CN1197893A - 带有排出管的涡旋机 - Google Patents

Abstract

一种涡旋压缩机包括位于该压缩机的排出室中的管。该管接收来自该涡旋机的排出口的压缩流体,然后将该压缩流体流直接导向经外壳延伸的流体开口。控制直接来自该涡旋机的排出口的排出流体,提供了一种更安静和更冷地运行的压缩机。

Description

带有排出管的涡旋机

本发明一般涉及涡旋式机器，本发明特别涉及装有排出管的涡旋式压缩机，该排出管是装在该压缩机的排出室或消音室中的。

一般的涡旋机，特别是涡旋压缩机通常都设有密封的外壳，它限定出一个腔室，其中装有工作流体。该外壳中的隔板将该室分成排出压力区和吸入压力区。位于吸入压力区中的涡旋组件用于压缩工作流体。一般来说，这些涡旋组件都装有一对相互配合的螺旋形涡卷，其中的一个相对另一个作公转运动，从而限定了一个或多个移动的室，当它们从外吸入口向中心排出口移动时尺寸是逐渐减小的。通常都设有电动机，它通过适宜的驱动轴驱动该公转涡卷。

外壳中的隔板必须使得离开该涡旋组件的中心排出口的压缩流体进入该外壳中的排出压力区中，而同时又要保持排出压力区和吸入压力区之间的整体性。隔板的这种功能通常由一密封件来实现，该密封件与隔板及涡旋件配合形成中心排出口。

该密封外壳的排出压力区还可起到消音室的功能，并且一般设有与致冷回路或其它类型的流体回路相通的流体排出口。该流体回路的相对端用经此外壳伸入吸入压力区的流体吸入口与该密封外壳的吸入压力区相连。因此该涡旋机从密封外壳中的吸入压力区接受工作流体，在一个或几个由该涡旋组件所限定的可变腔室中压缩此工作流体，然后将压缩工作流体排入该压缩机的排出压力区。经压缩的工作流体经流体排出口被导向流体回路，然后经吸入口返回密封外壳中的吸入压力区。

在某些压缩机中，中心排出口的位置是把相当热的压缩气体向装有压缩机的密封外壳的内表面上的局部区域排放的。在通常情况下压缩的排出气体是相当热的。但，在某些情况下，如负荷的损失、系统的风机停转或在高压缩比下暂时运行，该排出气体会变得过热。当这种热压缩气体冲击该外壳内表面时，形成了不希望有的局部热点。这种局部热点会产生有害的局面，也会降低外壳材料的强度和寿命。

此外，当压缩气体冲击外壳的内表面时，噪音和振动直接传向外壳。当该涡旋机作为冷冻、空调或热泵用途的压缩机使用时，它对于保持尽可能最低程度的噪音而言是特别有益的。因此，涡旋机和其流体系统的后续发展旨在降低该机的运行噪音水平及消除与所排出的相当热的排出气体相关的各种问题。

本发明提供一种采用排出管的技术，该管将来自涡旋机的中心排出口的相当热的排出气体导向该压缩机的排出压力区中的排出口。该排出管可明显地减少该压缩机外壳上的任何局部处的热点。

从下面的详述陈述、所附的权利要求及附图中，本领域中的普通技术人员将会明了本发明的其它优点和目的。

在说明实施本发明的最佳模式的附图中：

图1是按本发明装有排出管的涡旋压缩机的垂直剖视图；

图2是图1中所示的压缩机中的排出压力区的放大的垂直剖视图；

图3是图1和2中所示的排出管的顶视图；

图4是沿图3中所示的箭头方向4-4截取的排出管的垂直剖视图；

图5是图1-3中所示的排出管的侧剖视图。

虽然本发明适于与多种不同类型的涡旋机组合，但出于举例的目的，本文将结合图1中所示的通用结构的涡旋致冷压缩机描述本发明。现参见附图，特别是图1，所示的压缩机10包括一圆柱形的密封外壳12，其上端焊有一个盖14。盖14设有致冷剂排出装置18，其中可设有常规的排出阀。固定在外壳12上的其它主要部件包括入口装置20；横向延伸的隔板22，它的周边焊在盖14与外壳12相焊的同一焊点上；主轴承架24和下轴承架26，它们各有多条径向外伸的支柱，每个支柱都适宜地固定在外壳12上。上端有偏心曲柄销34的驱动轴或曲轴32可转动地支承在主轴承架24中的轴承36和下轴承架26中的第二轴承38中。在其下端，曲轴32有一直径相对大的同心孔40，它与径向朝外偏斜的，从同心孔40向上延伸至曲轴32的顶部的直径较小的孔42相通。孔40中设有搅动器44。内壳12的下部限定出一个油槽46，它装有润滑油。同心孔40起到泵的作用，它将润滑液沿曲轴32向上泵送，然后进入孔42，最终泵送到压缩机的需润滑的所有部位。

