CN101429940B - 具有消音器的压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种压缩机组件，可包括外壳、排放配件、消音器、压缩机构和电机。外壳可具有穿过其中的开口，排放配件大体从该开口延伸。消音器可以与排放配件连通并可位于外壳之外。消音器可具有靠近排放配件的入口、远离排放配件的出口和在该入口和出口之间延伸的本体部分。消音器可包括靠近出口的阀组件。压缩机构可容纳在外壳内并包括抽吸入口和排放通道。排放通道可连接到外壳中的开口，以便将制冷剂从压缩机构直接排放到排放配件。电机可容纳在外壳内并驱动地联结到压缩机构。

Description

具有消音器的压缩机
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年11月2日提交的美国临时申请No.60/984,908的权益。在此将上述申请的全部公开内容以参考的方式并入。
技术领域
本公开涉及一种涡旋压缩机，并且更具体地涉及一种具有消音器的涡旋压缩机。
背景技术
这部分的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以不构成现有技术。
用于诸如空调、制冷机或冷冻机系统的制冷剂直排式压缩机可包括外部消音器以减小排放压力脉冲和/或噪音。这些压缩机也可包括防止停机期间的回流的装置，以防止电机损坏。当压缩机停机时，与排放配件和外部消音器相比，压缩机构处于较低的压力下。在没有回流防止装置的情况下，制冷剂在排放配件的高压区域调转方向并流入压缩机构中。这种回流可引起压缩机构反向运行，从而导致噪音和潜在的电机损坏。
发明内容
一种压缩机组件，包括：外壳，该外壳具有穿过其中的开口；排放配件，该排放配件大体从所述外壳中的所述开口延伸；消音器，该消音器与所述排放配件连通并位于所述外壳之外，所述消音器具有靠近所述排放配件的入口、远离所述排放配件的出口以及在所述入口和出口之间延伸的本体部分；第一阀组件，该第一阀组件布置成靠近所述消音器的所述出口；以及压缩机构，该压缩机构布置在所述外壳内并包括与所述外壳中的所述开口连通的排放通道，以便将制冷剂从所述压缩机构直接排放到所述排放配件，所述压缩机构包括第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积，所述消音器的总容积与所述压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间。
一种压缩机组件，包括：压缩机，该压缩机具有从其延伸的排放配件，并且所述压缩机包括第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积；和包括消音器的消音器组件，所述消音器具有入口、出口以及布置在所述入口和所述出口之间的本体部分，所述入口与所述排放配件连通，所述入口的至少一部分位于所述压缩机之外，所述出口具有容纳在其中的阀组件，所述消音器的总容积与所述压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间。
一种直排式压缩机消音器，包括：与压缩机连通的入口，所述压缩机包括压缩机构，所述压缩机构具有第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积；出口；布置在所述入口和所述出口之间的本体部分，所述消音器的总容积与所述压缩机的压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间；以及阀组件，该阀组件靠近所述出口容纳在所述消音器内，所述阀组件构造成防止沿从所述出口向所述入口的方向上的流动。
压缩机组件包括外壳、排放配件、消音器、压缩机构和电机。外壳包括穿过其中的开口，排放配件大体从该开口延伸。消音器与排放配件连通，并且可位于外壳之外。消音器包括靠近排放配件的入口、远离排放配件的出口以及在该入口和出口之间延伸的本体部分。消音器可包括靠近出口的阀组件。压缩机构可容纳在外壳内并包括抽吸入口和排放通道。排放通道可连接到外壳中的开口，以便将制冷剂从压缩机构直接排放到排放配件。电机可容纳在外壳内并驱动地联结到压缩机构。
第一阀组件可位于消音器的本体部分内。
