專利名稱：渦旋壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦旋壓縮機(jī)，更具體而言涉及一種變頻式渦旋壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
渦旋壓縮機(jī)是一種通過改變由一對相互面對的渦盤(scroll)形成的壓縮室的容積來壓縮制冷劑氣體的裝置。與往復(fù)式壓縮機(jī)或回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)相比，渦旋壓縮機(jī)的效率較高，振動和噪音較低，尺寸較小且重量較輕。因此，渦旋壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)驅(qū)動馬達(dá)的驅(qū)動方法，可將渦旋壓縮機(jī)分為恒速式渦旋壓縮機(jī)和變頻式渦旋壓縮機(jī)。恒速式渦旋壓縮機(jī)是指無論負(fù)載怎樣改變都具有相同的驅(qū)動速度的壓縮機(jī)，而變頻式渦旋壓縮機(jī)是指具有可根據(jù)負(fù)載的改變而變化的驅(qū)動速度的壓縮機(jī)。恒速式渦旋壓縮機(jī)設(shè)計為在制冷循環(huán)裝置的任何負(fù)載條件下都具有可以使過壓縮損失最小化的壓力比。然而，常規(guī)的恒速式渦旋壓縮機(jī)可能具有下列問題。即，常規(guī)的恒速式渦旋壓縮機(jī)在制冷循環(huán)裝置的負(fù)載條件下的過壓縮損失較小。另一方面，常規(guī)的恒速式渦旋壓縮機(jī)在制冷循環(huán)裝置的低負(fù)載條件下的過壓縮損失較大。因此，如果變頻式渦旋壓縮機(jī)設(shè)計為與恒速式渦旋壓縮機(jī)具有相同的壓力比，則在較低的負(fù)載下壓縮機(jī)的效率降低。即，由于變頻式渦旋壓縮機(jī)具有可根據(jù)負(fù)載的改變而變化的驅(qū)動速度，因此該變頻式渦旋壓縮機(jī)的壓力比的設(shè)計自由度高于恒速式渦旋壓縮機(jī)的壓力比的設(shè)計自由度。但是，當(dāng)變頻式渦旋壓縮機(jī)設(shè)計為與恒速式渦旋壓縮機(jī)具有相同的壓縮比時，在較低的負(fù)載條件下會發(fā)生過壓縮而降低壓縮機(jī)的效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種渦旋壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)具有適當(dāng)?shù)膲嚎s比，使得即使在較低的負(fù)載條件下也不會發(fā)生過壓縮。為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如在此所體現(xiàn)及概括描述的， 提供一種渦旋壓縮機(jī)，該渦旋壓縮機(jī)具有多個渦卷(wrap，渦旋齒)，以使得多個渦盤相互接合，并且隨著所述渦盤中的一個渦盤進(jìn)行繞動運(yùn)動而形成可連續(xù)移動的壓縮室，其中從壓縮室排出的制冷劑的排出壓力(Pd)與被吸入壓縮室的制冷劑的吸入壓力(Ps)的比率 (PdA3S)在1. 5-1. 8的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供了一種渦旋壓縮機(jī)，該渦旋壓縮機(jī)具有多個渦卷，以使得多個渦盤相互接合，隨著所述渦盤中的一個渦盤進(jìn)行繞動運(yùn)動而形成可連續(xù)移動的壓縮室，并且該壓縮機(jī)具有通過孔，該通過孔形成為使得在壓縮室中被壓縮的制冷劑在到達(dá)排出孔之前被部分地傳送到壓縮室的外部，其中該通過孔形成在用于使制冷劑經(jīng)由通過孔通過的區(qū)段與用于使制冷劑經(jīng)由排出孔排出的區(qū)段重疊的位置。根據(jù)本發(fā)明的又一方案，提供了一種渦旋壓縮機(jī)，包括密閉容器；設(shè)置于密閉容器的內(nèi)部空間的驅(qū)動馬達(dá)；位于驅(qū)動馬達(dá)的一側(cè)的固定渦盤，其具有固定渦卷；繞動渦盤，其具有繞動渦卷，當(dāng)所述繞動渦盤通過被偏心地聯(lián)接到曲軸而相對于固定渦盤進(jìn)行繞動運(yùn)動時，所述繞動渦卷與固定渦卷接合，并從而形成朝向固定渦盤的中心移動的壓縮室；以及滑動構(gòu)件，用以改變繞動渦盤的繞動半徑；其中，固定渦盤包括通過孔，該通過孔被定位為使得被壓縮的制冷劑的一部分在所述制冷劑到達(dá)排出孔之前被部分地傳送到壓縮室的外部；其中，該通過孔設(shè)置在固定渦盤的這一位置處即，在該位置，用于使制冷劑經(jīng)由通過孔通過的區(qū)段與用于使制冷劑經(jīng)由排出孔排出的區(qū)段重疊。當(dāng)結(jié)合附圖時，通過下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述和其它的目的、特征、方案和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明顯。


