涡旋压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机领域，特别地，涉及涡旋压缩机。


背景技术：

2.本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
3.压缩机(例如涡旋压缩机等)可以应用于例如制冷系统、空调系统和热泵系统中。在涡旋压缩机的壳体中，通常采用隔板(消音盖)将低压区域与高压区域分隔开，然而高压区域中的高温高压流体的热量能够经由隔板而传递至低压区域中的低温低压流体，导致压缩机效率降低。针对此问题，现有技术中采用了各种隔热材料部件来防止这种热传递，然而，现有技术中的技术方案通常结构复杂而难以实施或者不便于隔板的后续焊接操作，难以实现满意的隔热效果。
4.因此，需要提供一种改进的涡旋压缩机，以期能够在便于安装操作的同时实现更好的隔热效果，并且降低成本。


技术实现要素：

5.在本部分中提供本发明的总概要，而不是本发明完全范围或本发明所有特征的全面公开。
6.本发明的一个目的在于提供一种改进的涡旋压缩机，其能够对涡旋压缩机壳体内的高压区域和低压区域进行有效的热隔离。
7.本发明的另一个目的在于提供一种改进的涡旋压缩机，其能够利于将低压流体(即，工作流体)导流进入压缩机构的进气口中，以防止低压流体靠近隔板而吸收热量，从而进一步隔绝来自高压区域的热传递，使得涡旋压缩机的效率得到进一步提高。
8.本发明的再一个目的在于提供一种改进的涡旋压缩机，其结构简单，易于加工制造和安装，具有较高的成本效益和实用价值。
9.根据本发明的一方面，提供一种涡旋压缩机，所述涡旋压缩机包括：
10.壳体，所述壳体围封有内部空间；
11.压缩机构，所述压缩机构设置在所述壳体中并用于压缩工作流体；
12.隔板，所述隔板设置在所述壳体中，并将所述内部空间分隔为与所述压缩机构的进气口流体连通的低压区域和与所述压缩机构的排气口流体连通的高压区域；以及
13.隔热罩，所述隔热罩设置在所述低压区域中并且位于所述隔板与所述压缩机构之间。
14.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩大体呈环形，并且包括径向外侧的外周缘部分，所述外周缘部分与所述壳体和/或所述隔板间隔开。通过使隔热罩的外周缘部分(外周缘部分更靠近隔板的外周缘部分的焊接点)与隔板间隔开，能够更好地保护隔热罩免受损坏，并且也为隔板焊接提供便利。由此使得生产和安装成本大大降低，并且有效节约压缩机的配装时间。
15.根据本发明的一个优选实施方式，所述外周缘部分包括导流部，所述导流部构造成能够将所述工作流体朝向所述压缩机构的进气口中导引。
16.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩为独立于所述隔板形成的单独的部件，所述隔热罩与所述隔板之间在轴向方向上存在间隙。使得隔热罩的结构更简单，更易于制造和安装，并且能够实现更好的隔热效果。特别地，由于隔热罩与隔板之间在轴向方向上存在间隙，使得低温流体能够进入间隙中，形成很好的冷媒介质，从而进一步阻隔来自隔板的热传递。
17.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩安装至所述压缩机构的定涡旋或所述隔板。
18.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩还包括径向内侧的内周缘部分，所述隔热罩通过所述内周缘部分安装至所述定涡旋或所述隔板。
19.根据本发明的一个优选实施方式，所述内周缘部分包括沿轴向方向延伸的凸缘，所述凸缘安装至所述定涡旋或所述隔板。
20.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩呈单层板状构件或者具有中空腔的双层构件。
