本實用新型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。

渦旋壓縮機通常包括由定渦旋部件和動渦旋部件構成的壓縮機構。為了保證壓縮機構的正常工作，定渦旋部件和動渦旋部件需要合適地潤滑。在一種形式中，已知在動渦旋部件的端板中設置有從動渦旋部件的徑向內側延伸到壓縮機構的其中一個或多個吸氣壓力區域的潤滑劑供給通道。潤滑劑供給通道的吸入口可以位于動渦旋部件的轂部的內側或外側。由此，通過形成在驅動軸中的潤滑劑通路輸送到主軸承座的凹部中的一部分潤滑劑部分地在主軸承座的凹部內的壓力與壓縮機構的吸氣壓力區域之間的壓力差的作用下供給到壓縮機構內，其他的潤滑劑經由主軸承座與驅動軸之間的間隙或者專門設計的潤滑劑排泄通道流出主軸承座的凹部。

在馬達或驅動軸的轉速可變的壓縮機(例如，變頻壓縮機)中，通常整個壓縮機的油循環率要設計成滿足壓縮機的低速運轉工況。然而，在這種情況下，當壓縮機高速運轉時，通過驅動軸供給到主軸承座的凹部的潤滑劑量增加，并且主軸承座內的壓力(下文中也稱之為背壓)升高。由于所述背壓與吸氣壓力區域之間的壓力差增大，供給到壓縮機構中的潤滑劑量也會增大，從而導致整個壓縮機的油循環率增大。為了應對這種油循環率的增大，需要在壓縮機中或者整個制冷系統中設置油分離器，增加了成本。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種油循環率能夠得到合理控制的壓縮機。

根據本實用新型實施方式的一個方面，提供了一種渦旋壓縮機，其包括：馬達，所述馬達包括驅動軸；定渦旋部件，所述定渦旋部件包括定渦旋端板和形成在所述定渦旋端板上的螺旋狀的定渦旋葉片；動渦旋部件，所述動渦旋部件包括動渦旋端板、形成在所述動渦旋端板第一側的螺旋狀的動渦旋葉片、形成在所述動渦旋端板第二側的轂部，所述動渦旋葉片和所述定渦旋葉片彼此接合以在其間形成一系列壓縮腔；主軸承座，所述主軸承座包括壁部，所述壁部限定所述轂部能夠在其中平動轉動的凹部；潤滑劑供給通道，所述潤滑劑供給通道構造成將潤滑劑從所述凹部供給到其中一個壓縮腔或其附近；潤滑劑排放通道，所述潤滑劑排放通道用于從所述凹部選擇性地排出潤滑劑，以及設置在所述潤滑劑排放通道中的限壓閥，所述限壓閥構造成在所述凹部內的壓力小時提供小的開度并且在所述凹部內的壓力大時提供大的開度。

采用本實用新型，由于限壓閥可以在凹部內的背壓較高時釋放較多的壓力，而在凹部內的背壓較低時釋放較少的壓力，所以不管壓縮機的馬達的轉速如何，都能夠使得凹部內的背壓和吸氣壓力區域之間的壓力差保持在合適的水平，從而使得供給到壓縮機構內的潤滑劑量保持適度，亦即合理控制了整個壓縮機的油循環率。因此，本實用新型可以很好地平衡壓縮機在低速及高速的不同要求。

附圖說明

通過以下參照附圖的描述，本實用新型的一個或幾個實施方式的特征和優點將變得更加容易理解，其中：

圖1是常規的渦旋壓縮機的縱剖視圖；

圖2是根據一種示例的壓縮機構和主軸承座的縱剖視圖；

圖3和3A分別是根據本實用新型第一實施方式的壓縮機構和主軸承座的側視圖和局部放大圖；

圖4和4A分別是根據本實用新型第二實施方式的壓縮機構和主軸承座的側視圖和局部放大圖；

圖5是根據本實用新型第三實施方式的壓縮機構和主軸承座的側視圖；以及

圖6是根據本實用新型的一種變型的壓縮機構和主軸承座的側視圖。

具體實施方式

下面對本實用新型各種實施方式的描述僅僅是示范性的，而絕不是對本實用新型及其應用或用法的限制。在各個附圖中采用相同的附圖標記來表示相同的部件，因此相同部件的構造將不再重復描述。

