CN107925313A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制冷剂的压缩机，该压缩机具有压缩机壳体，所述压缩机壳体设置有吸入口和压力出口，并且所述压缩机包括压缩单元和电动机，该压缩单元布置在所述压缩机壳体的压缩壳体部中，该电动机布置在所述压缩机壳体的电动机壳体部中，所述电动机包括定子和转子，该定子布置在所述电动机壳体部的定子接纳套筒内，该转子由所述定子包围并布置在所述电动机的驱动轴上，以与所述驱动轴一起绕旋转轴线旋转，并且所述定子包括定子芯，该定子芯具有一堆叠片并且与所述旋转轴线平行地从第一前侧延伸到第二前侧，所述定子具有：绕组，该绕组延伸穿过所述定子芯并且形成布置在所述前表面的前方的端部绕组；以及通道，该通道用于将通过所述吸入口进入的所述制冷剂中的至少一部分在进入所述压缩单元之前沿所述定子的外侧引导。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及一种用于制冷剂的压缩机，该压缩机具有压缩机壳体，所述压缩机壳体设置有吸入口和压力出口，所述压缩机包括压缩单元和电动机，压缩单元布置在所述压缩机壳体的压缩壳体部中，电动机布置在所述压缩机壳体的电动机壳体部中，所述电动机包括定子和转子，定子布置在所述电动机壳体部的定子接纳套筒内，转子由所述定子包围并布置在所述电动机的驱动轴上，以与所述驱动轴一起绕旋转轴线旋转，所述定子包括定子芯，该定子芯具有一堆叠片并且与所述旋转轴线平行地从第一前侧延伸到第二前侧，所述定子具有：绕组，该绕组延伸穿过所述定子芯并且形成布置在所述前表面的前方的端部绕组；以及通道，该通道用于将通过所述吸入口进入的所述制冷剂中的至少一部分在进入所述压缩单元之前沿所述定子的外侧引导。
背景技术
用于引导制冷剂中的至少一部分的通道能够是任何路径，制冷剂能够在某一流动方向上流动通过该路径，而不管在横向于所述流动方向的方向上任何存在或未存在的限制。
这种压缩机是从现有技术已知的。根据所述已知概念，定子接纳套筒设置有定子支撑元件，而定子芯通常设置有抵接在所述定子接纳套筒的所述定子支撑元件上的圆柱形外表面。
这些已知概念需要复杂的加工工艺，并且关于电动机在壳体中的组装方面具有进一步限制。
具体地说，在已知概念中，为了避免在组装过程中与所述定子支撑元件碰撞，必需使端部绕组的外径相对于定子芯的外径减小。
发明内容
因此，本发明的目的是改进根据上述特征的压缩机，以便简化其加工和组装。
该目的通过如前所述的压缩机解决，该压缩机具有定子芯，定子芯设置有至少两个定子支撑元件，所述至少两个定子支撑元件固定到所述定子芯并且在所述旋转轴线的径向方向上延伸超过所述定子芯的外表面，以将所述定子支撑在所述定子接纳套筒的内侧套筒表面上。
本发明的解决方案的优点无疑在事实中看见：将定子支撑元件布置在定子芯上，所述壳体套筒的内侧套筒表面的加工被简化，而将所述定子支撑元件设置在所述定子芯上使得能够使用简化的制造工艺。
此外，定子支撑元件固定到所述定子芯使得能够通过所述制冷剂流经过沿所述电动机的所述定子支撑元件延伸的所述导流通道来改善所述定子芯的冷却。
本发明概念允许在不增加壳体套筒的外径或长度的情况下增加流动剖面或通过维持流动剖面来减小壳体套筒的外径或长度。
如果所述定子的所述外侧由所述定子的所述端部绕组的外表面和在所述定子的所述端部绕组之间延伸的所述定子芯的外表面提供，则是特别有利的。
进一步地是，所述端部绕组的外表面可布置在比所述定子芯的所述外表面离所述旋转轴线更小的径向距离处。
如果所述绕组端部的外表面布置成与所述定子芯的所述外表面大致齐平，则是特别有利的。
在这点上，大致齐平意味着离所述端部绕组的所述外表面的所述旋转轴线的径向距离等于所述定子芯的所述外表面的所述径向距离或大于所述定子芯的所述外表面的所述径向距离的95％。
如果离所述端部绕组的所述外表面的所述旋转轴线的所述径向距离大于所述定子芯的所述外表面的所述径向距离的98％，则是特别有利的。
然而，如果所述定子芯的所述外表面与所述绕组端部的所述外表面齐平以便获得无扰动的制冷剂流并因此提高冷却所述绕组端部的所述外表面的效率，则是有利的。
使所述绕组端部的外表面与所述定子芯的所述外表面齐平使得能够增大所述端部绕组的所述内表面，这为尽可能靠近于所述转子的轴承系统以及轴承套筒的布置提供更多空间。
这种设计使得能够由于更接近于轴承系统的定子的布置而减小电动机的长度和/或轴承系统上的载荷。
关于所述定子支撑元件的设计方面，至今还没有给出进一步的细节。
如果所述定子支撑元件设置有抵接在所述壳体套筒的所述内侧套筒表面上的径向外部支撑表面，则是特别有利的。
