專利名稱：渦旋壓縮機抽吸流動路徑和軸承配置特征的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于壓縮制冷劑的渦旋壓縮機，更具體地說，涉及用于渦旋壓縮機內 的制冷劑和/或其他這類流體的抽吸流動路徑；馬達罩和軸承構件之間的配置；和/或在 這些構造內的油霧聚結。
背景技術：
渦旋壓縮機是一種用來壓縮制冷劑的特定類型的壓縮機，其用于諸如制冷、空氣 調節、工業冷卻和冷凍器等應用和/或可使用壓縮流體的其他應用。這種現有渦旋壓縮 機是已知的，例如在Hasemann申請的第6，398，530號美國專利、Kammhoff等人申請的第 6，814，551號美國專利、Kammhoff等人申請的第6，960，070號美國專利和Kammhoff等人 申請的第7，112,046號美國專利中給出了示例性描述，上述所有這些專利都已經轉讓給與 本案的受讓人密切相關的比策爾(Bitzer)公司。由于本案揭示內容屬于可在這些或其他 渦旋壓縮機中實施的改進，因此，第6，398，530號美國專利、第7，112，046號美國專利、第 6，814，551號美國專利和第6，960，070號美國專利的全部揭示內容以全文引用的方式并入 本文中。正如這些專利所示例性描述的那樣，渦旋壓縮機傳統地包括外罩，外罩內容納有 渦旋壓縮機。渦旋壓縮機包括第一和第二渦旋壓縮機構件。第一壓縮機構件通常靜止不動 地設置且固定在外罩中。第二渦旋壓縮機構件可相對于第一渦旋壓縮機構件運動，以壓縮 位于各自基座上方并相互嚙合的各自渦旋肋之間的制冷劑。傳統地，可動渦旋壓縮機構件 可圍繞中心軸線并沿著一個軌道路徑被驅動，以實現壓縮制冷劑的目的。經常在同一外罩 內提供一個典型地為電動馬達的適當驅動單元，以驅動可動渦旋構件。本領域中已知的一個特征是嘗試提供油分離部件，其中氣體制冷劑中的潤滑油滴 沿著穿過外罩的流動路徑從制冷劑流中分離出來。舉例來說，Kammhoff等人申請的'046 專利利用了偏轉單元，這些偏轉單元相對于中心軸線成角度地對準，且具有位于圓柱形馬 達罩中的用作沖孔的多個出口。制冷劑夾帶的油滴因此可通過由偏轉單元重導向而沉積， 這些偏轉單元安裝在外罩殼的內部。由于其涉及這些或其他特征，本發明屬于現有技術的改進。

發明內容
一個發明方面針對在軸承構件(例如根據一個實施方式的上軸承構件)中整體提 供偏轉(器)壁。根據該方面，渦旋壓縮機可包括具有入口和出口的外罩。外罩中的渦旋 壓縮機本體具有各自的基座和從各自的基座伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋。馬達在驅動 軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地驅動渦旋壓縮機本體之一，以便于相對運動而壓縮 流體。馬達罩大體圍繞馬達。流體流動路徑穿過外罩從入口延伸至出口，所述流動路徑的 一部分穿過馬達罩。至少一個馬達出口適于使馬達罩內的流體流通至馬達罩外。軸承構件 具有可轉動地支撐驅動軸的中心轂和從該中心轂徑向向外延伸的本體部分。偏轉壁沿大體遠離壓縮機本體的方向從本體部分伸出。偏轉壁配置成相對于中心軸線與至少一個馬達出 口角對準，以便于流體流動的重新定向和/或中斷。另一個發明方面針對借助軸承構件的構造在馬達罩與軸承構件之間形成馬達罩 出口。根據該方面，渦旋壓縮機可包括具有入口和出口的外罩。外罩中的渦旋壓縮機本體 具有各自的基座和從各自的基座伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋。馬達在驅動軸上提供轉 動輸出，所述驅動軸運行地驅動渦旋壓縮機本體之一，以便于相對運動而壓縮流體。馬達罩 大體圍繞所述馬達。流體流動路徑穿過外罩從入口延伸至出口，所述流動路徑的一部分穿 過馬達罩。至少一個馬達出口適于使馬達罩內的流體流通至馬達罩外。軸承構件具有可轉 動地支撐驅動軸的中心轂和從中心轂徑向向外延伸的本體部分。馬達罩包含大體圓柱形本 體，所述本體具有連續的圓形終止邊緣，終止邊緣與軸承構件鄰接。在軸承構件中形成的釋 放部(例如切口、凹口、凹槽、狹槽通道等)提供馬達罩與軸承構件之間的至少一個馬達出又一個發明方面屬于整體提供在軸承構件上的中斷部件(例如偏轉壁、表面不規 則部或其它中斷件)，所述中斷部件用于中斷馬達出口區域中的流體流動。根據該方面，渦 旋壓縮機可包括具有入口和出口的外罩。外罩中的渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各 自的基座伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋。馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運 行地驅動渦旋壓縮機本體之一，以便于相對運動而壓縮流體。馬達罩大體圍繞所述馬達。流 體流動路徑穿過外罩從入口延伸至出口，所述流動路徑的一部分穿過馬達罩。至少一個馬 達出口適于使馬達罩內的流體流通至馬達罩外。軸承構件可轉動地支撐驅動軸且整體提供 中斷部件。再一個發明方面屬于成角度地隔開馬達罩出口和軸承通口。