压缩机及具有其的空调器的制作方法

文档序号:15101368发布日期:2018-08-04 15:49阅读:129来源:国知局

本实用新型涉及空气调节设备领域,具体而言,涉及一种压缩机及具有其的空调器。



背景技术:

在制冷离心压缩机中,电机的冷却通常采用冷媒冷却。通常的做法是向电机内通入冷却用冷媒,并将电机的回气直接接回至制冷系统的蒸发器或中间经济器。图1是一种电机回气管连接结构,电机回气管2’外置,其通过第一连接点1’与电机连接,电机回气管2’通过第二连接点5’与蒸发器或中间经济器连接。其中,电机回气管2’通过第一固定支架没3’和第二固定支架4’固定。这种电机冷却方式存在着增加外部连接管路,用于供给冷媒,致使整体结构复杂,成本高,且由于连接管路的增多,使得潜在隐患点增多,影响整体可靠性。

此外,无油化和高性价比是制冷离心压缩机的发展方向,如:磁悬浮离心压缩机、气悬浮离心压缩机和冷媒润滑轴承离心压缩机,由于去掉了庞大的油路系统,整个压缩机内部只有冷媒工质,因而能够很好地实现无油化。然而现有技术中,这些类型的压缩机的回气也是接回蒸发器和闪发器,这种结构自然也会存在以上所描述的系统结构复杂,成本高的问题。



技术实现要素:

本实用新型旨在提供一种能够减少连接管路的压缩机及具有其的空调器。

本实用新型提供了一种压缩机,其包括:电机,电机包括电机壳体和设置在电机壳体内的冷却通道;第一压缩部,第一压缩部设置在电机的第一端,第一压缩部包括第一壳体和与第一壳体连接的第一扩压器,第一扩压器上设置有电机回气口,冷却通道通过电机回气口与第一压缩部连通。

可选地,电机回气口靠近电机的一端为第一端,电机回气口靠近第一压缩部的一端为第二端,电机回气口的第一端与第二端的连线为第一连线,第一连线与电机的转动轴线所在的法向竖直面之间具有第一夹角,且在法向竖直面上,电机回气口的第一端与转动轴线的距离小于电机回气口的第二端与转动轴线的距离。

可选地,第一夹角的取值范围为15°至35°。

可选地,第一连线与电机转动轴线所在的轴向竖直面具有第二夹角,且在轴向竖直面上,电机回气口的第一端与转动轴线的距离小于电机回气口的第二端与转动轴线的距离。

可选地,第二夹角的取值范围为55°至75°。

可选地,电机回气口为多个,且在第一圆周上依次间隔设置,第一圆周的中心位于电机的转动轴线上。

可选地,电机回气口在第一圆周上均匀间隔设置,且相邻两个电机回气口的中心与第一圆周的圆心的连线形成第三夹角,第三夹角的取值范围为12°至30°。

可选地,电机还包括定子,定子设置在电机壳体内,且与电机壳体固定连接,冷却通道包括第一冷却段,第一冷却段位于电机壳体的内壁上且位置与定子对应设置,第一冷却段的开口朝向定子。

可选地,第一冷却段为沿定子的轴向螺旋延伸的螺旋段。

可选地,电机壳体上对应于定子的位置处,设置有与第一冷却段连通的电机冷却液进口。

可选地,电机还包括:转子,转子位于定子内,冷却通道还包括第二冷却段,第二冷却段包括转子和定子之间的间隙。

可选地,电机还包括轴承组件,轴承组件包括:轴承,冷却通道还包括设置在轴承上供冷却冷媒通过的轴承冷却段。

可选地,电机壳体上对应于轴承的位置处,设置有与轴承冷却段连通的轴承冷却液进口。

可选地,轴承组件为两个,且一一对应地设置在定子的两侧,轴承冷却液进口对应于远离第一压缩部的轴承组件设置。

可选地,电机还包括定子、转子和轴承,定子设置在电机壳体内,且与电机壳体固定连接,冷却通道包括第一冷却段,第一冷却段位于电机壳体的内壁上且位置与定子对应设置,第一冷却段的开口朝向定子;转子位于定子内,冷却通道还包括第二冷却段,第二冷却段包括转子和定子之间的间隙;冷却通道还包括设置在轴承上供冷却冷媒通过的轴承冷却段;电机内通入冷媒,至少一部分冷媒依次通过第一冷却段和第二冷却段后从电机回气口流出,至少另一部分冷媒依次通过远离电机回气口的轴承上的轴承冷却段、第二冷却段、以及靠近电机回气口的轴承上的轴承冷却段后从电机回气口流出。

