CN1346021A

CN1346021A - 涡轮压缩机

Info

Publication number: CN1346021A
Application number: CN01109163A
Authority: CN
Inventors: 崔文畅; 李尚昱; 智裕喆; 徐光河
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-04-24
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: KR20020024903A; JP3523205B2; JP2002106495A; US20020037225A1; RU2255271C2; US6471493B2; CN1280546C; KR100356506B1

Abstract

本发明涉及一种涡轮压缩机,这种压缩机能够减小结构部件在焊接时或焊接胶合板的变形,简化了制造过程。本发明的涡轮压缩机包括一个具有进气口的密封容器;第一支承壳体和第二支承壳体,以及一台驱动电动机;一根驱动轴,插入第一和第二支承壳体上的通孔;一个固定在第一支承壳体上的密封构件;一个支承驱动轴的径向支承装置;第一和第二叶轮,以及第一和第二扩散器构件;一根与进气管连接的连接管;以及支承驱动轴的轴向支承装置。

Description

涡轮压缩机

本发明涉及一种涡轮压缩机，特别是涉及一种能将结构零件在焊接时或焊接后的变形减小到最小，并且简化制造和装配工序的涡轮压缩机。

通常，制冷循环设备包括下列部件：一台用于压缩工作流体，例如致冷剂，的压缩机，以便将其转变到高温高压的状态；一个冷凝器，它用于将内部潜热释放到外部去，同时把在压缩机内压缩成高温高压状态的工作流体转变为液相；一个膨胀装置，它用于降低在冷凝器内转变成液相的工作流体的压力；以及一台蒸发器，它用于在使得膨胀装置中膨胀成液相状态的工作流体蒸发时，吸收外部的热量，并且上述各结构部件用连接管子连接起来。

如上所述，这种制冷循环装置是安装在冰箱或空调器中的，以便利用蒸发器所产生的冷空气使食品保持在新鲜状态，或者利用蒸发器或冷凝器所产生的冷空气或热空气，使房间保持舒适的状态。

同时，上述压缩机包括下列部件：用于产生动力的装置，以及依靠从产生动力的装置传递过来的驱动力，用以压缩气体的压缩装置。上述压缩机可以根据这种压缩装置压缩气体的方法分为旋转压缩机，往复压缩机，涡卷压缩机等等。

更详细的说，在旋转压缩机中，一根旋转轴由从电动机传递过来的驱动力驱动旋转，上述旋转轴的偏心部分与一个气缸的内表面发生线接触，于是，当气缸内部改变容积时，气体就受到压缩。

往复压缩机是借助于把电动机的旋转驱动力通过一根曲轴和一根连杆转变成活塞的线性往复运动，并在气缸内部完成活塞的线性往复运动而压缩气体的。

此外，涡卷压缩机是通过使电动机的旋转驱动力驱动与固定涡卷啮合的旋转涡卷旋转，改变由固定涡卷的卷叶与旋转涡卷的卷叶所形成的压缩腔室的容积，从而对气体进行压缩的。

但是，由于这种旋转压缩机、往复压缩机，以及涡卷压缩机要经过吸入气体，压缩气体，然后排出气体等周期性改变容积的步骤，所以不能连续地排出压缩气体，此外，由于周期地排出压缩气体，设备会产生振动和噪音。