在一种变型中，第一阀组件可容纳在消音器的出口内。该出口包括位于本体部分之内的第一部分和位于本体部分之外的第二部分。第一阀组件可位于出口的第二部分内。在替代布置中，第一阀组件可位于出口的第一部分内。出口可包括固定于消音器本体部分的管状构件、固定于管状构件的阀座、以及阀止动件。阀座和阀止动件限定出阀腔室。阀组件可包括布置在阀腔室内的阀构件，该阀构件能够在阀构件邻接阀座时的关闭位置和阀构件邻接阀止动件时的打开位置之间移动。
压缩机可另外包括布置在排放通道和第一阀组件之间的第二阀组件。第一阀组件可构造成当流动方向是从出口到入口时移动到关闭位置。关闭位置可基本防止从出口向入口的流动。第一阀组件可构造成当流动方向是从入口到出口时移动到打开位置。打开位置可基本允许从入口向出口的流动。
压缩机构可包括第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合，以形成多个中间压缩腔和排放腔。中间腔中紧邻排放腔的第一中间腔和第二中间腔在第一中间腔和第二中间腔与排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积。消音器的总容积与该压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间。大体垂直于通过消音器的流体流动方向截取的消音器的横截面积与入口的横截面积之间的比值大于20∶1。
此外，第一阀组件可在重力作用下被偏压到打开位置。
在另一种布置中，压缩机组件可包括压缩机和消音器组件，该压缩机具有从其延伸的排放配件。消音器组件可包括消音器，该消音器具有入口、出口和布置在入口和出口之间的本体部分。入口与排放配件连通。入口的至少一部分可位于压缩机之外，并且出口可在其中容纳阀组件。
出口包括位于本体部分之内的第一部分和位于本体部分之外的第二部分。阀组件可位于出口的第二部分内。可替代地，阀组件可位于出口的第一部分内。出口可包括固定于消音器本体部分的管状构件、固定于管状构件的阀座、以及阀止动件。阀座和阀止动件限定出阀腔室。阀组件包括布置在阀腔室内的阀构件，该阀构件能够在阀构件邻接阀座时的关闭位置和阀构件邻接阀止动件时的打开位置之间移动。
此外，阀组件可在重力作用下被偏压到打开位置。
直排式压缩机的消音器可包括入口、出口、布置在入口和出口之间的本体部分、以及阀组件。阀组件可容纳在消音器内并靠近出口。阀组件构造成防止沿从出口向入口的方向上的流动。
阀组件可容纳在出口内。出口包括位于本体部分之内的第一部分和位于本体部分之外的第二部分。阀组件可位于出口的第二部分内。可替代地，阀组件可位于出口的第一部分内。出口可包括固定于消音器本体部分的管状构件、固定于管状构件的阀座、以及阀止动件。阀座和阀止动件限定出阀腔室。阀组件包括布置在阀腔室内的阀构件，该阀构件能够在阀构件邻接阀座时的关闭位置和阀构件邻接阀止动件时的打开位置之间移动。
阀组件可位于本体部分内。阀组件可在重力作用下被偏压到打开位置。
从这里提供的描述中，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅用于说明目的，并不意在限制权利要求的范围。
附图说明
这里描述的附图仅用于示例目的，并不意在以任何方式限制本教导的范围。
图1是压缩机和消音器组件的剖视图；
图2是图1的压缩机的剖视图；
图3是消音器组件的剖视图；
图4是替代性消音器组件的剖视图；
图5是压缩机的剖视图；并且
图6是图1的压缩机的涡卷的示意图。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅仅是示例性的，并不意在限制本教导、应用或使用。
本教导适于结合在多种不同类型的涡旋和旋转压缩机中，包括密封式机器、开式驱动机器和非密封式机器。出于示例性目的，示出了包括低侧式的密封式涡旋制冷剂电动压缩机12的压缩机组件10，即，其中电机和压缩器由密封外壳中的吸气冷却，如在图1、2、4和5中示出的竖直剖面中所示。
如图1和2所示，压缩机组件10包括压缩机12和外部消音器组件14。压缩机12可包括圆筒形密封外壳16、压缩机构18、主支承壳体20、电机组件22、制冷剂排放配件24和吸气入口配件26。密封外壳16可容纳压缩机构18、主支承壳体20和电机组件22。外壳16可在其上端处包括端盖28。制冷剂排放配件24在端盖28中的开口30处连接到外壳16。吸气入口配件26在开口32处连接到外壳16。压缩机构18由电机组件22驱动并由主支承壳体20支撑。主支承壳体20可在多个点以任何希望的方式固定到外壳16。
