CN112780548B - 具有压配合式电动机和竖直中央吸入口的涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种涡旋压缩机(2)，包括：密闭壳体(3)，该密闭壳体(3)包括设置有吸入口(7)的中间壳体(4)；压缩单元(11)，该压缩单元(11)布置在密闭壳体(3)内；驱动轴(27)，该驱动轴(27)被构造成驱动压缩单元(11)的动涡旋盘(13)；电动机(21)，该电动机(21)联接到驱动轴(27)，并且被配置成驱动驱动轴(27)围绕其转动轴线转动，电动机(21)包括转子(22)和定子(23)，定子(23)包括定子叠片(24)；其中，定子叠片(24)压配合到中间壳体(4)中，吸入口(7)面向定子叠片(24)，并且压缩单元(11)包括相对于吸入口(7)布置在相反位置处的单个吸入开口(34)。

Description

具有压配合式电动机和竖直中央吸入口的涡旋压缩机
技术领域
本发明涉及一种涡旋压缩机，特别涉及一种涡旋制冷压缩机。
背景技术
众所周知，涡旋压缩机包括：
-密闭壳体，该密闭壳体包括设置有吸入口的中间壳体，该吸入口被构造成向涡旋压缩机供应待压缩的制冷剂；
-压缩单元，该压缩单元布置在密闭壳体内，并且被构造成压缩由吸入口供应的制冷剂；
-驱动轴，该驱动轴被构造成驱动压缩单元的动涡旋盘进行轨道运动(orbitalmovement)，驱动轴能够围绕转动轴线转动；
-电动机，该电动机联接到驱动轴，并且被配置成驱动驱动轴围绕转动轴线转动，电动机包括转子和设置成围绕转子的定子。
这种涡旋压缩机的电动机通常布置在内壳体内，该内壳体固定到支撑架，压缩单元的动涡旋盘可滑动地安装在该支撑架上。电动机的这种安装使涡旋压缩机的组装复杂化，并因此增加了涡旋压缩机的制造成本。
另外，为了确保电动机的有效冷却，特别是确保电动机的定子的第一和第二定子端绕组的有效冷却，内壳体的存在需要在内壳体上提供特定流动通道和/或提供支撑驱动轴的下端的支撑元件，这进一步增加了涡旋压缩机的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的涡旋压缩机，该涡旋压缩机可以克服在常规涡旋压缩机中遇到的缺点。
本发明的另一目的是提供一种涡旋压缩机，该涡旋压缩机在确保电动机的有效冷却的同时，大大降低了涡旋压缩机的制造成本。
根据本发明，这种涡旋压缩机包括：
-密闭壳体，该密闭壳体包括设置有吸入口的中间壳体，该吸入口被构造成向涡旋压缩机供应待压缩的制冷剂；
-压缩单元，该压缩单元布置在密闭壳体内，并且被构造成压缩由吸入口供应的制冷剂；
-驱动轴，该驱动轴被构造成驱动压缩单元的动涡旋盘进行轨道运动，驱动轴能够围绕转动轴线转动；
-电动机，该电动机联接到驱动轴，并且被配置成驱动驱动轴围绕转动轴线转动，电动机包括转子和设置成围绕转子的定子，并且定子包括定子叠片(stack)；
其中，定子叠片压配合到中间壳体中，吸入口至少部分地面向定子叠片，并且压缩单元包括相对于吸入口布置在相反位置处的吸入开口。
通过将电动机的定子叠片直接压配合到中间壳体中，电动机的固定不需要额外的固定部件，这简化了涡旋压缩机的组装并降低了涡旋压缩机的制造成本。
此外，吸入口和吸入开口的特定位置确保了通过吸入口进入涡旋压缩机的制冷剂流的至少第一部分在到达压缩单元的吸入开口之前沿着定子叠片流向定子的第一定子端绕组并且流过所述第一定子端绕组；并且所述制冷剂流的至少第二部分在到达压缩单元的吸入开口之前沿着定子叠片流向定子的第二定子端绕组并且流过所述第二定子端绕组。因此，涡旋压缩机的这种构造确保了电动机的、特别是定子端绕组的有效冷却，并因此提高了电动机的效率。
此外，定子叠片、吸入口和吸入开口的这种布置限定了更简单的气体流动通道，这限制了涡旋压缩机内的压降并因此提高了涡旋压缩机的效率。
此外，定子叠片、吸入口和吸入开口的这种布置避免了液体流向压缩单元，并因此提高了压缩机的可靠性。
涡旋压缩机还可以单独地或以组合的形式包括以下特征中的一个或更多个。
根据本发明的实施例，吸入口具有与定子叠片相交的中央轴线。
