CN108331752A - 机电双动涡旋压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机电双动涡旋压缩机，包括固定连接的前壳体、中间壳体、后壳体以及机动盘、电动盘、双涡旋静盘、电机组件、皮带轮组件。后壳体设有端盖，电机组件位于所述后壳体内。电机组件包括电机定子、电机转子、电机旋转轴，所述电机定子固定在所述后壳体内，所述电机转子固定在所述电机旋转轴上。本发明提出的这种涡旋压缩机通过其双涡旋转静盘的设置，使得压缩机可以自由的在发动机和电机两个动力源之间进行切换，提高了涡旋压缩机的实用性也拓宽了其使用范围。

Description

机电双动涡旋压缩机

技术领域

本发明涉及制冷涡旋压缩机技术领域，尤其涉及一种机电双动涡旋压缩机。

背景技术

旋压缩机共有两个涡盘：一个动涡盘和一个静涡盘。动涡盘中心在主轴驱动下绕静涡盘中心做圆周运动，这一运动在两个涡盘之间产生压缩，低压气体进入吸腔，随着动涡盘的运动，压缩是一个连续的过程，在第二个圆周运动中一部分气体被压缩，另一部分气体正进入涡盘，还有一部分气体正在被排出。该腔的气体逐渐减小，当此腔到达中心也就是排气口时，压力达到最大，这就经过了三个完整的圆周运动，从而实现压缩机的目的。

涡旋压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性而广泛运用于工业、农业、交通运输、医疗器械、食品装潢和纺织等行业和其它需要压缩空气的场合。

但现有的涡旋压缩机只能靠电力驱动才能工作，如果在汽车上使用，则由车上的发电机或蓄电池供电；它不能直接由柴油机、汽油机或其他动力机械直接驱动工作，这就影响了涡旋压缩机的应用范围。

大型货车如果使用电动涡旋压缩机，它必须常期靠蓄电池供电进行工作，蓄电池的负担就重，影响使用寿命。如果有机电双动的涡旋压缩机，则大型货车在行驶时，可用发动机的动力直接驱动机电双动的涡旋压缩机工作；在大型货车停下暂时休息时，可用蓄电池的电力来驱动机电双动的涡旋压缩机工作，这可大大减缓蓄电池的工作负担。

目前常见的涡旋压缩机设计如中国专利文件CN201711284161.8、CN201710938165.7、CN201710788797.X等，上述专利文件中对常见涡旋压缩机的进气、排气以及降噪等方面作出了对应改进，但是对涡旋压缩机的传动方式改进，使其搭载在汽车上能够更好利用汽车动力，这方面是没有涉及到的。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种比较适用于大型货车上的新型涡旋压缩机，该压缩机即可通过车载蓄电池来提供动力也可以切换为发动机直接提供动力，减轻蓄电池的工作负担的同时合理利用发动机自身动能，具有提高蓄电池实用寿命和提高大型货车燃油利用率的优点。

本发明的目的是通过以下技术法案来实现的：

一种机电双动涡旋压缩机，其特征在于，包括固定连接的前壳体、中间壳体、后壳体以及机动盘、电动盘、双涡旋静盘、电机组件、皮带轮组件，所述后壳体设有端盖，所述电机组件位于所述后壳体内，所述电机组件包括电机定子、电机转子、电机旋转轴，所述电机定子固定在所述后壳体内，所述电机转子固定在所述电机旋转轴上，所述双涡旋静盘为两端面均有凸起的渐开线型涡旋齿形腔，所述双涡旋静盘固定在所述中间壳体内，所述双涡旋静盘两端面均设有出气沉孔，所述双涡旋静盘侧面上设有两个径向出气孔，该径向出气孔分别贯通至相对应的出气沉孔，所述双涡旋静盘两端面的涡旋形齿腔的起点部段均设有进气沉槽，所述中间壳体上设有与所述径向出气孔相对应的外部出气管以及与所述进气沉槽相对应的外部进气管，所述机动盘、电动盘结构与所述双涡旋静盘相对应，均为单边端面设有凸起的渐开线型涡旋齿形凸起形腔，所述电机旋转轴一端可转动的固定在所述端盖上，所述电机旋转轴的另一端与所述电动盘的背面固定连接，所述机动盘位于所述前壳体内，所述皮带轮组件包括皮带轮、带轮轴，所述皮带轮经传动皮带连接至发动机输出轴，所述带轮轴一端与所述皮带轮固定连接，所述带轮轴的另一端与所述机动盘的背面相固定，所述电机旋转轴和带轮轴均设有偏心段。

