專利名稱：用于變頻器的冷卻板以及使用所述冷卻板的壓縮機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種特別適于與變頻器聯接的冷卻板。本發明還涉及一種由變頻器進給并且裝配有用于冷卻轉換器本身的上述的板的壓縮機。
背景技術：
如已知，變頻器是使得可以控制電動馬達轉數的電子設備。轉換器經常用于例如對馬達泵或壓縮機的馬達進行進給，從而能夠使其性能適 應于用戶需要。同樣已知的是，變頻器在其操作過程中產生一定量的熱，并且因此必須 對其進行適當冷卻，以便避免故障以及任何可能的對其電子部件造成的損壞。根據已知技術，上述的冷卻效果借助于布置成與轉換器最熱的電子部件相接觸 的散熱元件來獲得，所述散熱元件從所述轉換器最熱的電子部件吸收熱，從而將熱傳遞 至散熱元件與之相接觸的冷卻流體。在壓縮機的情況下，尤其是在冷卻系統以及類似系統中所用的容積式壓縮機的 情況下，散熱元件經常通過在冷卻系統以及在壓縮機本身中流動的相同流體進行冷卻。根據已知的構造形式，上述的散熱元件是具有均勻直徑的盤管，所述冷卻流體 在所述盤管中循環并且所述盤管布置為與轉換器的熱部件相接觸。根據本發明的構造變型，增設了散熱板，所述散熱板置于盤管與轉換器之間， 從而增大兩元件之間的換熱表面。上述的變型用于例如與冷卻系統相關聯的轉換器中。在這種情況下，在冷卻系統中循環的冷卻流體也用于冷卻散熱元件。冷卻流體在液體狀態下在冷凝器的下游被抽出并且被傳輸至散熱元件的盤管， 冷卻流體沿所述散熱元件的盤管蒸發，從而自轉換器除熱。上述的蒸發允許更有效地除熱，使得可以減少所需要的總流體流率以及盤管的 總尺寸。然而，上述的已知盤管具有有限的換熱效率，并且必需從冷卻系統取走相應高 的冷卻流體流率。這種高流率引起對冷卻系統的總效率造成不利影響的缺點。而且，由于盤管的直徑必須與流率成比例，因此具有另一個缺點高流率導致 盤管本身總尺寸增大。轉換器以及相關散熱元件的總尺寸產生了又一個缺點其使得難以在未裝配有 這種設備的已存在系統中安裝轉換器。
發明內容
本發明的目的在于克服所有上述的現有技術的典型缺點。特別地，本發明的第一個目的是實現一種用于變頻器的冷卻板，所述冷卻板的效率高于適合用于類似目的的已知散熱元件的效率。本發明的目的還在于構造具有變頻器的壓縮機，所述壓縮機的總尺寸能夠相當 于不具有轉換器的壓縮機的總尺寸，并且在任何情況下都小于已知類型的具有轉換器的 壓縮機的總尺寸。上述的目的通過一種根據主權利要求而實現的冷卻板來實現。同樣的目的還通過一種根據權利要求14而實現的壓縮機來實現。有利地，是本發明的主題的板的增大的效率使得可以相比能夠移除相同熱流的 已知類型的散熱元件使用更低的冷卻流體流率，從而改善系統的總效率。而且，有利地，所需要的更低流體流率使得可以相比具有相同散熱能力的已知 類型的其它散熱元件減小本發明的板的尺寸。因此，有利地，是本發明主題的冷卻板足夠緊湊以與轉換器一起集成在壓縮機 中，從而進一步減小組件的總尺寸。還有利地，上述的集成使得可以減小壓縮機插在其中的系統的復雜程度。緊湊尺寸提供了另一個優點本發明的壓縮機能夠用于現有系統中并且代替不 具有轉化器的壓縮機，而無需對系統進行重大更改。
在參照附圖通過非限制性示例而給出的對本發明的優選實施方式及其變型的說 明中，示出了將在下文中更詳細地強調的所述目的、優點以及其它方面，在所述附圖 中圖1示出了是本發明主題的壓縮機的立體局部截面圖；圖2示出了是本發明主題的冷卻板的立體圖；圖3示出了是本發明主題的冷卻板的細節的立體圖；圖4是沿平面IV-IV截取的圖2中冷卻板的橫截面的局部視圖；圖5是沿平面V-V截取的圖2中冷卻板的橫截面的側視圖；圖6示出了圖2中示出的冷卻板的俯視圖；圖7示出了是本發明主題的冷卻板的構造變型的立體圖。
