專利名稱：渦輪壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪壓縮機(jī)，具體的說，涉及一種經(jīng)過改進(jìn)的渦輪壓縮機(jī)，它能夠把壓縮機(jī)的尺寸減小到最小，提高壓縮機(jī)的效率，并且借助于提供一種經(jīng)過改進(jìn)的，能夠減小壓縮室與動(dòng)力室之間的壓力差的致冷劑氣體流道，使得致冷劑氣體的泄漏減少到最少。
通常，壓縮機(jī)是一種把氣體，諸如空氣、致冷劑氣體等，用葉輪或轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或者活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行壓縮的設(shè)備。
以上所述的壓縮機(jī)由一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)葉輪、轉(zhuǎn)子或活塞的產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的組件，以及一個(gè)借助于從產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的組件傳遞過來的驅(qū)動(dòng)力抽吸和壓縮氣體的壓縮機(jī)構(gòu)所組成。
以上所述的壓縮機(jī)可根據(jù)上述產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的組件和壓縮機(jī)構(gòu)的安裝位置，分為氣密密封式壓縮機(jī)和分離式壓縮機(jī)兩種。氣密密封式壓縮機(jī)由一個(gè)氣密密封的容器組成，上述產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的組件和壓縮機(jī)構(gòu)都安裝在里面。在分離式壓縮機(jī)中，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的組件安裝在上述氣密密封容器的外面，再把它所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力傳遞給安裝在容器里面的壓縮機(jī)構(gòu)。
此外，現(xiàn)有的氣密密封式壓縮機(jī)根據(jù)它對氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)構(gòu)，又可分為旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(稱作旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī))，往復(fù)式壓縮機(jī)，渦輪式壓縮機(jī)等等。在以上所述的各種壓縮機(jī)中，都有一個(gè)容器狀的機(jī)構(gòu)，以便用減小氣體的體積的方式對氣體進(jìn)行壓縮。
在上述容器式壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中，在內(nèi)部具有氣缸空間的氣缸內(nèi)安裝了一根偏心軸，當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，減小上述氣缸空間的容積，結(jié)果，在此空間內(nèi)的氣體便受到壓縮。在往復(fù)式壓縮機(jī)中，一個(gè)活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在減小氣缸內(nèi)部空間的容積時(shí)，壓縮在該空間內(nèi)的氣體。在渦旋式壓縮機(jī)中，上、下渦旋盤各有一個(gè)漸開線曲線的渦卷，互相嚙合并旋轉(zhuǎn)，借助于減小壓縮機(jī)內(nèi)部空間的體積對氣體進(jìn)行壓縮。
但是，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和往復(fù)式壓縮機(jī)雖然不昂貴，但是在壓縮氣體時(shí)會產(chǎn)生很大的振動(dòng)噪音，而且壓縮的效率較低。
此外，渦旋式壓縮機(jī)的振動(dòng)噪音小，而且因?yàn)閷怏w進(jìn)行連續(xù)壓縮，所以壓縮效率也高，但是零件的數(shù)量多，因而制造的成本高。
還有，現(xiàn)有的渦輪式壓縮機(jī)使用高壓致冷劑氣體，它的尺寸龐大，而且很重。如果把這種類型的壓縮機(jī)用于家用電器，就會增大家用電器的尺寸和重量，這個(gè)問題是很難解決。
為了克服上述缺點(diǎn)，研制了一種渦輪壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)的基本原理是利用離心力來產(chǎn)生一個(gè)壓力差。在這種渦輪壓縮機(jī)中，葉輪由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，把諸如空氣或致冷劑氣體之類的氣體吸進(jìn)去，然后利用葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的離心力壓縮氣體。


圖1是說明一臺兩級壓縮式渦輪壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)的斷面圖，這種壓縮機(jī)在韓國工業(yè)產(chǎn)權(quán)局申請了專利，申請?zhí)枮?7/64567。如圖1所示，在這種現(xiàn)有的渦輪壓縮機(jī)中，一個(gè)第一壓縮室111與一個(gè)儲存器A連通，而一個(gè)與冷凝器(圖中未示出)連通的第二壓縮室112則安裝在氣密密封的容器110內(nèi)部的兩側(cè)。
在密封的容器110內(nèi)的中央部分有一個(gè)安裝了無刷直流電動(dòng)機(jī)120的電動(dòng)機(jī)室113。
第一和第二壓縮室111、112，以及電動(dòng)機(jī)室112的內(nèi)部，都和在電動(dòng)機(jī)室113的外圓周表面上形成的氣體流道114連通。
