[发明专利]压缩机风阻减轻

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求享有2011年3月31日提交的并且名称为“压缩机风阻缓和”的美国专利申请No.61/491,509的权益，其公开内容以引用的方式全文结合到本文中，就如在本文详述一样。

技术领域

本公开内容涉及压缩机。更具体地，本公开内容涉及电动机驱动的封闭或者半封闭压缩机。

背景技术

电动机驱动压缩机的一个特定用途是液体冷冻器。示例性的液体冷冻器使用封闭离心压缩机。示例性的单元包括压缩机、冷却器单元、冷冻器单元、膨胀装置和各种额外部件的独立组合。示例性压缩机包括插入在电动机转子和叶轮之间的变速器以比电动机更快的速度驱动叶轮。

电动机暴露于制冷剂流的旁路以冷却电动机。电动机转子暴露给制冷剂产生损失，已知为风阻（windage）。风阻损失随着电动机速度以及暴露给转子的制冷剂密度而增大。

在美国，冷冻器受制于美国制冷组织（ARI）标准550。该标准确定四种参考状况，特征是冷冻器额定负载（以冷却吨数计）的百分比和相关冷凝器水入口/进口温度。操作是为了获得冷冻后的水出口/离开温度为44华氏度（F）（6.67摄氏度（C））。四种状况是：100％，85F（29.44C）；75％，75F（23.89C）；50％，65F（18.33C）；以及25％，65F（也是18.33C）。这些状况（或者沿着连接它们的曲线的类似状况）可以提供用于测量效率的相关状况。在API测试中，通过冷却器的水流率是2.4加仑每分钟每吨冷却（gpm/ton）（0.043升每秒每千瓦（1/s/kW）），以及冷凝器水流率是3gpm/ton（0.054 1/s/kW）。

发明内容

本公开内容的一个方面涉及具有外壳组件的压缩机，外壳组件具有吸入端口、排出端口和电动机隔间。电动机具有在电动机隔间内的定子以及在定子内的转子。转子安装成围绕转子轴线旋转。一个或多个工作元件联接至转子以在至少第一状况下由转子驱动，以便通过吸入端口吸入流体并且从排出端口排出流体。间隙位于转子和定子之间。压缩机包括用于将间隙与电动机隔间外部部分隔离的装置。外部部分暴露给定子。一个或多个通道定位成在第一状况下从间隙抽吸流体。

一个或多个实施方式的细节在附图以及下面的说明书中描述。其他特征、目标和优点从说明书和附图以及从权利要求将很明显。

附图说明

图1是冷冻器系统的部分示意图。

图2是冷冻器系统的压缩机的纵向剖视图。

图2A和图2B是在图2的压缩机中的隔离套筒的放大半示意图。

各个附图中相同的参考数字和标记表示相同的元件。

具体实施方式

图1示出了蒸气压缩系统20。示例性的蒸气压缩系统20是冷冻器系统。系统20包括压缩机22，压缩机具有吸入端口（入口）24和排出端口（出口）26。系统进一步包括第一热交换器28，在正常操作模式下是排热热交换器（例如气体冷却器或者冷凝器）。在基于现有冷冻器的示例性系统中，热交换器28是冷凝器单元29中的制冷剂-水热交换器，在该热交换器中由外部水流来冷却制冷剂。

系统进一步包括第二热交换器30（在正常模式下是吸热热交换器或者蒸发器）。在示例性系统中，热交换器30是用于冷冻在冷冻器单元31内的被冷冻水流的制冷剂-水热交换器。膨胀装置32沿着正常模式制冷剂流路34（该流路部分地被相关的管道等围绕）位于排热热交换器的下游并且位于吸热热交换器30的上游。示例性制冷剂-水热交换器28和30包括管束，管束携带水流并且与围绕单元29和31的架子内的管束流动的制冷剂处于热交换关系。为了便于说明，未示出热交换器的水入口和出口。

示例性压缩机是具有外壳组件（外壳）40的离心压缩机。外壳组件容纳了电动机42以及一个或多个工作元件44（用于离心压缩机的叶轮；涡旋压缩机的涡盘；或者往复式压缩机的活塞），工作元件在第一模式下能够由电动机驱动以压缩流体（制冷剂）以便从吸入端口抽吸流体（制冷剂）、压缩流体、以及从排出端口排出流体。示例性离心工作元件包括由电动机直接驱动的旋转叶轮。如下面所讨论的，示例性离心压缩机消除了基础现有技术压缩机的变速器。为了补偿，以更高速度驱动电动机。采用更高速度驱动，否则将增大风阻损失。