首先將參照圖1描述渦旋壓縮機的總體構造和運行原理。如圖1所示，渦旋壓縮機100(下文中有時也會稱為壓縮機)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之間的空間構成高壓側，而隔板116、殼體110和底蓋114之間的空間構成低壓側。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構成的馬達120。轉子124中設置有驅動軸130以驅動由定渦旋部件150和動渦旋部件160構成的壓縮機構。動渦旋部件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。定渦旋部件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在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。

動渦旋部件160的一側由主軸承座140的上部(即支撐部)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和動渦旋部件160的轂部162之間設置有卸載襯套142。通過馬達120的驅動，動渦旋部件160將相對于定渦旋部件150平動轉動(即，動渦旋部件160的中心軸線繞定渦旋部件150的中心軸線旋轉，但是動渦旋部件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部件150和動渦旋部件160之間設置的十字滑環190來實現。經過定渦旋部件150和動渦旋部件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，可以在排氣口152處設置單向閥或排氣閥170。

為了實現流體的壓縮，定渦旋部件150和動渦旋部件160之間需要有效密封。

一方面，定渦旋部件150的螺旋葉片156的頂端與動渦旋部件160的端板164之間以及動渦旋部件160的螺旋葉片166的頂端與定渦旋部件150的端板154之間需要軸向密封。通常，在定渦旋部件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部件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的支撐部支撐，所以利用背壓腔158中的壓力可以有效地將定渦旋部件150和動渦旋部件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部件150向上運動。此時，壓縮腔中的流體將通過定渦旋部件150的螺旋葉片156的頂端與動渦旋部件160的端板164之間的間隙以及動渦旋部件160的螺旋葉片166的頂端與定渦旋部件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，定渦旋部件150的螺旋葉片156的側表面與動渦旋部件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部件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，通過馬達120的驅動，動渦旋部件160將相對于定渦旋部件150平動轉動，從而動渦旋部件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部件和動渦旋部件徑向密封的驅動力分量。動渦旋部件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部件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。

下面將描述壓縮機中各部件的潤滑過程。在圖1所示的立式渦旋壓縮機的示例中，在壓縮機殼體的底部存儲有潤滑劑。相應地，在驅動軸130中形成有大致沿其軸向延伸的通道，即形成在驅動軸130下端的中心孔136和從中心孔136向上延伸到偏心曲柄銷132端面的偏心孔134。中心孔136的端部浸沒在壓縮機殼體底部的潤滑劑中或者以其他方式被供給有潤滑劑。在一種示例中，可以在該中心孔136中或其附近設置潤滑劑供給裝置，例如如圖1所示的油泵或油叉138等。在壓縮機的運轉過程中，中心孔136的一端被潤滑劑供給裝置供給有潤滑劑，進入中心孔136的潤滑劑在驅動軸130旋轉過程中受到離心力的作用而被泵送或甩到偏心孔134中并且沿著偏心孔134向上流動一直到達偏心曲柄銷132的端面。從偏心曲柄銷132的端面排出的潤滑劑沿著卸載襯套142與偏心曲柄銷132之間的間隙以及卸載襯套142與轂部162之間的間隙向下流動到達主軸承座140的凹部146中。聚集在凹部146中的一部分潤滑劑流動穿過主軸承144向下流動，一部分潤滑劑被轂部162攪動而向上運動到達動渦旋部件160的端板164的下側并隨著動渦旋部件160的平動轉動而遍布動渦旋部件160和主軸承座140之間的止推表面。