可选地,压缩机还包括第二压缩部,第二压缩部设置在电机的第二端。

根据本实用新型的另一方面,提供一种空调器,其包括压缩机,压缩机为上述的压缩机。

根据本实用新型的压缩机及具有其的空调器,通过在第一扩压器上设置电机回气口,使电机冷却后的回气通过电机回气口进入第一压缩部内,这样可以实现电机内置排气,而无需在电机外安装回气管,节省了外部空间,避免了外置电机回气管造成的增加整体结构复杂度、成本高的问题,且避免由于连接管路增多,造成的潜在隐患点增多,影响整体可靠性的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1是现有技术中的电机通过外置电机回气管与回气结构连接的结构示意图;

图2是根据本实用新型的压缩机的剖视结构示意图;

图3是根据本实用新型的压缩机的第一扩压器的剖视结构示意图;

图4是根据本实用新型的压缩机的第一扩压器的侧视结构示意图;

图5是根据本实用新型的压缩机的第一扩压器的主视结构示意图;

图6是根据本实用新型的压缩机的第一扩压器的立体结构示意图。

附图标记说明:

现有技术:

1’、第一连接点;2’、电机回气管;3’、第一固定支架;4’、第二固定支架;5’、第二连接点;

本实用新型:

1、电机壳体;2、第一壳体;3、第一叶轮;4、第一扩压器;5、电机回气口;6、定子;10、转子;11、安装板;12、第二扩压器;13、第二叶轮;14、第二壳体;15、轴承;71、第一冷却段;72、第二冷却段; 73、轴承冷却段;81、电机冷却液进口;82、轴承冷却液进口。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图2和图6所示,根据本实用新型的实施例,压缩机包括电机和第一压缩部,电机包括电机壳体1和设置在电机壳体1内的冷却通道。第一压缩部设置在电机的第一端,第一压缩部包括第一壳体2、与第一壳体2 连接的第一扩压器4,第一扩压器4上设置有电机回气口5,冷却通道通过电机回气口5与第一压缩部连通。

通过在第一扩压器4上设置电机回气口5,使电机冷却后的回气通过电机回气口5进入第一压缩部内,这样可以实现电机内置排气,而无需在电机外安装回气管,节省了外部空间,避免了外置电机回气管造成的增加整体结构复杂度、成本高的问题,且避免由于连接管路增多,造成的潜在隐患点增多,影响整体可靠性的问题。

第一压缩部还包括第一叶轮3,第一叶轮3设置在第一壳体2内,通过第一叶轮3的转动实现对气体的压缩。对于采用冷媒进行冷却的电机,由于冷媒具有单位质量制冷量大的特点,故在冷却过程中,电机绕组温度一般为30℃,考虑传热温差10℃,电机内腔气体一般只有20℃,这对于压缩机内部比它温度高的其他部位而言,电机内腔气体的温度低是一个非常好的冷源。通过电机回气口5内置,将冷却电机后的气体排入第一压缩部内,可以实现冷源的再利用,进入第一压缩部内的气体一方面降低了第一压缩部内第一叶轮3的出气口排出的气体的温度,有效降低了气流噪声;另一方面,由于气体温度的降低,后续进行气体压缩时的耗功减小,有利于节省能源。

此种结构可以应用至任意采用冷媒冷却电机的压缩机、或者采用冷媒润滑轴承的压缩机,尤其适用于一种两级以上的双头设置叶轮无油化离心压缩机。

可选地,在本实施例中,压缩机还包括第二压缩部,第二压缩部设置在电机的第二端。第二压缩部与第一压缩部连接,第一压缩部压缩后的排气可以进入第二压缩部内,在第二压缩部内进行再次压缩后排出。

