阅读说明：本技术 涡旋压缩机以及具有其的电器 (Scroll compressor and electric appliance with same ) 是由 胡余生 魏会军 刘双来 赵玉晨 方琪 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种涡旋压缩机以及具有其的电器第一压缩结构、第二压缩结构和平衡装置,第一压缩结构包括第一动涡盘,第一动涡盘围绕第一动涡盘的中心轴线旋转；第二压缩结构包括第二动涡盘,第二动涡盘围绕二动涡盘的中心轴线旋转；第一动涡盘和第二动涡盘互相啮合以形成压缩腔；平衡装置用于提供平衡力,平衡力用于平衡压缩腔在压缩过程中产生的偏心力；根据本申请的涡旋压缩机以及具有其的电器,对压缩过程的偏心力进行力和力矩平衡,解决偏心力带来轴系受力不平衡问题。(The application provides a scroll compressor and a first compression structure, a second compression structure and a balancing device of an electric appliance with the scroll compressor, wherein the first compression structure comprises a first movable scroll, and the first movable scroll rotates around the central axis of the first movable scroll; the second compression structure includes a second orbiting scroll that revolves around a central axis of the second orbiting scroll; the first movable scroll and the second movable scroll are engaged with each other to form a compression chamber; the balancing device is used for providing a balancing force which is used for balancing the eccentric force generated by the compression cavity in the compression process; according to the scroll compressor and the electric appliance with the same, the eccentric force in the compression process is subjected to force and moment balance, and the problem of unbalanced stress of a shafting caused by the eccentric force is solved.)

涡旋压缩机以及具有其的电器

技术领域

本申请属于压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机以及具有其的电器。

背景技术

目前，涡旋压缩机按其两涡旋盘运动方式的不同，可分为公转型和回转型两种。公转型涡旋压缩机定义为一个涡旋固定不动的静涡盘，另一个涡旋绕着静涡旋作公转平动。回转型涡旋压缩机定义为两个涡旋盘同步同方向绕自身旋转轴旋转，两个涡旋盘是几何参数完全相同的动涡旋，二者以一定偏心距相对错开180°对插布置。公转型涡旋压缩机动涡旋随曲轴做偏心公转，运转时需考虑偏心部的离心力平衡和离心力矩平衡。其偏心力分为沿动、静涡旋盘基圆中心连线方向的径向偏心力和与之垂直的切向偏心力，二力方向均随曲轴同步转动，带来动涡旋盘的倾覆和自转问题。回转型涡旋压缩机因曲轴无偏心，无需考虑离心力平衡和离心力矩平衡。

但是，回转型涡旋压缩机的偏心力分为沿两涡旋盘基圆中心连线方向的径向偏心力和与之垂直的切向偏心力，由于两个涡旋盘旋转轴固定，因此偏心力在空间中的位置和方向始终不变。偏心力带来曲轴朝固定方向承受局部载荷，并引起轴系的倾覆。

因此，如何提供一种对压缩过程的偏心力进行力和力矩平衡，解决偏心力带来轴系受力不平衡，减轻曲轴朝固定方向承受局部载荷，降低轴系的倾覆概率的涡旋压缩机以及具有其的电器成为本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种涡旋压缩机以及具有其的电器，对压缩过程的偏心力进行力和力矩平衡，解决偏心力带来轴系受力不平衡，减轻曲轴朝固定方向承受局部载荷，降低轴系的倾覆概率。

为了解决上述问题，本申请提供一种涡旋压缩机，包括：

第一压缩结构，第一压缩结构包括第一动涡盘，第一动涡盘围绕第一动涡盘的中心轴线旋转；

第二压缩结构，第二压缩结构包括第二动涡盘，第二动涡盘围绕二动涡盘的中心轴线旋转；第一动涡盘和第二动涡盘互相啮合以形成压缩腔；

平衡装置，平衡装置用于提供平衡力，平衡力用于平衡压缩腔在压缩过程中产生的偏心力。

优选地，在压缩腔的横截面上，以第一动涡盘中心轴线与第二动涡盘中心轴线的连线方向为第一方向；

平衡装置包括第一平衡装置；平衡力包括第一平衡力；第一平衡装置用于提供第一平衡力，第一平衡力用于平衡第一方向上的第一偏心力；

和/或，平衡装置包括第二平衡装置；平衡力包括第二平衡力；在压缩腔的横截面上，以与第一方向垂直的方向为第二方向；第二平衡装置用于提供第二平衡力，第二平衡力用于平衡第二方向上的第二偏心力。

