压缩组件、涡旋压缩机及空调器的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，特别涉及一种压缩组件、涡旋压缩机及空调器。


背景技术：

2.相关技术中，涡旋压缩机包括静涡盘、动涡盘和曲轴，当曲轴带动动涡盘相对静涡盘运动时，动涡盘和静涡盘之间形成多个压缩室，压缩室内实现制冷剂的吸入、压缩和排出。动涡盘和静涡盘之间存在接触力，当接触力过大时涡旋压缩机的摩擦功耗较大，当接触力过小时，动涡盘和静涡盘之间容易发生脱离而引发泵体泄漏，进而影响涡旋压缩机的能效，因此设计合适的接触力范围是解决涡旋压缩机的能效和可靠性的关键。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种压缩组件，能够保证涡旋压缩机能效的同时提高涡旋压缩机的可靠性。
4.本发明还提出一种具有上述压缩组件的涡旋压缩机。
5.本发明还提出一种具有上述涡旋压缩机的空调器。
6.根据本发明第一方面实施例的压缩组件，包括：动涡盘，包括动涡齿，所述动涡齿的外侧型线的最大外径为de，所述动涡齿的齿高为h；曲轴，包括长轴部和偏心部，所述偏心部设有至少一个第一切面，所述长轴部的中心轴线和所述偏心部的中心轴线形成的参考面与所述第一切面之间的夹角为所述长轴部的中心轴线和所述偏心部的中心轴线的距离为ror；其中，所述第一切面的角度特征参数所述曲轴的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)；所述h1和所述h2满足关系式：0.10≤h1 αh2≤0.22，8.5≤α≤11.2。
7.根据本发明实施例的压缩组件，至少具有如下有益效果：
8.通过将曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数和曲轴的偏心距特征参数设计在合适的范围内，使得动涡盘和动涡盘之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘和静涡盘不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线形成的参考面与偏心部的第一切面的夹角为曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数h1越小，压缩组件压缩过程形成的切向气体力在径向的分量减小，导致动涡盘和静涡盘之间的接触力减小，动涡盘和静涡盘容易发生分离而导致泄漏；h1越大，切向气体力在径向的分量增大，动涡盘和静涡盘之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大；定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离为ror，动涡盘的涡齿的外侧型线的最大外径为de，动涡盘的涡齿齿高为h，曲轴的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘的涡齿齿高h越大，动涡盘和静涡盘的重心越高，容易在压缩组件压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离ror越大，动涡盘的转动半径越大，动涡盘和静涡盘之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大；设计0.10≤h1 αh2≤0.22，α为常数且满足8.5≤α≤11.2，使得压缩组件的参数h1 αh2位于上述范围内，从而能
够兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
9.根据本发明的一些实施例，所述h2满足：0.0056≤h2≤0.0069。
10.根据本发明的一些实施例，所述h1满足：0.033≤h1≤0.056。
11.根据本发明的一些实施例，所述ror满足：0<ror≤1.2mm。
12.根据本发明的一些实施例，所述α满足：α＝10。
13.根据本发明的一些实施例，所述偏心部设有两个所述第一切面，两个所述第一切面平行设置。
14.根据本发明的一些实施例，两个所述第一切面的面积相等。
15.根据本发明的一些实施例，所述压缩组件还包括与所述偏心部套装的轴套，所述轴套的内壁面设有两个平行设置的第二切面，所述第二切面与所述第一切面滑动配合。
16.根据本发明第二方面实施例的涡旋压缩机，包括以上实施例所述的压缩组件。
17.根据本发明实施例的涡旋压缩机，至少具有如下有益效果：
18.采用第一方面实施例的压缩组件，压缩组件通过将曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数和曲轴的偏心距特征参数设计在合适的范围内，使得动涡盘和动涡盘之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘和静涡盘不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线形成的参考面与偏心部的第一切面的夹角为曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数h1越小，压缩组件压缩过程形成的切向气体力在径向的分量减小，导致动涡盘和静涡盘之间的接触力减小，动涡盘和静涡盘容易发生分离而导致泄漏；h1越大，切向气体力在径向的分量增大，动涡盘和静涡盘之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大；定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离为ror，动涡盘的涡齿的外侧型线的最大外径为de，动涡盘的涡齿齿高为h，曲轴的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘的涡齿齿高h越大，动涡盘和静涡盘的重心越高，容易在压缩组件压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离ror越大，动涡盘的转动半径越大，动涡盘和静涡盘之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大；设计0.10≤h1 αh2≤0.22，α为常数且满足8.5≤α≤11.2，使得压缩组件的参数h1 αh2位于上述范围内，从而能够兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