21.根据本发明的一个优选实施方式，具有所述中空腔的所述隔热罩设置有气孔，所述气孔将所述中空腔与所述低压区域流体连通。由于隔热罩内部为中空的，能够形成隔热腔，隔热腔内充满来自低压区域的低温流体，由此能够有效地阻隔高压区域经由隔板向低压区域传递热量。
22.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩包括与所述压缩机构的定涡旋的外侧壁的台阶轮廓匹配的台阶部，所述隔热罩通过所述台阶部被支承在所述定涡旋上。这种结构的隔热罩无需进行固定安装，能够简单地坐置在定涡旋与隔板之间即可完成安装，大大节省人力成本，并且非常便于更换。
23.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩包括构成所述内周缘部分的由金属材料制成的金属接合部和其余的非金属材料部分，所述金属接合部与所述非金属材料部分通过注塑形成为一体件。
24.根据本发明的一个优选实施方式，所述隔热罩由导热系数小于等于1.3w/mk的非金属材料制成，或者由导热系数在30w/mk至50w/mk之间的金属材料制成。
25.综上所述，根据本发明的涡旋压缩机能够实现以下有益技术效果：通过采用根据本发明的隔热罩，能够对涡旋压缩机壳体内的高压区域和低压区域进行有效的热隔离，并且隔热罩利于将低压流体导流进入压缩机构的进气口中，以防止低压流体靠近隔板而吸收热量，从而进一步隔绝来自高压区域的热传递，使得涡旋压缩机的效率得到进一步提高，并且本发明的隔热罩和包括其的涡旋压缩机结构简单，易于加工制造和安装，具有较高的成本效益和实用价值。
附图说明
26.根据以下参照附图的详细描述，本发明的前述及另外的特征和特点将变得更加清楚，这些附图仅作为示例并且不一定是按比例绘制。在附图中采用相同的附图标记指示相同的部件，在附图中：
27.图1示出了根据本发明的第一实施例的涡旋压缩机的纵向截面图；
28.图2示出了图1中的涡旋压缩机的部分纵向截面图；
29.图3示出了根据本发明的第二实施例的涡旋压缩机的部分纵向截面图；
30.图4a至图4c示出了根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机及其中的隔热罩，具体地，图4a示出了根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机的部分纵向截面图，图4b示出了图4a中的隔热罩的立体图，图4c示出了图4b中的隔热罩的纵向截面图；
31.图5a至图5c示出了根据本发明的第四实施例的涡旋压缩机及其中的隔热罩，具体地，图5a示出了根据本发明的第四实施例的涡旋压缩机的部分纵向截面图，图5b示出了图5a中的隔热罩的立体图，图5c示出了图5b中的隔热罩的纵向截面图；
32.图6a至图6c示出了根据本发明的第五实施例的涡旋压缩机及其中的隔热罩，具体地，图6a示出了根据本发明的第五实施例的涡旋压缩机的部分纵向截面图，图6b示出了图6a中的隔热罩的立体图，图6c示出了图6b中的隔热罩的纵向截面图；
33.图7a至图7b示出了根据本发明的第六实施例的涡旋压缩机中的隔热罩，具体地，图7a示出了隔热罩的立体图，图7b示出了图7a中的隔热罩的纵向截面图；以及
34.图8示出了根据本发明的涡旋压缩机与现有技术的涡旋压缩机的对比试验结果的图表。
具体实施方式
35.下面参照附图1-8所示的具体实施例对本发明进行详细描述。以下详细描述仅仅是出于说明目的，而不是对本发明及其应用或用途的限制。
36.在下述各实施例中，为了便于描述而以立式涡旋压缩机为示例。可以理解的是，根据本发明的涡旋压缩机也可以是卧式涡旋压缩机等任何合适类型的涡旋压缩机。
37.首先，参照附图1描述根据本发明的第一实施例的涡旋压缩机100的整体构型。
