專利名稱：壓縮機(jī)和油冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及壓縮機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)和對流過所述壓縮機(jī)的潤滑油進(jìn)行冷卻的油冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般地，壓縮機(jī)、特別是渦旋壓縮機(jī)通常布置在密封或半密封的外殼內(nèi)，該外殼限定了容置工作流體的腔室。所述外殼內(nèi)的隔板通常將所述腔室分為排放壓力區(qū)和吸入壓力區(qū)。在低側(cè)布置中，渦旋組件位于所述吸入壓力區(qū)內(nèi)用于壓縮工作流體。一般情況下，這些渦旋組件結(jié)合有一對相互嚙合的螺旋式渦卷，所述一對渦卷中的一個或兩個相對于另一個繞動，從而限定出一個或多個移動腔，所述移動腔的尺寸在它們從外部吸入端口向中心排放端口移動時逐漸減小。通常提供電馬達(dá)來操作促成這種相對繞動。所述外殼內(nèi)的隔板允許離開所述渦旋組件的中心排放端口的壓縮流體進(jìn)入外殼內(nèi)的排放壓力區(qū)，同時保持所述排放壓力區(qū)和所述吸入壓力區(qū)之間的完整性。所述隔板的該項功能通常由與隔板以及限定出所述中心排放端口的渦旋構(gòu)件相互作用的密封件來實現(xiàn)。所述外殼的排放壓力區(qū)通常設(shè)有排放流體端口，該排放流體端口與制冷回路或某種其他類型的流體回路連通。在封閉系統(tǒng)中，所述流體回路的相反端利用穿過外殼延伸到外殼的吸入壓力區(qū)的吸入流體端口與外殼的吸入壓力區(qū)相連，因此，所述渦旋壓縮機(jī)接收來自外殼的吸入壓力區(qū)的工作流體，在由渦旋組件限定的所述一個或多個移動腔內(nèi)壓縮工作流體，然后將壓縮的工作流體排放到壓縮機(jī)的排放壓力區(qū)。壓縮的工作流體通過所述流體回路被引導(dǎo)穿過所述排放端口，并經(jīng)由所述吸入端口返回到外殼的吸入壓力區(qū)。可以在所述壓縮機(jī)的外殼使用潤滑劑(例如油)槽來內(nèi)存儲潤滑劑裝料。所述槽可以放置在所述低壓力區(qū)或所述高壓力區(qū)。所述潤滑劑用于潤滑所述壓縮機(jī)的運動部件，并與所述工作流體一起流過所述渦旋組件并排放到所述壓縮機(jī)的排放壓力區(qū)。排放的潤滑劑的溫度與所述工作流體的溫度一起被升高。在所述潤滑劑回流經(jīng)過所述壓縮機(jī)并潤滑其中的部件之前對潤滑劑進(jìn)行冷卻可以減少吸入氣體的過熱，從而提高壓縮機(jī)容積效率并提供更好的性能。通過冷卻所述吸入氣體和馬達(dá)，所述潤滑劑溫度的降低還可以提高壓縮機(jī)的可靠性。冷卻所述潤滑劑還能夠保持潤滑劑的粘度處于維持移動部件之間油膜厚度的理想水平。在所述壓縮機(jī)內(nèi)，潤滑劑提供給各種運動部件。改進(jìn)潤滑劑在整個壓縮機(jī)內(nèi)的分布有利地提高了壓縮機(jī)的性能和/或其壽命。
在所述壓縮機(jī)內(nèi)，各種部件相對于彼此的正確對準(zhǔn)可以改進(jìn)壓縮機(jī)的性能和/或降低由壓縮機(jī)所產(chǎn)生的聲音。改進(jìn)各種部件例如定渦旋構(gòu)件、軸承以及馬達(dá)之間的對準(zhǔn)能夠改進(jìn)壓縮機(jī)的性能和/或降低由壓縮機(jī)所產(chǎn)生的聲音。所述壓縮機(jī)通常使用大量分立的部件，這些部件在外殼內(nèi)組裝在一起從而提供對準(zhǔn)。然而，使用這些大量的單獨且分立的部件增加了部件對準(zhǔn)不精確的可能，并且進(jìn)一步地，由于需要各種部件之間更嚴(yán)格的公差以產(chǎn)生所期望的對準(zhǔn)，其制造可能更加的昂貴或耗費更多的時間。

發(fā)明內(nèi)容
在一種形式中，本發(fā)明提供一種可包括壓縮機(jī)、潤滑劑、冷凝器、膨脹裝置、以及熱交換器的系統(tǒng)。所述壓縮機(jī)可將工作流體從吸入壓力壓縮到高于所述吸入壓力的排放壓力。所述潤滑劑可以潤滑所述壓縮機(jī)。所述冷凝器可冷凝由所述壓縮機(jī)排放的工作流體。所述膨脹裝置可膨脹由所述冷凝器冷凝的膨脹的工作流體。所述熱交換器可將熱量從所述潤滑劑傳遞到膨脹的工作流體。在另一種形式中，本公開提供一種可包括外殼、壓縮機(jī)構(gòu)、曲軸、軸承以及潤滑劑槽的壓縮機(jī)。所述壓縮機(jī)構(gòu)可布置在所述外殼內(nèi)并壓縮工作流體。所述曲軸可以至少部分地布置在所述外殼內(nèi)并與所述壓縮機(jī)構(gòu)驅(qū)動性地接合。所述軸承座以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐所述曲軸。所述潤滑劑槽可保持一定容積的潤滑劑并布置在所述軸承座和所述壓縮機(jī)構(gòu)之間。在又一種形式中，本公開提供一種可包括一體式主體的壓縮機(jī)，該主體可包括與主軸承座一體形成的外殼。所述主軸承座可包括用于支撐曲軸的一部分的孔。所述外殼可包括所述外殼的內(nèi)部上鄰近所述外殼的第一端部的連續(xù)環(huán)形表面和鄰近所述外殼的第二端部的多個軸向延伸的弧形表面。所述多個弧形表面沿所述外殼的所述內(nèi)部間隔開。所述壓縮機(jī)還可包括具有外周表面的渦旋構(gòu)件，所述外周表面的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第一端部內(nèi)并與所述環(huán)形表面接合。