CN101892984A - 涡旋机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机利用设计有快速压缩涡卷轮廓的涡卷轮廓。所述轮廓在压缩处理的过程中利用较小的涡轮齿和较低的叶片纵横比。非绕转涡旋构件与主轴承箱形成整体。驱动轴延伸穿过主轴承箱、非绕转涡旋构件以及绕转涡旋构件。在一个实施例中，平衡重物靠近所述绕转涡旋构件设置。在另一个实施例中，上部轴承箱靠近所述绕转涡旋构件设置。在另一个实施例中，上部轴承箱靠近所述绕转涡旋构件设置，而一平衡重物靠近所述上部轴承箱设置。

Description

涡旋机
本申请是2007年9月14日提交的中国专利申请No.200710153687.2的分案申请。
技术领域
本发明涉及涡旋体(scroll)类型的机器。更具体而言，本发明涉及涡旋压缩机，所述涡旋压缩机组合有可以使部件的数量、涡旋压缩机的尺寸以及复杂性降低的特性。
背景技术
制冷及气体调节系统大体上包括压缩机、冷凝器、膨胀阀或类似装置、以及蒸发器。这些部件依次进行结合以限定连续的流动路径。典型称为制冷剂的工作流体流经所述系统并在液相和蒸气相或气相之间交替变换。
多种压缩机已被用于制冷系统中，包括但不限于往复式压缩机、螺杆式压缩机和旋转式压缩机。旋转式压缩机可以包括叶片式压缩机、涡旋机以及其它旋转样式的压缩机。
涡旋机主要由于其能够进行非常有效的操作而在制冷及气体调节的应用中越来越广泛作为压缩机的选择。涡旋压缩机典型地构建为使用两个涡旋构件，而各涡旋构件具有端板和从所述端板延伸的螺旋涡卷(spiral wrap)。螺旋涡卷以相对的方式排列，而使两个螺旋涡卷互安装。涡旋构件被安装为使所述涡旋构件彼此相对地进行绕转运动而接合。在这种绕转运动的过程中，螺旋涡卷限定了连续序列的封闭空间，当各封闭空间从相对较低吸入压力下的径向地外部位置向相对较高排出压力下的中部位置向内运动时，各个封闭空间的尺寸逐渐减小。压缩气体从中部位置的封闭空间经过排出通道排出，所述排出通道经过其中一个涡旋构件的端板形成。
提供有进行操作以经由合适的固定至马达转子的驱动轴驱动其中一个涡旋构件的电动马达或另一种能源。在封闭式压缩机中，封闭壳的底部通常包含对压缩机的不同部件进行润滑和冷却的油槽。
两个涡旋构件的相对旋转典型地由抗旋转机构进行控制。其中一种较广泛的抗旋转机构是十字联轴节(Oldham coupling)，所述十字联轴节或键合至两个涡旋构件或键合至其中一个涡旋构件以及诸如轴承箱之类的固定部件。虽然十字联轴节是一种广泛的选择，然而也可以使用其它的抗旋转机构。
由于涡旋压缩机的使用越来越广泛，这些压缩机的发展致力于减小尺寸、降低复杂性并降低成本，而不会对涡旋压缩机的性能产生负面影响的设计。
发明内容
本发明涉及涡旋压缩机设计的领域，所述涡旋压缩机设计提供有以上详细描述的设计目的。本发明的所有实施例组合有绕转和非绕转涡旋构件，所述绕转和非绕转涡旋构件设计有快速压缩涡卷轮廓。所述涡卷轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了叶片的纵横比、并且减少了用于涡旋构件的加工量。非绕转涡旋构件和主轴承箱形成整体，从而降低了成本和复杂性。本发明的另一个特点是：驱动轴延伸穿过各涡旋构件的中部，并且平衡重物设置在两个涡旋构件上方。这样允许将平衡重物设置得紧靠绕转的涡旋构件的重心，由此减小了尺寸。将平衡重物设置在两个涡旋构件上方，平衡重物还可被设计为限制涡旋构件的轴向运动，并且平衡重物还可以设计为起旋转排出阀的作用。
在一种设计选择中，十字联轴节被用作抗旋转设备。在另一种设计选择中，十字联轴节由摆杆替换。在另一种设计选择中，驱动轴由位于两个涡旋构件上方的轴承支撑，与其它设计中的情况不同并不在其上端被支撑。
本发明的进一步的适用范围将通过以下详细的说明而清楚。应当理解的是表述本发明优选实施例的详细的说明和特定的实例仅仅是为了示例性的目的而不是为了限制本发明的范围。
附图说明
通过详细的说明和附图，可以更完全地理解本发明。在附图中：
图1是组合有本发明独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图2是示出了图1中示出的压缩机的两个涡旋构件、平衡重物、十字联轴节以及驱动轴的透视图；
图3是示出了图1中示出的绕转涡旋构件的涡卷轮廓的透视图；
图4是示出了图1中示出的非绕转涡旋构件的涡卷轮廓的透视图；
图5是压缩机的纵向截面图，其中十字联轴节已由摆杆替换；
图6是类似于图2的透视图，但示出了替换如图5所示出的十字联轴节的摆杆；
图7是组合有根据本发明另一实施例的独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图8是类似于图2的透视图，增加了用于支撑如图7所示驱动轴的上部支撑保持件；
图9是组合有根据本发明另一实施例的独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图10是图9示出的绕转涡旋构件的透视图；
图11是图9示出的非绕转涡旋构件的排出口的放大透视图；
图12是组合有根据本发明另一实施例的独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图13是图12示出的旋转阀的俯视图；
图14是图12示出的旋转阀的底部透视图；
图15是组合有根据本发明另一实施例的独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图16是组合有根据本发明另一实施例的独特设计特点的涡旋压缩机的纵向截面图；
图17是图16示出的非绕转涡旋机的透视图。
具体实施方式
以下对优选实施例的描述仅仅是对本发明实质的示例，而并非旨在对本发明、其应用或用途进行限制。
