渦旋式壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種渦旋式壓縮機(jī),通過將從渦卷部的吸入端到第一位置為止的部位形成為,能夠增加吸入體積的圓弧區(qū)間,另一方面,將從第二位置到渦卷部的排出端附近為止的部位形成為,能夠增加渦卷部厚度的對數(shù)螺線區(qū)間,從而能夠使壓縮機(jī)的體積比變大來提高壓縮機(jī)的容量,而且能夠防止因高壓縮比運(yùn)行而引起的渦卷部的破損,從而提高壓縮機(jī)的可靠性。
【專利說明】渦旋式壓縮機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦旋式壓縮機(jī)的渦卷部形狀。
【背景技術(shù)】
[0002]通常,冷媒壓縮機(jī)適用于冰箱或空調(diào)那樣的蒸氣壓縮式冷凍循環(huán)(下面,簡稱為冷凍循環(huán))。作為冷媒壓縮機(jī),介紹有以恒定的速度被驅(qū)動(dòng)的定速壓縮機(jī)或者旋轉(zhuǎn)速度被控制的變頻壓縮機(jī)。
[0003]在冷媒壓縮機(jī)中,通常可將作為電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和通過該驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行動(dòng)作的壓縮部一同設(shè)置在密閉機(jī)殼的內(nèi)部空間的壓縮機(jī),稱為密閉式壓縮機(jī),將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)單獨(dú)設(shè)置在機(jī)殼外部的壓縮機(jī),稱為開放式壓縮機(jī)。家用或者店鋪用冷凍設(shè)備,大部分使用密閉式壓縮機(jī)。
[0004]并且,根據(jù)對冷媒進(jìn)行壓縮的方式,可將冷媒壓縮機(jī)分為往復(fù)移動(dòng)式、渦旋式、旋轉(zhuǎn)式等。渦旋式壓縮機(jī)為如下壓縮機(jī),即,在密閉容器的內(nèi)部空間內(nèi)固定有固定渦旋盤,回旋渦旋盤與該固定渦旋盤相咬合來進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng),從而在固定渦旋盤的固定渦卷部和回旋渦旋盤的回旋渦卷部之間形成連續(xù)移動(dòng)的兩對壓縮室。
[0005]由于渦旋式壓縮機(jī)與其它種類的壓縮機(jī)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn),因此在空氣調(diào)節(jié)裝置等中廣泛用于進(jìn)行冷媒壓縮,即,能夠獲得相對更高的壓縮比,而且能夠柔和地連接冷媒的吸入、壓縮、排出行程,從而能夠獲得穩(wěn)定的扭力。
[0006]并且,在上述那樣的以往的渦旋式壓縮機(jī)中,如圖1所示,由于固定渦旋盤的固定渦卷部(渦卷部的形狀與回旋渦卷部相同,因此下面以回旋渦卷部為代表來進(jìn)行說明)與回旋渦旋盤I的回旋渦卷部Ia呈漸開線形狀,因此存在如下問題,即,渦卷部只能偏心地形成,由此在各渦旋盤1(未圖示)的外圍部產(chǎn)生不能用作壓縮室的區(qū)域A,使相對于相同直徑的壓縮容量降低或者使相對于相同容量的壓縮機(jī)的外徑增加。
[0007]另外,在以往的固定渦卷部和回旋渦卷部Ia呈漸開線曲線的情況下,一般渦卷部的厚度t恒定,因此體積變化率也恒定。因此,在渦旋式壓縮機(jī)中,為了得到高的體積比(即,高壓縮比),需要增加渦卷部的匝數(shù),或者使渦卷部的高度變高,但是若增加渦卷部的匝數(shù),則壓縮機(jī)的大小也變大,若增加渦卷部的高度,則使渦卷部強(qiáng)度變?nèi)酰瑥亩档涂煽啃浴?br>
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于,可提供如下渦旋式壓縮機(jī),即,能夠?qū)⒐潭u旋盤和回旋渦旋盤的外圍部用作壓縮室,從而能夠進(jìn)行高體積比運(yùn)行。
[0009]本發(fā)明的另外的目的在于,提供如下渦旋式壓縮機(jī),S卩,能夠響應(yīng)高體積比運(yùn)行,而且能夠防止排出側(cè)的渦卷部破損或者軸向泄露。
[0010]為了達(dá)到本發(fā)明的目的,提供一種渦旋式壓縮機(jī),包括:固定渦旋盤,其具有固定渦卷部,回旋渦旋盤,其具有回旋渦卷部,該回旋渦卷部與所述固定渦卷部相嚙合來形成壓縮室,并且該回旋渦旋盤相對于所述固定渦旋盤進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng);在所述固定渦卷部和回旋渦卷部中,從各自的吸入端到排出端方向上的任意位置為止的部位形成為圓弧區(qū)間,從其它任意位置到排出端為止的部位形成為對數(shù)螺線區(qū)間。