所述環(huán)形表面可使所述渦旋構(gòu)件在所述外殼內(nèi)對中。所述壓縮機(jī)還可包括具有邊緣的隔板，所述邊緣的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第一端部內(nèi)并與所述環(huán)形表面接合。所述環(huán)形表面可使所述隔板相對于所述外殼對中。所述壓縮機(jī)還可包括具有邊緣的端蓋，所述邊緣的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第二端部內(nèi)并與所述弧形表面接合。所述端蓋可以具有用于支撐所述曲軸的端部的孔。所述弧形表面可使所述端蓋相對于所述外殼對中并使所述端蓋中的所述孔與所述主軸承座中的所述孔軸向?qū)?zhǔn)。所述壓縮機(jī)還可包括具有外表面的定子，所述外表面的尺寸設(shè)置為容納在所述外殼中。所述外表面可與所述弧形表面接合。所述弧形表面可使所述定子在所述外殼中對中。本發(fā)明進(jìn)一步的可應(yīng)用領(lǐng)域?qū)南挛奶峁┑脑敿?xì)描述中變得很明顯。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管這些詳細(xì)的描述和具體的示例指出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但僅僅只是出于說明的目的，因為通過這里的詳細(xì)描述，本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的各種變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。


在此描述的圖只是用于對所選的實施方式而不是所有可能的方式進(jìn)行說明的目的，并不意在限制本公開的范圍。圖1A-1C是根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)的透視圖；圖2是沿圖1C的線2-2的截面圖；圖3A和圖3B是圖1所示壓縮機(jī)的外殼的透視圖；圖3C是圖3A所示殼體的端視圖；圖4是圖3C所示殼體另一種實施方式的端視圖；圖5是圖1所示壓縮機(jī)的低側(cè)蓋的透視圖；圖6是圖1所示壓縮機(jī)的隔板的透視圖；圖7和圖8是圖1所示壓縮機(jī)的定渦旋的透視圖；圖9是沿圖8的線9-9的截面圖；圖10是圖1所示壓縮機(jī)的一部分的放大的局部截面圖，顯示了定渦旋和隔板的特征；圖11是沿圖3A的線11-11的截面圖；圖12是圖1所示壓縮機(jī)的止推板的透視圖；圖13是壓縮機(jī)的止推板的另一種實施方式的透視圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)內(nèi)的、用于與圖1所示的壓縮機(jī)一起使用的冷卻系統(tǒng)的不意圖；以及圖15是根據(jù)本發(fā)明的制冷系統(tǒng)內(nèi)的、用于使用在圖1所示的壓縮機(jī)中的潤滑劑的另一冷卻系統(tǒng)的不意圖。
具體實施例方式以下描述實質(zhì)上只是示范性的且絕不意在限制本公開、其應(yīng)用或使用。參考圖1-3和圖10,其顯不了根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)20。壓縮機(jī)20是一種具有殼體或外殼22的半封閉壓縮機(jī)，外殼22具有相反的端部23、25，低側(cè)(LS)端蓋24附接于端部23，隔板構(gòu)件26和高側(cè)(HS)端蓋28附接于端部25。LS端蓋24、隔板26、和HS端蓋28可通過螺栓或本領(lǐng)域公知的其它類型的緊固件附接于外殼22。其它固定于外殼22的主要元件包括工作流體入口配件30、熱交換器32、以及能夠與傳感器和其它位于壓縮機(jī)20內(nèi)部或外部的部件連通的電子盒31。LS端蓋24包括潤滑劑入口配件34，HS端蓋28可限定有高側(cè)潤滑劑槽并包括潤滑劑出口配件36。HS端蓋28還可包括工作流體排放配件38和觀測計40。隔板26可包括流體注射入口配件42，如下面所描述的，配件42與壓縮機(jī)的壓縮構(gòu)件中的中間壓力位置連通。HS端蓋28和隔板26限定出排放室46，而LS端蓋24、外殼22和隔板26限定出抽吸或吸入室48。參考圖2-4和圖11，外殼22是單個的整體部件或單件，在其中具有各種加工特征，作為非限制性的示例，外殼22可以是鑄造部件。各種特征可以在外殼22中加工從而為要裝配在外殼中的內(nèi)部部件提供精確的對準(zhǔn)。外殼22包括主軸承座50，在其中具有精密加工的中心開口 52，開口 52構(gòu)造成容納主軸承或軸套54，以支撐曲軸56的中間部，軸承54可壓配到開口 52中。
