CN119122815A - 一种吸气通道结构、静涡旋盘及涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸气通道结构、静涡旋盘及涡旋压缩机，涉及压缩机技术领域，解决了吸气通道与型线吸气腔连接处结构设计不合理，易出现吸气阻力大及吸气脉动噪音的技术问题。该吸气通道结构包括设置在静涡旋盘上的吸气通道，吸气通道一端与静涡旋盘背面的吸气管连通，另一端与静涡旋盘正面型线侧吸气腔连通；还包括吸气拓展结构；吸气拓展结构设置在吸气通道与正面型线侧吸气腔连接处，以增大吸气通道径向尺寸，加大连接处的流动面积。本发明通过在吸气通道与静盘正面型线侧吸气腔连接处设置吸气拓展结构，增大吸气通道面积，减小气体脉动，降低吸气通道对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行，改善吸气阻力损失及脉动噪音问题。

Description

一种吸气通道结构、静涡旋盘及涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其是涉及一种吸气通道结构、静涡旋盘及涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机由密闭壳体、静涡旋盘、动涡旋盘、支架、偏心曲轴、防自转机构和电机构成。动、静涡旋盘的型线均是螺旋形，动涡旋盘相对静涡旋盘偏心并相差180°安装，于是在动、静涡旋盘间形成了多个月牙形空间。动涡旋盘以静涡旋盘的中心为旋转中心并以一定的旋转偏心半径作无自转的回转平动，外圈月牙形空间不断向中心移动，此时，冷媒被逐渐推向中心空间，其容积不断缩小而压力不断升高，直至与中心排气孔相通，高压冷媒被排出泵体，完成压缩过程。整个压缩过程可简化为：吸气→压缩→排出，其中吸气作为整个压缩过程的第一个环节，吸气通道结构的设计直接决定了压缩机的性能。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

如图6和图7所示，现有技术中静涡旋盘上的吸气通道结构设计不合理，导致吸气通道与型线吸气腔连接处，通常会出现吸气阻力大，吸气阻力损失以及吸气脉动噪音等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸气通道结构、静涡旋盘及涡旋压缩机，以解决现有技术中存在的吸气通道与型线吸气腔连接处结构设计不合理，易出现吸气阻力大及吸气脉动噪音的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种吸气通道结构，包括设置在静涡旋盘上的吸气通道，所述吸气通道一端与所述静涡旋盘背面的吸气管连通，另一端与所述静涡旋盘正面型线侧吸气腔连通；还包括吸气拓展结构；所述吸气拓展结构设置在所述吸气通道与正面型线侧吸气腔连接处，以增大吸气通道径向尺寸，加大连接处的流动面积。

本发明提供的吸气通道结构，通过在吸气通道与静盘正面型线侧吸气腔连接处设置吸气拓展结构，优化吸气通道与静盘正面型线侧吸气腔连接处结构，达到增大吸气通道面积，减小气体脉动，降低吸气通道对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行，改善高速涡旋压缩机吸气阻力损失及脉动噪音问题。

作为本发明的进一步改进，所述吸气拓展结构包括圆弧拓展面，所述圆弧拓展面末端与吸气腔相交；或者是，所述吸气拓展结构包括光滑曲线拓展面，所述光滑曲线拓展面末端与吸气腔相交。

作为本发明的进一步改进，当静涡旋盘的涡旋齿为顺时针设置时，所述圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴；或者是，所述光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴。

作为本发明的进一步改进，当静涡旋盘的涡旋齿为逆时针设置时，所述圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上；或者是，所述光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上。

作为本发明的进一步改进，当静涡旋盘的涡旋齿为顺时针设置时，所述直线拓展面的斜率为正值。

作为本发明的进一步改进，当静涡旋盘的涡旋齿为逆时针设置时，所述直线拓展面的斜率为负值。

作为本发明的进一步改进，所述吸气拓展结构沿所述吸气通道轴向的高度h满足以下公式：

0.21H≤h≤1.85H；其中H为涡旋齿的高度。

本发明提供的一种静涡旋盘，包括静涡旋盘本体，所述静涡旋盘本体正面设置有螺旋状涡旋齿，所述涡旋齿尾端形成吸气腔；所述涡旋齿中心开设排气孔；还包括贯穿设置在所述静涡旋盘本体上与所述吸气腔连通的所述吸气通道结构。

本发明提供的静涡旋盘，在涡旋压缩机的静盘设置吸气拓展结构，吸气拓展结构位于静盘通道与正面型线侧吸气腔的连接处，可以实现径向尺寸增加，从而加大连接处的流动面积。

本发明提供的一种涡旋压缩机，包括所述静涡旋盘。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明涡旋压缩机的整机剖面图；