[0011]在此,所述圓弧區(qū)間形成為以各渦卷部的排出端為中心具有相同的半徑。
[0012]并且,所述圓弧區(qū)間可形成在從吸入端至向排出端方向180°?360°為止的區(qū)間內(nèi)
[0013]并且,所述對數(shù)螺線區(qū)間形成為越接近各渦卷部的排出端則渦卷部厚度變得越大。
[0014]并且,所述圓弧區(qū)間的最大渦卷部厚度相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的最大渦卷部厚度的比在1.5?1.8。
[0015]并且,在所述固定渦卷部的排出端周邊形成有分流孔,所述分流孔的直徑小于所述對數(shù)螺線區(qū)間的渦卷部厚度。
[0016]并且,所述分流孔的直徑相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的渦卷部厚度的比在0.6?0.8。
[0017]并且,所述圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間之間具有多曲面區(qū)間,該多曲面區(qū)間通過將多個(gè)曲線連續(xù)連接而形成。
[0018]為了達(dá)到本發(fā)明的目的,提供一種渦旋式壓縮機(jī),包括:固定渦旋盤,其具有固定渦卷部,回旋渦旋盤,其具有回旋渦卷部,該回旋渦卷部與所述固定渦卷部相嚙合來形成壓縮室,并且該回旋渦旋盤相對于所述固定渦旋盤進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng);在所述固定渦卷部和回旋渦卷部的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面中,從所述固定渦卷部和回旋渦卷部的吸入端到沿著旋轉(zhuǎn)角的任意的第一位置為止的部位形成為,以各渦卷部的排出端為中心具有相同的半徑,從任意的第二位置到沿著旋轉(zhuǎn)角的排出端為止的部位形成為,使各渦卷部的渦卷部厚度逐漸地增加。
[0019]在此,所述第一位置和第二位置之間可具有多曲面區(qū)間,該多曲面區(qū)間通過將多個(gè)曲線連續(xù)連接而形成。
[0020]并且,所述圓弧區(qū)間可形成在從所述渦卷部的吸入端以旋轉(zhuǎn)角為基準(zhǔn)前進(jìn)的180°?300°為止的區(qū)間內(nèi)。
[0021]并且,所述圓弧區(qū)間的最大渦卷部厚度相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的最大渦卷部厚度的比在1.5?1.8。
[0022]并且,在所述固定渦旋盤或者回旋渦旋盤上可形成有用于排出壓縮的冷媒的排出口,在所述固定渦旋盤或者回旋渦旋盤上形成有用于使壓縮的冷媒的一部分在到達(dá)排出口之前進(jìn)行分流的分流孔,所述分流孔的直徑相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的渦卷部厚度的比在0.6 ?0.8。
[0023]在本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)中,通過將從渦卷部的吸入端到第一位置為止的部位形成為,能夠增加吸入體積的圓弧區(qū)間,另一方面,將從第二位置到渦卷部的排出端附近為止的部位形成為,能夠增加渦卷部厚度的對數(shù)螺線區(qū)間,從而能夠使壓縮機(jī)的體積比變大來提高壓縮機(jī)的容量,而且能夠防止因高壓縮比運(yùn)行而引起的渦卷部的破損,由此提高壓縮機(jī)的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是示出以往的渦旋式壓縮機(jī)的回旋渦卷部的渦卷部形狀的俯視圖。
[0025]圖2是示出本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)的縱向剖視圖。
[0026]圖3以及圖4是示出圖2的渦旋式壓縮機(jī)的固定渦卷部和回旋渦卷部的渦卷部形狀的俯視圖。
[0027]圖5是示出圖3以及圖4的固定渦卷部和回旋渦卷部結(jié)合的狀態(tài)的俯視圖。
[0028]圖6是將在應(yīng)用圖3以及圖4的渦旋式壓縮機(jī)的渦卷部形狀的情況下的壓縮室的擴(kuò)大情況,與以往進(jìn)行比較來示出的俯視圖。
[0029]圖7是示出在應(yīng)用以往的漸開線曲線的渦卷部的情況和形成為本實(shí)施例的圓弧曲線的渦卷部的情況下的體積比變化的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面,基于附圖所示的一個(gè)實(shí)施例,對本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]圖2是示出本發(fā)明的渦旋式壓縮機(jī)的縱向剖視圖,圖3以及圖4是示出圖2的渦旋式壓縮機(jī)的固定渦卷部和回旋渦卷部的渦卷部形狀的俯視圖,圖5是示出圖3以及圖4的固定渦卷部和回旋渦卷部結(jié)合的狀態(tài)的俯視圖。
