[发明专利]包括流体压缩机的热泵

说明书

本发明涉及一种包括两级高速流体压缩机的热泵，该压缩机包括具有流体入口和压缩流体出口并且包含绕纵向轴线可旋转地安装的轴的外壳、形成第一压缩级的第一压缩轮和形成第二压缩级的第二压缩轮、位于第一和第二压缩轮之间并且布置成使轴旋转的电动机。外壳包括与纵向轴线同轴延伸的贯通的内壳，在内壳内部至少布置有电动机，所述内壳的内壁布置成与电动机一起形成在至少所述内壁和电动机之间的通道，以冷却与在通道中流动的待压缩流体接触的电动机。此外，外壳在其表面处包括形成至少一个集成壳体的至少一个空腔，所述至少一个集成壳体朝向内壁延伸以允许其中容纳的电子部件借助于所述内壁被在通道中流动的待压缩流体冷却。

技术领域

本发明涉及一种具有两级高速流体压缩机的热泵，该压缩机包括外壳、第一压缩轮、第二压缩轮以及电动机，外壳具有流体入口和压缩流体出口并且容纳绕纵向轴线可旋转地安装的轴，第一压缩轮和第二压缩轮背靠背地安装在所述轴上，所述第一压缩轮形成第一压缩级，所述第二压缩轮形成第二压缩级，电动机优选为同步电动机且位于第一压缩轮和第二压缩轮之间并布置成使所述轴旋转。

背景技术

这种流体压缩机通常称为涡轮压缩机或离心压缩机。它们设有形成永磁同步电动机(无刷电动机)的转子和定子。这种类型的压缩机可以达到非常高的速度，例如每分钟100,000至500,000转。电动机以高速驱动压缩轮，压缩轮压缩流体。此处使用的流体是制冷剂，特别是制冷剂气体。两个压缩轮的使用允许流体被压缩两倍。

这些压缩机通常包括用于待压缩流体的第一流动回路和用于冷却压缩机(以及，更具体地说，一方面包括电动机以及支撑电动机轴的轴承，另一方面包括电子部件)的冷却液的第二流动回路。事实上，电动机的高速旋转引起非常高的发热，使得必须冷却压缩机元件以避免损坏。至少就冷却回路而言，这些回路通常布置在实际的压缩机外部。

因此，这些压缩机非常庞大并且不能集成在有限的环境中。

此外，由冷却液回收的热量被浪费，这构成了相当大的能量浪费。

发明内容

本发明的一个目的是克服具有高速压缩机的已知热泵的各种缺点。

更确切地说，本发明的一个目的是提供一种具有极其紧凑的两级高速流体压缩机的热泵。

本发明的另一个目的是提供一种热泵，它具有两级高速流体压缩机，该压缩机具有高转速、高压缩比和最佳能量效率且占用体积小。

为此，本发明涉及一种具有两级高速流体压缩机的热泵，该压缩机包括外壳、第一压缩轮、第二压缩轮以及电动机，外壳具有流体入口和压缩流体出口且包括可围绕纵向轴线旋转地安装的轴，第一压缩轮和第二压缩轮背靠背地安装在所述轴上，所述第一压缩轮形成第一压缩级，所述第二压缩轮形成第二压缩级，并且电动机位于第一压缩轮和第二压缩轮之间并且布置成使轴旋转。

根据本发明，外壳包括与纵向轴线同轴延伸的贯通的内壳，并且内壳内部至少布置有电动机，所述内壳具有内壁，所述内壁布置成与电动机一起形成在至少所述内壁和电动机之间的通道，所述通道在所述第一压缩级和所述第二压缩级之间延伸，从而允许电动机在与通道中流动的待压缩流体接触时被冷却。此外，外壳在其表面处包括至少一个腔，该至少一个腔形成至少一个集成壳体，该集成壳体布置成接收压缩机的至少一个电子部件，所述集成壳体朝向内壁延伸，以允许所述电子部件经由所述内壁被在所述通道内流动的待压缩流体冷却。

因此，根据本发明的热泵包括压缩机，该压缩机使用同一流体用于压缩和用于冷却压缩机。兼用于循环待压缩流体和冷却各种压缩机元件的通道的布置使得可以获得非常紧凑的压缩机并因此获得非常紧凑的热泵。特别地，与其中电子部件直接由流体冷却的配置相比，电子部件经由内壁冷却的配置具有若干优点。所有电子部件均可无需特殊密封即可布置。可以在不排出流体的情况下对电子部件展开工作，而排出流体是一种复杂且昂贵的操作。此外，将电子部件固定在外壳中的集成壳体内节省了空间。