專(zhuān)利名稱：帶有排出管的渦旋機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及渦旋式機(jī)器，本發(fā)明特別涉及裝有排出管的渦旋式壓縮機(jī)，該排出管是裝在該壓縮機(jī)的排出室或消音室中的。
一般的渦旋機(jī)，特別是渦旋壓縮機(jī)通常都設(shè)有密封的外殼，它限定出一個(gè)腔室，其中裝有工作流體。該外殼中的隔板將該室分成排出壓力區(qū)和吸入壓力區(qū)。位于吸入壓力區(qū)中的渦旋組件用于壓縮工作流體。一般來(lái)說(shuō)，這些渦旋組件都裝有一對(duì)相互配合的螺旋形渦卷，其中的一個(gè)相對(duì)另一個(gè)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而限定了一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)的室，當(dāng)它們從外吸入口向中心排出口移動(dòng)時(shí)尺寸是逐漸減小的。通常都設(shè)有電動(dòng)機(jī)，它通過(guò)適宜的驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)該公轉(zhuǎn)渦卷。
外殼中的隔板必須使得離開(kāi)該渦旋組件的中心排出口的壓縮流體進(jìn)入該外殼中的排出壓力區(qū)中，而同時(shí)又要保持排出壓力區(qū)和吸入壓力區(qū)之間的整體性。隔板的這種功能通常由一密封件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該密封件與隔板及渦旋件配合形成中心排出口。
該密封外殼的排出壓力區(qū)還可起到消音室的功能，并且一般設(shè)有與致冷回路或其它類(lèi)型的流體回路相通的流體排出口。該流體回路的相對(duì)端用經(jīng)此外殼伸入吸入壓力區(qū)的流體吸入口與該密封外殼的吸入壓力區(qū)相連。因此該渦旋機(jī)從密封外殼中的吸入壓力區(qū)接受工作流體，在一個(gè)或幾個(gè)由該渦旋組件所限定的可變腔室中壓縮此工作流體，然后將壓縮工作流體排入該壓縮機(jī)的排出壓力區(qū)。經(jīng)壓縮的工作流體經(jīng)流體排出口被導(dǎo)向流體回路，然后經(jīng)吸入口返回密封外殼中的吸入壓力區(qū)。
在某些壓縮機(jī)中，中心排出口的位置是把相當(dāng)熱的壓縮氣體向裝有壓縮機(jī)的密封外殼的內(nèi)表面上的局部區(qū)域排放的。在通常情況下壓縮的排出氣體是相當(dāng)熱的。但，在某些情況下，如負(fù)荷的損失、系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或在高壓縮比下暫時(shí)運(yùn)行，該排出氣體會(huì)變得過(guò)熱。當(dāng)這種熱壓縮氣體沖擊該外殼內(nèi)表面時(shí)，形成了不希望有的局部熱點(diǎn)。這種局部熱點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生有害的局面，也會(huì)降低外殼材料的強(qiáng)度和壽命。
此外，當(dāng)壓縮氣體沖擊外殼的內(nèi)表面時(shí)，噪音和振動(dòng)直接傳向外殼。當(dāng)該渦旋機(jī)作為冷凍、空調(diào)或熱泵用途的壓縮機(jī)使用時(shí)，它對(duì)于保持盡可能最低程度的噪音而言是特別有益的。因此，渦旋機(jī)和其流體系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展旨在降低該機(jī)的運(yùn)行噪音水平及消除與所排出的相當(dāng)熱的排出氣體相關(guān)的各種問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種采用排出管的技術(shù)，該管將來(lái)自渦旋機(jī)的中心排出口的相當(dāng)熱的排出氣體導(dǎo)向該壓縮機(jī)的排出壓力區(qū)中的排出口。該排出管可明顯地減少該壓縮機(jī)外殼上的任何局部處的熱點(diǎn)。