此外，連接在電動(dòng)機(jī)120上的驅(qū)動(dòng)軸130的兩端，各自處在第一和第二壓縮室111和112中，而第一和第二葉輪140和150則連接在該驅(qū)動(dòng)軸130的兩端，以便壓縮因葉輪旋轉(zhuǎn)而被抽吸進(jìn)來的氣體。
在電動(dòng)機(jī)120的兩側(cè)各設(shè)置了一個(gè)徑向軸承160，用于沿徑向支承上述驅(qū)動(dòng)軸130，而在驅(qū)動(dòng)軸130兩端的外圓周表面上各設(shè)置了一個(gè)推力軸承170，用于在上述徑向軸承160的兩側(cè)沿軸向支承上述驅(qū)動(dòng)軸130。
在第一和第二壓縮室中，分別設(shè)置了第一和第二葉輪140和150，以便通過使吸進(jìn)來的致冷劑氣體加速而增加它的動(dòng)能，并且在第一和第二壓縮室中還形成了第一和第二擴(kuò)散器111a、112a，以及第一和第二渦旋部分111b、112b，以便把動(dòng)能轉(zhuǎn)換成恒定的壓力。
同時(shí)，安裝在現(xiàn)有壓縮機(jī)中的第一和第二葉輪140和150的外徑都小于排出氣體的通道的內(nèi)徑。即，上述第一和第二葉輪140和150呈(背對背的)錐形。
此外，在電動(dòng)機(jī)室113上還設(shè)置了一個(gè)進(jìn)口通孔113a和一個(gè)出口通孔113b，進(jìn)口通孔用于把一部分氣體從氣體流道114通過第一壓縮室111導(dǎo)入電動(dòng)機(jī)室113內(nèi)，以便冷卻電動(dòng)機(jī)，而出口通孔則用于把通過上述進(jìn)口通孔113a流入電動(dòng)機(jī)室113，并且冷卻了電動(dòng)機(jī)室113的氣流，通過氣體流道114導(dǎo)入第二壓縮室112。
在附圖中，標(biāo)號110a代表致冷劑氣體的吸氣口，而標(biāo)號110b代表致冷劑氣體的排氣口。
下面，說明現(xiàn)有的渦輪壓縮機(jī)的工作過程。
當(dāng)電力供入電動(dòng)機(jī)120時(shí)，便感應(yīng)出磁力。驅(qū)動(dòng)軸130由所產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)，以高速旋轉(zhuǎn)，于是，固定在驅(qū)動(dòng)軸130兩端的第一和第二葉輪140和150也旋轉(zhuǎn)。
接著，致冷劑氣體被葉輪140和150所形成的離心力吸入壓縮室內(nèi)，然后通過擴(kuò)散器111a和111b流入渦旋部分111b和112b。在這個(gè)過程中，致冷劑氣體受到壓縮，增大了壓頭，然后通過排氣口110b排入冷凝器中(圖中未示出)。
致冷劑氣體是由于第一葉輪140的旋轉(zhuǎn)從儲存器A吸入第一壓縮室111的，并由該第一葉輪140使它加速。
加速后的致冷劑氣體流過第一擴(kuò)散器111a，流入第一渦旋部分111b內(nèi)，從而實(shí)行了第一次壓縮，然后，經(jīng)過第一次壓縮的氣體再通過氣體流道114吸入第二壓縮室112內(nèi)。
接著，被吸入第二壓縮室112內(nèi)的經(jīng)過第一次壓縮的氣體由第二葉輪150進(jìn)行加速，經(jīng)過第一次壓縮的氣體在再次加速之后，流過第二擴(kuò)散器，流入第二渦旋部分112b，進(jìn)行第二次壓縮，然后排入排氣口110b。
同時(shí)，在第一葉輪140和第二葉輪150的內(nèi)部有一個(gè)密封件(迷宮式密封件)141用于防止致冷劑氣體漏入電動(dòng)機(jī)室。
在現(xiàn)有的渦輪壓縮機(jī)中，經(jīng)過第一次壓縮的一部分致冷劑氣體，流過氣體流道114，通過電動(dòng)機(jī)室113的壁上形成的進(jìn)口通孔113a，流入電動(dòng)機(jī)室113內(nèi)部，然后，流入的氣體冷卻裝有電動(dòng)機(jī)120的電動(dòng)機(jī)室113內(nèi)的各種構(gòu)件，然后，再通過出口通孔113b流入氣體流道114，被吸入第二壓縮室112內(nèi)。由于驅(qū)動(dòng)軸130是在有載的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的，所以它可能作徑向或軸向移動(dòng)。但，上述軸承170防止了這種徑向和軸向移動(dòng)。
在具有這種結(jié)構(gòu)的渦輪式壓縮機(jī)中，由于進(jìn)口通孔和出口通孔與第一和第二壓縮室之間的氣體流道相通，所以是用經(jīng)過第一次壓縮的高溫壓縮氣體來冷卻電動(dòng)機(jī)的，電動(dòng)機(jī)的冷卻效果較差。
此外，由于要附加安裝一個(gè)儲存器，用于產(chǎn)生供應(yīng)到第一壓縮室去的致冷劑氣體，所以裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化了。
由于第一和第二葉輪呈背對背的錐形，當(dāng)經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體排出時(shí)，需要密封件來防止經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體從電動(dòng)機(jī)室中泄漏出來。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種渦輪式壓縮機(jī)，它克服了在現(xiàn)有技術(shù)中所遇到的上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種渦輪式壓縮機(jī)，它通過減少經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體的泄漏到最低程度，提高了壓縮機(jī)的性能。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種渦輪式壓縮機(jī)，在這種壓縮機(jī)中，用從蒸發(fā)器流出來的致冷劑氣體直接冷卻電動(dòng)機(jī)，并且完全蒸發(fā)掉，從而提高了冷卻效果，并且在本發(fā)明中不需要儲存器和其他裝置來冷卻電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種渦輪式壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)能夠減小壓縮機(jī)的尺寸，減少零件的數(shù)量，提高壓縮效率。