根据本发明的实施例，定子叠片被收缩配合(shrink-fitted)在中间壳体中。
根据本发明的实施例，吸入开口相对于吸入口轴向地偏移，并且相对于驱动轴的转动轴线与吸入口相反。
根据本发明的实施例，吸入开口被构造成向压缩单元供应先前已通过吸入口供应到涡旋压缩机的制冷剂。
根据本发明的实施例，吸入口面向定子叠片的中央部分。根据本发明的实施例，定子叠片的中央部分沿着定子叠片的纵向长度基本上沿纵向居中。
根据本发明的实施例，定子叠片的中央部分在定子叠片的第一轴向端面和定子叠片的第二轴向端面之间沿纵向居中。
根据本发明的实施例，吸入口相对于驱动轴的转动轴线沿径向延伸。
根据本发明的实施例，定子叠片包括多个侧表面，所述多个侧表面基本上是平坦的并且相对于驱动轴的转动轴线成角度地偏移，吸入口面向多个侧表面中的相应侧表面。
根据本发明的实施例，所述多个侧表面包括四个侧表面。
根据本发明的实施例，吸入口相对于定子叠片的相应侧表面的第一纵向边缘和第二纵向边缘是等距的。
根据本发明的实施例，相应的侧表面基本上平行于驱动轴的转动轴线延伸。
根据本发明的实施例，定子叠片和中间壳体限定了多个纵向气体流动通道，所述多个纵向气体流动通道相对于驱动轴的转动轴线成角度地偏移，所述多个纵向气体流动通道包括第一纵向气体流动通道和第二纵向气体流动通道，吸入口出现在第一纵向气体流动通道中，并且第二纵向气体流动通道相对于驱动轴的转动轴线与第一纵向气体流动通道基本上相反。
根据本发明的实施例，第一纵向气体流动通道的横截面面积与吸入口的横截面面积的比大于或等于1.5。
根据本发明的实施例，多个纵向气体流动通道中的每一个的横截面面积与吸入口的横截面面积的比大于或等于1.5。
根据本发明的实施例，定子叠片的每个侧表面都部分地限定了多个纵向气体流动通道中的相应的纵向气体流动通道。
根据本发明的实施例，定子叠片包括多个纵向接触表面，这些纵向接触表面相对于驱动轴的转动轴线成角度地偏移，并且在相应的纵向接触区域处抵靠在中间壳体的内表面上。
根据本发明的实施例，多个纵向气体流动通道中的每个纵向气体流动通道由两个相邻的纵向接触区域横向地界定。
根据本发明的实施例，定子叠片、中间壳体和吸入口被构造成使得通过吸入口进入涡旋压缩机(例如进入第一纵向气体流动通道)的制冷剂流被分成流向定子的第一定子端绕组的第一流和流向定子的第二定子端绕组的第二流。
根据本发明的实施例，第一流被配置成在到达压缩单元的吸入开口之前至少部分地流过第一定子端绕组，并且第二流被配置成在到达压缩单元的吸入开口之前至少部分地流过第二定子端绕组。
根据本发明的实施例，第一流被配置成在到达压缩单元的吸入开口之前流过第一纵向气体流动通道并且至少部分地流过第一定子端绕组，并且第二流被配置成在到达压缩单元的吸入开口之前流过第一纵向气体流动通道，至少部分地流过第二定子端绕组，并且至少部分地流过第二纵向气体流动通道。
根据本发明的实施例，第一定子端绕组比第二定子端绕组更靠近压缩单元。
根据本发明的实施例，涡旋压缩机包括容纳第一定子端绕组的第一室和容纳第二定子端绕组的第二室，每个纵向气体流动通道将第一室流体地连接到第二室。特别地，每个纵向气体流动通道包括进入第一室的第一通道端和进入第二室的第二通道端。
根据本发明的实施例，动涡旋盘由布置在密闭壳体内的支撑架支撑，并且与支撑架滑动地接触，吸入开口设置在支撑架上。
根据本发明的实施例，定子叠片具有基本上正方形形状的横截面。
根据本发明的实施例，压缩单元包括静涡旋盘和动涡旋盘，静涡旋盘具有静端板和从静端板延伸出的静螺旋涡卷(wrap)，并且动涡旋盘具有动端板和从动端板延伸出的动螺旋涡卷，静螺旋涡卷和动螺旋涡卷彼此接合以形成压缩室。
根据本发明的实施例，驱动轴是竖直驱动轴。有利地，吸入口基本上位于与定子叠片的中央部分相同的高度处。
根据本发明的实施例，吸入开口被构造成向压缩单元供应通过吸入口供应到涡旋压缩机的制冷剂的至少80％，有利地90％。
根据本发明的实施例，吸入开口被构造成向压缩单元供应基本上所有通过吸入口供应到涡旋压缩机的制冷剂。
根据本发明的实施例，吸入开口是单个吸入开口。
