專利名稱：兩級(jí)離心壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用在制冷循環(huán)中的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，具體涉及這種壓縮機(jī)的改進(jìn)，使得電馬達(dá)可以用制冷循環(huán)的致冷劑冷卻而不用另外的外部馬達(dá)冷卻器，這樣可以簡化致冷循環(huán)的致冷劑管線，從而改進(jìn)致冷循環(huán)的操作性能和操作效率。
如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員周知的，兩級(jí)離心壓縮機(jī)普通用在大型制冷系統(tǒng)中。但是因?yàn)楹芟雽⑦@些壓縮機(jī)用在家庭或汽車上的室內(nèi)空調(diào)機(jī)上，所以最近已積極研究這種壓縮機(jī)，設(shè)法減小其尺寸。
用于制冷系統(tǒng)的常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)由電馬達(dá)組成，該馬達(dá)到配置在馬達(dá)外殼內(nèi)的中央部分，由轉(zhuǎn)子和定子組成。具有許多葉片的葉輪固定在上述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的兩端。第一和第二壓縮部分形成在馬達(dá)外殼的兩個(gè)相對(duì)端部。在操作制冷系統(tǒng)時(shí)，制冷劑經(jīng)制冷系統(tǒng)的主要制冷管道循環(huán)，并在第一和第二壓縮部分由壓縮機(jī)的上述葉輪壓縮。壓縮的制冷劑從壓縮部分穿過主要的制冷管道，同時(shí)吸收電馬達(dá)的熱量，冷卻該馬達(dá)。
在操作制冷系統(tǒng)時(shí)，兩級(jí)離心壓縮機(jī)接收蒸發(fā)器來的制冷劑，并在第一壓縮部分初步壓縮制冷劑，然后在第二壓縮部分第二次壓縮初步壓縮的制冷劑，使致冷劑變成高溫高壓的氣體制冷劑。然后再使這種高溫高壓制冷劑從壓縮機(jī)輸送到冷凝器。在制冷循環(huán)期間，為抽吸蒸發(fā)器中的致冷劑，壓縮該制冷劑，并使加壓的制冷劑在致冷系統(tǒng)中循環(huán)，必需使電馬達(dá)高速轉(zhuǎn)動(dòng)。由于馬達(dá)的這種高速轉(zhuǎn)動(dòng)，該馬達(dá)及其軸承部分便產(chǎn)生大量熱量，這種熱量不僅降低了壓縮機(jī)的操作可靠性，而且還使壓縮機(jī)的操作性能變壞。
因此需要適當(dāng)?shù)睾陀行У乩鋮s馬達(dá)和其軸承部分。為達(dá)到上述目的，已經(jīng)積極地研究馬達(dá)冷卻系統(tǒng)以及兩級(jí)離心壓縮機(jī)致冷劑管線二者的結(jié)構(gòu)。作為這種積極研究的結(jié)果，已經(jīng)提出冷卻這種兩級(jí)離心壓縮機(jī)的馬達(dá)及軸承部分的若干方法，這些方法如下。
在

圖1a所示的常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)中，氣體制冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一制冷劑管線L1抽吸到壓縮機(jī)C。在這種情況下，制冷劑在第一壓縮部分C1受到初步壓縮。然后使該致冷劑經(jīng)外部制冷管線L2輸送到壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，使得在第二壓縮部分C2受到第二次壓縮，使制冷劑變成高溫高壓氣體制冷劑。再使該高溫高壓氣體致冷劑從壓縮機(jī)C輸送到冷凝器。在上述壓縮機(jī)C中，馬達(dá)的冷卻循環(huán)單獨(dú)地配置在電馬達(dá)M的固定外套MJ內(nèi)。在配置于外套MJ內(nèi)的馬達(dá)冷卻循環(huán)中，致冷劑在單獨(dú)的冷卻單元CU的控制下從壓縮機(jī)C經(jīng)另外的致冷劑管線L3循環(huán)。
圖1b示出先有技術(shù)另一實(shí)施例的常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的致冷循環(huán)示意圖。在此壓縮機(jī)中，氣體致冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一制冷劑管線L1抽吸到壓縮機(jī)C。該致冷劑在壓縮機(jī)C的第一壓縮部分C1受到初步壓縮，然后在第二壓縮部分C2受到第二次壓縮，隨后再送入冷凝器，其方式與圖1a實(shí)施例的方式相同。該冷凝器冷凝制冷劑，使其從氣相轉(zhuǎn)換成液相，然后再將該致冷劑輸送到蒸發(fā)器。在此壓縮機(jī)C中，使一部分冷凝的制冷劑抽吸到電馬達(dá)M的固定外套MJ中，使其在其中流動(dòng)。該液體制冷劑在外套MJ中流動(dòng)的同時(shí)被蒸發(fā)，進(jìn)入外部致冷管線L4，隨后被抽吸到壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2中。在壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2中，從外套MJ來的氣態(tài)制冷劑又受到壓縮，變成高壓制冷劑。