主軸承座50還可包括多個上部邊緣開口 58，其便于工作流體和潤滑劑流遍外殼22和壓縮機(jī)20。如下所述，主軸承50的下部59是實心的以防止流體流過，并限定出中間潤滑劑槽的一部分。盡管圖3C描繪了包括三個開口 58的主軸承座50，主軸承座50也可如圖4所示包括四個開口 58。圖4所示的四個開口 58可以設(shè)置為同時豎向?qū)ΨQ和水平對稱(相對于圖4所示的視圖)的式樣。這樣的開口 58的布置保持了整個主軸承座50具有相對一致的硬度，從而提供對軸承54和曲軸56的均勻分布的支撐。在圖中未示出的其它實施方式中，主軸承座50可以包括其它數(shù)量和布置的開口 58。例如，可以設(shè)置三個孔58、或任何其它數(shù)量的孔58來為軸承54和曲軸56提供相對一致的支撐。外殼22還包括鄰近端部25的精密加工表面60。表面60是圓柱形并且用作壓縮機(jī)20的引導(dǎo)環(huán)。表面60提供了精密表面用于安裝渦旋組件64的定渦旋或非動渦旋62。表面60還提供了精密表面用于安裝隔板26。精密加工肩65鄰近表面60并提供了精密表面用于在外殼22中安裝止推板112。外殼22還包括多個鄰近第一端部23的精密加工表面66。每個表面66形成圓柱體的一部分并且共同提供了精密表面用于馬達(dá)70的定子68在外殼22內(nèi)的精確對準(zhǔn)和對中。表面66還提供了精密表面用于LS端蓋24的精確對準(zhǔn)和對中。端部23、25也是加工表面，用于LS端蓋24以及隔板26和HS端蓋28與外殼22的附接?，F(xiàn)在參考圖2和圖5，LS端蓋24包括中心凹孔72和向外突出的環(huán)形邊緣74，環(huán)形邊緣74限定孔72的邊界并與LS端蓋24的周邊76徑向朝內(nèi)隔開。接合表面78在邊緣74和周邊76之間延伸。接合表面78構(gòu)造成與外殼22的端部23接合。作為非限制性的示例，墊圈或其它密封裝置可以布置在表面78和端部23之間以提供它們之間的液密密封?？?2和邊緣74是LS端蓋24中的精密加工表面并且提供LS端蓋24和曲軸56在壓縮機(jī)20內(nèi)的精確對中。特別地，軸承或軸套82壓入配合到孔72中且曲軸56的端部96布置在軸承82中。邊緣73接合多個表面66從而提供LS端蓋相對于外殼22的精確對中，使得孔72與中心開口 52對準(zhǔn)且曲軸56精確地定位在壓縮機(jī)20內(nèi)。馬達(dá)70包括定子68和壓入配合到曲軸56上的轉(zhuǎn)子84。定子68壓入配合到外殼22中，同時定子68的外表面與多個表面66接合。這樣,表面66可以提供定子68在外殼22內(nèi)的精確對中。開口 52、表面66、孔72以及邊緣74的精密加工表面有助于曲軸56和馬達(dá)70在壓縮機(jī)20內(nèi)的精確對準(zhǔn)，使得在與壓縮機(jī)20的其它部件適當(dāng)對準(zhǔn)的同時，轉(zhuǎn)子84和定子68之間存在精確的間隙。參考圖2，曲軸56在其一個端部88處具有偏心曲柄銷86。如下面更加詳細(xì)描述的，曲柄銷86以可旋轉(zhuǎn)的方式軸接(journaled)在驅(qū)動軸套90的通常為D形的內(nèi)部孔中，驅(qū)動軸套90布置在驅(qū)動軸承91中，驅(qū)動軸承91壓入配合在渦旋組件64的動渦旋92中。驅(qū)動軸套90具有圓形的外徑。曲軸56的中間部94以可旋轉(zhuǎn)的方式軸接在主軸承座50的開口 52的軸承54中。曲軸56的另一端部96以可旋轉(zhuǎn)的方式軸接在LS端蓋24的孔72中的軸承82中。曲軸56在其直徑相對較大的端部96處具有同心孔98，其與延伸至端部88的徑向向外的較小直徑孔100連通?？?8、100形成曲軸56中的內(nèi)部潤滑劑通道102。潤滑劑通過LS端蓋24中與入口配件34連通的潤滑劑通道104供應(yīng)到孔98。曲軸56由包括轉(zhuǎn)子84和定子68的電馬達(dá)70以可旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動。第一配重106在鄰近曲軸56的端部96處耦聯(lián)于轉(zhuǎn)子84，第二配重108在端部88和中間部94之間附接于曲軸56?，F(xiàn)在參考圖2和圖11-12，止推板112靠著端部25和主軸承座50之間的加工肩部65布置在壓縮機(jī)20內(nèi)。作為非限制的示例，止推板112可以通過多個與外殼22內(nèi)的互補的孔116接合的緊固件緊固在外殼22內(nèi)。因此止推板112可以固定地緊固在外殼22內(nèi)，同時止推板112的表面靠著肩部65。止推板112的相反側(cè)包括軸向支撐動渦旋92的環(huán)形止推支承面114。止推板112包括中心開口 120和多個上部邊緣開口 122。開口 122設(shè)置在止推板112上，使得止推板112具有位于中心開口 120下方的下實心部124。如下所述，實心部124限定了中間潤滑劑槽的一部分。開口 122允許流體例如潤滑劑和工作流體流過整個壓縮機(jī)20。雖然圖12描述的是包括三個開口 122的止推板112，但圖13所示的止推板112具有四個開口 122。圖13所示的四個開口 122可以設(shè)置成為整個止推板112提供相對一致的硬度的方式，從而為動渦旋92提供相對均勻分布的支撐并減小由動渦旋92施加在止推板上的軸向力導(dǎo)致的止推板112的不均勻偏轉(zhuǎn)。在圖中未示出的其它實施方式中，止推板112可以包括其它數(shù)目和布置的開口 122。例如，可以設(shè)置三個孔112(或任何其它數(shù)目的孔112)從而為整個止推板112提供相對一致的硬度并為動渦旋92提供均勻分布的支撐。動渦旋92包括在其第一表面上的第一螺旋渦卷128。動渦旋92的相對表面或第二表面與止推板112的止推支承面114接合并包括從此處伸出并延伸到止推板112的中心開口 120中的圓柱形轂130。軸套90以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在圓柱形轂130中，曲軸86驅(qū)動性地布置在軸套90中。