19.根据本发明第三方面实施例的空调器，包括以上实施例所述的涡旋压缩机。
20.根据本发明实施例的空调器，至少具有如下有益效果：
21.采用第二方面实施例的涡旋压缩机，涡旋压缩机包括压缩组件，压缩组件通过将曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数和曲轴的偏心距特征参数设计在合适的范围内，使得动涡盘和动涡盘之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘和静涡盘不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线形成的参考面与偏心部的第一切面的夹角为曲轴的偏心部的第一切面的角度特征参数h1越小，压缩组件压缩过程形成的切向气体力在径向的分量减小，导致动涡盘和静涡盘之间的接触力减小，动涡盘和静涡盘容易发生分离而导致泄漏；h1越大，切向气体力在径向的分量增大，动涡盘和静涡盘之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大；定义曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离为ror，动涡盘的涡齿的外侧型线的最大外径为de，动涡盘的涡齿齿高为h，曲轴的偏心距特
征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘的涡齿齿高h越大，动涡盘和静涡盘的重心越高，容易在压缩组件压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴的长轴部的中心轴线和偏心部的中心轴线的距离ror越大，动涡盘的转动半径越大，动涡盘和静涡盘之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大；设计0.10≤h1 αh2≤0.22，α为常数且满足8.5≤α≤11.2，使得压缩组件的参数h1 αh2位于上述范围内，从而能够兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
24.图1为本发明一种实施例的涡旋压缩机的结构示意图；
25.图2为图1中动涡盘的剖视放大图；
26.图3为图1中动涡盘的仰视放大图；
27.图4为图1中曲轴的俯视放大图；
28.图5为图1中曲轴的剖视放大图；
29.图6为本发明一种实施例的压缩组件中曲轴的受力分析图；
30.图7为本发明一种实施例的涡旋压缩机中h1 αh2和cop的关系图。
31.附图标号：
32.壳体100；
33.主机架200；
34.定子300；
35.压缩组件400；动涡盘410；动盘体411；动涡齿412；内侧型线4121；外侧型线4122；偏心套413；静涡盘420；
36.曲轴500；长轴部510；偏心部520；第一切面521；
37.转子600；
38.轴套700；第二切面710。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
42.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
43.参照图1所示，本发明一种实施例的涡旋压缩机，包括壳体100，以及固定于壳体100内部的主机架200和定子300。壳体100内部还设有压缩组件400、曲轴500和转子600。转子600与曲轴500固定连接，转子600与定子300配合驱动曲轴500转动。本发明实施例的压缩组件400包括动涡盘410和静涡盘420，静涡盘420与主机架200连接，动涡盘410与曲轴500连接，曲轴500带动动涡盘410相对于静涡盘420转动，动涡盘410与静涡盘420之间形成压缩腔，对制冷剂进行压缩。
44.参照图2所示，可以理解的是，动涡盘410包括动盘体411、动涡齿412和偏心套413，动涡齿412固定连接于动盘体411朝向静涡盘420的一侧，偏心套413固定连接于动盘体411远离静涡盘420的一侧。定义动涡齿412的齿高为h。
45.参照图3所示，可以理解的是，动涡齿412具有内侧型线4121和外侧型线4122，内侧型线4121为动涡齿412朝向动涡盘410的中心的一侧的渐开线，外侧型线4122为动涡齿412背离动涡盘410的中心的一侧的渐开线。定义动涡齿412的外侧型线4122的最大外径为de，de也可以理解为动涡齿412的最大外径。
46.参照图4和图5所示，可以理解的是，曲轴500包括长轴部510和偏心部520，偏心部520位于长轴部510朝向动涡盘410的一端，偏心部520的中心轴线与长轴部510的中心轴线不重合，偏心部520通过轴套700与偏心套413连接，从而驱动动涡盘410转动。需要说明的是，偏心部520形成有至少一个第一切面521，第一切面521的数量一般设置为一个或两个，当第一切面521设置为两个时，两个第一切面521一般设置为相互平行。对应的，轴套700的内壁面形成有与第一切面521配合的第二切面710，第二切面710与第一切面521配合实现曲轴500与轴套700之间的传动，从而使曲轴500与动涡盘410驱动连接。定义长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线形成的平面为参考面，参考面与第一切面521之间的夹角为定义长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离为ror，ror也可以理解为曲轴500的偏心距。