优选地，第一平衡力与第一偏心力的合力为零；

和/或，第二平衡力与第二偏心力的合力为零；

和/或，第一平衡力与第一偏心力的合力矩为零；

和/或，第二平衡力与第二偏心力的合力矩为零。

优选地，涡旋压缩机包括压缩机壳体；第一平衡装置设置于压缩机壳体上；和/或，第二平衡装置设置于压缩机壳体上。

优选地，第一压缩结构还包括第一驱动轴，第一动涡盘设置于第一驱动轴的第一端；

和/或，第二压缩结构还包括第二驱动轴，第二动涡盘设置于第二驱动轴的第一端。

优选地，第一平衡装置包括第一平衡部；第一平衡部与第一压缩结构在第一驱动轴轴向上的位置相对应；第一平衡部用于对第一压缩结构提供第一平衡力；

和/或，第二平衡装置包括第二平衡部；第二平衡部与第一压缩结构在第一驱动轴轴向上的位置相对应；第二平衡部用于对第一压缩结构提供第二平衡力；

和/或，第一平衡装置包括第三平衡部；第三平衡部与第二压缩结构在第二驱动轴轴向上的位置相对应；第三平衡部用于对第二压缩结构提供第一平衡力；

和/或，第二平衡装置包括第四平衡部；第四平衡部与第二压缩结构在第二驱动轴轴向上的位置相对应；第四平衡部用于对第二压缩结构提供第二平衡力。

优选地，第一平衡部包括第一平衡件和第二平衡件；第一平衡件和第二平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第二平衡部包括第三平衡件和第四平衡件；第三平衡件和第四平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第三平衡部包括第五平衡件和第六平衡件；第五平衡件和第六平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第四平衡部包括第七平衡件和第八平衡件；第七平衡件和第八平衡件提供的平衡力的方向相反。

优选地，第一平衡件与第一动涡盘在轴向上的距离为d1；第二平衡件与第一动涡盘在轴向上的距离为d2；其中d1≠d2；

和/或，第三平衡件与第一动涡盘在轴向上的距离为d3；第四平衡件与第一动涡盘在轴向上的距离为d4；其中d3≠d4；

和/或，第五平衡件与第二动涡盘在轴向上的距离为d5；第六平衡件与第二动涡盘在轴向上的距离为d6；其中d5≠d6；

和/或，第七平衡件与第二动涡盘在轴向上的距离为d7；第八平衡件与第二动涡盘在轴向上的距离为d8；其中d7≠d8。

优选地，d1>d2；和/或，d3>d4；和/或，d5>d6；和/或，d7>d8。

优选地，以第一压缩结构在第一方向上受到的偏心力为正向第一偏心力；以第二压缩结构在第一方向上受到的偏心力为反向第一偏心力；以第一压缩结构在第二方向上受到的偏心力为正向第二偏心力；以第二压缩结构在第二方向上受到的偏心力为反向第二偏心力；

第一平衡件用于提供同向第一平衡力；同向第一平衡力与正向第一偏心力方向相同；

和/或，第二平衡件用于提供反向第一平衡力；反向第一平衡力与正向第一偏心力方向相反；

和/或，第三平衡件用于提供同向第二平衡力，同向第二平衡力与正向第二偏心力方向相同；

和/或，第四平衡件用于提供反向第二平衡力；反向第二平衡力与正向第二偏心力的方向相反；

和/或，第五平衡件用于提供同向第三平衡力；同向第三平衡力与反向第一偏心力方向相同；

和/或，第六平衡件用于提供反向第三平衡力；反向第三平衡力与反向第一偏心力方向相反；

和/或，第七平衡件用于提供同向第四平衡力；同向第四平衡力与反向第二偏心力方向相同；

和/或，第八平衡件用于提供反向第四平衡力；反向第四平衡力与反向第二偏心力方向相反。

优选地，第一平衡力的大小可调；

和/或，第二平衡力的大小可调；

和/或，第一平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第二平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第三平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第四平衡部的数量设置为至少两个。

优选地，第一驱动轴的材质为铁质；和/或，第二驱动轴的材质为铁质。

优选地，平衡件为电磁装置。

根据本申请的再一方面，提供了一种电器，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机为上述的涡旋压缩机。

