马达冷却剂在轴与电动转子之间的轴向凹槽内循环的离心压缩机制造技术

离心压缩机(22、22’)包括壳体(30)、入口导叶(32a、32b)、叶轮(34a、34b)、马达(38)、扩散器(36a、36b)和冷却介质输送结构(SS、SR、RS、RR、IC、OC、G、80)。马达(38)包括安装在轴上的转子(62)和配置于转子(62)的径向外侧的定子(60)，以在转子(62)与定子(60)之间形成间隙(G)。冷却介质输送结构(SS、SR、RS、RR、IC、OC、G、80)包括入口导管(IC)和出口导管(OC)，入口导管定位成将冷却介质供给到马达(38)，出口导管定位成将冷却介质从马达(38)排出。轴(42)具有与转子(62)的内部形状不同的外部形状，以在轴(42)与转子(62)之间形成至少一个轴向通道(80)。冷却介质通过间隙(G)和至少一个轴向通道(80)供给，以冷却转子(62)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达冷却剂在轴与电动转子之间的轴向凹槽内循环的离心压缩机
本专利技术总体上涉及一种用于冷却器系统的离心压缩机。更具体而言，本专利技术涉及一种具有马达冷却的离心压缩机。
技术介绍
冷却器系统是从介质中去除热量的制冷机器或装置。通常使用诸如水之类的液体作为介质，并且冷却器系统在蒸气压缩制冷循环中运转。该液体接着能通过热交换器进行循环，以根据需要对空气或装备进行冷却。作为必要的副产品，制冷会产生废热，必须将其排放到环境中，或者为了获得更高的效率，将其回收以用于加热的目的。常规的冷却器系统通常使用离心压缩机，该离心压缩机通常被称为涡轮压缩机。因此，这种冷却器系统可以被称为涡轮冷却器。替代地，能使用其它类型的压缩机，例如螺杆压缩机。在常规的(涡轮)冷却器中，制冷剂在离心压缩机中被压缩并被送到热交换器，在上述热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。这种热交换器被称为冷凝器，因为制冷剂在该热交换器中冷凝。作为结果，热量被传递到介质(液体)以加热介质。离开冷凝器的制冷剂通过膨胀阀膨胀，并被送到另一个热交换器，在该热交换器中，在制冷剂与热交换介质(液体)之间发生热交换。该热交换器被称为蒸发器，因为制冷剂在该热交换器中加热(蒸发)。作为结果，热量从介质(液体)传递到制冷剂，从而使液体冷却。来自蒸发器的制冷剂接着返回到离心压缩机，并重复该循环。所用的液体通常是水。常规的离心压缩机基本上包括壳体、入口导叶、叶轮、扩散器、马达、各种传感器以及控制器。制冷剂依次流过入口导叶、叶轮以及扩散器。因而，入口导叶联接到离心压缩机的进气端口，而扩散器联接到叶轮的出气端口。入口导叶对进入叶轮的制冷剂气体的流量进行控制。叶轮增大制冷剂气体的速度。扩散器用于将由叶轮给出的制冷剂气体的速度(动态压力)转换成(静态)压力。马达使叶轮旋转。控制器控制马达、入口导叶以及膨胀阀。以这种方式，制冷剂在常规的离心压缩机中被压缩。常规的离心压缩机可以具有单级或双级。马达驱动一个或多个叶轮。常规的离心压缩机中的马达可能需要进行冷却。马达冷却的一般方法是使用冷却器系统的制冷剂。参见例如美国专利第3,805,547号、美国专利第3,645,112号以及日本公开第JPH01-138946号。
技术实现思路
用于离心冷却器系统的相对常见的制冷剂的一个示例是R134a。当这种制冷剂用于常规的冷却器系统时，常规的马达冷却技术起到相对较好的作用。参见图25至图26。然而，已发现当例如R1233zd之类的低压制冷剂(LPR)用于离心冷却器系统时，常规的马达冷却技术可能是不够的。参见图25至图27。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于冷却器的离心压缩机，即使当采用诸如R1233zd之类的LPR时，也可充分对马达进行冷却。还发现当采用诸如R1233zd之类的低压制冷剂(LPR)时，在采用常规的马达冷却技术的常规离心冷却器系统中，转子温度高于定子温度。参见图27。转子和/或定子的温度可能还会变得比预期的更高。因此，本专利技术的另一个目的是提供一种用于冷却器的离心压缩机，即使当采用诸如R1233zd之类的LPR时，也可充分对马达的转子和/或定子进行冷却。进一步发现，马达冷却的量取决于制冷剂流量，并且在常规的离心压缩机中过高的制冷剂流量可能会导致马达上的阻力。因此，本专利技术的另一目的是提供一种用于冷却器的离心压缩机，在该离心压缩机中提供有充足的制冷剂流量而不会引起马达上的阻力。进一步发现，制冷剂流量、进而冷却量取决于较高压力侧与较低压力侧之间的压力差。