通过阅读以下结合所附附图进行的描述，这些优点和其他优点将变得显而易见，其中附图示出了根据本发明的作为非限制性示例的涡旋压缩机的实施例。
附图说明
在结合附图进行阅读时将更好地理解本发明的实施例的以下详细描述，但是，本发明不限于所公开的特定实施例。
图1是根据本发明的涡旋压缩机的纵向截面图。
图2是图1的涡旋压缩机的横截面图。
具体实施方式
图1示出了处于竖直位置的涡旋压缩机2。但是，根据本发明的涡旋压缩机2可以处于倾斜位置或水平位置，且无需对其结构进行显著修改。
涡旋压缩机2包括密闭壳体3，该密闭壳体3包括中间壳体4、上盖5和下盖6。中间壳体4基本上是圆柱形的，并且可以具有在中间壳体4的整个长度上不变的外径或沿中间壳体4的长度可变的外径。
涡旋压缩机2还包括被构造成向涡旋压缩机2供应待压缩的制冷剂的吸入口7，以及被构造成排出压缩后的制冷剂的排出口8。有利地，吸入口7设置在中间壳体4上，而排出口8设置在上盖5上。
涡旋压缩机2还包括支撑架9和压缩单元11，支撑架9布置在密闭壳体3内并固定到中间壳体4，并且压缩单元11也布置在密闭壳体3内并设置在支撑架9的上方。压缩单元11被配置成压缩由吸入口7供应的制冷剂，并且压缩单元11包括彼此互相配合的静涡旋盘12和动涡旋盘13。特别地，动涡旋盘13由设置在支撑架9上的推力支承表面14支撑并与该推力支承表面14滑动地接触，并且静涡旋盘12相对于密闭壳体3固定。
静涡旋盘12具有静端板15、从静端板15朝向动涡旋盘13突出的静螺旋涡卷16。动涡旋盘13具有动端板17和从动端板17朝向静涡旋盘12突出的动螺旋涡卷18。动涡旋盘13的动螺旋涡卷18与静涡旋盘12的静螺旋涡卷16接合，以在动螺旋涡卷18与静螺旋涡卷16之间形成多个压缩室19。压缩室19具有可变容积，当动涡旋盘13受驱动相对于静涡旋盘12绕轨道运行时，该可变容积从外向内减小。
涡旋压缩机2还包括设置在支撑架9下方的电动机21。电动机21具有转子22和设置成围绕转子22的定子23。
定子23包括定子叠片24(也称为定子铁芯)，该定子叠片24被压配合在中间壳体4中。根据附图所示的实施例，定子叠片24具有基本上正方形形状的横截面。
定子23还包括缠绕在定子叠片24上的定子绕组。定子绕组限定了第一定子端绕组25和第二定子端绕组26，第一定子端绕组25由定子绕组的从定子叠片24的第一轴向端面24.1向外延伸的部分形成，并且第二定子端绕组26由定子绕组的从定子叠片24的第二轴向端面24.2向外延伸的部分形成。第一定子端绕组25比第二定子端绕组26更靠近压缩单元11。
此外，涡旋压缩机2包括竖直的且可围绕转动轴线A转动的驱动轴27。驱动轴27联接到电动机21的转子22，使得电动机21被构造成驱动驱动轴27围绕转动轴线A转动。驱动轴27特别地被构造成在电动机21运行时驱动动涡旋盘13轨道运动。
根据附图所示的实施例，定子叠片24包括多个侧表面28，例如四个侧表面，这些侧表面基本上是平坦的并且相对于驱动轴27的转动轴线A成角度地偏移。有利地，每个侧表面28都平行于驱动轴27的转动轴线A延伸。
定子叠片24和中间壳体4限定了相对于驱动轴27的转动轴线A成角度地偏移的多个纵向气体流动通道29。多个纵向气体流动通道29包括：第一纵向气体流动通道29.1，吸入口7出现在该第一纵向气体流动通道29.1中；以及第二纵向气体流动通道29.2，该第二纵向气体流动通道29.2相对于驱动轴27的转动轴线A与第一纵向气体流动通道29.1相对。有利地，多个纵向气体流动通道29还包括两个附加的纵向气体流动通道29.3、29.4，纵向气体流动通道29.3、29.4相对于驱动轴27的转动轴线A彼此相对，并且分别成角度地位于第一和第二纵向气体流动通道29.1、29.2之间。
特别地，定子叠片24的每个侧表面28都部分地限定了多个纵向气体流动通道中的相应的纵向气体流动通道29。
根据本发明的实施例，每个纵向气体流动通道29的横截面面积与吸入口7的横截面面积的比大于或等于1.5。
涡旋压缩机2包括容纳第一定子端绕组25的第一室30.1和容纳第二定子端绕组26的第二室30.2。每个纵向气体流动通道29将第一室30.1流体地连接到第二室30.2，并且特别地包括进入第一室30.1的第一通道端和进入第二室30.2的第二通道端。
