CN103375403B - 涡旋式压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋式压缩机。根据本发明的压缩机包括：密封外壳（2），其容纳有压缩级（6）和具有定子（21）电动机，定子（21）设有第一、第二端绕组（21a、21b）；中间壳体（27），其包围着定子（21）从而与密封外壳一起限定出环形的外容积（28）；连接装置，其用于将压缩级（6）与由中间壳体和电动机限定出的、并包括第二端绕组（21b）的远端室（29b）流体连接；以及制冷剂吸入口（18），其出现在环形的外容积（28）内。所述连接装置包括至少一个位于所述中间壳体（27）外侧的制冷剂循环管道（37），和至少一个在中间壳体（27）上形成的远端窗口（39），其一方面出现在至少一个制冷剂循环管道（37）中，另一方面出现在远端室（29b）中的靠近定子（21）的第二端绕组（21b）处。

Description

涡旋式压缩机
技术领域
本发明涉及一种涡旋式压缩机。
背景技术
US7,311,501公开了一种涡旋式压缩机，包括：
-密封外壳，其容纳有压缩级和具有定子和转子的电动机，定子包括朝向压缩级的第一端绕组、背对压缩级的第二端绕组以及位于第一、第二端绕组之间的核芯。
-中间壳体，其包围着定子，使得一方面与密封外壳界定出环形的外容积，另一方面界定出容纳有电动机的内容积，中间壳体包括多个近端入口，其出现在靠近电动机的第一端绕组的内容积中，并用于将内、外容积连通，以及多个远端入口，其出现在靠近电动机的第二端绕组的内容积中，并用于将内、外容积连通，中间壳体和定子限定出两个制冷剂流道，
-制冷剂吸入口，其出现在环形的外容积中，以及
-偏转装置，其设置成横穿制冷剂吸入口，导向装置用于将经由制冷剂吸入口进入的制冷剂流分成第一环流和第二环流。
文献US7,311,501中所述的压缩机的这种设置使得在使用状态下，穿过制冷剂吸入口的制冷剂流被分成两个环流，各环流的第一部分流过近端入口，穿过内容积的位于定子的第一端绕组处，然后流向压缩级，各环流的第二部分流过远端入口，穿过内容积的位于定子的第二端绕组处，然后经由流道流向压缩级，该流道一方面由中间壳体和定子界定出，另一方面由存在于定子和转子间的功能开关限定。
因此，各环流的第一部分能够冷却定子的第一端绕组，而各环流的第二部分能够冷却定子的第二端绕组、定子的核芯和转子。
文献US7,311,501中所述的压缩机的这种设置因此能够由于制冷剂的流动而改善对电动机的冷却，并因此提高压缩机的输出。
然而，通过去除在定子周缘的材料来制备制冷剂流道会引起电动机的性能上的重大损害。
此外，这种制冷剂流道使定子的生产更加复杂，并因此会增加电动机的制作成本。
发明内容
本发明的目的在于解决这些缺陷。
以本发明为基础的技术问题因此包括需要提供一种具有简单的、成本效率高的结构的涡旋式压缩机，同时还能够改进压缩机的性能。
为此目的，本发明涉及一种涡旋式压缩机，包括：
-密封外壳，其容纳有压缩级和具有定子及转子的电动机，定子包括朝向压缩级的第一端绕组和背对压缩级的第二端绕组，
-中间壳体，其中安装有电动机，该中间壳体包围着定子从而与密封外壳一起限定出环形的外容积，中间壳体和电动机至少部分地限定出容纳有定子的第一端绕组的近端室和容纳有定子的第二端绕组的远端室，中间壳体包括至少一个远端入口，其出现在远端室的靠近定子的第二端绕组处，并用于使外容积与远端室连通，
-连接装置，其用于将远端室与压缩机的压缩级流体连接，该连接装置用于将来自远端室的制冷剂流导引向压缩级，以及
-制冷剂吸入口，其出现在环形的外容积中，
其特征在于，连接装置包括至少一个位于中间壳体外侧的制冷剂循环管道，和至少一个在中间壳体上形成的远端窗口，该窗口一方面出现在至少一个制冷剂循环管道中，另一方面出现在远端室的靠近定子的第二端绕组处。