圖1c示出先有技術(shù)另一實(shí)施例常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的制冷循環(huán)示意圖。在此壓縮機(jī)C中，氣體制冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一制冷劑管線L1抽吸到壓縮機(jī)C中，并在壓縮機(jī)C的內(nèi)部流動(dòng)，同時(shí)冷卻電馬達(dá)M。該致冷劑然后經(jīng)外部致冷劑管線L2抽吸到壓縮機(jī)C的第一壓縮部分C1，并在該壓縮部分C1受到初步壓縮。然后使第一壓縮部分C1的致冷劑經(jīng)外部致冷劑管線L2抽吸到壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，使得在該壓縮部分C2受到第二次壓縮，隨后輸送到冷凝器。
圖1d示出先有技術(shù)再一實(shí)施例常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的致冷循環(huán)示意圖。在圖1d的實(shí)施例中，氣態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一制冷管線L1抽吸到壓縮機(jī)C中，并在該壓縮機(jī)的第一壓縮部分C1受到初步壓縮。然后該制冷劑經(jīng)外部制冷劑管線L2進(jìn)入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，使其在該第二壓縮部分C2受到第二次壓縮，變成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑。該高溫高壓制冷劑隨后從壓縮機(jī)C進(jìn)入冷凝器。在上述壓縮機(jī)C中，另一制冷劑管線L5穿過壓縮機(jī)C的內(nèi)部，然后連接于外部制冷劑管線L2。通過制冷循環(huán)的氣液分離器而與液態(tài)制冷劑分離的氣態(tài)制冷劑經(jīng)制冷劑管線L5流入壓縮機(jī)C。另一方面，另一制冷劑管線L4穿過電馬達(dá)M的固定外套MJ，然后連接于外部制冷劑管線L2。在冷凝器中冷凝的液態(tài)制冷劑流過制冷劑管線L4。
圖1e示出先有技術(shù)又一實(shí)施例常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的制冷循環(huán)示意圖。在圖1e的實(shí)施例中，氣態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一致冷劑管線L1抽吸到壓縮機(jī)C的第一壓縮部分C1，并在該壓縮部分C1受到初步壓縮。然后該制冷劑流過外部制冷劑管線L2，通過壓縮機(jī)C，同時(shí)冷卻電馬達(dá)M。隨后該制冷劑經(jīng)外部制冷劑管線L2送入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，并在該壓縮部分受到第二次壓縮。在這種壓縮機(jī)C中，由致冷循環(huán)的氣液分離器分離出液態(tài)制冷劑的氣態(tài)制冷劑經(jīng)另一制冷劑管線L5流入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，并在該壓縮部分C2受到第二次壓縮。第二次壓縮的致冷劑從壓縮機(jī)C排到致冷循環(huán)的冷凝器中。
圖1f示出先有技術(shù)又一實(shí)施例常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的致冷循環(huán)示意圖。在圖1f所示的實(shí)施例中，氣態(tài)制冷劑從蒸發(fā)器經(jīng)第一制冷劑管線L1抽吸到壓縮機(jī)C的第一壓縮部分C1，并在該壓縮部分C1受到初步壓縮。該制冷劑隨后經(jīng)壓縮機(jī)C的內(nèi)部和外部制冷劑管線L2流入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，并在該壓縮部分受到第二次壓縮。在這種壓縮機(jī)中，由致冷循環(huán)的氣液分離器分離出液態(tài)制冷劑的氣態(tài)制冷劑經(jīng)另一制冷管線L5流入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，使其在該壓縮部分C2受到第二次壓縮。第二次壓縮的致冷劑隨后從壓縮機(jī)C排入致冷循環(huán)的冷凝器。