38.如图1所示，涡旋压缩机100可以包括壳体10、电动马达(包括定子14和转子15)、驱动轴16、主轴承座18、动涡旋24、定涡旋22。动涡旋24和定涡旋22构成适于压缩工作流体(例如制冷剂)的压缩机构cm，其中，定涡旋22包括定涡旋端板、定涡旋涡卷和位于定涡旋中心处的排气口v；动涡旋24包括动涡旋端板、动涡旋涡卷和毂部240，在压缩机构cm内限定有与压缩机构cm的进气口s流体连通的开放的吸气腔，以及由定涡旋涡卷与动涡旋涡卷接合形成的用于对工作流体进行压缩的一系列封闭的压缩腔。转子15用于对驱动轴16进行驱动以使驱动轴16绕其旋转轴线相对于壳体10旋转，动涡旋24经由毂部240联接至驱动轴16并被驱动轴16驱动，并且借助十字滑环而能够相对于定涡旋22进行平动转动——即绕动(亦即，动涡旋24的轴线相对于定涡旋22的轴线公转，但是动涡旋24和定涡旋22二者本身并未绕它们各自的轴线旋转)。
39.壳体10内设有隔板30，隔板30呈渐缩的环形形状，并且包括径向内侧的靠近压缩机构cm的排气口v的内周缘部分301以及径向外侧的靠近壳体10的外周缘部分303。隔板30将壳体10内部的高压区域a1和低压区域a2分隔开，其中，待被压缩的低温低压流体(即，工作流体)经由壳体10上的进气管102被输送至低压区域a2中，并且经由进气口s(图1中仅示意性地标示出了进气口s的大致位置)进入压缩机构cm中被压缩成高温高压流体，随后经由排气口v排出至高压区域a1中，再经由排气管104被输送至下游设备以供后续利用。
40.由于温度较高的高压区域a1与温度较低的低压区域a2之间能够通过隔板30进行热传导，这会导致涡旋压缩机100的效率降低等问题，为了解决这一问题，本发明在隔板30与压缩机构cm——优选地，定涡旋22——之间设置隔热罩40来阻隔热量从高压区域a1传递至低压区域a2。
41.总体来讲，在本发明的各优选实施方式中，隔热罩40包括隔热材料，并且优选地由低热传导率的非金属材料制成，并且优选地构造为具有回转体形状的单独的部件。相比于现有技术中采用的与隔板(消音盖)复合在一起的隔热的涂层、夹层或膜等结构，本发明的隔热罩40的选材更广泛且材料成本低廉，并且无需与其他部件——例如壳体10、压缩机构cm等——进行密封连接，结构更简单，更易于制造和安装，并且能够实现更好的隔热效果。下面将结合附图2-7b来具体描述各优选实施方式。
42.图2示出了图1中的涡旋压缩机100的部分纵向截面图，其中更清楚地示出了隔热罩40。在本第一实施例中，隔热罩40由低热传导率的非金属材料制成，并且大体构造为具有回转体形状的单独的部件。具体地，隔热罩40构造为呈环形形状，其包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧的外周缘部分403，其中，内周缘部分401定尺寸为能够与定涡旋22的外侧壁形成过盈配合安装，从而将隔热罩40如图所示地固定至定涡旋22，并使得隔热罩40在整体上与隔板30间隔开，也就是说，隔热罩40在如图1和图2中的涡旋压缩机100的竖向的轴向方向上与隔板30间隔开，并且在涡旋压缩机100的横向的径向方向上与隔板30间隔开——即，隔热罩40的外周缘部分403与隔板30间隔开。由此，能够更好地防止高压区域a1中的热量经由隔板30传递至隔热罩40、进而传递至低压区域a2中。并且，通常情况下，在将隔热罩40安装就位后，需要将隔板30(外周缘部分303)焊接至壳体10，由于焊接高温可能导致隔热罩40损坏，因此，通过使隔热罩40与隔板30间隔开——特别是使隔热罩40的外周缘部分403(外周缘部分403更靠近隔板30的外周缘部分303的焊接点)与隔板30间隔开，能够更好地保护隔热罩40免受损坏，并且也为隔板30焊接提供便利。由此使得生产和安装成本大大降低，并且有效节约压缩机的配装时间。