申請文件中包括的附圖用以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合在此構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖闡示了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與本說明書一起用以說明本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的半徑可變式渦旋壓縮機(jī)的縱截面圖；圖2和圖3是示意性地示出圖1的渦旋壓縮機(jī)中沿徑向的密封狀態(tài)和泄漏狀態(tài)的視圖；圖4是固定渦盤的平面圖，用于說明圖1的渦旋壓縮機(jī)中的通過孔的位置；圖5和圖6是示意性地示出圖4的通過孔的開啟區(qū)段和關(guān)閉區(qū)段的圖表；圖7是用于對具有圖4的通過孔的渦旋壓縮機(jī)的過壓縮損失進(jìn)行試驗的條件表； 以及圖8和圖9是將圖7的條件下的過壓縮損失與常規(guī)技術(shù)的過壓縮損失進(jìn)行比較的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。為參照附圖描述的簡潔性起見，相同或等價的部件將以相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注，并將不再重復(fù)對其的描述。 以下，根據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)將被參照附圖更詳細(xì)的說明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的半徑可變化式渦旋壓縮機(jī)的縱截面圖，而圖2和圖3是示意性地示出圖1的渦旋壓縮機(jī)中沿徑向的密封狀態(tài)和泄漏狀態(tài)的視圖；如圖1至圖3中所示，根據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)包括密閉容器10 ；主框架20和副框架30，安裝在密閉容器10內(nèi)；驅(qū)動馬達(dá)40 ；驅(qū)動力傳遞部件，安裝在主框架20與副框架30之間；以及壓縮機(jī)件，包括固定渦盤50和繞動渦盤60，該壓縮機(jī)件設(shè)置在主框架20上方并且配置為通過聯(lián)接到驅(qū)動馬達(dá)40來壓縮制冷劑。驅(qū)動馬達(dá)40包括定子41，其上纏繞有線圈；轉(zhuǎn)子42，可轉(zhuǎn)動地插入到定子41中； 以及曲軸43，其強(qiáng)制地插入到轉(zhuǎn)子42中央，并且其配置為用以將旋轉(zhuǎn)力傳遞到所述壓縮機(jī)件。驅(qū)動銷44以從該曲軸的轉(zhuǎn)動中心偏離的形式從曲軸43的上端凸出。驅(qū)動銷44形成為具有矩形形狀，并且驅(qū)動銷44的兩個側(cè)表面4 形成為平面形以便與稍后將說明的滑套63的滑動表面6 滑動接觸。并且，驅(qū)動銷44的前、后表面44b， 即，滑套63做滑動的兩個表面，形成為彎曲形。驅(qū)動銷44的前、后表面44b可以形成為平面形。但是，當(dāng)驅(qū)動銷44的連接到兩個側(cè)表面4 的邊緣形成為具有角度時，在滑套63的滑動凹槽63a處可能發(fā)生磨損。因此，當(dāng)驅(qū)動銷44的前表面和后表面都形成為彎曲形或平面形時，優(yōu)選的是將驅(qū)動銷44的邊緣形成為彎曲形。壓縮機(jī)件包括固定渦盤50，固定于主框架20的上表面；繞動渦盤60，設(shè)置在主框架20的上表面上以便與固定渦盤50接合；以及歐丹環(huán)70，設(shè)置在繞動渦盤60和主框架 20之間，并配置為用以防止繞動渦盤60轉(zhuǎn)動。