然而上述用于致冷系統(tǒng)的常規(guī)兩級(jí)離心機(jī)具有如下缺點(diǎn)。即，這種壓縮機(jī)C必然具有很復(fù)雜的制冷劑通道結(jié)構(gòu)，以便使氣態(tài)致冷劑可以在壓縮機(jī)的內(nèi)部或在壓縮機(jī)C的第一壓縮部分C1受到初步壓縮，然后再經(jīng)外部制冷管線L2送入壓縮機(jī)C的第二壓縮部分C2，并在該壓縮部分C2受到第二次壓縮。這樣一種制冷劑通道結(jié)構(gòu)使得壓縮機(jī)C除去主要制冷劑管線L1外還得有其它制冷劑管線L3～L5，而配置壓縮機(jī)C上的用于抽吸、壓縮和排出制冷劑的主管線是必須的。由于這些附加的制冷劑管線L3～L5，這些常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的制冷劑的通道結(jié)構(gòu)變得不希望有的復(fù)雜，因?yàn)檫@種通道結(jié)構(gòu)由許多制冷管線L1～L5組成。這種復(fù)雜的致冷劑通道結(jié)構(gòu)還妨礙制冷劑的流動(dòng)，造成致冷劑壓力損失。結(jié)果，降低了這種壓縮機(jī)的工作性能，同時(shí)，在制造這種壓縮時(shí)，既降低了工作效率又降低了生產(chǎn)率。
在常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)中碰到的另一問題是，壓縮機(jī)必需配置單獨(dú)的馬達(dá)冷卻單元Cu，這種單元具有與主要致冷循環(huán)裝置分開的自身的致冷劑流動(dòng)循環(huán)裝置。這樣便最終地增加了用于致冷循環(huán)系統(tǒng)的兩級(jí)離心壓縮機(jī)的生產(chǎn)成本。
基于先有技術(shù)中存在的上述問題提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)被設(shè)計(jì)為在壓縮機(jī)的第一壓縮室或第一壓縮部分初步壓縮氣態(tài)致冷劑，并使該初步壓縮的致冷劑流過外殼的內(nèi)部空間，達(dá)到在該外殼上端形成的第二壓縮室，并在該第二壓縮室第二次壓縮該致冷劑，而且該離心壓縮機(jī)具有簡化的致冷劑通道結(jié)構(gòu)，可以有效冷卻致冷循環(huán)裝置的電馬達(dá)和軸承部分，不用另外的冷卻單元，因而降低了電力的消耗，改進(jìn)了制冷系統(tǒng)的操作性能和操作效率。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括配置在外殼內(nèi)中央部分的電馬達(dá)，該馬達(dá)由固定的外殼和轉(zhuǎn)子組成，前者包括具有線圈的定子，后者具有轉(zhuǎn)子心，該轉(zhuǎn)子心配置在轉(zhuǎn)軸上，位于與定子相對(duì)的位置，該轉(zhuǎn)軸由位于轉(zhuǎn)軸上、下端部的徑向氣體軸承和止推氣體軸承支承；第一和第二壓縮部分，形成在馬達(dá)外殼的上、下端部，分別具有葉輪；該離心壓縮機(jī)還包括許多內(nèi)部流體通道，這些通道規(guī)則地分別形成在外殼的上、下端部分的內(nèi)表面上，使得第一和第二壓縮部分經(jīng)外殼的內(nèi)部空間彼此連通；上、下軸承座，固定安裝在外殼的上、下端部，具有許多流體開孔，這些孔整齊地形成在上、下軸承座上，并與第一和第二壓縮部分的壓縮室連通，這些開孔對(duì)應(yīng)于外殼的內(nèi)部流體通道。
在兩級(jí)離心壓縮機(jī)中，第二壓縮部分具有第二壓縮室，該第二壓縮室位于壓縮部分外殼內(nèi)，接收擴(kuò)散器的入口部分并包圍其外部，裝有致冷劑排出口，該第二壓縮部分還具有內(nèi)蓋，該內(nèi)蓋具有與上、下軸承座的流體開孔相通的流體通道。
下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明，從這些說明中可以更清楚看出本發(fā)明上述的以及其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，這些附圖是圖1a～1f是常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)的制冷流動(dòng)循環(huán)示意圖；圖2是截面圖，示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩級(jí)離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)；圖3是本發(fā)明雙級(jí)離心壓縮機(jī)固定外套的透視圖；圖4是本發(fā)明壓縮機(jī)中上、下徑向氣體軸承的分解透視圖；圖5a是分解透視圖，示出本發(fā)明壓縮機(jī)的外殼下端部分和下部軸承座二者的結(jié)構(gòu)。
圖5b是底視圖，示出當(dāng)將圖5a的部件組裝在一起時(shí)圖5a所示的兩級(jí)離心壓縮機(jī)的外殼下端部分及下部軸承座。
圖5c是本發(fā)明壓縮機(jī)第二壓縮部分的局部截面分解透視圖，圖中已從該壓縮部分除去密封蓋和擴(kuò)散器；圖6是本發(fā)明壓縮機(jī)活動(dòng)軸承部分的分解透視圖。