连接装置的这种设置能够通过使用容易生产的标准定子和中间壳体将制冷剂流从远端室导引向压缩级。这种设置能够减少电动机的制造成本，并减低定子的电阻系数。结果使得压缩机的生产成本得以减少，性能有所提高。
更具体地，至少一个制冷剂循环管道用于将制冷剂流从远端室导引至压缩级。
根据本发明的一个特征，至少一个远端窗口出现在远端室的位于定子的第二端绕组处。
有利地，制冷剂循环管道安装在中间壳体的外壁上。
制冷剂循环管道优选地设于靠近制冷剂吸入口的位置。制冷剂循环管道例如设置成将经由制冷剂吸入口进入的制冷剂流分成第一环流和第二环流。该制冷剂循环管道因此形成了一种偏转件。
根据本发明的一个实施例，制冷剂循环管道基本平行于压缩机的轴线延伸。
根据本发明的一个实施例，连接装置包括多个形成在中间壳体上的远端窗口。
根据本发明的一个实施例，密封外壳包括吸入容积和压缩容积，其分别设置在容纳在密封外壳内的机体的两侧，连接装置包括至少一个流道，其形成在机体内，并用于将远端室和压缩容积流体连接。该至少一个流道更具体地设置成可将近端室和压缩容积流体连接。
根据本发明的第一个可选实施例，连接装置包括至少一个近端窗口，其形成在中间壳体上，并一方面出现在至少一个制冷剂循环管道内、另一方面出现在近端室的靠近定子的第一端绕组的位置，至少一个制冷剂循环管道用于将制冷剂流从至少一个远端窗口导引至至少一个近端窗口。这种设置能够使将制冷剂的在第二端绕组循环的部分直接转移至第一端绕组，而不必使这部分制冷剂与定子的核芯及转子接触。
根据本发明的另一个特征，至少一个近端窗口出现在近端室内的位于定子的第一端绕组处。根据本发明的一个实施例，连接装置包括多个形成在中间壳体上的近端窗口。
根据本发明的第二个可选实施例，至少一个制冷剂循环管道出现在机体的流道内。这种设置能够使将制冷剂的在第二端绕组循环的部分直接转移至压缩容积，而不必使这部分制冷剂与定子的核芯及转子接触。
有利地，压缩级包括定涡壳和动涡壳，各涡壳都具有涡旋盘，动涡壳的涡旋盘啮合入定涡壳的涡旋盘内并被驱动做轨道运动，动涡壳抵靠着分隔压缩和吸入容积的机体。
根据本发明的一个实施例，压缩机还包括至少一个制冷剂循环通道，其位于中间壳体外侧，并包括出现在外容积内的入口，其中至少一个远端入口出现在至少一个制冷剂循环通道内。
因此，至少部分经由吸入口穿过外容积的制冷剂在流过相应的远端入口和流过远端室的靠近定子的第二端绕组处之前，必须流经制冷剂循环通道。结果，制冷剂在穿过制冷剂循环通道相应的远端入口前的路径长度有所增长。这种设置能够降低制冷剂在压缩机的吸入口与制冷剂循环通道的入口之间的流量，并有利于将容纳在制冷剂中的油滴释放。
制冷剂循环通道的存在最终能够改善压缩机的性能。
此外，远端入口出现在其入口端被小心设置的制冷剂循环通道内这一情况能够在当压缩机重启或处于过渡阶段时，避免任何制冷剂液体朝向压缩级的吸入现象。这为压缩级进而是压缩机提供了有效的保护。
根据本发明的一个实施例，中间壳体基本密封地限定出外、内容积。
根据本发明的一个实施例，中间壳体包括至少一个近端入口，其出现在近端室的靠近定子的第一端绕组的位置，并用于将外容积与近端室连通。
优选地，至少一个近端入口出现在近端室内的位于定子的第一端绕组处。优选地，至少一个远端入口出现在远端室内的位于定子的第二端绕组处。
根据本发明的一个实施例，所述至少一个制冷剂循环通道的入口与对着压缩级的油箱的至少一个相关的远端入口偏开设置。所述入口可以例如与和压缩机的油箱相对的制冷剂吸入口偏开设置。
根据本发明的一个实施例，所述入口与朝向压缩级的至少一个相关的远端入口是轴向偏开设置的。所述入口有利地与朝向压缩级的制冷剂吸入口轴向偏开设置。
