CN103511275A - 低背压旋转式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低背压旋转式压缩机，该压缩机包括壳体、电机和压缩机构。壳体内具有腔室，壳体上设有吸气管，电机设在腔室内且将腔室隔离成上腔室和下腔室，电机的外周面与壳体的内周面之间和/或电机内形成有通道，通道的一端与上腔室连通且通道的另一端与下腔室连通，压缩机构设在电机的下方，压缩机构具有吸气口，其中压缩机的排量为V，通道的流通面积为S，电机的转速为F，经过通道的气体的流速为v，则有v=（V×F）/S，其中：当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒）；当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒）。本发明的低背压旋转式压缩机通过合理地设计，使得电机在获得较佳冷却效果的同时，通道内的气体流动阻力减少。

Description

低背压旋转式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机构造技术领域，尤其是涉及一种低背压旋转式压缩机。

背景技术

现已广泛采用的旋转式压缩机均采用壳体内高压力即高背压结构，从系统回到压缩机的制冷剂通过气液分离器后，气态的制冷剂被直接吸入到气缸内完成压缩，经过压缩后的高温高压制冷剂排入到压缩机壳体内部空间，冷却电机后排出压缩机，进入系统循环。

相对于高背压结构的旋转式压缩机，存在一种壳体内为低压力即壳体内与吸气压力连通的低背压结构旋转式压缩机。这种结构的压缩机相比高背压压缩机在一些领域，特别是未来的旋转式压缩机应用中有着特别的优势，这是由于低背压压缩机的电机在低温低压的吸气环境中，不会出现高背压压缩机那样因为排气温度高而带来的电机温度过高或电机冷却不足。另外，低压的环境下，压缩机内制冷剂的含量将大幅减少，制冷系统的制冷剂充注量可以得到大幅降低。因此，低背压压缩机将在这些领域得到广泛的应用。

但是，低背压压缩机的电机在低压环境中，主要通过低温低压的吸气冷却散热，然而，由于吸入的气体被电机加热膨胀，导致压缩机的吸气量会下降，并且单位质量气体的压缩功耗也会增加，导致低背压压缩机的性能相比高背压压缩机显著下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种低背压旋转式压缩机，该低背压旋转式压缩机通过合理地设计，使得电机在获得较佳冷却效果的同时，通道内的气体流动阻力减少，从而整体提高该低背压旋转式压缩机的能效。

根据本发明的一个方面，提出了一种低背压旋转式压缩机，该低背压旋转式压缩机包括：壳体，所述壳体内具有腔室，所述壳体上设有吸气管；电机，所述电机设在所述腔室内且将所述腔室隔离成上腔室和下腔室，所述电机的外周面与所述壳体的内周面之间和/或所述电机内形成有通道，所述通道的一端与所述上腔室连通且所述通道的另一端与所述下腔室连通，所述吸气管与所述上腔室连通；压缩机构，所述压缩机构设在所述电机的下方，所述压缩机构具有吸气口；其中所述压缩机的排量为V，所述通道的流通面积为S，所述电机的转速为F，经过所述通道的气体的流速为v，则有v=（V×F）/S，其中：当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒）；当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒）。

根据本发明的低背压旋转式压缩机，通过使气体在通道内的流速v在电机不同转速下处在适宜的范围内，例如当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒），再如当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒），从而很好地平衡了气体的流通损失与电机的散热要求，保证电机工作温度适宜，避免出现温度过高损坏电机或影响电机的工作效率，同时将气体流通损失降到最低，提高压缩机的整机效率。

另外，根据本发明的低背压旋转式压缩机，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述壳体包括上壳体、中壳体和下壳体，所述中壳体连接在所述上壳体与所述下壳体之间，其中所述吸气管设置在所述上壳体上。

根据本发明的一个实施例，所述电机为定速电机。

根据本发明的一个实施例，所述电机的额定转速为50转/秒或60转/秒。

根据本发明的一个实施例，所述电机为变速电机。

根据本发明的一个实施例，所述压缩机的排量V可调。

根据本发明的一个实施例，所述通道包括第一通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述定子的外周面的至少一部分与所述壳体的内周面间隔开以形成第一通道。

根据本发明的另一个实施例，所述通道还包括第二通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述定子内设有至少一个在上下方向上贯通所述定子的通孔以形成所述第二通道。

根据本发明的另一个实施例，所述通道还包括第三通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述转子内设有至少一个在上下方向上贯通所述转子的通孔以形成所述第三通道。

根据本发明的一个实施例，所述吸气口形成在所述主轴承或所述气缸上。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的低背压旋转式压缩机的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的低背压旋转式压缩机的横截面示意图。

附图标记说明：

压缩机100；

上壳体11，中壳体12，下壳体13，吸气管14，上腔室15，下腔室16；

电机2，定子21，转子22，第一通道231，第二通道232，第三通道233；

主轴承31，气缸32，副轴承33，活塞34，曲轴35，吸气口36。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的低背压旋转式压缩机100。

