涡旋压缩机及具有该涡旋压缩机的空调器

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机及具有该涡旋压缩机的空调器。

背景技术

涡旋压缩机因其容积效率高、能效高、噪声振动小而被广泛应用于商用空调及热泵系统，随着变频技术的普及、工业技术的发展以及成本的压力，涡旋压缩机逐步向大排量、高运行频率发展。涡旋压缩机的排油量随频率升高而增加，同时，排油量也随涡旋压缩机排量的增大而增加。压缩机排油量增加易造成压缩机缺油，进而引起压缩机磨损等可靠性问题，且多余润滑油随排气进入制冷系统，影响系统换热效率进而导致系统能效低。涡旋压缩机排油量大的问题已成为制约涡旋压缩机高频运行的关键因素之一。

涡旋压缩机排出的润滑油主要来源有两部分，一部分是润滑泵体的油随压缩后的制冷剂从泵体排气口排出，另一部分是通过旋转轴油路泵到压缩机上部油池润滑轴承后从油孔排出未及时回到压缩机底部油池的部分。这两部分润滑油及制冷剂气体在压缩机上支架与电机之间的空间内混合，随着高速旋转的制冷剂一起排出了压缩机。因此，要降低压缩机排油量需同时将这两部分润滑油与制冷剂气体分离，并使分离出的油回到压缩机底部油池。

现有技术中，针对泵体排气口排出的润滑油大多数技术采用增加挡板一类的零件增加流动阻碍或增加旋转分离，或增长流动路径的方法来实现油气分离。针对上部油池回流的润滑油大多数技术采用导流结构将润滑油导入底部油池。无论哪种技术中，连通电机与上支架之间的空间和电机与下支架之间的空间的流通通道，没有将从上至下与从下至上两个方向流动的流体分开，导致分离出来的润滑油无法及时回到底部油池，甚至再与向上流动的气体混合并被排出压缩机，导致排油量大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种涡旋压缩机及具有该涡旋压缩机的空调器，以解决涡旋压缩机排油量大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种涡旋压缩机，包括：

壳体；

上支架，贴合于所述壳体的内壁面设置，所述上支架与所述壳体顶部形成顶部空间，所述上支架的边缘具有沿涡旋压缩机轴向贯通的上部通路；

涡旋组件，设置于所述上支架上并位于顶部空间中；

电机，设置于所述上支架的下方，包括定子和同轴套于所述定子上的转子，所述定子贴合于所述壳体的内壁面设置，所述电机与所述上支架之间形成有上部空间，所述电机与所述壳体底部之间形成有下部空间，所述壳体上设有与上部空间相通的排气管，所述定子的边缘具有沿涡旋压缩机轴向贯通的定子气体通路和定子回油通路，所述转子具有沿涡旋压缩机轴向贯通的转子通路；

导流件，设置于上部空间中，用于连通所述上部通路和所述定子气体通路，使得顶部空间与下部空间相连通；

风扇，设置于所述电机上并位于上部空间中，所述风扇能够在所述电机的驱动下旋转，使得下部空间的气体通过所述转子通路进入到上部空间中。

本申请的涡旋压缩机，运行时，涡旋组件排出的高压含油制冷剂气体，沿上部通路、导流件和定子气体通路流动，一部分润滑油在流动过程中附着在通路内壁面上流入壳体底部油池，未分离出来的润滑油随制冷剂气体一起进入电机底部的下部空间中，而后经转子的扰动，在下部空间旋转绕流，润滑油在旋转离心力作用下分离出来，实现一级旋转分离，在离心作用下，靠近转子的制冷剂气体含油量更低，能更好地向上回流，同时电机顶部的风扇随电机旋转，形成负压，使电机顶部的上部空间压力低于电机底部的下部空间压力，制冷剂气体在压差的作用下经转子的转子通路进入电机顶部的上部空间中，风扇旋转制造的压差成为气体向上运动的动力，保证气体只经转子的转子通路向上流动，而不会经定子周边的定子回油通路向上流动，从转子通路出来的制冷剂气体在风扇和转子的扰动下，在上部空间旋转绕流，实现二级旋转分离，分离后的制冷剂气体经排气管排出压缩机，分离出来的润滑油则经定子周边的定子回油通路回到壳体底部油池。