现参考附图，其中类似的附图标记表示整个视图中类似或对应的部件。图1示出了一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机组合有本发明的独特设计特点并总体上由附图标记10表示。
涡旋压缩机10包括大体上筒状的封闭壳12，所述封闭壳12在其上端焊接有帽部14，而在其下端焊接有基部16，所述基部16具有多个与所述基部16整体形成的安装脚(未示出)。帽部14设置有制冷剂排出接头18，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体12的主要元件包括入口接头22、适当地固定至壳体12的主轴承箱24、以及马达定子28。马达定子28的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子28在壳体12中压配合。马达定子28上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子28和壳体12之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体12的顶部向其底部返流。
在上端具有偏心的曲柄销32的驱动轴或曲柄轴30可旋转轴颈接合在主轴承箱24的轴承34中。曲柄轴30在其下端具有管状延长部36，所述管状延长部36与径向倾斜并向外设置的孔38相通，所述孔38从所述管状延长部36向上延伸至曲柄销32的顶部。壳体12内部的下部形成油槽40，所述油槽40充装润滑油。管状延长部36延伸至油槽40中，并且结合所述孔38的管状延长部36用作为泵而将润滑油向上泵送至曲柄轴30并最终泵送至所有需要润滑的压缩机10的不同部分。
曲柄轴30由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子28，具有经过所述马达定子28的线圈42；以及马达转子44，其压配合至曲柄轴30上。下部平衡重物46附连至马达转子44，而上部平衡重物48附连至曲柄轴30的上端。普通类型的马达保护器50设置在马达线圈42附近，从而如果马达线圈42超过其正常的操作温度，马达保护器50将使马达断电。
曲柄轴30延伸穿过绕转涡旋构件56的中部。绕转涡旋构件56包括端板58，所述端板58具有设计有如下所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或螺旋涡卷60。筒状毂62从端板58向下伸出，所述筒状毂62中具有轴颈轴承64并驱动地设置曲柄销32。
绕转涡卷60与形成部分非绕转涡旋构件68的非绕转涡卷66啮合，所述非绕转涡旋构件68与主轴承箱24形成整体。在绕转涡旋构件56相对非绕转涡旋构件68的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件56和68径向外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
绕转涡旋构件56具有径向向内设置的排出口70，所述排出口70与由帽部14和壳体12限定的排出腔72流体相通。由涡卷60和66之间的移动腔室压缩的流体经过排出口70排出至排出腔72。
上部平衡重物48在紧靠绕转涡旋构件56的端板58的位置旋转。在上部平衡重物48的旋转过程中，排出口70由上部平衡重物48周期性覆盖和露出，所述排出口70使上部平衡重物48作为用于压缩机10的旋转排出阀。
十字联轴节80防止涡旋构件56和68相对旋转，所述十字联轴节80具有：第一对键，滑动地设置在非绕转涡旋构件68中沿直径相对的狭槽中；第二对键，滑动地设置在绕转涡旋构件56中沿直径相对的狭槽中。
如上所述，涡卷60和66限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，除了用于上部平衡重物48的滚道之外不需要对端板58的后侧进行加工，并且可以使用粉末金属处理来制造绕转涡旋构件56。优选的用于涡卷60和66的轮廓在下表中给出，其中Ri是最初的摆动半径偏量，而RG是产生的半径偏量：
Figure BSA00000185606400061
如图所示，主轴承箱24和非绕转涡旋构件68是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件68和主轴承箱24的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转涡卷66的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机10优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体12、帽部14和基部16限定的容积在排出压力下。这样，排出接头18可以方便地设置在壳体12或帽部14上。入口接头22密封地接合壳体12并延伸穿过壳体12，并且入口接头22被密封地接收在非绕转涡旋构件68中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机10。
现参考图5，其中示出了根据本发明的另一个实施例的涡旋压缩机，并且所述涡旋压缩机大体上由附图标记110表示。
涡旋压缩机110包括大体上筒状的封闭壳112，所述封闭壳112在其上端焊接有帽部114，而在其下端焊接有基部116，所述基部116具有多个与所述基部116整体形成的安装脚(未示出)。帽部114设置有制冷剂排出接头118，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体112的主要元件包括入口接头122、适当地固定至壳体112的主轴承箱124、以及马达定子128。马达定子128的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子128在壳体112中压配合。马达定子128上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子128和壳体112之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体112的顶部向其底部返流。
