CN112483430A - 离心压缩机和制冷装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种离心压缩机和制冷装置。离心压缩机包括：外壳，所述外壳具有位于所述外壳顶部的流体入口和流体出口；电机组件，所述电机组件布置在所述外壳中并包括定子和转子，所述转子包括竖直布置的转子轴；离心压缩机构，所述离心压缩机构的叶轮与所述转子轴连接以由所述电机组件驱动，所述离心压缩机构布置在所述流体入口下游以接收流体，对所述流体压缩加压并沿远离所述电机组件的方向输出所述加压流体；引导件，所述引导件接收来自所述离心压缩机构的加压流体，并单独地或与所述外壳的部分一起限定流通道，所述流通道构造成使得来自所述离心压缩机构的加压流体经过并冷却电机组件。根据实施例的离心压缩机构结构紧凑。

Description

离心压缩机和制冷装置
技术领域
本发明涉及压缩机领域，更具体地，本发明涉及一种离心压缩机和具有其的制冷装置。
背景技术
对于离心压缩机而言，常用于大型制冷机组并常使用无需润滑油的轴承（无油轴承）。在期望使用高速小型离心压缩机时，高速无油轴承的成本太高。因此期望的是提供需要使用润滑油的轴承并设计简化的润滑油通路。另一方面，期望能够简化离心压缩机结构，使得能提供紧凑的小型离心压缩机。
发明内容
本发明的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
一方面，提供了一种离心压缩机，尤其是适于竖直布置的立式离心压缩机，其包括：
外壳，所述外壳具有流体入口和流体出口，所述流体入口位于所述外壳顶部；
电机组件，所述电机组件布置在所述外壳中并包括定子和转子，所述转子包括竖直布置的转子轴，所述转子轴包括下端和上端；
离心压缩机构，所述离心压缩机构的叶轮与所述转子轴连接以由所述电机组件驱动，所述离心压缩机构布置在所述流体入口下游以接收流体，对所述流体压缩加压并沿远离所述电机组件的方向输出所述加压流体；
引导件，所述引导件接收来自所述离心压缩机构的加压流体，并单独地或与所述外壳的部分一起限定流通道，所述流通道构造成使得来自所述离心压缩机构的加压流体经过并冷却所述电机组件并从所述流体出口排出。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述引导件为管道。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述引导件部分地或完全位于所述外壳外。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述引导件具有连接至所述离心压缩机构的输出口的第一端，连接至所述外壳的侧壁，如所述外壳的侧壁下部的第二端以及连接在所述第一端和第二端之间并且包括弯曲部分的管道主体。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述转子轴由位于下部的第一轴承和位于上部的第二轴承支撑，所述外壳的底部部分具有油槽，所述转子轴的下端位于所述油槽中，所述转子轴限定其中沿轴向或倾斜的油通道，并且在对应于所述第一轴承和所述第二轴承的位置上具有沿径向的穿孔。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述电机组件包括：
电机壳体；
固定在所述电机壳体内侧的定子；
所述定子径向内侧的转子，所述转子能够在所述电机组件受激励时相对于所述定子转动；
所述电机壳体底部的第一轴承座以及其中的第一轴承；
所述电机壳体顶部的油杯；以及
所述油杯上方的第二轴承支架以及其中的第二轴承。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述电机壳体底部通过支撑支架连接至所述外壳，所述电机壳体顶部连接至所述第二轴承支架，所述第二轴承支架由所述外壳支撑，所述油杯包括导油管，所述导油管倾斜布置以将油杯中的油引导至所述外壳的内壁,并回到所述油槽。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述离心压缩机构包括一个或多个压缩级。
可选地，在所述离心压缩机的实施例中，所述离心压缩机构包括第一级叶轮，隔板，蜗壳以及第二级叶轮，所述蜗壳的出口与所述外壳的流体出口连通，所述流体经所述第一级叶轮压缩后从所述蜗壳的上表面和所述隔板之间通过，随后经所述第二级叶轮压缩后，经所述蜗壳的输出口离开。
另一方面，提供了一种制冷装置，所述制冷装置包括根据各个实施例所述的离心压缩机。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的离心压缩机的截面图；以及
图2示出了根据本发明的实施例的离心压缩机的分解图。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