可见，本申请的涡旋压缩机，通过导流件和风扇的设置，不但使得制冷剂气体向下流动的路径与制冷剂气体向上流动的路径完全分离，同时，电机顶部的上部空间二次分离出来的润滑油回流的路径与制冷剂气体向上流动的路径也完全分离，避免在电机底部的下部空间经过一次油气分离后含油量较少的制冷剂气体在压缩机内部流动时再次与润滑油混合，从而有效降低了压缩机排油量，进而提高了压缩机润滑可靠性。

在一些实施方式中，还包括旋转轴，其顶部穿过所述上支架与所述涡旋组件连接，中部同轴套于所述转子上，以将所述电机产生的动力传递至所述涡旋组件；

所述旋转轴位于上部空间的部位套设有主平衡块，所述主平衡块位于所述风扇的上方。

本实施的涡旋压缩机，在风扇上方的旋转轴部位设置主平衡块，不仅能保证旋转轴的转动平稳性，还能增强上部空间环形气流的离心作用，提高二级旋转分离的油气分离效果。

在一些实施方式中，所述旋转轴位于下部空间的部位套设有副平衡块。

本实施的涡旋压缩机，在电机底部的旋转轴部位设置副平衡块，不仅能进一步提高旋转轴的转动平稳性，还能增强下部空间环形气流的离心作用，提高一级旋转分离的油气分离效果。

在一些实施方式中，所述风扇包括盘体，所述盘体中部具有供所述旋转轴穿过的轴孔；

所述盘体的底面沿周向间隔设置有多个扇叶，所述扇叶沿所述盘体的径向延伸设置；

所述盘体固定于所述转子的顶面，并使得所述扇叶位于所述盘体与所述转子之间。

本实施的涡旋压缩机，风扇安装在电机的转子上，扇叶间隔分布在盘体和转子之间，形成支腿，风扇的盘体与转子之间有很大的间隔，同时，盘体与旋转轴之间也具有较大间隙，确保转子通路出来的制冷剂气体能够顺利通过风扇来到主平衡块的区域。

在一些实施方式中，还包括下支架，所述下支架贴合于所述壳体的内壁面设置，并位于所述电机的下方；

所述下支架与所述壳体底部形成底部油池，所述旋转轴底部穿过所述下支架并入到所述底部油池中；

所述旋转轴内部设有油上升孔，所述下支架的边缘具有回油孔，所述副平衡块位于所述下支架的上方。

本实施的涡旋压缩机，下支架在支承旋转轴的同时，将壳体底部油池与下部空间分隔，减少气体流动对油池内润滑油的裹挟，提高一级旋转分离的油气分离效果。

在一些实施方式中，所述上支架底部设置有上部油池；

所述壳体内壁设置有回油管，所述回油管的进口与所述上部油池连通，出口穿过所述下支架并伸入到所述底部油池中。

本实施的涡旋压缩机，润滑油通过旋转轴上的油上升孔输送到涡旋组件，少量润滑油进入涡旋组件提供润滑，剩余润滑轴承后流入上部油池，再全部从回油管快速回流到底部油池，避免与制冷剂气体混合，进一步降低压缩机排油率。

在一些实施方式中，所述回油管的出口与所述底部油池液面的距离H满足：5mm≦H≦15mm。

本实施的涡旋压缩机，由于回油管回油流量较大，对底部油池液面会形成一定的冲击，导致油池液面上升及润滑油飞溅，油再次与气体混合，减弱油气分离效果，为此，将回油管的出口设置在油池液面以下一定距离，避免润滑油飞溅。

在一些实施方式中，所述导流件为导流板，所述导流板将上部空间的一部分围成导流腔，以连通所述上部通路和所述定子气体通路。

本实施的涡旋压缩机，通过导流板围成的导流腔连通上部通路和定子气体通路，结构简单，易于实现。

在一些实施方式中，所述定子气体通路和定子回油通路沿所述定子的周向间隔分布。

本实施的涡旋压缩机，定子气体通路和定子回油通路可以是开设在定子铁芯外沿的缺口，也可以是开设在定子铁芯上的通孔，二者结构相同，只是定子气体通路通过导流件与上部通路连通，作为制冷剂气体的下行通道，定子回油通路作为润滑油的下行通道。