47.参照图2至图6所示，本发明一种实施例的压缩组件400，压缩组件400在压缩过程中，压缩腔的压力逐渐增加形成的压差会形成切向气体力ft和径向气体力fr，径向指的是长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线之间的距离所在的直线的方向，切向指的是与径向垂直且与曲轴500的轴向垂直的方向。参照图6所示，动涡盘410和静涡盘420之间具有沿径向的接触力，接触力的大小是影响涡旋压缩机的能效和可靠性的决定因素。接触力越大动涡盘410和静涡盘420贴合越紧，摩擦功耗越大；接触力越小动涡盘410和静涡盘420容易脱离接触，造成泄漏。可以理解的是，接触力＝离心力fc
‑
径向气体力fr 切向气体力ft在径向的分量，切向气体力ft在径向的分量＝切向气体力因此，设计合适的数值能够获得合适的接触力。
48.需要说明的是，定义曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数需要说明的是，当的单位为角度时，π为180度，举例来说，为30度，h1为1/6；当的单位为弧度时，π为数值。可以理解的是，h1越小，切向气体力ft在径向的分量减小，导致动涡盘410和静涡盘420之间的接触力减小，动涡盘410和静涡盘420容易发生分离而导致
泄漏；h1越大，切向气体力ft在径向的分量增大，动涡盘410和静涡盘420之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大。定义曲轴500的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘410的涡齿齿高h越大，动涡盘410和静涡盘420的重心越高，容易在压缩组件400压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离ror越大，动涡盘410的转动半径越大，动涡盘410和静涡盘420之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大。
49.因此，压缩组件400通过将曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度参数和曲轴500的偏心距的特征参数设计在合适的范围内，使得动涡盘410和动涡盘410之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘410和静涡盘420不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，设计h1 αh2在0.10至0.22的范围内，此处α为常数且满足8.5≤α≤11.2，α为放大系数，α可以设定为10，也可以设定为9.8、10.5等等，将α设计在上述数值范围内，能够避免h1和h2的实际数值相差较大，使压缩组件400在设计时能够综合考虑h1和h2两个参数的数值，从而通过将压缩组件400的参数h1 αh2设计在上述范围内，从而兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
50.可以理解的是，参照图7所示的曲线可以看出，压缩组件400的参数h1 αh2在0.10至0.22之间cop的值较大，此处cop指的是在doe
‑
b的工况下的能效水平。当参数h1 αh2小于0.10时，cop的值随着参数h1 αh2变小而逐渐减小；当参数h1 αh2大于0.22时，cop的值随着参数h1 αh2变大而逐渐减小。
51.可以理解的是，曲轴500的偏心距特征参数h2设置在0.0056至0.0069的范围内。h2小于0.0056时，动涡盘410和静涡盘420的重心较高，容易在压缩组件400压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏，导致涡旋压缩机的能效降低。h2大于0.0069时，动涡盘410的转动半径较大，动涡盘410和静涡盘420之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大，导致涡旋压缩机的可靠性降低。因此，h2设置在上述范围内，涡旋压缩机能够保证能效的同时提高涡旋压缩机的可靠性。举例来说，h2还可以设置在0.0059至0.0067的范围内。
52.可以理解的是，曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数h1设置在0.033至0.056的范围内。h1小于0.033时，切向气体力ft在径向的分量较小，导致动涡盘410和静涡盘420之间的接触力小，动涡盘410和静涡盘420容易发生分离而导致泄漏，导致涡旋压缩机的能效降低。h1大于0.056时，切向气体力ft在径向的分量较大，动涡盘410和静涡盘420之间的接触力较大而导致动涡盘410和静涡盘420的摩擦损失增大，导致涡旋压缩机的可靠性降低。因此，h1设置在上述范围内，涡旋压缩机能够保证能效的同时提高涡旋压缩机的可靠性。
53.参照图4和图5所示，可以理解的是，曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离ror大于0且小于等于1.2mm，能够避免ror过大使得动涡盘410的转动半径过大，导致动涡盘410和静涡盘420之间的摩擦路径过长，涡旋压缩机的磨损损耗更大。举例来说，ror还可以限定在大于0且小于等于0.7mm。
54.参照图4所示，可以理解的是，偏心部520的第一切面521设有两个，两个第一切面521相互平行，对应的，轴套700也设有两个相互平行的第二切面710，两个第一切面521和两个第二切面710分别对应配合，能够进一步提高偏心部520与轴套700的传动性能，提升涡旋压缩机的运行稳定性和可靠性。