具體實施例方式是本發明主題的壓縮機示于圖1中，圖中所述壓縮機整體由1表示。壓縮機1包括殼體2，所述殼體2容納由變頻器4進給的電動馬達3。電動馬達3操作性地連接于壓縮裝置5，所述壓縮裝置5優選地但非必需地包括 一對反轉螺桿。所述螺桿限定了多個室5a，每個所述室5a設置有入口路徑以及輸送路徑，從而 容納待被壓縮的工作流體。如已知，螺桿被構造成使得在其轉動過程中，室5a的容積減小，從而壓縮工 作流體。尤其是在制冷領域，上述的螺桿壓縮機1本身是已知的并且是普遍的。但是，顯然的是，只要裝配有由變頻器4進給的馬達，則本發明能夠應用于任何其它已知類型的壓縮機1，例如正排量式壓縮機、往復式壓縮機、葉片式增壓器、離心式壓縮機或者任何其它類型的壓縮機。壓縮機1包括冷卻板6，所述冷卻板6設置有與變頻器4相接觸的聯接表面6a， 所述聯接表面6a優選地處于產生最大量的熱的最靈敏電子部件的位點處。板6包括用于冷卻流體的管道組件10，所述冷卻流體優選地但非必需地為在壓 縮機1中循環的相同工作流體。尤其是當壓縮機1包括于冷卻回路中時，該后一條件是有利的，因為在這種情 況下回路的工作流體特別適于自板6除熱。實際上，上述的流體具有低溫，并且，能夠利用其蒸發以獲得板6的有效冷卻。如圖2所示，上述的管道組件10在入口開口 7與出口開口 8之間展開，從而限 定了冷卻流體沿管道組件10的流出方向V。顯然，跟隨由管道組件10本身限定的或多或少成曲線的軌跡，上述的流出方向 V能夠采取沿管道組件10的不同方向。根據本發明，管道組件10的橫截面的表面積沿流出方向V增大。管道組件10的橫截面的表面積優選地沿流出方向V以離散值增大。更精確地，并且如圖3至圖6更詳細地示出地，管道組件10包括布置為并排并 且優選地布置為平行的多個直線管道11，所述直線管道11中的每個具有均勻的橫截面。有利地，上述的直線管道11能夠以如將在下文中描述的非常簡單的方式實現， 例如通過對單塊體17進行鉆孔。但是，明顯的是，在未在這里示出的本發明的構造變型中，管道組件10的橫截 面的表面積可以沿流出方向V連續地而非離散地增大。直線管道11優選地分為根據流出方向V串聯布置的三組12、13和14，所述組 中的每組的總流動橫截面大于前一組的總流動橫截面。特別地，第一組12以及第二組13設置有相同數目的管道11，并且第一組12的 每個管道的第一端12a借助于相應的第一連接管道15連接于第二組13的相應管道的第一 端13a，所述第一連接管道15中的一個在圖3中完全可見。相反，第三組管道14優選地但非必需地包括上述的管道11中的兩個，這兩個管 道11相對于全部第一組12和第二組13的管道分別布置在相反側。明顯地，在這里未示出的本發明的不同構造變型中，管道的組數能夠大于三。同樣明顯地，在本發明的另外構造變型中，只要設有它們的總流動橫截面不同 并且沿流出方向V增大的至少兩組管道，則一或多組管道能夠具有相同的總流動橫截 面。至于第三組管道14，它們中的每個具有第一端14a，所述第一端14a通過第二連 接管道16連接于第二組管道13的與相應的第一端13a相反的第二端13b。明顯地，這里未示出的本發明的不同構造變型可以包括若干第二連接管道16， 所述第二連接管道16的每個能夠將第三組14的每個管道連接于第二組13的一個或多個管道。能夠注意到，在圖中，為了簡明起見，管道11的端部12a、13a、13b和14a對于每組12、13和14僅標示一次，應當理解這種標示是重復的并且對于同一組的其它管道 11的端部來說也是完全相同的。以上清楚地示出了管道組件10具有增大的總流動橫截面。考慮到流體沿管道組件10的逐步蒸發，增大的橫截面可以使冷卻流體在管道組 件10的不同區域中的速度根據流體本身的狀態以及比容而得以優化。特別地，管道組件10的橫截面被限定成迫使流體以固定的均勻或可變速度流 動，從而在任何情況下在每組管道12、13和14中獲得最大的除熱效率。因此，具有增大的橫截面的管道組件10為冷卻板6提供相比已知類型的散熱元 件更高的換熱效率，從而實現本發明的目的。結果，有利地，在相同的待被耗散的熱流 的情況下，本發明的板6相比已知的散熱元件需要更低的冷卻流體流率。更低的流體流率有利地使按比例減小管道組件10的平均流動橫截面進而板6的 總尺寸成為可能。而且，管道組件10成形為類似于盤管，從而冷卻流體在連續的管道組12、13和 14的每組中反轉其運動。