43.进一步，隔热罩40包括从内周缘部分401延伸至外周缘部分403的平板状的主体402以及构成外周缘部分403的导流部404，优选地，导流部404形成为环形并且朝向压缩机构cm弯折，并且使得导流部404的一部分位于压缩机构cm的进气口s的轴向上方，从而将来自低压区域a2的低温低压流体更好地朝向进气口s进行导引，能够使得大部分的低压流体直接进入压缩机构cm中而不与隔板30接触，以更好地阻隔热量从高压区域a1传递至低压流体，进一步提高压缩机效率。
44.这里需指出的是，本实施例中，隔热罩40的外周缘部分403(外周缘部分403更靠近隔板30的外周缘部分303的焊接点)与隔板30间隔开，应当理解的是，此目的在于避免隔板30的焊接点附近热量过高而损坏隔热罩40，出于同样的目的，优选地可以使隔热罩40的外周缘部分403与壳体10也间隔开，特别是当隔热罩40的外周缘部分403位于壳体10与隔板30的焊接点附近时。
45.图3示出了根据本发明的第二实施例的涡旋压缩机100的部分纵向截面图。第二实施例的涡旋压缩机100与第一实施例的涡旋压缩机100具有大体相同的构型，并且，第二实施例中的隔热罩40与第一实施例中的隔热罩40具有大体相同的构型，即，如图3所示，第二实施例中的隔热罩40也构造为呈环形形状，其包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧
的外周缘部分403。区别在于：在第二实施例的涡旋压缩机100中，隔热罩40包括从内周缘部分401延伸至外周缘部分403的渐缩状的主体402以及构成外周缘部分403的导流部404，导流部404形成为环形并且朝向压缩机构cm弯折。其中，特别地，隔热罩40的内周缘部分401定尺寸为能够与隔板30的靠近压缩机构cm的排气口v的内周缘部分301形成过盈配合安装，从而将隔热罩40如图3所示地固定至隔板30，并使得隔热罩40的其他部分与隔板30间隔开。
46.在此实施方式中，隔热罩40的仅内周缘部分401与隔板30的内周缘部分301接触，其余部分与隔板30间隔开。由于隔板30的内周缘部分301靠近压缩机构cm的排气口v、远离压缩机构cm的进气口s，因此，这种构型也很好地阻隔了来自高压区域a1的热量向低压流体的传导，并且也能够使得大部分的低压流体直接进入压缩机构cm中而不与隔板30接触，以更好地阻隔热量从高压区域a1传递至低压流体，进一步提高压缩机效率。
47.图4a至图4c示出了根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机100及其中的隔热罩40，具体地，图4a示出了根据本发明的第三实施例的涡旋压缩机100的部分纵向截面图，图4b示出了图4a中的隔热罩40的立体图，图4c示出了图4b中的隔热罩40的纵向截面图。第三实施例的涡旋压缩机100与第一实施例的涡旋压缩机100具有大体相同的构型，并且，第三实施例中的隔热罩40与第一实施例中的隔热罩40具有大体相同的构型，即，如图4a至图4c所示，第三实施例中的隔热罩40也构造为呈环形形状，其包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧的外周缘部分403。区别在于：在第三实施例的涡旋压缩机100中，隔热罩40包括从内周缘部分401延伸至外周缘部分403的渐缩状的主体402以及构成外周缘部分403的导流部404，导流部404形成为环形并且朝向压缩机构cm弯折。其中，特别地，如图4b所示，隔热罩40的内周缘部分401包括沿轴向方向延伸的凸缘4011，凸缘4011包括多个卡扣4012，多个卡扣4012优选地沿着整个凸缘4011均匀分布，相应地，定涡旋22的外侧壁包括环形凹槽222，多个卡扣4012能够卡接至环形凹槽222中从而将隔热罩40固定至定涡旋22，并使得隔热罩40在整体上与隔板30间隔开。