在上端具有偏心的曲柄销132的驱动轴或曲柄轴130可旋转轴颈接合在主轴承箱124的轴承134中。曲柄轴130在其下端具有管状延长部136，所述管状延长部136与径向倾斜并向外设置的孔138相通，所述孔138从所述管状延长部136向上延伸至曲柄销132的顶部。壳体112内部的下部形成油槽140，所述油槽140充装润滑油。管状延长部136延伸至油槽140中，并且结合所述孔138的管状延长部136用作为泵而将润滑油泵送至曲柄轴130并最终泵送至所有需要润滑的压缩机110的不同部分。
曲柄轴130由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子128，具有经过所述马达定子128的线圈142；以及马达转子144，其压配合至曲柄轴130上。下部平衡重物146附连至马达转子144，而上部平衡重物148附连至曲柄轴130的上端。普通类型的马达保护器150设置在马达线圈142附近，从而如果马达线圈142超过其正常的操作温度，马达保护器150将使马达断电。
曲柄轴130延伸穿过绕转涡旋构件156的中部。绕转涡旋构件156包括端板158，所述端板158具有设计有如下所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或螺旋涡卷160。筒状毂162从端板158向下伸出，所述筒状毂162中具有轴颈轴承164并驱动地设置曲柄销132。
绕转涡卷160与形成部分非绕转涡旋构件168的非绕转涡卷166啮合，所述非绕转涡旋构件168与主轴承箱124形成整体。在绕转涡旋构件156相对非绕转涡旋构件168的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件156和168径向外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
绕转涡旋构件156具有径向向内设置的排出口170，所述排出口170与由帽部114和壳体112限定的排出腔172流体相通。由涡卷160和166之间的移动腔室压缩的流体经过排出口170排出至排出腔172。
上部平衡重物148在紧靠绕转涡旋构件156的端板158的位置旋转。在上部平衡重物148的旋转过程中，排出口170由上部平衡重物148周期性覆盖和露出，所述排出口170使上部平衡重物148作为用于压缩机110的旋转排出阀。
摆杆178防止涡旋构件156和168相对旋转，所述摆杆178包括大体上U形的延长部180，所述延长部180附连至绕转涡旋构件156的端板158或与绕转涡旋构件156的端板158形成整体。U形的延长部180接合大体上矩形的轴承182，所述轴承182可枢转地设置在支柱184上，其中所述支柱184从非绕转涡旋构件168延伸。U形延长部180和轴承182之间的接合与轴承182和支柱184之间的接合相协作而阻止绕转涡旋构件156相对非绕转涡旋构件168的旋转，但允许绕转涡旋构件156相对非绕转涡旋构件168必要的绕动，从而形成了所述移动腔室，并且在曲柄轴130的旋转过程中使所述移动腔室径向向内移动。
如上所述，涡卷160和166还限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，除了上部平衡重物148的滚道之外不需要对端板158的后侧进行加工而成，并且可以使用粉末金属处理制造绕转涡旋构件156。优选的用于涡卷160和166的轮廓在下表中给出，其中Ri是最初的摆动半径偏量，而RG是产生的半径偏量：
Figure BSA00000185606400081
如图所示，主轴承箱124和非绕转涡旋构件168是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件168和主轴承箱124的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转涡卷166的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机110优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体112、帽部114和基部116限定的容积在排出压力下。这样，排出接头118可以方便地设置在壳体112或帽部114上。入口接头122密封地接合壳体112并延伸穿过壳体112，并且入口接头122被密封地接收在非绕转涡旋构件168中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机110。
现参考图7和图8，其中示出了根据本发明的另一个实施例的压缩机10’。压缩机10’与压缩机10相同，除了主轴承箱24和非绕转涡旋构件68的整体部件以主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’的整体部件替代。主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’的整体部件与主轴承箱24和非绕转涡旋构件68的整体部件相同，除了主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’包括上部轴承箱90之外。上部轴承箱90包括多个支撑支柱92和轴承支撑件94。支撑支柱92与主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’形成整体，或者支撑支柱92与主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’可以通过本领域已公知的方法相连的分离的部件。轴承支撑件94使用多个螺钉或通过本领域已公知的其它方法附连至多个支撑支柱92。多个支撑支柱92沿主轴承箱24’和非绕转涡旋构件68’的外周间隔开，从而使支撑支柱92与上部平衡重物48不干扰。轴承支撑件94将上部轴承96定位，曲柄轴30可旋转地设置在所述上部轴承96中。由此，曲柄销30由设置在主轴承箱24’中的轴承34及由设置在轴承支撑件94中的上部轴承96支撑。与压缩机10有关的设计、功能、操作、以及优点同样与压缩机10’有关，包括但不限于使用图6中示出的十字联轴节88的能力以及组合快速压缩涡卷轮廓。