电机组件22大体包括电机34、框架36和曲柄轴38。电机34包括电机定子40和转子42。电机定子40可压配到框架36中，而框架36则可压配到外壳16中。曲柄轴38以可旋转的方式由转子42驱动。绕组44穿过定子40。转子42可压配在曲柄轴38上。可在紧邻绕组44处设置电机保护器46，使得如果绕组44超过它们的正常温度范围，则电机保护器46将对电机34解除激励。
曲柄轴38可在上端52处包括偏心曲柄销48和一个或更多平衡配重50。曲柄轴38可以以可旋转的方式轴颈支承在主支承壳体20中的第一轴承54中和框架36中的第二轴承56中。曲柄轴38可在下端60处包括同心泵油孔58。同心孔58可以与延伸到曲柄轴38的上端52的径向向外偏置且直径相对较小的孔62连通。外壳16的下内部填充有润滑油。同心孔58可连同孔62提供泵送作用，以将润滑流体分配到压缩机12的各个部分。
压缩机构18可大体包括绕动涡旋64和非绕动涡旋66。绕动涡旋64可包括端板68，该端板68在其上表面上具有螺旋叶片或涡卷70，并在其下表面上具有环形平坦推力表面72。推力表面72可与主支承壳体20的上表面上的环形平坦推力轴承表面74形成交接面。圆筒形毂76可从推力表面72向下突出并可包括轴颈轴承78，该轴颈轴承78具有以旋转的方式布置在其中的驱动衬套80。驱动衬套80可包括内孔，曲柄销48驱动地布置在该内孔中。曲柄销48在一个表面(未示出)-该表面驱动地接合驱动衬套80的内孔的一部分中的平坦表面-上可具有平坦部分以提供径向柔顺驱动配置，例如在受让人的美国专利No.4877382中示出的，该美国专利的公开内容在此以参考的方式并入。
非绕动涡旋构件66可包括端板82，该端板82在其下表面86上具有非绕动螺旋涡卷84。非绕动螺旋涡卷84可与绕动涡旋构件64的涡卷70形成啮合接合，从而形成入口腔88，中间腔90、92、94、96和排放腔98。非绕动涡旋66可具有与排放腔98连通的居中布置的排放通道100和可以与排放配件24流体连通的向上敞开的凹口102。浮动密封件104可定位在凹口102周围并可邻接外壳16，从而在允许非绕动涡旋66相对于外壳16轴向移位的同时，在排放通道100和排放配件24之间提供密封的连通。
可以以能够提供非绕动涡旋构件66的受限制的轴向运动的任何方式将非绕动涡旋66安装到主支承壳体20。至于非绕动涡旋悬置系统的更详细的描述，见受让人的美国专利No.5055010，该美国专利的公开内容以参考的方式在此并入。在压缩机12中可包括轴向压力偏置，如受让人的前述美国专利No.4877382中公开的。在该系统中也可包括容量调节系统，如受让人的前述美国专利No.6821092中所描述的。
可通过十字滑块联轴器(Oldham coupling)来防止涡旋构件64、66的相对旋转，奥尔德姆联结器可大体包括环108，该环108具有第一对键110(示出其中之一)和第二对键(未示出)，第一对键110以可滑动的方式布置在非绕动涡旋66中的沿直径方向相对的槽112(示出其中之一)中，第二对键以可滑动的方式布置在绕动涡旋64中的沿直径方向相对的槽中。
外部消音器组件14可包括入口114、出口116以及在入口114和出口116之间延伸的本体部分118。入口114的第一端120可延伸到本体部分118中的入口开口122中。入口114的第二端124可延伸并联结到制冷剂排放配件24。
出口116可包括其间布置有连接部分130的第一部分126和第二部分128。第一部分126和第二部分128可以大体为管状，且第二部分128的直径大于第一部分126的直径。连接部分130可径向延伸并大体形成止动构件。
阀座132可位于第二部分128的入口处。阀座132可包括用于使流体流过的孔口134、136。第二部分128，连接部分130和阀座132可限定阀腔室138。阀腔室138可将阀构件140容纳在其中。
阀构件140可包括盘形本体部分142，该盘形本体部分142具有穿过其中的居中布置的孔口144。阀构件140能够在沿从第二部分128向第一部分126的方向运动的流动作用下从关闭位置移位到打开位置，并且能够在沿从第一部分126向第二部分128的方向运动的流动作用下从打开位置移位到关闭位置。当处在关闭位置时，本体部分142可基本上覆盖孔口134、136。当处在打开位置时，可迫使阀构件140离开孔口134、136并大体朝向连接部分130。