相反，在振动和噪音方面具有优点的涡轮压缩机常常用于大型空调，例如大楼、工厂、车间、轮船等等，迄今为止，按照常规，由于它的容量和尺寸，只能少量生产。

然而，要想用普通的大型涡轮压缩机的结构和制造方法大量生产小型涡轮压缩机，也是很困难的。

本发明的目的是提供一种涡轮压缩机，它的零件的制造和装配很容易。

为了实现上述目的，按照本发明的涡轮压缩机包括下列各种部件：一个密封的容器，它有内部空间和分开在两侧的进气口；一个第一支承壳体和一个第二支承壳体，分别安装在上述密封容器内部空间左、右两部分中，中间隔开一定的间隔，并且在各自的中心部分各有一个通孔；一台驱动电动机，安装在上述第一支承壳体和一个第二支承壳体之间；一根驱动轴，它连接在上述驱动电动机上，并且其两端分别插入并穿过上述第一支承壳体和第二支承壳体的通孔；一个密封构件，可让上述驱动轴插入，并且固定结合在上述第一支承壳体上；径向支承装置，分别插入上述驱动轴与第一支承壳体之间和上述驱动轴与第二支承壳体之间；一个第一叶轮，固定连接在上述驱动轴端部；一个第二叶轮，固定连接在上述驱动轴的另一端；一个第一扩散器构件，借助于放置在上述第一叶轮的外圆周上而固定连接在上述密封构件上；一个第二扩散器构件，借助于放置在上述第二叶轮的外圆周上而固定连接在上述第二支承壳体上；一根连接管，用于与上述进气口连接；以及一个轴向支承装置，安装在上述驱动轴一侧与上述密封构件一侧之间。

下面参照附图详细描述本发明的实施例。附图中：

图1是一台按照本发明的涡轮压缩机的横断面图；

图2是构成按照本发明的涡轮压缩机的第一叶轮和第一压缩机部件放大后的横断面图；

图3是构成按照本发明的涡轮压缩机的第二叶轮和第二压缩机部件放大后的横断面图；

图4是构成按照本发明的涡轮压缩机的径向支承装置的正视图；

图5是构成按照本发明的涡轮压缩机的轴向支承装置的正视图。

如图1所示，在按照本发明的涡轮压缩机中，第一支承壳体20和第二支承壳体30分别安装在密封容器10内部空间的左、右两侧，中间隔开一定的间隔。

密封容器10的内部空间用第一和第二支承壳体20、30的安装位置将其分为电动机腔室M，和第一与第二压缩腔室A、B。

更详细的说，在第一和第二支承壳体20、30之间的空间构成上述电动机腔室M，第一支承壳体20与密封容器10的一侧之间的空间构成第一压缩腔室A，而第二支承壳体30与密封容器10的另一侧之间的空间构成第二压缩腔室B。

密封容器10包括一个有一定内径和一定长度的圆筒主体装置11，以及第一和第二盖板12、13，其尺寸与上述圆筒主体装置11的径向横断面相当，以便盖住并连接圆筒主体装置11的两端。

如图2和3所示，第一和第二盖板12、13呈圆盘形，分别在其中央部分有进气口F1、F2，进气口F1、F2的外圆周延伸成弧形的套管部分12a、13a，成为近似于圆锥形的弧形表面，而蜗壳部分12b、13b则分别在套管部分12a、13a的外圆周的端部与圆筒主体装置11的两端之间形成。

并且，上述第一和第二盖板在它用压力加工成形为第一和第二盖板12、13，并加工出套管部分12a、13a之后，由圆筒主体装置11将其连接起来。

下面，描述在密封容器10内部的中央部分带有通孔21、31的第一和第二支承壳体20、30的安装过程。

当第一和第二支承壳体20、30的外圆周分别用固定构件40连接在处于密封容器10的内圆周与第一和第二支承壳体20、30的外圆周之间的固定构件40上时，就用紧固装置41把第一和第二支承壳体20、30和固定构件40连接在一起。

通常用螺栓作为上述紧固装置41。

因此，本发明能通过将焊接时或焊接后的变形减小到最小的程度，以及在装配好第一和第二支承壳体20、30之后，用螺栓来紧固第一和第二支承壳体20、30而省掉焊接，来提高生产率。

