[实用新型]压缩机的背压调节机构

说明书

本实用新型是有关一种压缩机的背压调节机构，特别是一种应用于涡卷式压缩机，用以自动调节涡卷式压缩机中固定涡卷的背压力的背压调节机构。

涡卷式压缩机已被广泛地使用于冷气机，其技术亦早已为人所熟知，例如：台湾专利公告第263024号的「涡卷式压缩机轴向密封机构」。而此类涡卷式压缩机的主要设计如「图1」所示，其工作原理是借一对彼此作相对运动的固定涡卷10与绕动涡卷11(其中的固定涡卷10并不转动，仅有绕动涡卷11转动)，将工作流体(例如冷媒)自位于绕动涡卷11背侧的低压区12推送至相对位于固定涡卷10背侧的高压区13。

再请参阅「图7」，是为涡卷式压缩机的背压力及涡卷分离力的分布曲线图，图中的曲线A表示涡卷式压缩机在运转时的“涡卷分离力”，在此所谓的涡卷分离力是指固定涡卷10与绕动涡卷11在运转并压缩工作流体时，被压缩的工作流体将两涡卷推开分离的力量，而此一涡卷分离力在不同运转条件下将会有不同的大小，而所谓不同的运转条件特别是指涡卷式压缩机的高压区13与低压区12的压力差(ΔP，以下简称为压力差)会随着运转过程而有不同的情形。因此在涡卷式压缩机的运转过程中，必需利用高压区13与低压区12的压力差，而在位于固定涡卷10背侧的高压区13提供固定涡卷10适当的背压力，用以克服涡卷分离力，避免两涡卷之间无法密封而发生泄漏的问题。

在「图1」所揭露的已知涡卷式压缩机的设计中，是利用压力差(ΔP)作用于固定涡卷轴颈100(Boss)，以及数个背压销14(Pin)的压力，提供推动固定涡卷10所需的背压力，其背压力的大小与分布如「图7」中的曲线B所示；在此种传统的设计中，背压力大小的决定仅以单一固定点(即固定的压力差)为设计依据，此一固定点一般是以压缩机较常发生的压力差值为准(例如「图7」中的压力差值为ΔP2之处)。设计的方式即以此点的涡卷分离力，加上需要超出此涡卷分离力的力量值而决定出所需的背压力值(如「图7」中曲线B上B1点所在的背压力值)，而此点的背压力值实际上就是压力差作用在固定涡卷轴颈100以及数个背压销14所造成的背压力值的总合。依据此一关系设计固定涡卷轴颈100以及数个背压销14的受压面积所需的总面积值，一旦固定涡卷轴颈100加上数个背压销14的总面积决定之后，曲线B的斜率亦随之确定。

现有的背压调整机构适合使用于在固定的压力差下运转的涡卷式压缩机，通过设计固定涡卷轴颈100以及背压销14的受压总面积的手段，就可以使固定涡卷获得足够且适当的背压力。但是，当涡卷式压缩机不在固定的压力差下运转时(即冷凝温度与蒸发温度会因环境状况而改变，在变频冷气机中更为明显)，上述的设计将会发生下列的问题：

1、当涡卷式压缩机在压力差较小(即冷凝温度与蒸发温度相差较小)的区域运转时(例如「图7」中压力差介于0与ΔP2之间的区域)，则实际的背压力曲线B将会接近或小于涡卷分离力(曲线A)，故会有背压力不足的现象，致使两涡卷之间无法密封住，因而发生泄漏的情形。严重时，甚至导致涡卷式压缩机无法建压。

2、当涡卷式压缩机在压力差较大(即冷凝温度与蒸发温度相差较大)的区域运转时(例如「图7」中压力差介于ΔP2与ΔP3之间的区域)，情形则刚好相反，随着压力差的增加，经过作用于固定涡卷轴颈100以及数个背压销14所产生的背压力曲线B将会持续地大幅增加，甚至于远远超出涡卷分离力(曲线A)，故将会有背压力过大，致使两涡卷之间、以及绕动涡卷11与骨架面15之间的压力太大，造成压缩机因过大的磨擦损失，导致耗电过多效率低落的的情形，甚至造成零件的永久损坏。

事实上，固定涡卷轴颈100加上数个背压销14的总受压面积愈大，则曲腺B的斜率愈大。若将曲线B的斜率加大，虽然可以稍微改善在压力差较小的区域运转时背压力不足的问题，但却会造成在压力差较大的区域运转时背压力更大，导致涡卷式压缩机的性能更差，零件寿命更短的问题。所以无论如何调整固定涡卷轴颈100加上背压销14的受压总面积的手段，均无法改善至令人满意的程度。

本实用新型的目的就是要提供一种压缩机的背压调节机构，解决传统涡卷式压缩机的背压力不足或是过高的问题，让涡卷式压缩机在压力差较小的区域运转时，能够具有足够的背压力，将两涡卷之间紧紧密封住，而不会发生泄漏。另一方面，当涡卷式压缩机在压力差较大的区域运转时，能适时的减少背压力，让两涡卷之间，以及绕动涡卷与骨架面之间的压力不会太大，避免高耗电量以及零件磨损的问题发生。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：