[0032]如圖所示,在具有本實(shí)施例的渦卷部形狀的渦旋式壓縮機(jī)中,在密閉容器10的內(nèi)部空間內(nèi)可設(shè)置有用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20,在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20的上側(cè)可固定設(shè)置有主框架30。
[0033]在主框架30的上表面上可固定設(shè)置有固定渦旋盤40,在主框架30和固定渦旋盤40之間以能夠回旋的方式可設(shè)置有回旋渦旋盤50,該回旋渦旋盤50偏心地結(jié)合在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20的曲軸23上,并且與固定渦旋盤40 —起形成連續(xù)移動(dòng)的兩對壓縮室S。并且,在固定渦旋盤40和回旋渦旋盤50之間可設(shè)置有用于防止回旋渦旋盤50的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的十字環(huán)60。
[0034]在固定渦旋盤40中,可從其硬板部41的底面突出而形成有固定渦卷部42,該固定渦卷部42與后述回旋渦旋盤50的回旋渦卷部52 —起形成渦旋側(cè)壓縮室S。在固定渦卷部42的外側(cè)端部、即固定渦卷部42的末端側(cè)可形成有吸入槽43,在固定渦卷部42的里側(cè)端部、即固定渦卷部42的始端可形成有排出口 44。
[0035]固定渦卷部42可形成為多個(gè)曲線。即,如圖3所示,固定渦卷部42的外側(cè)可形成為圓弧區(qū)間42a,固定潤卷部42的里側(cè)可形成為對數(shù)螺線(logarithmic spiral)區(qū)間42b,可形成用于連接圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間的多曲面區(qū)間42c。固定渦卷部的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面可彼此相對應(yīng)。
[0036]例如,在固定渦卷部42的圓弧區(qū)間42a中,從渦卷部的外側(cè)面吸入端P411到任意的外側(cè)面第一位置P412為止的部位可形成為,從固定渦卷部42的排出端O具有相同半徑的圓弧曲線。并且,在固定渦卷部42的對數(shù)螺線區(qū)間42b中,從第二位置P413到固定渦卷部42的排出端O或者排出端附近為止的部位可形成為如下對數(shù)螺線曲線,S卩,越接近固定渦卷部42的排出端,則渦卷部厚度變得越大,即與第二位置P413附近的渦卷部厚度tl相t匕,排出端O附近的渦卷部厚度t2更大,并且以螺旋狀卷繞。多曲面區(qū)間42c可通過連續(xù)的多個(gè)曲線連接圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間來形成。
[0037]在此,從渦卷部的內(nèi)側(cè)面吸入端P421到任意的第一位置P422為止的部位、從內(nèi)側(cè)面第二位置P423到內(nèi)側(cè)面排出端O為止的部位、并且從內(nèi)側(cè)面第一位置P422到第二位置P423為止的部位,可與外側(cè)面同樣地,形成為圓弧區(qū)間42a、對數(shù)螺線區(qū)間42b、多曲面區(qū)間42c。
[0038]并且,由于壓縮空間外擴(kuò),因此在固定渦卷部42的圓弧區(qū)間42a中,形成為渦卷部厚度t3在從吸入端到第一位置為止的部位恒定,但是在多曲面區(qū)間42c中,形成為渦卷部厚度t3越接近對數(shù)螺線區(qū)間則變得越小。對數(shù)螺線區(qū)間42b的渦卷部厚度可形成為最大
5.7mm左右。由此,在設(shè)計(jì)高體積比時(shí),即使排出壓力上升,也可通過使渦卷部厚度增加來防止固定渦卷部的排出端附近破損的情況。
[0039]并且,優(yōu)選地,固定渦卷部42的圓弧區(qū)間42a至少為從吸入端開始以旋轉(zhuǎn)角為基準(zhǔn)的持續(xù)180°以上的區(qū)間。在圓弧區(qū)間小于180°的情況下,不能充分利用固定渦旋盤40的外周緣,因此在擴(kuò)大吸入體積上具有局限性。