根据本发明的又一方面，提供了一种空调器，包括上述的压缩机。

本实施的空调器，由于采用了上述的压缩机，压缩机排油量减少，一方面，压缩机的可靠性得以提升，另一方面，进入制冷系统的润滑油减少，提高了制冷系统的换热效率，进而提高了空调器系统能效。

由此，根据本发明的涡旋压缩机及空调器，可实现如下有益效果：

本发明压缩机内部制冷剂流动路径和润滑油流动路径完全分开，且向上和向下的制冷剂流动路径也完全分开，避免了制冷剂气体在压缩机腔体内流动过程中与润滑油混合，从而有效实现油气分离，减小压缩机排油率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本申请的涡旋压缩机的结构示意图；

图2为本申请的上支架与壳体间气体流通通道示意图；

图3为本申请的导流件的结构示意图；

图4为本申请的导流板与上支架的气体流通通道示意图；

图5为本申请的电机定子的俯视图一；

图6为本申请的导流板与定子的气体流通通道示意图；

图7为本申请的电机定子的俯视图二；

图8为本申请的电机转子的俯视图一；

图9为本申请的电机转子的俯视图二；

图10为本申请的下支架的俯视图一；

图11为本申请的下支架的俯视图二；

图12为本申请的风扇的仰视图；

图13为本申请的电机转子的剖视图；

其中：

1-静涡旋盘；2-动涡旋盘；3-上支架；4-旋转轴；5-下支架；6-定子；7-转子；8-主平衡块；9-副平衡块；10-回油管；11-吸气管；12-排气管；13-底部油池；14-风扇；15-导流件；16、上部油池；17-油泵；18-壳体；

31-上部通路；41-油上升孔；51-回油孔；61-定子气体通路；62-定子回油通路；71-转子通路；

141-盘体；142-轴孔；143-扇叶；144-安装孔；151-流通槽。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“该”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。另外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现有技术中，针对泵体排气口排出的润滑油大多数技术采用增加挡板一类的零件增加流动阻碍或增加旋转分离，或增长流动路径的方法来实现油气分离。针对上部油池回流的润滑油大多数技术采用导流结构将润滑油导入底部油池。无论哪种技术中，连通电机与上支架之间的空间和电机与下支架之间的空间的流通通道，没有将从上至下与从下至上两个方向流动的流体分开，导致分离出来的润滑油无法及时回到底部油池，甚至再与向上流动的气体混合并被排出压缩机，导致排油量大。

为此，本发明提供一种涡旋压缩机及具有该涡旋压缩机的空调器，以解决涡旋压缩机排油量大的问题。

实施例一

参看图1至图13，本实施例提供一种涡旋压缩机，包括壳体18、涡旋组件、上支架3、旋转轴4、电机、下支架5、风扇14和导流件15。

壳体18内部形成有容置空间，用于收纳涡旋压缩机的各种部件，壳体18顶部设置有进气管11，壳体12中部设置有排气管12。

上支架3贴合于壳体18的内壁面设置，上支架3与壳体18顶部形成顶部空间，上支架3的边缘具有竖向贯通的上部通路31，其中，上部通路31可为上支架3边缘的缺口与壳体18内壁贴合形成，也可为直接开设在上支架3上的通孔，数量不作限定，只要能将顶部空间的气体导入到上支架3下方即可。

涡旋组件包括相互啮合的静涡旋盘1和动涡旋盘2，其中，静涡旋盘1固定在上支架3的顶面，动涡旋盘2转动连接在上支架3上，静涡旋盘1与动涡旋盘2之间构成涡旋压缩腔。静涡旋盘1中心具有与涡旋压缩腔连通的排气口，排气口将涡旋压缩腔与顶部空间连通，静涡旋盘1边缘具有与涡旋压缩腔连通的进气口，进气口将涡旋压缩腔与壳体18顶部的吸气管11连通。