电动机28可转动地驱动曲轴32，电动机28包括定子30，穿过定子的绕组48和压配在曲轴32上的转子50，并具有上、下配重52和54。

主轴承架24的上表面设有平的止推承载表面56，其上设有公转涡旋件58，在其上表面上有常规的螺旋叶片或涡卷60。从公转涡旋件58的下表面突出一圆柱状轮毂，其中有止推轴承62，并可转动地设有驱动套筒64，该套筒64具有内孔66，其中可驱动地置有曲柄销34。曲柄销34的一个表面上有一平面，它可驱动地与形成于孔66的部分中的平表面(未示)配合，从而提供了径向依从的驱动结构，如US.4,877,382中所示的结构，该专利的公开内容经参照已结合在本文中。在作公转涡旋件58和轴承架24之间还设有欧氏联轴节68。对于公转涡旋件58和非公转涡旋件70而言，欧氏联轴节68对于阻止公转涡旋件58的转动运动是至关重要的。欧氏联轴节68最好是US.5,320,506中公开的那种联轴节，该专利的公开内容经参照已结合在本文中。

非公转涡旋件70也设有涡卷72，它与公转涡旋件58的涡卷60是紧密配合的。非公转涡旋件70有一中心设置的排出通道74，它与一向上开口的槽76相通，槽76又借助隔板22中的开口78与由盖14和隔板22限定的排出消音室80流体相通。围绕开口78的入口处有一环形密封件82。在非公转涡旋件70的上表面有一环形槽84，它有平行的共轴的侧壁，在槽84中密封地设有环形浮动密封件86，以便作相对的轴向移动，密封件86起着将槽84的底与吸入压力时88处存有的气体及卸压时90处的气体隔绝，从而可借助通道92与中间压力流体源相通。非公转涡旋件70因此与公转涡旋件58有轴向位移，从而借助作用于非公转涡旋件70的中心部位的排出压力所产生的力及作用在槽84的底部的中间流体压力所产生的力增强了涡卷顶部的密封。在槽76和开口78中排出气体也借助对密封部位82起作用的密封件86与该外壳中的吸入压力的气体气密地隔开。在US.5,156,539中很详述地公开了浮动密封件86的轴向偏压和功能，其公开内容经参照已结合在本文中。将非公转涡旋件70设计得可以适宜方式装在轴承架24上，该方式可使非公转涡旋件作有限的轴向(而不转动的)移动。非公转涡旋件70可以上述US.4,877,382或5,102,316中公开的方式安装，这些公开内容经参照已结合在本文中。

该压缩机最好是“低压边”(low side)型的，其中使经装置20吸入气体，除部分漏失外，进入此外壳中，因而有助于冷却电动机。只要有足够的返回的吸入气体流，电机就将保持在所希望的温度限度内。但，当其流动停止时，失去冷却将使电机保护器94跳闸，从而使该机器停止工作。

经如此概括地描述的压缩机或在本领域中里是公知的，或是由其它申请人所委托的其它待批专利申请的内容。

本发明的目的在于提供一种独特的排出管组件100，它与离开排出管通道74然后经槽76和开口78进入排出室80的压缩致冷剂的流动方向一致地牢固地固定在隔板22上。

现参见图2-5，排出管组件100包括：安装法兰102、管104和斜面106。法兰102牢固地固定在靠近法兰102外缘的隔板22上。隔板22有一环形的下凹区108，它与法兰102一起形成环形间隙110。环形间隙110减少了隔板22和法兰102之间的热传递。法兰102限定了一般为圆形的开口112，它与开口78的排列方向是一致的，从而可使压缩流体从排出通道74流过，然后流入管组件100。管104牢固地装在法兰102上，并起着将排出流体从开口112引向排出装置18的作用，然后装置18又将此流体导向流体回路。进入管104的流体冲击管104的大半径的端部114，然后转90°，再被导向排出装置18。管104的出口端116成一角度以便与排出装置18方向一致。在管104和盖子14之间留有间隙118以阻止此两部件间传热。在管104和排出装置18之间留有间隙120，为的是减轻压缩气体的脉动。为平衡管104内侧和排出室80之间的压力，设有多个穿过管104的壁的小孔122。

斜面106置于管104中，并牢固地装在管104的底壁上。斜面106的作用是使经管104进入排出装置18的致冷剂平稳流动。

经入口装置20进入外壳12中的吸入或返回气体迅速冲击到图1中所示的吸气缓冲器130上，它连在入口装置20上，并将大部分这种流体向上导向非公转涡旋件70和隔板22间区域中。这种吸入气体将非公转涡旋件70冷却，从而有效地降低了多变压缩率。该吸入气体连续流过非公转涡旋件70，然后向下进入外壳12中，从而冷却电机28。在未装管组件100的压缩机上，隔板22被排出室80中的较热的排出气体加热，而这种热在吸入气体通过非公转涡旋件70和隔板22之间时转移到该吸入气体。