曲軸銷86在一表面上具有平坦部，其與內(nèi)部孔的平坦表面驅(qū)動性地接合，以提供徑向柔性的驅(qū)動布置，例如在受讓人的美國專利No. 4，877，382中所示的，該專利在此通過參考的方式并入。歐氏聯(lián)軸器136布置在動渦旋92和止推板112之間。歐氏聯(lián)軸器136利用鍵連接于動渦旋92和定渦旋62，以防止定渦旋62的旋轉(zhuǎn)運動。歐氏聯(lián)軸器136優(yōu)選是受讓人的美國專利No. 5，320, 506中公開的類型，該專利在此通過參考的方式并入。密封組件138由定渦旋62支撐并接合隔板26的座部140，用于密封性地將吸入室48與排放室46隔開。密封組件138可以與受讓人的美國專利申請No. 12/207,051中所公開的密封組件相同，該專利申請在此通過參考的方式并入。現(xiàn)在參考圖2和圖7-10，定渦旋62包括第二螺旋渦卷142，其定位成與動渦旋92的第一螺旋渦卷128嚙合。定渦旋62具有由基板部分146限定的居中布置的排放通道或端口 144。定渦旋62還包括環(huán)繞排放通道144的環(huán)形轂部148?？梢栽谂欧磐ǖ?44中設(shè)置整體式關(guān)閉裝置或排放閥150。排放閥150示出為常閉閥。在壓縮機(jī)工作期間，取決于排放通道144與排放室46之間的壓力差以及排放閥150的設(shè)計，所述閥可以處于打開位置或關(guān)閉位置。當(dāng)壓縮機(jī)20停止工作時，排放閥150關(guān)閉。定渦旋62包括加工的周邊表面154，其尺寸設(shè)計為與外殼22的表面60間隙配合。由于表面60和周邊表面154的精加工，定渦旋62在壓縮機(jī)20內(nèi)精確對中。定渦旋62包括鄰近周邊表面154并延伸穿過基板部分146的開口 156。開口 156構(gòu)造成容納抗旋轉(zhuǎn)銷157，抗旋轉(zhuǎn)銷157延伸自隔板26，用于防止定渦旋62在壓縮機(jī)20內(nèi)旋轉(zhuǎn)。排出開口 158延伸穿過基板部分146并允許第一渦卷128和第二渦卷142之間的壓縮流體排出到定渦旋62和隔板26之間的中間腔160中。漏口 158允許加壓流體進(jìn)入腔160并朝動渦旋92偏壓定渦旋62。定渦旋62包括第一徑向延伸通道162，通道162可以容納測量排放壓力區(qū)附近的定渦旋62溫度的溫度探針164。作為非限制性的示例，溫度探針164可以是正溫度系數(shù)熱敏電阻器、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器或熱電偶。定渦旋62可以包括與兩個分支168、170連通的第二徑向通道166。通道166與延伸穿過隔板26的入口配件42連通。在分支168、170中的每一個的端部具有一對軸向延伸開口 172，開口 172延伸到形成在第一渦卷128和第二渦卷142之間的壓縮腔中。通道166、分支168、分支170以及和開口 172允許流體注射到第一渦卷128和第二渦卷142之間的位于中間壓力位置的壓縮腔中?，F(xiàn)在參考圖2、圖6和圖10，隔板26包括在周邊附近延伸的加工接合表面176和延伸自接合表面176的加工成隆起的環(huán)形邊緣178。接合表面176與外殼22的端部25接合。作為非限制性的示例，可以在表面176和端部25之間布置墊圈或其它密封裝置，以提供它們之間的液密密封。邊緣178與外殼22的精密加工表面60接合，以提供隔板26相對于外殼22的精確對中。邊緣178的尺寸設(shè)置為與外殼22的表面60形成間隙配合。邊緣178可以與定渦旋62上鄰近其周邊的接合表面192軸向接合。邊緣178與接合表面192的接合限制了定渦旋62在外殼22內(nèi)的軸向定位。隔板26包括中心座部140，中心座部140面對定渦旋62并形成允許加壓流體朝動渦旋92偏壓定渦旋62的中間腔160的一部分。隔板26包括多個位于周邊附近的開口 182，用于與HS端蓋28 —起利用緊固件緊固到外殼22上。隔板26包括位于邊緣178中的開口 184，開口 184構(gòu)造成容納抗旋轉(zhuǎn)銷157，抗旋轉(zhuǎn)銷157與定渦旋62內(nèi)的開口 156接合，以防止定渦旋62在壓縮機(jī)20內(nèi)旋轉(zhuǎn)。一對徑向通道186、188設(shè)置在隔板26的周邊，用于分別容納溫度探針164和耦聯(lián)于內(nèi)部流體注射管187的入口配件42。隔板26包括位于接合表面176的相對側(cè)的第二接合表面190。接合表面190加工并構(gòu)造成與HS端蓋28的互補的加工接合表面194接合。作為非限制性的示例，墊圈或其它密封裝置可以布置在接合表面190、194之間，以提供它們之間的液密密封。隔板26包括中心開口 198，開口 198在其一側(cè)與排放通道144和排放閥150連通，在其相反的一側(cè)與流體過濾器/分離器200連通。隔板26將吸入室48與排放室46分開。在壓縮機(jī)20工作期間，工作流體和潤滑劑從吸入室48經(jīng)過下渦旋進(jìn)口 202流到形成于第一渦卷128和第二渦卷142之間的室中，然后流經(jīng)排放通道144、排放閥150排放以及隔板26中的開口 198并進(jìn)入排放室46內(nèi)的分離器200。在分離器200內(nèi)，潤滑劑與工作流體分離并通過重力落到排放室46的下部，而工作流體從排放室46通過HS端蓋28中的排放配件38排出。