48.图5a至图5c示出了根据本发明的第四实施例的涡旋压缩机100及其中的隔热罩40，具体地，图5a示出了根据本发明的第四实施例的涡旋压缩机100的部分纵向截面图，图5b示出了图5a中的隔热罩40的立体图，图5c示出了图5b中的隔热罩40的纵向截面图。第四实施例的涡旋压缩机100与第三实施例的涡旋压缩机100具有大体相同的构型，并且，第四实施例中的隔热罩40与第四实施例中的隔热罩40具有大体相同的构型，即，如图5a至图5c所示，第四实施例中的隔热罩40也构造为呈环形形状，其包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧的外周缘部分403，并且，隔热罩40包括从内周缘部分401延伸至外周缘部分403的渐缩状的主体402以及构成外周缘部分403的导流部404，导流部404形成为环形并且朝向压缩机构cm弯折。区别在于：如图5b所示，第四实施例中的隔热罩40的内周缘部分401包括沿轴向方向延伸的凸缘4011，凸缘4011的内周表面上包括朝向径向内侧凸出的多个凸部4014，多个凸部4014优选地沿着整个凸缘4011均匀分布，凸部4014优选地具有如图5b和图5c所示的肋条状，并且如图所示，该肋条在与凸缘4011的内表面相接处具有倾斜的过渡侧面以便于安装，通过多个凸部4014与定涡旋22的外侧壁之间形成过盈配合而将隔热罩40固定至定涡旋22，并使得隔热罩40在整体上与隔板30间隔开。通过设置多个凸部4014与定涡旋22的外侧壁之间形成过盈配合，便于更好地控制过盈力的大小和分布，避免过大的过盈力对隔热罩40造成损坏，同时也能够提供足够的保持力。
49.尽管上述各实施例中的隔热罩40均仅由非金属材料制成，但是本发明不限于此。图6a至图6c示出了根据本发明的第五实施例的涡旋压缩机100及其中的隔热罩40，具体地，图6a示出了根据本发明的第五实施例的涡旋压缩机100的部分纵向截面图，图6b示出了图6a中的隔热罩40的立体图，图6c示出了图6b中的隔热罩40的纵向截面图。第五实施例的涡旋压缩机100与第一实施例的涡旋压缩机100具有大体相同的构型，并且，第五实施例中的隔热罩40与第一实施例中的隔热罩40具有大体相同的构型，即，如图6a至图6c所示，第五实施例中的隔热罩40也构造为呈环形形状，其包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧的外周缘部分403。区别在于：第五实施例中，隔热罩40由金属材料部分和非金属材料部分组成，具体地，隔热罩40包括内周缘部分401、平板状的主体402和构成外周缘部分403的导流部404，其中，主体402和导流部404由非金属材料制成，内周缘部分401包括由金属材料制成的金属接合部405，金属接合部405与非金属材料的主体402通过注塑形成为一体件。金属接合部405构造成与定涡旋22的外周壁形成过盈配合，从而将隔热罩40固定至定涡旋22，并使得隔热罩40整体上与隔板30间隔开。通过采用上述结构的金属接合部405，使得隔热罩40的安装更加牢固，同时也能够实现优异的隔热效果。
50.在前述各实施方式中，隔热罩40均呈单层板状构件的形式，但是，本发明不限于此，本发明的隔热罩还可以构造成具有中空腔的双层或多层构件的形式。图7a至图7b示出了根据本发明的第六实施例的涡旋压缩机100中的隔热罩40，具体地，图7a示出了隔热罩40的立体图，图7b示出了图7a中的隔热罩40的纵向截面图。如图7a至图7b所示，在本实施例中，隔热罩40由低热传导率的非金属材料制成，并且大体构造为具有回转体形状的单独的部件。与前述各实施例中的单层材料的隔热罩40不同的是，本实施例中的隔热罩40具体构造成类似中空的囊状结构，也就是说，如图7b所示，隔热罩40的纵向截面呈现双层材料的结构，其中包括中空腔。