R134a的压力差高于诸如R1233zd之类的LPR的压力差。然而，进一步发现，流路的截面积也是制冷剂流量中的因素。因此，本专利技术的另一目的是提供一种用于冷却器的离心压缩机，在该离心压缩机中提供有充足的流路截面积和/或压力差，使得即使在采用诸如R1233zd之类的低压制冷剂(LPR)时，也可促进充分的制冷剂流动和冷却。进一步发现，诸如R1234ze或R1234yf之类的第全球变暖潜值(GWP)制冷剂可能还面临一个或多个上述挑战。因此，本专利技术的又一目的是提供一种用于冷却器的离心压缩机，在该离心压缩机中，能够采用诸如R1234ze或R1234yf之类的低全球变暖潜值(GWP)制冷剂以对根据一个或多个上述目的的马达进行充分的冷却。一个或多个上述目的基本上可以通过提供一种适用于冷却器的离心压缩机来实现。离心压缩机包括壳体、入口导叶、叶轮、马达、扩散器以及冷却介质输送结构。壳体具有入口部和出口部。入口导叶配置于入口部。叶轮配置于入口导叶的下游。叶轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴。扩散器配置于叶轮的下游的出口部。马达布置成使轴旋转，从而使叶轮旋转。马达包括转子和定子，上述转子安装在轴上，上述定子配置于转子的径向外侧，以在转子与定子之间形成间隙。冷却介质输送结构包括入口导管和出口导管，上述入口导管定位成将冷却介质供给到马达，上述出口导管定位成将冷却介质从马达排出。轴具有与转子的内部形状不同的外部形状，以在轴与转子之间沿着轴的轴向长度形成至少一个轴向通道，上述轴向通道至少与转子的轴向长度一样长。入口导管定位成通过间隙和至少一个轴向通道供给冷却介质，以对转子进行冷却。出口导管定位成从间隙和至少一个轴向通道排出冷却介质。从以下结合附图公开优选实施方式的详细描述，本领域技术人员可以更了解本专利技术的上述和其它目的、特征、方面以及优点。附图简述现在参照附图，这些附图形成该原始公开的一部分：图1是表示具有根据本专利技术一实施方式的离心压缩机的单级冷却器系统的示意图；图2是表示具有根据本专利技术一实施方式的离心压缩机的双级冷却器系统(具有节热器)的示意图；图3是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第一选项的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图4是表示适用于图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第二选项的局部示意图；图5是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第三选项的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图6是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第四选项的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图7是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第五选项的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图8是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第一选项和第三选项的组合的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图9是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第一选项和第四选项的组合的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图10是表示适用于图1和图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第一选项和第五选项的组合的局部示意图，其中，虚线圆圈所示的第二级表示第二级仅出现在图2中；图11是表示适用于图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第二选项和第三选项的组合的局部示意图；图12是表示适用于图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第二选项和第四选项的组合的局部示意图；图13