管组件100的基本原则在于将隔板22与热尽可能地隔绝。通过保证排出气体不在排出室80中环流来达到此目的。管组件100在排出室80中形成了围绕管组件100的滞流气体体积，而此滞流气体体积又起到了绝热层的作用。由于对流传热系数是气体速度的函数，所以此速度越低，则该对流传热系热也越低。

由管组件100产生的热排出气体与隔板22间基本隔绝，明显降低了压缩机运行时的隔板温度。在非公转涡旋件70和隔板22间环流的吸入气体将从隔板22收到较少的热，因此该气体将处于比未装管组件100的压缩机的温度低的温度下。到达电机28处的较冷的气体将电机温度降得比未装管组件100的压缩机的电机温度低，从而降低了能耗。然后吸入气体以较低的温度持续留在涡旋入口处，从而增加了气体密度，而因此增加了质量流量。所有这一切过程都得益于从通过隔板吸入气体所获得的热量。

管组件100的另外的益处在于明显地降低了盖14的温度。管组件100消除了热排出气体对盖14的内表面的冲击，并提供了将盖14与管组件100隔开的间隙118。消除了热排出气体的冲击则明显降低了盖14在压缩机运行时的温度。最终再将排出气体从盖14处导开则降低了因排出气体的脉冲冲击使盖14振动而产生的高频噪音。这提供了优于大多数运行状况的，较安静运行的压缩机。

虽然上述的详细陈述所描述的是本发明的最佳实施方案，但应理解，不违背所附权利要求的范围和含义还可作出各种修改、变化和替换。

Claims (20)

1.一种涡旋机，它包括：

外壳；

置于所述外壳中的，并具有第一螺旋形涡卷的第一涡旋件；

置于所述外壳中的，并具有第二螺旋形涡卷的第二涡旋件；所述涡卷相互交错配合；

使所述涡旋件相互作相对的公转运动的装置，借此所述涡卷在所述涡旋件限定的吸入口和所述第一和第二涡旋件之一限定的排出口之间至少产生一个体积逐渐变化的封闭空间；

在所述外壳中形成排出室和吸入室的隔板，所述排出口与所述排出室相通，所述外壳限定与所述排出室相通的流体口；及

设在所述排出室中的管，所述管具有与所述排出口方向一致的入口和与所述流体口方向一致的出口。

2.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，所述管固定在所述隔板上。

3.根据权利要求2所述的涡旋机，其特征是，在所述隔板和所述入口间形成有间隙。

4.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，所述入口与出口大致相互垂直。

5.根据权利要求1所述的涡旋机，它还包括置于所述管中的、在所述入口和所述出口间的斜面，所述斜面使经所述管的流体平稳流动。

6.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，所述外壳包括顶壁，所述管位于所述排出室中，以便在所述管和所述顶壁间形成有一间隙。

7.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，在所述出口和所述流体口间形成有间隙。

8.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，在所述隔板和所述入口间形成有一间隙。

9.根据权利要求1所述的涡旋机，其特征是，所述入口和所述出口相互大致垂直，所述管包括一内表面，其形状能接受来自所述入口的流体并能将其导向所述出口。

10.根据权利要求9所述的涡旋机，它还包括一置于所述管内，位于所述入口和所述出口间的斜面，所述斜面使经所述管的流体平稳流动。

11.一种涡旋机，它包括：

有端壁和侧壁的外壳；

设置在所述外壳中的隔板，所述隔板在所述外壳中限定了排出室和吸入室；

经所述外壳的所述侧壁延伸的流体开口；

置于所述吸入室中的，并具有第一螺旋形涡卷的第一涡旋件；

置于所述吸入室中的，并具有第二螺旋形涡卷的第二涡旋件，所述的涡卷是相互紧密配合的；

使所述涡旋件彼此相对作公转运动的装置，借此所述的螺旋形涡卷至少在由所述的涡旋件限定的吸入口和由所述第一和第二涡旋件中之一限定的排出口之间形成一个体积逐渐变化的封闭空间，所述的排出口将压缩流体导向所述的端壁；

置于所述排出室中的管，所述管具有一个与所述排出口方向一致的入口和一个与所述流体口方向一致的出口，所述管将所述压缩流体导向所述流体口。

12.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，所述管固定在所述隔板上。

13.根据权利要求12所述的涡旋机，其特征是，在所述隔板和所述入口间限定了一间隙。

14.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，所述入口和所述出口大致相互垂直。

15.根据权利要求11所述的涡旋机，它包括置于所述管中的，在所述入口和所述出口间的斜面，所述斜面使经所述管的流体平稳流动。

16.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，在所述管和所述端壁之间限定了一个间隙。

17.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，在所述出口和所述流体口之间限定了一个间隙。

18.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，在所述隔板和所述入口之间限定了一个间隙。

19.根据权利要求11所述的涡旋机，其特征是，所述入口和所述出口大致相互垂直，所述管包括一内表面，其形状适于接收来自所述入口的流体并将所述流体导向所述出口。

20.根据权利要求19所述的涡旋机，它还包括置于所述管中的，在所述入口和所述出口间的斜面，所述斜面使经所述管的流体平稳流动。

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