在本发明中，所述电动盘或机动盘凸起的渐开线型涡旋齿深入到双涡旋静盘渐开线型涡旋齿形腔内，在所述电机旋转轴或带轮轴的偏心段约束下，由电机旋转轴或带轮轴带动电动盘或机动盘相对双涡旋静盘中心做偏心圆周运动。

在本发明中，所述所述机动盘和所述电动盘与所述双涡旋静盘的偏心配置相差180度。

实施本发明中的这机电双动涡旋压缩机，具有以下有益效果：该机电双动涡旋压缩机既可用电力驱动工作，也可以采用汽油机、柴油机或其他动力机械直接驱动工作，适用范围大大增加。特别是大型货车，如果安装本发明机电双动涡旋压缩机，在行车途中，用发动机动力带动机电双动涡旋压缩机工作给驾驶室制冷；在货车停下休息时，可使用蓄电池带动机电双动涡旋压缩机工作给驾驶室制冷，给货车驾驶员在整个旅途中带来一个舒适的环境。本发明适合在无直流供电的场合使用，也适合野外有柴油机驱动的场合使用，特别适合大型货车使用。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为图1的内部结构标注示意图；

图3为图1中双涡旋静盘的结构示意图；

图4为图3的剖面示意图；

图5为本发明的外部结构示意图；

图6为本发明中电磁离合器的结构示意图；

图7为图1中电动盘的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在现有技术中《汽车空调用涡旋压缩机的研究》（武汉理工大学. 江沂2006）一文对涡旋压缩机在车载空调领域的应用作出了研究，重点讨论了防自转机构的几种结构形式、工作原理以及设计思路,比较了几种防自转机构的优缺点，可见将涡旋压缩机应用于汽车领域具有很大的发展前景，但是该文中没有针对汽车的自身动力性对涡旋压缩机进行传动方面的改进。

为了解决现有设计中存在的不足，本方案提出了如图1至7所示的机电双动涡旋压缩机，包括固定连接的前壳体11、中间壳体12、后壳体13以及机动盘2、电动盘3、双涡旋静盘4、电机组件5、皮带轮组件6；上述结构的整体布局在附图1中有直观的标示。后壳体13设有端盖131，电机组件5位于后壳体13内，电机组件5包括电机定子51、电机转子52、电机旋转轴53，电机定子51固定在后壳体13内，电机转子52固定在电机旋转轴53上；电机组件通过车载蓄电池直接供电，继而带动旋转轴的转动。双涡静盘4为两端面均有凸起的渐开线型涡旋齿形腔41，双涡旋静盘4固定在中间壳体12内，双涡旋静盘4两端面均设有出气沉孔42，双涡旋静盘4侧面上设有两个径向出气孔43，该径向出气孔43分别贯通至相对应的出气沉孔42，双涡旋静盘两端面的涡旋形齿腔的起点部段均设有进气沉槽44。与现有设计中的单边涡旋静盘相比，双涡旋静盘的两个端面都设有用以和动涡盘配合的渐开线型涡旋腔，双涡旋静盘的两端分别和电动盘、机动盘对应。中间壳体12上设有与径向出气孔43相对应的外部出气管121以及与进气沉槽44相对应的外部进气管122；中间壳体的设置也是与现有设计的区别点之一，在现有设计中，前后壳体通过静涡盘相固定连接，而在本方案中，单独设置一个用过容纳双涡旋静盘的中间壳体，其目的也是为了让静盘的进气、排气机构独立设置在中间壳体上，对于压缩机的整机装配都是更加合适的。

机动盘2或者电动盘3结构与双涡旋静盘4相对应，具体可参见图7，均为单边端面设有凸起的渐开线型涡旋齿形凸起形腔；电动盘3或机动盘2凸起的渐开线型涡旋齿深入到双涡旋静盘4渐开线型涡旋齿形腔内。电动盘、机动盘两者与双涡旋静盘的偏心配置均相差180°。电机旋转轴53一端可转动的固定在端盖131上，电机旋转轴53的另一端与电动盘3的背面固定连接，机动盘2位于前壳体11内。皮带轮组件6的具体结构可参见图2，包括皮带轮61、带轮轴62，皮带轮61经传动皮带连接至发动机输出轴，带轮轴62一端与皮带轮61固定连接，带轮轴的另一端与机动盘2的背面相固定，电机旋转轴53和带轮轴62均设有偏心段。在电机旋转轴53或带轮轴62的偏心段约束下，由电机旋转轴或皮带轮轴带动电动盘或机动盘相对双涡静盘中心做偏心圆周运动，通过动盘与静盘之间产生的偏心圆周运动，完成进气、压缩、排气这三个行程，制冷剂气体由外部进气管进入压缩机内，通过双涡旋静盘上的进气沉槽44，进入动、静盘工作区；当电动涡旋压机部分工作时，电机带动电机旋转轴驱动电动盘在双涡旋静盘的渐开线型涡旋齿型腔内旋转运动，形成的压缩气体通过双涡静盘的出气沉孔42从径向出气孔经外部出气管121排出；当机动涡旋压机部分工作时，皮带轮在外部动力作用下，带动带轮轴旋转，驱动机动盘在双涡旋静盘的渐开线型涡旋齿型腔内旋转运动。