图2是本发明静涡旋盘的正面结构示意图；

图3是本发明静涡旋盘的背面结构示意图；

图4是本发明吸气通道结构中吸气拓展结构一种实施例的放大示意图；

图5是本发明静涡旋盘中吸气通道结构的剖面图；

图6是现有技术中静涡旋盘的吸气通道结构中无吸气拓展结构的放大示意图；

图7是现有技术中静涡旋盘的吸气通道结构中无吸气拓展结构的剖面图；

图8是本发明吸气通道结构中吸气拓展结构另一实施例的结构示意图。

图中1、涡旋压缩机；2、压缩机构；3、驱动部分；4、电机；5、静涡旋盘；51、吸气通道；511、吸气拓展结构；52、吸气腔；53、排气孔；6、动涡旋盘；7、十字滑环；8、上支架；9、上盖；10、筒体；13、曲轴；25、下盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种吸气通道结构，包括设置在静涡旋盘5上的吸气通道51，吸气通道51一端与静涡旋盘5背面的吸气管连通，另一端与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52连通，如图2所示，静涡旋盘5正面型线侧具有螺旋状涡旋齿，相邻涡旋齿之间形成通道，涡旋齿末端形成吸气腔52，涡旋齿中心位置设置有排气孔53；冷媒经涡旋压缩机的吸气管进入，然后被送入到吸气通道51内，最后经吸气腔52沿涡旋齿经排气孔53排出；为了解决吸气通道51与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52之间进气阻力大，造成吸气损失的问题，如图3所示，本发明在吸气通道51内设置吸气拓展结构511；具体的，吸气拓展结构511设置在吸气通道51与正面型线侧吸气腔52连接处，以增大吸气通道51径向尺寸，加大连接处的流动面积。

本发明提供的吸气通道51结构，通过在吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处设置吸气拓展结构511，优化吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处结构，达到增大吸气通道51面积，减小气体脉动，降低吸气通道51对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行，改善高速涡旋压缩机1吸气阻力损失及脉动噪音问题。

作为本发明的一种可选实施方式，吸气拓展结构511包括圆弧拓展面，圆弧拓展面的末端与吸气腔52相交；通过此种结构不仅增大吸气通道结构的流动面积，而且气流阻力小，以减少气流损失。此处需要说明的是，圆弧拓展面，是指拓展结构为同一弧度的圆弧组成，而圆弧中心所在位置可根据实际计算获得，在保证增加流动面积基础上又能不会对吸气管以及涡旋齿造成影响为准。

作为本发明的一种可选实施方式，当静涡旋盘5的涡旋齿为逆时针设置时，圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上。当静涡旋盘5的涡旋齿为顺时针设置时，圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴；

作为本发明的进一步改进，吸气拓展结构511沿吸气通道51轴向的高度h满足以下公式：

0.21H≤h≤1.85H；其中H为涡旋齿的高度。

实施例2：

如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种吸气通道结构，包括设置在静涡旋盘5上的吸气通道51，吸气通道51一端与静涡旋盘5背面的吸气管连通，另一端与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52连通，如图2所示，静涡旋盘5正面型线侧具有螺旋状涡旋齿，相邻涡旋齿之间形成通道，涡旋齿末端形成吸气腔52，涡旋齿中心位置设置有排气孔53；冷媒经涡旋压缩机的吸气管进入，然后被送入到吸气通道51内，最后经吸气腔52沿涡旋齿经排气孔53排出；为了解决吸气通道51与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52之间进气阻力大，造成吸气损失的问题，如图3所示，本发明在吸气通道51内设置吸气拓展结构511；具体的，吸气拓展结构511设置在吸气通道51与正面型线侧吸气腔52连接处，以增大吸气通道51径向尺寸，加大连接处的流动面积。

本发明提供的吸气通道51结构，通过在吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处设置吸气拓展结构511，优化吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处结构，达到增大吸气通道51面积，减小气体脉动，降低吸气通道51对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行，改善高速涡旋压缩机1吸气阻力损失及脉动噪音问题。

作为本发明的另一种可选实施方式，如图3-图5所示，吸气拓展结构511包括光滑曲线拓展面，光滑曲线拓展面末端与吸气腔52相交。通过此种结构不仅增大吸气通道结构的流动面积，而且气流阻力小，以减少气流损失。此处需要说明的是，光滑曲线拓展面是指由至少两段不同圆心的弧段(也就是不同半径的弧段)组成，而相邻的弧段之间为光滑过渡结构，每个弧段的圆心所在位置需要根据计算获得，如图4所示。

