进气分配装置及包括该进气分配装置的压缩机的制作方法

1.本发明涉及一种进气分配装置，所述进气分配装置沿其纵向轴向水平地布置。


背景技术：

2.本部分的内容仅提供了与本发明相关的背景信息，其可能并不构成现有技术。
3.压缩机包括用于压缩工作流体的压缩机构、用于支承压缩机构的主轴承座、用于驱动压缩机构的马达、用于容置压缩机构和马达的壳体以及设置在壳体上用于引入工作流体的进气接头。工作流体经由进气接头进入压缩机的壳体内，在壳体内流动并经由压缩机构的吸气室进入压缩机构以便对其进行压缩。经过压缩的工作流体从压缩机排出。
4.在压缩机的运行过程中，当工作流体在压缩机的壳体内流动时，润滑油随随着工作流体从压缩机中排出，这通常是不期望的。此外，压缩机的各个部件的温度会随着运行时间而逐渐升高，这会影响部件的寿命，也是不期望的。
5.因此，本领域中期望的是提供一种能够良好地分配和/或引导工作流体的进气分配装置。


技术实现要素：

6.鉴于上述问题，本技术的目的在于提供一种进气分配装置，其能够有效地将流体引导至所需区域，以对所需区域中的高温部件进行冷却，同时在一定程度上可以防止工作流体与润滑油的接触。
7.本技术的另一目的在于提供一种包括上述进气分配装置的压缩机，其能够具有改善的油循环率，且能够有效提高其工作效率。
8.根据本公开的一个方面，提供一种进气分配装置。该进气分配装置包括引流单元。所述引流单元构造成用于引导进入压缩机外壳内的流体的一部分以预定路线流动。所述引流单元包括本体，在所述本体中设置有入口通道和出口通道。所述入口通道构造成用于将所述压缩机外壳内的流体的一部分引入所述引流单元中，所述出口通道构造成使所述流体的一部分以预定方位流出。
9.根据本公开的进气分配装置，通过设置引流单元，可以更准确地、更有效地将一部分流体引导至所需的区域，例如需要冷却某些高温部件的区域。此外，引流单元可以引导流体沿预定路线流动，可以防止该流体与润滑油的接触，由此控制油循环率。
10.在一些示例中，进气分配装置还包括分流单元。所述分流单元构造成将引入压缩机外壳内的流体分成第一流体部分和第二流体部分。所述分流单元包括基部和隔板，所述隔板将所述基部分成第一基部和第二基部，所述隔板与所述第一基部限定用于所述第一流体部分的第一通道，所述隔板与所述第二基部限定用于所述第二流体部分的第二通道。所述引流单元的入口通道位于所述第二通道的下游侧以引导所述第二流体部分沿预定路线流动。该进气分配装置通过隔板可以合理地分配流体，由此更好地控制流体流动和油循环率等。
11.在一些示例中，所述分流单元和所述引流单元形成为一体件，或者所述分流单元和所述引流单元单独地形成。
12.在一些示例中，所述分流单元的基部包括背板、从所述背板的两侧延伸的侧板以及从所述背板的下侧延伸的底板。所述隔板横向于所述背板和所述侧板延伸，所述第二通道限定在所述隔板与所述底板之间，并且所述第二通道的出口设置在所述背板上。
13.在一些示例中，所述分流单元的基部呈中空筒状。所述基部被所述隔板分隔的所述第一基部和所述第二基部具有弧形截面。
14.在一些示例中，所述第一通道和所述第二通道具有同一输入端。所述第一基部的从输入端延伸的轴向长度小于所述第二基部的从所述输入端延伸的轴向长度。
15.在一些示例中，所述本体呈环形，多个所述出口通道沿周向方向设置。
16.在一些示例中，所述本体包括内周向侧壁和外周向侧壁。多个所述出口通道限定在所述内周向侧壁与所述外周向侧壁之间的环形空间中。所述入口通道延伸穿过所述外周向侧壁。
17.在一些示例中，所述引流单元还包括从所述外周向侧壁径向向外延伸的连接部。所述入口通道延伸穿过所述连接部。
18.在一些示例中，所述引流单元还包括从所述外周向侧壁沿径向向外延伸的凸缘。
19.在一些示例中，所述引流单元还包括从所述内周向侧壁沿径向向内延伸的突出部。
20.在一些示例中，所述引流单元还包括在所述外周向侧壁的径向外侧的筒形罩。