所述入口位于超过定子的背对第二端绕组的第一端绕组的位置。
有利地，至少一个近端入口出现在至少一个制冷剂循环通道内。
根据本发明的一个实施例，各远端入口出现在制冷剂循环通道内。优选地，各近端入口出现在制冷剂循环通道内。
根据本发明的一个实施例，至少一个制冷剂循环通道与制冷剂吸入口在周向上是偏开设置的。例如，至少一个制冷剂循环通道在周向上与制冷剂吸入口偏开90°～180°设置，更具体为120°～180°。
有利地，至少一个制冷剂循环通道、至少一个近端入口和至少一个远端入口被设置成使得通过至少一个近端入口的制冷剂的流量(flow rate)为通过制冷剂吸入口的流量的40％～60％，并且使得通过至少一个远端入口的制冷剂流量为通过制冷剂吸入口的流量的40％～60％。
优选地，至少一个制冷剂循环通道安装在中间壳体的外壁上。至少一个制冷剂循环通道可以例如基本平行于压缩机的轴线延伸。
例如，至少一个近端入口的通道截面积可以小于至少一个远端入口的通道截面积。当中间壳体包括多个近端入口和多个远端入口时，近端入口的总通道截面积小于远端入口的总通道截面积。
根据本发明的一个实施例，压缩机包括多个相互周向地偏开的制冷剂循环通道和多个远端入口，并且至少一个远端入口出现在各制冷剂循环通道中。
优选地，某个或每个远端入口出现在制冷剂循环通道内。
优选地，某个或每个近端入口出现在制冷剂循环通道内。
优选地，压缩机包括固定在密封外壳上的对中件，中间壳体对着压缩级的端部基本密封地被对中件覆盖。优选地，中间壳体的对着压缩级的端部靠在对中件上。对中件有利地配设有导引轴承，其用于驱动轴的可旋转固定于压缩级的动涡壳的端部。
根据本发明的一个实施例，涡旋式压缩机是可变容积压缩机，更具体为变速压缩机。根据本发明的另一个实施例，涡旋式压缩机是固定容积压缩机，更具体为定速压缩机。
附图说明
无论如何，通过以下的文字说明并参考以非限制性的示例方式示出涡旋式制冷压缩机的两个实施例的附图，可以使本发明得到更好的理解。
图1是根据本发明第一实施例的涡旋式制冷压缩机的纵向剖视图。
图2是图1中的压缩机的横向剖视图。
图3是根据本发明第二实施例的涡旋式制冷压缩机的纵向剖视图。
具体实施方式
图1和图2描述了处于直立状态下的根据本发明第一实施例的涡旋式制冷压缩机。然而，在不必对其结构作出重大改动的情况下，该压缩机也可处于倾斜位置或水平位置。
图1与图2所示的压缩机包括由壳体3界定出的密封外壳2，其上端和下端分别被端盖4和基座所封闭。此外壳2的组装可特别采用焊缝接合的方法获得。
压缩机的中间部分由机体5所占据，机体5界定出两个容积，即：位于机体5下方的吸入容积和位于机体上方的压缩容积。机体5被用来安装用于制冷剂的压缩级6。该压缩级6包括：定涡壳7，其包括板8，定涡旋盘9从板8向下延伸；以及动涡壳11，其包括抵靠着机体5的板12，涡旋盘13从板12向上延伸。两涡壳的两个涡旋盘9和13彼此相互交错从而形成具有可变容积的压缩室14。
该压缩机还包括排放管道15，其形成于定涡壳7的中心部分。排放管道15包括出现在中心压缩室的第一端以及待用于与形成于压缩机外壳内的高压排放室16相连通的第二端。排放室16由定涡壳7的板8和端盖4界定出。
该压缩机还包括：出现在吸入容积中并用于将制冷剂带入压缩机的制冷剂吸入口18，以及出现在排放室16中的排放出口19。
该压缩机还包括止回装置20，其安装在定涡壳7的板8上，位于排放管道15的第二端处，并且尤其包括止逆阀，该止逆阀可在防止排放管道15与排放室16连通的覆盖位置和允许排放管道15与排放室16连通的松开位置之间移动。止逆阀设置成当排放管道15中的压力相对于排放室16中的压力超过预设值时(该预设值基本上对应于排放阀的调节压)，止逆阀将移动至其松开位置。
