变频式涡旋压缩机的制作方法

专利名称：变频式涡旋压缩机的制作方法技术领域：本发明涉及一种变频式涡旋压缩机，特别是一种利用吸入的冷却剂将变频器及压 缩冷却剂同时冷却以减少能耗及大幅提升效率的变频式涡旋压缩机。背景技术：一般而言，涡旋压缩机包括一具有涡壳状涡卷及即使驱动轴转动仍可维持其固定 状态之固定涡旋件，以及一具有涡壳状涡卷及当驱动轴转动时公转的公转涡旋件。在这种 涡旋压缩机中，公转涡旋件沿固定涡旋件公转而冷却剂被吸入至一形成于固定涡旋件及公 转涡旋件之间的压缩室，从而压缩冷却剂。图1示出了这种涡旋压缩机的例子(下称“传统涡旋压缩机”)。以下是参照图1 对这种涡旋压缩机作出的图解说明。图中示出了一种电动涡旋压缩机，其包括一外壳10、设于外壳10内的一吸入口 60 及一排出口 70、设于外壳10内并互相啮合的一固定涡旋件81及一公转涡旋件82、一驱动 轴83、一马达84、一安装在驱动轴83末端及公转涡旋件82之间以驱使公转涡旋件82产生 公转运动(公转运行)的滑套85，以及一用于防止公转涡旋件82旋转的防自转机构86。吸入口 60及吸入室13设于外壳10的后侧；排出口 70和排出室73设于外壳10 的前侧。主外壳10的侧面密封地安装一变频器20。冷却剂经过吸入室13、一吸入孔16及一个位于变频器20下方的空间17，然后通 过一通道15被引入压缩室88 (固定涡旋件及公转涡旋件之间的空间)，并经过设于固定涡 旋件81的排出孔811、排出室73及排出口 70流向一冷凝器。然而，根据传统涡旋压缩机，由于冷却剂在冷却变频器20后立即被引入压缩室 88，压缩室88内的压缩冷却剂被加热。因此，压缩机的效率降低，能耗增加。即是，由于压缩操作的过程中的温度增加，等 熵效率下降、且能耗增加。另外，由于吸入的气体位于排出室73隔邻，压缩机的效率因加热而降低。另外，根据传统涡旋压缩机，当压缩机的过热程度被降低以提高蒸发器(图中未 示)的换热效率，未脱离液态的吸入冷却剂被压缩及湿压缩，最终令压缩机受损。发明内容为了解决上述问题，本发明的目的之一是提供一种变频式涡旋压缩机，其可避免 压缩机过热，并利用吸入的冷却剂把变频器及压缩冷却剂同时冷却，从而大幅提升压缩机 的效率。本发明的另一个目的是提供一种变频式涡旋压缩机，其通过增加压缩机的效率来 节省能耗。本发明进一步的目的，是在冷却剂起初被吸入时，把压缩机的过热程度降低，从而提高蒸发器的换热效率。为实现上述目的，本发明提供一种变频式涡旋压缩机，其包括一外壳；一固定安 装于所述外壳内的固定旋涡件；一设置为沿所述固定旋涡件公转的公转涡旋件；一设置为 驱动所述公转涡旋件公转的驱动件；设置于所述外壳内的一吸入口和一排出口 ；一设置于 所述固定旋涡件前表面并与所述固定旋涡件相对设置的变频器；其中，所述固定旋涡件设 一穿过所述固定旋涡件进入一压缩室的吸入孔；所述公转涡旋件设一排出孔。冷却剂通过 所述变频器和所述固定旋涡件之间的空隙经所述吸入孔被引入所述压缩室，然后通过所述 排出孔排出。在所述固定旋涡件的前壁与所述变频器相对的位置可设置一导件，把从所述吸入 口吸入的冷却剂引导至所述吸入孔。所述导件可设置一与所述固定旋涡件的所述吸入孔相通的引进口。从所述驱动轴的方向观察，多条导向通道可围绕所述导件延伸。最少一条所述导向通道的一端设置于接近所述吸入口的位置，而其另一端则设置 于接近所述引进口的位置。所述导向通道最少有一段可呈弓形。最少一条所述导向通道在所述吸入口的一侧设有一直线引进段。所述导向通道可由多条引导凸条或引导凹槽构成。所述排出口可设置于所述公转涡旋件的后侧。一排出通道可沿所述驱动轴的纵长方向穿过所述驱动轴。设置于所述驱动轴的排出通道的最少一段沿其后侧往前侧逐渐从驱动轴的轴心 向外侧倾斜。根据本发明，由变频器产生的压缩机过热问题可通过吸入冷却剂同时冷却变频器 及压缩冷却剂而得以避免，并可使压缩机的效率大大提升。此外，由于压缩机的效率提升，压缩的能耗可大大减少。