根據該方面，渦旋壓 縮機可包括具有入口和出口的外罩。外罩中的渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各自的 基座伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋。馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地 驅動渦旋壓縮機本體之一，以便于相對運動而壓縮流體。馬達罩大體圍繞馬達。流體流動 路徑穿過外罩從入口延伸至出口，所述流動路徑的一部分穿過馬達罩。至少一個馬達出口 適于使馬達罩內的流體流通至馬達罩外。軸承構件可轉動地支撐驅動軸。沿流動路徑設置 至少一個通口，以用于從軸承構件的一個軸向側向另一軸向側的流體連通。每個馬達出口 設置在不同于每個通口的圍繞中心軸線的不同角位置處。從結合附圖給出的以下詳細描述中將可以更清楚地理解本發明的其他方面、目的 和優點。


附圖并入說明書中并構成說明書的一部分，這些附圖舉例說明本發明的若干方 面，且與具體實施方式
一起用于解釋本發明的原理。附圖中附圖并入說明書中并構成說明書的一部分，這些附圖舉例說明本發明的若干方 面，且與具體實施方式
一起用于解釋本發明的原理。附圖中圖1是根據本發明的一個實施例的渦旋壓縮機組件的橫截面；圖2是圖1所示的渦旋壓縮機實施例的上部分的等距圖的部分橫截面和截取圖；圖3是與圖2相似但放大的視圖，該圖從不同角度和截面得到，以示出其他結構特征；圖4是圖1的實施例的下部分的部分橫截面和截取圖；圖5是渦旋壓縮機組件的中間部分的部分等距和部分截取圖(以小于180度獲 取)，以更好地示出上軸承和馬達罩界面并且示例性圖解該區域中的流動路徑配置；和圖6是在垂直穿過渦旋壓縮機組件的中心軸線的平面處截取的橫截面，以結合圖 5類似地示例性地圖解流動路徑特征。雖然將結合某些優選實施例來描述本發明，但是沒有任何意圖將本發明局限于這 些實施例。相反，其意圖涵蓋所有包含在權利要求書限定的本發明的精神和范圍內的所有 替代物、修改和等同物。
具體實施例方式附圖中舉例圖解了根據本發明的一個實施例的渦旋壓縮機組件10，其大體包括外 罩12，在該外罩12內渦旋壓縮機14可由驅動單元16驅動。渦旋壓縮機組件可配置在制冷 劑回路中，以用于制冷、工業冷卻、冷凍、空氣調節或需要壓縮流體的其他合適應用。合適的 連接端口提供與制冷回路的連接，并包括延伸穿過外罩12的制冷劑入口 18和制冷劑出口 20。通過操作驅動單元16以運行渦旋壓縮機14并從而壓縮在高壓壓縮狀態下從制冷劑入 口 18進入并從制冷劑出口 20排出的合適制冷劑或其他流體，可運行渦旋壓縮機組件10。外罩12可表現為許多形式。在優選實施例中，外罩包括多個殼部分，并且優選包 括三個殼部分，即包括中心圓柱形外罩部分24、頂端外罩部分26和底端外罩部分28。優選 地，外罩部分24、26和28由合適的鋼板構成并焊接在一起，以形成永久外罩12封閉件。然 而，如果需要拆分外罩，則可采用其他外罩構造，這些構造可包括金屬鑄件或機加工零件。中心外罩部分24優選為圓柱形且與頂端和底端外罩部分26、28套疊地相互配合。 這形成用于容納渦旋壓縮機14和驅動單元16的封閉腔30。頂端和底端外罩部分26、28中 的每一個大體呈圓頂狀且包括各自的圓柱形側壁區32、34，以與中心部分24匹配，并提供 對外罩12的頂端和底端的封閉。從圖1中可知，頂側壁區32與中心外罩部分24套疊地交 迭，并沿著圓形焊接區從外部焊接到中心外罩部分24的頂端。類似地，底端外罩部分28的 底側壁區34與中心外罩部分24套疊地相互配合(但是在圖中示出為安裝到中心外罩部分 24的內部而非外部)，且通過圓形焊接區從外部焊接。驅動單元16可優選地表現為電動馬達組件40的形式，所述電動馬達組件40由 上、下軸承構件42、44支撐。電動馬達組件40可操作地轉動并驅動軸46。電動馬達組件 40大體包括外部環形馬達罩48、包括電線圈的定子50和與驅動軸46聯接從而一起轉動的 轉子52。可對定子50通電，以可轉動地驅動轉子52并進而使驅動軸46圍繞中心軸線54 轉動。參照圖1和4，下軸承構件44包括大體圓柱形的中心轂58，該中心轂58包括中心 套管和開口，以設置圓柱形軸承60，驅動軸46以軸頸方式設置在所述圓柱形軸承60上，以 獲得轉動支撐。多個臂62且典型地至少三個臂優選以相等的角間隔從中心軸承轂58徑向 向外伸出。這些支撐臂62相互嚙合，并坐落于由底部外罩部分28的底側壁區34的終止圓 邊提供的圓形坐落表面64上。同樣，底部外罩部分28可用以安置、支撐和坐落下軸承構件 44并進而充當可在其上支撐渦旋壓縮機的內部零件的基座。