參考圖1-2，HS端蓋28中的出口配件36與排放室46以及其內(nèi)的潤滑劑連通。潤滑劑線路210從出口配件36通過配件212延伸到熱交換器32的頂部。潤滑劑返回線路214從熱交換器32下部上的配件216延伸到LS端蓋24上的入口配件34。排放室46處于排放壓力而吸入室48處于吸入壓力，吸入壓力通常低于排放壓力。壓力差使得潤滑劑經(jīng)由熱交換器32從排放室46流到吸入室48。特別地，潤滑劑流過潤滑劑線路210、熱交換器32、返回線路214以及LS端蓋24中的通道104。潤滑劑從通道104流入軸承82以潤滑軸承82和曲軸56的端部96。潤滑劑還流入大孔98中，然后在它向曲軸56的端部88行進(jìn)時流過小孔100。當(dāng)曲軸56旋轉(zhuǎn)時，離心力使得潤滑劑從大孔98流到小孔100并流到端部88上。潤滑劑離開端部88并流到動渦旋92的轂130內(nèi)的驅(qū)動軸套90中和周圍。流出端部88的潤滑劑通過重力落到中間槽222中。中間槽222由止推板112的實心部124和主軸承座50的實心下部限定。潤滑劑可以在壓縮機(jī)20工作期間聚集在中間槽222中。在曲軸56的旋轉(zhuǎn)過程中，配重108穿過中間槽222內(nèi)的潤滑劑并飛濺或晃動其內(nèi)的潤滑劑遍布軸承座50和止推板112之間的空間，使得歐氏聯(lián)軸器136以及止推板112和動渦旋92之間的界面接收到潤滑劑。潤滑劑流提供潤滑和冷卻效果。LS端蓋24的孔72內(nèi)的潤滑劑可以通過重力向下流動，并且一些潤滑劑可以聚集在定子68的下部和轉(zhuǎn)子84周圍的馬達(dá)區(qū)域220中。馬達(dá)區(qū)域220由主軸承座50的實心下部59的相反側(cè)、外殼22以及LS端蓋24限定。如下所述，離開孔72的潤滑劑落到外殼22的底部并經(jīng)由通道226流到外殼22的渦旋側(cè)。通道226在馬達(dá)區(qū)域220和止推板112的鄰近下渦旋進(jìn)口 202的遠(yuǎn)端之間延伸。通道226可以穿過外殼22的主軸承座50進(jìn)行加工。通道226與中間槽222的分離有利地允許一些潤滑劑收集或匯集在中間槽222內(nèi)，用于經(jīng)由曲軸56和配重108的旋轉(zhuǎn)來潤滑中間槽222內(nèi)及其附近或周圍的部件。止推板112與外殼22的肩部65的接合可以提供半液密接合，其中，在中間槽222內(nèi)潤滑劑匯集的同時，仍然允許一部分潤滑劑流出，因為這部分潤滑劑被從曲軸56的端部88流出的新來的潤滑劑取代，從而提供連續(xù)的流入和流出中間槽222的流動。實心部124和實心部59因此形成中間槽222，中間槽222能夠在壓縮機(jī)20工作期間在其中匯集潤滑劑。這些特征可以鑄造在止推板112和外殼22中。如圖2所示，中間槽222的額定操作潤滑劑水平明顯高于馬達(dá)區(qū)域220中的水平。同樣示出了排放室46中的額定操作潤滑劑水平。在工作中，馬達(dá)70被激勵從而導(dǎo)致曲軸56開始圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)致動渦旋92相對于定渦旋62運動。該旋轉(zhuǎn)拉動工作流體進(jìn)入吸入室48。在吸入室48內(nèi)，工作流體和潤滑劑混合在一起并被拉到下渦旋進(jìn)口 202中以及動渦旋92和定渦旋62的第一渦卷128和第二渦卷142之間。工作流體和潤滑劑在其中被壓縮并經(jīng)由排放通道144和排放閥150被排放到排放壓力。排放的工作流體和潤滑劑流入潤滑劑分離器220中，其中，工作流體穿過潤滑劑分離器220而潤滑劑被捕獲在其中，并通過重力流到排放室46的底部。工作流體通過排放配件38流出排放室46并進(jìn)入使用壓縮機(jī)20的系統(tǒng)。如果該系統(tǒng)是封閉的系統(tǒng)，則工作流體在經(jīng)過該系統(tǒng)后經(jīng)由入口配件30返回到壓縮機(jī)20的吸入室48?，F(xiàn)在參考圖1和圖14，其顯示了壓縮機(jī)20與示例性的制冷系統(tǒng)250—起使用時潤滑劑的冷卻。制冷系統(tǒng)250包括壓縮機(jī)20，壓縮機(jī)20將流過其中的工作流體(如制冷劑)從吸入壓力壓縮到大于吸入壓力的排放壓力。入口配件30與吸入線路254和吸入室48流體連通。排放配件38與排放線路256流體連通，排放線路256接收來自壓縮機(jī)20的排放室46的經(jīng)過壓縮的工作流體。入口配件42形成中間壓力端口，中間壓力端口在對應(yīng)于排放壓力和吸入壓力之間的中間壓力的位置處與壓縮機(jī)20中的渦旋組件64的壓縮腔連通。因此，入口配件42能夠在中間壓力位置處給壓縮機(jī)20的壓縮腔供應(yīng)流體。流過排放線路256的排放工作流體流入冷凝器258中，其中，熱量Q1從流過的工作流體中排出。熱量Q1能夠被釋放到流過冷凝器258的另一流體。作為非限制性的示例，熱量Q1能夠傳遞到由風(fēng)扇260導(dǎo)入并流過冷凝器258的空氣流261。流過冷凝器258的工作流體能夠從高溫、高壓的蒸汽相工作流體冷凝為溫度降低的高壓冷凝液態(tài)工作流體。