[0040]并且,優(yōu)選地,固定渦卷部42的圓弧區(qū)間42a至少小于360°,更準(zhǔn)確地說,小于大致300°。即,在圓弧區(qū)間42a形成得太長的情況下,對數(shù)螺線區(qū)間42b的始點(diǎn)、即第二位置P413離固定渦卷部42的末端太近,從而難以形成渦卷部,而且不能順暢地形成壓縮室。因此,優(yōu)選地,圓弧區(qū)間42a形成在能夠充分利用固定渦旋盤40的外周緣且能夠順暢地形成壓縮室的范圍內(nèi),即大致為從固定渦卷部42的吸入端至180?300°為止的范圍的區(qū)間。
[0041]并且,可在固定渦卷部42的排出端上形成有用于排出在兩側(cè)壓縮室S中壓縮的冷媒的排出口 44,在排出口 44的周邊形成有用于事先分流(Bypass)已壓縮冷媒的一部分的分流(Bypass)孔 45。
[0042]分流孔45的直徑可至少小于對數(shù)螺線區(qū)間42b的最小渦卷部厚度,即大致在
4.2_左右。這與以往的漸開線渦卷部情況下的分流孔大致在3_左右的情況相比,可使過壓縮的冷媒迅速地分流,由此能夠有效防止過壓縮。
[0043]另一方面,在回旋渦旋盤50中,以能夠在主框架30和固定渦旋盤40之間進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)的方式形成有圓板狀的硬板部51,在硬板部51的上表面上形成有用于與固定渦卷部42相咬合來形成壓縮室S的回旋渦卷部52,在硬板部51底面上突出形成有用于與旋轉(zhuǎn)軸23相結(jié)合的軸襯部53。
[0044]回旋渦卷部52可以以與固定渦卷部42相對應(yīng)的方式形成為多個(gè)曲線。即,如圖4所示,回旋渦卷部52的外側(cè)形成為圓弧區(qū)間52a,回旋渦卷部52的里側(cè)形成為對數(shù)螺線區(qū)間52b,并且形成用于連接圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間的多曲面區(qū)間52c?;匦郎u卷部的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面可彼此對應(yīng)。
[0045]例如,在回旋渦卷部52中,從渦卷部的外側(cè)面吸入端P511到任意的第一位置P512為止的部位形成為,從回旋渦卷部52的排出端O’具有相同半徑的圓弧區(qū)間52a,從第二位置P513到回旋渦卷部52的排出端O’或者排出端附近為止的部位可形成為如下對數(shù)螺線區(qū)間52b,S卩,隨著朝向回旋渦卷部52的排出端,渦卷部的厚度逐漸變大,并以螺旋狀卷繞。并且,可通過連續(xù)的多個(gè)曲線連接圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間來形成多曲面區(qū)間52c。在此,從渦卷部的內(nèi)側(cè)面吸入端P521到任意的第一位置P522為止的部位、從內(nèi)側(cè)面第二位置P523到內(nèi)側(cè)面排出端O’為止的部位、并且從內(nèi)側(cè)面第一位置P522到第二位置P523為止的部位,可與外側(cè)面同樣地,形成為圓弧區(qū)間52a、對數(shù)螺線區(qū)間52b、多曲面區(qū)間52c。
[0046]并且,在回旋渦卷部52的圓弧區(qū)間52a上渦卷部厚度相同,另一方面,在多曲面區(qū)間52c,可隨著從第一位置P512、P522朝向第二位置P513、P523,渦卷部厚度逐漸變大。由此,在設(shè)計(jì)高體積比時(shí),即使排出壓力上升,也可通過使渦卷部厚度增加來防止回旋渦卷部的始端附近破損的情況。
[0047]在附圖中未說明的附圖標(biāo)記11為吸入空間、12為排出空間、21為定子、22為轉(zhuǎn)子。
[0048]在具有上述那樣的本實(shí)施例的渦卷部形狀的渦旋式壓縮機(jī)中,當(dāng)向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)20施加電源時(shí),旋轉(zhuǎn)軸23與轉(zhuǎn)子22 —起進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而向回旋渦旋盤52傳遞旋轉(zhuǎn)力。
[0049]那么,回旋渦旋盤52以被十字環(huán)60支撐在主框架30上的狀態(tài)進(jìn)行偏心距離那么多的回旋運(yùn)動(dòng),從而在固定渦卷部42和回旋渦卷部52之間形成連續(xù)移動(dòng)的兩對壓縮室S。
[0050]則,反復(fù)如下一系列的過程,S卩,壓縮室S由于回旋渦旋盤50的持續(xù)的回旋運(yùn)動(dòng)而向中心側(cè)移動(dòng)而體積減小,從而對冷媒進(jìn)行壓縮,并該進(jìn)行了壓縮的冷媒通過與最終壓縮室相連通的排出口 44向密閉容器10的排出空間12排出。