如图2所示,电机还包括定子6、转轴和转子10。

定子6设置在电机壳体1内,并固定在电机壳体1的内壁上。冷却通道包括第一冷却段71,第一冷却段71位于电机壳体1的内壁上且位置与定子6对应设置,第一冷却段71的开口朝向定子6。第一冷却段71用于供冷媒通过,以使冷媒能够对定子6进行冷却降温。

可选地,第一冷却段71为沿定子6的轴向螺旋延伸的螺旋段。第一冷却段71螺旋延伸可以有效增加冷媒和定子接触的长度、面积和时间,从而对定子6实现充分冷却。

在本实施例中,电机壳体1上对应于定子6的位置处,设置有与第一冷却段71连通的电机冷却液进口81,以向冷却通道内通入冷媒。

转轴可转动地设置在电机壳体1内,且通过轴承组件与电机壳体1连接。轴承组件用于支撑转轴,使转轴可转动。

轴承组件的具体结构可以根据需要确定,例如,轴承组件包括安装板 11和轴承15。其中,安装板11用于安装和支撑轴承15,安装板11固定设置在电机壳体1内。

轴承15安装在安装板11上,轴承15根据受力情况可以是深沟球轴承、圆锥滚子轴承等。轴承15可以为冷媒润滑轴承,可以是滑动轴承,也可以是滚动轴承,也可以是磁悬浮轴承,冷媒润滑轴承的使用,给整个压缩机营造出无油的环境,各零部件的气体进入到主流气体时都不会引起污染和换热的影响。

可选地,在本实施例中,轴承15为冷媒润滑轴承,其上设置有沿轴承15的轴向贯穿的轴承冷却段73,该轴承冷却段73用于供冷却和润滑用的冷媒通过。冷却通道包括该轴承冷却段73。

需要说明的是,根据需要轴承冷却段73可以是多个,且沿轴承15的周向,依次间隔设置。

在本实施例中,轴承组件为两个,且间隔设置,定子6位于两个轴承组件之间。转轴穿过两个轴承组件。

两个轴承组件的冷媒润滑轴承中间均具有轴承冷却段73,冷媒气体可以通过这部分通道带走轴承工作过程所产生的热量,其中远离第一压缩部的冷媒润滑轴承为压缩机的主轴承,即:该轴承既承受转子轴系的径向力,又承受转子轴系的轴向力,而靠近第一压缩部的冷媒润滑轴承为压缩机的次轴承,只承受转子轴系的径向力。因此,从工作原理上,主轴承发热量要大于次轴承。

可选地,电机壳体1上对应于轴承15的位置处,设置有与轴承冷却段73连通的轴承冷却液进口82,以供轴承的冷却冷媒进入。

由于轴承组件为两个,且一一对应地位于定子6的两侧,而其中一个轴承的发热量大于另一个轴承,因此,轴承冷却液进口82对应于远离第一压缩部的轴承组件设置,远离第一压缩部的轴承组件为主轴承,轴承冷却液进口82对应其设置可以确保冷却效果。

转子10设置在转轴上,并随转轴转动。转子10位于两个轴承组件之间。转子10的外径与定子6的内径之间具有间隙,此间隙为冷却通道的第二冷却段72。

第一压缩部的第一扩压器4连接在电机壳体1上,第一压缩部的第一壳体2与电机壳体1连接。第一叶轮3位于电机的第一端,且设置在第一壳体2内。具体地,第一叶轮3与转轴连接,并可随转轴转动。第一叶轮 3将压缩后的气体通过出气口排入第一壳体2的蜗壳内。

结合图3所示,通过在第一扩压器4上设置电机回气口5,使电机的冷却回气与第一叶轮3的出气口连通,冷却回气直接进入第一压缩部内,对压缩后气体进行降温,可以实现电机内部低温气体冷量再利用,降低排气噪声,省去外部电机回气管路连接,使系统简洁、成本低,从而使整个离心压缩机获取更高性价比。