在壓縮機的運轉過程中，供給到壓縮機中的各種活動部件上的潤滑劑被甩出和飛濺以形成液滴或霧。這些潤滑劑液滴或霧將混合在從進氣接頭118吸入的工作流體(或者制冷劑)中。隨后這些混合有潤滑劑液滴的工作流體被吸入到定渦旋部件150和動渦旋部件160之間的壓縮腔中以實現這些渦旋部件內部的潤滑、密封和冷卻。動渦旋部件和定渦旋部件之間的這種潤滑通常稱之為油霧潤滑。

然而，在某些特定工況下，這種油霧潤滑無法向動渦旋部件和定渦旋部件供給足夠的潤滑劑，這會增大動渦旋部件和定渦旋部件的磨損并且會影響二者之間的密封效果，從而導致整個壓縮機的性能下降。為此，在圖2所示的示例中，設置了從主軸承座140的凹部146向定渦旋部件150和動渦旋部件160之間的其中一個或多個壓縮腔或其附近供給潤滑油的潤滑劑供給通道OP。具體地，在圖2所示的示例中，潤滑劑供給通道OP可以形成在動渦旋部件160的動渦旋端板164中并且可以包括潤滑劑入口11和潤滑劑出口12，并且潤滑劑供給通道OP從凹部46延伸到最外側的壓縮腔C1或其附近。或者說，潤滑劑供給通道OP從凹部46延伸到動渦旋葉片66的最外側部分的附近，或延伸到由動渦旋部件和定渦旋部件構成的壓縮機構的吸氣口附近。潤滑劑入口11形成在動渦旋部件160的轂部162的徑向外側。潤滑劑入口11和潤滑劑出口12可以由設置在端板164中的連通通道13連接。

如圖2所示，從驅動軸130的偏心孔134排出的潤滑劑將聚集在主軸承座140的凹部146中。隨著動渦旋部件160的轂部162在凹部146中的平動轉動，凹部146中的潤滑劑受到離心力的作用并形成如圖2中由OL指示的大致拋物線狀的液面。該液面OL內的潤滑劑在離心力產生的正壓下以及在凹部146內的壓力(背壓)與壓縮機構的吸氣壓力區域之間的壓力差的作用下從潤滑劑入口11被吸入，然后經過連通通道13從潤滑劑出口12排出到最外側壓縮腔C1中或其附近，如圖2中的箭頭所示。

在另一種示例中，潤滑劑供給通道OP的潤滑劑入口11可以設置在轂部162的內側，例如如圖6所示。在這種情況下，從驅動軸130的偏心孔134排出的部分潤滑劑也可以在凹部146內的壓力與壓縮機構的吸氣壓力區域之間的壓力差的作用下從潤滑劑入口11被吸入，最終供給到壓縮機構的吸氣壓力區域中。

如上所述，當壓縮機的驅動軸130的轉速增大時，供給到凹部146中的潤滑劑量增加并且凹部146中的背壓增加，由此供給到壓縮機構中的潤滑劑量增加，這也進一步導致整個壓縮機或制冷系統的油循環率增大。

為此，在如圖3和3A所示的根據本實用新型的第一實施方式中，在主軸承座140的壁部148中進一步設置了潤滑劑排放通道DP。潤滑劑排放通道DP用于從凹部146選擇性地排出潤滑劑。在圖中所示的示例中，潤滑劑排放通道DP設置成形成在所述壁部148的側壁中的水平鉆孔。但是，本領域技術人員應該理解，潤滑劑排放通道DP也可以根據設計需要形成為傾斜的鉆孔，或者也可以設置在壁部148的底壁中。在其他示例中，潤滑劑排放通道DP還可以包括從上述鉆孔進一步延伸的管構件或通道構件，以進一步控制從凹部146中排出的潤滑劑的流動方向或流動路徑。

