一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机的制作方法

本发明涉及单螺杆式制冷压缩机，具体涉及一种电机部分独立冷却的单螺杆制冷压缩机。

背景技术：

随着单螺杆式制冷压缩机技术的不断更新，单螺杆式压缩机在空调、制冷、冷冻以及化工等领域得到广泛的应用。而不同的应用领域对单螺杆压缩机的运行范围有着不同的要求。在最大限度地降低名义工况下性能下降的同时如何拓展单螺杆式压缩机的运行范围以适应不同的机组应用成为目前单螺杆压缩机技术研究的一个重要方面。

决定单螺杆压缩机运行范围其中一个重要的因素是电机的冷却，电机运行时会产生损耗，包括定子铁芯损耗，定子绕组损耗，转子铁芯损耗，转子铝损耗和机械损耗，这些损耗都转变成热能，使电机各部分的温度升高。电机中耐热最差的是绕组的绝缘材料，当电机温度不超过所用绝缘材料的最高允许温度时，绝缘材料的寿命较长，可达15～20年；反之，如果温度超过上述最高温度，则绝缘材料老化、变脆，并缩短电机寿命，严重情况下，绝缘材料将碳化、变质、失去绝缘性能，从而使电机烧毁。有数据表明：当温升每上升1℃，电机的寿命就会减少6年。

影响电机温升的两个主要因素是电机本身损耗和外界的冷却条件，因此为使电机温升不超过设定值，必须从两个方面减少电机的温升：一是要使电机厂从设计和生产工艺上优化电机本体，使电机损耗减少到最小；二是要提高外界的冷却效果，使电机的温升限制在一定的温度范围内。其中，提高外界的冷却效果的做法最常见的是将制冷剂吹入电机中，带走电机工作时产生的热量。

但该现有技术存在以下不足：传统的螺杆压缩机，其电机位于压缩机的吸气侧或排气侧，电机冷却方式为吸气冷却或排气冷却，冷却电机的制冷剂气体为制冷系统中参与循环的主路制冷剂气体，因此存在电机冷却效果差、各部位冷却不均匀以及温度控制不精确的问题，并且转子、定子以及电机主轴的冷却往往浮于表面，对其内部无法冷却，因此难以满足电机的冷却需要。

因此，如何上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机，包括一机壳，该机壳内沿其长度方向水平开设有一装配腔室，该装配腔室包括水平布置的一电机侧以及连设于该电机侧前端的一压缩侧，且所述电机侧和所述压缩侧相对密封设置；其中，所述电机侧用于装配制冷压缩机的电机，所述电机包括定子和转子；所述压缩侧用于装配制冷压缩机的螺杆转子以及星轮；

所述定子固设于电机侧壳体中，定子的形状与电机侧壳体内腔的形状相匹配，且所述定子的外壁与电机侧壳体的内壁紧密贴合；其中，所述电机侧壳体的内壁上还对应所述定子的外壁开设有一第一冷媒流道，该第一冷媒流道在水平方向螺旋环绕于所述定子的外壁；所述电机侧壳体上还开设有冷媒进口，该冷媒进口连设于所述第一冷媒流道，该第一冷媒流道上还连设有一冷媒出口；

所述转子套设定位于电机主轴的中部，且转子相对所述定子转动设置；所述主轴沿水平方向横卧于所述电机侧壳体中，主轴的前端与所述压缩侧中螺杆转子的转轴连轴设置；所述主轴的内部沿其长度方向开设有第二冷媒流道，该第二冷媒流道的入口设于主轴的后端，第二冷媒流道的出口具有多个，各所述出口沿主轴的径向开设，连通于主轴的侧壁，且各出口均位于所述转子的装设部位的前部；所述第二冷媒流道的出口连通于电机侧壳体的内部；

其中，所述定子的前后两端分别延伸有定子端部绕组，且该定子端部绕组间隙设置于所述电机侧壳体的内壁与所述主轴之间；所述电机侧壳体中还设有两冷媒喷射口，分别对应定子端部绕组的前后两端设置，且均同时朝向定子端部绕组与电机侧壳体的内壁间以及定子端部绕组与主轴间的空隙喷射冷媒；

所述电机侧壳体上开设有冷媒集中出口。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，通过所述第一冷媒流道的设置，可以对定子的外表面进行冷却降温。

2．上述方案中，“所述定子的外壁与装配腔室的内壁紧密贴合”，借此设计，可以构成第一冷媒流道为密闭的空间，得以界定冷媒的流动线路。

3．上述方案中，当冷媒从冷媒进口进入第一冷媒流道之后，由于第一冷媒流道螺旋绕设于定子上，因此当冷媒经由第一冷媒流道从冷媒出口流出的过程中，冷媒将带走定子在工作时产生的热量，进而达到冷却定子的目的。