压缩机包括设于吸入容积内的电动机。该电动机包括定子21，转子22位于定子21的中心。定子21包括：朝向压缩级的第一端绕组21a、背对压缩级的第二端绕组21b和设于第一与第二端绕组21a、21b之间的核芯21c。转子22固定于驱动轴23，其上端采用类似于曲轴的不成直线的方式。该上端啮合入动涡壳11的套筒24。因此，当它通过电机驱动进行旋转时，驱动轴23驱动动涡壳11做轨道运动。驱动轴23包括形成在其中心部分的润滑管道23a。润滑管道23a是不成直线的，并优选地延伸于驱动轴23的整个长度上。驱动轴23还包括至少一个润滑口25，一方面，这些润滑口分别出现于润滑管道23a内，另一方面，润滑口还出现于驱动轴外表面内。
压缩机还包括油泵26，其容纳在密封外壳的下部中。油泵26与驱动轴23的下端旋转耦合，并用于将容纳在部分由基座和壳体3限定的油箱40内的油供给于润滑管道23a。
压缩机还包括中间壳体27，其包围着定子21。中间壳体27的上端固定于将吸入和压缩容积分隔开的机体5，这样中间壳体27被用来使电动机固定。中间壳体27和密封外壳2限定出环形的外容积28，制冷剂吸入口18出现于外容积28中。中间壳体27和电动机部分地限定出容纳有定子21的第一端绕组21a的近端室29a，和容纳有定子21的第二端绕组21b的远端室29b。
压缩机还包括对中件30，其通过使用紧固件31被固定于密封外壳上，并设有导引轴承32用于导引驱动轴23的下端部。中间壳体27的下端靠在对中件30上，这样使得对中件30基本上密封地覆盖了中间壳体27的下端。
压缩机还包括两个制冷剂循环通道33，其位于中间壳体27的外侧，并在周向上与制冷剂吸入口18偏开设置。例如，每个制冷剂循环通道33在周向上以90°～180°的角度与制冷剂吸入口偏开设置，更特别地为120°～180°，并且可以例如大约为135°。
优选地，每个制冷剂循环通道33由安装在中间壳体27的外壁上的板形成，并相对于压缩机的轴线基本平行地延伸。
各制冷剂循环通道33包括出现在外容积28内的入口34。各制冷剂循环通道33的入口34在轴向上与制冷剂吸入口18偏开设置并朝向压缩级6，其优选地位于超过定子21的背对第二端绕组21b的第一端绕组21a的位置。
中间壳体27包括两个近端入口35，其出现在近端室29a中、位于定子21的第一端绕组21a的位置，并用于将外容积28与近端室29a连通。优选地，每个近端入口35出现在一个制冷剂循环通道33内，在靠近所述通道的入口34处。
中间壳体27还包括两个远端入口36，其出现在远端室29b中、位于定子21的第二端绕组21b的位置，并用于将外容积28与远端室29b连通。每个远端入口36出现在一个制冷剂循环通道33内，在靠近所述通道的背对着压缩级6的端部处。
根据如图1所示的本发明的一个可选实施例，近端和远端入口35、36具有相同的通道截面积。根据本发明的另一个可选实施例，近端入口35的通道截面积可以小于远端入口36的通道截面积。
优选地，制冷剂循环通道33、近端入口35和远端入口36被设置成使得流经近端入口35的制冷剂的流量为流经制冷剂吸入口18的制冷剂的流量的40％～60％，并且使得流经远端入口36的制冷剂的流量为流经制冷剂吸入口18的制冷剂的流量的40％～60％。
压缩机还包括连接装置，其用于将远端室29b与压缩机的压缩级6流体连接。
该连接装置包括制冷剂循环管道37，其位于中间壳体27的外侧，并有利地设于靠近制冷剂吸入口18的位置。制冷剂循环管道37基本平行于压缩机的轴线延伸，并由安装在中间壳体27的外壁上的板形成。
有利地，制冷剂循环管道37用于将经由制冷剂吸入口18的制冷剂流分成第一环流和第二环流。制冷剂循环管道37因此形成一偏转件。
