涡旋式压缩机的制作方法

本发明涉及一种涡旋式压缩机，尤其涉及一种封闭涡旋式压缩机。

背景技术：

us5533875公开了一种涡旋式压缩机，包括：

-封闭壳，该封闭壳包括外壳体；

-压缩单元，该压缩单元设置在封闭壳内；

-电动机，该电动机被配置为驱动压缩单元，电动机包括转子和围绕转子设置的定子，且在转子和定子之间限定圆形间隙；以及

-内壳体，电动机布置在该内壳体中，外部流动通道形成在定子的外表面和内壳体的内表面之间，并且

涡旋式压缩机被配置成使得在使用中，主制冷剂流在内壳体内部从电动机的下端朝向电动机的上端流动。具体地，主制冷剂流包括流动通过外部流动通道的第一制冷剂流部分和流动通过圆形间隙的第二制冷剂流部分。

以这种方式，进入涡旋式压缩机的制冷剂气体的主要部分穿过电动机的定子下端绕组，穿过圆形间隙，穿过形成在定子的外表面与内壳体的内表面之间的外部流动通道，然后穿过定子上端绕组。

因此，到目前为止，在制冷剂气体进入压缩机单元的涡旋式压缩腔之前，获得了良好的电动机冷却性能。

进入涡旋式压缩机的一小部分制冷剂气体最终可绕过电动机并直接流到压缩单元。

然而，当使用低密度制冷剂(例如r32)时，与具有较高密度的传统制冷剂(例如r410a)相比，制冷剂流的冷却性能降低。因此，在高电动机负载期间存在电动机过热的问题，尤其是定子上端绕组过热的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种改进的涡旋式压缩机，其可以克服传统的涡旋式压缩机中遇到的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种涡旋式压缩机，其具有改进的冷却效率以便扩大涡旋式压缩机的操作窗口。

根据本发明，这种涡旋式压缩机包括：

-封闭壳，该封闭壳包括外壳体；

-压缩单元，该压缩单元布置在封闭壳内；

-电动机，该电动机被配置成驱动压缩单元，该电动机包括转子和围绕转子设置的定子；以及

-内壳体，该电动机布置在内壳体中，

其中挡板布置在内壳体内在电动机的定子端绕组处，挡板包括偏转装置，该偏转装置被配置成将在内壳体内流动(例如，从电动机的下端朝向电动机的上端)的主制冷剂流的至少一部分朝向定子端绕组偏转。

这种挡板的存在确保了制冷剂气流与定子端部绕组的绕组线之间更密集的接触，这导致定子端部绕组与制冷剂气体之间的热传递得到改善，从而提高了涡旋式压缩机的冷却效率。

涡旋式压缩机还可以包括下列单独或组合使用的特征中的一个或多个。

根据本发明的一个实施例，挡板布置在电动机的定子上端部绕组处，并且其中偏转装置被配置成将在内壳体中从电动机的下端朝向电动机的上端流动的主制冷剂的至少一部分朝向定子上端部绕组偏转。

根据本发明的一个实施例，挡板覆盖定子上端部绕组。

根据本发明的一个实施例，挡板具有圆环形状。

根据本发明的一个实施例，挡板包括第一轴向部分和第二轴向部分，该第一轴向部分具有大致对应于内壳体的内径的外径，该第二轴向部分具有小于内壳体的外径的外径和大于所述定子端部绕组的外径(特别是大于定子上端部绕组的外径)的内径。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分和第二轴向部分在电动机的轴向方向上相对于彼此偏移，并且有利地相对于彼此竖直地偏移。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分包括至少一个圆周导向部，该圆周导向部具有内导向表面，偏转装置和所述至少一个圆周导向部的内导向表面被配置成迫使制冷剂流进入挡板与所述定子端绕组紧密接触，特别是与定子上端部绕组紧密接触。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部具有一外表面，该外表面远离内壳体的内表面定位。有利地，所述至少一个圆周导向部的外表面呈凹入状，即限定一凹部。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部的内导向表面限定凸起部。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部向内延伸。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部的下轴向端部表面靠在定子芯部的上表面上。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分具有大致圆环形。有利地，所述至少一个圆周导向部偏离第一轴向部分的大致圆环形状。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部是平坦的或弯曲的。有利地，所述至少一个圆周导向部的外表面是凹的，并且所述至少一个圆周导向部的内导向表面是凸的。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分包括与至少一个圆周导向部相邻的至少一个弓形部，例如至少一个圆形的弓形部，所述至少一个弓形部具有对应于内壳体的内表面的曲率半径的曲率半径。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部的中心部分比所述至少一个弓形部更靠近挡板的中心轴线。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个圆周导向部的下轴向端部从所述至少一个弓形部的下轴向端部沿轴向方向突出。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分包括多个圆周导向部和多个弓形部，所述多个圆周导向部以一角度偏移并沿周向分布，所述多个弓形部以一角度偏移并沿周向分布，所述弓形部中的每一个弓形部都在两个相邻的圆周导向部之间延伸。