固定渦卷51形成在固定渦盤50上，該固定渦卷51通過螺旋纏繞與將在稍后說明的繞動渦卷61 —起形成壓縮室(P)。繞動渦卷61形成在繞動渦盤60上，該繞動渦卷61通過螺旋纏繞與固定渦卷51接合而形成壓縮室(P)。聯(lián)接到曲軸43并承受旋轉(zhuǎn)力的凸起部分62從繞動渦盤60的底面、即與繞動渦卷61的相反側(cè)的表面凸出。沿半徑方向可滑動地聯(lián)接到曲軸43的驅(qū)動銷44的滑套63沿轉(zhuǎn)動方向可滑動地聯(lián)接到繞動渦盤60的凸起部62。滑套63的外徑形成為與繞動渦盤60的凸起部分的內(nèi)徑大體相同，并且呈矩形形狀的滑動凹槽63a形成在滑套63的中央部分，從而使曲軸43的驅(qū)動銷44沿半徑方向滑動。滑動凹槽63a形成為具有與驅(qū)動銷44大體相同的形狀和長度。滑動凹槽63a的兩個滑動表面6 形成為平面形，類似于驅(qū)動銷44的兩個側(cè)表面44a。另一方面，滑動凹槽 63a的前、后止擋表面63c形成為彎曲形或平面形，類似于驅(qū)動銷44的前、后表面44b。未作說明的附圖標(biāo)記52表示吸入孔，53表示排出孔，SP表示吸入管道，而DP表示排出管道。下面將說明根據(jù)本發(fā)明的渦旋壓縮機(jī)的操作和效果。更具體而言，一旦曲軸43由于對驅(qū)動馬達(dá)40供電而被轉(zhuǎn)動，偏心聯(lián)接到曲軸43 的繞動渦盤60會沿著預(yù)定軌道進(jìn)行繞動運(yùn)動。這里，形成在繞動渦盤60和固定渦盤50之間的壓縮室(P)朝向繞動運(yùn)動的中心連續(xù)地移動以使容積減小，從而連續(xù)地吸入、壓縮并排出制冷劑?，F(xiàn)在將更詳細(xì)地說明這一點(diǎn)，當(dāng)壓縮機(jī)如圖2所示被初始地驅(qū)動時，壓縮室(P)的氣體力小于繞動渦盤60的離心力。因此，繞動渦盤60傾向于被所述離心力移動到外側(cè)。由于聯(lián)接到繞動渦盤60的滑套63可滑動地聯(lián)接到曲軸40的驅(qū)動銷44，繞動渦盤60可滑動地沿離心方向、即驅(qū)動銷44的偏心方向移動。在該過程中，繞動渦盤60的繞動渦卷61與固定渦盤50的固定渦卷51接觸從而穩(wěn)定地形成壓縮室(P)，并朝向中心連續(xù)地移動。當(dāng)驅(qū)動馬達(dá)進(jìn)行高速驅(qū)動(例如，速度大于35Hz)時，繞動渦盤60的離心力增大從而使繞動渦盤60的繞動半徑增大。因此，繞動渦卷61更緊密地貼附到固定渦卷51以使得制冷劑沿半徑方向的泄漏最小化，從而增強(qiáng)壓縮機(jī)的功能。但是，當(dāng)繞動渦盤60的離心力大于預(yù)定水平時，繞動渦卷61過度地貼附到固定渦卷51。當(dāng)所供給的油量不足時，這樣可能會使摩擦損失增大，或者可能損壞所述渦卷。當(dāng)繞動渦卷61由于繞動渦盤60的離心力增大而過度地貼附到固定渦卷51上時， 壓縮室(P)的氣體力產(chǎn)生排斥力。借助該排斥力的作用，繞動渦盤60承受一沿離心力方向的力。隨后，繞動渦盤60承受一離心力，并且繞動渦盤61被滑套63及曲軸43的驅(qū)動銷44移動到與固定渦卷51分離開的方向。這樣，在半徑方向上發(fā)生制冷劑泄漏，并由此使繞動渦卷61和固定渦卷51之間的摩擦損失減小。另一方面，當(dāng)驅(qū)動馬達(dá)40進(jìn)行低速驅(qū)動時(例如，速度小于35Hz)，繞動渦盤60的離心力較小，從而使繞動渦盤60的繞動半徑減小。因此，繞動渦卷61與固定渦卷51分開， 從而沿半徑方向可能發(fā)生制冷劑泄漏。為了在低速驅(qū)動模式下也能將壓縮室的壓力比維持在預(yù)定的程度，可以對渦盤的起始角和結(jié)束角進(jìn)行控制。但是，當(dāng)將變頻式渦旋壓縮機(jī)的壓力比設(shè)計成與恒速式渦旋壓縮機(jī)的壓力比相同時，壓縮機(jī)的效率在低負(fù)載條件下可能會下降。本發(fā)明旨在設(shè)定通過孔的位置，以便具有即使在低負(fù)載條件下也不會導(dǎo)致發(fā)生過壓縮的適當(dāng)壓力比。參照圖4，在固定渦盤50上形成通過孔55，該通過孔用以使在壓縮室(P)的軌道上的中間部分內(nèi)被壓縮的制冷劑部分地通過。通過孔55形成為與兩個壓縮室(P)中的每一個壓縮室對應(yīng)。通過孔55形成為具有比繞動渦卷61的寬度更小的直徑，從而使得內(nèi)壓縮室和外壓縮室之間的制冷劑不會泄漏。優(yōu)選地，通過孔55形成在壓縮室的壓力比大約在1. 5-1. 