21.在一些示例中，在所述内周向侧壁与所述外周向侧壁之间沿所述周向方向设置有多个肋。多个所述出口通道由所述多个肋、所述内周向侧壁与所述外周向侧壁限定。
22.在一些示例中，在所述内周向侧壁与所述外周向侧壁之间设置有环形底壁。所述出口通道具有排出口，所述排出口设置在所述环形底壁或所述外周向侧壁上。
23.在一些示例中，沿所述周向方向距离所述入口通道越近的出口通道的排出流通面积越小。
24.根据本公开的另一方面，提供一种包括上述进气分配装置的压缩机。该压缩机还包括：外壳，所述外壳上设置有进气口，在所述进气口处安装有进气接头；压缩机构，所述压缩机构位于所述外壳内，并且构造成对经由吸气室吸入的流体进行压缩；马达，所述马达构造成用于驱动所述压缩机构，并且包括固定至所述外壳的定子和位于所述定子的径向内侧的转子；以及轴承座，所述轴承座位于所述压缩机构与所述马达之间，并且用于支承所述压缩机构。所述进气分配装置设置在所述进气口处，以将引入所述外壳内的流体的一部分引导至所述马达的上方。
25.在一些示例中，沿着所述进气口的中心轴线的方向，所述进气分配装置的分流单元的隔板至少部分地投影在所述进气接头的流通区域中以将引入所述外壳内的流体分成第一流体部分和第二流体部分。
26.在一些示例中，所述引流单元位于所述轴承座与所述马达之间，并且构造成将所述第二流体部分引导至所述定子的绕组的上方。
27.在一些示例中，在径向方向上，所述引流单元的出口通道的排出口位于所述转子的径向外侧。
28.在一些示例中，所述引流单元的筒形罩位于所述出口通道的径向外侧并且在所述径向方向上位于所述绕组的径向外侧。
29.在一些示例中，所述分流单元固定至所述轴承座、所述外壳或所述进气接头；并且/或者所述引流单元固定至所述轴承座、所述外壳或所述定子。
30.在一些示例中，沿着所述进气口的中心轴线的方向，所述分流单元与所述进气接头之间存在间隙，所述间隙小于所述进气接头的最小内径的五分之一。
31.从下文的详细描述中，本发明的其它应用领域将变得更为明显。应该理解的是，这些详细描述和具体示例，虽然示出了本发明的优选实施例，但是它们旨在为了示例性说明的目的，而非试图限制本发明。
附图说明
32.通过以下参照附图的描述，本发明的一个或多个实施方式的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
33.图1为具有根据本公开实施方式的进气分配装置的涡旋压缩机的纵向剖视示意图；
34.图2为图1的进气分配装置的气流流向的示意图；
35.图3a至图3e分别为图1和图2的进气分配装置的立体示意图、平面俯视图、沿图3c的线l1-l1旋转剖切的示意图和局部安装示意图；
36.图4a至图4d为进气分配装置的出口通道的各种示例的示意图；
37.图5a至图5e分别为根据本公开另一实施方式的进气分配装置的立体示意图、平面俯视图、沿图5b的线g-g剖切的示意图、局部放大示意图和局部安装示意图；
38.图6a至图6c分别为根据本公开又一实施方式的进气分配装置的立体示意图、纵向剖视图和安装示意图；
39.图7a为具有根据本公开另一实施方式的进气分配装置的涡旋压缩机的纵向剖视示意图；
40.图7b和图7c分别为图7a的进气分配装置的分流单元的立体示意图和平面俯视图；
41.图7d至图7f分别为图7a的进气分配装置的引流单元的立体示意图、平面俯视图和沿图7e的线a-a旋转剖切的示意图；
42.图8a为具有根据本公开另一实施方式的进气分配装置的涡旋压缩机的纵向剖视示意图；以及
43.图8b和图8c分别为图8a的进气分配装置的分流单元的立体示意图和侧视示意图。
44.应当理解，在所有这些附图中，相应的附图标记指示相似的或相应的部分及特征。
具体实施方式
45.现在将参照附图更全面地描述示例性实施方式。