從下面的詳述陳述、所附的權(quán)利要求及附圖中，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將會(huì)明了本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和目的。
在說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的附圖中

圖1是按本發(fā)明裝有排出管的渦旋壓縮機(jī)的垂直剖視圖；圖2是圖1中所示的壓縮機(jī)中的排出壓力區(qū)的放大的垂直剖視圖；圖3是圖1和2中所示的排出管的頂視圖；圖4是沿圖3中所示的箭頭方向4-4截取的排出管的垂直剖視圖；圖5是圖1-3中所示的排出管的側(cè)剖視圖。
雖然本發(fā)明適于與多種不同類(lèi)型的渦旋機(jī)組合，但出于舉例的目的，本文將結(jié)合圖1中所示的通用結(jié)構(gòu)的渦旋致冷壓縮機(jī)描述本發(fā)明?，F(xiàn)參見(jiàn)附圖，特別是圖1，所示的壓縮機(jī)10包括一圓柱形的密封外殼12，其上端焊有一個(gè)蓋14。蓋14設(shè)有致冷劑排出裝置18，其中可設(shè)有常規(guī)的排出閥。固定在外殼12上的其它主要部件包括入口裝置20；橫向延伸的隔板22，它的周邊焊在蓋14與外殼12相焊的同一焊點(diǎn)上；主軸承架24和下軸承架26，它們各有多條徑向外伸的支柱，每個(gè)支柱都適宜地固定在外殼12上。上端有偏心曲柄銷(xiāo)34的驅(qū)動(dòng)軸或曲軸32可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在主軸承架24中的軸承36和下軸承架26中的第二軸承38中。在其下端，曲軸32有一直徑相對(duì)大的同心孔40，它與徑向朝外偏斜的，從同心孔40向上延伸至曲軸32的頂部的直徑較小的孔42相通?？?0中設(shè)有攪動(dòng)器44。內(nèi)殼12的下部限定出一個(gè)油槽46，它裝有潤(rùn)滑油。同心孔40起到泵的作用，它將潤(rùn)滑液沿曲軸32向上泵送，然后進(jìn)入孔42，最終泵送到壓縮機(jī)的需潤(rùn)滑的所有部位。
電動(dòng)機(jī)28可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)曲軸32，電動(dòng)機(jī)28包括定子30，穿過(guò)定子的繞組48和壓配在曲軸32上的轉(zhuǎn)子50，并具有上、下配重52和54。
主軸承架24的上表面設(shè)有平的止推承載表面56，其上設(shè)有公轉(zhuǎn)渦旋件58，在其上表面上有常規(guī)的螺旋葉片或渦卷60。從公轉(zhuǎn)渦旋件58的下表面突出一圓柱狀輪轂，其中有止推軸承62，并可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)有驅(qū)動(dòng)套筒64，該套筒64具有內(nèi)孔66，其中可驅(qū)動(dòng)地置有曲柄銷(xiāo)34。曲柄銷(xiāo)34的一個(gè)表面上有一平面，它可驅(qū)動(dòng)地與形成于孔66的部分中的平表面(未示)配合，從而提供了徑向依從的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，如US.4,877,382中所示的結(jié)構(gòu)，該專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)參照已結(jié)合在本文中。在作公轉(zhuǎn)渦旋件58和軸承架24之間還設(shè)有歐氏聯(lián)軸節(jié)68。對(duì)于公轉(zhuǎn)渦旋件58和非公轉(zhuǎn)渦旋件70而言，歐氏聯(lián)軸節(jié)68對(duì)于阻止公轉(zhuǎn)渦旋件58的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)是至關(guān)重要的。歐氏聯(lián)軸節(jié)68最好是US.5,320,506中公開(kāi)的那種聯(lián)軸節(jié)，該專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)參照已結(jié)合在本文中。