[0051]在此,在渦旋式壓縮機(jī)進(jìn)行制熱運(yùn)行時(shí),需要進(jìn)行高壓縮比運(yùn)行。為了使渦旋式壓縮機(jī)進(jìn)行高壓縮比運(yùn)行,吸入體積應(yīng)當(dāng)顯著大于排出體積。但是,從渦旋式壓縮機(jī)的渦卷部特性來說,在設(shè)計(jì)渦卷部時(shí)已經(jīng)決定了壓縮室體積。以往,為了擴(kuò)大渦旋式壓縮機(jī)的壓縮室體積,增加了渦卷部的匝數(shù)或者使排出側(cè)的硬板高度高于吸入側(cè)的硬板高度,但是若增加渦卷部的匝數(shù),則使壓縮機(jī)大小變大,若使排出側(cè)的硬板高度變高,則可能使渦卷部的橫向剛性變?nèi)簟?br>
[0052]考慮到上述情況,在本實(shí)施例中,將從固定渦卷部的各吸入端P411、P421或者回旋渦卷部的各吸入端P511、P521到所述固定渦卷部的第一位置P412、P422或者回旋渦卷部的第一位置P512、P522為止的部位形成為圓弧區(qū)間,以便增加吸入體積,另一方面,將從各渦卷部42、52的第二位置P413、P423、P513、P523到各渦卷部的排出端0、0’附近為止的部位形成為能夠增加渦卷部厚度的對數(shù)螺線區(qū)間,從而能夠使壓縮機(jī)的體積比變大來提高壓縮機(jī)的容量,而且能夠防止因高壓縮比運(yùn)行而引起的渦卷部的破損,從而提高壓縮機(jī)的可靠性。
[0053]由此,如圖6所示,回旋渦卷部52向回旋渦旋盤50的硬板部51外周緣擴(kuò)大陰影部分那么多的面積B,相應(yīng)地吸入體積增大,從而能夠設(shè)計(jì)高體積比。
[0054]圖7是示出在應(yīng)用以往的漸開線曲線的渦卷部的情況和本實(shí)施例的圓弧曲線的渦卷部的情況下的體積比變化的圖表。如圖所示,與以往相比,在本實(shí)施例的情況下,可知,在路徑A(Sl)中吸入面積增加大致12.0%,另一方面在路徑B(S2)中吸入面積大致增加
15.6%。由此可知,路徑A的體積比大致從2.7上升為3.02,路徑B的體積比大致從2.69上升為3.11。
[0055]在本實(shí)施例中,將縱向低壓式渦旋式壓縮機(jī)作為一個(gè)實(shí)施例,但可同樣適用于高壓式渦旋盤或橫向渦旋式壓縮機(jī)等所有渦旋式壓縮機(jī)的渦旋盤中。
【權(quán)利要求】
1.一種渦旋式壓縮機(jī),其特征在于, 包括: 固定渦旋盤,其具有固定渦卷部, 回旋渦旋盤,其具有回旋渦卷部,該回旋渦卷部與所述固定渦卷部相嚙合來形成壓縮室,并且該回旋渦旋盤相對于所述固定渦旋盤進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng); 在所述固定渦卷部和回旋渦卷部中,從各自的吸入端到排出端方向上的任意位置為止的部位形成為圓弧區(qū)間,從其它任意位置到排出端為止的部位形成為對數(shù)螺線區(qū)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述圓弧區(qū)間和對數(shù)螺線區(qū)間之間具有多曲面區(qū)間,該多曲面區(qū)間通過將多個(gè)曲線連續(xù)連接而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述圓弧區(qū)間形成為以各渦卷部的排出端為中心具有相同的半徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述圓弧區(qū)間形成在從吸入端至向排出端方向180°?360°為止的區(qū)間內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述對數(shù)螺線區(qū)間形成為越接近各渦卷部的排出端則渦卷部厚度變得越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述圓弧區(qū)間的最大渦卷部厚度相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的最大渦卷部厚度的比在1.5?1.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于, 在所述固定渦卷部的排出端周邊形成有分流孔, 所述分流孔的直徑小于所述對數(shù)螺線區(qū)間的渦卷部厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦旋式壓縮機(jī),其特征在于,所述分流孔的直徑相對所述對數(shù)螺線區(qū)間的渦卷部厚度的比在0.6?0.8。
【文檔編號】F04C18/02GK104235017SQ201410255073
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月10日
【發(fā)明者】樸仁遠(yuǎn), 崔世憲, 李丙哲, 俞炳吉 申請人:Lg電子株式會(huì)社