但是，與已知類型的盤管的情況不同，管道組件10的在一些部分中平行的多于 一個的管道11的存在有利地保證了流體在板6中的更佳分配，由此進一步改善其效率。顯然，只要管道構成的管道組件10具有增大的總橫截面，則冷卻板6的管道能 夠根據變頻器4的冷卻需要而以任何數目設置為并且以各種方式布置。而且，第二組管道13應當優選地包括于第一組管道12與變頻器4之間，使得第 二組管道13更靠近轉換器4的聯接表面6a，在該處板6較熱，而第一組管道12更遠，在 該處板6較冷。能夠在圖2和圖5中觀察到的上述布置有利地使最佳地利用流體的冷卻能力成為 可能，結果進一步增大板6的效率。實際上，相比當冷卻流體在第二組管道13中流動時，當冷卻流體處于第一組管 道12中時，冷卻流體具有更大的冷卻能力，其中在第二組管道13中冷卻流體已經變暖。因此，在如上所述地布置管道11的情況下，板6的溫度與沿管道組件10的流體 的溫度之間的平均差異最小。換句話說，我們具有與兩種流體之間的逆流換熱狀況類似的狀況，該逆流換熱 狀況，如從熱力學所知，允許在相同的流體流率的情況下獲得最大的換熱效率。優選地，管道組件10的每個管道是在屬于冷卻板6的單塊體17中獲得的盲孔。特別地，如圖3所示，第一組12的每個管道是第一盲孔18，第一盲孔18具有布 置在單塊體17的第一側17a的開口 18a。類似地，第二組13以及第三組14的管道分別包括相同數目的第二盲孔19以及 第三盲孔20，所述第二盲孔19以及第三盲孔20具有布置在單塊體17的與所述第一側17a 相反的第二側17b的相應開口 19a和20a。最后，連接管道15和16分別是第四盲孔21。根據上述，如能夠在圖4所示的橫截面中觀察到，優選地，第二盲孔19相比第 一盲孔18具有更大的總橫截面。而且，如能夠在圖5的橫截面中更好地觀察到，對應于第一連接管道15的第四盲孔21優選地垂直于第一盲孔18并且在相應的底部18b的位點處與第一盲孔18相交。至于對應于第四盲孔21的第二連接管道16，其優選地垂直于第二盲孔19并且在 相應的底部1%的位點處延伸。第二盲孔19以及第四盲孔21的開口 19a和21a中的每個由相應的插塞22封閉， 由此形成管道組件10。有利地，由于它避免了在板6外部使用管網，借助于結合在單塊體17的體積中 的盲孔18、19、20和21而獲得的管道組件10有利于冷卻板6的緊湊性。而且，有利地，具有結合在其中的管道組件10的板6相比設置有單獨管道組件 的板在結構上更簡單。還有利地，由于上述的板6具有最少數目的部件，其成本相比類似冷卻板的成 本低。如圖2所示，冷卻板6還包括第一頭部23以及第二頭部24，所述第一頭部23以 及第二頭部24分別與單塊體17的第一側17a以及第二側17b相關聯。在第一頭部23中設有這里未示出的入口歧管，所述入口歧管操作性地連接于板 6的入口開口 7并且與每個第一盲孔18的開口連通。而且，第一頭部23優選地還包括入口開口 7。至于第二頭部24，所述第二頭部24設置有尤其是在圖2和圖6中可見的出口歧 管25，所述出口歧管25使得第三盲孔20在相應的開口 20a的位點處彼此連通，并且優選 地但非必需地也是盲孔，該盲孔的端部25a由相應的插塞22封閉。板6的出口開口 8借助于與上述的出口歧管25連通的孔而也是在第二頭部24中 形成。圖7示出了是本發明主題的冷卻板的構造變型，其整體由30表示。由于第三組管道31的盲孔33借助于位于板30外部并且包含有出口開口 32的管 道34而操作性地彼此連接，因此該變型與前述的不同。結果，板30未設置有第二頭部，從而意味著其構造比較簡單。上文清楚地示出了上述的板6和30都具有有限的總尺寸，從而使得將它們結合 在壓縮機1的殼體2中成為可能。結果，壓縮機1相比具有已知類型變頻器的壓縮機而言更緊湊，從而實現了本 發明的另一個目的。而且，如果板6和30布置在壓縮機1中，則借助于在壓縮機1中循環的相同工 作流體對其進行冷卻是特別有利的。優選地，板6和30的出口開口 8和32與可變容積室5a連通，使得從板6和30 流出的流體直接在可變容積室5a的位點處流回在系統的主回路中。