8的范圍內(nèi)的位置，即形成在從壓縮室排出的制冷劑的排出壓力(Pd)與吸入到壓縮室中的制冷劑的吸入壓力(Ps) 的比率(Pd/Ps)在1.5-1. 8的范圍內(nèi)的位置。更具體而言，通過孔55形成在這一位置即， 在該位置處，用于使制冷劑經(jīng)由通過孔55通過的區(qū)段與用于使制冷劑經(jīng)由排出孔53排出的區(qū)段重疊。通過孔55可以形成為能夠在基于抽吸完成時間點(diǎn)(即，壓縮起始角)的大約 150° -250°的角度處開啟，并在基于抽吸完成時間點(diǎn)的大約450° -550°的角度處關(guān)閉。 更具體而言，如圖5中所示，當(dāng)壓縮室形成在繞動渦卷61的外側(cè)時，曲軸轉(zhuǎn)角可以形成為在大約560°處開啟，但在大約820°處關(guān)閉。另一方面，參照圖6，當(dāng)壓縮室形成在繞動渦卷 61的內(nèi)側(cè)時，曲軸轉(zhuǎn)角可以形成為在大約400°處開啟，在大約720°處關(guān)閉。圖7是用于對具有圖4的通過孔的渦旋壓縮機(jī)的過壓縮損失進(jìn)行試驗的條件表， 而圖8和圖9是將圖7的條件下的過壓縮損失與常規(guī)技術(shù)的過壓縮損失進(jìn)行比較的曲線圖。參照圖7至圖9，在驅(qū)動速度為45Hz的常規(guī)技術(shù)中，壓力比為1. 58 (蒸發(fā)器壓力為 11. 22kgf/cm2，而冷凝器壓力為17. 76kgf/cm2)，排出壓力約為2^ειι·，從而產(chǎn)生大約4bar的過壓縮損失。另一方面，在本發(fā)明中，排出壓力約為24bar，從而產(chǎn)生大約4bar的過壓縮損失。因此，在本發(fā)明中，過壓縮損失比常規(guī)技術(shù)的過壓縮損失低約50%。特別地，在驅(qū)動速度為30Hz的常規(guī)技術(shù)中，壓力比為1.49(蒸發(fā)器壓力為 11. 88kgf/cm2，而冷凝器壓力為17. 66kgf/cm2)，排出壓力約為24bar，從而產(chǎn)生大約7bar的過壓縮損失。另一方面，在本發(fā)明中，排出壓力約為20bar，從而產(chǎn)生大約!Bbar的過壓縮損失。因此，在本發(fā)明中，過壓縮損失比常規(guī)技術(shù)的過壓縮損失低約40%。當(dāng)通過孔形成在與排出孔的排出區(qū)段重疊的位置時，在驅(qū)動速度小于45Hz的低速驅(qū)動模式下防止了壓縮機(jī)的過壓縮。這樣可提高壓縮機(jī)在低速驅(qū)動模式下及低負(fù)載條件下的效率。上述實(shí)施方式披露了一種對稱式渦旋壓縮機(jī)，在這種渦旋壓縮機(jī)中，各渦盤的渦卷以相同的長度互相對稱。但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用到非對稱的渦旋壓縮機(jī)，在這種非對稱的渦旋壓縮機(jī)中，多個渦盤中的一個渦盤的渦卷比另一個渦盤的渦卷要長。此外，本實(shí)施例披露了一種可變半徑式渦旋壓縮機(jī)。但是，本實(shí)施方式也可以應(yīng)用于固定半徑式渦旋壓縮機(jī)。再者，本實(shí)施方式披露了一種低壓式渦旋壓縮機(jī)。但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用于高壓式渦旋壓縮機(jī)。前述實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)僅是示例性的，并且不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的限制。這些教示能夠容易地應(yīng)用于其它類型的設(shè)備。本說明書是用于闡釋的目的，而非意在限定權(quán)利要求的范圍。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，多種替換方案、改變和變型均是顯而易見的。在此描述的示例性實(shí)施方式的特征、結(jié)構(gòu)、方法和其它特點(diǎn)可以以多種方式加以組合以獲得另外的和/或替代的示例性實(shí)施方式。