冷凝的工作流體經(jīng)由冷凝工作流體線路262從冷凝器258流入熱交換器32。冷凝的工作流體可以通過配件264進(jìn)入熱交換器32的頂部。工作流體通過另一線路266離開熱交換器32。線路266能夠耦聯(lián)于熱交換器32的下部并經(jīng)由配件268與其連通。如下所述，在熱交換器32內(nèi)，熱量Q2從流過的冷凝工作流體中排出。結(jié)果，冷凝的工作流體二次冷卻并以低于進(jìn)入熱交換器32時的溫度離開熱交換器32。線路266中的二次冷卻冷凝工作流體流過主節(jié)約或膨脹裝置270。流過膨脹裝置270的工作流體膨脹，并且伴隨著壓力的減小而出現(xiàn)溫度的進(jìn)一步降低。能夠動態(tài)地控制膨脹裝置270以補償放置在制冷系統(tǒng)250上的變化負(fù)載。可替代地，膨脹裝置270可以是靜態(tài)的。膨脹裝置270下游的膨脹的工作流體流經(jīng)線路272進(jìn)入蒸發(fā)器274。在蒸發(fā)器274內(nèi)，工作流體吸收熱量Q3并可從低溫、低壓的液態(tài)工作流體轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟壬叩牡蛪赫羝麘B(tài)工作流體。作為非限制性的示例，由工作流體吸收的熱量Q3可以從通過風(fēng)扇278導(dǎo)入并流過蒸發(fā)器274的空氣流276中提取。吸入線路254耦聯(lián)于蒸發(fā)器274，使得離開蒸發(fā)器274的工作流體流過吸入線路254并返回到壓縮機(jī)20的吸入室48中，從而形成封閉系統(tǒng)。如上面關(guān)于壓縮機(jī)20所描述的，來自壓縮機(jī)20的潤滑劑還能夠流過熱交換器32。特別地，通過排放室46和吸入室48之間的壓力差，潤滑劑能夠從排放室46流過熱交換器32并返回到吸入室48中。在熱交換器32內(nèi)，熱量Q4能夠從流過的潤滑劑中排出。結(jié)果，離開熱交換器32的潤滑劑的溫度低于進(jìn)入熱交換器32的潤滑劑的溫度。壓縮機(jī)20和制冷系統(tǒng)250利用膨脹的冷凝工作流體在熱交換器32中吸收熱量Q2和熱量Q4。特別地，節(jié)約回路可用于二次冷卻熱交換器32內(nèi)的冷凝工作流體。在工作流體流過膨脹裝置270之前二次冷卻冷凝工作流體可以提高工作流體在蒸發(fā)器274內(nèi)吸收熱量Q3的能力容量并因此提高制冷系統(tǒng)250的冷卻能力。為了提供二次冷卻，流過熱交換器32下游的線路266的工作流體的一部分可以經(jīng)過節(jié)約路線280、在節(jié)約膨脹裝置282內(nèi)膨脹(從而降低溫度和壓力)、并通過線路284導(dǎo)入熱交換器32中。特別地，節(jié)約工作流體可以通過配件286到達(dá)熱交換器32的下部。線路284內(nèi)的膨脹節(jié)約工作流體可以是液態(tài)、蒸汽態(tài)、或兩相的液-蒸汽態(tài)。節(jié)約工作流體能夠向上流過熱交換器32并進(jìn)入與隔板26的入口配件42相連的注射線路288。特別地，節(jié)約工作流體能夠通過耦聯(lián)于注射線路288的配件290離開熱交換器32的上部。在熱交換器32內(nèi)，節(jié)約工作流體從通過線路262進(jìn)入熱交換器32的冷凝工作流體中吸收熱量Q2，使得冷凝的工作流體的溫度降低(也就是，被二次冷卻)。通過注射線路288離開熱交換器32的節(jié)約工作流體通過入口配件42和徑向通道166、分支168、分支170、以及定渦旋62中的開口 170注射到渦旋組件64的中間壓力位置。壓縮機(jī)20和制冷系統(tǒng)250有利地使用節(jié)約回路來冷卻流過壓縮機(jī)20的潤滑劑。特別地，在熱交換器32內(nèi)，熱量Q4從潤滑劑傳遞到節(jié)約工作流體。結(jié)果，經(jīng)由線路214流出熱交換器32的潤滑劑的溫度降低。熱交換器32因此起到雙系統(tǒng)熱交換器的作用。膨脹裝置282可以根據(jù)需要是動態(tài)裝置或靜態(tài)裝置，以提供期望的節(jié)約效果和潤滑劑的冷卻。膨脹裝置282可以保持注射路線288內(nèi)的壓力高于與入口配件42連通的壓縮腔的中間壓力位置處的壓力。注射到中間壓力位置的工作流體可以是蒸汽態(tài)、液態(tài)、或兩相的液-蒸汽態(tài)。節(jié)約工作流體注射到渦旋組件64的中間壓力位置可以有利地冷卻渦旋并降低排放溫度。使用熱交換器32來提取熱量Q2和熱量Q4可以提供較低的復(fù)雜程度和/或更便宜的制冷系統(tǒng)，其中，單個熱交換器可以提供冷凝工作流體的二次冷卻和潤滑劑的冷卻。另夕卜，使用節(jié)約工作流體來冷卻潤滑劑消除了對分開的或不同的用于潤滑劑的冷卻系統(tǒng)的需求、以及可能使用不同的介質(zhì)例如冷水來冷卻潤滑劑的需求。而且，將這些特征集成于單個的熱交換器32允許熱交換器容易地整合到壓縮機(jī)20中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更緊湊的設(shè)計以及減小系統(tǒng)占據(jù)的區(qū)域?？蛇x地，節(jié)約回路可以利用冷凝器258下游和熱交換器32上游的冷凝的制冷劑。特別地，如圖14中的虛線所示，節(jié)約線路280’可以從線路262延伸到膨脹裝置282。在這種情況下，不使用節(jié)約線路280。結(jié)果，流過線路262的冷凝工作流體的一部分通過節(jié)約線路280’到達(dá)膨脹裝置282并膨脹從而形成流過熱交換器32的節(jié)約工作流體流。制冷系統(tǒng)250的剩余操作與上面討論的相同。