[发明专利]压缩机涡盘结构及应用该结构的半封闭式涡旋压缩机

说明书

本发明公开了一种压缩机涡盘结构及应用该结构的半封闭式涡旋压缩机，本发明半封闭式电动涡旋压缩机中的动涡盘和静涡盘的涡圈型线采用变径基圆渐开线涡圈型线设计，基圆半径与渐开线展角之间符合二次多项式的函数关系，涡圈从中心向外具有从大到小逐渐变化的壁厚，涡圈的始端采用对称圆弧修正，合理利用涡旋压缩机工作腔内压力分布，通过采用变壁厚的涡圈，增加涡盘的空间利用率，缩小涡盘整体尺寸，减少涡盘重量；静涡盘底面开设由多段圆弧曲线光滑过渡衔接而成的非圆形排气孔口，合理利用涡盘型线特征，具有良好的加工工艺性，降低排气阻力损失，减小排气无效容积，有效提高压缩机运行效率。

技术领域

本发明涉及压缩机涡盘技术领域，特别涉及一种压缩机涡盘结构及应用该结构的半封闭式涡旋压缩机。

背景技术

半封闭式电动涡旋压缩机是目前新能源电驱动车辆空调压缩机首选机型，具有效率高、振动小、噪音低等特点。半封闭式电动涡旋压缩机工作过程中，其工作腔容积由动涡盘与静涡盘涡圈啮合而成，由于动涡盘的运转，工作腔逐步由外侧向内侧移动，其容积也随之发生变化，从而实现对制冷剂气体的吸气、压缩、排气过程。动涡盘与静涡盘作为半封闭式电动涡旋压缩机中的核心部件，其涡圈的型线设计是保证压缩机高效可靠运行的关键。传统的涡圈型线通常采用圆的渐开线，且涡圈壁厚固定不变。然而在涡旋压缩机工作时，动、静涡盘由外向内，所承受的气体压力由小变大，那么从涡圈强度方面考虑，从涡盘中心到外侧，对涡圈的厚度要求则逐渐减小。如果采用等壁厚的涡圈，在满足涡圈强度要求的情况下，则不能有效利用涡盘的物理空间；若根据涡圈从内向外的所承受的压力变化，采用变壁厚的涡圈型线，则既能满足涡圈强度要求，也能增加涡盘的物理空间利用率，亦或在满足相同吸气容积的情况下，缩小涡盘尺寸，减少涡盘重量。

此外，半封闭式电动涡旋压缩机排气孔口开设在静涡盘中心附近，排气孔口设计应具有排气阻力小、加工工艺好、无效容积小等特点。通常情况下，可采用加工方便的圆形排气孔口。然而，受到涡圈参数的限制，在满足一定孔口截面的情况，采用圆形排气孔口，会造成较大的排气无效容积。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理的压缩机涡盘结构及应用该结构的半封闭式涡旋压缩机。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种压缩机涡盘结构，其包括静涡盘及动涡盘，所述动涡盘和静涡盘上的涡圈型线均采用变径基圆渐开线型，所述静涡盘上设有排气口，该排气口的外形轮廓由多段圆弧曲线光滑过渡衔接而成。

作为本发明的一种优选方案，所述动涡盘和静涡盘的涡圈型线完全相同，涡圈型线的渐开线基圆半径与其展开角满足二次多项式关系。

作为本发明的一种优选方案，所述排气口的外形轮廓由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧和第四圆弧依次相切连接而成，其中第二圆弧和第四圆弧相对于第一圆弧和第三圆弧的中心连线镜像对称。此排气口的外形轮廓设计方案，不仅具有良好的加工工艺性，还可以合理利用涡圈型线始端形状，设计合适的排气孔口面积，增加排气开始时排气孔口打开速率，降低排气阻力，并减小排气无效容积。

作为本发明的一种优选方案，所述动涡盘和静涡盘的涡圈型线始端依次设有连接圆弧和修正圆弧。采用对称圆弧修正方式，即采用一段修正圆弧和一段连接圆弧替代涡圈始端，防止由刀具干涉引起的始端强度降低和无效容积的形成。

作为本发明的一种优选方案，所述第四圆弧与所述修正圆弧相重合。

作为本发明的一种优选方案，所述排气口靠近工作腔一侧部位为四段圆弧边界孔，该排气口靠近排气阀侧部位为圆形边界孔，四段圆弧边界孔和圆形边界孔之间设有锥面过渡，以减小排气流动损失，增加阀片受力均匀性。

一种半封闭式电动涡旋压缩机，其包括上述的静涡盘及动涡盘。