同时，在电动机腔室M内安装了一台驱动电动机50，这台电动机有一个与密封容器10的内圆周结合的定子51，和一个插入定子51内部能够转动的转子52。

此外，一根有一定长度的驱动轴60插入驱动电动机50的转子52的内部，驱动轴60的两端分别插入第一支承壳体20的通孔21和第二支承壳体30的通孔31内。

一个具有一定形状的轴套70插入第一支承壳体20与驱动轴60之间，这根轴套70套在驱动轴60的外圆周上，并且与第一支承壳体20的通孔21的内圆周隔开一定的间隔。

同时，上述具有一定形状的密封构件80固定连接在第一支承壳体20上，以便将驱动轴60插入其内部，并盖住轴套70。

下面，详细描述密封构件80的形状。在密封构件80的穿过驱动轴60的内圆周上，形成了一个具有许多依次排列的环形凹槽的迷宫式密封件81。

此外，用于在径向支承驱动轴60的径向支承装置90、90分别插入驱动轴60与第一支承壳体20之间，和驱动轴60与第二支承壳体30之间。

如图4所示，上述径向支承装置90包括许多具有一定尺寸的，薄片状的膜片S。

同时，第一叶轮100固定连接在驱动轴60的端部，而第二叶轮110则固定连接在驱动轴60的另一端部。第一叶轮100设置在第一压缩腔室A内，而第二叶轮110则设置在第二压缩腔室B内。

第一和第二叶轮100和110的形状近似于圆锥形，当第一和第二叶轮100、110连接在驱动轴60的端部上时，其位置处于与第一和第二盖板12、13的套管部分12a、13a相应的部分上。

换言之，第一叶轮100和第二叶轮110是以背对背的方式连接在驱动轴60上的。

此外，如图2所示，第一扩散器构件130设置在第一叶轮100的外圆周上，并与密封构件80固定连接，第一扩散器构件130的作用是把第一叶轮100所产生的动力压力，通过第一盖板12弧形部分的套管部分12a和蜗壳部分12b转变成恒定的压力。

此外，第二扩散器构件140设置在第二叶轮110的外圆周上，并与第二支承壳体30固定连接，第二扩散器构件140的作用是把第二叶轮110所产生的动力压力，通过第二盖板13弧形部分的套管部分13a和蜗壳部分13b转变成恒定的压力。

同时，上述密封构件80用销子P2连接在第一支承壳体上，上述第一扩散器构件130用销子P1连接在密封构件80上，上述密封构件80和第一扩散器构件130用粘结的方法固定，并且密封容器10的第一盖板12固定在圆筒主体装置11上。

此外，上述第二扩散器构件140用销子P3连接在第二支承壳体30上，上述第二扩散器构件140用粘结的方法固定，并且把密封容器10的第二盖板13固定在圆筒主体装置11上。

此外，设置在第一压缩腔室A一侧和第二压缩腔室B一侧的进气口F2用一根连接管150连接起来，用以将在第一压缩腔室A内由于第一叶轮100的转动进行了第一阶段压缩后的气体导入第二压缩腔室B内。

此外，本发明还包括一条排气通道，用于引导第二压缩腔室B内由于第二叶轮的转动而进行了第二阶段压缩的气体，以便通过电动机腔室M将其排到密封容器10的外部去，并同时冷却驱动电动机50。

更详细的说，上述排气通道包括许多在第二支承壳体30上形成的通孔32，以便让在第二压缩腔室B中进行了第二阶段压缩的气体流入电动机腔室M内。在驱动电动机50上形成的许多第二通孔53，以便让气体通过第一通孔32穿过驱动电动机50进入电动机腔室M内。在密封容器10的侧面形成出气口11a，以便让冷却了驱动电动机50的气体排到密封容器10的外部去。

此外，在驱动电动机50的定子51上形成第二通孔53是可行的。

下面，详细描述上述驱动轴60的形状。驱动轴60的处于第二支承壳体30上的这一部分的外径d1与转子52的外径d2相同，或比它小。轴套70的处于第一支承壳体20内部的这一部分的外径d3大于转子52的外径d2。

因此，驱动轴60的外径要做成台阶状，这样，驱动轴60就能顺利地插入支承壳体20、30内。

同时，在轴套70的端面与密封构件80的端面之间，安装了一个轴向支承装置160，用于支承由于第一压缩腔室A，电动机腔室M，第二压缩腔室B之间的压力差而作用在驱动轴60上的轴向力。