再者，在冷却剂起初被吸入时降低过热程度，亦能提升蒸发器的换热效率。另外，通过将排出室远离吸入气体设置，便可避免排出室过热而使压缩效率降低。图1是传统变频式涡旋压缩机的纵向截面图。图2是本发明的变频式涡旋压缩机的纵向截面图。图3是本发明的变频式涡旋压缩机的纵向截面图，显示了吸入冷却剂的循环。图4是本发明的变频式涡旋压缩机的分解立体图。图5是本发明的变频式涡旋压缩机在图2所示的变频器被移除后的前透视图。图6是一经过本发明的变频式涡旋压缩机的吸入冷却剂的压焓图。图7是一经过传统变频式涡旋压缩机的吸入冷却剂的压焓图。具体实施例方式下面参照图2至图5对本发明的一优选实施方式作更详细的说明。如图所示，本发明的变频式涡旋压缩机1000包括一外壳100，设置于所述外壳100内的一吸入口 600和一排出口 700，容纳于所述外壳100内并互相啮合的一固定旋涡件810 和一公转涡旋件820 ；—驱动轴830 ；—马达840 ；—安装于所述驱动轴830末端和所述公转 涡旋件820之间以驱使公转涡旋件820公转运动(公转运行)的滑套850 ；以及一用于防 止公转涡旋件820旋转的防自转机构860，如一十字环(Oldham ring)。所述驱动轴830、所 述马达840、所述滑套850和所述防自转机构860组成了所述公转涡旋件820的公转运动驱 动件。如图2及图4所示，所述外壳100包括一前侧变频器外壳110，一后侧主外壳130 和一设置于所述变频器外壳110和所述主外壳130之间的一主支架120。不过，其它不同的 公知例子亦可用作所述外壳100。所述吸入口 600和所述排出口 700设于所述外壳100内，使冷却剂从一蒸发器通 过所述吸入口 600吸入，在所述固定旋涡件810和所述公转涡旋件820之间的一压缩室880 进行压缩后，便会通过所述排出口 700排出至一冷凝器。具体而言，根据本发明的内容，一变频器200设置于所述固定旋涡件810的前表 面，并与所述固定旋涡件810相对设置；一吸入孔815穿过所述固定旋涡件810进入所述压 缩室880。所述吸入孔815设置于所述固定旋涡件810的外缘周边，使吸入的冷却剂从所述 固定旋涡件810的外缘往其中心压缩时排出。导件900设置于所述固定旋涡件810的前表面并与所述变频器200相对设置，把 从所述吸入口 600吸入的冷却剂引导至所述吸入孔815。因此，所述吸入的冷却剂于所述变频器200和所述导件900之间流动，以同时冷却 所述变频器200和所述压缩室880。与此同时，所述导件900可不设置，而所述吸入的冷却剂在所述变频器200和所述 固定旋涡件810之间经过，并使冷却剂通过所述固定旋涡件810的吸入孔815吸入至所述 压缩室880。冷却剂经过所述压缩室880之后，经过一设置于所述公转涡旋件820的排出孔 821，然后通过所述排出口 700排出。如图所示，所述吸入的冷却剂是通过一排出通道835经所述外壳100的后端排出， 所述排出通道沿所述驱动轴830的纵长方向穿过所述驱动轴830 ；不过，并不一定要将所述 排出通道835设置为穿过所述驱动轴830。与此同时，如图所示，所述导件900可设置与所述固定旋涡件810的吸入孔815 相通的一引进口 910。此结构使所述吸入的冷却剂被所述导件900引导后流入所述压缩室 880。从所述驱动轴的方向观察，多条导向通道920围绕所述导件900延伸。在此情况 下，最少一条导向通道920的一端设置于接近所述吸入口 600的位置，而其另一端则设置于 接近所述引进口 910的位置。因此，当冷却剂从所述吸入口 600引导至所述引进口 910时，冷却剂均勻地冷却所 述变频器200和所述压缩室880。具体而言，当所述吸入口 600设置于所述外壳100的一侧壁，所述导向通道920的 一部份会在所述吸入口 600的一侧设有一直线引进段921，而所述导向通道920的其余部份 会形成弓形导件922，以均勻地冷却所述压缩室880。