参考图1和图2，示出了一种离心压缩机，包括外壳1，所述外壳具有流体入口15和流体出口17，流体入口15位于外壳顶部；电机组件2，电机组件2布置在外壳1中并包括定子23和转子，转子包括转子轴24，转子轴24包括下端242和上端243；离心压缩机构4，离心压缩机构4的叶轮41、44与转子轴24(如其上端243)连接以由电机组件2驱动，离心压缩机构布置在流体入口15下游(如其正下方)以接收流体，对流体压缩加压并沿远离电机组件2的方向输出加压流体；引导件5，引导件5接收来自离心压缩机构4的加压流体，并单独地或与外壳的部分一起限定流通道，该流通道构造成使得来自离心压缩机构4的加压流体经过电机组件2并从流体出口排出17，大致如由空心箭头所标注的那样。
在根据本发明的实施例的离心压缩机中，流体通过吸气室进入外壳后可立刻进入离心压缩机构4，并由离心压缩机构4压缩加压，如经过两级压缩加压，然后被引导件5引导转向回到外壳1中，进而冷却电机组件2，包括从转子和定子之间的间隙G2和电机壳体21外侧通过，然后从流体出口17排出。根据本发明的实施例的离心压缩机的一个特点在于引导压缩后的压缩气体经过电机组件，由此对电机组件进行冷却。由于根据本发明的实施例的流体自上而下地经过离心压缩机构4，使得在离心压缩机构4工作时，其叶轮将给转子轴24施加向上的力，其与转子轴24自身的重力部分相抵，由此降低支撑转子轴24的轴承31,32的轴向应力。另外，根据本实施例的装置提供了紧凑设计的离心压缩机，以应用于小功率工况。
在一些实施例中，引导件5可如图1所示地形成为管道。在备选实施例中引导件5可与外壳1的外壁共同形成引导通道或者引导件5将外壳1内部的部分隔成隔间以引导流体。在备选实施例中，引导件5可为一件式或由多个部件组合形成。在如图1所示的实施例中，引导件5部分地或完全位于外壳1之外，换而言之，其具有在外壳1之外延伸的部分。在所示的实施例中，引导件5具有连接至离心压缩机构的输出口443的第一端51，连接至外壳的侧壁，如外壳1的侧壁下部的第二端52以及连接在第一端51和第二端52之间并且包括弯曲部分531、532的管道主体53。在一些实施例中，引导件5使得从离心压缩机构4流出的流体转向如180度左右，例如150度至210度，例如基本沿远离电机组件2的方向转向成沿接近电机组件4的方向，从而返回外壳1内部并冷却电机组件2。如图1所示，在一些实施例中，引导件5的第二端52可延伸到外壳1中并与电机壳体21底部的开孔211对准，其间可存在间隙G1，使得来自引导件5的气流部分地从电机定子和转子之间的间隙G2通过，而部分从电机组件和外壳1之间的空间通过。电机壳体21的顶部也可具有开孔212以允许通过间隙G2的气流离开，而导油管251可从该开孔212延伸出。在一些实施例中，所述外壳1的流体出口17可与开孔212对准或邻近，使得气流可容易地排出。在一些实施例中，流体出口17可设置在其他位置，例如高于引导件5的第二端52与外壳1的连接处18的位置，如与电机外壳21的较高位置的开孔212齐平。
在所示的实施例中，转子轴24由位于下部的第一轴承31和位于上部的第二轴承32支撑。第一轴承31设置在电机组件2底部的第一轴承座27中，第二轴承32设置在电机组件顶部的第二轴承支架26中。外壳1大致包括底部部分11，中间部分12和顶部部分13，整体可大致呈圆筒形。流体入口15可形成为管道，其可沿轴向或竖直方向延伸并与离心压缩机构4的入口对准。外壳1的底部部分11具有油槽。用于第一轴承31和第二轴承32以及可选的其他构件的油可盛放在该油槽中。转子轴24的下端242可位于该油槽中，具体而言可***油槽中的限位件111中。转子轴242限定其中沿轴向或稍倾斜的油通道241，例如如图所示转子轴可形成为空心，其中具有油通道241，该油通道241可为直的(沿转子轴242的轴向方向)或倾斜的。转子轴242在对应于第一轴承31和第二轴承32的位置上分别具有沿径向的穿孔246、247。在离心压缩机工作时，转子轴242的转动将在油通道241中产生负压，由此抽取油槽中的油沿箭头方向通过油通道241并且，由于离心力，油将从沿径向的穿孔246、247流出，由此润滑第一轴承31和第二轴承32。经过并润滑第一轴承31的油直接由于重力而返回油槽，而第二轴承32下方布置有油杯25，经过并润滑第二轴承32的油落入油杯25中，并通过倾斜布置的导油管251引导至外壳的侧壁内侧，并沿外壳的侧壁内侧返回油槽。油杯25和导油管251的布置避免润滑油进入电机组件内部。在一些实施例中，对应于第一轴承31的穿孔246的孔径可小于对应于第二轴承32的穿孔247的孔径，以避免油过多地从穿孔246流出而无法到达穿孔247。
参考图1和图2，在所示的实施例中，电机组件可包括：电机壳体21；固定在电机壳体21内侧的定子22以及定子径向内侧的转子。在一些实施例中，转子可包括转子轴24和永磁体23，定子22可具有绕组，在定子22受激励时，转子能够相对于定子22转动。电机组件还可包括电机壳体21底部的第一轴承座27以及其中的第一轴承31；电机壳体21顶部的油杯25；以及油杯25上方的第二轴承支架26和其中的第二轴承32。在备选实施例中，电机组件可具有其他适合的结构和部件。在所示的实施例中，电机壳体21底部通过若干个支撑支架16连接至外壳1，例如连接至外壳1的侧壁内侧。电机壳体21顶部连接至所述第二轴承支架26，第二轴承支架26安装至外壳1上，如直接支撑在外壳1的中部部分12上或连接至外壳1的内壁上。