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下軸承構件44則借助形成于下軸承構件44的板狀橫檔區(Iedgeregion) 68上的 圓形座66支撐圓柱形馬達罩48，所述板狀橫檔區沿著中心轂58的頂部向外伸出。支撐臂 62也優選相對于中心外罩部分的內徑設定高精度公差。臂62可與中心外罩部分24的內徑 表面嚙合，以居中地安置下軸承構件44，并進而保持中心軸線54的位置。這可以借助下軸 承構件44與外罩12之間的過盈配合和壓配合支撐配置(例如參見圖4)實現。或者，根據 一個更優選配置，如圖1所示，下軸承與下外罩部分28嚙合，而下外罩部分28又附著至中 心部分24上。類似地，可沿著下軸承構件44的階梯式座66利用過盈配合和壓配合支撐外 部馬達罩48。如圖所示，可使用螺釘將馬達罩緊固到下軸承構件44上。驅動軸46由多個直徑漸小的部分46a_46d構成，這些部分相對于中心軸線54同 心對準。最小直徑部分46d被設置軸頸，以在下軸承構件44內轉動，而次小部分46c提供 臺階72，以將驅動軸46軸向支撐在下軸承構件44上。最大部分46a被設置軸頸，以在上軸 承構件42內轉動。驅動軸46進一步包括偏移偏心驅動部分74，該偏移偏心驅動部分74具有圍繞相 對于中心軸線54偏移的偏移軸線的圓柱形驅動表面75。該偏移驅動部分74以軸頸方式設 置在渦旋壓縮機14的可動渦旋構件的腔中，以在驅動軸46圍繞中心軸線54旋轉時，沿著 一個軌道路徑驅動渦旋壓縮機的可動構件。為了潤滑所有這些軸承表面，外罩12在底端設 置了潤滑油槽76，在上述潤滑油槽中提供了適當的潤滑油。驅動軸46具有潤滑油管和推 動器78，該推動器在驅動軸旋轉時充當油泵并進而將油從潤滑油槽76泵出到界定在驅動 軸46中的內部潤滑油通路80中。在驅動軸46轉動期間，離心力作用，以克服重力作用將 潤滑油向上驅動穿過潤滑油通路80。潤滑油通路80包括圖示的各種徑向通道，用以通過離 心力將油供給至合適的軸承表面并進而按要求潤滑滑動表面。上軸承構件42包括中心軸承轂84，驅動軸46的最大部分46a以軸頸方式設置在 所述中心軸承轂84中以轉動。支撐腹板86從軸承轂84向外延伸，該支撐腹板86與外周 支撐邊緣88匯合。環形階梯式座表面90沿支撐腹板86設置，所述環形階梯式座表面90 可與圓柱形馬達罩48的頂端過盈配合和壓配合，以進而提供軸向和徑向定位。馬達罩48 也可用螺釘緊固到上軸承構件42上。外周支撐邊緣88也可包括可與外罩12過盈配合和 壓配合的外部環形階梯式座表面92。舉例來說，外周邊緣88可軸向嚙合座表面92，也就是 說，在與軸線54垂直的橫向平面上嚙合并且不穿過直徑。為了定中心，在表面92的正下方 提供中心外罩部分24與支撐邊緣88之間的直徑配合。具體地說，在套疊的中心和頂端外 罩部分24、26之間界定內部圓形臺階94，其與上軸承構件42的外部環形臺階92軸向和徑 向地設置。上軸承構件42也經由軸向推力表面96通過軸承支撐向可動渦旋構件提供軸向推 力支撐。雖然這可由單一整體零件完整提供，但是圖示為由單獨的套環構件98提供，所述 套環構件98沿階梯式環形界面100與上軸承構件42的上部分相互配合。套環構件98界 定中心開口 102，所述中心開口的尺寸足夠大，以容納偏心偏移驅動部分74并允許其進行 在可動渦旋壓縮機構件112的容納部分內進行的軌道偏心運動。現在更詳細地描述渦旋壓縮機14，渦旋壓縮機本體由優選包括靜止的固定渦旋壓 縮機本體Iio和可動渦旋壓縮機本體112的第一和第二渦旋壓縮機本體提供。可動渦旋壓 縮機本體112配置成為了壓縮制冷劑而相對于固定渦旋壓縮機本體110進行軌道運動。固定渦旋壓縮機本體包括從板狀基座116軸向伸出并設計成螺旋形的第一肋114。類似地，第 二可動渦旋壓縮機本體112包括從板狀基座120軸向伸出并設計成類似的螺旋形的第二渦 旋肋118。渦旋肋114、118相互嚙合且在相應的另一壓縮機本體112、110的相應基座表面 120、116上密封地毗鄰。結果，在渦旋肋114、118與基座120之間形成多個壓縮室122。在 室122內，進行制冷劑的逐步壓縮。制冷劑經由圍繞渦旋肋114、118的進口區124以初始 低壓在外部徑向區域中流動(例如參見圖2-3)。在室122中逐步壓縮(室沿徑向向內逐步 界定)后，制冷劑經由在固定渦旋壓縮機本體110的基座116中居中地界定的壓縮出口 126 排出。已壓縮到高壓的制冷劑可在渦旋壓縮機工作過程中經由壓縮出口 126排出室122。
可動渦旋壓縮機本體112嚙合驅動軸46的偏心偏移驅動部分74。更具體地說，可 動渦旋壓縮機本體112的容納部分包括圓柱形套管驅動轂128，上述圓柱形套管驅動轂128 利用設置在其中的可滑動軸承表面可滑動地容納偏心偏移驅動部分74。詳言之，偏心偏移 驅動部分74嚙合圓柱形驅動轂128，以在驅動軸46圍繞中心軸線54轉動過程中使可動渦 旋壓縮機本體112沿著圍繞中心軸線54的軌道路徑運動。考慮到該偏移關系導致相對于 中心軸線54的重量失衡，組件優選包括以固定角定向安裝到驅動軸46上的配重130。配 重130用以補償由偏心偏移驅動部分74和沿軌道路徑驅動的可動渦旋壓縮機本體112導 致的重量失衡(例如，尤其是，渦旋肋不均衡地保持平衡)。配重130包括附著套環132和 補償重量區134 (參見圖2中最佳示出的配重)，所述補償重量區134提供配重效應并進而 與用于平衡目的的下配重135協作平衡圍繞中心軸線54旋轉的零件的總重量。這通過內 部平衡或消除慣性力而減少了總組件的振動和噪音。參照圖1-3，尤其參照圖2，可以看到渦旋壓縮機的導向運動。為了引導可動渦旋 壓縮機本體12相對于固定渦旋壓縮機本體110的軌道運動，可提供合適的鍵聯軸器140。 