根据本发明的一个实施例，挡板还包括从第二轴向部分延伸的径向延伸端壁，该径向延伸端壁限定制冷剂排出开口。

根据本发明的一个实施例，径向延伸端壁位于所述定子端部绕组的上方，特别是位于定子上端部绕组的上方。

根据本发明的一个实施例，制冷剂排出开口具有小于定子的内径的内径。

根据本发明的一个实施例，在转子和定子之间限定有圆形间隙，并且至少一个外部流动通道形成在定子的外表面和内壳体的内表面之间，涡旋式压缩机被配置成使得主制冷剂流的第一制冷剂流部分流动通过所述至少一个外部流动通道，并且使得主制冷剂流的第二制冷剂流部分流动通过圆形间隙。

根据本发明的一个实施例，所述至少一个外部流动通道由内壳体的内表面和定子芯部的外表面的至少一个平坦周边部形成。

根据本发明的一个实施例，第二轴向部分的内表面与所述定子端部绕组(特别是定子上端部绕组)的外表面之间的距离限定用于主制冷剂流的第一制冷剂流部分的流动通道。有利地，流动通道的宽度被配置成在没有过多的压力损失的情况下确保制冷剂和所述定子端部绕组之间的良好热传递。

根据本发明的一个实施例，挡板相对于定子以一角度定向，以使得所述至少一个外部流动通道与挡板的至少一个弓形部轴向对准。有利地，挡板相对于定子以一角度定向，以使得每个外部流动通道与挡板的相应弓形部轴向对准。

根据本发明的一个实施例，涡旋式压缩机被配置成使得来自圆形间隙的第二制冷剂流部分沿着定子上端部绕组的径向内表面流动，然后沿着上轴承结构的外表面流动。因此，第二制冷剂流部分受挡板的影响小于第一制冷剂流部分。

根据本发明的一个实施例，由径向延伸的端壁限定的制冷剂排出开口的尺寸被形成为使得第二制冷剂流部分基本上不受限制地流动通过制冷剂排出开口。

根据本发明的一个实施例，挡板和定子限定至少一个制冷剂进入开口，第一制冷剂流部分可以通过该制冷剂进入开口进入挡板。因此，所述至少一个制冷剂进入开口使第一制冷剂流部分从所述至少一个外部流动通道进入所述挡板的内部变得容易。挡板的这种构造减少了压力损失。

有利地，挡板和定子限定多个制冷剂进入开口，主制冷剂流的第一制冷剂流部分可以通过所述多个制冷剂进入开口进入挡板，制冷剂进入开口以一角度偏移并且沿周向分布。

根据本发明的一个实施例，制冷剂进入开口中的每一个制冷剂进入开口都由定子芯部和相应的弓形部的下轴向端部限定。

根据本发明的一个实施例，第一轴向部分被配置成收集主制冷剂流的第一制冷剂流部分并使第一制冷剂流部分沿所述定子端部绕组(特别是定子上端部绕组)的表面在径向方向和周向方向上偏转。

根据本发明的一个实施例，挡板的第二轴向部分包括圆柱形壁部。

根据本发明的一个实施例，偏转装置包括形成在挡板的内表面上的多个偏转元件。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都从第一轴向部分和第二轴向部分之间的过渡部突出。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都包括弯曲的叶片形壁。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都被配置成使主制冷剂流的一部分(例如，第一制冷剂流部分的一部分)朝向相应的圆周导向部偏转。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都包括从过渡部延伸的上连接部分、以及从弓形部的内表面延伸的侧向连接部分。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都限定偏转凹部，该偏转凹部向下打开并且是横向敞口的。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都包括侧向自由边缘，该侧向自由边缘远离第一轴向部分的内表面，特别是相应弓形部的内表面。