非公轉(zhuǎn)渦旋件70也設(shè)有渦卷72，它與公轉(zhuǎn)渦旋件58的渦卷60是緊密配合的。非公轉(zhuǎn)渦旋件70有一中心設(shè)置的排出通道74，它與一向上開(kāi)口的槽76相通，槽76又借助隔板22中的開(kāi)口78與由蓋14和隔板22限定的排出消音室80流體相通。圍繞開(kāi)口78的入口處有一環(huán)形密封件82。在非公轉(zhuǎn)渦旋件70的上表面有一環(huán)形槽84，它有平行的共軸的側(cè)壁，在槽84中密封地設(shè)有環(huán)形浮動(dòng)密封件86，以便作相對(duì)的軸向移動(dòng)，密封件86起著將槽84的底與吸入壓力時(shí)88處存有的氣體及卸壓時(shí)90處的氣體隔絕，從而可借助通道92與中間壓力流體源相通。非公轉(zhuǎn)渦旋件70因此與公轉(zhuǎn)渦旋件58有軸向位移，從而借助作用于非公轉(zhuǎn)渦旋件70的中心部位的排出壓力所產(chǎn)生的力及作用在槽84的底部的中間流體壓力所產(chǎn)生的力增強(qiáng)了渦卷頂部的密封。在槽76和開(kāi)口78中排出氣體也借助對(duì)密封部位82起作用的密封件86與該外殼中的吸入壓力的氣體氣密地隔開(kāi)。在US.5,156,539中很詳述地公開(kāi)了浮動(dòng)密封件86的軸向偏壓和功能，其公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)參照已結(jié)合在本文中。將非公轉(zhuǎn)渦旋件70設(shè)計(jì)得可以適宜方式裝在軸承架24上，該方式可使非公轉(zhuǎn)渦旋件作有限的軸向(而不轉(zhuǎn)動(dòng)的)移動(dòng)。非公轉(zhuǎn)渦旋件70可以上述US.4,877,382或5,102,316中公開(kāi)的方式安裝，這些公開(kāi)內(nèi)容經(jīng)參照已結(jié)合在本文中。
該壓縮機(jī)最好是“低壓邊”(low side)型的，其中使經(jīng)裝置20吸入氣體，除部分漏失外，進(jìn)入此外殼中，因而有助于冷卻電動(dòng)機(jī)。只要有足夠的返回的吸入氣體流，電機(jī)就將保持在所希望的溫度限度內(nèi)。但，當(dāng)其流動(dòng)停止時(shí)，失去冷卻將使電機(jī)保護(hù)器94跳閘，從而使該機(jī)器停止工作。
經(jīng)如此概括地描述的壓縮機(jī)或在本領(lǐng)域中里是公知的，或是由其它申請(qǐng)人所委托的其它待批專(zhuān)利申請(qǐng)的內(nèi)容。
本發(fā)明的目的在于提供一種獨(dú)特的排出管組件100，它與離開(kāi)排出管通道74然后經(jīng)槽76和開(kāi)口78進(jìn)入排出室80的壓縮致冷劑的流動(dòng)方向一致地牢固地固定在隔板22上。
現(xiàn)參見(jiàn)圖2-5，排出管組件100包括安裝法蘭102、管104和斜面106。法蘭102牢固地固定在靠近法蘭102外緣的隔板22上。隔板22有一環(huán)形的下凹區(qū)108，它與法蘭102一起形成環(huán)形間隙110。環(huán)形間隙110減少了隔板22和法蘭102之間的熱傳遞。法蘭102限定了一般為圓形的開(kāi)口112，它與開(kāi)口78的排列方向是一致的，從而可使壓縮流體從排出通道74流過(guò)，然后流入管組件100。管104牢固地裝在法蘭102上，并起著將排出流體從開(kāi)口112引向排出裝置18的作用，然后裝置18又將此流體導(dǎo)向流體回路。進(jìn)入管104的流體沖擊管104的大半徑的端部114，然后轉(zhuǎn)90°，再被導(dǎo)向排出裝置18。管104的出口端116成一角度以便與排出裝置18方向一致。在管104和蓋子14之間留有間隙118以阻止此兩部件間傳熱。在管104和排出裝置18之間留有間隙120，為的是減輕壓縮氣體的脈動(dòng)。為平衡管104內(nèi)側(cè)和排出室80之間的壓力，設(shè)有多個(gè)穿過(guò)管104的壁的小孔122。
斜面106置于管104中，并牢固地裝在管104的底壁上。斜面106的作用是使經(jīng)管104進(jìn)入排出裝置18的致冷劑平穩(wěn)流動(dòng)。