定子叠片24特别包括多个纵向接触表面31，这些纵向接触表面31相对于驱动轴27的转动轴线A成角度地偏移，并且在相应的纵向接触区域32处抵靠在中间壳体4的内表面上。有利地，多个纵向气体流动通道中的每个纵向气体流动通道29由两个相邻的纵向接触区域32横向地界定。
如图1和图2所示，吸入口7相对于驱动轴27的转动轴线A沿径向延伸，并且面向定子叠片24的相应侧表面28的中央部分33。所述中央部分33沿着定子叠片24的纵向长度沿纵向居中，并因此在定子叠片24的第一轴向端面24.1和第二轴向端面24.2之间沿纵向居中。因此，吸入口7基本上位于与定子叠片24的中央部分33相同的高度处。有利地，吸入口7相对于定子叠片24的相应侧表面28的第一和第二纵向边缘是等距的，并且因此相对于相应的纵向接触区域32是等距的。
如图1所示，压缩单元11包括单个吸入开口34，该吸入开口34设置在支撑架9上并且相对于吸入口7布置在相反位置处。特别地，吸入开口34相对于吸入口7轴向地偏移，并且相对于驱动轴27的转动轴线A与吸入口7相反。吸入开口34被构造成向压缩单元11供应先前已通过吸入口7供应到涡旋压缩机2的制冷剂。
定子叠片24、中间壳体4和吸入口7被构造成使得通过吸入口7进入涡旋压缩机2，特别是进入第一纵向气体流动通道29.1的制冷剂流F被分成流向第一定子端绕组25的第一流F1和流向第二定子端绕组26的第二流F2。
有利地，第一流F1被配置成在到达压缩单元11的吸入开口34之前朝向第一室30.1流过第一纵向气体流动通道29.1，并且至少部分地流过第一定子端绕组25；并且第二流F2被配置成在到达压缩单元11的吸入开口34之前朝向第二室30.2流过第一纵向气体流动通道29.1，至少部分地流过第二定子端绕组26，并然后从第二室30.2流过第二纵向气体流动通道29.2和另外两个纵向气体流动通道29.3、29.4朝向第一室30.1。
根据本发明的涡旋压缩机2的这种构造，通过在制冷剂经由吸入开口34到达压缩单元11之前使所述制冷剂通过吸入口7进入涡旋压缩机2而确保了第一定子端绕组25和第二定子端绕组26的改进的冷却，并因此提高了电动机的效率。
此外，通过将电动机21的定子叠片24直接压配合到中间壳体4中，电动机21的固定不需要额外的固定部件，这简化了涡旋压缩机2的组装并降低了涡旋压缩机2的制造成本。
当然，本发明不限于以上通过非限制性示例描述的实施例，相反，本发明涵盖所有实施例。

Claims (16)

1.一种涡旋压缩机(2)，包括：
-密闭壳体(3)，所述密闭壳体(3)包括设置有吸入口(7)的中间壳体(4)，所述吸入口(7)被构造成向所述涡旋压缩机(2)供应待压缩的制冷剂；
-压缩单元(11)，所述压缩单元(11)布置在所述密闭壳体(3)内，并且被构造成压缩由所述吸入口(7)供应的所述制冷剂；
-驱动轴(27)，所述驱动轴(27)被构造成驱动所述压缩单元(11)的动涡旋盘(13)进行轨道运动，所述驱动轴(27)能够围绕转动轴线(A)转动；
-电动机(21)，所述电动机(21)联接到所述驱动轴(27)，并且被配置成驱动所述驱动轴(27)围绕所述转动轴线转动，所述电动机(21)包括转子(22)和设置成围绕所述转子(22)的定子(23)，并且所述定子(23)包括定子叠片(24)和缠绕在所述定子叠片上的定子绕组；
其中，所述定子叠片(24)直接压配合到所述中间壳体(4)中，所述吸入口(7)至少部分地面向所述定子叠片(24)，并且所述压缩单元(11)包括相对于所述吸入口(7)布置在相反位置处的吸入开口(34)。
2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述吸入口(7)相对于所述驱动轴(27)的所述转动轴线(A)沿径向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)包括多个侧表面(28)，所述多个侧表面(28)基本上是平坦的并且相对于所述驱动轴(27)的所述转动轴线(A)成角度地偏移，所述吸入口(7)面向所述多个侧表面中的相应侧表面(28)。