连接装置还包括：两个近端窗口38，其形成于中间壳体27上，并且一方面出现在制冷剂循环管道37内，另一方面出现在近端室29a中位于定子21的第一端绕组21a的位置；以及两个远端窗口39，其形成于中间壳体27上，并且一方面出现在制冷剂循环管道37内，另一方面出现在远端室29b中位于定子21的第二端绕组21b的位置。制冷剂循环管道37更具体地用于将制冷剂流从远端窗口39导引至近端窗口38。近端和远端窗口38、39优选地具有基本相同的通道截面积。
连接装置还包括流道41，其形成在机体5内并用于将近端室29a与压缩容积流体连接。各流道41一方面出现在近端室29a内，另一方面出现在压缩容积内。
根据本发明的压缩机优选地设置工作如下。在使用时，进入制冷剂吸入口18的制冷剂流被制冷剂循环管道37分成两个环流。各环流部分流过各制冷剂循环通道33的入口34。已进入各制冷剂循环通道33的第一部分制冷剂流流过各自的近端入口35，进入近端室29a的位于定子21的第一端绕组21a处，然后经由形成在机体5内的流道41流向压缩级6。已进入各制冷剂循环通道33的第二部分制冷剂流沿着所述通道流经各远端入口36以进入远端室29b的位于定子21的第二端绕组21b处，然后一方面通过远端窗口39、制冷剂循环管道37、近端窗口38及形成在机体5内的流道41；并另一方面经过定子21与转子22之间的气隙及形成在机体5内的流道41；从而流向压缩级6。
图3示出了根据本发明第二实施例的压缩机，其与图1与图2所示的压缩机的不同之处主要是，中间壳体27不具有近端窗口38，并且制冷剂循环管道37的背对着远端窗口39的端部出现在机体5的其中一个流道41内。
很显然，本发明并不限于上述仅作为例子的涡旋式制冷涡旋式压缩机的实施例，与此相反，它还包括了所有备选的实施例。

Claims (15)

1.一种涡旋式压缩机，包括：
-密封外壳(2)，其容纳有压缩级(6)和具有定子(21)及转子(22)的电动机，所述定子(21)包括朝向所述压缩级的第一端绕组(21a)和背对所述压缩级的第二端绕组(21b)，
-中间壳体(27)，所述电动机安装于该中间壳体(27)中，所述中间壳体(27)包围着所述定子(21)从而与所述密封外壳一起限定出环形的外容积(28)，所述中间壳体(27)和所述电动机至少部分地限定出容纳有所述定子的所述第一端绕组(21a)的近端室(29a)和容纳有所述定子的所述第二端绕组(21b)的远端室(29b)，所述中间壳体(27)包括至少一个远端入口(36)，其出现在所述远端室(29b)中靠近所述定子的所述第二端绕组(21b)处，并用于使所述外容积(28)与所述远端室(29b)连通，以及
-连接装置，其用于将所述远端室(29b)和所述压缩机的所述压缩级(6)流体连接，所述连接装置用于将来自所述远端室(29b)的制冷剂流导引向所述压缩级(6)，
-制冷剂吸入口(18)，其出现在所述环形的外容积(28)中，
其特征在于，所述连接装置包括位于所述中间壳体(27)外侧并且安装在所述中间壳体(27)的外壁上的至少一个制冷剂循环管道(37)，和在所述中间壳体(27)上形成的至少一个远端窗口(39)，所述至少一个远端窗口(39)一方面出现在所述至少一个制冷剂循环管道(37)中，另一方面出现在所述远端室(29b)中靠近所述定子(21)的所述第二端绕组(21b)处，所述密封外壳(2)包括吸入容积和压缩容积，该吸入容积和压缩容积由容纳在所述密封外壳(2)内的机体(5)分隔，所述电动机置于所述吸入容积中。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述至少一个制冷剂循环管道(37)设置在靠近所述制冷剂吸入口(18)处。