由于在不背離其特點(diǎn)的情況下，可以以若干形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特征，因此還應(yīng)理解的是，若非另有說明，上述實(shí)施方式均不受前述說明的任何細(xì)節(jié)所限制，而是應(yīng)被在如附的權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)廣義地解釋，因此，落入權(quán)利要求的邊界和范圍或者所述邊界和范圍的等價物之內(nèi)的所有變化和變型也將為如附的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種渦旋壓縮機(jī)，包括密閉容器；驅(qū)動馬達(dá)，設(shè)置于所述密閉容器的內(nèi)部空間；固定渦盤，位于所述驅(qū)動馬達(dá)的一側(cè)，并具有固定渦卷；繞動渦盤，其具有繞動渦卷，當(dāng)所述繞動渦盤通過被偏心地聯(lián)接到曲軸而相對于所述固定渦盤進(jìn)行繞動運(yùn)動時，所述繞動渦卷與所述固定渦卷接合，并從而形成朝向所述固定渦盤的中心移動的壓縮室；以及滑動構(gòu)件，用以改變所述繞動渦盤的繞動半徑，其中，所述固定渦盤包括通過孔，所述通過孔被定位為使得被壓縮的制冷劑的一部分在所述制冷劑到達(dá)排出孔之前部分地通過而到達(dá)所述壓縮室的外部，其中，所述通過孔設(shè)置在所述固定渦盤的這一位置處在該位置，用于使制冷劑經(jīng)由所述通過孔通過的區(qū)段與用于使制冷劑經(jīng)由所述排出孔排出的區(qū)段重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，所述通過孔設(shè)置在所述固定渦盤的這一位置處在該位置，從所述壓縮室排出的制冷劑的排出壓力(Pd)與吸入到所述壓縮室中的制冷劑的吸入壓力(Ps)的比率(Pd/Ps)在1. 5-1. 8的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，所述通過孔設(shè)置在所述固定渦盤的一位置， 使得所述通過孔在基于壓縮起始角的150° -250°的角度處開啟并在基于壓縮起始角的 450° -550°的角度處關(guān)閉。
4.如權(quán)利要求1至3所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，所述繞動渦盤具有基于負(fù)載而變化的繞動速度。
5.如權(quán)利要求1至3所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，所述固定渦盤的固定渦卷和所述繞動渦盤的繞動渦卷相互對稱并且長度基本相同。
6.如權(quán)利要求1至3所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，多個所述渦卷中的一個渦卷比另一個渦卷要長。
7.如權(quán)利要求1至3所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，所述密閉容器的內(nèi)部空間被分成與吸入管連接的空間以及與排出管連接的一空間，并且所述壓縮室的吸入側(cè)與所述吸入管連接到的空間相通。
8.如權(quán)利要求1至3所述的渦旋壓縮機(jī)，其中，一吸入管直接連接到所述壓縮室的吸入側(cè)，所述壓縮室的排出側(cè)與密閉容器的內(nèi)部空間相通，并且一排出管連接到所述密閉容器的內(nèi)部空間。
全文摘要
一種渦旋壓縮機(jī)，包括密閉容器；設(shè)置于密閉容器的內(nèi)部空間的驅(qū)動馬達(dá)；位于驅(qū)動馬達(dá)的一側(cè)并具有固定渦卷的固定渦盤；具有繞動渦卷的繞動渦盤，當(dāng)繞動渦盤通過被偏心地聯(lián)接到曲軸而相對于固定渦盤做繞動運(yùn)動時，繞動渦卷與固定渦卷接合，從而形成朝向固定渦盤的中心移動的壓縮室；以及用以改變繞動渦盤的繞動半徑的滑動構(gòu)件；固定渦盤包括通過孔，該通過孔形成在用于使制冷劑經(jīng)由該通過孔通過的區(qū)段與用于使制冷劑經(jīng)由排出孔排出的區(qū)段重疊的位置處，并被定位成使一部分被壓縮的制冷劑在到達(dá)排出孔之前被部分地傳送到壓縮室外部。由此，可防止當(dāng)以低速驅(qū)動渦旋壓縮機(jī)時制冷劑的過壓縮，還可提高渦旋壓縮機(jī)在低速驅(qū)動模式及低負(fù)載條件下的效率。
文檔編號F04C18/02GK102297132SQ20111018059
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者張成淳, 樸正焄, 金正薰, 韓娜拉 申請人:Lg電子株式會社