鍵聯軸器在渦旋壓縮機領域通常稱為“十字滑塊聯軸器”。在本實施例中，鍵聯軸器140包 括外環本體142并包括兩個沿第一橫向軸線146線性隔開的第一鍵144，上述第一鍵在也沿 著第一軸線146線性隔開且對準的兩個相應鍵槽導軌148內緊密且線性地滑動。鍵槽導軌 148由靜止的固定渦旋壓縮機本體界定，這樣，鍵聯軸器140沿第一橫向軸線146的線性運 動為相對于外罩12并垂直于中心軸線54的線性運動。鍵可包括狹槽、凹槽或圖示從鍵聯 軸器140的外環本體142伸出的突起。這種對第一橫向軸線146上的運動的控制引導可動 渦旋壓縮機本體112的全部軌道路徑中的一部分。另外，鍵聯軸器包括四個第二鍵152，其中，相對的成對的第二鍵152相對于與第 一橫向軸線146垂直的第二橫向軸線154線性對準且大體平行。存在兩組協作以接收伸出 的滑動導向部156的第二鍵152，上述滑動導向部156在可動渦旋壓縮機本體112的相反側 從基座120伸出。導向部156線性嚙合并被引導，以借助于導向部156沿著成組的第二鍵 152的滑動線性導向運動而進行沿著第二橫向軸線的線性運動。借助于鍵聯軸器140，可動渦旋壓縮機本體112具有相對于固定渦旋壓縮機本體 110沿著第一橫向軸線146和第二橫向軸線154的受限運動。這樣能夠防止可動渦旋本體的 任何相對轉動，因為它只能進行平移運動。更具體地說，固定渦旋壓縮機本體110將鍵聯軸 器140的運動限制為沿著第一橫向軸線146的線性運動；而鍵聯軸器140在沿著第一橫向 軸線146運動時又攜帶可動渦旋壓縮機本體112與其一起沿著第一橫向軸線146運動。另 外，可動渦旋壓縮機本體可借助容納于第二鍵152之間且可在其間滑動的導向部分156提
9供的相對滑動運動獨立地沿著第二橫向軸線154相對于鍵聯軸器140運動。通過允許在兩 個相互垂直的軸線146、154上同時運動，驅動軸46的偏心偏移驅動部分74提供的在可動 渦旋壓縮機本體112的圓柱形驅動轂128上的偏心運動被轉化為可動渦旋壓縮機本體112 相對于固定渦旋壓縮機本體110的軌道路徑運動。更詳細地參照固定渦旋壓縮機本體110，此本體110固定在上軸承構件42上，上 述固定通過在它們之間軸向且豎直延伸并圍繞可動渦旋壓縮機本體112的外側的延伸件 實現。在示例性給出的實施例中，固定渦旋壓縮機本體110包括在渦旋肋的相同側從基座 116伸出的多個軸向伸出支柱158(參見圖2)。這些支柱158嚙合且坐落在上軸承構件42 的頂側上。優選地，螺栓160 (圖2)被提供，以將固定渦旋壓縮機本體110緊固到上軸承構 件42上。螺栓160軸向延伸穿過固定渦旋壓縮機本體的支柱158，并且緊固且旋緊到上軸 承構件42中的對應螺紋開口中。為了進一步支撐及固定所述固定渦旋壓縮機本體110，固 定渦旋壓縮機本體的外周包括圓柱形表面162，上述圓柱形表面162緊密容納在外罩10的 圓柱形內表面上，更具體地說，容納在頂端外罩部分26上。表面162與側壁32間的間隙用 以允許將上外罩25組裝在壓縮機組件上，并隨后用以容納0型密封圈164。0型密封圈164 密封圓柱形定位表面162與外罩112之間的區域，以防止形成從壓縮高壓流體到外罩12內 部的未壓縮部分/油槽區的泄露路徑。密封件164可保持在徑向面朝外的環形槽166中。參照圖1-3且尤其參照圖3，固定渦旋壓縮機本體110的上側(例如與渦旋肋相對 的一側)支撐可浮動的擋板構件170。為了容納擋板構件170，固定渦旋壓縮機本體110的 上側包括通過基座116的徑向延伸盤區176連接的環形且更具體地說圓柱形的內轂區172 以及向外間隔的外周邊緣174。在轂172與邊緣174之間設有容納擋板構件170的環形活 塞狀室178。借助這種配置，擋板構件170與固定渦旋壓縮機本體110的組合用以分離高壓 室I80與外罩I0內的低壓區。雖然擋板構件170圖示為在固定渦旋壓縮機本體110的外 周邊緣174內嚙合且徑向受限，擋板構件170也可替代地以圓柱形直接定位在外罩12的內 表面上。如本實施例所示且具體參照圖3，擋板構件170包括內轂區184、盤區186和外周 邊緣區188。為了進行強化，可整體提供沿著盤區186的頂側在轂區184與外緣區188之間 延伸的多個徑向延伸肋190，且這些延伸肋190優選相對于中心軸線54以相等角度隔開。 擋板構件170除了傾向于分離高壓室180與外罩12的其余部分外，還用以將高壓室180生 成的壓力負載傳遞遠離固定渦旋壓縮機本體110的內部區并朝向固定渦旋壓縮機本體110 的外周區。在外周區，壓力負載可傳遞至外罩12并可由外罩12更直接地承載，因而避免或 至少最小化施加壓力于零件上，并基本上避免諸如渦旋本體的工作零件的變形或撓曲。優 選地，擋板構件170可沿著內周區相對于固定渦旋壓縮機本體110浮動。舉例來說，如示例 性實施例中示出的那樣，這可通過沿著相應的轂區在固定渦旋壓縮機本體與擋板構件的相 互圓柱形滑動表面之間的滑動圓柱形界面192實現。當高壓室180中的壓縮高壓制冷劑作 用在擋板構件170上時，除了可能由于摩擦嚙合產生的傳遞外，基本上沒有負載可沿著內 部區傳遞。相反，在徑向外周處設有軸向接觸界面環194，在該徑向外周處，為固定渦旋壓縮 機本體110和擋板構件170設置了相應的邊緣區。