根据本发明一个实施例的低背压旋转式压缩机100，包括壳体、电机2、压缩机构。

如图1所示，壳体内具有腔室，壳体可包括下面将要提到的上壳体11、中壳体12和下壳体13，壳体上设有吸气管14，该吸气管14的一端与腔室连通，具体地说，该吸气管14的该一端是与下面将要提到的上腔室15连通的，该吸气管14的另一端适于与具有本发明压缩机的制冷系统中的低压侧换热器连通，这样从低压侧换热器流回的制冷介质可通过该吸气管14进入到壳体内。

如图1所示，电机2设在腔室内且将腔室隔离成上腔室15和下腔室16，上腔室15和下腔室16是可以通过通道连通的。具体而言，电机2的外周面与壳体的内周面之间和/或电机2内形成有通道（例如通道可以包括第一通道231、第二通道232，第三通到233），换言之，例如，通道可以是由电机2的外周面与壳体的内周面限定出的。又如，通道可以只形成在电机2的内部，如通道可以形成在定子21和/或转子22上。再如，通道的一部分由电机2的外周面与壳体的内周面限定出，通道的另一部分则形成在电机2的内部。

该通道的一端例如上端与上腔室15连通，该通道的另一端例如下端与下腔室16连通。

如图1所示，电机2可包括定子21和转子22，定子21可形成为大致圆环形，定子21适于固定在壳体上，例如定子21可焊接至中壳体12的内壁面上。转子22可转动地设置在定子21内，转子22适于与曲轴35固定。

压缩机构设在电机2的下方，压缩机构具有吸气口36。根据本发明的一个实施例，压缩机构可包括主轴承31、气缸32和副轴承33，主轴承31设在气缸32的上面，例如主轴承31可以通过多个螺栓可拆卸地固定在气缸32的上面。副轴承33设在气缸32的下面，例如副轴承33可以通过多个螺栓可拆卸地固定在气缸32的下面。

在主轴承31、气缸32与副轴承33之间限定出压缩腔，该压缩腔用于对制冷介质如气态的制冷剂进行压缩。曲轴35的上部可与电机2的转子22相固定，曲轴35的下端可穿过主轴承31、气缸32和副轴承33向下延伸，活塞34套设在曲轴35的外面且位于压缩腔内，活塞34的外周面可构造成圆形或椭圆形。

其中吸气口36可以形成在主轴承31上，当然，该吸气口36也可形成在气缸32上，该吸气口36的两端分别与下腔室16和压缩腔连通。

其中，其中该低背压旋转式压缩机的排量为V(cm³/rev)，其中cm³/rev为：立方厘米/转，通道的流通面积为S（mm²），其中mm²为：平方毫米，电机2的转速为F，经过通道的气体的流速为v（米/秒），该v可以理解为气体通过通道的平均速度，则有v=（V×F）/S，其中：

当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒）；

当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒）。由此，满足该数值范围内，可在气体流通损失与电机2的散热要求之间建立很好地平衡。

需要说明的是，上述低背压旋转式压缩机排量的定义：按理论循环工作时，偏心曲轴每旋转一周能够排出的、折算到进口处吸气状态的气体体积为压缩机的工作容积。上述流通面积的定义：是指其中在压缩机装配完成后，仍然能够连通电机上下两侧，并使气体能够顺利通过的通孔，特别地，一般可以包括如图中1中的第一通道231、第二通道232和第三通道233等用来连通电机两侧的通孔或槽。那么，根据本发明的一个实施例，所述通道的总流通面积S就包括这些通道（第一通道231、第二通道232和第三通道233）的流通面积的总和。但是，可以理解的是，所述通道不包括用于安装绕组的槽、铸铝孔、铆钉孔以及铁芯的定位孔等仅具有装配作用的孔或槽。

根据本发明实施例的低背压旋转式压缩机100，通过使气体在通道内的流速v在电机2不同转速下处在适宜的范围内，例如当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒），再如当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒），从而很好地平衡了气体的流通损失与电机2的散热要求，保证电机2工作温度适宜，避免出现温度过高损坏电机2或影响电机2的工作效率，同时将气体流通损失降到最低，提高压缩机的整机效率。

根据本发明的一个实施例，如图1所示，壳体可包括上壳体11、中壳体12和下壳体13，中壳体12连接在上壳体11和下壳体13之间，具体而言，上壳体11的下端可与中壳体12的上端固定，固定方式可以是焊接，中壳体12的下端固定至下壳体13的上端，固定方式也可以是焊接。由于单独小部件加工成型相对容易，因此将壳体分为上壳体11、中壳体12和下壳体13能够大大地方便壳体的生产加工，有利于降低整体成本。其中吸气管14设置在上壳体11上，例如吸气管14可以采用焊接的方式固定在上壳体11的顶部中央位置。

根据本发明的一个实施例，电机2可为定速电机，换言之，电机2的输出转速是不变的，即不可调节的。例如，电机2的额定转速可为50转/秒或60转/秒，也就是说，在该实施例中，电机2只能以50转/秒或60转/秒作为唯一的输出转速。