图4中吸气拓展结构511为光滑曲线拓展面，由若干弧段首尾相连而成，例如，第一弧段半径为R₁，第二弧段半径为R₂，第i-1弧段半径为R_i-1，第i弧段半径为R_i；第一弧段的圆心为O₁，第二弧段的圆心为O₂，第i-1弧段圆心为O_i-1，第i弧段圆心为O_i。可以看出每个弧段的半径均不同，且圆心位置也不一样。吸气拓展结构511所在区域为a₀。

如图5所示，吸气拓展结构511的面积为S0，现有技术中常规吸气通道51的面积为S，通过图5可以看出，通过设置吸气拓展结构511，增大了吸气通道51面积，增大与吸气腔52连接处的进气面积，减少进气组件，减少进气损失。

作为本发明的进一步改进，如图4所示，当静涡旋盘5的涡旋齿为顺时针设置时，光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴。

作为本发明的进一步改进，当静涡旋盘5的涡旋齿为逆时针设置时，光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上。

作为本发明的进一步改进，吸气拓展结构511沿吸气通道51轴向的高度h满足以下公式：

0.21H≤h≤1.85H；其中H为涡旋齿的高度。

实施例3：

如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种吸气通道结构，包括设置在静涡旋盘5上的吸气通道51，吸气通道51一端与静涡旋盘5背面的吸气管连通，另一端与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52连通，如图2所示，静涡旋盘5正面型线侧具有螺旋状涡旋齿，相邻涡旋齿之间形成通道，涡旋齿末端形成吸气腔52，涡旋齿中心位置设置有排气孔53；冷媒经涡旋压缩机的吸气管进入，然后被送入到吸气通道51内，最后经吸气腔52沿涡旋齿经排气孔53排出；为了解决吸气通道51与静涡旋盘5正面型线侧吸气腔52之间进气阻力大，造成吸气损失的问题，如图3所示，本发明在吸气通道51内设置吸气拓展结构511；具体的，吸气拓展结构511设置在吸气通道51与正面型线侧吸气腔52连接处，以增大吸气通道51径向尺寸，加大连接处的流动面积。

本发明提供的吸气通道51结构，通过在吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处设置吸气拓展结构511，优化吸气通道51与静盘正面型线侧吸气腔52连接处结构，达到增大吸气通道51面积，减小气体脉动，降低吸气通道51对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行，改善高速涡旋压缩机1吸气阻力损失及脉动噪音问题。

在本实施例中，如图8所示，吸气拓展结构包括倾斜设置的直线拓展面，直线拓展面末端与吸气腔52相交。通过此种结构不仅增大吸气通道结构的流动面积，而且气流阻力小，以减少气流损失。此处需要说明的是，直线拓展面是指拓展面为直线结构，而并非圆弧或曲线结构。

进一步的，当静涡旋盘5的涡旋齿为顺时针设置时，直线拓展面的斜率为正值。当静涡旋盘5的涡旋齿为逆时针设置时，直线拓展面的斜率为负值。

作为本发明的进一步改进，吸气拓展结构511沿吸气通道51轴向的高度h满足以下公式：

0.21H≤h≤1.85H；其中H为涡旋齿的高度。

实施例4：

本实施例中，如图1-图8所示，本发明提供的一种静涡旋盘5，包括静涡旋盘本体，静涡旋盘本体正面设置有螺旋状涡旋齿，涡旋齿尾端形成吸气腔52；涡旋齿中心开设排气孔53；还包括贯穿设置在静涡旋盘本体上与吸气腔52连通的吸气通道结构。

本发明提供的静涡旋盘5，在涡旋压缩机1的静盘设置吸气拓展结构511，吸气拓展结构511位于静盘通道与正面型线侧吸气腔52的连接处，可以实现径向尺寸增加，从而加大连接处的流动面积。

实施例5：

本实施例中，本发明提供的一种涡旋压缩机1，包括上述的静涡旋盘5。

如图1所示，涡旋压缩机1，其在密封壳体内放置有压缩机构2和驱动部分3，密封壳体是由封闭容器上盖9、封闭容器筒体10及封闭容器下盖25组成。压缩机构2由静涡旋盘5、动涡旋盘6、十字滑环7构成。驱动部分3主要由电机4与曲轴13构成。

涡旋压缩机1工作过程中，由驱动部分3驱动动涡旋盘6运转，与静涡旋盘5相互啮合从而形成月牙形压缩腔。随着曲轴13的旋转，制冷剂进入静涡旋盘5的吸气通道51，且与静盘正面型线侧吸气腔52连通，动涡旋盘6作回转平动并始终保持良好的啮合状态，吸气腔制冷剂不断向中心推移，容积不断缩小，腔体内压力不断上升。当压缩达预定压缩比时，制冷剂由静涡旋盘5的中心排气孔53排出，进入密封壳体上盖9空间，经过静涡旋盘5与上支架8排气通道进入电机4空间，对电机4进行冷却，然后排出涡旋压缩机1外，进入空调系统完成制冷/制热循环。