如果所述定子支撑元件的所述外部支撑表面通过形成摩擦配合乃至压配合而抵接在所述内侧套筒表面上，则是特别有利的。
一个优选的解决方案提供的是，所述定子支撑元件由延伸超过所述定子芯的所述外表面的所述定子芯的叠片的突起部形成。
在这种情况下，突起部优选地制造为与形成所述定子芯的所述叠片成一体或成一件，并且堆叠设置有突起部的叠片导致所述定子支撑元件的形成。
原则上，简单的设计提供了，所述定子支撑元件从所述定子芯的一个前侧延伸到另一个前侧，特别是在与所述旋转轴线平行的方向上。
然而，可能例如通过仅使形成所述定子芯的所述叠片的部分设置有形成所述定子支撑元件的突起部来提供具有与所述旋转轴线平行的减小的延伸部的定子支撑元件。
例如，可能由邻接前侧的叠片的一些突起部形成所述定子支撑元件，该邻接前侧的叠片后面是没有突起部的叠片，并且没有突起部的叠片后面是再次具有突起部的叠片，特别是邻接另一个前侧的叠片。
进一步地是，优选和简化的解决方案提供了仅与所述旋转轴线平行地延伸的定子支撑元件。
然而，定子支撑元件也可能设计为弯曲的定子支撑元件，其以一个分量在所述旋转轴线的方向上延伸，并且还以另一分量以增大的旋转角度绕所述旋转轴线延伸，使得例如定子支撑元件能够具有像螺钉的螺距一样的形状。
另一有利的解决方案提供的是，所述定子支撑元件作为单独元件固定到所述定子芯上。
在这种情况下，定子芯由具有例如基本上圆柱形的外轮廓的叠片形成，并且在所述外轮廓上布置有所述定子支撑元件且所述定子支撑元件固定到所述外轮廓上。
例如，可能将所述定子支撑元件焊接到所述定子芯的所述外轮廓上。
在这种情况下，定子支撑元件可例如设计为具有实心或者厚重(massive)横截面的元件。
然而，如果定子支撑元件设计为中空元件并且特别是提供延伸穿过所述定子支撑元件的额外的导流通道，则是有利的。
这样的设计允许在不增大壳体套筒的直径的情况下增大流动剖面或者通过维持流动剖面来减小壳体套筒的直径。
例如，定子支撑元件可以是管状的或者具有形成这种额外的导流通道的任何所需形状。
特别有利的一种设计提供的是，所述定子支撑元件是U形的。
具有特定优点的设计提供的是，所述定子支撑元件包括：两个脚部，所述两个脚部固定到定子芯；和凸缘部，凸缘部邻接所述脚部并延伸直到桥接部，该桥接部以离所述定子芯的外表面一定距离布置。
在这种情况下，定子支撑元件通过使该额外的导流通道布置在所述桥接部与由所述桥接部覆盖的定子芯的外表面的区域之间以及在所述两个凸缘部之间来提供所述额外的导流通道。
特别地是，在这样的设计中，脚部焊接到所述定子芯的所述外表面。
通常，如果定子支撑元件绕所述旋转轴线以彼此相距相同的角度距离布置，以便在所述壳体套筒内提供所述定子芯的对称支撑，则会是有利的。
进一步地是，如果存在所提供的多于两个的定子支撑元件，则是特别有利的。
例如，可能在所述定子上设置至少三个定子支撑元件。
一个优选的解决方案在所述定子芯上提供四个定子支撑元件，从而实现所述定子芯在所述壳体套筒内的对称支撑。
关于所述壳体套筒的所述内侧套筒表面，如果所述内侧套筒表面是圆柱形表面，这种圆柱形表面通常具有不一定需要是圆形的各种横截面，则针对所述内侧套筒表面的加工被简化。
然而，如果所述内侧套筒表面具有圆形的横截面，则具有特定的优点，因为具有带有所述定子支撑元件的定子芯的所述定子的插入被简化了。
本发明不限于吸入式气体冷却电动机，其也适用于例如压力气体冷却电动机和任何种类的气体冷却电动机。
本发明的进一步有利特征结合附图中的根据本发明的压缩机的几个实施例的详细说明进行披露。
附图说明
图1示出了用于制冷剂的压缩机的透视图；
图2示出了沿图1中的线2-2的横截面视图；
图3示出了沿图2中的线3-3的横截面视图；
图4示出了沿图2中的线4-4的横截面视图；
图5示出了根据第一实施例的定子的透视图；
图6示出了在图5中的方向A上的视图；
图7示出了根据本发明的第二实施例的与图6的视图相似的视图；
图8示出了根据本发明的第三实施例的定子的透视图；
图9示出了图8中的区域B的放大视图；
图10示出了沿图8中的箭头C的前视图；
图11示出了根据本发明的第四实施例的透视图；
图12示出了图11中的区域D的放大视图，并且
图13示出了沿图11中的箭头E的前视图。
具体实施方式
如在图1中所示，用于制冷剂的压缩机10包括压缩机壳体12，压缩机壳体12在纵向方向14上延伸，所述压缩机壳体包括在所述纵向方向14上依次布置的电动机壳体部16、压缩部22和高压壳体部24。
如图所示，例如在图1和2中，电动机壳体部16在其与所述压缩壳体部22相反的一侧上设置有可释放地连接到电动机壳体套筒28的盖26，电动机壳体套筒28包围处在所述电动机壳体部16内的容座32，该容座接纳电动机34。