在第二轴承支架26上布置了离心压缩机构4。例如在一些实施例中，离心压缩机构的蜗壳43可直接布置在第二轴承支架26上。尽管图中所示，离心压缩机构4包括由第一级叶轮41和第二级叶轮44构成的两个级，在备选实施例中，离心压缩机构4可仅包括一个级或更多个级。在所示的实施例中，离心压缩机构4包括由转子轴24穿过的第一级叶轮41，隔板42，蜗壳43以及第二级叶轮44。第一级叶轮41和第二级叶轮44与转子轴24连接并随转子轴转动，而隔板42和蜗壳43相对固定。第一轴套61布置在第一级叶轮41和第二级叶轮44之间而第二轴套62布置在第二级叶轮44与第二轴承32之间。在所示的实施例中蜗壳43的输出口443与引导件5的第一端51连通，通过流体入口15而进入离心压缩机构4的流体经第一级叶轮41压缩后从蜗壳43的上表面和隔板42之间通过，随后经第二级叶轮44压缩后，经蜗壳的输出口443离开，并进入引导件5所限定的流通道中。在备选实施例中，蜗壳43可包括用于连接至经济器的第二流体入口。
另一方面，提供了一种制冷装置，其包括根据各个实施例所述的离心压缩机。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本发明的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本发明的原理更容易理解。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本发明进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种离心压缩机，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳具有流体入口和流体出口，所述流体入口位于所述外壳顶部；
电机组件，所述电机组件布置在所述外壳中并包括定子和转子，所述转子包括竖直布置的转子轴，所述转子轴包括下端和上端；
离心压缩机构，所述离心压缩机构的叶轮与所述转子轴连接以由所述电机组件驱动，所述离心压缩机构布置在所述流体入口下游以接收流体，对所述流体压缩加压并沿远离所述电机组件的方向输出所述加压流体；
引导件，所述引导件接收来自所述离心压缩机构的加压流体，并单独地或与所述外壳的部分一起限定流通道，所述流通道构造成使得来自所述离心压缩机构的加压流体经过并冷却所述电机组件并从所述流体出口排出。
2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述引导件为管道。
3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，所述引导件部分地或完全位于所述外壳外。
4.根据权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，所述引导件具有连接至所述离心压缩机构的输出口的第一端，连接至所述外壳的侧壁，如所述外壳的侧壁下部的第二端以及连接在所述第一端和第二端之间并且包括弯曲部分的管道主体。
5.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述转子轴由位于下部的第一轴承和位于上部的第二轴承支撑，所述外壳的底部部分具有油槽，所述转子轴的下端位于所述油槽中，所述转子轴限定其中沿轴向或倾斜的油通道，并且在对应于所述第一轴承和所述第二轴承的位置上具有沿径向的穿孔。
6.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述电机组件包括：
电机壳体；
固定在所述电机壳体内侧的定子；
所述定子径向内侧的转子，所述转子能够在所述电机组件受激励时相对于所述定子转动；
所述电机壳体底部的第一轴承座以及其中的第一轴承；
所述电机壳体顶部的油杯；以及
所述油杯上方的第二轴承支架以及其中的第二轴承。
7.根据权利要求6所述的离心压缩机，其特征在于，所述电机壳体底部通过支撑支架连接至所述外壳，所述电机壳体顶部连接至所述第二轴承支架，所述第二轴承支架由所述外壳支撑，所述油杯包括导油管，所述导油管倾斜布置以将油杯中的油引导至所述外壳的内壁,并回到所述外壳的底部部分的油槽。
8.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，所述离心压缩机构包括一个或多个压缩级。
9.根据权利要求8所述的离心压缩机，其特征在于，所述离心压缩机构包括第一级叶轮、隔板、蜗壳以及第二级叶轮，所述蜗壳的出口与所述外壳的流体出口连通，所述流体经所述第一级叶轮压缩后从所述蜗壳的上表面和所述隔板之间通过，随后经所述第二级叶轮压缩后，经所述蜗壳的输出口离开。
10.一种制冷装置，其特征在于，所述制冷装置包括如权利要求1-9中任一项所述的离心压缩机。
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