4．上述方案中，所述第二冷媒流道对主轴的内部进行冷却降温，进而对转子的内侧进行冷却降温。

5．上述方案中，“第二冷媒流道的出口具有多个，各所述出口沿主轴的径向开设，连通于主轴的侧壁”，构成当转子高速旋转时，第二冷媒流道各出口中的冷媒可借由离心力的作用甩出各所述出口，进而使得第二冷媒流道的内部产生负压，得以使第二冷媒流道的入口自动将冷媒吸入第二冷媒流道中，进而节省了用于提供高压冷媒的动力和设备，降低了设备成本。

6．上述方案中，通过两冷媒喷射口的设置，可对转子和主轴进行表面冷却降温，同时可对定子端部绕组以及定子内侧进行冷却降温。结合第一冷媒流道和第二冷媒流道的设置，使本案可以对电机侧中电机的各组成部分进行内、外的全方位冷却降温，极大提高了冷却效果。

7．上述方案中，通过所述冷媒集中出口的设置，第一冷媒流道、第二冷媒流道以及冷媒喷射口的流出冷媒均可进入电机侧壳体中，并经由该冷媒集中出口汇集流出。

8．上述方案中，所述冷媒出口开设于所述电机侧壳体上；所述冷媒进口连设于所述第一冷媒流道的前端，所述冷媒出口连设于所述第一冷媒流道的后端。

9．上述方案中，所述第一冷媒流道设有两条，两条第一冷媒流道各自对应一冷媒进口，两冷媒进口对应所述定子中部位置并开设于电机侧壳体上，两条第一冷媒流道的冷媒出口朝向所述定子的两端开设，并连通所述电机侧壳体的内部，构成两所述第一冷媒流道在定子上对称设置。借此设计，两第一冷媒流道中的冷媒通过各自的冷媒出口从定子的两侧流入电机侧壳体的内部，并通过所述冷媒集中出口流出。因此可以使定子表面的冷却降温效果更上一个等级。

10．上述方案中，所述第二冷媒流道的各所述出口沿主轴的周向均匀分布。借此设计，可以提高离心力对冷媒流出的作用，使得第二冷媒流道内部产生的负压稳定且有效，进而保证转子冷却的可靠性。

本发明工作原理及优点如下：

本发明一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机，包括相对密封的电机侧及压缩侧；电机定子固设于电机侧壳体中，其形状与壳体内腔的形状相匹配，且其外壁与壳体的内壁紧密贴合；电机侧壳体的内壁上对应定子的外壁开设有一第一冷媒流道，该第一冷媒流道水平螺旋环绕于定子的外壁；电机转子套设于电机主轴，主轴的内部沿长度方向开设有第二冷媒流道，其入口设于主轴后端，其出口具有多个，且沿主轴的径向开设并连通于主轴侧壁；定子的前后两端分别延伸有定子端部绕组，该定子端部绕组间隙设置于电机侧壳体的内壁与主轴间；还设有两冷媒喷射口，分别对应定子端部绕组的前后两端设置；电机侧壳体上开设有冷媒集中出口。相比现有技术而言，本发明能够实现电机部分的独立冷却，且电机的定子和转子又进一步实现了分别的独立冷却，使得定子、转子包括电机主轴的冷却更加均匀，各部件均能做到内、外全方位的冷却，不但冷却效果好，且冷却温度的控制也更准确。

附图说明

附图1为本发明实施例的端面结构示意图；

附图2为图1中R-R向剖视结构示意图；

附图3为图1中P-P向剖视结构示意图；

附图4为本发明实施例电机侧的剖面结构示意图；

附图5为本发明实施例定子和电机侧壳体的分解示意图；

附图6为本发明实施例电机主轴的结构示意图；

附图7为图6的剖面结构示意图；

附图8为本发明实施例转子结合于主轴的结构示意图。

以上附图中：1．机壳；2．电机侧；3．压缩侧；4．定子；5．转子；6．螺杆转子；7．星轮；8．电机侧壳体；9．第一冷媒流道；10．冷媒进口；11．冷媒出口；12．主轴；13．第二冷媒流道；14．入口；15．出口；16．定子端部绕组；17．冷媒喷射口；18．冷媒集中出口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1～8所示，一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机，包括一机壳1，该机壳1内沿其长度方向水平开设有一装配腔室，该装配腔室包括水平布置的一电机侧2以及连设于该电机侧2前端的一压缩侧3，且所述电机侧2和所述压缩侧3相对密封设置；其中，所述电机侧2用于装配制冷压缩机的电机，所述电机包括定子4和转子5；所述压缩侧3用于装配制冷压缩机的螺杆转子6以及星轮7。