3.根据权利要求2所述的压缩机，其中，所述至少一个制冷剂循环管道(37)用于将经由所述制冷剂吸入口(18)进入的制冷剂流分成第一环流和第二环流。
4.根据权利要求1至3之一所述的压缩机，其中，所述连接装置包括至少一个流道(41)，其形成于所述机体(5)内，并用于将所述远端室(29b)和所述压缩容积流体连接。
5.根据权利要求1至3之一所述的压缩机，其中，所述连接装置包括至少一个近端窗口(38)，其形成在所述中间壳体(27)上，并一方面出现在所述至少一个制冷剂循环管道(37)内、另一方面出现在所述近端室(29a)中靠近所述定子的所述第一端绕组(21a)处，所述至少一个制冷剂循环管道(37)用于将制冷剂流从所述至少一个远端窗口(39)导引至所述至少一个近端窗口(38)。
6.根据权利要求4所述的压缩机，其中，至少一个近端窗口(38)出现在所述机体(5)的流道(41)内。
7.根据权利要求1至3之一所述的压缩机，其中，所述中间壳体(27)包括至少一个近端入口(35)，其出现在所述近端室(29a)中靠近所述定子的所述第一端绕组(21a)处，并用于将所述外容积(28)与所述近端室(29a)连通。
8.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述至少一个近端入口(35)的通道截面积小于所述至少一个远端入口(36)的通道截面积。
9.根据权利要求1至3之一所述的压缩机，其中，所述压缩机还包括至少一个制冷剂循环通道(33)，其位于所述中间壳体(27)外侧，并包括出现在所述外容积(28)内的入口(34)，所述至少一个远端入口(36)出现在所述至少一个制冷剂循环通道(33)内。
10.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述入口(34)与对着所述压缩机的油箱的所述制冷剂吸入口(18)偏开设置。
11.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述入口(34)位于超过所述定子的背对所述第二端绕组(21b)的所述第一端绕组(21a)的位置。
12.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述至少一个制冷剂循环通道(33)与所述制冷剂吸入口(18)在周向上偏开设置。
13.根据权利要求9所述的压缩机，其中，所述至少一个制冷剂循环通道(33)安装在所述中间壳体(27)的外壁上。
14.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述压缩机还包括位于所述中间壳体(27)外侧并且包括出现在所述外容积(28)中的入口(34)的至少一个制冷剂循环通道(33)，其中，所述至少一个远端入口(36)出现在所述至少一个制冷剂循环通道(33)中，并且其中，所述至少一个制冷剂循环通道(33)、所述至少一个近端入口(35)和所述至少一个远端入口(36)被设置成使得通过所述至少一个近端入口(35)的制冷剂的流量为通过所述制冷剂吸入口的流量的40％～60％，并且使得通过所述至少一个远端入口(36)的制冷剂的流量为通过所述制冷剂吸入口的流量的40％～60％。
15.根据权利要求7所述的压缩机，其中，所述压缩机还包括位于所述中间壳体(27)外侧并且包括出现在所述外容积(28)中的入口(34)的至少一个制冷剂循环通道(33)，其中，所述至少一个远端入口(36)出现在所述至少一个制冷剂循环通道(33)中，并且其中，所述至少一个近端入口(35)出现在所述至少一个制冷剂循环通道(33)内。
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