电动机34本身包括：定子36，定子36布置在所述容座32中并由所述壳体套筒28支撑且固定到壳体套筒上；以及转子38，转子38布置成由所述定子36包围。
所述转子38安装在压缩机驱动轴42上，压缩机驱动轴42延伸穿过所述转子38并从所述转子38延伸到压缩单元44，以便驱动一个或多个压缩元件46，例如一对螺旋器。然而，压缩元件46也能够是活塞或涡旋器(scroll)或另一种类的压缩元件。
驱动轴42优选地是通过轴承系统54绕旋转轴线52可旋转地安装，轴承系统54布置在所述压缩单元44和所述电动机34之间并且包括例如几个滚子轴承56、58，所述几个滚子轴承56、58在所述纵向方向14上彼此间隔开并由轴承套筒62保持，轴承套筒62例如形成为压缩机壳体12的一体部分。
在具体实施例中，驱动轴42与其转子支撑部72仅由轴承系统54支撑，并且其布置在与所述轴承系统54相反的所述转子支撑部72的一侧上的自由端74布置成没有压缩机壳体12方面的支撑。
在转子支撑部72上和/或在自由端74上具有额外的轴承的其它解决方案也是可能的。
例如，如在图2和图3中所示，定子36包括定子芯82，定子芯82由在与所述旋转轴线52平行的方向上堆叠的一堆叠片84制成，所述叠片堆从所述转子芯82的第一前侧86延伸到所述转子芯的第二前侧88。
定子芯82进一步设置有延伸穿过所述定子芯82并且形成端部绕组92、94的电芯的绕组，端部绕组92、94布置在所述定子芯82的外侧且布置在所述前侧86、88的前方。
为了向所述压缩机10供应制冷剂，压缩机壳体设置有布置在盖26上的吸入口102，该吸入口102用于将待压缩的制冷剂供应到所述电动机34的所述容座32，以便通过制冷剂流104冷却所述电动机34，该制冷剂流104通过吸入口102进入容座32并形成流动通过导流通道112的外部流106，该导流通道112由所述壳体套筒28的内侧套筒表面114和所述定子36的外侧116形成，所述另一侧116由指向所述壳体套筒28的所述内侧表面114的所述端部绕组92、94的外表面122和124形成并且在端部绕组92、94之间由所述定子芯82的外表面126形成。
优选地是，制冷剂流104不仅形成外部制冷剂流106，而且形成内部制冷剂流132，该内部制冷剂流132沿相应的端部绕组92、94的内表面134、136流动并在端部绕组92、94之间流动通过定子36与转子38之间的间隙。
外部流106首先冷却通过沿端部绕组92的外表面122流动来冷却指向盖26的端部绕组92，然后通过沿定子芯82的外表面126流动来冷却定子芯82，并且最后通过沿端部绕组94的外表面124流动来冷却端部绕组94，该端部绕组94指向压缩单元44。
此后，外部流106进入过渡开口142，外部流106可通过该过渡开口142离开容座132并进入压缩单元44中。
优选地是，内部流132首先冷却端部绕组192的内表面134，然后延伸通过间隙138，并且最后冷却端部绕组94的内表面136，并且此后通过过渡开口142离开容座32，以进入压缩单元44中。
由所述压缩单元44压缩的制冷剂通过压力出口144离开壳体12。
如在图2至5中所示，定子芯82设置有多个定子支撑元件152，所述多个定子支撑元件152从定子芯82径向向外延伸超过定子芯82的外表面126并且形成支撑表面154，该支撑表面154布置在定子芯82的外表面126的径向外侧并且抵接在壳体套筒28的内侧套筒表面114上。
具体地说，定子套筒28的内侧套筒表面114是相对于旋转轴线52成圆柱形的并且具有圆形横截面的连续表面。
例如，定子支撑元件152的支撑表面154被加工，以便紧密配合到壳体套筒28的内侧套筒表面114中，从而将转子芯82精确定位在定子套筒28内。
在如在图2至图6中所示的第一实施例中，端部绕组92和94的外表面122和124与定子芯82的外表面126齐平，这意味着它们离旋转轴线52相同的径向距离，以便改善在端部绕组92的外表面122、124处的冷却，并且进一步尤其使得能够增加端部绕组92和94的内表面134和136的径向距离，这提供围绕驱动轴42的增大的空间，使得轴承系统54与轴承套筒62能够布置成尽可能靠近于定子38，以便减小从轴承系统54延伸的驱动轴42的转子支撑部72的长度，这于是改善了转子38绕旋转轴线52旋转的精度。
为了固定定子芯82以防止在壳体套筒28内旋转，例如定子支撑元件152中的一个定子支撑元件能够设置有沟槽156，该沟槽156能够与布置在壳体套筒28上的对应的突起部158或对应的舌部158协作。