現(xiàn)在參考圖15，在制冷系統(tǒng)300中示意性地示出了一種用于冷卻潤滑劑的替代構(gòu)造。制冷系統(tǒng)300與上面討論的制冷系統(tǒng)250類似，并且使用相同的參考數(shù)字來指示相同或類似的部件、線路、特征等。這樣，只對制冷系統(tǒng)300和制冷系統(tǒng)250之間的主要不同之處進(jìn)行詳細(xì)地討論。制冷系統(tǒng)300的一個不同之處在于沒有使用單個的雙系統(tǒng)熱交換器32。相反，在制冷系統(tǒng)300中使用了兩個分開的熱交換器302、304。在制冷系統(tǒng)300中，熱交換器302用作節(jié)約熱交換器來二次冷卻流過其中的冷凝的工作流體，而熱交換器304起到降低流經(jīng)其中的潤滑劑的溫度的作用。特別地，線路305從膨脹裝置282延伸至熱交換器302并引導(dǎo)膨脹的工作流體進(jìn)入熱交換器302。在熱交換器302內(nèi)，熱量Q2被來自通過線路262進(jìn)入熱交換器302的冷凝工作流體的膨脹工作流體吸收。結(jié)果，冷凝的工作流體在熱交換器302內(nèi)被膨脹的工作流體二次冷卻。膨脹的工作流體通過線路306離開熱交換器302并流入熱交換器304。熱交換器304用作潤滑劑熱交換器。潤滑劑線路210從壓縮機(jī)20延伸到熱交換器304中，且潤滑劑返回線路214從熱交換器304延伸回到壓縮機(jī)20。在熱交換器304內(nèi)，熱量Q4從流經(jīng)其中的潤滑劑中排出并傳遞到流過熱交換器304的膨脹工作流體上。結(jié)果，流過熱交換器304的潤滑劑的溫度降低。膨脹的工作流體離開熱交換器304，并且如上所述，通過注射線路288被注射到壓縮機(jī)20中的渦旋組件64內(nèi)的中間壓力位置。流過熱交換器302、304的膨脹的工作流體可以以液態(tài)、蒸汽態(tài)、或兩相的液-蒸汽態(tài)進(jìn)入其中并從中離開。可選地，在制冷系統(tǒng)300中，可以取消冷凝工作流體的二次冷卻。在這種布置中，將不出現(xiàn)熱交換器302以及線路266和線路306。相反，冷凝的工作流體在流過膨脹裝置270之前從線路262中提取出，通過膨脹裝置282膨脹，并通過膨脹工作流體線路305’ (以虛線顯示)提供給熱交換器304。在該構(gòu)造中，由膨脹裝置282膨脹的工作流體被用來從流過熱交換器304的潤滑劑中吸收單個熱量Q40結(jié)果，來自熱交換器304的潤滑劑的溫度降低。如上所述，離開熱交換器304的膨脹工作流體通過注射線路288注射到壓縮機(jī)20的中間壓力位置。
因此，在制冷系統(tǒng)300中，冷凝的工作流體可以被膨脹并用來二次冷卻冷凝的工作流體和/或冷卻流過壓縮機(jī)20的潤滑劑。使用膨脹工作流體能夠通過消除對不同的用于冷卻潤滑劑的外部冷卻介質(zhì)的需求，有利于降低系統(tǒng)復(fù)雜程度和成本。另外，膨脹工作流體的使用能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省空間的構(gòu)造，其中，熱交換器302和/或熱交換器304可附接于壓縮機(jī)20。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)具有減小的系統(tǒng)占地面積的空間節(jié)省系統(tǒng)。因此，根據(jù)本發(fā)明的壓縮機(jī)和制冷系統(tǒng)能夠有利地利用在隨后發(fā)生膨脹從而降低流過壓縮機(jī)的潤滑劑的溫度的冷凝的工作流體。潤滑劑的冷卻可以利用對冷凝的工作流體進(jìn)行二次冷卻的節(jié)約回路來調(diào)節(jié)。結(jié)果，不需要外部的冷卻介質(zhì)或冷卻源來冷卻潤滑劑。另夕卜，通過附接一個或多個熱交換器到壓縮機(jī)上可以實現(xiàn)更緊湊的設(shè)計。在一些實施方式中，雙系統(tǒng)熱交換器可用來二次冷卻冷凝的工作流體和冷卻潤滑劑。在另一些實施方式中，利用了單獨的熱交換器。在一些實施方式中，可以在沒有二次冷卻冷凝液態(tài)工作流體線路的情況下使用膨脹的工作流體，其中，只有潤滑劑通過膨脹的工作流體冷卻。在所有這些實施方式中，吸熱的膨脹工作流體注射到壓縮機(jī)的中間壓力位置。潤滑劑溫度的降低可導(dǎo)致更低的注入潤滑劑溫度，這能夠減少吸入氣體過熱，從而提高壓縮機(jī)容積效率并改善性能。另夕卜，降低的潤滑劑溫度由于吸入氣體和馬達(dá)的冷卻而能夠提高壓縮機(jī)的可靠性，并且能夠維持理想的粘度水平來實現(xiàn)壓縮機(jī)運動部件之間合適的膜厚。各種加工表面結(jié)合在壓縮機(jī)外殼中有利地幫助了各種部件在壓縮機(jī)內(nèi)的精確對中和軸向上的精確對準(zhǔn)。外殼的加工可以通過單次設(shè)置完成，從而提供高效的制造。另外，加工表面都是圓形特征，從而促進(jìn)了簡單加工。與外殼加工表面接合的部件也可以高效地制造。因此，壓縮機(jī)可以提供更好的對準(zhǔn)和/或高效的制造。在壓縮機(jī)中主軸承座和止推板之間內(nèi)形成中間槽有利地促進(jìn)了動渦旋和相關(guān)部件的潤滑。止推板、外殼以及主軸承座能夠限定中間槽。在主軸承座和動渦旋之間在曲軸上包含配重有利于其穿過中間槽內(nèi)的潤滑劑并將潤滑劑飛濺到中間槽區(qū)域的部件上?？梢栽谕鈿ぶ屑庸づ酝喜垡员憷@過中間槽，從而允許潤滑劑從馬達(dá)區(qū)域(低側(cè))流到下渦旋進(jìn)口。