圖2～6示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的兩級(jí)離心壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的兩級(jí)離心壓縮機(jī)包括電馬達(dá)10，該馬達(dá)10設(shè)置在外殼13內(nèi)部的中央部分，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力。上、下軸承部分配置在外殼13的上、下端部，并由動(dòng)力氣體軸承支承，因此使得轉(zhuǎn)子11可以以高速轉(zhuǎn)動(dòng)。該壓縮還具有第一和第二壓縮部分，該壓縮部分形成在外殼13的下、上端部，用于初步和第二次壓縮氣態(tài)制冷劑。
電馬達(dá)10包括轉(zhuǎn)子11和定子12。轉(zhuǎn)子11由第一和第二壓縮部分的下、上葉輪35組成，該兩個(gè)葉輪35配置在轉(zhuǎn)軸111的下、上端部。用于通過電磁力使轉(zhuǎn)子11轉(zhuǎn)動(dòng)的定子在內(nèi)部具有繞有線圈121的定子心122，在外部由固定外套122覆蓋。該定子嵌入在外殼13內(nèi)。
如圖3所示，許多外部流體通道123規(guī)則地形成在定子12固定外套122的外表面上，使得致冷劑可以沿外殼13的內(nèi)表面流動(dòng)。當(dāng)然應(yīng)當(dāng)明白，這些外部流體通道123可以規(guī)則地形成在外殼13的內(nèi)表面上，而不形成在定子12的固定外套122上，這樣也不會(huì)影響本發(fā)明的作用。
馬達(dá)10的轉(zhuǎn)子11具有形成在轉(zhuǎn)軸111上的轉(zhuǎn)子心112，其位置對(duì)著定子12。軸環(huán)113整體形成在轉(zhuǎn)軸111的下端部分，由活動(dòng)的軸承單元支承，該軸承單元包括止推氣體軸承23。
如圖5a所示，外殼13是圓筒體，它完全覆蓋馬達(dá)10，但在第一和第二壓縮部分是開口的。許多內(nèi)部流體通道14規(guī)則地分別形成在外殼13上、下端部分的內(nèi)表面上。
上、下軸承部分按如下方式制造。即，轉(zhuǎn)軸111的上、下端部可轉(zhuǎn)動(dòng)地由徑向氣體軸承22支承，該軸承22位于配置在外殼13上、下端部的上、下軸承座21a和21b內(nèi)。止推氣體軸承23用許多鎖定螺栓23e固定在下部軸承部分上，同時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)地覆蓋轉(zhuǎn)軸111的軸環(huán)113。徑向氣體軸承22和止推氣體軸承23被設(shè)計(jì)成可使轉(zhuǎn)軸111轉(zhuǎn)動(dòng)而不在機(jī)械上發(fā)生摩擦。
另一方面，在圖4和5a中詳細(xì)示出上、下軸承部分的結(jié)構(gòu)，這些軸承部分可相對(duì)于外殼13可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承轉(zhuǎn)軸111的上、下端部。如圖所示，該上、下軸承部分的軸承座21a和21b用許多鎖定螺栓25a固定在外殼13的上、下端部。在每個(gè)軸承座21a和21b上，三個(gè)螺釘孔211均勻地徑向地形成在裝配部分的外表面上，間隔開120°的角度。在裝配部分，使軸承座21a、21b嵌入圓筒外殼13的上、下端部。三個(gè)調(diào)節(jié)螺栓212分別擰入兩個(gè)軸承座21a、21b的螺釘孔211，使構(gòu)成徑向氣體軸承22的三個(gè)弧形片221分別保持在兩個(gè)軸承座21a、21b內(nèi)。
在兩個(gè)輛承座21a、21b上分別規(guī)則地形成許多弧形流體開孔213。上述流體開孔213在兩個(gè)軸承座21a和21b嵌入外殼13的上、下端部時(shí)分別與外殼13的內(nèi)部流體通道14相通。密封蓋26和擴(kuò)散器27分別用許多鎖定螺栓25b固定安裝在兩個(gè)軸承座21a和21b上，由此形成在外殼13下端部分的第一壓縮室31和在外殼13上端部分的第二縮室32。
各個(gè)徑向氣體軸承22由三個(gè)具有120°圓角半徑的弧形片221組成。這三個(gè)片221構(gòu)成圓筒形徑向氣體軸承22，每片的外表面上在中央部分附近位置具有一個(gè)半圓孔222。
在每個(gè)徑向氣體軸承22上，三個(gè)弧形片221規(guī)則地配置成可覆蓋轉(zhuǎn)軸111、而三角調(diào)節(jié)螺釘212穿過各個(gè)軸承座21a、21b的螺釘孔211，然后使其端部進(jìn)入三個(gè)弧形片221的半圓孔222。
圖6示出用于支承轉(zhuǎn)軸111軸環(huán)113的止推氣體軸承23的結(jié)構(gòu)以及安裝該止推氣體軸承23的活動(dòng)軸承單元。
上述活動(dòng)軸承單元包括止推軸承23，該止推軸承位于下部軸承座21b的頂端上面的位置，用于支承轉(zhuǎn)軸111的軸環(huán)113。該活動(dòng)軸承單元還包括外環(huán)24，該外環(huán)可接納止推氣體軸承23，并可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持該軸承23，同時(shí)還可在預(yù)定活動(dòng)范圍內(nèi)自由活動(dòng)。