優選地，在擋板構件170最里面的直徑 與固定渦旋壓縮機本體110的上側之間設有環形軸向間隙196。環形軸向間隙196界定在 擋板構件的徑向最里面的部分與渦旋構件之間，并適于響應高壓室180內的壓縮高壓制冷劑導致的壓力負載而減小尺寸。間隙196可以在壓力和負載釋放后擴展到其放松狀態下的 尺寸。為了便于最有效地轉移負載，在擋板構件170與固定渦旋壓縮機本體110之間界 定出環形中或低壓室198。該環形中或低壓室可受到圖示的下油槽壓力，或者可受到中間壓 力(例如通過經由固定渦旋壓縮機本體界定的用以將各壓縮室122之一連接到室198的流 體連通通道)。因此，可基于被選擇用于最佳應力/撓曲管理的低或中壓來配置負載傳送特 性。在任一情況下，中或低壓室198在操作過程中含有的壓力基本上比高壓室180小，從而 在擋板構件170上形成壓力差和負載。為了防止泄露并更好地便于負載轉移，可設置內、外密封件204、206，上述兩個密 封件均可以為彈性0型圈密封件。優選地，內密封件204為徑向密封件，且設置在沿擋板構 件170的內徑界定的在徑向上朝內的內槽208中。相似地，外密封件206可設置在沿著外 周邊緣區188中的擋板構件170的外徑界定的在徑向上朝外的外槽210。雖然徑向密封件 圖示為位于外部區域處，替換地或此外，也可以沿著軸向接觸界面環194設置軸向密封件。雖然擋板構件170優選且如上文描述可以為沖壓鋼零件，擋板構件170也可包括 鑄件和/或機加工件(且可為鋁)，以提供具有若干上述結構特征的擴展能力。通過以此方 式制造擋板構件，可避免這些擋板的重沖壓。另外，擋板構件170可保持在固定渦旋壓縮機本體110上。具體地說，如圖所示，擋 板構件170的內轂區184的在徑向上向內伸出的環形凸緣214在軸向上落在止動板212與 固定渦旋壓縮機本體110之間。止動板212通過螺栓216安裝到固定渦旋壓縮機本體210 上。止動板212包括在固定渦旋壓縮機本體110的內轂172上沿徑向伸出的外橫檔218。 止動板橫檔218充當擋板構件170的止擋件和保持件。以此方式，止動板212用于將擋板 構件170保持到固定渦旋壓縮機本體110上，以使得因而承載擋板構件170。如圖所示，止動板212可以是止回閥220的一部分。止回閥包括可動閥板元件222， 所述可動閥板元件包含在內轂172中固定渦旋壓縮機本體的出口區中界定的室內。止動板 212因而封閉止回閥室224，可動閥板元件222位于該止回閥室中。在止回閥室內設有圓柱 形導向壁表面226，該導向壁表面引導止回閥220沿著中心軸線54的運動。凹口 228設置 在導向壁226的上部分中，從而當可動閥板元件222抬升離開閥座230時，允許壓縮制冷劑 穿過止回閥。在止動板212中設有開口 232，以方便壓縮氣體從渦旋壓縮機通向高壓室180 中。止回閥可操作，以允許單向流動，從而使得當渦旋壓縮機工作時，壓縮制冷劑可以借助 正被驅動離開閥座230的閥板元件222通過壓縮出口 126離開渦旋壓縮機本體。然而，一 旦驅動單元關斷且渦旋壓縮機不再工作，高壓室180內的高壓將迫使可動閥板元件回到閥 座230上。這將關閉止回閥220，并進而防止壓縮制冷劑回流通過渦旋壓縮機。在工作過程中，渦旋壓縮機組件10可運行，以在外罩入口 18處接收低壓制冷劑并 壓縮制冷劑以輸送到高壓室180，制冷劑在高壓室180處可通過外罩出口 20輸出。如圖所 示，在圖4中，內部管道234可接在外罩12內部，以將低壓制冷劑從入口 18經由馬達罩入 口 238引導至馬達罩中。這允許低壓制冷劑流過馬達，進而冷卻馬達以及將可由馬達工作 引發的熱量從馬達上帶走。低壓制冷劑接著可沿縱向穿過馬達罩并環繞通過其中的空隙空 間而朝向頂端運動，在頂端低壓制冷劑可通過圍繞中心軸線54等角度隔開的多個馬達罩 出口 240 (參見圖2)排出。馬達罩出口 240可界定在馬達罩48或上軸承構件42中，或由馬達罩與上軸承構件的組合(例如通過圖2所示的在其間形成的間隙)界定。一旦排出馬 達罩出口 240，低壓制冷劑進入形成于馬達罩和外罩之間的環形室242。低壓制冷劑可從這 里經過一對相對的外周通口 244穿過上軸承構件，上述一對外周通口 244由上軸承構件42 的相反側的凹口界定，以形成圖3所示的軸承構件42與外罩之間的間隙(或者軸承構件 42中的孔)。通口 244可相對于馬達罩出口 240成角度地間隔設置。一旦穿過上軸承構件 42，低壓制冷劑最終進入渦旋壓縮機本體110、112的進口區124。低壓制冷劑從進口區124 最終進入相反側的渦旋肋114、118(固定渦旋壓縮機本體的每一側的一個進口)，并且通過 室122逐步壓縮而在壓縮出口 126處達到其最大壓縮狀態，其隨后穿過止回閥220并進入 高壓室180。從那里，高壓壓縮制冷劑可接著從渦旋壓縮機組件10穿過制冷劑罩出口 20。轉向圖5和6，更詳細地示例性說明馬達組件40、上軸承構件42和外罩12之間的 軸承構件/馬達罩界面和流動路徑構造。為了輔助便利和理解，利用流動路徑箭頭246示 出了在該區域穿過渦旋壓縮機的流體流動路徑(馬達罩出口 240和通口 244也沿著附圖標 記246指示的流動路徑設置)。如所圖解，提供至少一個且典型地為對稱隔開的兩個或四個馬達罩出口 240。