当然，本发明并不限于此，在本发明的另一个实施例，电机2可为变速电机，换言之，电机2的输出转速是可调节的，例如电机2可以具有预设的几个不同转速，当需要提高压缩机的功率时，可以调高电机2的转速，而当需要降低压缩机的功率时，则可调低电机2的转速。当然，电机2的转速调节也可以是连续可调的。

根据本发明的一个实施例，压缩机的排量V可调，换言之，压缩机V是变容压缩机。可以理解的是，变容压缩机已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再详细描述。

根据本发明的一个实施例，压缩机为双缸结构，即压缩机具有两个压缩腔（即压缩机的泵体包括两个汽缸）。可以理解的是该具有双缸结构的旋转式压缩机已为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再详细描述。

如图1和图2所示，通道包括第一通道231、第二通道232和第三通道233。下面分别就该三个通道进行详细的描述。

如图1和图2所示，定子21的外周面的至少一部分与壳体的内周面间隔开以形成第一通道231，换言之，定子21的外周面可以是标准的圆周面，然后可去除定子21外周面的一部分以形成去除部，这样去除部即为上述的第一通道231，而其余未去除的部分则可与壳体的内壁面紧密贴合。

第二通道232可形成在定子21内。具体而言，定子21内设有至少一个在上下方向上贯通该定子21的通孔，该通孔即构成第二通道232。同样，第三通道233可构造为上下贯通转子22的通孔，具体地说，转子22内设有至少一个在上下方向上贯通转子22的通孔，该通孔即为第三通道233。

其中第一通道231的流通面积为S1，第二通道232的流通面积为S2，第三通道233的流通面积为S3，则有：总的流通面积S=S1+S2+S3。

当然，可以理解的是，根据本发明的其它实施例，所述通道也可只包括第一通道231、第二通道232或第三通道233中的一个，此时相应的总流通面积S为S1、S2或S3。或者，所述通道可以包括第一通道231和第二通道232或者第二通道232和第三通道233或者第一通道231和第三通道233，即只包括上述第一通道231、第二通道232和第三通道233中的任意两个。此时相应的总流通面积S为S1+S2、S1+S3或S2+S3。

优选地，，第一通道231为多个且在周向上均匀分布，例如第一通道231为四个，且相邻两个间隔的角度可为90°，此时第一通道231的流通面积S1可以理解为该多个第一通道231的总流通面积之和。

第二通道232为多个且在周向上均匀分布，例如第二通道232为四个，且相邻两个间隔的角度可为90°，此时第二通道232的流通面积S2可以理解为该多个第二通道232的总流通面积之和。

同样，第三通道233为多个且在周向上均匀分布，例如第三通道233可为三个，且相邻两个间隔的角度可为120°，此时第三通道233的流通面积S3可以理解为该多个第三通道233的总流通面积之和。

当然，本发明并不限于此，在本发明的其它实施例中，第一通道231、第二通道232或第三通道233在周向上也可以是非均匀分布的。

简言之，根据本发明一个实施例的低背压旋转式压缩机100，在达到更高电机2效率的同时能保证通过电机2内通道的气流阻力较小，从而使得压缩机的性能更好。同时，本发明的压缩机结构简单、设计合理、性能优秀。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种低背压旋转式压缩机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内具有腔室，所述壳体上设有吸气管；

电机，所述电机设在所述腔室内且将所述腔室隔离成上腔室和下腔室，所述电机的外周面与所述壳体的内周面之间和/或所述电机内形成有通道，所述通道的一端与所述上腔室连通且所述通道的另一端与所述下腔室连通，所述吸气管与所述上腔室连通；

压缩机构，所述压缩机构设在所述电机的下方，所述压缩机构具有吸气口；

其中所述压缩机的排量为V，所述通道的总流通面积为S，所述电机的转速为F，经过所述通道的气体的流速为v，则有v=（V×F）/S，其中：

当F≤60转/秒时，2（米/秒）≤v≤25（米/秒）；

当F＞60转/秒时，8（米/秒）≤v≤40（米/秒）。

2.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述壳体包括上壳体、中壳体和下壳体，所述中壳体连接在所述上壳体与所述下壳体之间，其中所述吸气管设置在所述上壳体上。

3.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述电机为定速电机。

4.根据权利要求3所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述电机的额定转速为50转/秒或60转/秒。

5.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述电机为变速电机。

6.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述压缩机的排量V可调。

7.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述通道包括第一通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述定子的外周面的至少一部分与所述壳体的内周面间隔开以形成第一通道。

8.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述通道还包括第二通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述定子内设有至少一个在上下方向上贯通所述定子的通孔以形成所述第二通道。

9.根据权利要求1所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述通道还包括第三通道，且所述电机包括定子和转子，其中

所述转子内设有至少一个在上下方向上贯通所述转子的通孔以形成所述第三通道。

10.根据权利要求9所述的低背压旋转式压缩机，其特征在于，所述吸气口形成在所述主轴承或所述气缸上。

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