现参考图9-11，其中示出了组合有根据本发明的另一个实施例的设计特点的涡旋压缩机并且所述涡旋压缩机大体上由附图标记210表示。
涡旋压缩机210包括大体上筒状的封闭壳212，所述封闭壳212在其上端焊接有帽部214，而在其下端焊接有基部216，所述基部216具有多个与所述基部216整体形成的安装脚(未示出)。帽部214设置有制冷剂排出接头218，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体212或帽部214的主要元件包括上部轴承箱220、入口接头222、适当地固定至壳体212的主轴承箱224、以及马达定子226。马达定子226的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子226在壳体212中压配合。马达定子226上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子226和壳体212之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体212的顶部向其底部返流。
在上端具有偏心的曲柄销232的驱动轴或曲柄轴230可旋转地轴颈接合在主轴承箱224的轴承234中以及上部轴承箱220的轴承235内。曲柄轴230在其下端具有管状延长部236，所述管状延长部236与径向倾斜并向外设置的孔238相通，所述孔238从所述管状延长部236向上延伸至曲柄销232的顶部。壳体212内部的下部形成油槽240，所述油槽240充装润滑油。管状延长部236延伸至油槽240中，并且结合所述孔238的管状延长部236用作为泵而将润滑油向上泵送至曲柄轴230并最终泵送至所有需要润滑的压缩机210的不同部分。
曲柄轴230由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子226，具有穿过所述马达定子的线圈242；以及马达转子244，压配合至曲柄轴230上。下部平衡重物246附连至马达转子244，而上部平衡重物248附连至马达转子244的上端。普通类型的马达保护器250设置在马达线圈242附近，从而如果马达线圈242超过其正常的操作温度，马达保护器250将使马达断电。
曲柄轴230延伸穿过绕转涡旋构件256的中部。绕转涡旋构件256包括端板258，所述端板258具有设计有如上所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或螺旋涡卷260。筒状毂262从端板258向下伸出，所述筒状毂262其中具有轴颈轴承并驱动地设置曲柄销232。
绕转涡卷260与形成部分非绕转涡旋构件268的非绕转涡卷266啮合，所述非绕转涡旋构件268与主轴承箱224形成整体。在绕转涡旋构件256相对非绕转涡旋构件268的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件256和268径向地外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
绕转涡旋构件256具有径向向内设置的排出狭槽270，所述排出狭槽270与延伸穿过非绕转涡旋构件268的排出口272流体连通，所述非绕转涡旋构件268与由帽部214和壳体212限定的排出腔274流体相通。由涡卷260和266之间的移动腔室压缩的流体经过排出狭槽270和排出口272排出至排出腔274。
通常的十字联轴节288防止涡旋构件256和268相对旋转，所述十字联轴节288具有：第一对键，滑动地设置在非绕转涡旋构件268中沿直径相对的狭槽中；第二对键，滑动地设置在绕转涡旋构件256中沿直径相对的狭槽中，如图9所示。虽然图9示出十字联轴节288作为用于防止涡旋构件256和268相对旋转的机构，但将十字联轴节288根据需要替换为如上所述的摆杆78也在本发明的范围内。
如上所述，涡卷260和266限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，并且可以使用粉末金属处理制造绕转涡旋构件256。优选的用于涡卷260和266的轮廓在以前的描述涡卷60和66的表中给出。
如图所示，主轴承箱224和非绕转涡旋构件268是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件268和主轴承箱224的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转螺旋涡卷266的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机210优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体212、帽部214和基部216限定的容积在排出压力下。这样，排出接头218可以方便地设置在壳体212或帽部214上。入口接头222密封地接合壳体212并延伸穿过壳体212，并且入口接头222被密封地接收在非绕转涡旋构件268中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机210。