如圖 5所示，可在馬達罩48的終止頂邊緣248與上軸承構件42之間形成馬達罩出口 240。終止 頂邊緣248呈圓形且位于與中心軸線54垂直的平面中。該終止邊緣248的一部分沿環形 階梯式座區域90軸向坐落，而邊緣248的一部分借助可通過上軸承構件42中的凹入區域 250形成的釋放部(relief)與上軸承構件42分離。這些區域250不具備圓柱形安裝壁部 分252 (這些圓柱形安裝壁部分在附圖標記90處提供階梯式界面區域)。這樣，馬達出口 240大體由馬達罩48與上軸承構件42之間的間隙提供。這可減小或消除在馬達罩48中沖 出或且切出狹槽或孔的需要。在優選實施方式中，舉例來說，馬達罩可以是中空、開口端、圓 柱形薄壁本體，它不具備穿過其而形成的流動開口。另一個特征是提供整體偏轉壁254，所述偏轉壁254設有上軸承構件42。優選地， 偏轉壁254不僅是整體的，而且還與上軸承構件42的支撐腹板86區域一體形成。如圖所 示，偏轉壁254可呈大體圓柱形壁部分的形式，且在多個出口的情形下，可呈如圖5和6所 示的多個圓柱形壁部分的形式。每個偏轉壁254沿底部從上軸承構件42的本體部分伸出。 舉例來說，上軸承構件可包含沿著上軸承構件42的底部傾斜、更具體地說(圓)錐形表面 部分256。每個偏轉壁254被設置成與馬達出口 240之一角對準，以中斷此區域中的流體流 動。具體地說，偏轉壁中斷連續向上傾斜的表面，且這種中斷提供在圍繞馬達出口的區域中 中斷流體流動的措施。如圖所示，偏轉壁254在大體遠離渦旋壓縮機本體且朝向渦旋壓縮 機的底端的方向延伸，以將流體向下重新定向。而且，優選地，偏轉壁254在馬達罩出口 254 的外部延伸。這提供了迷宮式通道，上述迷宮式通道在流體流動穿過其中時在表面上聚結 油霧滴。具體地說，較重的油霧滴傾向于分離出來，因為這些霧滴在流體流內具有動量，當 流體流被重新定向時所述動量傾向于沿存在的路徑傳送顆粒。這種油霧滴動量導致油霧顆 粒傾向于在流體流重新定向時撞擊在表面上，從而導致油霧從氣體流體流中聚結。如所圖解，偏轉壁254可由上軸承構件42提供，且可能不需要類似地提供焊接或 直接連接到外罩12的內部的偏轉壁。另外，通過在上軸承構件內形成凹槽或釋放區域，流 動路徑可自始自終延伸穿過馬達罩，而不是像上述'046專利中描述的那樣通過沖壓出來 的端口沿馬達罩側部退出。因此，沖壓出來的端口是不必要的且根據需要可以消除。
如所圖解，馬達罩大體可與外罩隔開且不與外罩接觸，從而在其間形成環形室30。 該環形室30容納如流動路徑箭頭246所示穿過馬達組件40的制冷劑。繼續出于聚結油的 目的迫使流體在該區域重新定向若干次的重新定向和迷宮式通道流體路徑配置，可額外提 供另一特征，或者該特征可與內部端口配置相關。最佳地如圖5和6所示，相對于馬達出口 240以成角度的關系隔開設置上軸承通口 244。具體地說，圍繞中心軸線在與每個通口 244 不同的角位置處設置每個馬達出口 240，在圖6可以看到所有這些端口。而每個馬達出口可 由馬達罩和上軸承構件共同界定，類似地，通口 244可在外罩12與上軸承構件42之間共同 界定。舉例來說，通口 244可借助于形成在上軸承構件中的平坦化區域258形成，上述平坦 化區域258在軸承構件的任一側以180度隔開。當上軸承構件安裝在圓柱形外罩中時，平 坦化區域258在上軸承構件42與外罩12之間形成也以180度隔開的間隙。如圖6所示， 鑒于流體平衡和對稱關系的原因，馬達出口可在大體位于通口 244之間的區域中位于馬達 罩的相反側。如圖6所示，馬達出口與通口之間的不同角位置配置導致油再次沿著較長路 徑重新定向流動，這兩者均具有傾向于從抽吸氣體制冷劑流中分離和聚結油霧滴。因此，通 過上述實施例提供若干不同油分離方面并可在本發明的實施例中使用。包括公開文獻、專利申請和本文引用的專利的所有參考資料均以相同的程度以引 用的方式并入本文中，如同每份參考文獻單獨且具體地表示為以引用的方式并入本文中且 其全部內容描述在本文中。除非本文中另外指出或從上下文能夠清楚地推出與之相反，否則在描述本發明時 使用的術語“一個”和“該(或所述)”以及類似用詞應理解為涵蓋單數和復數兩種形式。 除非另外指出，否則術語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”應理解為是開放式術語(也就 是指“包括，但不限于”)。除非本文中另外指出，否則本文中引用的數值范圍僅僅用作簡略 的分別參照落入此范圍內的每個獨立值的方法，且每個獨立值均并入本說明書中，如同它 們單獨列舉在本文中。除非本文中另外指出或從下文能夠清楚地推出與之相反，否則本文 描述的所有方法可按照任何合適的順序進行。除非另外要求，否則本文中使用的任何以及 所有實例或示例性語言(例如“諸如”)僅僅用來更好地說明本發明而不造成對本發明的范 圍進行限制。說明書中的任何語言均不應理解為指示實施本發明所必要的任何未要求的技 術特征。這里描述了本發明的優選實施例，包括發明人已知的實施本發明的最佳模式。本 領域技術人員在閱讀以上描述后，將容易了解這些優選實施例的變化。發明人期望本領域 技術人員也能夠適當運用這些變化，且發明人希望本發明也能夠以與上文具體描述內容不 同的方式實施。因此，本發明包括適用法律允許的后附權利要求書中描述的發明主題的所 有修改和等同物。此外，除非本文中另外指出或從上下文能夠清楚地推出與之相反，否則上 述技術特征在其所有可能的變化中的任意組合也涵蓋在本發明中。