經(jīng)入口裝置20進(jìn)入外殼12中的吸入或返回氣體迅速?zèng)_擊到圖1中所示的吸氣緩沖器130上，它連在入口裝置20上，并將大部分這種流體向上導(dǎo)向非公轉(zhuǎn)渦旋件70和隔板22間區(qū)域中。這種吸入氣體將非公轉(zhuǎn)渦旋件70冷卻，從而有效地降低了多變壓縮率。該吸入氣體連續(xù)流過(guò)非公轉(zhuǎn)渦旋件70，然后向下進(jìn)入外殼12中，從而冷卻電機(jī)28。在未裝管組件100的壓縮機(jī)上，隔板22被排出室80中的較熱的排出氣體加熱，而這種熱在吸入氣體通過(guò)非公轉(zhuǎn)渦旋件70和隔板22之間時(shí)轉(zhuǎn)移到該吸入氣體。
管組件100的基本原則在于將隔板22與熱盡可能地隔絕。通過(guò)保證排出氣體不在排出室80中環(huán)流來(lái)達(dá)到此目的。管組件100在排出室80中形成了圍繞管組件100的滯流氣體體積，而此滯流氣體體積又起到了絕熱層的作用。由于對(duì)流傳熱系數(shù)是氣體速度的函數(shù)，所以此速度越低，則該對(duì)流傳熱系熱也越低。
由管組件100產(chǎn)生的熱排出氣體與隔板22間基本隔絕，明顯降低了壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的隔板溫度。在非公轉(zhuǎn)渦旋件70和隔板22間環(huán)流的吸入氣體將從隔板22收到較少的熱，因此該氣體將處于比未裝管組件100的壓縮機(jī)的溫度低的溫度下。到達(dá)電機(jī)28處的較冷的氣體將電機(jī)溫度降得比未裝管組件100的壓縮機(jī)的電機(jī)溫度低，從而降低了能耗。然后吸入氣體以較低的溫度持續(xù)留在渦旋入口處，從而增加了氣體密度，而因此增加了質(zhì)量流量。所有這一切過(guò)程都得益于從通過(guò)隔板吸入氣體所獲得的熱量。
管組件100的另外的益處在于明顯地降低了蓋14的溫度。管組件100消除了熱排出氣體對(duì)蓋14的內(nèi)表面的沖擊，并提供了將蓋14與管組件100隔開(kāi)的間隙118。消除了熱排出氣體的沖擊則明顯降低了蓋14在壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度。最終再將排出氣體從蓋14處導(dǎo)開(kāi)則降低了因排出氣體的脈沖沖擊使蓋14振動(dòng)而產(chǎn)生的高頻噪音。這提供了優(yōu)于大多數(shù)運(yùn)行狀況的，較安靜運(yùn)行的壓縮機(jī)。
雖然上述的詳細(xì)陳述所描述的是本發(fā)明的最佳實(shí)施方案，但應(yīng)理解，不違背所附權(quán)利要求的范圍和含義還可作出各種修改、變化和替換。
權(quán)利要求
1.一種渦旋機(jī)，它包括外殼；置于所述外殼中的，并具有第一螺旋形渦卷的第一渦旋件；置于所述外殼中的，并具有第二螺旋形渦卷的第二渦旋件；所述渦卷相互交錯(cuò)配合；使所述渦旋件相互作相對(duì)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置，借此所述渦卷在所述渦旋件限定的吸入口和所述第一和第二渦旋件之一限定的排出口之間至少產(chǎn)生一個(gè)體積逐漸變化的封閉空間；在所述外殼中形成排出室和吸入室的隔板，所述排出口與所述排出室相通，所述外殼限定與所述排出室相通的流體口；及設(shè)在所述排出室中的管，所述管具有與所述排出口方向一致的入口和與所述流體口方向一致的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述管固定在所述隔板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述隔板和所述入口間形成有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述入口與出口大致相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，它還包括置于所述管中的、在所述入口和所述出口間的斜面，所述斜面使經(jīng)所述管的流體平穩(wěn)流動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述外殼包括頂壁，所述管位于所述排出室中，以便在所述管和所述頂壁間形成有一間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