46.提供示例性实施方式以使得本公开将是详尽的并且将向本领域技术人员更全面地传达范围。阐述了许多具体细节比如具体部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的各实施方式的透彻理解。对本领域技术人员而言将清楚的是，不需要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式实施，并且也不应当理解为限制本公开的范围。在一些示例
性实施方式中，不对公知的过程、公知的装置结构和公知的技术进行详细的描述。
47.下面将参照图1来描述根据本公开实施方式的涡旋压缩机。图1为具有根据本公开实施方式的进气分配装置100的涡旋压缩机10的纵向剖视示意图。
48.如图1所示，涡旋压缩机10包括大体筒形的壳体11、分别位于壳体11的两端的顶盖12和底盖13。壳体11、顶盖12和底盖13限定了密封的内部空间，并由此形成涡旋压缩机10的外壳。在外壳(图1的示例中具体为壳体11)上设置有进气口15，进气接头17安装在进气口15中，以便将低温低压的工作流体(例如，制冷剂)引入涡旋压缩机10的封闭的内部空间中。
49.涡旋压缩机10还包括容置在外壳中的涡旋压缩机构cm。涡旋压缩机构cm具有吸气室，进入外壳中的低温低压工作流体被吸入该吸气室中，然后经由一系列压缩室的压缩而成为高温高压工作流体。最终，高温高压工作流体被排出涡旋压缩机10。涡旋压缩机构cm为常规涡旋压缩机构，因而此处不再详细描述。
50.涡旋压缩机10还包括容置在外壳中的马达31。马达31构造成用于驱动涡旋压缩机构cm。马达31包括固定至外壳(图1的示例中具体为壳体11)的定子34和位于定子34的径向内侧的转子32。转子32固定地安装至驱动轴41，以便带动驱动轴41一起旋转，进而驱动轴41带动涡旋压缩机构cm的动涡旋件旋转。在涡旋压缩机10的运行期间，马达的各个部件产生热量，特别是定子34上的绕组36。
51.涡旋压缩机10还包括轴承座21。轴承座21位于涡旋压缩机构cm与马达31之间。在轴承座21与驱动轴41之间设置有轴承51。如此，驱动轴41和涡旋压缩机构cm旋转地支承在轴承座21上。
52.涡旋压缩机10还包括进气分配装置100。进气分配装置100设置在进气口15处，用于将经由进气接头17引入的流体以适当比例分成第一流体部分和第二流体部分。第一流体部分以最短路径流入涡旋压缩机构cm的吸气室。第二流体部分被引导至马达31的上方以对其进行冷却。
53.图2为图1的进气分配装置的气流流向的示意图；如图2所示，第一流体部分f1被分流后向上朝着涡旋压缩机构cm流动，而第二流体部分f2先朝着驱动轴41径向向内流动，然后沿着环形通道流动，最后向下朝着马达31流动。
54.下面将参见图3a至图3e对图1和图2所示的进气分配装置100进行详细描述。图3a至图3e分别为图1和图2的进气分配装置100的立体示意图、平面俯视图、旋转剖视图和局部安装示意图。
55.进气分配装置100包括分流单元110和引流单元120。分流单元110构造成将引入的流体分成第一流体部分f1和第二流体部分f2。引流单元120构造成用于引导第二流体部分f2以预定路线流动，具体地，在图1的示例中引导至马达31的绕组36的上方。在图3a至图3e所示的示例中，分流单元110和引流单元120形成为一体件。例如，进气分配装置100可以通过注塑模制的方式制成。
56.分流单元110包括基部111和隔板112。分流单元110的基部111包括背板101、分别从背板101的两侧延伸的侧板103、104以及从背板101的下侧延伸的底板102。隔板112横向于背板101和侧板103、104延伸，将背板101和侧板103、104分隔为上部和下部。背板101和侧板103、104的上部形成为第一基部，隔板112与第一基部限定顶部敞开的用于第一流体部分f1的第一通道c1。背板101和侧板103、104的下部以及底板102形成第二基部，隔板112与第
二基部限定用于第二流体部分f2的第二通道c2。第二通道c2的出口106设置在背板101上。引流单元120位于第二通道c2的下游侧。如此，第二流体部分f2经由出口106可以流入位于下游侧的引流单元120。