因此，当冷却剂被吸入，并通过所述直线引进段921被急速引进后，便会经过所述弓形导件922以均勻地冷却所述压缩室880的 前表面。完成冷却操作后的吸入冷却剂会通过所述引进口 910及所述吸入孔815被引入所 述压缩室880。如图所示，根据本发明的内容，由于所述排出口 700设于所述公转涡旋件820的后 侧，所述吸入冷却剂与排出口的一侧相隔一段相当的距离，因此，所述吸入冷却剂能避免受 排出口的一侧影响，从而可以全面发挥其冷却效果。如图所示，所述导向通道920由多条的引导凸条923构成，但也可以由引导凹槽构 成。与此同时，设置于所述驱动轴830的排出通道835沿其后侧往前侧逐渐从所述驱 动轴830的轴心局部地向外侧倾斜。通过此结构，通过所述压缩室880时含油分的冷却剂 会被离心力分解成气体和液态油，被分解出来的油之后会回流至所述排出通道835，供应给 主轴承870。以下结合图2及图3说明本发明变频式涡旋压缩机的吸入的油分的循环/冷却操 作首先，所述吸入的冷却剂通过设置于所述外壳100的所述吸入口 600从一蒸发器 (图中未示)被吸入。然后，冷却剂保持极低温，并含有少量液体。当所述吸入的冷却剂经过所述变频器200和所述固定旋涡件810之间的所述导件 900时，便会同时冷却所述变频器200和所述压缩室800，并同时被加热至合适的过热程度。所述吸入的冷却剂完全经过所述导件900后，通过所述导件900的所述引进口 910 和所述固定旋涡件810的所述吸入孔815被引入所述压缩室880。正当所述压缩室880进行压缩操作时，随之而来的所述吸入的冷却剂会进行冷却 操作。在压缩操作同时进行冷却操作，可减低使压缩操作达到一个预设压力所需的能量。完成压缩处理的冷却剂经过设置于所述公转涡旋件820的所述排出孔821，然后 通过所述排出口 700排出。具体而言，如图所示，由于所述排出通道835沿所述驱动轴830的纵长方向穿过所 述驱动轴830，冷却剂经过所述排出孔821后，经过所述外壳100的后端，然后通过设于驱动 马达和所述外壳100之间的通道排出至所述排出口 700。为达到此目的，可于所述外壳100的后端设置供所述冷却剂经过的一放射状延伸 槽 170。图中的参照数字710及720标示垫片。图6是一压焓图，表示本发明的变频式涡旋压缩机的冷却周期。以下是结合附图 对一冷却周期所作的说明图中的A-B-C-D-E-F段表示了冷却剂的循环过程。具体而言，A-D段相对于一压 缩机，D-E段相对于一冷凝器，E-F段相对于一膨胀阀，而F-A段相对于一蒸发器。如图所示，根据本发明的内容，所述吸入的冷却剂在所述压缩机的引进段A时含 有液体。那就是，当所述蒸发器内的液体体积越来越大时，换热效率便会随之提高。图中所示的A — B段表示冷却剂的温度上升而所述变频器200同时被冷却的状 态；B — C段表示所述冷却剂的温度上升而在所述压缩室880内被压缩的冷却剂同时被冷却的状态。两段冷却程序使所述吸入的冷却剂完全气化，并使所述吸入的冷却剂保持在合 适的过热程度。之后的C — D段表示实际上被吸入的冷却剂的压缩过程。不过，由于在压缩过程 期间被压缩的冷却剂被吸入的冷却剂冷却，它以非常急速的趋势达至一预设压力。亦即是， 只要消耗少量能量便能完成压缩过程。如图所示，虚线表示一等熵过程，并表示一理论关系。如图所示，根据本发明的内容，等熵效率超过100%，等熵效率定义为等熵过程 (PAs)的能量相对于实际过程(PAr)中的能量(作用力)。作为参照，图7显示传统涡旋压缩机的冷却周期，其中所述吸入的冷却剂只冷却变频器。如图所示，当冷却剂通过A’ 一 B’段冷却变频器而同时被加热后，冷却剂立即进入 一压缩室，使达到一预定压力的能耗大幅上升。那是因为被所述吸入冷却剂在所述压缩室 压缩的冷却剂并没有冷却作用，因此，相对于本发明，传统涡旋压缩机的效率被严重削弱。如图所示，虚线表示一等熵过程，而等熵效率无法超过100%。