止推氣體軸承23包括套在轉(zhuǎn)軸111軸環(huán)113上的間隔環(huán)23a。上、下氣體軸承23c和23d配置在間隔環(huán)23a的上、下表面上。間隔環(huán)23a和氣體軸承23c、23d用許多鎖定螺栓23e固定于固定環(huán)23b上。
上、下氣體軸承23c和23d配置在間隔環(huán)23a的上、下表面上，分別具有用于接收轉(zhuǎn)軸111的中心開孔231。并在各個(gè)氣體軸承23d的一個(gè)表面上規(guī)則地形成許多徑向直線槽232，該表面是軸承23d接觸轉(zhuǎn)軸111軸環(huán)113的表面。許多扇形的寬而淺的凹部233規(guī)則地形成在氣體軸承23d接觸軸環(huán)的表面上，這些凹部與徑向直線槽232連通。這種凹槽233可在轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)動(dòng)方向形成氣膜。
上部氣體軸承23c由兩個(gè)半圓部分組成，使得在組裝活動(dòng)軸承單元的部件時(shí)可以提高工作效率。上部氣體軸承23c的圍繞中心開口的中央部分向上凸起到與固定環(huán)23b的高度齊平的高度，由此形成環(huán)形凸部235，而上部氣體軸承23c的邊緣仍然是薄的。
在上部、下部氣體軸承23c、23d以及間隔環(huán)23a的各個(gè)邊緣上均勻地形成許多螺栓孔236，使得間隔環(huán)23a以及軸承23c、23d的孔236形成在同一半徑的相同位置。上部、下部氣體軸承23c、23d以及間隔環(huán)23a用穿過螺栓孔236的鎖定螺栓23e鎖定在轉(zhuǎn)軸111的軸環(huán)113上。沿固定環(huán)23b的邊緣規(guī)則地形成許多螺栓孔237。這些螺栓孔237所形成的位置對(duì)應(yīng)于在間隔環(huán)23a以及上部、下部氣體軸承23c、23d上形成螺栓孔的位置，因而可以采用鎖定螺栓23e將固定環(huán)23b與間隔環(huán)23a及上部、下部氣體軸承23c、23d組裝在一起。
外環(huán)24在徑向相對(duì)部分具有兩個(gè)徑向樞軸孔24a，使得環(huán)24可由設(shè)置在外殼13上的兩個(gè)調(diào)整節(jié)螺釘24b轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。兩個(gè)徑向螺紋孔24c形成在外環(huán)24上，與徑向樞軸孔24a形成90°角度間隔，而兩個(gè)調(diào)節(jié)螺釘24d可擰入到環(huán)24的兩個(gè)螺釘孔24c上，進(jìn)而可插入間隔環(huán)23a的樞軸孔238內(nèi)，因而可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承止推氣體軸承23。
上述止推氣體軸承23的組裝方法如下。即，將間隔環(huán)23a初步放在下部氣體軸承23d上。然后使轉(zhuǎn)軸111向下插入下部氣體軸承23d的中心開孔231中，直至轉(zhuǎn)軸111軸環(huán)113的下表面接觸下部氣體軸承23d的頂表面。隨后將間隔環(huán)23a套在轉(zhuǎn)軸111的軸環(huán)113上，接著在間隔環(huán)23a和軸環(huán)113二者的頂表面上放置上部氣體軸承23c和固定環(huán)23b。再將許多鎖定螺栓23e從下面穿過螺栓孔236和237，由此將固定環(huán)23b、上部氣體軸承23c、間隔環(huán)23a和下部氣體軸承23d彼此組裝在一起。
為形成兩個(gè)壓縮部分，將上、下軸承座21a和21b裝在外殼13的上、下端部，并將密封蓋26和擴(kuò)散器27固定安裝在兩個(gè)軸承座21a和21b的各個(gè)座上，由此形成要求的壓縮部分。具有許多葉片的葉輪35裝在轉(zhuǎn)子11轉(zhuǎn)軸111的兩端，該轉(zhuǎn)軸端部穿過各個(gè)密封蓋26，該葉輪35位于密封蓋26和擴(kuò)散器27之間。
用許多鎖定螺栓25c將兩個(gè)壓縮部分外殼33和34裝在擴(kuò)散器27以及兩個(gè)軸承座21a、21b的外邊，由此形成第一和第二壓縮室31和32。致冷劑抽吸口331形成在下部密封部分外殼33的中心部分，該抽吸口可利用下部葉輪35轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的抽吸力將致冷劑抽吸到第一壓縮室31。在兩個(gè)壓縮室31和32的各個(gè)室中，葉輪35配置成面向有關(guān)的擴(kuò)散器27，因而可將制冷劑抽過擴(kuò)散器27的入口。
致冷劑排出口341形成在第二壓縮部分的上部壓縮部分的外殼34上，通過該排出口可將高溫高壓氣態(tài)致冷劑排入致冷系統(tǒng)的冷凝器(未示出)。泄放管342連接于壓縮部分外殼34的中心部分，使得由氣液分離器(未示出)分離出液態(tài)致冷劑的氣態(tài)制冷劑可以被抽吸到上部壓縮部分。