如图5所示，上述轴向支承装置160包括许多呈薄片形状的膜片S。

更详细的说，驱动轴60两端与压缩致冷剂气体的第一和第二叶轮100、110连接，但这两个叶轮分别在第一和第二压缩腔室A、B中旋转。驱动轴60接受从一个方向或两个方向传来的动力，但它能在稳定支承的状态下旋转而不倾斜。

同时，设置在第一压缩腔室A上的进气口F1与蒸发器(图中未表示)连接，密封容器10的出气口11a连接在冷凝器(图中未表示)上，上述密封容器10由具有一定形状的夹持器170牢固地支承。

下面，描述按照本发明的涡轮压缩机的工作过程和效果。

首先，当接通电源时，转子52由于驱动电动机50的定子51与转子52之间的相互作用力而旋转。

如上所述，当驱动电动机50的转子52旋转时，连接在转子52上的驱动轴60也旋转，驱动轴60的驱动力传递给第一和第二叶轮100、110，于是，第一和第二叶轮100、110便独立地在第一和第二压缩腔室A、B内旋转。

当第一和第二叶轮100、110旋转时，致冷剂气体便通过与第一压缩腔室A连通的进气口F1流入第一压缩腔室A内。这是第一阶段压缩。

在第一压缩腔室A内经过第一阶段压缩的致冷剂气体通过在第二压缩腔室B上形成的进气口F2，再经过连接管150，流入第二压缩腔室B内，并在该第二压缩腔室B中进行第二阶段的压缩。

在第二压缩腔室B中经过第二阶段压缩的致冷剂气体，通过第一通孔32流入电动机腔室M内，在通过第二通孔53流过电动机腔室M时，冷却驱动电动机50，冷却过驱动电动机50的致冷剂气体通过出气口11a排入冷凝器内。

换言之，在第二压缩腔室B中经过第二阶段压缩的致冷剂气体通过排气通道排入冷凝器内。

下面，描述致冷剂在第一和第二压缩腔室A、B中的压缩过程。流过进气口F1、F2的致冷剂气体具有动能，即，由于流经各套管部分12a、13a和叶轮100、110的叶片之间，由各叶轮100、110的旋转力，使得致冷剂气体获得了离心力而具有了动压力。然后，致冷剂气体的动能又在连续地流过各扩散器构件130、140和蜗壳部分12b、13b的时候，转换成恒定的压力，即压力能，因而压力增高了。

在这种致冷剂气体的压缩过程中，因为第一压缩腔室A中的压力低于第二压缩腔室B和电动机腔室M中的压力，所以有轴向力作用在驱动轴60上。

作用在轴向的力由许多作为轴向支承装置160的膜片来支承，这些膜片安装在密封构件80与轴套70之间，用于完成气体轴承的功能。

同时，由驱动轴60和连接在驱动轴60上的部件作用在驱动轴60径向的力，则由许多作为径向支承装置90的膜片来支承，这些膜片安装在驱动轴60的外圆周与第一和第二支承壳体20、30之间，用于完成气体轴承的功能。

此外，由于电动机腔室M与第一压缩腔室A之间的压力差而引起的压力泄漏，用密封构件80上的迷宫式密封部分81来防止。

因此，在按照本发明的涡轮压缩机中，气体是连续地加压的，并且在动能由第一和第二叶轮100、110的旋转力转换成恒定的压力时排出，因此，降低了振动和噪音，并提高了压缩性能。

同时，在构成压缩腔室的零件中，为固定轴向位置用的零件用的是销子P1、P2、P3，没有使用螺钉之类，并且密封容器10的第一和第二盖板12、13也是固定连接的，因此能够提高生产率。

此外，上述第一和第二盖板12、13是用压力加工方法制造的，在压力加工之后，需要精确尺寸的套管部分12a还经过了以后的加工处理，因此能够减少制造成本和时间。

还有，由于驱动轴60的外径做成台阶形，所以驱动轴60能顺利地插入第一和第二支承壳体20、30内。

换言之，装配时，在把第一和第二支承壳体20、30连接在密封容器10上之后，由于驱动轴60的直径是逐渐减小的(d3＞d2＞d1)，因此本发明能提高装配的方便程度，缩短装配时间。