由于從板6和30流出的流體具有與壓縮機1的室5a中包含的流體的熱力學條件 非常類似的熱力學條件，因此所述可變容積室5a代表了用于將流體引入在回路中的最有 利的點。因此，有利地，可以改善系統的總效率。而且，集成在壓縮機1的殼體2中的板6和30能夠通過容置于壓縮機1的殼體 2中的連接路徑2a而連接于室5a，從而有利地避免了將意味著增大總尺寸的外部管。從操作觀點看并且對于板6，冷卻流體在液體狀態以及高壓下自壓縮機1插在其中的主回路流出。特別地，如已知以及如前述，在冷卻系統中，上述的狀況發生在冷凝器的下游。高壓使得可以通過節流閥9并且連續地通過板6的管道組件10傳輸所流出的流 體，從而有利地使得可以避免使用適當的泵送設備。操作性地連接于冷卻板6的入口開口 7的節流閥9降低了所流出的流體的壓力以
及溫度。流體沿冷卻板6的管道組件10流動，在該處流體吸收由變頻器4產生的熱并同 時蒸發。所述節流閥9優選地但非必需地在入口開口 7和入口岐管之間與第一頭部23相關聯。顯然，上述情況能夠類似地也應用于圖7所示的變型30。上文示出了是本發明主題的板以及壓縮機實現了所有的設定目的。特別地，本發明實現了生產相比已知類型的散熱元件效率更高的冷卻板的目 的，從而使得可以限制板本身的總尺寸。而且，本發明實現了生產相比類似的已知類型的壓縮機更緊湊的具有變頻器的 壓縮機的目的。在實施中，盡管這里未示出或描述，是本發明主題的板以及壓縮機可以進行進 一步更改，然而，只要所述更改落入所附權利要求的范圍內，則本專利將覆蓋這些更 改。當任一權利要求中提及的技術特征跟隨有附圖標記時，包括有這些附圖標記僅 用于增加權利要求的可理解性，因此，這些附圖標記不對由這些附圖標記以示例方式標 識的每個元件的理解具有任何限制作用。
權利要求
1.一種用于變頻器(4)的冷卻板(6 ； 30)，所述冷卻板(6 ； 30)包括表面(6a)以及 管道組件(10)，所述表面(6a)適于與所述變頻器(4)聯接，所述管道組件(10)布置在入 口開口(7)與出口開口(8; 32)之間，在所述入口開口(7)與所述出口開口(8; 32)之 間能夠確定冷卻流體沿所述管道組件(10)的流出方向(V)，其特征在于，所述管道組件 (10)的流動橫截面的表面積沿所述流出方向(V)增大。
2.如權利要求1所述的冷卻板(6； 30)，其特征在于，所述管道組件(10)包括并排 布置的多個直線管道(11)。
3.如權利要求2所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，每一個所述直線管道(11)具 有均勻的橫截面。
4.如權利要求3所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述直線管道(11)包括第一 組管道(12)以及至少一個第二組管道(13)，所述第二組管道(13)根據所述流出方向(V) 布置在所述第一組管道(12)的下游，所述第二組管道(13)的總流動橫截面大于所述第一 組管道(12)的總流動橫截面。
5.如權利要求4所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述第一組管道(12)中的每 個管道的第一端(12a)通過相應的第一連接管道(15)連接于所述第二組管道(13)中的相 應管道的第一端(13a)。
6.如權利要求5所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述第二組管道(13)包括于 所述第一組管道(12)與所述變頻器(4)之間。
7.如權利要求5或6所述的冷卻板(6； 30)，其特征在于，所述直線管道(11)包括 第三組管道(14; 31)，所述第三組管道(14; 31)的總流動橫截面至少等于所述第二組管 道(13)的總流動橫截面。
8.如權利要求7所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述第二組管道(13)中的每 個管道的第二端(13b)通過至少一個第二連接管道(16)連接于所述第三組管道(14)中的 管道的第一端(14a)。
