CN111365262A - 具有整流功能的压缩机和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有整流功能的压缩机和空调器，压缩机包括：第一压缩部(2)，包括用于排出压缩后的气体的排气口；第二压缩部(3)，包括与所述第一压缩部(2)的排气口连通的吸气口；以及冷媒管道，用于连通所述第一压缩部(2)的排气口和所述第二压缩部(3)的吸气口，所述冷媒管道包括整流部(14)，至少部分所述整流部(14)的内径沿冷媒流向渐缩。应用本申请的技术方案，用于连通第一压缩部的排气口和第二压缩部的吸气口的冷媒管道中设有整流部，改善了现有技术中存在的气流紊乱而导致的流动损失大的问题。

Description

具有整流功能的压缩机和空调器

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种具有整流功能的压缩机和空调器。

背景技术

图1示出了相关技术的一种离心式压缩机的结构示意图，如图1所示，离心式压缩机包括压缩机主体，压缩机主体包括与电机的转子连接的主轴1、连接在主轴1的第一端的第一压缩部2和连接在主轴的第二端的第二压缩部6。第二压缩部6的吸气口与第一压缩部2的排气口连通，第二压缩部6用于对经第一压缩部2压缩后的冷媒进行再次压缩。

离心式压缩机还包括设在压缩机主体外部的冷媒管道，冷媒管道用于连通第一压缩部2的排气口和第二压缩部6的吸气口。冷媒管道包括水平管道4、用于连通水平管道4的第一端和第一压缩部2的排气口的第一竖直管道3和用于连通水平管道4的第二端和第二压缩部6的第二竖直管道5。

就发展趋势而言，越来越多的离心式压缩机开始实现无油化，其中离心式压缩机包括磁悬浮离心式压缩机和冷媒润滑离心式压缩机，而冷媒润滑离心式压缩机常用的轴承为冷媒润滑滚动轴承，对轴系稳定性、转速、轴向力方面要求较高，所以在安装空间允许情况下经常采用图1所示的双头悬臂轴系布置，由此便需要解决第一压缩部2和第二压缩部6之间的管道中流动损失较大问题，经过研究发现，从第一压缩部2的排气口到第二压缩部6的吸气口的管道中流动损失占比很大，而由于气流紊乱产生的能量损失占此段流动损失很大部分，所以需要在管路中设计一种级间导流装置，解决连接管路中气流紊乱导致流动损失大的问题，提高压缩机能效。