此外，第一和第二支承壳体20、30是在把固定构件40压入密封容器10时连接的，因此，由于本发明便于第一和第二支承壳体20、30轴线的重合，简化了装配过程。

如上所述，按照本发明的涡轮压缩机具有很高的压缩性能，能够减少振动和噪音，并且能在第一和第二叶轮在转动时依靠驱动电动机的驱动力，把动能转换成恒定的压力，能连续地吸气、压缩、排气，从而能提高其可靠性。此外，按照本发明的涡轮压缩机还能降低制造成本，由于简化了制造零件的工艺和装配的工艺而提高装配的生产率。

应该理解，由于本发明能在不脱离其构思和基本特征的前提下以各种不同的方式实施，所以上文中所描述的实施例，除非另有说明，并不受任何所描述的细节的限制，而是应该扩大到权利要求书所规定的范围，因此，所有落入权利要求书所限定的范围内的变化和改进都包含在该权利要求书的范围内。

Claims

1.一种涡轮压缩机，它包括：

一个密封的容器，它有内部空间和分开在两侧的进气口；

一个第一支承壳体和一个第二支承壳体，分别安装在上述密封容器内部空间左、右两部分中，中间隔开一定的间隔，并且在各自的中心部分各有一个通孔；

一台驱动电动机，安装在上述第一支承壳体和一个第二支承壳体之间；

一根驱动轴，它连接在上述驱动电动机上，并且其两端分别插入并穿过上述第一支承壳体和第二支承壳体的通孔；

一个密封构件，可让上述驱动轴插入，并且固定结合在上述第一支承壳体上；

径向支承装置，分别插入上述驱动轴与第一支承壳体之间和上述驱动轴与第二支承壳体之间；

一个第一叶轮，固定连接在上述驱动轴端部；

一个第二叶轮，固定连接在上述驱动轴的另一端；

一个第一扩散器构件，借助于放置在上述第一叶轮的外圆周上而固定连接在上述密封构件上；

一个第二扩散器构件，借助于放置在上述第二叶轮的外圆周上而固定连接在上述第二支承壳体上；

一根连接管，用于与上述进气口连接；以及

一个轴向支承装置，安装在上述驱动轴一侧与上述密封构件一侧之间。

2.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，在上述第一支承壳体与密封容器之间的空间构成第一压缩腔室，在上述第二支承壳体与密封容器之间形成的空间构成第二压缩腔室。

3.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述密封容器包括：

一个圆筒主体装置，它有一定的内径和长度；以及

一块第一盖板和一块第二盖板，其尺寸与圆筒主体装置的径向横断面积相对应，以便分别盖住上述圆筒主体的两端并与其连接。

4.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，在上述密封容器的内圆周与上述第一和第二支承壳体的外圆周之间，至少插入并固定一个固定构件，并且上述固定构件用紧固装置连接在上述第一和第二支承壳体上。

5.如权利要求4所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述紧固装置是螺栓。

6.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，在上述第一支承壳体与驱动轴之间插入一个具有一定形状的轴套。

7.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述密封构件在其内圆周上具有迷宫式密封部分。

8.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述径向支承装置包括许多呈薄片形状的膜片。

9.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述密封构件用一根销子连接在上述第一支承壳体上，并且上述第一扩散器构件用一根销子连接在上述密封构件上。

10.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述第二扩散器构件用一根销子连接在上述第二支承壳体上。

11.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，在上述密封容器的内部形成一条排气通道。

12.如权利要求11所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述排气通道包括许多在上述第二支承壳体上形成的第一通孔，在上述驱动电动机上形成的许多第二通孔，以及在上述密封容器的侧面上形成的排气口。

13.如权利要求12所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述第二通孔在上述驱动电动机的定子上形成。

14.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述驱动轴放置在第二支承壳体上的那一部分的外径与转子的外径相同或比它小，而上述轴套放置在第一支承壳体中的那一部分的外径，大于转子的外径。

15.如权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，上述轴向支承装置包括许多呈薄片形状的膜片。