權利要求
一種用于壓縮流體的渦旋壓縮機，包括外罩，所述外罩具有入口和出口；所述外罩中的渦旋壓縮機本體，所述渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各自的基座伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋；馬達，所述馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地驅動所述渦旋壓縮機本體之一，以便于相對運動而壓縮流體；大體圍繞所述馬達的馬達罩；流體流動路徑，其穿過所述外罩從所述入口延伸至所述出口，所述流動路徑的一部分穿過所述馬達罩；至少一個馬達出口，其適于使所述馬達罩內的流體流通至所述馬達罩外；以及軸承構件，所述軸承構件具有可轉動地支撐所述驅動軸的中心轂和從所述中心轂徑向向外延伸的本體部分，以及沿大體遠離所述壓縮機本體的方向從所述本體部分伸出的偏轉壁，所述偏轉壁設置成相對于中心軸線與所述至少一個馬達出口角對準。
2.根據權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述偏轉壁在所述馬達罩的外周 上延伸，以在流體已經通過所述馬達出口排出后重新定向流體。
3.根據權利要求2所述的渦旋壓縮機，其特征在于，進一步包括沿著所述流動路徑的至少一個通口，其從所述軸承構件的一個軸向側向另一軸向側進 行流體連通；以及其中每個馬達出口設置在不同于每個通口的圍繞所述中心軸線的不同角位置處。
4.根據權利要求3所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述本體部分界定大體傾斜的表 面，所述大體傾斜的表面相對于所述中心軸線與所述至少一個馬達出口和所述偏轉壁角對 準。
5.根據權利要求4所述的渦旋壓縮機，其特征在于，隨著所述傾斜的表面徑向向外延 伸，所述傾斜的表面向所述渦旋壓縮機本體傾斜。
6.根據權利要求5所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述傾斜的表面包括大體錐形的 表面部分。
7.根據權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩包含大體圓柱形本體， 所述本體具有連續的圓形終止邊緣，所述終止邊緣與所述軸承構件鄰接，其中在所述軸承 構件中形成的釋放部在所述馬達罩與所述軸承構件之間提供所述至少一個馬達出口。
8.根據權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩與所述外罩隔開且不 與其接觸。
9.根據權利要求1所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述偏轉壁為大體圓柱形壁部分。
10.一種用于壓縮流體的渦旋壓縮機，包括 外罩，所述外罩具有入口和出口 ；所述外罩中的渦旋壓縮機本體，所述渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各自的基座 伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋；馬達，所述馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地驅動所述渦旋壓縮機本 體之一，以便于相對運動而壓縮流體；馬達罩，所述馬達罩大體圍繞所述馬達；流體流動路徑，其穿過所述外罩從所述入口延伸至所述出口，所述流動路徑的一部分 穿過所述馬達罩；至少一個馬達出口，其適于使所述馬達罩內的流體流通至所述馬達罩外； 軸承構件，所述軸承構件具有可轉動地支撐所述驅動軸的中心轂和從所述中心轂徑向 向外延伸的本體部分；以及其中所述馬達罩包含大體圓柱形本體，所述圓柱形本體具有連續的圓形終止邊緣，所 述終止邊緣與所述軸承構件鄰接，其中在所述軸承構件中形成的釋放部在所述馬達罩與所 述軸承構件之間提供所述至少一個馬達出口。
11.根據權利要求10所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩與所述外罩隔開且 不與其接觸。
12.根據權利要求10所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述至少一個馬達罩出口包括 多個馬達罩出口，所述渦旋壓縮機進一步包括沿著所述流動路徑的多個通口，其從所述軸承構件的一個軸向側向另一軸向側進行流 體連通，其中所述通口界定在所述軸承構件與所述外罩之間；且其中每個馬達出口設置在不同于每個通口的圍繞中心軸線的不同角位置處。
13.根據權利要求12所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述多個通口包含相對于所述 中心軸線以180度分離設置的兩個通口，其中所述馬達出口在所述通口之間的區域中位于 所述馬達的相反側。