盡管本發(fā)明在水平式壓縮機(jī)上示出，其中馬達(dá)位于外殼內(nèi)，但是本發(fā)明也可以在開口驅(qū)動式壓縮機(jī)中使用,其中，馬達(dá)位于外殼的外部并驅(qū)動穿過外殼的軸。在對本發(fā)明進(jìn)行了以上描述后，很明顯的是本發(fā)明可能以多種方式進(jìn)行變化。這些變化并不認(rèn)為偏離本發(fā)明的宗旨和范圍，并且意在使所有這些對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的改變都包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，包括一體式主體,所述主體包括與主軸承座一體形成的外殼,所述主軸承座具有用于支撐曲軸的一部分的孔，所述外殼包括所述外殼的內(nèi)部上鄰近所述外殼的第一端部的連續(xù)環(huán)形表面和鄰近所述外殼的第二端部的多個軸向延伸的弧形表面，所述多個弧形表面沿所述外殼的所述內(nèi)部間隔開。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括具有外周表面的渦旋構(gòu)件，所述外周表面的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第一端部內(nèi)并與所述環(huán)形表面接合，所述環(huán)形表面使所述渦旋構(gòu)件在所述外殼內(nèi)對中。
3.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括具有邊緣的隔板，所述隔板的邊緣的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第一端部內(nèi)并與所述環(huán)形表面接合，所述環(huán)形表面使所述隔板相對于所述外殼對中。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括具有邊緣的端蓋，所述端蓋的邊緣的尺寸設(shè)置為配合到所述外殼的所述第二端部內(nèi)并與所述弧形表面接合，所述端蓋具有用于支撐所述曲軸的端部的孔，所述弧形表面使所述端蓋相對于所述外殼對中并使所述端蓋中的所述孔與所述主軸承座中的所述孔軸向?qū)?zhǔn)。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括具有外表面的定子，所述外表面的尺寸設(shè)置為容納在所述外殼中，所述外表面與所述弧形表面接合，所述弧形表面使所述定子在所述外殼中對中。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括所述外殼內(nèi)位于所述主軸承座和所述環(huán)形表面之間的肩部；和止推板，所述止推板具有與所述渦旋構(gòu)件接合的第一表面和與所述肩部接合的第二表面，所述肩部限制所述止推板在所述外殼內(nèi)的軸向位置。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述主軸承座和所述止推板共同限定低側(cè)潤滑劑槽。
8.如權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括曲軸和配重，所述曲軸與所述渦旋構(gòu)件驅(qū)動性接合，所述配重附接于所述曲軸并隨著所述曲軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，所述配重在所述曲軸旋轉(zhuǎn)期間穿過所述低側(cè)潤滑劑槽中的潤滑劑并飛濺其中的所述潤滑劑，從而將所述潤滑劑輸送到所述渦旋構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)，其中，所述端蓋限定有高側(cè)潤滑劑槽。
10.如權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)，其中，所述端蓋包括與所述高側(cè)潤滑劑槽和熱交換器流體連通的潤滑劑排放配件。
11.如權(quán)利要求10所述的壓縮機(jī)，其中，所述熱交換器包括接收來自所述高側(cè)潤滑劑槽的潤滑劑的第一流體通道和接收來自所述壓縮機(jī)的工作流體的第二流體通道，所述第一流體通道和第二流體通道彼此流體隔離。
12.如權(quán)利要求11所述的壓縮機(jī)，其中，所述渦旋構(gòu)件限定有接收來自所述熱交換器的膨脹的工作流體的中間壓力位置。
全文摘要
一種外部熱交換器用于將熱量從壓縮機(jī)的潤滑劑傳遞到膨脹的工作流體，從而冷卻所述潤滑劑。所述熱交換器還可用于利用相同的膨脹的工作流體流二次冷卻冷凝的工作流體。水平渦旋式壓縮機(jī)包括在主軸承座和渦旋構(gòu)件之間的中間潤滑劑槽。所述曲軸上的配重能夠穿過所述中間槽內(nèi)的潤滑劑從而將所述潤滑劑飛濺到四周。水平渦旋式壓縮機(jī)可以包括多個用于精確對中和對準(zhǔn)所述壓縮機(jī)的部件的加工表面。
文檔編號F04C29/02GK102996444SQ201210351049
公開日2013年3月27日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者過煒華, 詹宏宏, 王石, 郭華明, 王桂賓, 張勁 申請人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司