根据本发明，由变频器产生的压缩机过热问题可通过吸入冷却剂同时冷却变频器 及压缩冷却剂而得以避免，并可使压缩机的效率大大提升。此外，由于压缩机的效率提升，压缩的能耗可大大减少。再者，在冷却剂起初被吸入时降低过热程度，亦能提升蒸发器的换热效率。另外，通过将排出室远离吸入气体设置，便可避免排出室过热而使压缩效率降低。权利要求1.一种变频式涡旋压缩机，其包括一夕卜壳；一固定安装于所述外壳内的固定旋涡件；一设置为沿所述固定旋涡件公转的公转涡旋件；一设置为驱动所述公转涡旋件公转的驱动件；设置于所述外壳内的一吸入口和一排出口；一设置于所述固定旋涡件前表面并与所述固定旋涡件相对设置的变频器；其中，所述固定旋涡件设一穿过所述固定旋涡件进入一压缩室的吸入孔；所述公转涡 旋件设一排出孔；冷却剂通过所述变频器和所述固定旋涡件之间的空隙经所述吸入孔被引 入所述压缩室，然后通过所述排出孔排出。2.根据权利要求1所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于在所述固定旋涡件的前壁 与所述变频器相对的位置设置一导件，把从所述吸入口吸入的冷却剂引导至所述吸入孔。3.根据权利要求2所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于所述导件设置一与所述固 定旋涡件的所述吸入孔相通的引进口。4.根据权利要求3所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于从所述驱动轴的方向观察， 多条导向通道围绕所述导件延伸。5.根据权利要求4所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于最少一条所述导向通道的 一端设置于接近所述吸入口的位置，而其另一端则设置于接近所述引进口的位置。6.根据权利要求5所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于所述导向通道最少有一段 呈弓形。7.根据权利要求5所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于最少一条所述导向通道在 所述吸入口的一侧设有一直线引进段。8.根据权利要求4至7任何一项所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于所述导向通 道由多条引导凸条或引导凹槽构成。9.根据权利要求1至7任何一项所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于所述排出口 设置于所述公转涡旋件的后侧。10.根据权利要求1至7任何一项所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于一排出通道 沿所述驱动轴的纵长方向穿过所述驱动轴。11.根据权利要求10所述的变频式涡旋压缩机，其特征在于设置于所述驱动轴的排 出通道的最少一段沿其后侧往前侧逐渐从所述驱动轴的轴心向外侧倾斜。全文摘要本发明涉及一种变频式涡旋压缩机，其包括；一外壳、一设置于外壳内的固定旋涡件、一沿同定旋涡件公转的公转涡旋件、一转动公转涡旋件的驱动件、设置于外壳内的一吸入口和一排出口，以及相对固定旋涡件前表面设置的一变频器。固定旋涡件及公转涡旋件内分别设置一穿透至一压缩室的吸入孔以及一排出口。因此，本发明被设置为使冷却剂通过变频器和固定旋涡件后被引入压缩室，然后通过排出孔排出。这样便防止变频器导致压缩机过热，并通过额外冷却剂同时冷却变频器和压缩冷却剂而大大提升压缩机的效率。另外，本发明亦减省了加压至某特定水平所需的能源。文档编号F04C18/02GK102007297SQ200980106548 公开日2011年4月6日 申请日期2009年2月27日 优先权日2008年2月29日发明者具仁会, 李建祜 申请人:(学)斗源学院, (株)斗源电子