现参考图10，其中示出了绕转涡旋构件256的排出狭槽270。排出狭槽270延伸穿过筒状毂262和轴颈轴承264，所述轴颈轴承264压配合在筒状毂262中。
现参考图11，其中示出了非绕转涡旋构件268的排出口272。排出口272包括成形的凹槽278，所述凹槽278与倾斜孔280相通，所述倾斜孔280与排出腔274相通。在绕转涡旋构件256的绕转运动过程中，绕转涡卷260打开及闭合排出狭槽270和排出口272而将压缩气体从最内部的移动腔室向排出腔274移动。
现参考图12，其中示出了组合有根据本发明的另一个实施例的独特设计特点的涡旋压缩机，并且所述涡旋压缩机大体上由附图标记310表示。
涡旋压缩机310包括大体上筒状的封闭壳312，所述封闭壳312在其上端焊接有帽部314，而在其下端焊接有基部316，所述基部316具有多个与所述基部316整体形成的安装脚(未示出)。帽部314设置有制冷剂排出接头318，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体312或帽部314的主要元件包括上部轴承箱320、入口接头322、适当地固定至壳体312的主轴承箱324、以及马达定子326。马达定子326的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子326在壳体312中压配合。马达定子326上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子326和壳体312之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体312的顶部向其底部返流。
在上端具有偏心的曲柄销332的驱动轴或曲柄轴330可旋转地轴颈接合在主轴承箱324的轴承334中以及上部轴承箱320的轴承335中。曲柄轴330在其下端具有管状延长部336，所述管状延长部336与径向倾斜并向外设置的孔338相通，所述孔338从所述管状延长部336向上延伸至曲柄销332的顶部。壳体312内部的下部形成油槽340，所述油槽340充装润滑油。管状延长部336延伸至油槽340中，并且结合所述孔338的管状延长部336用作为泵而将润滑油泵向上送至曲柄轴330并最终泵送至所有需要润滑的压缩机310的不同部分。
曲柄轴330由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子326，具有经过所述马达定子326的线圈342；以及马达转子344，压配合至曲柄轴330上。下部平衡重物346附连至马达转子344，而上部平衡重物348附连至马达转子344的上端。普通类型的马达保护器350设置在马达线圈342附近，从而如果马达线圈342超过其正常的操作温度，马达保护器350将使马达断电。
曲柄轴330延伸穿过绕转涡旋构件356的中部。绕转涡旋构件356包括端板358，所述端板358具有设计有如上所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或涡卷360。筒状毂362从端板358向下伸出，所述筒状毂362其中具有轴颈轴承并驱动地设置曲柄销332。
绕转涡卷360与形成部分非绕转涡旋构件368的非绕转涡卷366啮合，所述非绕转涡旋构件368与主轴承箱324形成整体。在绕转涡旋构件356相对非绕转涡旋构件368的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件356和368径向地外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
非绕转涡旋构件368具有径向向内设置的排出狭槽370，所述排出狭槽370与排出口372流体相通，其中所述排出口372延伸穿过非绕转涡旋构件368，所述非绕转涡旋构件368与由帽部314和壳体312限定的排出腔374相通。由涡卷360和366之间的移动腔室压缩的流体经过排出狭槽370和排出口372排出至排出腔374。排出狭槽370是大体上轴向设置的狭槽，而排出口372是与排出腔374相通的倾斜的孔。
通常的十字联轴节388防止涡旋构件356和368相对旋转，所述十字联轴节388具有：第一对键，滑动地设置在非绕转涡旋构件368中沿直径相对的狭槽中；第二对键，滑动地设置在绕转涡旋构件356中沿直径相对的狭槽中，如图12所示。虽然图12示出十字联轴节388作为用于防止涡旋构件356和368相对旋转的机构，但将十字联轴节388根据需要替换为如上所述的摆杆78也在本发明的范围内。
如上所述，螺旋涡卷360和366限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，并且可以使用粉末金属处理制造绕转涡旋构件356。优选的用于涡卷360和366的轮廓在以前的描述涡卷60和66的表中给出。
如图所示，主轴承箱324和非绕转涡旋构件368是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件368和主轴承箱324的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转涡卷366的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机310优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体312、帽部314和基部316限定的容积处于排出压力下。这样，排出接头318可以方便地设置在壳体312或帽部314上。入口接头322密封地接合壳体312并延伸穿过壳体312，并且入口接头322被密封地接收在非绕转涡旋构件368中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机310。