本申请提供的涡旋压缩机，对压缩过程的偏心力进行力和力矩平衡，解决偏心力带来轴系受力不平衡，减轻曲轴朝固定方向承受局部载荷，降低轴系的倾覆概率。

附图说明

图1为本申请实施例的涡旋压缩机的剖面图；

图2为本申请实施例的涡旋压缩机的结构示意图；

图3为本申请实施例的在固定运行工况下的第一平衡力大小随转角变化规律；

图4为本申请实施例的在固定运行工况下的第二平衡力大小随转角变化规律；

图5为本申请实施例的平衡力的轴向分布图；

图6为本申请实施例的平衡力的周向分布图；

图7为本申请实施例的主轴在0°时，涡盘偏心力示意图；

图8为本申请实施例的主轴逆时针旋转90°时，涡盘偏心力示意图；

图9为本申请实施例的主轴逆时针旋转180°时，涡盘偏心力示意图；

图10为本申请实施例的主轴逆时针旋转270°时，涡盘偏心力示意图。

附图标记表示为：

1、第一动涡盘；2、第二动涡盘；3、第一驱动轴；4、第二驱动轴；5、第一平衡装置；6、驱动电机；7、驱动主轴；8、第一主动齿轮；9、第二主动齿轮；10、支撑结构；11、第一从动齿轮；12、第二从动齿轮。

具体实施方式

结合参见图1-2所示，根据本申请的实施例，一种涡旋压缩机，包括：第一压缩结构、第二压缩结构和平衡装置，第一压缩结构包括第一动涡盘1，第一动涡盘1围绕第一动涡盘1的中心轴线旋转；第二压缩结构包括第二动涡盘2，第二动涡盘2围绕二动涡盘的中心轴线旋转；第一动涡盘1和第二动涡盘2互相啮合以形成压缩腔；平衡装置用于提供平衡力，平衡力用于平衡压缩腔在压缩过程中产生的偏心力。对压缩过程的偏心力进行力和力矩平衡，解决偏心力带来轴系受力不平衡，减轻曲轴朝固定方向承受局部载荷，降低轴系的倾覆概率；可以解决回转式涡旋压缩机气体力不平衡引起的曲轴局部承载；防止回转式涡旋压缩机气体力不平衡引起的轴系倾覆；防止回转式涡旋压缩机气体力不平衡引起的曲轴变形；使得轴系承载均匀。在回转式涡旋压缩机中，通过驱动电机6进而驱动该驱动主轴7转动，使得第一主动齿轮8和第二主动齿轮9；进而驱动第一从动齿轮11和第二从动齿轮12转动，第二从动齿轮12转动带动第二动涡盘2转动，第一从动齿轮11转动，带动第一动涡盘1转动。

结合参见图7-10为回转式涡旋压缩机在不同角度时，所出现的第一偏心力和第二偏心力，

在压缩腔的横截面上，以第一动涡盘1中心轴线与第二动涡盘2中心轴线的连线方向为第一方向；

涡旋压缩机还包括第一平衡装置5，平衡力包括第一平衡力；第一平衡装置5用于提供第一平衡力，第一平衡力用于平衡第一方向上的第一偏心力；

涡旋压缩机还包括第二平衡装置；平衡力包括第二平衡力；在所述压缩腔的横截面上，以与第一方向垂直的方向为第二方向；第二平衡装置用于提供第二平衡力，第二平衡力用于平衡第二方向上的第二偏心力。

进一步地，第一平衡力与第一偏心力的合力为零；

和/或，第二平衡力与第二偏心力的合力为零；

和/或，第一平衡力与第一偏心力的合力矩为零；

和/或，第二平衡力与第二偏心力的合力矩为零。

进一步地，涡旋压缩机包括压缩机壳体；第一平衡装置5设置于压缩机壳体上；和/或，第二平衡装置设置于压缩机壳体上。

进一步地，第一压缩结构还包括第一驱动轴3，第一动涡盘1设置于第一驱动轴3的第一端；

和/或，第一压缩结构还包括第二驱动轴4，第二动涡盘2设置于第二驱动轴4的第一端。

进一步地，第一平衡装置5包括第一平衡部；第一平衡部与第一压缩结构在第一驱动轴3轴向上的位置相对应；第一平衡部用于对第一压缩结构提供第一平衡力；

和/或，第二平衡装置包括第二平衡部；第二平衡部与第一压缩结构在第一驱动轴3轴向上的位置相对应；第二平衡部用于对第一压缩结构提供第二平衡力；

和/或，第一平衡装置5包括第三平衡部；第三平衡部与第二压缩结构在第二驱动轴4轴向上的位置相对应；第三平衡部用于对第二压缩结构提供第一平衡力；

和/或，第二平衡装置包括第四平衡部；第四平衡部与第二压缩结构在第二驱动轴4轴向上的位置相对应；第四平衡部用于对第二压缩结构提供第二平衡力。

结合参见图5-6所示，第一平衡部包括第一平衡件和第二平衡件；第一平衡件和第二平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第二平衡部包括第三平衡件和第四平衡件；第三平衡件和第四平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第三平衡部包括第五平衡件和第六平衡件；第五平衡件和第六平衡件提供的平衡力的方向相反；