9.如前述權利要求中任一項所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述冷卻板(6; 30)包括單塊體(17)，所述單塊體(17)設置有限定所述管道組件(10)的多個孔(18， 19， 21， 20 ； 33)。
10.如與權利要求8結合時的權利要求9所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述 第一組管道(12)中的每個管道是第一盲孔(18)，所述第二組管道(13)中的每個管道是第 二盲孔(19)，所述第三組管道(14 ； 31)中的每個管道是第三盲孔(20 ； 33)，所述第一 連接管道(15)和所述第二連接管道(16)中的每一個是第四盲孔(21)。
11.如權利要求10所述的冷卻板(6;30)，其特征在于，所述第一盲孔(18)的開口 (18a)布置在所述單塊體(17)的第一側(17a)上，所述第二盲孔(19)的開口(19a)布置 在所述單塊體(17)的與所述第一側(17a)相對的第二側(17b)上。
12.如權利要求11所述的冷卻板(6； 30)，其特征在于，所述第二盲孔(19)和所述 第四盲孔(21)的開口(19a，21a)由插塞(22)封閉。
13.如權利要求10至12中任一項所述的冷卻板(6； 30)，其特征在于，所述冷卻板 (6 ； 30)包括第一頭部(23)，所述第一頭部(23)與所述單塊體(17)的第一側(17a)相關 聯并且設置有入口岐管，所述入口岐管操作性地連接于所述入口開口(7)并且與所述第一盲孔(18)的開口 (18a)連通。
14.如權利要求10至13中任一項所述的冷卻板(6)，其特征在于，所述冷卻板(6) 包括第二頭部(24)，所述第二頭部(24)與所述單塊體(17)的第二側(17b)相關聯并且 設置有第三連接管道(25)，所述第三連接管道(25)適于連接所述第三盲孔(20)的開口 (20a)。
15.—種壓縮機(1)，所述壓縮機(1)包括殼體(2)，所述殼體(2)容納電動馬達 (3)，所述電動馬達(3)由變頻器(4)進給并且操作性地連接于用于壓縮工作流體的壓縮 裝置(5)，其特征在于，所述壓縮機(1)包括根據前述權利要求中任一項實現的冷卻板 (6 ； 30)，所述冷卻板(6 ； 30)的聯接表面(6a)與所述變頻器(4)相接觸地布置。
16.如權利要求15所述的壓縮機(1)，其特征在于，所述冷卻板(6;30)和所述變頻 器(4)布置在所述殼體(2)內。
17.如權利要求16所述的壓縮機(1)，其特征在于，所述壓縮裝置(5)限定至少一個 可變容積室(5a)，所述可變容積室(5a)設置有用于所述工作流體的入口路徑以及一個輸 送路徑。
18.如權利要求17所述的壓縮機(1)，其特征在于，所述殼體(2)包括位于所述可變 容積室(5a)與所述冷卻板的所述出口開口(8 ； 32)之間的連接路徑(2a)。
19.如權利要求15至18中任一項所述的壓縮機(1)，其特征在于，所述壓縮機(1)包括節流閥(9)，所述節流閥(9)操作性地連接于所述冷卻板(6; 30)的所述入口開口 ⑵。
全文摘要
本發明涉及一種用于變頻器(4)的冷卻板(6；30)，所述冷卻板(6；30)包括表面(6a)，所述表面(6a)適于與所述變頻器(4)聯接；以及管道組件(10)，所述管道組件(10)在入口開口(7)與出口開口(8；32)之間展開，在所述入口開口(7)與所述出口開口(8；32)之間可以確定冷卻流體沿所述管道組件(10)的流出方向(V)。所述管道組件(10)的橫截面的表面積沿所述流出方向(V)增大。
文檔編號H05K7/20GK102017827SQ200980116492
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月8日 優先權日2008年5月9日
發明者詹尼·坎迪奧 申請人:萊富康有限公司