4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述吸入口(7)与所述定子叠片(24)的相应侧表面(28)的第一纵向边缘和第二纵向边缘是等距的。
5.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)和所述中间壳体(4)限定了多个纵向气体流动通道(29)，所述多个纵向气体流动通道(29)相对于所述驱动轴(27)的所述转动轴线(A)成角度地偏移，所述多个纵向气体流动通道包括第一纵向气体流动通道(29.1)和第二纵向气体流动通道(29.2)，所述吸入口(7)出现在所述第一纵向气体流动通道(29.1)中，并且所述第二纵向气体流动通道(29.2)相对于所述驱动轴(27)的所述转动轴线(A)与所述第一纵向气体流动通道(29.1)基本上相反。
6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第一纵向气体流动通道(29.1)的横截面面积与所述吸入口(7)的横截面面积的比大于或等于1.5。
7.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)包括多个纵向接触表面(31)，所述多个纵向接触表面(31)相对于所述驱动轴(27)的所述转动轴线(A)成角度地偏移，并且在相应的纵向接触区域(32)处抵靠在所述中间壳体(4)的内表面上。
8.根据权利要求5所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述多个纵向气体流动通道中的每个纵向气体流动通道(29)由两个相邻的纵向接触区域(32)横向地界定。
9.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)、所述中间壳体(4)和所述吸入口(7)被构造成使得通过所述吸入口(7)进入所述涡旋压缩机(2)的制冷剂流(F)被分成流向所述定子(23)的第一定子端绕组(25)的第一流(F1)和流向所述定子(23)的第二定子端绕组(26)的第二流(F2)。
10.根据权利要求9所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述第一流(F1)被配置成在到达所述压缩单元(11)的所述吸入开口(34)之前至少部分地流过所述第一定子端绕组(25)，并且所述第二流(F2)被配置成在到达所述压缩单元的吸入开口(34)之前至少部分地流过所述第二定子端绕组(26)。
11.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述动涡旋盘(13)由布置在所述密闭壳体(3)内的支撑架(9)支撑，并且与所述支撑架(9)滑动地接触，所述吸入开口(34)设置在所述支撑架(9)上。
12.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)具有基本上正方形形状的横截面。
13.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述吸入口(7)面向所述定子叠片(24)的中央部分(33)。
14.根据权利要求13所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述定子叠片(24)的所述中央部分(33)沿着所述定子叠片(24)的纵向长度基本上沿纵向居中。
15.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述吸入开口(34)被构造成向所述压缩单元(11)供应通过所述吸入口(7)供应到所述涡旋压缩机(2)的所述制冷剂的至少80％。
16.根据权利要求1或2所述的涡旋压缩机(2)，其中，所述吸入开口(34)是单个吸入开口。
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