如圖5c所示，上部壓縮部分外殼34具有內(nèi)蓋36，該內(nèi)蓋導(dǎo)向從外殼13內(nèi)部空間抽吸的致冷劑。上部壓縮部分外殼34的內(nèi)蓋36還具有用于壓縮制冷劑的壓縮空間。因此第二壓縮室32形成在上部壓縮部分外殼34內(nèi)，同時(shí)該壓縮室還可接收擴(kuò)散器27的入口部分和包圍該擴(kuò)散器27，而制冷劑排出口361形成在第二壓縮室32上。流體通道362形成在上部壓縮部分外殼34的內(nèi)蓋36的外側(cè)部分，該通道362與上軸承座21a的弧形流體開孔213連通。
本發(fā)明的上述兩級(jí)離心壓縮機(jī)操作如下。當(dāng)馬達(dá)10的定子12的線圈121通電時(shí)，轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)軸111受電磁作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸按上述方式轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，裝在上、下軸承座21a、21b內(nèi)的支承轉(zhuǎn)軸111兩端的徑向氣體軸承22的弧形片221便隨同轉(zhuǎn)軸111一起擺動(dòng)，因?yàn)槠?21受調(diào)節(jié)螺釘212的支承是稍為偏心的。
當(dāng)弧形片221如上所述隨轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)時(shí)，流入馬達(dá)10內(nèi)部的氣態(tài)制冷劑便被抽吸到轉(zhuǎn)軸111外表面和片221的內(nèi)表面之間的空隙內(nèi)，由此在空隙中形成氣膜。
當(dāng)轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)速達(dá)到要求每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，弧形片221不再擺動(dòng)，而是停下來，使得這些片221在幾乎不與轉(zhuǎn)軸111的外表面發(fā)生摩擦接觸的同時(shí)平滑地支承轉(zhuǎn)軸111。
另一方面，在下部支承座21b的止推氣體軸承23上，轉(zhuǎn)軸111軸環(huán)113的下表面起初與圖6所示的下部氣體軸承23d的頂表面接觸。但是，當(dāng)軸環(huán)113轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流入馬達(dá)10內(nèi)部的氣態(tài)致冷劑便經(jīng)氣體軸承23d的徑向直線槽232被抽吸劑扇形凹部233中，這樣便形成氣膜。因此轉(zhuǎn)軸111的軸環(huán)113平滑地轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又懸浮在上、下氣體軸承23c和23d之間的間隙中、幾乎沒有摩擦接觸。
因此，轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)軸111完全不會(huì)因?yàn)樵诘谝粔嚎s室31內(nèi)的初始?jí)嚎s致冷劑和第二壓縮室32內(nèi)的二次壓縮制冷劑之間的壓力差或因轉(zhuǎn)子11的重量而受到不希望有的向下偏壓力的作用。還可防止轉(zhuǎn)軸111不好地被偏壓到一側(cè)，或防止在馬達(dá)10運(yùn)轉(zhuǎn)的初始階段受不到希望有的振動(dòng)。
因?yàn)橛袕较驓怏w軸承22和止推氣體軸承23，所以本發(fā)明的兩級(jí)離心壓縮機(jī)在圍繞馬達(dá)10轉(zhuǎn)軸111的部分沒有機(jī)械問題，因而可以提高壓縮機(jī)的操作可靠性。另外，本發(fā)明的壓縮機(jī)可以平穩(wěn)地操作，對(duì)于各種操作模式，從約3500r/min的低速操作模式到約60000r/min的超高速模式不會(huì)發(fā)生麻煩。
當(dāng)轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)軸111以這種超高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，馬達(dá)10不可避免地發(fā)熱。但是，在本發(fā)明的壓縮機(jī)中，將初步壓縮的氣態(tài)致冷劑從形成于外殼13下部的第一壓縮室31經(jīng)弧形流體開孔213和內(nèi)部流體通道14引入到外殼13的內(nèi)部。在外殼13中，該氣態(tài)制冷劑在通過定子12和轉(zhuǎn)子11的轉(zhuǎn)子心112之間間隙以及通過外部流體通道123的同時(shí)令人滿意地吸收定子12的線圈121發(fā)生的熱量，并冷卻該定子12，該外部流體通道123形成在覆蓋定子12的固定外套122的外表面上。
在外殼13內(nèi)部的氣態(tài)制冷劑也抽吸到上、下軸承座21a、21b的徑向氣體軸承22內(nèi)，并部分地從轉(zhuǎn)軸11軸環(huán)113的上、下表面抽吸到上、下氣體軸承23c和23d的徑向槽232和扇形凹部233內(nèi)。因此氣態(tài)制冷劑可令人滿意地吸收上、下軸承部分的熱量以及吸收止推氣體軸承23的熱量，使它們得到有效的冷卻。