所述定子4固设于电机侧壳体8中，定子4的形状与电机侧壳体8内腔的形状相匹配，且所述定子4的外壁与电机侧壳体8的内壁紧密贴合。其中，所述电机侧壳体8的内壁上还对应所述定子4的外壁开设有一第一冷媒流道9，该第一冷媒流道9在水平方向螺旋环绕于所述定子4的外壁，借此设计，可以构成第一冷媒流道9为密闭的空间，得以界定冷媒的流动线路；所述电机侧壳体8上还开设有冷媒进口10，该冷媒进口10连设于所述第一冷媒流道9，该第一冷媒流道9上还连设有一冷媒出口11；当冷媒从冷媒进口10进入第一冷媒流道9之后，由于第一冷媒流道9螺旋绕设于定子4上，因此当冷媒经由第一冷媒流道9从冷媒出口11流出的过程中，冷媒将带走定子4在工作时产生的热量，进而达到冷却定子4的目的。

所述转子5套设定位于电机主轴12的中部，且转子5相对所述定子4转动设置；所述主轴12沿水平方向横卧于所述电机侧壳体8中，主轴12的前端与所述压缩侧3中螺杆转子6的转轴连轴设置；所述主轴12的内部沿其长度方向开设有第二冷媒流道13，该第二冷媒流道13的入口14设于主轴12的后端，第二冷媒流道13的出口15具有多个，各所述出口15沿主轴12的径向开设，连通于主轴12的侧壁，构成当转子5高速旋转时，第二冷媒流道13各出口15中的冷媒可借由离心力的作用甩出各所述出口15，进而使得第二冷媒流道13的内部产生负压，得以使第二冷媒流道13的入口自动将冷媒吸入第二冷媒流道13中，进而节省了用于提供高压冷媒的动力和设备，降低了设备成本。第二冷媒流道13的各出口15均位于所述转子5的装设部位的前部；所述第二冷媒流道13的出口15连通于电机侧壳体8的内部；所述第二冷媒流道13对主轴12的内部进行冷却降温，进而对转子5的内侧进行冷却降温。

其中，所述定子4的前后两端分别延伸有定子端部绕组16，且该定子端部绕组16间隙设置于所述电机侧壳体8的内壁与所述主轴12之间；所述电机侧壳体8中还设有两冷媒喷射口17，该两冷媒喷射口17分别对应前端的定子端部绕组16以及后端的定子端部绕组16设置，且均同时朝向定子端部绕组16与电机侧壳体8的内壁间以及定子端部绕组16与主轴12间的空隙喷射冷媒；通过两冷媒喷射口17的设置，可对转子5和主轴12进行表面冷却降温，同时可对定子端部绕组16以及定子4内侧进行冷却降温。结合第一冷媒流道9和第二冷媒流道13的设置，使本案可以对电机侧2中电机的各组成部分进行内、外的全方位冷却降温，极大提高了冷却效果。

所述电机侧壳体8上开设有冷媒集中出口18，第一冷媒流道9以及第二冷媒流道13的流出冷媒均可直接进入电机侧壳体8中，并经由该冷媒集中出口18汇集流出。

其中，所述第一冷媒流道9设有两条，两条第一冷媒流道9各自对应一冷媒进口10，两冷媒进口10对应所述定子4中部位置并开设于电机侧壳体8上，两条第一冷媒流道9的冷媒出口11朝向所述定子4的两端开设，并连通所述电机侧壳体8的内部，构成两所述第一冷媒流道9在定子4上对称设置。借此设计，两第一冷媒流道9中的冷媒通过各自的冷媒出口11从定子4的两侧流入电机侧壳体8的内部，并通过所述冷媒集中出口18流出。因此可以使定子4表面的冷却降温效果更上一个等级。

其中，所述第二冷媒流道13的各所述出口15沿主轴12的周向均匀分布。借此设计，可以提高离心力对冷媒流出的作用，使得第二冷媒流道13内部产生的负压稳定且有效，进而保证转子5冷却的可靠性。

本发明一种电机独立冷却的单螺杆式制冷压缩机，包括相对密封的电机侧及压缩侧；电机定子固设于电机侧壳体中，其形状与壳体内腔的形状相匹配，且其外壁与壳体的内壁紧密贴合；电机侧壳体的内壁上对应定子的外壁开设有一第一冷媒流道，该第一冷媒流道水平螺旋环绕于定子的外壁；电机转子套设于电机主轴，主轴的内部沿长度方向开设有第二冷媒流道，其入口设于主轴后端，其出口具有多个，且沿主轴的径向开设并连通于主轴侧壁；定子的前后两端分别延伸有定子端部绕组，该定子端部绕组间隙设置于电机侧壳体的内壁与主轴间；还设有两冷媒喷射口，分别对应定子端部绕组的前后两端设置；电机侧壳体上开设有冷媒集中出口。相比现有技术而言，本发明能够实现电机部分的独立冷却，且电机的定子和转子又进一步实现了分别的独立冷却，使得定子、转子包括电机主轴的冷却更加均匀，各部件均能做到内、外全方位的冷却，不但冷却效果好，且冷却温度的控制也更准确。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。