在本方案中，如图3所示的双涡旋静盘是两面端板上均有凸起的渐开线型涡旋齿型腔的圆筒形结构，两边渐开线型涡旋齿型腔壁上可以设有径向孔通向出气阀；电动盘和机动盘均是一面有凸起的渐开线型涡旋齿型腔的圆盘形结构。

在本方案的具体实施方式中，双涡旋静盘4、电动盘3和机动盘2上渐开线型涡旋齿腔的深度取决于涡旋压缩机排量大小的设计。深度与压缩机的排量是成正比的，因此本方案中中间壳体12的设置也是方便了后期压缩机排量改变，当需要将压缩机的排量增大时，需要更换一个与大排量动静涡盘相适应的中间壳体即可，而前、后壳体无需更换。

作为本方案的进一步优化，如图6所示的机电双动涡旋压缩机皮带轮组件6可以安装有电磁离合器7，电磁离合器7受空调开关、温控器、空调放大器、压力开关等控制，在需要的时候接通或切断发动机与压缩机之间的动力传递。另外，当压缩机过载时，它还能起到一定的保护作用。电磁离合器7的电磁线圈71固定在压缩机的外壳上，加设驱动盘72与发动机的输出轴73连接，皮带轮61通过轴承74安装在压缩机头盖上，可以自由转动。当空调开关接通时，电流通过电磁离合器7的电磁线圈71，电磁线圈产生电磁吸力，使驱动盘72与皮带轮61结合，将发动机的扭矩传递给压缩机中的带轮轴62。当断开空调开关时，电磁线圈的吸力消失，在弹簧片作用下驱动盘和皮带轮脱离，压缩机停止工作。

在本方案中，如图5所示的压缩机外壳上设置了温度传感器8和压力传感器9，当压缩机的工作温度或工作压力异常时，通过自动控制装置10自动切断电机的电源，或通过自动控制装置19控制电磁离合器7停止带轮轴的工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机电双动涡旋压缩机，其特征在于，包括固定连接的前壳体、中间壳体、后壳体以及机动盘、电动盘、双涡旋静盘、电机组件、皮带轮组件，所述后壳体设有端盖，所述电机组件位于所述后壳体内，所述电机组件包括电机定子、电机转子、电机旋转轴，所述电机定子固定在所述后壳体内，所述电机转子固定在所述电机旋转轴上，所述双涡旋静盘为两端面均有凸起的渐开线型涡旋齿形腔，所述双涡旋静盘固定在所述中间壳体内，所述双涡旋静盘两端面均设有出气沉孔，所述双涡旋静盘侧面上设有两个径向出气孔，该径向出气孔分别贯通至相对应的出气沉孔，所述双涡旋静盘两端面的涡旋形齿腔的起点部段均设有进气沉槽，所述中间壳体上设有与所述径向出气孔相对应的外部出气管以及与所述进气沉槽相对应的外部进气管，所述机动盘、电动盘结构与所述双涡旋静盘相对应，均为单边端面设有凸起的渐开线型涡旋齿形凸起形腔，所述电机旋转轴一端可转动的固定在所述端盖上，所述电机旋转轴的另一端与所述电动盘的背面固定连接，所述机动盘位于所述前壳体内，所述皮带轮组件包括皮带轮、带轮轴，所述皮带轮经传动皮带连接至发动机输出轴，所述带轮轴一端与所述皮带轮固定连接，所述带轮轴的另一端与所述机动盘的背面相固定，所述电机旋转轴和带轮轴均设有偏心段。

2.根据权利要求1所述的机电双动涡旋压缩机，其特征在于，所述电动盘或机动盘凸起的渐开线型涡旋齿深入到双涡旋静盘渐开线型涡旋齿形腔内，在所述电机旋转轴或带轮轴的偏心段约束下，由电机旋转轴或带轮轴带动电动盘或机动盘相对双涡旋静盘中心做偏心圆周运动。

3.根据权利要求1所述的机电双动涡旋压缩机，其特征在于，所述机动盘和所述电动盘与所述双涡旋静盘的偏心配置相差180度。