具有徑向配置的電動機繞組的螺旋式壓縮機的製作方法
2023-12-03 13:50:46 3
專利名稱：具有徑向配置的電動機繞組的螺旋式壓縮機的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及螺旋式壓縮機(scroll compressor)，特別涉及用於運行螺旋式壓縮機的電動機。
背景技術：
製冷和空調系統通常包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥或其等價物、蒸發器。這些部件依次耦合，以限定連續的流動路徑。工作流體典型地被稱為製冷劑，其流過系統，並在液相和蒸汽相或汽相之間交替。多種壓縮機類型已經用於實現製冷系統，包括但不限於往復式壓縮機、螺旋式壓縮機以及旋轉式壓縮機，例如葉片型壓縮機。作為製冷和空調應用二者中特選的壓縮機，螺旋式壓縮機正在變得越來越普及。 螺旋式壓縮機典型地使用兩個螺旋元件構建而成，每個螺旋元件具有端板以及從端板延伸的螺旋形卷繞物(spiral wrap)。在兩個螺旋形卷繞物互相配合(inter-fitted)的情況下，螺旋形卷繞物以相對的方式布置。螺旋元件被安裝為使得其可以以關於彼此相對環繞 (orbiting)的運動相接合。在這種環繞運動中，螺旋形卷繞物限定了連續的一系列封閉空間，隨著其從處於相對較低抽吸壓力的徑向較外的位置向內移動到處於相對較高排放壓力的中心位置，各個封閉空間在尺寸上逐漸減小。壓縮氣體在中心位置通過貫通螺旋元件之一的端板形成的排放通道離開封閉空間。經由固定到電動機轉子的合適的驅動軸，電動機或其他動力源驅動螺旋元件中的一個。在密封的壓縮機中，密封殼的底部一般容納貯油槽，用於對壓縮機的多種部件進行潤滑和冷卻。兩個螺旋元件之間的相對旋轉典型地受到抗轉機構的控制。較為普遍的抗轉機構中的一個為Oldham耦合，其或者被鍵鎖(keyed)到兩個螺旋元件，或者被鍵鎖到螺旋元件之一以及靜止部件，例如軸承箱。儘管Oldham耦合是普遍的選擇，也可使用其他的抗轉機構。由於螺旋式壓縮機的越來越大的普及性，這些壓縮機的持續開發已經被指向減小尺寸、降低複雜性、減小成本而不對螺旋式壓縮機的性能產生不良影響的設計。例如，美國專利No. 7，082，786在用於螺旋式壓縮機的電動機中併入鋁繞組，該螺旋式壓縮機使用氨族(ammonia group)製冷劑。儘管電動機的重量和成本通過使用鋁繞組代替銅繞組而減小， 鋁繞組產生更多的熱。因此，被排放的冷卻劑的一部分被轉移到電動機，以便對鋁繞組進行冷卻。另外，這種螺旋式壓縮機中的電動機沒有獲得通過使用銅繞組而變得可能的電氣效率。由下面提供的詳細介紹，將會明了本發明的其他應用範圍。應當理解，儘管詳細介紹和具體實例示出了本發明的優選實施例，其僅僅用於說明性目的，不是為了對本發明的範圍進行限制。
發明內容