57.参见图1，当进气分配装置100安装在涡旋压缩机10中时，沿着进气口15的中心轴线的方向，隔板112至少部分地投影在进气接头17的流通区域中。换言之，在进气口15的中心轴线的方向上，第一通道c1和第二通道c2均具有与进气接头17的内部流通区域重叠的部分。通过改变隔板112的位置或形状，可以相应地改变第一流体部分f1和第二流体部分f2的比例。如果第一通道c1与进气接头17的内部流通区域重叠的部分增大，则第一流体部分f1增大。如果第二通道c2与进气接头17的内部流通区域重叠的部分增大，则第二流体部分f2增大。因此，可以根据第一流体部分f1和第二流体部分f2的所需比例来设置隔板112的位置或结构。
58.引流单元120位于轴承座21与马达31之间，以便将流体引入马达31的上方。引流单元包括本体121。在本体121中设置有入口通道150和出口通道125。入口通道150构造成与第二通道c2连通以引入第二流体部分f2。出口通道125构造成使第二流体部分f2以预定方位流出，例如，在图中所示的示例中朝向马达31的绕组36流出。
59.本体121大体呈环形，并且包括内周向侧壁124和外周向侧壁122。在内周向侧壁124和外周向侧壁122之间限定了环形气流通道。在内周向侧壁124与外周向侧壁122之间沿周向方向可以设置有多个肋123。如此，通过内周向侧壁124、外周向侧壁122和肋123限定了多个出口通道125。
60.在分流单元110与引流单元120之间可以设置有连接部151。连接部151从外周向侧壁122径向向外延伸，以与第二通道c2连通。入口通道150延伸穿过连接部151和外周向侧壁122。
61.来自第二通道c2的第二流体部分f2经由入口通道150进入限定在内周向侧壁124与外周向侧壁122之间的环形气流通道中，再经由沿周向方向布置的多个出口通道125喷射到马达31上方，以对马达31进行冷却。
62.在图3a至图3d所示的示例中，外周向侧壁122大体呈直的筒状，而内周向侧壁124具有直径不同的多个分段，由此可以控制出口通道125的出口的大小和取向，由此可以控制第二流体部分f2排出的量和取向。
63.在径向方向上，引流单元120的出口通道125的排出口可以位于转子32的径向外侧。如此，可以将经由出口通道125排出的流体与从驱动轴41甩出的润滑油分隔开，而且可以将流体引导至定子34的绕组36以便冷却绕组36。
64.引流单元120还可以包括从外周向侧壁122沿径向向外延伸的凸缘131。凸缘131上可以设置孔132，以便插入紧固件，从而安装或固定引流单元120。参见图3e，轴承座21上设置有螺纹孔22。可以将螺钉90插入引流单元120的孔132并与轴承座21的螺纹孔22螺纹接合，由此将引流单元120(进气分配装置100)固定地安装至轴承座21。
65.由于进气分配装置100安装至轴承座21，因此有利的是，沿着进气口15的中心轴线的方向，进气分配装置100的分流单元110与进气接头17之间存在间隙，以避免安装干涉。优选地，所述间隙小于进气接头17的最小内径的五分之一。这样，不仅可以避免安装干涉，还可以防止过多的流体经由该间隙从马达31的径向外侧流过以扰动或携带更多的润滑油。
66.发明人对安装有根据本公开的进气分配装置100的涡旋压缩机10进行了测试。没有安装根据本公开的进气分配装置的涡旋压缩机在低转速运行时，马达的温度为310f(华氏度)，相比之下，本公开的涡旋压缩机10以相同的低转速运行时可以将马达的温度降低至220f。此外，本公开的涡旋压缩机可以显著提高其工作效率，例如ieer(综合能效比)可以达到29.9。本公开的涡旋压缩机在6000rpm(转每分)的转速下，油循环率可以降低至3.0％以内。
67.应理解的是，进气分配装置100的各个部分的结构不局限于图示的具体示例，而是可以根据需要发生变化，只要实现本文中描述的功能即可。例如，图4a至图4d示出了进气分配装置的出口通道的各种示例。