隔热罩40包括径向内侧的内周缘部分401和径向外侧的外周缘部分403，并且隔热罩40整体上从外周缘部分403向内周缘部分401渐缩，并且包括面向隔板30的第一侧壁407和面向压缩机构cm——特别地，定涡旋22——的第二侧壁408，其中，第一侧壁407构造成大体遵循隔板30的形状，第二侧壁408构造成包括与压缩机构cm的定涡旋22的外侧壁的台阶轮廓匹配的台阶部，由此使得隔热罩40能够被支承在定涡旋22上并且基本填充隔板30与定涡旋22之间的空间。由于隔热罩40内部为中空的，能够形成隔热腔，由此能够有效地阻隔高压区域a1经由隔板30向低压区域a2传递热量，并且，这种结构的隔热罩40无需进行固定安装，能够简单地坐置在定涡旋22与隔板30之间即可完成安装，大大节省人力成本，并且非常便于更换。此外，应当理解的是，这种与压缩机构cm的定涡旋22的外侧壁的台阶轮廓匹配的台阶部的构型也可以与本发明的其他实施方式相结合，从而更方便地安装隔热罩。
51.另外，优选地，在本实施例中，隔热罩40还包括多个气孔409，多个气孔409分别设置在第二侧壁408中以及底壁410中。气孔409将隔热罩40内部的中空腔与低压区域a2连通，从而防止隔热罩40的内部与外部之间产生压差而将隔热罩40压溃。应当理解的是，气孔409可以设置在隔热罩40的任何部位——例如可以设置在隔热罩40的底壁410中和/或第一侧壁407中，只要能够实现隔热罩40的内部与外部之间连通即可。优选地，气孔409设置为远离压缩机构cm的进气口s以避免影响低压流体进入进气口s中，更优选地，气孔409设置在第二侧壁408中，从而能够远离隔板30以避免来自隔板30的热辐射进入隔热罩40内，同时能够避
让进气口s。
52.上述各实施例具体描述了隔热罩40与压缩机构cm的定涡旋22和隔板30之间的配装关系，然而，应当理解，本发明不限于此，根据本发明的隔热罩能够通过螺钉连接、铆接、过盈配合、卡扣配合、焊接、粘接等任何合适的方式固定至壳体10、压缩机构cm的定涡旋、隔板30等。当隔热罩固定至隔板30时，如前所述的，优选地，其固定点避开隔板30的焊接点以保护隔热罩免受损坏；当隔热罩固定至壳体10时，同样地，其固定点避开隔板30与壳体10之间的焊接点以保护隔热罩免受损坏。
53.此外，尽管上述各个实施方式中的隔热罩40均呈回转体形状，但是，本发明不限于此。尽管可能不是优选的，但是应当理解的是，本发明的隔热罩也可以实施成非回转体的形状，即，周向上非闭合环状结构，例如周向上形成为扇形等，根据实际应用情况不同，本发明的隔热罩可以具有各种不同的形状。特别地，关于导流部402，类似地，尽管上述各个实施方式中的导流部402沿着环形的隔热罩40的整个外周缘部分403形成为环形——即，导流部402构造成为整个外周缘部分403，但是，应当理解的是，导流部402也可以仅形成隔热罩40的外周缘部分403的一部分，例如，导流部402可以仅形成在隔热罩40的对应于压缩机构cm的进气口s的位置处，以仅针对于进气口s进行导流。类似的变型能够基于前述公开内容以及本发明的设计理念而实施。
54.图8示出了根据本发明的涡旋压缩机100与现有技术的涡旋压缩机的对比试验结果的图表。具体地，采用本发明的前述第一实施方式中的涡旋压缩机100与现有技术的涡旋压缩机在相同的工况条件下操作以进行对比实验。
55.图表8中，横轴的两个柱分别表示本发明的涡旋压缩机100和现有技术的涡旋压缩机，纵轴的“dlt”表示排气管温度(discharge line temperature)的数值。实验结果表明，相比于现有技术的涡旋压缩机，采用本发明的隔热罩40的涡旋压缩机100使得排气管温度下降8
°
f。这说明，本发明的隔热罩40能够显著隔绝高压区域a2向低压区域a1的热传导，从而使得排气管温度下降，并提高压缩机效率。
56.虽然已经参照示例性具体实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性具体实施方式以及其中的各个特征做出各种改型和组合。