根据本发明的一个实施例，偏转元件中的每一个偏转元件都形成在例如弓形部的区域附近。有利地，在每个弓形部分处形成两个偏转元件。

根据本发明的一个实施例，偏转元件和圆周导向部的引导内表面被配置成迫使制冷剂流进入挡板与所述定子端部绕组(特别是定子上端部绕组)紧密接触。

根据本发明的一个实施例，挡板还包括沿周向分布的安装凸台，安装凸台从第二轴向部分的外表面突出并径向向外延伸。

根据本发明的一个实施例，安装凸台的径向端部表面与内壳体的内表面协作。安装凸台可以用于将挡板例如通过螺钉固定到内壳体。优选地，每个安装凸台包括螺纹插入件(例如金属螺纹插入件)以容纳适当的固定元件。

可选地，挡板可以通过其他已知方法(例如粘合剂、夹子和铆钉)或通过压配合固定到内壳体。

根据本发明的一个实施例，挡板可以由金属或塑料材料制成，优选地由玻璃纤维增强塑料材料制成，例如pa66。可选地，挡板可以用添加制造工艺制造而成。

根据本发明的一个实施例，内壳体具有圆筒形形状。

根据本发明的一个实施例，内壳体由内壳体管形成。

根据本发明的一个实施例，涡旋式压缩机包括制冷剂吸入口，该制冷剂吸入口形成在外壳体中并被配置成向涡旋式压缩机供应待压缩的制冷剂。

根据本发明的一个实施例，内壳体环绕电动机。

根据本发明的一个实施例，电动机整个安装在内壳体内。

根据本发明的一个实施例，内壳体和电动机限定荣安定子上端部绕组的近端腔室、以及容纳定子下端部绕组的远端腔室，该定子下端部绕组也称为定子下绕组头。

根据本发明的一个实施例，挡板布置在近端腔室内。

根据本发明的一个实施例，定子上端部绕组由定子绕组的从定子芯部的上端面向上延伸的部分形成，并且下定子端部绕组由定子绕组的从定子芯部的下端面向下延伸的部分形成。

根据本发明的一个实施例，涡旋式压缩机包括在远端腔室中出现的至少一个制冷剂入口孔。所述至少一个制冷剂入口孔可以设置在内壳体上。

根据本发明的一个实施例，制冷剂入口孔被配置成以流体连通的方式连接远端腔室和由内壳体和外壳体限定的环形容积。

根据本发明的一个实施例，压缩单元包括具有固定基部板和固定螺旋涡卷的静涡旋盘、以及具有动基部板和动螺旋涡卷的动涡旋盘，固定螺旋涡卷和动螺旋涡卷形成多个压缩腔室。

根据本发明的一个实施例，压缩单元将封闭壳内的空间分成吸入压力容积和排出压力容积。

根据本发明的一个实施例，内壳体的上端部固定到上轴承结构。

这些优点和其他优点将在结合附图阅读下列描述时变得明显，该附图作为非限制示例示出了根据本发明的涡旋压缩机的一个实施例。

附图说明

当结合附图理解时，可以更好地理解本发明的一个实施例的下列详细描述，然而，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式压缩机的立体的纵向剖视图；

图2是图1的涡旋式压缩机的局部纵向剖视图；

图3是从图1的涡旋式压缩机的挡板的上方看时的立体图；

图4是从图3的挡板下方看时的立体图；

图5是图1的涡旋式压缩机的横截面图；以及

图6是图1的涡旋式压缩机的另一横截面图。

具体实施方式

图1示出了涡旋式压缩机2，该涡旋式压缩机2包括封闭壳3，该封闭壳3包括外壳体4、上盖5和基部板6。如图1所示，外壳体4是圆筒形的并且包括由上盖5封闭的上端部和由基部板6封闭的下端部。根据图中所示的实施例，外壳体4在其整个长度上具有恒定的直径。

涡旋式压缩机2还包括制冷剂吸入口(图中未示出)以及排出口8，该制冷剂吸入口设置在外壳体4上并且被配置成向涡旋式压缩机2供应待压缩的制冷剂，该排出口被配置成排出压缩后的制冷剂。例如，排出口8可以设置在上盖5上。

涡旋式压缩机2还包括支撑框架9以及压缩单元11，该支撑框架9布置在封闭壳3内并固定到封闭壳3，该压缩单元11也布置在封闭壳3内并设置在支撑框架9上方。压缩单元11被配置成压缩由制冷剂吸入口供应的制冷剂，并包括相对于封闭壳3被固定的静涡旋盘12、和动涡旋盘13，该动涡旋盘13由设置在支撑框架9上的推力轴承表面10支撑并与该推力轴承表面10滑动接触。

静涡旋盘12包括静涡旋基部板14，该静涡旋基部板具有朝向动涡旋盘13定向的下表面、以及与静涡旋基部板14的下表面相反的上表面。静涡旋盘12还包括从静涡旋基部板14的下表面朝向动涡旋盘13突出的股东螺旋涡卷15。