现参考图12-14，旋转排出阀378组合在压缩机310中。旋转排出阀378由曲柄轴330通过成形的凹槽380驱动，所述旋转排出阀378在其上侧接合曲柄销332。旋转排出阀378的下侧包括端口闭合部分382、联通释放部分384、以及端口打开部分386。曲柄轴330旋转时，当端口闭合部分382在轴向设置的狭槽370上方时排出狭槽370闭合，当联通释放部分384在轴向设置的狭槽370上方时气体被允许流动至排出口372，并且当端口打开部分386在轴向设置的狭槽370上方时排出口372完全打开。
现参考图15，其中示出了组合有根据本发明的另一个实施例的独特设计特点的涡旋压缩机并且所述涡旋压缩机大体上由附图标记410表示。
涡旋压缩机410包括大体上筒状的封闭壳412，所述封闭壳412在其上端焊接有帽部414，而在其下端焊接有基部416，所述基部416具有多个与所述基部416整体形成的安装脚(未示出)。帽部414设置有制冷剂排出接头418，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体412或帽部414的主要元件包括上部轴承箱420、入口接头422、适当地固定至壳体412与帽部414的主轴承箱424、以及马达定子426。马达定子426的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子426在壳体412中压配合。马达定子426上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子426和壳体412之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体412的顶部向其底部返流。
在上端具有偏心的曲柄销432的驱动轴或曲柄轴430可旋转轴颈接合在主轴承箱424的轴承434中以及上部轴承箱420的轴承435内。曲柄轴430在其下端具有管状延长部436，所述管状延长部436与径向倾斜并向外设置的孔438相通，所述孔438从所述管状延长部436向上延伸至曲柄销432的顶部。壳体412内部的下部形成油槽440，所述油槽440充装润滑油。管状延长部436延伸至油槽440中，并且结合所述孔438的管状延长部436作为泵而将润滑油向上泵送至曲柄轴430并最终泵送至所有需要润滑的压缩机410的不同部分。
曲柄轴430由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子426，具有穿过所述马达定子的线圈442；以及马达转子444，其压配合至曲柄轴430上。下部平衡重物446附连至马达转子444，而上部平衡重物448附连至曲柄轴430的上端。普通类型的马达保护器450设置在马达线圈442附近，从而如果马达线圈442超过其正常的操作温度，马达保护器450将使马达断电。
曲柄轴430延伸穿过绕转涡旋构件456的中部。绕转涡旋构件456包括端板458，所述端板458具有设计有如上所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或涡卷460。筒状毂462从端板458向下伸出，所述筒状毂462中具有轴颈轴承并驱动地设置曲柄销432。
绕转涡卷460与形成部分非绕转涡旋构件468的非绕转涡卷466啮合，所述非绕转涡旋构件468与主轴承箱424形成整体。在绕转涡旋构件456相对非绕转涡旋构件468的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件456和468径向地外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
绕转涡旋构件456具有径向向外设置的排出口470，所述排出口470与由帽部414和壳体412限定的排出腔472经过形成在上部轴承箱420的排出通道474流体相通。由涡卷460和466之间的移动腔室压缩的流体经过排出口470和排出通道474排出至排出腔472。
通常的十字联轴节488防止涡旋构件456和468相对旋转，所述十字联轴节488具有：第一对键，滑动地设置在非绕转涡旋构件468中沿直径相对的狭槽中；第二对键，滑动地设置在绕转涡旋构件456中沿直径相对的狭槽中，如图15所示。虽然图15示出用于防止涡旋构件456和468相对旋转的十字联轴节488，但将十字联轴节488根据需要替换为如上所述的摆杆78也在本发明的范围内。
如上所述，螺旋涡卷460和466限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，并且可以使用粉末金属处理制造绕转涡旋构件456。优选的用于涡卷460和466的轮廓在以前的描述涡卷60和66的表中给出。
如图所示，主轴承箱424和非绕转涡旋构件468是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件468和主轴承箱424的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转涡卷466的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工螺旋涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机410优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体412、帽部414和基部416限定的容积处于排出压力下。这样，排出接头418可以方便地设置在壳体412或帽部414上。入口接头422密封地接合帽部414并延伸穿过帽部414，并且入口接头422被密封地接收在非绕转涡旋构件468中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机410。