68.在图4a中，内周向侧壁124与外周向侧壁122均呈直筒的形状。在内周向侧壁124与外周向侧壁122之间设置有环形底壁171，省去了图3a至图3d中的肋123。在环形底壁171中设置有多个排出口125a。多个排出口125a沿着周向方向可以等间距地布置，并且可以具有相同的尺寸和形状。
69.图4b的示例与图4a的示例的不同之处在于，多个排出口125b设置在外周向侧壁上122上，而不是设置在环形底壁171中。
70.图4c的示例类似于图3a至图3d的示例。多个出口通道125c由内周向侧壁124、外周向侧壁122以及设置在内周向侧壁124和外周向侧壁122之间的肋123限定。图4c的示例与图3a至图3d的示例的不同之处在于，内周向侧壁124、外周向侧壁122均具有直筒的形状，因此，出口通道125c具有基本恒定的流通面积，并且流体从出口通道125c向下流出。
71.图4d的示例与图4a的示例的不同之处在于，出口通道的排出口125d1至125d4具有不同的排出流通面积。排出口125d1至125d4依次远离连接部151(即，入口通道150)。排出口125d1邻近入口通道150。排出口125d2相比排出口125d1远离入口通道150。排出口125d3相比排出口125d2更远离入口通道150。排出口125d4与排出口125d1相对并且最远离入口通道150。排出口125d1至125d4的排出流通面积也逐渐增加。换言之，沿周向方向距离入口通道150越近的出口通道的排出流通面积越小。
72.图5a至图5e分别为根据本公开另一实施方式的进气分配装置200的立体示意图、平面俯视图、沿图5b的线g-g剖切的示意图、局部放大示意图和局部安装示意图。
73.图5a至图5e的进气分配装置200与图3a至图3e的进气分配装置100的不同之处在于具有不同的安装结构。如图5a至图5e所示，引流单元220包括从内周向侧壁224沿径向向内延伸的突出部(或者可以称为钩状部)241。多个突出部241可以沿着周向方向等间隔地分布。引流单元220的外周向侧壁222上没有如图3a至图3e所示地设置的凸缘。
74.参见图5e，轴承座21上设置有凹槽24，用于接收突出部241。在安装进气分配装置200时，将其朝向轴承座21推动。当突出部241接合到凹槽24中时，则进气分配装置200安装就位。
75.图5a至图5e所示的分流单元210、连接部251、肋223和出口通道225与图3a至图3e所示的相应部分类似，因此此处省去详细描述。
76.图6a至图6c分别为根据本公开又一实施方式的进气分配装置300的立体示意图、纵向剖视图和安装示意图。
77.图6a至图6c的进气分配装置300与图3a至图3e的进气分配装置100的不同之处在
于，引流单元320还包括从凸缘382向下延伸的罩381。罩381大体呈筒形。罩381位于外周向侧壁322的径向外侧环绕出口通道325，并且位于绕组36的径向外侧，以防止从位于外周向侧壁322和内周向侧壁324之间的出口通道325排出的流体流动到马达31的径向外侧的区域。此外，罩381可以固定至定子34上，由此安装进气分配装置300。
78.图6a至图6c所示的分流单元310、连接部351和出口通道325与图3a至图3e所示的相应部分类似，因此此处省去详细描述。
79.图7a为具有根据本公开另一实施方式的进气分配装置400的涡旋压缩机的纵向剖视示意图。图7a所示的进气分配装置400与上述进气分配装置100至300的不同之处在于，分流单元410与引流单元420为分体式结构。分流单元410和引流单元420单独地形成并分别安装至涡旋压缩机的不同部分处。
80.图7b和图7c分别为图7a的进气分配装置400的分流单元410的立体示意图和平面俯视图。
81.图7b和图7c的分流单元410类似于图3a至图3d的分流单元110。具体地，分流单元410包括基部411和隔板412。分流单元410的基部411包括背板401、分别从背板401的两侧延伸的侧板403、404以及从背板401的下侧延伸的底板402。隔板412横向于背板401和侧板403、404延伸，将其分隔为上部和下部，从而形成第一通道和第二通道。第二通道的出口406设置在背板401上。