动涡旋盘13包括动涡旋基部板16，该动涡旋基部板16具有朝向静涡旋盘12定向的上表面、和与动涡旋盘基部板16的上表面相反并可滑动地安装在止推轴承表面10上的下表面。动涡旋盘13还包括从动涡旋基部板16的上表面朝向静涡旋盘12突出的动螺旋涡卷17。动螺旋涡卷17与静螺旋涡卷15啮合，以在所述动螺旋涡卷17与所述静螺旋涡卷15之间形成多个压缩腔室。当动涡旋盘13被驱动以相对于静涡旋盘12盘旋时，压缩腔室中的每一个都具有可变容积，该容积从外侧向内侧减小。

此外，涡旋式压缩机2包括驱动轴19和电动机21，该驱动轴19被配置成以盘旋运动的方式驱动动涡旋盘13，该电动机21可以是变速电动机，该变速电动机联接到驱动轴19并且被配置成驱动驱动轴19绕旋转轴线a旋转。

电动机21具有安装在驱动轴19上的转子22以及围绕转子22设置的定子23。定子23包括定子叠片(statorstack)或定子芯部24、以及缠绕在定子芯部24上的定子绕组。定子绕组限定两个定子端部绕组25，具体为定子上端部绕组25.1和定子下端部绕组25.2，该定子上端部绕组25.1由定子绕组的从定子芯部24的朝向压缩单元11定向的上端面向外延伸的部分形成，该定子下端部绕组25.2由定子绕组的从定子芯部24的与压缩单元11相反的下端面向外延伸的部分形成。

涡旋式压缩机2还包括环绕电动机21的内壳体26，电动机21整个安装在该内壳体26中。根据图中所示的实施例，内壳体26的上端部固定到支撑框架9，并且内壳体26的下端部固定到定中心构件27，该中心构件27固定到外壳体4。如图1所示，内壳体26和电动机21限定容纳定子23的定子上端部绕组25.1的近端腔室28、以及容纳定子23的下定子端部绕组25.2的远端腔室29。定子23可以固定到内壳体26，例如通过压配合、冷缩配合、焊接、螺纹连接或其他合适的方法。

此外，涡旋式压缩机2包括在远端腔室29中出现的一个或多个制冷剂入口孔(图中未示出)。每个制冷剂入口孔都具体地被配置成以流体连通的方式连接远端腔室29和由内壳体26和外壳体4限定的环形容积31，以使得通过制冷剂入口孔进入远端腔室29的主制冷剂流可在内壳体26内从电动机21的下端朝向电动机21的上端流动。根据本发明的一个实施例，所述制冷剂入口孔或每个制冷剂入口孔都可以设置在内壳体26的下端部上。

根据图中所示的实施例，在转子22和定子23之间限定一圆形间隙g，并且在定子23的外表面和内壳体26的内表面之间形成多个外部流动通道c。有利地，外部流动通道c以一角度偏移并沿周向分布。每个外部流动通道c可以具体地由内壳体26的内表面和定子芯部24的外表面的相应的平坦外周部分限定。

特别地，涡旋式压缩机2被配置成使得主制冷剂流的第一制冷剂流部分流动通过外部流动通道c，并且主制冷剂流的第二制冷剂流部分流动通过圆形间隙g。

涡旋式压缩机2还包括：上轴承构件32，该上轴承构件32设置在支撑框架9上并且被配置成与驱动轴19的上端部的外圆周壁表面协作；以及下轴承构件33，该下轴承构件33设置在定中心构件27上并且被配置成与驱动轴19的下端部的外圆周壁表面协作。下轴承构件33和上轴承构件32具体地被配置成可旋转地支撑驱动轴19。

涡旋式压缩机2还包括挡板34，该挡板34具有圆环形状并且布置在内壳体26内在定子上端部绕组25.1处。挡板34具体地布置在近端腔室28内以便覆盖定子上端部绕组25.1。挡板34可以由金属或塑料材料制成，优选地由诸如pa66的玻璃纤维增强塑料材料制成。可选地，挡板34可以用添加制造工艺制造而成。

挡板34包括第一轴向部分35和第二轴向部分36，该第一轴向部分35具有大致对应于内壳体26的内径的外径，该第二轴向部分36具有小于第一轴向部分35的外径的外径并具有大于定子上端部绕组25.1的外径的内径。有利地，第一轴向部分35和第二轴向部分336中的每一个都具有大致圆环形状。