发明内容

本发明旨在提供一种压缩机和空调器，以改善相关技术中存在的两级压缩部之间的管道中的气流紊乱而导致的流动损失大的问题。

根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种压缩机，压缩机包括：

第一压缩部，包括用于排出压缩后的气体的排气口；

第二压缩部，包括与第一压缩部的排气口连通的吸气口；以及

冷媒管道，用于连通第一压缩部的排气口和第二压缩部的吸气口，冷媒管道包括整流部，至少部分整流部的内径沿冷媒流向渐缩。

可选地，整流部包括内径沿冷媒流向渐缩的第一渐缩段，第一渐缩段的平行于冷媒管道的轴线的截面呈曲线型。

可选地，整流部还包括内径沿冷媒流向渐缩的第二渐缩段，第二渐缩段沿冷媒流向位于第一渐缩段的下游，整流部还包括位于第一渐缩段和第二渐缩段之间的中间段。

可选地，压缩机还包括用于控制冷媒管道通断的开关部，开关部设在第一渐缩段和第二渐缩段之间。

可选地，

第一渐缩段的小径端的内径等于第二渐缩段的大径端的内径；或

第一渐缩段的小径端的内径大于第二渐缩段的大径端的内径，中间段的内径沿第一渐缩段至第二渐缩段的方向渐缩。

可选地，压缩机还包括沿冷媒流向位于整流部下游的稳流部，稳流部的内径沿冷媒的流向渐缩。

可选地，稳流部的内径变化率小于整流部的内径变化率。

可选地，压缩机还包括：

开关部，用于控制冷媒管道通断；以及

控制器，用于在压缩机停机前控制开关部关闭冷媒管道。

可选地，开关部包括叶片，叶片可绕沿冷媒管道的径向延伸的转动轴线转动，以开闭冷媒管道。

可选地，叶片包括叶片本体和与叶片本体连接的叶片轴，冷媒管道上设置有与叶片轴相适配的安装孔，叶片轴沿冷媒管道的径向穿过安装孔。

可选地，多个叶片沿冷媒管道的周向布置，压缩机还包括套设在冷媒管道外的齿圈，齿圈与多个叶片轴连接。

可选地，压缩机还包括主轴，第一压缩部和第二压缩部分别连接在主轴的两端。

可选地，冷媒管道包括平行于主轴的水平管段，整流部设在水平管段中。

可选地，

第一压缩部包括第一离心叶轮和用于经第一离心叶轮加速后的冷媒在其内压缩的第一扩压器；或

第二压缩部包括第二离心叶轮和用于经第二离心叶轮加速后的冷媒在其内压缩的第二扩压器。

根据本申请的另一方面，还提供了一种空调器，空调器包括上述的压缩机。

应用本申请的技术方案，用于连通第一压缩部的排气口和第二压缩部的吸气口的冷媒管道中设有整流部，改善了现有技术中存在的气流紊乱而导致的流动损失大的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了一种相关技术的压缩机的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的压缩机的局部结构示意图；

图3示出了本发明的实施例的压缩机管道的结构示意图；

图4示出了本发明的实施例的管道的局部结构示意图；以及

图5示出了本发明的实施例的叶片的结构示意图。

图中：

1、主轴；2、第一压缩部；3、第二压缩部；4、第一管道；5、齿圈；6、电机；7、套筒；8、转轴；9、齿轮；10、第二管道；11、整流器；12、叶片；13、第一法兰；14、整流部；15、稳流部；16、叶片轴；17、安装孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的压缩机包括压缩机主体和设在压缩机主体的外部的冷媒管道。图2示出了本实施例的压缩机主体的结构示意图，图3示出了本实施例的压缩机的冷媒管道的局部的结构示意图。

如图2所示，本实施例的压缩机主体包括主轴1和分别设置在主轴1的两端的第一压缩部2和第二压缩部3。第一压缩部2的排气口与第二压缩部3的吸气口连通，第二压缩部3用于对经第一压缩部2压缩后的冷媒进行再次压缩。

第一压缩部2包括第一离心叶轮2a和用于经第一离心叶轮2a加速后的冷媒在其内压缩的第一扩压器2b。第一离心叶轮2a连接在主轴1的第一端。

第二压缩部3包括第二离心叶轮3a和用于经第二离心叶轮3a加速后的冷媒在其内压缩的第二扩压器3b。第二离心叶轮3a连接在主轴1的第二端。

图3示出了本实施例的压缩机的冷媒管道的局部的结构示意图，冷媒管道包括与第一压缩部2的排气口连通的第一管道4和与第二压缩部3的吸气口连通的第二管道10。第一管道4的远离第一压缩部2的排气口的一端与第二管道10的远离第二压缩部3的进气口的一端连通。

冷媒管道包括平行于压缩机的主轴1的水平管段，第一管道4的至少邻近第二管道10的一段为水平管段，第二管道10的至少邻近第一管道4的一段为水平管段。

冷媒管道还包括整流器11，整流器11与第一管道4的出口端连接，并朝第二管道10延伸。可选地，整流器11套设在第二管道10内部。可选地，整流器11呈管状。

整流器11包括用于降低冷媒紊乱程度的整流部14，至少部分整流部14的内径沿冷媒流向渐缩。本实施例中，通过内径沿冷媒流向渐缩的整流部14将冷媒汇集，以降低气流紊乱程度，改善了相关技术中存在的因气流紊乱而导致的流动损失大的问题。

图4示出了本实施例的整流器11的结构示意图。如图4所示，本实施例的整流部14包括内径沿冷媒流向渐缩的第一渐缩段14a，第一渐缩段14a的平行于冷媒管道的轴线的截面呈曲线型，以提高整流部14降低气流紊乱程度的效果。

整流部14还包括内径沿冷媒流向渐缩的第二渐缩段14b，第二渐缩段14b沿冷媒流向位于第一渐缩段14a的下游，整流部14还包括位于第一渐缩段14a和第二渐缩段14b之间的中间段14c。