在图1所示的示例中，本体部分118示出为包括出口开口146，该出口开口146的直径基本等于出口116的第一部分126的直径。这样，第一部分126可延伸穿过出口开口146，而第二部分128和连接部分130可位于本体部分118内。
在图3中，外部消音器组件214示出为与外部消音器组件14基本相似，不同之处在于出口开口246和出口216。具体地，如下所述，出口216大体位于本体部分218之外。出口开口246可具有与第二部分228的直径基本相等的直径。这样，第二部分228布置在本体部分218之外。更具体地，阀座232位于出口开口246中，这导致阀腔室238和阀构件240位于本体部分218之外。
在图4中示出的又一示例中，外部消音器组件314示出为与外部消音器组件214基本相似。然而，利用U形入口导管414使得外部消音器组件314相对于外部消音器组件214旋转大约180度。与图3中看到的在重力作用下被偏压到关闭位置不同，阀构件340可在重力作用下被偏压到打开位置。在反向流动状态期间可迫使阀构件340处于关闭位置。
虽然在图1至4中阀构件140、240、340描述为位于出口116、216内，但阀构件140、240、340可另外地或替代地位于本体部分118、218内，大体上位于出口116、216的第二部分128、228之前。在图5中示出的另一布置中，第二阀构件248可位于外部消音器组件14、214和非绕动涡旋66之间。更具体地，第二阀构件248可位于排放通道100上方的凹口120内。第二阀构件248示出为具有板状结构250和铰链件252。然而，可使用任何合适的阀组件，例如类似于阀构件140的阀组件。而且，还可使用图1至5的任何组合。
参考图1、3、4和6，在紧邻排放腔98的中间腔92、97与排放腔98之间连通之前，消音器组件14、214、314-更具体地是指本体部分118、218-的容积与中间腔92、97的容积之间的比值可在5∶1和20∶1之间。在绕动涡旋64的一部分绕动过程中，中间腔92和97可与排放腔98相结合(见图1、2和5)。大体垂直于流动方向(D)截取的本体部分118、218的横截面积与入口114的横截面积之间的比值可基本大于或等于20∶1。
已经提供实施例的前述描述用于示例和描述的目的。这些描述并不意在以穷举的方式示例本发明或限制本发明。特别实施例的单个元件或特征基本上不限于该特别实施例，而是在可应用的情况下是可互换的并且可用于选定实施例，即使没有具体示出或描述也是如此。实施例也可以以多种方式改变。这种改变不被认为偏离本发明，并且所有这种修改意在包括在本发明的范围内。

Claims (25)

1.一种压缩机组件，包括：
外壳，该外壳具有穿过其中的开口；
排放配件，该排放配件大体从所述外壳中的所述开口延伸；
消音器，该消音器与所述排放配件连通并位于所述外壳之外，所述消音器具有靠近所述排放配件的入口、远离所述排放配件的出口以及在所述入口和出口之间延伸的本体部分；
第一阀组件，该第一阀组件布置成靠近所述消音器的所述出口；以及
压缩机构，该压缩机构布置在所述外壳内并包括与所述外壳中的所述开口连通的排放通道，以便将制冷剂从所述压缩机构直接排放到所述排放配件，所述压缩机构包括第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积，所述消音器的总容积与所述压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间。
2.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件位于所述本体部分内。
3.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件容纳在所述出口内，所述出口具有位于所述本体部分之内的第一部分和位于所述本体部分之外的第二部分。
4.根据权利要求3所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件位于所述出口的所述第二部分内。
5.根据权利要求3所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件位于所述出口的所述第一部分内。
6.根据权利要求3所述的压缩机组件，其中，所述出口包括固定于所述消音器本体部分的管状构件、固定于所述管状构件的阀座、以及阀止动件，所述阀座和所述阀止动件限定出阀腔室，所述阀组件包括布置在所述阀腔室内的阀构件，所述阀构件能够在所述阀构件邻接所述阀座时的关闭位置和所述阀构件邻接所述阀止动件时的打开位置之间移动。
