[发明专利]热补偿涡旋机

说明书

技术领域

本公开涉及涡旋机。更具体地，本公开涉及具有一对结合有热补偿 系统的涡旋构件的涡旋式压缩机，其中热补偿系统响应于温度变化而改 变至少一个涡旋构件端板的轮廓。

背景技术

这部分的陈述仅提供涉及本公开的背景信息而可能不构成现有技 术。

涡旋式机器主要因其极为有效的操作能力而越来越普遍地在冰箱 以及空调应用中用作压缩机。一般而言，这种机器结合有一对相互啮合 的螺旋形卷体，使其中的一个卷体相对于另一个卷体旋绕，从而限定出 一个或多个动腔室，随着卷体从外部进气口朝中央排气口移动，动腔室 的尺寸逐渐减小的。通常，一个涡旋构件是固定的而另一个旋绕。设置 有电动马达，其操作成通过附接于马达转子的合适的驱动轴来驱动动涡 旋构件。在封闭式压缩机中，封闭外壳的底部通常包括用于润滑和冷却 目的的贮油槽。

涡旋式压缩机依赖于能够制成为限定出动腔室或者连续腔室的多 个密封装置。必须制出的一种类型的密封装置是位于卷体的相对的侧表 面之间的密封装置。这种侧密封装置制成为紧邻外部进气口并因一个涡 旋相对于另一个涡旋的旋绕运动而随着侧表面沿径向向内移动。另一种 类型的密封装置是一个涡旋的端板与另一个涡旋的卷体的顶端之间所 需的密封装置。这种顶端与端板的密封装置已经成为涡旋式压缩机领域 中的众多设计和开发的主题。

制造顶端密封装置的一种方案是在卷体端面上机加工出槽口并插 入可被偏置成偏离卷体并偏向相对的涡旋的端板的密封构件。不幸的 是，机加工槽口、制造密封构件以及组装这些部件导致与结合顶端密封 装置相关联的成本相当可观。此外，特别是在较小的机器中，顶端密封 装置本身也会引入相当可观的另外的径向和切向泄漏路径。由于它们是 易损元件，因此还会引发其它可靠性和耐用性的问题。

用于涡旋式压缩机的其它设计结合了使一个涡旋相对于相对的涡 旋轴向偏置。为了提高卷体顶端处的密封效果，这种轴向偏置操作成推 压涡旋构件的顶端紧抵与它们相对的端板从而提高在卷体顶端处的密 封效果。结合涡旋构件自身的尺寸控制，将一个涡旋构件相对于相对的 涡旋构件偏置使得涡旋式压缩机能够被制造成在卷体的顶端与相对的 端板之间没有单独的顶端密封构件。

通过控制涡旋构件的尺寸能够生产出与相对的端板匹配的涡旋卷 体。当结合轴向偏置时，涡旋卷体的顶端被偏置成紧抵相对的端板从而 提供必要的密封。涡旋机利用液压腔压缩流体，这些液压腔沿径向向内 朝涡旋卷体的内部移动同时它们的体积减小从而压缩流体。压缩流体导 致产生热量，使得涡旋卷体的径向内部比其径向外部热。卷体的内部与 外部的温差将导致卷体的内部与外部之间存在热膨胀差异，因此导致在 涡旋卷体的至少一部分上涡旋卷体的顶端与其相对的端板之间可能产 生泄漏路径。除了在涡旋卷体的顶端与其相对的端板之间产生泄漏路径 之外，最内部分增长还会导致顶端与端板接触的支承面积减小，并引发 端板被涡旋卷体磨损的可能性。

已经想出多种方法来调节由热膨胀造成的涡旋卷体高度的非均匀 增长。一些设计提出将涡旋卷体机加工成使得它们越接近中央区域越 矮。这样，一旦压缩机达到预期的操作温度，则涡旋卷体的非均匀的热 膨胀将使两个构件的涡旋卷体的高度匹配。这种设计方法的缺点包括： 当压缩机不在预期操作温度下操作时存在固有泄漏路径；以及当压缩机 处于温度会剧烈变化的环境中时——例如在压缩机位于温度在冬季和 夏季之间变化的室外时——难以确定预期操作温度是多少。此外，用于 生产逐渐变窄的卷体的制造技术以及控制方法会显著地增加涡旋机的 总体成本。其他的设计提出了针对上述卷体高度变化的变型，例如径向 外部的高度恒定，中部逐渐变矮而径向内部的高度也恒定。这些设计的 缺点与上述逐渐变矮的设计的缺点相同。

涡旋机的不断进步包括开发出用于调节由涡旋机的径向外部与径 向内部之间产生的温度梯度所引起的卷体的热膨胀差异的方法。

发明内容