第一扩压器4上的电机回气口5的可以沿第一扩压器4的周向间隔设置多个,例如,多个电机回气口5依次间隔设置在第一圆周上,其中,第一圆周的圆心位于电机的转动轴线上。

优选地,如图5所示,电机回气口5在第一圆周上均匀间隔设置,且相邻两个电机回气口5的中心与第一圆周的圆心的连线形成第三夹角γ,该第三夹角γ的取值范围为12°至30°。这样电机回气口5均匀间隔设置,以满足电机排气量需求同时使第一压缩部均匀进气,且电机回气口5 的数量可以根据进气量确定。

该第三夹角的取值主要考虑回气气流流速与混合的均匀性及加工的工艺性,角度越小,意味着圆周回气口数量越多,越容易与主气流混合,但加工量越大,反之亦然。

可选地,如图3、4和6所示,电机回气口5倾斜延伸,即电机回气口5的中线与转轴的轴线(即电机的转动轴线)之间具有夹角。换而言之,电机回气口5靠近电机的一端为第一端,电机回气口5靠近第一压缩部的一端为第二端,电机回气口5的第一端与第二端的连线为第一连线,第一连线与电机的转动轴线所在的法向竖直面(垂直于转动轴线的竖直面)之间具有第一夹角α,且在法向竖直面上,电机回气口5的第一端与转动轴线的距离小于电机回气口5的第二端与转动轴线的距离。这样使得电机回气进入第一压缩部时气流方向与第一叶轮3的出气方向更加接近,减少电机回气对第一叶轮3出气的影响,降低气流波动。

该第一夹角α的取值范围为15°至35°。第一夹角α的取值主要考虑气流混合性能和回气孔加工工艺性。角度过小,回气对主气流干预越小,性能越好,但加工工艺性差,反之亦然。

可选地,在本实施例中,各电机回气口5的第一连线与电机转动轴线所在的轴向竖直面(平行于转动轴线的竖直面)之间具第二夹角β,且在轴向竖直面上,电机回气口5的第一端与转动轴线的距离小于电机回气口 5的第二端与转动轴线的距离。这使得多个电机回气口5组成螺旋进气结构,能够更加适应蜗壳的气体压缩方向。

该第二夹角β的取值范围为55°至75°。第二夹角β的取值主要考虑主气流流动角进行选取,在此角度范围可以使回气流流动角与主气流流动角基本一致。

需要说明的是,电机回气口5与第一叶轮3的出气口连通可以是直接连通,也可以是间接连通,例如,电机回气口5直接与第一压缩部的蜗壳直接连通。而且,电机回气口5与其他参考线或者参考面形成的各个夹角在设置上,一定是以电机回气口5形成的气流螺旋方向(以电机转动的顺时针方向或者逆时针方向)与电机转动的方向相同进行设置的。

如图2所示,第二压缩部包括第二壳体14、设置在第二壳体14内的第二叶轮13和与第二壳体14连接的第二扩压器12。第二扩压器12连接在电机壳体1的第二端。第二壳体14连接在第二扩压器12上。第二叶轮 13设置在第二壳体14内,且连接在转轴的第二端上,并随转轴转动。第一压缩部排出的气体进入第二压缩部内进行再次压缩,以满足压缩需求。

该两级以上的双头设置叶轮无油化离心压缩机的电机回气结构充分发挥冷媒润滑轴承的优势,且结合电机冷却温度控制状态,将电机回气口 5内置于前一级的扩压器(本实施例中为第一扩压器4)上,主轴承(远离第一扩压器4的轴承)冷却气体与电机冷却气体混合后经过次轴承(靠近第一扩压器4的轴承),与前一级压缩部主气流充分混合,实现前级主流气体密度增加,温度降低,有效降低气流噪声的效果,同时,由于气流温度下降,下一级压缩耗功将减小,从而提高压缩机能效。同时,省去电机外部连接回路,减少系统漏点,达到提升压缩机性价比的目的。

如图2所示。压缩机工作时,前一级的第一压缩部压缩后的气体经蜗壳排出后将引至下一级的第二压缩部的吸气口。因此,若能降低前一级气体的温度,气体中微观的分子运动会减弱,进入下一级后,下一级压缩耗功将会减小。

如上的电机回气结构,结合了电机冷却的控制,即:电机冷却后气体的温度要比前一级压缩气体的温度低,从而当电机回气气体与前一级叶轮排出的主流气体混合后,有降温趋势,实现降噪效果。