14.根據權利要求13所述的渦旋壓縮機，其特征在于，進一步包括由中斷從所述馬達 罩出口到所述通口的流動的軸承構件整體提供的偏轉壁。
15.根據權利要求14所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述偏轉壁為沿大體遠離所述 壓縮機本體的方向從所述軸承構件軸向伸出的大體圓柱形壁部分。
16.一種用于壓縮流體的渦旋壓縮機，包括 外罩，所述外罩具有入口和出口 ；所述外罩中的渦旋壓縮機本體，所述渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各自的基座 伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋；馬達，所述馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地驅動所述渦旋壓縮機本 體之一，以便于相對運動而壓縮流體；馬達罩，所述馬達罩大體圍繞所述馬達；流體流動路徑，其穿過所述外罩從所述入口延伸至所述出口，所述流動路徑的一部分 穿過所述馬達罩；至少一個馬達出口，其適于使所述馬達罩內的流體流通至所述馬達罩外； 可轉動地支撐所述驅動軸的軸承構件；以及整體設置在所述軸承構件上以用于中斷所述馬達出口的區域中的流體流動的部件。
17.根據權利要求16所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述部件沿遠離所述渦旋壓縮 機本體的方向在軸向上重新定向流體。
18.根據權利要求17所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述部件設置在所述馬達罩外 且與所述馬達出口對準。
19.根據權利要求16所述的渦旋壓縮機，其特征在于，進一步包括沿著所述流動路徑的至少一個通口，其從所述軸承構件的一個軸向側向另一軸向側進 行流體連通；以及其中每個馬達出口設置在不同于每個通口的圍繞中心軸線的不同角位置處。
20.根據權利要求16所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩包含大體圓柱形本 體，所述本體具有連續的圓形終止邊緣，所述終止邊緣與所述軸承構件鄰接，其中在所述軸 承構件中形成的釋放部在所述馬達罩與所述軸承構件之間提供所述至少一個馬達出口。
21.一種用于壓縮流體的渦旋壓縮機，包括外罩，所述外罩具有入口和出口 ；所述外罩中的渦旋壓縮機本體，所述渦旋壓縮機本體具有各自的基座和從各自的基座 伸出且相互嚙合的各自的渦旋肋；馬達，所述馬達在驅動軸上提供轉動輸出，所述驅動軸運行地驅動所述渦旋壓縮機本 體之一，以便于相對運動而壓縮流體；馬達罩，所述馬達罩大體圍繞所述馬達；流體流動路徑，其穿過所述外罩從所述入口延伸至所述出口，所述流動路徑的一部分 穿過所述馬達罩；至少一個馬達出口，其適于使所述馬達罩內的流體流通至所述馬達罩外；可轉動地支撐所述驅動軸的軸承構件；以及沿著所述流動路徑的至少一個通口，其從所述軸承構件的一個軸向側向另一軸向側進 行流體連通；且其中每個馬達出口設置在不同于每個通口的圍繞中心軸線的不同角位置處。
22.根據權利要求21所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述至少一個馬達出口由所述 馬達罩和所述軸承構件共同界定。
23.根據權利要求22所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩包含大體圓柱形本 體，所述本體具有連續的圓形終止邊緣，所述終止邊緣與所述軸承構件鄰接，其中在所述軸 承構件中形成的釋放部在所述馬達罩與所述軸承構件之間提供所述至少一個馬達出口。
24.根據權利要求22所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述馬達罩包含大體圓柱形本 體，所述大體圓柱形本體與所述外罩隔開并在它們之間大體界定出環形室，所述環形室的 一部分設置在所述至少一個馬達出口與所述至少一個通口之間。
25.根據權利要求21所述的渦旋壓縮機，其特征在于，設置相對于所述中心軸線以180 度隔開的兩個通口，且其中所述馬達出口在所述通口之間的區域中位于所述馬達罩的相反 側。
26.根據權利要求21所述的渦旋壓縮機，其特征在于，所述通口界定在所述軸承構件 與所述外罩之間。
全文摘要
一種渦旋壓縮機，其包含大體形成于馬達罩與上軸承構件之間的油分離區。提供了長迷宮式通道，其中抽吸制冷劑氣體流動路徑被重新定向，以便從氣體流聚結油霧滴。可在上軸承構件上提供整體偏轉板，以中斷流動并便于油聚結。另外，提供馬達罩出口之間的偏移配置和穿過軸承構件的通口，以便于制冷劑流動的重新定向，這可進一步實現油分離。
文檔編號F04C23/00GK101952596SQ200980102295
公開日2011年1月19日 申請日期2009年1月15日 優先權日2008年1月17日
發明者J·W·布施, W·P·比格爾 申請人:比策爾制冷機械制造有限公司