图1中，静涡旋盘1贴合于壳体18内壁面设置，此时，顶部空间形成于静涡旋盘1与壳体18顶部之间，上部通路31需同时开设在静涡旋盘1和上支架3的边缘。

电机设置于上支架3的下方，电机与上支架3之间形成上部空间。电机产生用于驱动涡旋组件的动力，其包括定子6和转子7。定子6贴合于壳体18的内壁面设置，定子6的边缘具有竖向贯通的定子气体通路61和定子回油通路62。转子7套设在定子6中，转子7具有竖向贯通的转子通路71。

定子气体通路61和定子回油通路62沿定子6的周向间隔分布，其可以是开设在定子铁芯外沿的缺口结构，如图5所示，也可以是开设在定子铁芯上的通孔结构，如图6所示，还可以是二者的结合，数量不作限定，只要能保证足够的流通面积均可。

需要说明的是，定子气体通路61和定子回油通路62的结构相同，只是定子气体通路61用于与上部通路31连通，作为制冷剂气体的下行通道，定子回油通路62作为润滑油的下行通道。

转子通路71沿转子7的周向间隔分布，其可以是开设在转子7中心孔处的通槽结构，如图8所示，也可以是开设在转子7上的通孔结构，如图9所示，还可以是二者的结合，数量不作限定，只要能保证足够的流通面积均可。

下支架5设置于电机下方，具体的，下支架5贴合于壳体18的内壁面设置，电机与下支架5之间形成下部空间，下支架5与壳体18底部形成用于贮存润滑油的底部油池13，下支架5的边缘具有回油孔51。其中，回油孔51可为下支架5边缘的缺口与壳体18内壁贴合形成，如图10所示，也可为直接开设在下支架5上的通孔，如图11所示，还可以是二者的结合，回油孔51的数量不作限定，只要能将分离出来的润滑油顺利导入到底部油池13均可。

旋转轴4用于涡旋组件与电机的连接，将电机产生的动力传递至涡旋组件。旋转轴4中部固定于转子7，旋转轴4顶部穿过上支架3与动涡旋盘2连接，旋转轴4底部穿过下支架5与底部油池13中的油泵17连接。

具体的，旋转轴4与动涡旋盘2之间设置有轴套，旋转轴4与上支架3之间设置有上部轴承，旋转轴4与下支架5之间设置有下部轴承，上支架3安装上部轴承的位置设置有上部油池16。旋转轴4的内部设有油上升孔41，通过旋转轴4旋转或油泵17的抽吸，底部油池13的润滑油被吸至油上升孔41，进入涡旋组件提供润滑，一部分润滑油随压缩后的制冷剂从泵体排气口排出，另一部分润滑油润滑轴套、上部轴承后贮存在上部油池13中。

上部油池13侧壁设置有径向流道，壳体18内壁设置有回油管10，回油管10呈L形，水平段的进口连接在径向流道上，与上部油池13连通，竖直段的出口穿过下支架5并伸入到底部油池13中。

导流件15设置于上部空间中，具体设置在上支架3与定子6之间，用于连通上部通路31和定子气体通路61，使得顶部空间与下部空间相连通。可选的，导流件15为板状的导流板，如图3、图4和图6所示，将上部空间的一部分围成导流腔，以连通上部通路31和定子气体通路61。导流板底部设置有流通槽151，流通槽151与定子气体通路61相对，便于将导流腔中的气体引导至定子气体通路61。

风扇14设置于电机上并位于上部空间中，风扇能够在电机的驱动下旋转，使得下部空间的气体通过转子通路71进入到上部空间中。具体的，风扇14可安装在转子7上，也可以安装在旋转轴4上，只要能够在电机带动下转动，使转子通路71上端压力低于下端压力均可。

风扇14包括盘体141，盘体141中部具有供旋转轴4穿过的轴孔142，盘体141的底面沿周向间隔设置有多个扇叶143，扇叶142沿盘体141的径向延伸设置，盘体141沿周向还间隔设置有多个安装孔144。安装时，先将扇叶143抵靠在转子7顶面，然后将螺钉穿过安装孔144拧入到转子7的螺纹孔中，即可将风扇14固定在转子7上。这样，扇叶143间隔分布在盘体141和转子7之间，形成支腿，风扇14的盘体141与转子7之间有很大的间隔，同时，盘体141与旋转轴4之间也具有较大间隙，确保转子通路71出来的制冷剂气体能够顺利通过风扇14进入到上部空间。

