一种高效油分离涡旋压缩机及其油分离方法与流程

本发明属于制冷压缩机技术领域，具体是一种高效油分离涡旋压缩机及其油分离方法。

背景技术：

油循环率(ocr)是空调制冷压缩机的重要性能指标之一。这个参数直接影响到系统的能效。对于涡旋压缩机，大量的油进入压缩室，然后参与制冷剂循环，会导致系统换热效率降低，影响能效。同时，有限的压缩机内部储油量，因大量润滑油进入系统，也可带来压缩机的润滑可靠性风险。因此，在压缩机中将润滑油从气体中分离和保持更多的润滑油留在压缩机内部是非常重要的。

目前，在高压侧压缩机设计中，油分离是通过使用一个独立或联合金属板，使油气混合流体速度发生矢量变化来实现的。如附图1。图1a中的压缩机设计是从曲轴箱28到电机定子23上端加一个盖子54，并通过螺钉60，固定在曲轴箱28上。盖子54把平衡块b所在空间和排放管62所在空间分成两部分，盖子54会避免从轴承30上流出的油直接通过排气管50排出到系统中。图1b中采用相似的思路，区别在于将盖子54将定子23的上端卷线也覆盖在内。但是这些压缩机都限制了气体在定转子间进行流动，不利于电机的充分冷却。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本发明提供了一种高效油分离涡旋压缩机，不仅可以对压缩机的电机进行充分冷却，同时保证更多的润滑油留在了压缩机内部。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种高效油分离涡旋压缩机，包括壳体、曲轴、上机架、下机架、电机、带有排气口的定涡旋盘、动涡旋盘、吸气管、油池，电机包括定子和转子，其特征在于，所述压缩机还包括排气管、上平衡块、电机保护罩，电机保护罩将电机上部空间分隔成平衡块所在空间和电机保护罩外部空间，所述排气管一端穿过壳体、电机保护罩并深入上平衡块所在空间。

进一步地，上平衡块所在空间为上机架、电机和电机保护罩形成的空间。

进一步地，电机保护罩外部空间为电机保护罩与壳体之间形成的空间。

进一步地，所述上平衡块在面向电机一侧有径向直沟槽或旋转方向的螺旋沟槽。

进一步地，所述上平衡块在面向电机一侧有沿径向或旋转方向凸起的的叶片。

上述高效油分离涡旋压缩机的油分离方法，压缩机通电运转时电机通过曲轴带动动涡旋盘进行平动，低温低压冷媒经吸气管进入，经动涡旋盘压缩后，变成高温高压的油气混合态气体，并通过定涡旋盘的排气口排出，流经电机保护罩与壳体之间形成的外部空间、电机的定子外侧，到达压缩机底部的油池，从而相继完成对电机外侧、油池的冷却，再通过定字和转子的间隙，向上流动，经过上平衡块，最终经排气管排出，进入系统。

进一步地，经过上平衡块时，上平衡块在曲轴的带动下旋转，流经平衡块的油气混合态气体产生强离心力，气液分离，液体沿着电机保护罩流入油池，气体则继续上行从排气管排出到系统中。

一种高效油分离涡旋压缩机，包括壳体、曲轴、上机架、下机架、电机、带有排气口的定涡旋盘、动涡旋盘、吸气管、油池、排气管8、上平衡块，所述上平衡块带有沟槽或凸起。

进一步地，所述上平衡块在面向电机一侧有径向直沟槽或旋转方向的螺旋沟槽。

进一步地，所述上平衡块在面向电机一侧有沿径向或旋转方向凸起的叶片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过控制气体循环，让气体通过转子和定子之间的间隙，当油液混合气体经过平衡块时，高速旋转的平衡块将改变混合气体的流动方向，并利用设置在平衡块下端面上的叶片或类似叶片的沟槽结构，使油气在离心力作用下分离更充分。本发明不仅使电机冷却更加充分，同时动力油分方法也可以保证更多的润滑油留在了压缩机内部。本发明提高了压缩机内部的分油效率，使油循环率(ocr)更低，系统能效更高，压缩机更可靠，且压缩机结构简单，容易实现。