進一步地，在潤滑劑排放通道DP中設置有限壓閥V。限壓閥V構造成在凹部146內的壓力小時提供小的開度并且在凹部146內的壓力大時提供大的開度。在圖3A所示的示例中，限壓閥V構造成彈簧加載的閥，例如彈簧球閥。該彈簧球閥可以直接安裝在潤滑劑排放通道DP中。作為非限制性的示例，該彈簧球閥可以包括具有開口20的殼體10，用于打開和關閉所述開口20的閥構件30(例如滾珠，本領域技術人員也可以設想其他閥構件，例如板狀件等)，以及對所述閥構件30施加彈性力的彈性構件40(如壓縮彈簧)。利用如此設計的限壓閥V，當凹部146內的壓力小時，閥構件30在彈性構件40的作用下抵靠開口20，從而提供小的開度(開度的最小值可以設定為零)。當凹部146中的壓力較大時，閥構件30在凹部146中的壓力的作用下克服一部分彈性構件40的彈性力而提供較大的開度。換言之，限壓閥V的開度特性可以設定成當凹部146內的壓力小于第一預定壓力時關閉，以及當凹部146內的壓力大于第二預定壓力時完全打開，第二預定壓力大于所述第一預定壓力。限壓閥V在完全關閉的狀態與完全打開的狀態之間可以設定為提供線性地或非線性地開度特性。

限壓閥V的最小開度可以設計成滿足壓縮機構所需的最小潤滑劑量，亦即對凹部146中的壓力提供最小的泄壓效果，使得盡可能多的潤滑劑進入壓縮機構中。限壓閥V的最大開度可以設計成滿足渦旋壓縮機的最大容許油循環率，亦即對凹部146中的壓力提供最大的泄壓效果，使得合理量的潤滑劑進入壓縮機構中而保證合適的油循環率。

除了參照凹部146中的壓力來設定限壓閥V的開度特性，還可以根據供給到凹部146中的潤滑劑量或者根據馬達或驅動軸130的轉速來設定限壓閥V的開度特性。例如，限壓閥V可以設定成當供給到凹部146的潤滑劑量小于第一預定量時關閉，以及當供給到凹部146的潤滑劑量大于第二預定量時完全打開，所述第二預定量大于所述第一預定量。或者，限壓閥V可以設定成在驅動軸130的轉速小于第一預定值時關閉，以及在驅動軸的轉速大于第二預定值時完全打開，所述第二預定值大于所述第一預定值。

在圖4和4A所示的根據本實用新型的第二實施方式中，限壓閥V可以構造成簧片閥。具體地，該簧片閥可以包括用于打開和關閉潤滑劑排放通道的閥構件50以及對閥構件施加彈性力的閥臂部60。簧片閥可以設置在主軸承座140的壁部外側，并且閥臂部60可以僅有螺釘或鉚釘等固定到主軸承座140的壁部。

在圖5所示的根據本實用新型的第三實施方式中，限壓閥V可以構造成電子控制的閥(例如電磁閥)。該電子控制的閥的開度特性可以根據驅動軸130的轉速、或供給到凹部146中的潤滑劑量、或凹部146中的壓力而設計。驅動軸130的轉速、供給到凹部146中的潤滑劑量或凹部146中的壓力可以通過設置在壓縮機中的相應的傳感器來檢測，并且檢測到的信號可以直接或間接地傳輸到上述電子控制的閥以提供更精確的開度控制，從而實現更加優化的油循環率控制。

在圖6所示的根據本實用新型的變型中，潤滑劑供給通道OP的潤滑劑入口11設置在動渦旋部件160的轂部162的內側，而不是像圖3所示的設置在轂部162的外側。在該變型中的潤滑劑排放通道DP中可以設置如上述第一實施方式、第二實施方式或第三實施方式所述的彈簧球閥、簧片閥或者電子控制的閥，并且可以實現如上述實施方式類似的有益效果。

盡管在此已詳細描述本實用新型的各種實施方式，但是應該理解本實用新型并不局限于這里詳細描述和示出的具體實施方式，在不偏離本實用新型的實質和范圍的情況下可由本領域的技術人員實現其它的變型和變體。所有這些變型和變體都落入本實用新型的范圍內。而且，所有在此描述的構件都可以由其他技術性上等同的構件來代替。