现参考图16和图17，其中示出了组合有根据本发明的另一个实施例的独特特点的涡旋压缩机并且所述涡旋压缩机大体上由附图标记510表示。
涡旋压缩机510包括大体上筒状的封闭壳512，所述封闭壳512在其上端焊接有帽部514，而在其下端焊接有基部516，所述基部516具有多个与所述基部516整体形成的安装脚(未示出)。帽部514设置有制冷剂排出接头518，其中具有通常的排出阀(未示出)。其它固定至壳体512的主要元件包括入口接头522、适当地固定至壳体512的主轴承箱524、以及马达定子528。马达定子528的横截面大体为方形，而对其拐角处修圆以将马达定子528在壳体512中压配合。马达定子528上的圆形拐角之间的平坦部在马达定子528和壳体512之间提供通路，所述通路利于润滑剂从壳体512的顶部向其底部返流。
具有偏心曲柄销532的驱动轴或曲柄轴530可旋转轴颈接合在主轴承箱524的轴承534以及在外部轴承结构538中的轴承536中。外部轴承结构538附连至主轴承箱524的外周并附连至帽部514。曲柄轴530在其下端具有管状延长部540，所述管状延长部540与径向倾斜并向外设置的孔542相通，所述孔542从所述管状延长部540向上延伸以对轴承536润滑。壳体512内部的下部形成油槽，所述油槽充装润滑油。管状延长部540延伸至油槽中，并且结合所述孔542的管状延长部540用作为泵而将润滑油向上泵送至曲柄轴530并最终泵送至压缩机510的所有需要润滑的不同部分。
曲柄轴530由电动马达驱动，所述电动马达包括：马达定子528，具有穿过所述马达定子的线圈；以及马达转子544，压配合至曲柄轴530上。下部平衡重物546附连至马达转子544，而上部平衡重物548附连至曲柄轴530的上端。普通类型的马达保护器550设置在马达线圈附近，从而如果马达线圈超过其正常的操作温度，马达保护器550将使马达断电。
曲柄轴530延伸穿过绕转涡旋构件556的中部。绕转涡旋构件556包括端板558，所述端板558具有设计有如下所述的快速压缩轮廓的螺旋叶片或涡卷560。筒状毂562从端板558向下伸出，所述筒状毂562中具有轴颈轴承564并驱动地设置曲柄销532。轴承536和曲柄销532之间的曲柄轴530的“螺纹”区域以这种方式设计，即在装配过程中，绕转涡旋构件556可以装配在轴承536上。
绕转螺旋涡卷560与形成部分非绕转涡旋构件568的非绕转涡卷566啮合，所述非绕转涡旋构件568与主轴承箱524形成整体。在绕转涡旋构件556相对非绕转涡旋构件568的绕转运动过程中，形成流体的移动腔室，并且在流体腔室从涡旋构件556和568径向外部位置向中部位置行进中流体腔室的容积减小时，流体在流体腔室中压缩。
绕转涡旋构件556具有径向向外设置的排出口570，所述排出口570与由帽部514和壳体512限定的排出腔572流体相通。由涡卷560和566之间的移动腔室压缩的流体经过排出口570排出至排出腔572。
排出口570(在图17中更详细地示出的)被加工为非绕转涡旋构件566的基板并使排出气体离开压缩空腔进入排出腔572。所述口的形状确定了非绕转涡卷566和绕转涡卷560的相对位置，并且在所述位置，处于压缩下的腔室开始与排出口570相通，并且可由本领域的技术人员确定以在特定的操作性条件下使压缩损失最小。经过通道574，排出气体移动至帽部514的上部，并经过排出接头518离开压缩机510。
通常的十字联轴节580防止涡旋构件556和568相对旋转，所述十字联轴节580具有：第一对键，滑动地设置在非绕转涡旋构件568中沿直径相对的狭槽中；第二对键，滑动地设置在绕转涡旋构件556中沿直径相对的狭槽中。
如上所述，涡卷560和566限定了快速压缩涡旋轮廓。快速压缩涡旋轮廓实现了以下优点：缩短了涡卷、降低了工具的纵横比、降低了叶片的纵横比，除了用于上部平衡重物548的滚道之外不需要对端板558的后侧进行加工，并且可以使用粉末金属处理制造绕转涡旋构件556。优选的用于涡卷560和566的轮廓在下表中给出，其中Ri是最初的摆动半径偏量，而RG是产生的半径偏量：
Figure BSA00000185606400181
如图所示，主轴承箱524和非绕转涡旋构件568是整体的部件。优选地，所述部件由铁铸件进行加工而成，具有整体的非绕转涡旋构件568和主轴承箱524的优点包括轴承孔可被用作用于加工非绕转涡卷566的固定装置。通过将轴承孔用作用于加工涡卷的固定装置，可以使累计公差最小化，使径向随变性最小化或降低，并且支承力/气动力/侧向力/轴向力在单个部件中联合。
压缩机510优选地为“高压侧”类型的，其中由壳体512、帽部514和基部516限定的容积处于排出压力下。这样，排出接头518可以方便地设置在壳体512或帽部514上。入口接头522密封地接合帽部514并延伸穿过帽部514，并且入口接头522被密封地接收在非绕转涡旋构件568中，而将气体在吸入压力下提供至压缩机510。
本发明的说明只是对其实质的示例，并由此不脱离本发明要点的改型仍在本发明的范围内。这些改型不能认为是离开了本发明的精神和范围。

Claims (28)

1.一种涡旋压缩机，包括：
绕转涡旋构件，所述绕转涡旋构件具有绕转端板、从所述绕转端板延伸并包括排出狭槽的毂、以及从所述绕转端板延伸的绕转螺旋涡卷；
非绕转涡旋构件，所述非绕转涡旋构件具有非绕转端板和从所述非绕转端板延伸的非绕转螺旋涡卷，所述非绕转螺旋涡卷与所述绕转螺旋涡卷相互啮合；
轴承箱，所述轴承箱沿与所述非绕转螺旋涡卷相反的方向从所述非绕转端板延伸；
驱动构件，所述驱动构件用于使所述绕转涡旋构件相对于所述非绕转涡旋构件绕转，由此所述螺旋涡卷在吸入压力区域和排出压力区域之间产生不断变化的容积；所述驱动构件延伸穿过所述轴承箱、所述非绕转涡旋构件和所述绕转涡旋构件。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述轴承箱与所述非绕转涡旋构件的所述非绕转端板形成整体。