單相電動機已經被配置為減小螺旋式壓縮機的重量和成本。電動機包含轉子；定子，其具有多個槽，定子與轉子同心地安裝；鋁啟動繞組，其在轉子的遠側繞卷在槽的一部分上；銅主體繞組，其在鋁啟動繞組和轉子之間繞卷在槽的一部分上；驅動軸，其被耦合到轉子，驅動軸被配置為耦合到螺旋式壓縮機的環繞的螺旋元件。單相電動機用在螺旋式壓縮機中，使得螺旋式壓縮機的更具經濟性的構造和運行成為可能。螺旋式壓縮機包含環繞螺旋元件、非環繞螺旋元件以及單相電動機，單相電動機進一步包含轉子；定子，其具有多個槽，定子與轉子同心地安裝；鋁啟動繞組，其在轉子遠側繞卷在槽的一部分上；銅主體繞組，其在鋁啟動繞組和轉子之間繞卷在槽的一部分上； 驅動軸，其被耦合到轉子，驅動軸被配置為耦合到螺旋式壓縮機的環繞螺旋元件，以便使得環繞螺旋元件環繞非環繞螺旋元件。本領域技術人員由下面的介紹將會明了上面的以及其他的目的、特徵和優點。
圖1為螺旋式壓縮機的截面圖；圖2為電動機中的定子和轉子的截面圖，其示出了可用在圖1的螺旋式壓縮機中的定子的繞組配置；圖3為電動機中的定子和轉子的截面圖，其示出了可用在圖1的螺旋式壓縮機中的定子的替代性繞組配置。
具體實施例方式下面對優選實施例的介紹僅僅是示例性的，不對本發明、其應用或用途構成限制。現在參照附圖，其中，貫穿幾幅附圖，相似的參考標號代表相似或對應的部件。圖1 示出了螺旋式壓縮機，其一般地用參考標號10表示。螺旋式壓縮機10包含一般為圓柱形的密封殼12，其具有上端蓋14和下端基座16。蓋14具有冷卻劑排放配件18，其中可具有平常的排放閥(未示出)。固定到殼12的其他主要元件包括入口配件22、被合適地固定到殼12的主軸承箱24、電動機定子28。驅動軸30可旋轉地在主軸承箱M內的軸承34中被支撐(journaled)。驅動軸 30具有下端32，其可旋轉地在基座16中被支撐，以便使得驅動軸30的旋轉成為可能。驅動軸30伸過環繞螺旋元件56的中心部分，驅動軸被配置為在其上端耦合到環繞螺旋元件 56。驅動軸30被包含電動機定子觀的電動機40驅動，定子觀具有繞組42，其通過定子 28中的槽(圖2、來繞卷。轉子44被壓配合到驅動軸30上。將定子觀中的繞組42耦合到單相電源將旋轉運動傳遞到轉子44。轉子44的旋轉轉動驅動軸30，驅動軸30驅動環繞螺旋元件56。環繞螺旋元件56關於非環繞螺旋元件68的環繞運動形成對於流體的移動的區域(pockets)，該區域中的流體體積隨著區域從徑向上較外的位置行進到螺旋元件56、 58的中心位置而減小。環繞螺旋元件56具有徑向向內布置的排放埠，其與由蓋14和殼 12限定的排放腔72流體連通。螺旋元件56和68之間的移動區域所壓縮的流體排放到排放腔72中。為了減小繞組42的成本以及電動機40的重量，繞組42的一部分可用鋁繞組實現，繞組的其餘部分可用銅繞組實現。優選為，啟動繞組用鋁導線構建，而電動機40的主體繞組用銅導線構建。電流被供到啟動繞組，以便開始電動機40的旋轉。這種結構提供了對於螺旋式壓縮機的多種好處。一個優點在於，相比於銅繞組，鋁繞組相對便宜且重量較輕。 儘管鋁導線產生比銅導線更多的熱，鋁繞組僅僅在電動機啟動過程中使用，減少了鋁繞組由於被供以電流而產生熱的時間。為了進一步增強電場從銅主體繞組到轉子的傳遞，主體銅繞組和鋁啟動繞組如圖 2所示地繞卷在定子內。如該圖所示，部分繞卷的定子觀在轉子44周圍同心地安裝。定子包含多個槽104。各個槽具有遠離轉子44的部分108和接近轉子44的部分112。銅導線用定子觀的槽中的填充圓表示。例如，銅導線124構成齒116周圍的繞組。鋁導線用敞開的圓表示。在此實例中，鋁導線120構成齒116周圍的繞組。