如上所述，第一壓縮室31內(nèi)的初步壓縮氣態(tài)制冷劑經(jīng)下部軸承座21b的弧形流體開孔213和外殼13的內(nèi)部流體通道14引入到外殼13內(nèi)，因而不僅冷卻馬達(dá)10，而且在流過這些部件的同時(shí)還冷卻上、下軸承部分。所以可以防止馬達(dá)10過熱，并在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間可使馬達(dá)總是處于最佳操作狀態(tài)。
當(dāng)如上所述地操作馬達(dá)10時(shí)，安裝在轉(zhuǎn)軸111上、下端部的兩個(gè)葉輪35也隨轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)動(dòng)而高速轉(zhuǎn)動(dòng)。因此氣態(tài)制冷劑利用下部葉輪35的抽吸力通過外殼33的制冷劑吸入口331被吸入下部壓縮部分的外殼33，并經(jīng)下部葉輪35和下部擴(kuò)散器27進(jìn)入第一壓縮室31。該氣態(tài)制冷劑在第一壓縮室31內(nèi)受到初步壓縮。
該初步壓縮的氣態(tài)制冷劑從壓縮室31經(jīng)下部軸承座21b的弧形流體開孔213和外殼13的內(nèi)部流體通道14排入外殼13內(nèi)。在外殼13內(nèi)，初步壓縮的氣態(tài)致冷劑除流過馬達(dá)10外還流過上、下軸承部分，然后再流入第二壓縮部分的上部壓縮部分外殼34內(nèi)。在這種情況下，初步壓縮的氣態(tài)致冷劑穿過外殼13的內(nèi)部流體通道14、上部軸承座21a的弧形流體開孔213以及內(nèi)蓋36的流體通道362，然后流到上部壓縮部分的外殼34內(nèi)。
在第二壓縮部分，氣態(tài)制冷劑在穿過壓縮部分外殼34、擴(kuò)散器27的入口部分和葉輪35之后流入內(nèi)蓋36的第二壓縮室32內(nèi)。在第二壓縮室32內(nèi)，利用上部葉輪35的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的抽吸力可使初步壓縮的氣態(tài)致冷劑受到第二次壓縮。隨后，第二次壓縮的氣態(tài)制冷劑從壓縮室32經(jīng)上部壓縮部分外殼34的致冷劑排出口341排入制冷循環(huán)的冷凝器(未示出)。
如上所述，本發(fā)明提供一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)。本發(fā)明的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)成在第一壓縮室或形成在壓縮機(jī)下端部的第一壓縮部分內(nèi)初步壓縮氣態(tài)制冷劑。該壓縮機(jī)還使該初步壓縮的制冷劑流通外殼的內(nèi)部空間，使其進(jìn)入形成在外殼上端部的第二壓縮室。在該第二壓縮室內(nèi)，該初步壓縮的制冷劑受到第二次壓縮，然后排入制冷循環(huán)的冷凝器。因此本發(fā)明的兩級(jí)離心壓縮機(jī)具有簡化的制冷劑通道結(jié)構(gòu)，可以采用現(xiàn)有致冷循環(huán)有效地冷卻其馬達(dá)以及上、下軸承部分，該離心機(jī)不具有另外的外部冷卻裝置，不同于常規(guī)兩級(jí)離心壓縮機(jī)。因此，此種壓縮機(jī)降低了電力損耗，提高了制冷系統(tǒng)的操作性能和操作效率。
本發(fā)明特別適用于制冷系統(tǒng)的制冷劑壓縮機(jī)，最好用于電冰箱或空調(diào)機(jī)。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1．一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)，包括第一和第二壓縮部分，這些壓縮部分分別具有葉輪，配置在外殼的上、下端部；電馬達(dá)，配置在外殼的中央內(nèi)部；馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸，由徑向氣體軸承和止推氣體軸承支承；電馬達(dá)的定子固定在固定外套上，該外套配置在外殼的內(nèi)表面上；其特征在于，許多內(nèi)部流體通道分別形成在上述外殼的上、下端部分；許多開孔形成在位于上述外殼上、下端部的軸承座上，該開孔對(duì)應(yīng)于上述外殼的上述內(nèi)部流體通道，以使上述壓縮部分與上述外殼的內(nèi)部連通；許多流體通道形成在上述固定外套的外表面上，使得第一壓縮部分的初步壓縮氣態(tài)制冷劑可以經(jīng)上述外殼的內(nèi)部流到第二壓縮部分，同時(shí)冷卻上述電馬達(dá)。
2．如權(quán)利要求1所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述第二壓縮部分具有第二壓縮室，該壓縮室位于壓縮部分外殼內(nèi)，接收擴(kuò)散器的入口部分并包圍其外部，具有制冷劑排出口，該第二壓縮部分還具有帶流體通道的內(nèi)蓋，該流體通道與上、下軸承座的流體開孔連通。