是表示适用于图2的冷却器系统的定子和转子冷却流路的第二选项和第五选项的组合的局部示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心压缩机，适用于冷却器，所述离心压缩机包括：壳体，所述壳体具有入口部和出口部；入口导叶，所述入口导叶配置于所述入口部；叶轮，所述叶轮配置于所述入口导叶的下游，所述叶轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴；扩散器，所述扩散器配置于所述叶轮的下游的所述出口部；马达，所述马达布置成使所述轴旋转，从而所述叶轮旋转，所述马达包括转子和定子，所述转子安装在所述轴上，所述定子配置于所述转子的径向外侧，以在所述转子与所述定子之间形成间隙；以及冷却介质输送结构，所述冷却介质输送结构包括入口导管和出口导管，所述入口导管定位成将冷却介质供给到所述马达，所述出口导管定位成将所述冷却介质从所述马达排出，所述轴具有与所述转子的内部形状不同的外部形状，以在所述轴与所述转子之间沿着所述轴的轴向长度形成至少一个轴向通道，所述轴向通道至少与所述转子的轴向长度一样长，并且所述入口导管定位成通过所述间隙和至少一个所述轴向通道供给所述冷却介质，以对所述转子进行冷却，并且所述出口导管定位成从所述间隙和至少一个所述轴向通道排出所述冷却介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.17 US 15/072,9751.一种离心压缩机，适用于冷却器，所述离心压缩机包括：壳体，所述壳体具有入口部和出口部；入口导叶，所述入口导叶配置于所述入口部；叶轮，所述叶轮配置于所述入口导叶的下游，所述叶轮附接到能绕旋转轴线旋转的轴；扩散器，所述扩散器配置于所述叶轮的下游的所述出口部；马达，所述马达布置成使所述轴旋转，从而所述叶轮旋转，所述马达包括转子和定子，所述转子安装在所述轴上，所述定子配置于所述转子的径向外侧，以在所述转子与所述定子之间形成间隙；以及冷却介质输送结构，所述冷却介质输送结构包括入口导管和出口导管，所述入口导管定位成将冷却介质供给到所述马达，所述出口导管定位成将所述冷却介质从所述马达排出，所述轴具有与所述转子的内部形状不同的外部形状，以在所述轴与所述转子之间沿着所述轴的轴向长度形成至少一个轴向通道，所述轴向通道至少与所述转子的轴向长度一样长，并且所述入口导管定位成通过所述间隙和至少一个所述轴向通道供给所述冷却介质，以对所述转子进行冷却，并且所述出口导管定位成从所述间隙和至少一个所述轴向通道排出所述冷却介质。2.如权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述轴的外部形状与所述转子的内部形状不同，以在所述轴与所述转子之间沿着所述轴的轴向长度形成多个轴向通道，所述轴向通道至少与所述转子的轴向长度一样长。3.如权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，所述轴的所述外部形状包括环状部和多个凹槽，所述凹槽从所述环状部径向向内延伸。4.如权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，所述凹槽绕所述环状部沿着周向方向彼此大致等距地间隔开。5.如权利要求3或4所述的离心压缩机，其特征在于，每个所述凹槽包括第一侧壁、第二侧壁以及槽壁，所述第二侧壁与所述第一侧壁周向地间隔开，所述槽壁径向地连接所述第一侧壁和所述第二侧壁的内端部。6.如权利要求5所述的离心压缩机，其特征在于，当在轴向截面上观察时，每个凹槽的所述第一侧壁与该凹槽的所述第二侧壁大致平行。7.如权利要求5或6所述的离心压缩机，其特征在于，当在轴向截面上观察时，每个凹槽具有与所述第一侧壁及所述第二侧壁等距地间隔开的中心线，并且每个凹槽的所述中心线相对于所述轴的径向方向倾斜。8.如权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于，在所述离心压缩机的运转期间，所述轴绕旋转方向旋转，并且每条中心线倾斜成使得所述中心线的径向外端部周向地配置成比所述中心线的径向内端部更靠正旋转方向。9.如权利要求7所述的离心压缩机，其特征在于，在所述离心压缩机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·诺普，J·A·摩根，R·J·福尔摩沙，
申请(专利权)人：大金应用美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US