因此，鋁啟動繞組由通過定子槽的遠離轉子44的部分繞卷的鋁導線形成。類似地，銅主體繞組由通過定子槽的接近轉子 44的部分繞卷的銅導線形成。這種配置使得銅導線能夠在槽104的敞開處暴露出來，以便更為高效地從銅主體繞組向轉子44傳遞電場。圖3示出了替代性實施例。圖3的實施例由在定子1 周圍同心地安裝的轉子144 形成。再一次地，定子具有多個槽104，每個槽具有遠離轉子144的部分108以及接近轉子 144的部分112。用敞開的圓代表的鋁導線120通過槽104的遠離的部分108繞卷，用填充的圓代表的銅導線1 通過槽104的接近的部分112繞卷。流經啟動繞組和主體線圈的電流產生移動的磁場，其繞著定子1 旋轉轉子144。鋁導線在槽的遠離部分暴露出來，以便通過在電動機40上方的氣體流動增強鋁導線的冷卻。繞組120和124可用在螺旋式壓縮機10的電動機40中，以減小壓縮機10的重量和成本。鋁啟動繞組和銅主體繞組在定子觀的槽內的布置使得壓縮機能夠更為高效地運行，並在繞組從單相電源解除耦合後增強鋁啟動繞組的冷卻。本領域技術人員將會認識到，可對上面明確介紹的特定實現方式進行多種修改。 因此，下面的權利要求不限於上面所示出和介紹的特定實施例。原始提交的以及可能修改的權利要求包括這裡所公開的實施例以及教導的變化、替代、修改、改進、等同和實質等同， 包括目前未預見或未想到的以及例如可由申請人/專利權人等想到的那些。
權利要求
1.一種單相電動機，其被配置為用於螺旋式壓縮機，電動機包含 轉子；定子，其具有多個槽，定子與轉子同心地安裝；鋁啟動繞組，其在轉子的遠側繞卷在槽的一部分中；銅主體繞組，其在鋁啟動繞組和轉子之間繞卷在槽的一部分中；以及驅動軸，其被耦合到轉子，驅動軸被配置為耦合到螺旋式壓縮機的環繞螺旋元件。
2.權利要求1的電動機，定子同心地安裝在轉子內。
3.權利要求1的電動機，轉子同心地安裝在定子內。
4.一種螺旋式壓縮機，包含 環繞螺旋元件；非環繞螺旋元件；以及單相電動機，單相電動機進一步包含轉子；定子，其具有多個槽，定子與轉子同心地安裝； 鋁啟動繞組，其在轉子的遠側繞卷在槽的一部分中； 銅主體繞組，其在鋁啟動繞組和轉子之間繞卷在槽的一部分中；以及驅動軸，其被耦合到轉子，驅動軸被配置為耦合到螺旋式壓縮機的環繞螺旋元件，以便使得環繞螺旋元件環繞非環繞螺旋元件。
5.權利要求4的螺旋式壓縮機，定子同心地安裝在轉子內。
6.權利要求4的螺旋式壓縮機，轉子同心地安裝在定子內。
全文摘要
螺旋式壓縮機構建和運行起來更具經濟性。螺旋式壓縮機包含環繞螺旋元件、非環繞螺旋元件以及單相電動機。單相電動機進一步包含轉子；定子，其具有多個槽，定子與轉子同心地安裝；鋁啟動繞組，其在轉子的遠側繞卷在槽的一部分中；銅主體繞組，其在鋁啟動繞組和轉子之間繞卷在槽的一部分中；驅動軸，其被耦合到轉子，驅動軸被配置為耦合到螺旋式壓縮機的環繞螺旋元件，以便使得環繞螺旋元件環繞非環繞螺旋元件。
文檔編號H02K1/06GK102472284SQ201080034644
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月6日 優先權日2009年8月6日
發明者V·法戈, 曹平山 申請人:艾默生電氣公司