55.参照图4所示，可以理解的是，两个第一切面521的面积相等，能够使偏心部520与轴套700传动时受力更加均匀，传动性能更佳，进一步提升了涡旋压缩机的运行稳定性和可靠性。
56.参照图4所示，可以理解的是，轴套700套装于偏心部520，而且第二切面710与第一切面521滑动配合。因此，当涡旋压缩机遇到液击或者有杂质进入的情况下，曲轴500的第一切面521和轴套700的第二切面710滑动配合使得动涡盘410的偏心量可调节，能够使动涡盘410和静涡盘420分离，减少了静涡盘420和动涡盘410冲击，保证了静涡盘420和动涡盘410不会受到损伤，提升了涡旋压缩机的运行稳定性和可靠性。可以理解的是，第二切面710与第一切面521具有间隙，即两个第二切面710之间的距离大于两个第一切面521之间的距离，因此在特殊工况下，偏心部520和轴套700可以沿第一切面521和第二切面710配合的方向滑动偏移，实现对压缩组件400的保护。
57.参照图1所示，本发明一种实施例的涡旋压缩机，包括上述实施例的压缩组件400。本发明实施例的涡旋压缩机采用第一方面实施例的压缩组件400，压缩组件400通过将曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数h1和曲轴500的偏心距特征参数h2设计在合适的范围内，使得动涡盘410和动涡盘410之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘410和静涡盘420不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，定义曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线形成的参考面与偏心部520的第一切面521的夹角为曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数h1越小，压缩组件400压缩过程形成的切向气体力ft在径向的分量减小，导致动涡盘410和静涡盘420之间的接触力减小，动涡盘410和静涡盘420容易发生分离而导致泄漏；h1越大，切向气体力ft在径向的分量增大，动涡盘410和静涡盘420之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大；定义曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离为ror，动涡盘410的涡齿的外侧型线4122的最大外径为de，动涡盘410的涡齿齿高为h，曲轴500的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘410的涡齿齿高h越大，动涡盘410和静涡盘420的重心越高，容易在压缩组件400压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离ror越大，动涡盘410的转动半径越大，动涡盘410和静涡盘420之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大；设计0.10≤h1 αh2≤0.22，α为常数且满足8.5≤α≤11.2，使得压缩组件400的参数h1 αh2位于上述范围内，从而能够兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
58.由于涡旋压缩机采用了上述实施例的压缩组件400的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
59.本发明一种实施例的空调器，包括上述实施例的涡旋压缩机。可以理解的是，当空调器为分体式空调器，例如挂壁式空调器、落地式空调器等，涡旋压缩机一般安装在空调室外机内；当空调器为整体式空调器，例如移动空调器、窗式空调器等，涡旋压缩机一般安装在空调器的底盘。本发明实施例的空调器采用第二方面实施例的涡旋压缩机，涡旋压缩机包括压缩组件400，压缩组件400通过将曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数h1和曲轴500的偏心距特征参数h2设计在合适的范围内，使得动涡盘410和动涡盘410之间保持较小的接触力且相应的摩擦功耗较小，同时动涡盘410和静涡盘420不容易发生脱离而造成泄漏，提升了涡旋压缩机的能效和可靠性。具体而言，定义曲轴500的长轴部510的中
心轴线和偏心部520的中心轴线形成的参考面与偏心部520的第一切面521的夹角为曲轴500的偏心部520的第一切面521的角度特征参数h1越小，压缩组件400压缩过程形成的切向气体力ft在径向的分量减小，导致动涡盘410和静涡盘420之间的接触力减小，动涡盘410和静涡盘420容易发生分离而导致泄漏；h1越大，切向气体力ft在径向的分量增大，动涡盘410和静涡盘420之间的接触力增大而导致相应的摩擦损失增大；定义曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离为ror，动涡盘410的涡齿的外侧型线4122的最大外径为de，动涡盘410的涡齿齿高为h，曲轴500的偏心距特征参数h2＝ror2/(de*h)，h2越小，动涡盘410的涡齿齿高h越大，动涡盘410和静涡盘420的重心越高，容易在压缩组件400压缩过程中形成的气体力的作用下发生倾斜而导致泄漏；h2越小，曲轴500的长轴部510的中心轴线和偏心部520的中心轴线的距离ror越大，动涡盘410的转动半径越大，动涡盘410和静涡盘420之间的摩擦路径变长，摩擦损失增大；设计0.10≤h1 αh2≤0.22，α为常数且满足8.5≤α≤11.2，使得压缩组件400的参数h1 αh2位于上述范围内，从而能够兼顾涡旋压缩机的能效和可靠性的要求。
60.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。