为保证旋转轴4的转动平稳性，旋转轴4位于上部空间的位置套设有主平衡块9，主平衡块8位于风扇14的上方，旋转轴4位于下部空间的部位套设有副平衡块8。

需要说明的是，图1中，定子6上下两个端面的网状剖面线表示电机线包，属于电机定子的一部分，副平衡块8、主平衡块9以及风扇14设置不与其干涉即可。

压缩机工作时，涡旋组件排出的高压含油制冷剂气体，从静涡旋盘1中心的排气口进入顶部空间，经静涡旋盘1、上支架3与壳体18之间形成的上部通路31流入导流板与壳体18围成的导流腔中，再经导流板的流通槽151流入定子气体通道61，一部分润滑油在流动过程中附着在壳体18内壁面上，经下支架5上的回油孔51回流到底部油池13，未分离出来的润滑油随制冷剂气体一起进入电机与下支架5之间的下部空间中，经转子7及副平衡块8的扰动，在下部空间旋转绕流，润滑油在旋转离心力作用下分离出来，并通过下支架5上的回油通孔51回到底部油池13，实现一级旋转分离，在离心作用下，靠近旋转轴4的制冷剂气体含油量更低，能更好地向上回流，同时电机顶部的风扇14随转子7旋转，形成负压，使电机顶部的上部空间压力低于电机底部的下部空间压力，制冷剂气体在压差的作用下经转子7的转子通路71进入电机顶部的上部空间中，风扇14旋转制造的压差成为气体向上运动的动力，保证气体只经转子7的转子通路71向上流动，而不会经定子6周边的定子回油通路62向上流动，从转子通路71出来的制冷剂气体经风扇14和转子7及风扇14和旋转轴4之间的空隙流出，并在主平衡块8扰动下，在上部空间旋转绕流，实现二级旋转分离，分离后的制冷剂气体经排气管12排出压缩机，分离出来的润滑油则经定子6周边的定子回油通路62回到底部油池13。

可见，本实施例的涡旋压缩机，通过风扇14和导流件15的设置，不但使得制冷剂气体向下流动的路径与制冷剂气体向上流动的路径完全分离，同时，电机顶部的上部空间二次分离出来的润滑油回流的路径与制冷剂气体向上流动的路径也完全分离，避免在电机底部的下部空间经过一次油气分离后含油量较少的制冷剂气体在压缩机内部流动时再次与润滑油混合，从而有效降低了压缩机排油量，进而提高了压缩机润滑可靠性。

同时，底部油池13的润滑油通过旋转轴4上的油上升孔41进入涡旋组件提供润滑，一部分润滑油随压缩后的制冷剂从泵体排气口排出，另一部分润滑油润滑轴套、上部轴承后进入上部油池13，再从回油管10回流到底部油池13，从而彻底避免上部油池13的润滑油与二次分离后的制冷剂气体混合。

由于回油管10回油流量较大，对底部油池13液面会形成一定的冲击，导致油池液面上升及润滑油分飞溅，油再次与制冷剂气体混合，减弱油气分离效果。为减小回油管10回油对液面的冲击，回油管10的出口位置与底部油池13液面的距离H需满足：5mm≦H≦15mm。

由此，根据本发明实施例的涡旋压缩机，可实现如下有益效果：

本发明压缩机内部制冷剂流动路径和润滑油流动路径完全分开，且向上和向下的制冷剂流动路径也完全分开，避免了制冷剂气体在压缩机腔体内流动过程中与润滑油混合，从而有效实现油气分离，减小压缩机排油率。

实施例二

本实施例提供了一种空调器，包括压缩机。该压缩机的具体结构参照上述实施例。

本实施例的空调器，由于采用了上述所有实施例的全部技术方案，使得压缩机的排油量减少，一方面，压缩机的可靠性得以提升，另一方面，进入制冷系统的润滑油减少，提高了制冷系统的换热效率，进而提高了空调器系统能效。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。