在一些实施例中，第一渐缩段14a的小径端的内径等于第二渐缩段14b的大径端的内径，中间段14c由第一渐缩段14a至第二渐缩段14b内径不变。

在另一实施例中，第一渐缩段14a的小径端的内径大于第二渐缩段14b的大径端的内径，中间段14c的内径沿第一渐缩段14a至第二渐缩段14b的方向渐缩。可选地，中间段14c的平行于冷媒管道轴线的截面呈曲线型，以提高整流部14降低气流紊乱程度的效果。

优选地，第二渐缩段14b的平行于冷媒管道轴线的截面呈曲线型。

用于收敛汇集气流的整流部14包括间隔设置的第一渐缩段14a和第二渐缩段14b以及第一渐缩段14a和第二渐缩段14b之间的过渡曲面构成的中间段14c。经第一压缩部2压缩后的紊乱的冷媒在第一渐缩段14的收敛曲面被收敛整流，接着进入中间段14c的过渡曲面进一步整流，然后进入第二渐缩段14b的收敛曲面再次被收敛整流，紊乱冷媒经过收敛整流区后基本变成均匀流动。

压缩机还包括沿冷媒流向位于整流部14下游的稳流部15，稳流部15的内径沿冷媒的流向渐缩。稳流部15是让经过收敛的整流部14的压缩冷媒过渡成均匀冷媒后通过冷媒管路流向第二压缩部，稳流部15起过渡作用。

在本实施例中，稳流部15的内径变化率小于整流部14的内径变化率。

压缩机还包括用于控制冷媒管道通断的开关部和用于在压缩机停止工作前控制开关部关闭冷媒管道的控制器，在压缩机停止工作前切断冷媒通道有利于防止第二压缩部3中的冷媒倒流至第一压缩部2内。压缩冷媒对叶轮、主轴的冲击便可大大降低，从而改善高精度滚动轴承的承载条件，延长轴承寿命。

可选地，开关部安装在整流部14的中间段14c上。

如图4所示，整流器11上设有用于连接第一管道4和/或第二管道的第一法兰13。第一管道4的邻近第二管道10的一端设有第二法兰，第二管道10的邻近第一管道4的一端设有第三法兰，第一、第二和第三法兰连接在一起，以实现第一管道4、第二管道10和整流器11的连接。

结合图3和4所示，本实施例的开关部包括叶片12，叶片12可绕沿冷媒管道的径向延伸的转动轴线转动，以开闭冷媒管道。

图5示出了本实施例的叶片12的结构示意图，叶片12包括叶片本体与叶片本体连接的叶片轴16，结合图3至5所示，冷媒管道上设置有与叶片轴16相适配的安装孔17，叶片轴16沿冷媒管道的径向穿过安装孔17。安装孔17设在整流部14的中间段上。

多个叶片12沿冷媒管道的周向布置，压缩机还包括套设在冷媒管道外的齿圈5，齿圈5与多个叶片轴16传动连接，以带动多个叶片12在关闭冷媒通道的第一位置和打开冷媒通道的第二位置之间切换。

在本实施例中，安装孔14设在整流器11上。齿圈5套设在整流器11外。

齿圈5的轴向的一端设有第一齿，叶片轴16上设有与第一齿啮合的第二齿。齿圈5以其轴线为转动中心转动时，驱动叶片轴16转动，从而驱动叶片12开闭冷媒管道。

压缩机还包括电机6、与电机6连接的转轴8和安装在转轴8上的齿轮9，齿圈5的轴向的第二端设有与齿轮9啮合的第三齿。其中，电机6和转轴8通过套筒7连接。

电机6通过转轴8和齿轮9驱动齿圈5以其轴线为转动中心转动，齿圈5转动驱动多个叶片轴16转动，从而使得叶片12开闭冷媒管道。

本实施例中，叶片12包括叶片本体、与叶片本体连接的叶片轴16和与齿圈5啮合的第二齿。叶片本体为扇形结构，这样的叶片通用性高，加工简单，也可根据需要采用其他结构形式。叶片本体的边缘需要圆滑过渡到叶片面，叶片12打开冷媒管道的时候，叶片12平行于气流方向。叶片12关闭冷媒管道的时候，叶片本体垂直于气流流向，叶片基本将整个管路截面封闭；叶片轴16用于将叶片安装在冷媒管道上；叶片轴16上的第二齿与齿圈5的第一齿啮合，齿圈5转动时，带动叶片12转动。