附图说明

图1现有压缩机结构示意图；

图2本发明压缩机结构示意图；

图中，1.壳体，2.上机架，3.定涡旋盘，4.动涡旋盘，5.下机架，6.上平衡块，7.电机，8.排气管，9.吸气管，12.排气口，13.油池，23.电机保护罩，71.曲轴，72.定子，73.转子

图3本发明压缩机所用平衡块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种高效油分离涡旋压缩机，包括壳体1、曲轴71、上机架2、下机架5、电机7、带有排气口12的定涡旋盘3、动涡旋盘4、吸气管9、油池13，电机7包括定子72和转子73，曲轴71固定在上机架2和下机架5上，定涡旋盘3通过螺栓固定在上机架上，动涡旋盘4套在曲轴71上端，油池13位于压缩机底部，所述压缩机还包括排气管8、上平衡块6、电机保护罩23，电机保护罩23将电机上部空间分隔成平衡块所在空间和电机保护罩外部空间，排气管8一端穿过壳体1、电机保护罩23深入上平衡块所在空间，上平衡块所在空间为上机架2、电机7和电机保护罩23形成的空间。电机保护罩外部空间为电机保护罩23与壳体1之间形成的空间，此空间为高压高温油气混合态气体的流经通道。电机保护罩23与壳体1之间形成的外部空间与上平衡块所在空间不相通。上平衡块在面向电机一侧有径向直沟槽或旋转方向的螺旋沟槽；上平衡块在面向电机一侧也可以有凸起的、沿径向或旋转方向的叶片。

使用上述压缩机的高效油分离方法为：压缩机通电运转时，电机通过曲轴带动动涡旋盘进行平动，低温低压冷媒经吸气管进入，经动涡旋盘压缩后，变成高温高压的油气混合态气体，并通过定涡旋盘的排气口排出，流经电机保护罩与壳体之间形成的外部空间和电机的定子外侧，到达压缩机底部的油池，从而相继完成对电机外侧、油池的冷却，再通过定子和转子的间隙，向上流动，经过上平衡块，最终经排气管8排出，进入系统。上平衡块在面向电机一侧有径向方向直沟槽（图3b）或旋转方向的螺旋沟槽（图3c）。经过上平衡块时，上平衡块一般是“z”字形或“l”形，上平衡块在曲轴的带动下旋转，形成雨伞一样的覆盖，阻隔油气混合态气体流动，并且产生了强离心力促进气液分离，从而避免高温高压的油气混合物直接流经排气管进入系统，而是在高速离心力作用下，将油从油气混合物中析出，并使之沿电机保护罩流回到压缩机油池的底部，而气体继续上行，从而通过排气管排出到系统中。

上平衡块可以选择以下4种中一种结构使用：（1）上平衡块6在面向电机一侧有径向直沟槽；（2）上平衡块6在面向电机一侧有旋转方向的螺旋沟槽；（3）上平衡块6在面向电机一侧有沿径方向凸起的的叶片；（4）上平衡块6在面向电机一侧有向沿旋转方向凸起的的叶片。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明属于制冷压缩机技术领域，具体是一种高效油分离涡旋压缩机及其油分离方法。本发明压缩机排气管一端穿过壳体、电机保护罩深入上平衡块所在空间，电机保护罩将电机上部空间分隔成平衡块所在空间和电机保护罩外部空间。压缩机通电运转时电机通过曲轴带动动涡旋盘进行平动，低温低压冷媒经吸气管进入，经动涡旋盘压缩后，变成高温高压的油气混合态气体，并通过定涡旋盘的排气口排出，流经电机保护罩与壳体之间形成的外部空间、电机的定子外侧，到达压缩机底部的油池，再通过定子和转子的间隙，向上流动，经过上平衡块，最终经排气管排出。本发明不仅使电机冷却更加充分，同时动力油分方法也可以保证更多的润滑油留在了压缩机内部。

技术研发人员：王艳颖;黄志刚;黄梓晗
受保护的技术使用者：大连大学
技术研发日：2017.12.27
技术公布日：2018.03.30