在图7中所示的第二实施例中，关于离旋转轴线52的径向距离，端部绕组92的外表面122相对于定子芯82的外表面126减小。
就这些第二实施例的所有其它特征而言，这些特征设置有相同的附图标记，使得关于其描述，参考了结合第一实施例所提供的解释。
根据第一实施例和第二实施例的定子支撑元件152通过例如用于形成定子芯82的所有叠片84的突起部来获得，该突起部162在相互对准时形成在定子芯82的前侧86和88之间与旋转轴线52平行地延伸的连续的珠状部(bead)或凸脊。
然而，定子支撑元件152在长度上能够通过以下而减小，即：仅仅使叠片84的一部分设置有突起部62或者-例如-通过使第一多个叠片84和最后多个叠片84设置有突起部162，使得第一多个叠片与第二多个叠片之间的叠片84没有突起部162。
优选地是，突起部162与相应的叠片84一体地形成或者形成一件，使得在制造叠片84的工艺的过程中，突起部162在与用于形成叠片84的相同形成工艺的过程中形成。
优选地是，叠片84设置有四个突起部162，所述四个突起部162绕旋转轴线52以相对于彼此相同的角度距离布置，使得这些突起部162能够在几乎没有制造叠片84的带材料片的损失的情况下制造，例如通过冲压或切割。
在第三实施例中，与第一实施例和第二实施例相同的所有元件都设置有相同的附图标记，使得能够参考它们。
根据第三实施例，定子支撑元件152'与定子芯82不是一体的，而是由成形的金属片材元件172制造，该金属片材元件172具有两个脚部174、176，所述两个脚部174、176例如焊接在定子芯82上，具体地是焊接到定子芯82的外表面126上，并且从每个脚部174、176，凸缘部184、186离开定子芯82的外表面126朝向桥接部188延伸，桥接部188在其与所述脚部174、176相对的两端处将凸缘部184、186连接起来并且具有弯曲的形状，使得：具体地说，桥接部188以离转子芯82的外表面126恒定的距离延伸并且以与壳体套筒28的内侧套筒表面114相同的相对于旋转轴线52的曲率形成适合于抵接在壳体套筒28的内侧套筒表面114上的支撑表面154'。
根据图8至9中所示的实施例，定子支撑元件152'相对于旋转轴线52以相同的角度距离布置在定子芯82的外表面126上。
由于桥接部188以离定子芯82的外表面126一定距离延伸的事实，定子支撑元件152'通过自身形成另外的导流通道192，所述另外的导流通道192在桥接部188与由桥接部188覆盖的外表面126的区域194之间延伸并且进一步在凸缘部184、186之间延伸，使得：除了在定子支撑元件152'之间形成的导流通道112之外，导流通道192提供在定子支撑元件152'的区域中的定子芯82的改进的冷却。
根据第三实施例，定子支撑元件152'在定子芯82的前侧86和前侧88之间与旋转轴线52平行地延伸，但如果它们为在壳体套筒28内的转子芯82的定位提供足够的稳定性，则其纵向延伸部也能够减小。
此外，定子支撑元件152'由于桥接部188以离由桥接部188覆盖的表面区域194一定径向距离延伸的事实而使得能够给定子支撑元件152'提供一定的径向弹性，使得支撑表面154'能够相对于定子芯82以一定弹性移动，以便获得在定子支撑元件152'与壳体套筒28之间的强制锁定连接。
根据图11至13中所示的第四实施例，转子芯82没有设置有均匀的圆柱形外表面126，而是定子芯128的外表面126设置有与旋转轴线52平行地延伸的纵向肋202，以便增加用于在导流通道112和导流通道192中的外部流106之间的热交换的表面。
纵向肋102优选地是通过与叠片84成一体的突起部来获得，该突起部在堆叠叠片84时形成纵向肋202，该纵向肋优选地是与旋转轴线52平行地延伸。

Claims (18)

1.用于制冷剂的压缩机，所述压缩机具有压缩机壳体(12)，所述压缩机壳体(12)设置有吸入口(102)和压力出口(144)，所述压缩机(10)包括压缩单元(44)和电动机(34)，所述压缩单元(44)布置在所述压缩机壳体(12)的压缩壳体部(22)中，所述电动机(34)布置在所述压缩机壳体(12)的电动机壳体部(16)中，所述电动机(34)包括定子(36)和转子(38)，所述定子(36)布置在所述电动机壳体部(16)的定子接纳套筒(28)内，所述转子(38)由所述定子(36)包围并且布置在所述电动机(34)的驱动轴(42)上，以与所述驱动轴(42)一起绕旋转轴线(52)旋转，并且所述定子(36)包括定子芯(82)，所述定子芯(82)具有一堆叠片(84)并且与所述旋转轴线(52)平行地从第一前侧(86)延伸到第二前侧(88)，所述定子(36)具有：绕组，所述绕组延伸穿过所述定子芯(82)并且形成布置在所述前表面(92、94)的前方的端部绕组(92、94)；以及通道，所述通道用于将通过所述吸入口(102)进入的所述制冷剂中的至少一部分在进入所述压缩单元(44)之前沿所述定子(36)的外侧(116)引导，其特征在于，所述定子芯(82)设置有至少两个定子支撑元件(152)，所述至少两个定子支撑元件(152)固定到所述定子芯(82)并且在所述旋转轴线(52)的径向方向上延伸超过所述定子芯(82)的外表面(126)，以将所述定子支撑在所述定子接纳套筒(28)的内侧套筒表面上。