根据现有技术常用电机冷却的措施和效果,电机回气温度一般只有 20℃,这个温度对于电机高效运行非常有利,因此,根据现有技术电机回气温度水平,实施本实施例的电机回气结构完全可行。

根据本实用新型的另一方面,提供一种空调器,其包括压缩机,压缩机为上述的压缩机。

该空调器的压缩机在第一级压缩部的扩压器(即本实施例中的第一扩压器4),靠近一级叶轮轮毂出口侧(即第一叶轮3的出气口),圆周设置有多个倾斜通道(即电机回气口5),使得电机回气内置,减少了外部回气管路,降低了隐患点。这些通道的大小根据电机回气量及流速决定。

如图2所示,该压缩机的冷却及回气过程如下:

电机的冷却通道包括多个部分,如第一冷却段71、第二冷却段72、轴承冷却段73及它们之间的连接部分等。其中,定子与电机壳体1之间具有螺旋冷却道,这一螺旋冷却道即为第一冷却段71。定子与转子间的气隙通道即为第二冷却段72。冷媒润滑轴承上设置的冷却润滑用通道即为轴承冷却段73。电机壳体1上开设的电机冷却液进口81和轴承冷却液进口 82用于向冷却通道内通入冷媒。其中,电机冷却液进口81位于定子的一侧,轴承冷却液进口82位于电机壳体对应主轴承的位置处。

如图2所示,工作时,从电机冷却液进口81进入的冷媒液体先以螺旋的方式流经定子6与电机壳体1之间的第一冷却段71,带走定子6热量,变化成气体,然后进入到定子6右端(图2中的右端)腔室。而从轴承冷却液进口82进入的冷媒液体进入主冷媒润滑轴承的安装板11与第二扩压器12组成的通道后,通过主冷媒润滑轴承(远离电机回气口5的轴承) 上的轴承冷却段73,带走轴承发热后,变成气体进入到定子6右端腔室与冷却电机定子6后的气体混合。

混合后气体以从右到左的方向(图2中从右到左的方向),流经定子6 与转子10间的气隙(即第二冷却段72)进入到定子左端(图2中左端) 腔室,带走转子10热量,然后进入到次冷媒润滑轴承(靠近电机回气口5 的轴承)的轴承冷却段73,带走次轴承发热,进而进入第一扩压器4与次冷媒润滑轴承的安装板11组成的通道中,最后通过第一扩压器中设置的电机回气口5与第一压缩部内的主体气流混合,降低主体气流温度,后面通过外部管路或其它通道引入图2中右端的第二压缩部中。

需要注意的是:在第二扩压器12的靠近第二叶轮13的轮毂出口侧,并没有如第一扩压器4设置的回气口,而是完全封闭状态。

综上所述,对于两级以上的双头设置叶轮无油化离心压缩机,这种内置回气结构充分发挥冷媒润滑轴承的优势,并结合电机冷却温度控制状态,通过将电机回气口5内置于前一级的扩压器上,主轴承冷却气体与电机冷却气体混合后经过次轴承,与前一级主气流充分混合,实现前级主流气体密度增加,温度降低,有效降低气流噪声,同时,由于气流温度下降,下一级压缩耗功将减小,从而提高压缩机能效。同时,省去外部电机外部连接回路,减少系统漏点,达到提升压缩机性价比的目的。

根据本实用新型的压缩机及具有其的空调器具有如下技术效果:

解决现有技术额外增加电机外部回气管路所带来系统复杂和泄漏问题。省去外部电机回气管路连接,降低成本,提高装配效率和压缩机性价比。

实现电机腔低温气体冷量再利用,综合利用率高,通过低温气体与气动流道气体混合,气流密度增加,使得声波在高密度分子间消耗声能,降低气流噪声,通过低温气体与气动流道气体混合,有效降低下级叶轮进气温度,减小压缩机,提升压缩机能效。

利用了无油化离心压缩机及电机温度控制的优势,通过内设电机回气回路,使得整个压缩机、机组外部管路简洁,在降噪、提效、轴承冷却、优化系统管路、减少漏点、提升可靠性上均能产生很好的效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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