7.根据权利要求1所述的压缩机组件，还包括第二阀组件，所述第二阀组件布置在所述排放通道和所述第一阀组件之间。
8.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件构造成当流动方向是从所述出口到所述入口时运动到关闭位置，所述关闭位置基本上防止从所述出口向所述入口的流动。
9.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件构造成当流动方向是从所述入口到所述出口时运动到打开位置，所述打开位置基本上允许从所述入口向所述出口的流动。
10.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，大体垂直于通过所述消音器的流体流动方向截取的所述消音器的横截面积与所述入口的横截面积之间的比值大于20∶1。
11.根据权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一阀组件在重力作用下被偏压到打开位置。
12.一种压缩机组件，包括：
压缩机，该压缩机具有从其延伸的排放配件，并且所述压缩机包括第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积；和
包括消音器的消音器组件，所述消音器具有入口、出口以及布置在所述入口和所述出口之间的本体部分，所述入口与所述排放配件连通，所述入口的至少一部分位于所述压缩机之外，所述出口具有容纳在其中的阀组件，所述消音器的总容积与所述压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间。
13.根据权利要求12所述的压缩机组件，其中，所述出口包括位于所述本体部分之内的第一部分和位于所述本体部分之外的第二部分。
14.根据权利要求13所述的压缩机组件，其中，所述阀组件位于所述出口的所述第二部分内。
15.根据权利要求13所述的压缩机组件，其中，所述阀组件位于所述出口的所述第一部分内。
16.根据权利要求13所述的压缩机组件，其中，所述出口包括固定于所述消音器本体部分的管状构件、固定于所述管状构件的阀座、以及阀止动件，所述阀座和所述阀止动件限定出阀腔室，所述阀组件包括布置在所述阀腔室内的阀构件，所述阀构件能够在所述阀构件邻接所述阀座时的关闭位置和所述阀构件邻接所述阀止动件时的打开位置之间移动。
17.根据权利要求13所述的压缩机组件，其中，所述阀组件在重力作用下被偏压到打开位置。
18.一种直排式压缩机消音器，包括：
与压缩机连通的入口，所述压缩机包括压缩机构，所述压缩机构具有第一涡旋构件和第二涡旋构件，所述第一涡旋构件和第二涡旋构件彼此啮合接合而形成排放腔和多个中间压缩腔，所述中间压缩腔中紧邻所述排放腔的第一中间压缩腔和第二中间压缩腔在所述第一中间压缩腔和第二中间压缩腔与所述排放腔之间即将连通之前限定出压缩容积；
出口；
布置在所述入口和所述出口之间的本体部分，所述消音器的总容积与所述压缩机的压缩容积之间的比值在5∶1和20∶1之间；以及
阀组件，该阀组件靠近所述出口容纳在所述消音器内，所述阀组件构造成防止沿从所述出口向所述入口的方向上的流动。
19.根据权利要求18所述的消音器，其中，所述阀组件容纳在所述出口内。
20.根据权利要求19所述的消音器，其中，所述出口包括位于所述本体部分之内的第一部分和位于所述本体部分之外的第二部分。
21.根据权利要求20所述的消音器，其中，所述阀组件位于所述出口的所述第二部分内。
22.根据权利要求20所述的消音器，其中，所述阀组件位于所述出口的所述第一部分内。
23.根据权利要求19所述的消音器，其中，所述出口包括固定于所述消音器本体部分的管状构件、固定于所述管状构件的阀座、以及阀止动件，所述阀座和所述阀止动件限定出阀腔室，所述阀组件包括布置在所述阀腔室内的阀构件，所述阀构件能够在所述阀构件邻接所述阀座时的关闭位置和所述阀构件邻接所述阀止动件时的打开位置之间移动。
24.根据权利要求18所述的消音器，其中，所述阀组件位于所述本体部分内。
25.根据权利要求18所述的消音器，其中，所述阀组件在重力作用下被偏压到打开位置。
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