如图4和5更好地示出，第一轴向部分35包括多个圆周导向部37和多个弓形部38，所述多个圆周导向部37以一角度偏移并且沿周向分布，所述多个弓形部38以一角度偏移并且沿周向分布。每个弓形部38都是圆形弓形部，并且具有大致对应于内壳体26的内表面的曲率半径的曲率半径，并且具体地在两个相邻的圆周导向部37之间延伸。有利地，挡板34相对于定子23以一角度定向，以使得每个外部流动通道c都与挡板34的相应弓形部38轴向对准。

每个圆周导向部37都具有外表面37.1，该外表面37.1远离内壳体26的内表面定位。有利地，每个圆周导向部37的外表面37.1都成凹入状，即限定凹部。此外，每个圆周导向部37具有限定凸起部的内导向表面37.2。

根据图中所示的实施例，每个圆周导向部37是弯曲的并向内延伸。具体地，每个圆周导向部37的外表面37.1都成凹入状，并且每个圆周导向部37的内导向表面37.2都成凸起状。

此外，每个圆周导向部37都包括从弓形部38的下轴向端部38.1沿轴向方向突出的下轴向端部37.3、以及靠在定子芯部24的上表面上的下轴向端部表面37.4。

此外，挡板34和定子23限定多个制冷剂进入开口39，所述多个制冷剂进入开口以一角度偏移并沿周向分布，并且主制冷剂流的第一制冷剂流部分可以通过该制冷剂进入开口进入挡板34。有利地，每个制冷剂进入开口39由定子芯部24和相应的弓形部38的下轴向端部38.1限定。

根据图中所示的实施例，第二轴向部分36的内表面和定子上端部绕组25.1的外表面限定主制冷剂流的第一制冷剂流部分的流动通道41。有利地，流动通道41的宽度被配置成在没有过多压力损失的情况下确保制冷剂与定子上端部绕组25.1之间的良好热传递。

挡板34还包括从第二轴向部分36延伸的径向延伸端壁42。径向延伸端壁42位于定子上端部绕组25.1的上方并且限定具有圆形形状的制冷剂排出孔口43。有利地，制冷剂出排出开口43具有小于定子23的内径的内径。

涡旋式压缩机2具体地被配置成使得来自圆形间隙g的主制冷剂流的第二制冷剂流部分沿着定子上端部绕组25.1的径向内表面流动通过制冷剂排出开口43，然后沿着支撑框架9的外表面流动。有利地，制冷剂排出开口43的尺寸并形成为使得第二制冷剂流部分基本上不受限制地流动通过制冷剂排出开口43。因此，第二制冷剂流部分比第一制冷剂流部分受挡板34的影响小。

挡板34还包括偏转装置，该偏转装置被配置成使第一制冷剂流部分的至少一部分朝向定子上端部绕组25.1偏转。偏转装置包括形成在挡板34的内表面上的多个偏转元件44。根据图中所示的实施例，每个偏转元件44从位于第一轴向部分35和第二轴向部分36之间的过渡部45的内表面突出，并且部分地位于弓形部38处。有利地，两个偏转元件44形成在每个弓形部38处。

此外，每个偏转元件44都限定偏转凹部46，该凹部46向下打开并且在横向上敞开。有利地，每个偏转元件44都包括弯曲的叶片形壁和远离第一轴向部分35的内表面的侧向自由边缘47。

每个偏转元件44具体地都被配置成使第一制冷剂流部分朝向相应的圆周导向部37偏转。因此，第一轴向部分35被配置成收集主制冷剂的第一制冷剂流部分，并且将第一制冷剂流部分沿着定子上端部绕组25.1的外表面在径向方向和圆周方向上偏转。此外，偏转元件44和圆周导向部37的导向内表面37.1被配置成迫使第一制冷剂流部分的一部分进入挡板34与定子上端部绕组25.1紧密接触。

如图3和图5更好地示出，挡板34还包括沿周向分布的安装凸台48。每个安装凸台48都从第二轴向部分36的外表面突出并径向向外延伸。具体地，安装凸台48的径向端部表面与内壳体26的内表面协作。

安装凸台48可以用于将挡板34例如通过螺钉固定到内壳体26。优选地，每个安装凸台48都包括螺纹插入件49(例如，金属螺纹插入件)以容纳适当的固定元件。可选地，挡板34可以通过其他已知方法(例如，粘合剂、夹子和铆钉)或通过压配合固定到内壳体26。

当然，本发明不限于通过非限制性示例描述的上述实施例，相反，本发明包括其所有实施例。特别地，挡板34可以用在涡旋式压缩机2中，其中电动机21布置在高压容积中，而不是如图中所示的低压(吸入压力)容积。