3.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，进一步包括十字联轴节，所述十字联轴节接合所述绕转涡旋构件以用于防止所述涡旋构件的相对旋转。
4.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，进一步包括上部轴承箱，其中所述上部轴承箱附连至所述涡旋压缩机的固定部件，所述上部轴承箱能够旋转地支撑所述驱动构件。
5.根据权利要求4所述的涡旋压缩机，进一步包括十字联轴节，所述十字联轴节接合所述绕转涡旋构件以用于防止所述涡旋构件的相对旋转。
6.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述非绕转涡旋构 件限定有排出口。
7.根据权利要求6所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽与所述排出口周期性地连通。
8.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，其中，所述轴承箱与所述非绕转涡旋构件的所述非绕转端板形成整体。
9.根据权利要求7所述的涡旋压缩机，进一步包括十字联轴节，所述十字联轴节接合所述绕转涡旋构件以用于防止所述涡旋构件的相对旋转。
10.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转涡旋构件通过粉末金属处理而形成。
11.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转螺旋涡卷和所述非绕转螺旋涡卷中的至少一个包括快速压缩涡旋轮廓。
12.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽形成在所述毂的远端。
13.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽延伸穿过所述毂。
14.一种涡旋压缩机，包括：
马达；
由所述马达驱动的绕转涡旋构件，所述绕转涡旋构件具有绕转端板和从所述绕转端板延伸的绕转螺旋涡卷；
非绕转涡旋构件，所述非绕转涡旋构件具有非绕转端板和从所述非绕转端板延伸的非绕转螺旋涡卷，所述非绕转螺旋涡卷与所述绕转螺旋 涡卷相互啮合；
轴承箱，所述轴承箱与所述非绕转端板形成整体，并沿与所述非绕转螺旋涡卷相反的方向从所述非绕转端板向所述马达延伸；以及
由所述马达驱动的驱动构件，所述驱动构件用于使所述绕转涡旋构件相对于所述非绕转涡旋构件绕转，由此所述螺旋涡卷在吸入压力区域和排出压力区域之间产生不断变化的容积，所述驱动构件延伸穿过所述轴承箱、所述非绕转涡旋构件和所述绕转涡旋构件。
15.根据权利要求14所述的涡旋压缩机，进一步包括十字联轴节，所述十字联轴节接合所述绕转涡旋构件以用于防止所述涡旋构件的相对旋转。
16.根据权利要求14所述的涡旋压缩机，进一步包括上部轴承箱，其中所述上部轴承箱附连至所述涡旋压缩机的固定部件，所述上部轴承箱能够旋转地支撑所述驱动构件。
17.根据权利要求14所述的涡旋压缩机，其中，所述非绕转涡旋构件限定有排出口。
18.根据权利要求17所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转涡旋构件包括与所述排出口周期性地连通的排出狭槽。
19.根据权利要求18所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽形成在从所述绕转端板延伸的毂中。
20.根据权利要求14所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转涡旋构件由粉末金属形成。
21.根据权利要求14所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转螺旋涡卷和所述非绕转螺旋涡卷中的至少一个包括快速压缩涡旋轮廓。 
22.一种涡旋压缩机，包括：
绕转涡旋构件，所述绕转涡旋构件具有绕转端板、从所述绕转端板延伸并包括排出狭槽的毂、以及从所述绕转端板延伸的绕转螺旋涡卷；
非绕转涡旋构件，所述非绕转涡旋构件限定有排出口并具有非绕转端板和从所述非绕转端板延伸的非绕转螺旋涡卷，所述非绕转螺旋涡卷与所述绕转螺旋涡卷相互啮合；
从所述非绕转端板延伸的轴承箱；以及
驱动构件，所述驱动构件用于使所述绕转涡旋构件相对于所述非绕转涡旋构件绕转，由此所述螺旋涡卷在吸入压力区域和排出压力区域之间产生不断变化的容积。
23.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，进一步包括与所述驱动构件驱动性接合的马达，所述轴承箱从所述非绕转端板向所述马达延伸。
24.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，其中，所述驱动构件延伸穿过所述轴承箱、所述非绕转涡旋构件和所述绕转涡旋构件。
25.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽在所述绕转涡旋构件绕转运动期间与所述排出口周期性地连通。
26.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转涡旋构件由粉末金属形成。
27.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，其中，所述绕转螺旋涡卷和所述非绕转螺旋涡卷中的至少一个包括快速压缩涡旋轮廓。
28.根据权利要求22所述的涡旋压缩机，其中，所述排出狭槽形成在所述毂的远端。 
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