具体实施方法为，先将叶片12安装到整流器11上的安装孔17里面；然后将多个叶片角度调整至一致(全部平行或垂直于气流流向)；然后安装好齿圈5，以保证齿圈5的第一齿和叶片12上的第二齿啮合到位；再依次安装好齿轮9和转轴8；接着将整流器11连带叶片12和齿圈5等部件连接第一管道4的法兰和第二管道10的法兰上，，最后在管道外面安装好驱动电机6。

在压缩机开机之前，先发出控制信号打开叶片，然后再开机运行压缩机，整流器11起到级间导流作用，用于级间气流收敛导流，减小气流紊乱带来的流动损失；压缩机关机之前，首先关闭叶片再关机，由于叶片将冷媒管道截断，阻碍气体流动，这样从叶轮排气口(高压冷媒)向叶轮进口(低压冷媒)的冷媒倒灌量可大大降低，压缩冷媒对叶轮、主轴的冲击便可大大降低，从而改善高精度滚动轴承的承载条件，延长轴承寿命。

因此，本发明可以有效减小双头悬臂轴系布置离心式压缩机一级排气口到二级吸气口级间连接管路里面的气动损失，而且可以改善压缩机使用的高精度轴承承载条件，延长使用寿命，运行性能和使用寿命上得到综合提升。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

第一压缩部(2)，包括用于排出压缩后的气体的排气口；

第二压缩部(3)，包括与所述第一压缩部(2)的排气口连通的吸气口；以及

冷媒管道，用于连通所述第一压缩部(2)的排气口和所述第二压缩部(3)的吸气口，所述冷媒管道包括整流部(14)，至少部分所述整流部(14)的内径沿冷媒流向渐缩。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述整流部(14)包括内径沿冷媒流向渐缩的第一渐缩段(14a)，所述第一渐缩段(14a)的平行于所述冷媒管道的轴线的截面呈曲线型。

3.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于，所述整流部(14)还包括内径沿冷媒流向渐缩的第二渐缩段(14b)，所述第二渐缩段(14b)沿冷媒流向位于所述第一渐缩段(14a)的下游，所述整流部(14)还包括位于所述第一渐缩段(14a)和所述第二渐缩段(14b)之间的中间段(14c)。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，还包括用于控制所述冷媒管道通断的开关部，所述开关部设在所述第一渐缩段(14a)和所述第二渐缩段(14b)之间。

5.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，

所述第一渐缩段(14a)的小径端的内径等于所述第二渐缩段(14b)的大径端的内径；或

所述第一渐缩段(14a)的小径端的内径大于所述第二渐缩段(14b)的大径端的内径，所述中间段(14c)的内径沿所述第一渐缩段(14a)至所述第二渐缩段(14b)的方向渐缩。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括沿冷媒流向位于所述整流部(14)下游的稳流部(15)，所述稳流部(15)的内径沿冷媒的流向渐缩。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，所述稳流部(15)的内径变化率小于所述整流部(14)的内径变化率。

8.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括：

开关部，用于控制所述冷媒管道通断；以及

控制器，用于在压缩机停机前控制开关部关闭冷媒管道。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述开关部包括叶片(12)，所述叶片(12)可绕沿所述冷媒管道的径向延伸的转动轴线转动，以开闭所述冷媒管道。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，所述叶片(12)包括叶片本体和与叶片本体连接的叶片轴(16)，所述冷媒管道上设置有与叶片轴(16)相适配的安装孔(17)，所述叶片轴(16)沿冷媒管道的径向穿过所述安装孔(17)。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其特征在于，多个所述叶片(12)沿冷媒管道的周向布置，所述压缩机还包括套设在冷媒管道外的齿圈(5)，所述齿圈(5)与多个所述叶片轴(16)连接。

12.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述压缩机还包括主轴(1)，所述第一压缩部(2)和所述第二压缩部(3)分别连接在所述主轴(1)的两端。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述冷媒管道包括平行于所述主轴的水平管段，所述整流部设在水平管段中。

14.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，

所述第一压缩部(2)包括第一离心叶轮(2a)和用于经第一离心叶轮(2a)加速后的冷媒在其内压缩的第一扩压器(2b)；或

所述第二压缩部(3)包括第二离心叶轮(3a)和用于经第二离心叶轮(3a)加速后的冷媒在其内压缩的第二扩压器(3b)。

15.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1至14中任一项所述的压缩机。

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