82.图7b和图7c的分流单元410与图3a至图3d的分流单元110的不同之处在于，背板401呈弧形并且隔板412的端面相应地呈弧形。应理解的是分流单元的结构可以根据需要而改变，不应局限于图示的具体示例。
83.图7d至图7f分别为图7a的进气分配装置400的引流单元420的立体示意图、平面俯视图和沿图7e的线a-a旋转剖切的示意图。如图所示，引流单元420类似于图6a至图6c所示的引流单元320。具体地，引流单元420具有从凸缘482向下延伸的罩481。罩481位于外周向侧壁422的径向外侧。内周向侧壁424位于外周向侧壁422的径向内侧并且与外周向侧壁422限定用于排出流体的出口通道425。
84.引流单元420与引流单元320的不同之处在于入口通道450的结构不同。入口通道450为开口朝上的凹口的形式，而非封闭的通道的形式。当进气分配装置400安装就位时，凸缘482与轴承座21一起限定了入口通道450。因此，入口通道的结构可以根据实际情况而变化，不一定局限于图示的具体示例。
85.应理解的是，根据本公开的进气分配装置不局限于图中所述的具体示例。例如，进气分配装置可以仅具有引流单元。通过引流单元，将进入压缩机的外壳内的流体的一部分有效地引导至马达的上方，以对马达进行冷却。此外，由于引流单元将进气口处的一部分流体直接引导至马达上方，因此可以防止该部分流体与润滑油接触。在没有引流单元的常规压缩机中，进入压缩机外壳内的流体的一部分通常沿着外壳向下流动，会与外壳底部的油池中的润滑油接触，然后携带更多的润滑油流动至压缩机构中。因此，常规压缩机中的润滑油会逐渐减小，而使更多的润滑油进入压缩机之外的其他部件中，由此影响其他部件的效率并因此使得整个压缩机系统的效率降低。
86.图8a为具有根据本公开另一实施方式的进气分配装置500的涡旋压缩机的纵向剖视示意图。图8a所示的进气分配装置500与图7a所示的进气分配装置400的类似之处在于，
也具有分体式的分流单元510和引流单元520。引流单元520的结构与引流单元420的结构类似，因而不再详细描述。
87.图8b和图8c分别为图8a的进气分配装置500的分流单元510的立体示意图和侧视示意图。如图8b和图8c所示，分流单元510具有大体呈中空筒状的基部511。隔板512位于基部511的中空空间中，将基部511分成上弧形基部(具有弧形截面的第一基部)501和下弧形基部(具有弧形截面的第二基部)502。隔板512与上弧形基部(第一基部)501限定了第一通道c1。隔板512与下弧形基部(第二基部)502限定了第二通道c2。
88.第一通道c1和第二通道c2具有同一输入端515，但分别具有不同的输出端516和517。上弧形基部(第一基部)501从输入端515延伸至输出端516的轴向长度小于下弧形基部(第二基部)502从输入端515延伸至输出端517的轴向长度。因此，第二通道c2比第一通道c1长，这有利于将流体引入引流单元520中。
89.在图7a所示的示例中，分流单元510固定至进气接头17中。然而，应理解的是，分流单元510可以固定至轴承座21或壳体11，不一定局限于图7a所示的具体示例。类似地，引流单元520可以固定至轴承座21、定子34或壳体11上，只要其能够实现本文中所述的功能即可。
90.本文以涡旋压缩机为例进行描述。然而，应理解的是，本发明可以应用于任何其他合适类型的压缩机。
91.虽然已经参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式。在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对示例性实施方式做出各种改变。还应理解的是，在技术方案不矛盾的情况下，各个实施方式的特征可以相互结合或者可以省去。