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，通过所述导流通道(112)的所述制冷剂流沿所述电动机(34)的所述定子支撑元件(152)延伸。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述定子(36)的所述外侧(116)由所述定子(36)的所述端部绕组(92、94)的外表面(122、124)和在所述定子(36)的所述端部绕组(92、94)之间延伸的所述定子(36)的外表面(126)提供。
4.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述端部绕组(92、94)的所述外表面(122、124)布置成与所述定子芯(82)的所述外表面(126)大致齐平。
5.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子芯(82)的所述外表面(126)与所述端部绕组(92、94)的所述外表面(122、124)齐平。
6.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152)设置有抵接在所述壳体套筒(28)的所述内侧套筒表面(114)上的径向外部支撑表面(154)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152)由延伸超过所述定子芯(82)的所述外表面(126)的所述定子芯(82)的叠片(84)的突起部形成。
8.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152)仅与所述旋转轴线平行地延伸。
9.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152)作为单独元件固定到所述定子芯(82)上。
10.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152')布置并且固定在所述定子芯(82)的所述外轮廓上。
11.根据权利要求10所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152')焊接在所述定子芯(82)的所述外轮廓上。
12.根据权利要求9至11中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152')是中空元件。
13.根据权利要求12所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152')提供延伸穿过所述定子支撑元件(152')的额外的导流通道(192)。
14.根据权利要求9至13中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152')是U形的。
15.根据权利要求9至14中的一项所述的压缩机，所述定子支撑元件(152')包括：两个脚部(174、176)，所述两个脚部(174、176)固定到所述定子芯(82)；以及凸缘部(184、186)，所述凸缘部(184、186)邻接所述脚部并且延伸直到桥接部(188)，该桥接部布置成离所述定子芯(82)的所述外表面(126)一定距离。
16.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述定子支撑元件(152)绕所述旋转轴线(52)以彼此相距相同的角度距离布置。
17.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，提供了多于两个的所述定子支撑元件(152)。
18.根据前述权利要求中的一项所述的压缩机，其中，所述内侧套筒表面(114)是圆柱形表面。
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