述出口和所述流體口間形成有間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述隔板和所述入口間形成有一間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述入口和所述出口相互大致垂直，所述管包括一內(nèi)表面，其形狀能接受來(lái)自所述入口的流體并能將其導(dǎo)向所述出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦旋機(jī)，它還包括一置于所述管內(nèi)，位于所述入口和所述出口間的斜面，所述斜面使經(jīng)所述管的流體平穩(wěn)流動(dòng)。
11.一種渦旋機(jī)，它包括有端壁和側(cè)壁的外殼；設(shè)置在所述外殼中的隔板，所述隔板在所述外殼中限定了排出室和吸入室；經(jīng)所述外殼的所述側(cè)壁延伸的流體開(kāi)口；置于所述吸入室中的，并具有第一螺旋形渦卷的第一渦旋件；置于所述吸入室中的，并具有第二螺旋形渦卷的第二渦旋件，所述的渦卷是相互緊密配合的；使所述渦旋件彼此相對(duì)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置，借此所述的螺旋形渦卷至少在由所述的渦旋件限定的吸入口和由所述第一和第二渦旋件中之一限定的排出口之間形成一個(gè)體積逐漸變化的封閉空間，所述的排出口將壓縮流體導(dǎo)向所述的端壁；置于所述排出室中的管，所述管具有一個(gè)與所述排出口方向一致的入口和一個(gè)與所述流體口方向一致的出口，所述管將所述壓縮流體導(dǎo)向所述流體口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述管固定在所述隔板上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述隔板和所述入口間限定了一間隙。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述入口和所述出口大致相互垂直。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，它包括置于所述管中的，在所述入口和所述出口間的斜面，所述斜面使經(jīng)所述管的流體平穩(wěn)流動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述管和所述端壁之間限定了一個(gè)間隙。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述出口和所述流體口之間限定了一個(gè)間隙。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，在所述隔板和所述入口之間限定了一個(gè)間隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦旋機(jī)，其特征是，所述入口和所述出口大致相互垂直，所述管包括一內(nèi)表面，其形狀適于接收來(lái)自所述入口的流體并將所述流體導(dǎo)向所述出口。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的渦旋機(jī)，它還包括置于所述管中的，在所述入口和所述出口間的斜面，所述斜面使經(jīng)所述管的流體平穩(wěn)流動(dòng)。
全文摘要
一種渦旋壓縮機(jī)包括位于該壓縮機(jī)的排出室中的管。該管接收來(lái)自該渦旋機(jī)的排出口的壓縮流體,然后將該壓縮流體流直接導(dǎo)向經(jīng)外殼延伸的流體開(kāi)口?？刂浦苯觼?lái)自該渦旋機(jī)的排出口的排出流體,提供了一種更安靜和更冷地運(yùn)行的壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F04C29/06GK1197893SQ9810694
公開(kāi)日1998年11月4日 申請(qǐng)日期1998年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月17日
發(fā)明者理查德·E·?？藸査?申請(qǐng)人:科普蘭公司