如图2-图4所示，本发明的涡旋压缩机中静涡旋盘5的正面有螺旋状涡旋齿，涡旋齿的高度为H。其尾端有吸气腔52，在中心处开设有排气孔53。

具体如图3，静涡旋盘5背面的吸气通道51与正面尾端吸气腔52相贯连通，背面吸气通道51内设置吸气拓展结构511。

如图4所示，该吸气拓展结构511为圆弧或者光滑曲线过渡，且圆弧或者光滑曲线过渡结构与涡旋齿的吸气腔52相交。如静涡旋盘的涡旋齿是顺时针设置，该吸气拓展结构的圆弧的圆心或光滑曲线各点对应的曲率半径的中心(O1、O2…Oi-1、Oi，其中i为自然数)落在以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴。如静涡旋盘的涡旋齿是逆时针设置，该吸气拓展结构的圆弧的圆心或光滑曲线各点对应的曲率半径的中心(O1、O2…Oi-1、Oi，其中i为自然数)落在以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上。

上述圆弧或者光滑曲线特征构成该吸气拓展结构形成的通道区域a0，该区域沿轴向方向进行延伸，形成吸气通道51空间的拓展，从而将吸气拓展结构511与静盘吸气通道51连接成一体，加工时，静涡旋盘5的吸气通道51的吸气拓展结构511可以通过铣削加工或者铸造成型的方式实现。本发明中，吸气拓展结构511的轴向延伸高度尺寸为h。同时，较优地需满足以下公式要求：0.21H≤h≤1.85H，其中H是涡旋齿的高度。

如图5所示，该吸气拓展结构511的剖视图，在现有常规吸气通道51面积S的基础上，其中网状剖面部分就是增大的冷媒流通面积S0。加大了连接处的流动面积，实现气体流通通道尺寸增加。如图7所示，与本发明对比，未拓展吸气区域及流通面积明显偏小。

本发明的涡旋压缩机包括一种有效的吸气通道结构，达到增大吸气通道面积，减小气体脉动，降低吸气通道对压缩机的振动激励，实现压缩机可靠运行。改善高速涡旋压缩机吸气阻力损失及脉动噪音问题。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种吸气通道结构，其特征在于，包括设置在静涡旋盘上的吸气通道，所述吸气通道一端与所述静涡旋盘背面的吸气管连通，另一端与所述静涡旋盘正面型线侧吸气腔连通；还包括吸气拓展结构；所述吸气拓展结构设置在所述吸气通道与正面型线侧吸气腔连接处，以增大吸气通道径向尺寸，加大连接处的流动面积。

2.根据权利要求1所述的吸气通道结构，其特征在于，所述吸气拓展结构包括圆弧拓展面或光滑曲线拓展面，所述圆弧拓展面末端或所述光滑曲线拓展面末端与吸气腔相交。

3.根据权利要求1所述的吸气通道结构，其特征在于，所述吸气拓展结构包括倾斜设置的直线拓展面，所述直线拓展面末端与吸气腔相交。

4.根据权利要求2所述的吸气通道结构，其特征在于，当静涡旋盘的涡旋齿为顺时针设置时，所述圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴；或者是，所述光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第三、第四象限范围内或横坐标上轴。

5.根据权利要求2所述的吸气通道结构，其特征在于，当静涡旋盘的涡旋齿为逆时针设置时，所述圆弧拓展面的圆心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上；或者是，所述光滑曲线拓展面各点对应的曲率半径的中心位于以排气孔中心建立的笛卡尔坐标系的第一、第二、第三象限范围内或横坐标轴上。

6.根据权利要求3所述的吸气通道结构，其特征在于，当静涡旋盘的涡旋齿为顺时针设置时，所述直线拓展面的斜率为正值。

7.根据权利要求3所述的吸气通道结构，其特征在于，当静涡旋盘的涡旋齿为逆时针设置时，所述直线拓展面的斜率为负值。

8.根据权利要求1所述的吸气通道结构，其特征在于，所述吸气拓展结构沿所述吸气通道轴向的高度h满足以下公式：

0.21H≤h≤1.85H；其中H为涡旋齿的高度。

9.一种静涡旋盘，其特征在于，包括静涡旋盘本体，所述静涡旋盘本体正面设置有螺旋状涡旋齿，所述涡旋齿尾端形成吸气腔；所述涡旋齿中心开设排气孔；还包括贯穿设置在所述静涡旋盘本体上与所述吸气腔连通的如权利要求1-8中任一所述的吸气通道结构。

10.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括如权利要求9所述的静涡旋盘。