和/或，第四平衡部包括第七平衡件和第八平衡件；第七平衡件和第八平衡件提供的平衡力的方向相反。

进一步地，第一平衡件与第一动涡盘1在轴向上的距离为d1；第二平衡件与第一动涡盘1在轴向上的距离为d2；其中d1≠d2；

和/或，第三平衡件与第一动涡盘1在轴向上的距离为d3；第四平衡件与第一动涡盘1在轴向上的距离为d4；其中d3≠d4；

和/或，第五平衡件与第二动涡盘2在轴向上的距离为d5；第六平衡件与第二动涡盘2在轴向上的距离为d6；其中d5≠d6；

和/或，第七平衡件与第二动涡盘2在轴向上的距离为d7；第八平衡件与第二动涡盘2在轴向上的距离为d8；其中d7≠d8。

进一步地，d1>d2；和/或，d3>d4；和/或，d5>d6；和/或，d7>d8。

进一步地，以第一压缩结构在第一方向上受到的偏心力为正向第一偏心力；以第二压缩结构在第一方向上受到的偏心力为反向第一偏心力；以第一压缩结构在第二方向上受到的偏心力为正向第二偏心力；以第二压缩结构在第二方向上受到的偏心力为反向第二偏心力；反向第一偏心力与正向第一偏心力大小相等，方向相反，反向第二偏心力与正向第二偏心力大小相等，方向相反；

第一平衡件用于提供同向第一平衡力；同向第一平衡力与正向第一偏心力方向相同；

和/或，第二平衡件用于提供反向第一平衡力；反向第一平衡力与正向第一偏心力方向相反；

和/或，第三平衡件用于提供同向第二平衡力，同向第二平衡力与正向第二偏心力方向相同；

和/或，第四平衡件用于提供反向第二平衡力；反向第二平衡力与正向第二偏心力的方向相反；

和/或，第五平衡件用于提供同向第三平衡力；同向第三平衡力与反向第一偏心力方向相同；

和/或，第六平衡件用于提供反向第三平衡力；反向第三平衡力与反向第一偏心力方向相反；

和/或，第七平衡件用于提供同向第四平衡力；同向第四平衡力与反向第二偏心力方向相同；

和/或，第八平衡件用于提供反向第四平衡力；反向第四平衡力与反向第二偏心力方向相反。

Fr——第一偏心力

Fr1——反向第一平衡力

Fr2——同向第一平衡力

L0——第一偏心力与基准面距离

L1——反向第一平衡力与基准面距离

L2——同向第一平衡力与基准面距离

注：基准面为任意平面

ps——吸气压力

h——涡旋体高度

a——基圆半径

ε——压缩比，由中心至外，依次为第一腔、第二腔……，ε1为第一腔压力与吸气压力比值，εi为第i腔压力与吸气压力比值

Ft——第二偏心力

Ft1——反向第二偏心力

Ft2——同向第二平衡力

P——涡旋体节距

θ——曲轴转角

由涡旋压缩腔受力分析，对于有n个压缩腔的涡旋盘，其切向、第一偏心力可分别表述为：

_Fr＝2p_sah(ε₁-1)

压缩比ε与工况相关，在确定工况下，第二偏心力大小与主轴转角θ有关，第一偏心力大小不变化。给出固定工况下，一周期轴A所受气体力的变化，其第一偏心力和第二偏心力方向不随转动角度变化。由此，可得出各平衡装置产生的平衡力大小变化规律，仅与气体力大小、轴向安装位置相关，其中轴向高度的基准可以任意选取。结合参见图3-4所示，是典型运行工况下的平衡力大小随转角变化规律。本实施例的轴系平衡装置，可有效解决回转式涡旋压缩机因气体力不平衡引起的轴系偏载、倾覆失稳，降低轴系受力引起的曲轴变形。

进一步地，第一平衡力的大小可调；

和/或，第二平衡力的大小可调；

和/或，第一平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第二平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第三平衡部的数量设置为至少两个；

和/或，第四平衡部的数量设置为至少两个。

进一步地，第一驱动轴3的材质为铁质；和/或，第二驱动轴4的材质为铁质；为防止其他零件受电磁装置的影响，限制仅驱动轴为铁质结构，可受电磁装置影响可对轴系产生平衡力，其他压缩机结构为铝、铜等非磁性材料，不受电磁装置的影响。

进一步地，平衡件为电磁装置，电磁装置为现有技术中的电磁铁，该电磁铁产生磁力，该磁力与铁质的第一驱动轴3或者第二驱动轴4，相配合产生平衡力；并且可以通过调节其电流大小、绕组通路数量等调节平衡力大小。

根据本申请的实施例，一种电器，包括涡旋压缩机，涡旋压缩机为上述的涡旋压缩机。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。