3．如權(quán)利要求2所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述內(nèi)蓋隨同壓縮部分外殼用許多緊固螺栓固定于上述外殼的上端部，這樣便在上述內(nèi)蓋的頂端面和上述壓縮部分外殼的內(nèi)表面之間形成一個(gè)空間。
4．如權(quán)利要求1或2所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，泄放管連接于上述第二壓縮部分的壓縮部分外殼，該泄放管與致冷循環(huán)的氣液分離器連通。
權(quán)利要求
1．一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)，包括配置在外殼13內(nèi)中央部分的電馬達(dá)10以及第一和第二壓縮部分，上述馬達(dá)10由固定外套122和轉(zhuǎn)子11構(gòu)成，前者包括繞有線圈121的定子12，后者具有形成在轉(zhuǎn)軸111上的其位置對(duì)著定子12的轉(zhuǎn)子心112，該轉(zhuǎn)軸由徑向氣體軸承22和止推氣體軸承23可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，這些氣體軸承22和23配置在上述轉(zhuǎn)軸111的上、下端部，上述第一和第二壓縮部分形成在上述馬達(dá)外殼的上、下端部，分別具有葉輪，該壓縮機(jī)還包括許多內(nèi)部流體通道14，這些通道分別規(guī)則地形成在上述外殼13上、下端部分的內(nèi)表面上，使得上述第一和第二壓縮部分通過上述外殼13的內(nèi)部空間彼此連通；上部、下部軸承座21a、21b，這些軸承座固定安裝在外殼13的上、下端部，許多致冷劑流體開孔213規(guī)則地形成在上、下軸承座21a、21b上，與第一和第二壓縮部分的壓縮室31和32二者連通，這些流體開孔對(duì)應(yīng)于外殼13的上述內(nèi)部流體通道14。
2．如權(quán)利要求1所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述第二壓縮部分具有位于壓縮部分外殼34內(nèi)的第二壓縮室32，該壓縮室接收擴(kuò)散器27的入口部分并包圍其外部分，具有制冷劑排出口361，該第二壓縮部分還具有帶流體通道362的內(nèi)蓋36，該流體通道與上、下軸承座21a和21b的流體開孔213相通。
3．如權(quán)利要求2所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，上述內(nèi)蓋36隨同壓縮部分外殼34一起用許多鎖定螺栓25c固定在上述外殼13的上端部，這樣便在內(nèi)蓋的頂端表面和上述壓縮部分外殼34的內(nèi)表面之間形成一個(gè)空間。
4．如權(quán)利要求1或2所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，泄放管342連接于上述第二壓縮部分的壓縮部分外殼34，該泄放管342與致冷循環(huán)的氣液分離器連通。
5．如權(quán)利要求1所述的兩級(jí)離心壓縮機(jī)，其特征在于，許多內(nèi)部流體通道形成在上述定子12固定外套122的外表面上，使得上述第一壓縮部分的壓縮部分外殼33內(nèi)的初步壓縮的氣態(tài)致冷劑可以平穩(wěn)地流過上述外殼13的內(nèi)部，同時(shí)冷卻馬達(dá)10。
全文摘要
本發(fā)明提供一種兩級(jí)離心壓縮機(jī)。本發(fā)明的壓縮機(jī)具有簡化的制冷劑通道結(jié)構(gòu),可以用現(xiàn)有的致冷循環(huán)有效冷卻其馬達(dá)以及軸承部分,不用另外的外部冷卻單元。因此此種壓縮機(jī)降低了電力消耗,提高了制冷系統(tǒng)的操作性能和操作效率。在本發(fā)明的兩級(jí)離心壓縮機(jī)中、在外殼(13)上、下端部分的內(nèi)表面上規(guī)則地形成許多內(nèi)部流體通道(14),使得第一和第二壓縮部分可以通過外殼(13)的內(nèi)部空間彼此連通。在外殼(13)的上、下端部固定安裝上、下軸承座(21a和21b),而在該軸承軸座(21a,21b)上規(guī)則地形成許多流體開孔(213),這些流體開孔對(duì)應(yīng)于外殼(13)的內(nèi)部流體通道14，而與第一和第二壓縮部分的壓縮室(31,32)連通。第二壓縮部分具有第二壓縮室(32),該壓縮室(32)位于壓縮部分外殼(34)內(nèi),接收擴(kuò)散器(27)的入口部分并包圍其外部、具有致冷劑排出口(361),該第二壓縮部分還具有帶流體通道362的內(nèi)蓋(36),該流體通道(362)與上、下軸承座(21a、21b)的流體開孔(213)連通。
文檔編號(hào)F25B31/00GK1296551SQ00800341
公開日2001年5月23日 申請(qǐng)日期2000年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月15日
發(fā)明者徐云鐘 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三進(jìn)