口152。在定渦旋150的螺旋葉片156和動渦旋160的螺旋葉片166之間形成一系列體積從徑向外側向徑向內側逐漸減小的壓縮腔C1、C2和C3。其中，徑向最外側的壓縮腔C1處于吸氣壓力，徑向最內側的壓縮腔C3處于排氣壓力。中間的壓縮腔C2處于吸氣壓力和排氣壓力之間，從而也被稱之為中壓腔。

動渦旋160的一側由主軸承座140的上部（該部分構成止推構件）支撐，驅動軸130的一端由設置在主軸承座140中的主軸承144支撐。驅動軸130的一端設置有偏心曲柄銷132，在偏心曲柄銷132和動渦旋160的轂部162之間設置有卸載襯套142。通過電機120的驅動，動渦旋160將相對于定渦旋150平動轉動（即，動渦旋160的中心軸線繞定渦旋150的中心軸線旋轉，但是動渦旋160本身不會繞自身的中心軸線旋轉）以實現流體的壓縮。上述平動轉動通過定渦旋150和動渦旋160之間設置的十字滑環190來實現。經過定渦旋150和動渦旋160壓縮后的流體通過排氣口152排出到高壓側。為了防止高壓側的流體在特定情況下經由排氣口152回流到低壓側，在排氣口152處設置有單向閥或排氣閥170。

為了實現流體的壓縮，定渦旋150和動渦旋160之間必須有效密封。一方面，定渦旋150的螺旋葉片156的頂端與動渦旋160的端板164之間以及動渦旋160的螺旋葉片166的頂端與定渦旋150的端板154之間需要軸向密封。

通常，在定渦旋150的端板154的與螺旋葉片156相反的一側設置有背壓腔158。背壓腔158中設置有密封組件180，密封組件180的軸向位移受到隔板116的限制。背壓腔158通過端板154中形成的軸向延伸的通孔（未示出）與中壓腔C2流體連通從而形成將定渦旋150朝向動渦旋160壓的力。由于動渦旋160的一側由主軸承座140的上部支撐，所以利用背壓腔158中的壓力可以有效地將定渦旋150和動渦旋160壓在一起。當各個壓縮腔中的壓力超過設定值時，這些壓縮腔中的壓力所產生的合力將超過背壓腔158中提供的下壓力從而使得定渦旋150向上運動。此時，壓縮腔中的流體將通過定渦旋150的螺旋葉片156的頂端與動渦旋160的端板164之間的間隙以及動渦旋160的螺旋葉片166的頂端與定渦旋150的端板154之間的間隙泄漏到低壓側以實現卸載，從而為渦旋壓縮機提供了軸向柔性。

另一方面，定渦旋150的螺旋葉片156的側表面與動渦旋160的螺旋葉片166的側表面之間也需要徑向密封。二者之間的這種徑向密封通常借助于動渦旋160在運轉過程中的離心力以及驅動軸130提供的驅動力來實現。具體地，在運轉過程中，通過電機120的驅動，動渦旋160將相對于定渦旋150平動轉動（即，動渦旋160的中心軸線繞定渦旋150的中心軸線旋轉，但是動渦旋160本身不會繞自身的中心軸線旋轉），從而動渦旋160將產生離心力。另一方面，驅動軸130的偏心曲柄銷132在旋轉過程中也會產生有助于實現定渦旋和動渦旋徑向密封的驅動力分量。動渦旋160的螺旋葉片166將借助于上述離心力和驅動力分量貼靠在定渦旋150的螺旋葉片156上，從而實現二者之間的徑向密封。當不可壓縮物質（諸如固體雜質、潤滑油以及液態制冷劑）進入壓縮腔中而卡在螺旋葉片156和螺旋葉片166之間時，螺旋葉片156和螺旋葉片166能夠暫時沿徑向彼此分開以允許異物通過，因此防止了螺旋葉片156或166損壞。這種能夠徑向分開的能力為渦旋壓縮機提供了徑向柔性，提高了壓縮機的可靠性。