為了達(dá)到上述目的，提供了一種按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的渦輪壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)包括下列各種部件一個(gè)氣密密封的容器，該容器有一個(gè)第二壓縮室，在第二壓縮室的兩側(cè)形成了一個(gè)第一壓縮室和一個(gè)排氣口，在容器內(nèi)的中央部分有一個(gè)電動(dòng)機(jī)室，在電動(dòng)機(jī)室的下方有一個(gè)致冷劑氣體吸入口，該吸入口與一個(gè)蒸發(fā)器和上述電動(dòng)機(jī)室相通，一條第一氣體流道與上述電動(dòng)機(jī)室和第一壓縮室的內(nèi)部連通，一條第二氣體流道與第一壓縮室和第二壓縮室連通；一根連接在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的驅(qū)動(dòng)軸，它的一端插入上述第一壓縮室內(nèi)，它的另一端插入第二壓縮室內(nèi)；一個(gè)設(shè)置在第一壓縮室內(nèi)的第一葉輪，它與上述驅(qū)動(dòng)軸的一端連接，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，對流過第一氣體流道的氣體進(jìn)行第一次壓縮，并將氣體通過第二氣體流道排入第二壓縮室，第一葉輪的流入氣體的內(nèi)徑小于它的流出氣體的外徑；以及一個(gè)設(shè)置在第二壓縮室內(nèi)的第二葉輪，它與上述驅(qū)動(dòng)軸的另一端連接，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，對流入第二壓縮室的經(jīng)過第一次壓縮的氣體進(jìn)行第二次壓縮，并將氣體排出一個(gè)排氣口。
為了達(dá)到上述目的，提供了一種按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的渦輪壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)包括下列各種部件一個(gè)氣密密封的殼體；在上述殼體中心部分的電動(dòng)機(jī)室；一臺安裝在上述電動(dòng)機(jī)室內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一根與上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)連接的驅(qū)動(dòng)軸，它的一端插入一個(gè)第一壓縮室，它的另一端插入一個(gè)第二壓縮室，而這兩個(gè)壓縮室分布在上述殼體的兩側(cè)；第一和第二葉輪以面對面的方式分別設(shè)置在第一和第二壓縮室內(nèi)，并且連接在上述驅(qū)動(dòng)軸的兩端，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；以及一條氣體流道，致冷劑氣體通過這條流道吸入后，在第一壓縮室內(nèi)進(jìn)行第一次壓縮，然后排入第二壓縮室。
上述第一和第二葉輪以面對面的方式形成。
通過下面對本發(fā)明的進(jìn)一步描述，將使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、目的和特點(diǎn)更加清楚。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中；
圖1是說明現(xiàn)有的渦輪壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖2是說明按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖3A是說明按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)的壓縮室的分解斷面圖；圖3B是沿圖3A中的A-A線的側(cè)視圖；圖3C是沿圖3A中的B-B線的側(cè)視圖。
如圖2所示，在本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)中，在密封容器10的內(nèi)部形成了一個(gè)電動(dòng)機(jī)室5，該電動(dòng)機(jī)室有一個(gè)內(nèi)部空間，一臺驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20安裝在該內(nèi)部空間中。
在電動(dòng)機(jī)室5的下方有一個(gè)致冷劑氣體吸入口4。在電動(dòng)機(jī)室5的上方有一個(gè)致冷劑氣體的排出孔8。并且，致冷劑氣體的吸入口4與形成冷凍/空氣調(diào)節(jié)循環(huán)的蒸發(fā)器(圖中未示出)相連，而一個(gè)致冷劑氣體的排氣口2時(shí)一個(gè)冷凝器(圖中未示出)相連。
在上述氣密密封容器10的兩端分別形成了一個(gè)第一壓縮室1和一個(gè)帶有致冷劑氣體的排氣口2的第二壓縮室3。
此外，在上述電動(dòng)機(jī)室5的一側(cè)有一條第一氣體流道6，該流道把電動(dòng)機(jī)室5與第一壓縮室1連通，在電動(dòng)機(jī)室5的上方有一條第二氣體流道7，該流道把第一壓縮室1與第二壓縮室3連通，并且，在第二壓縮室3的另一側(cè)有一個(gè)致冷劑氣體的排氣口2。
一根驅(qū)動(dòng)軸30連接在上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20上，用于傳遞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的驅(qū)動(dòng)力。該驅(qū)動(dòng)軸30的一端插入第一壓縮室1內(nèi)，而驅(qū)動(dòng)軸30的另一端插入第二壓縮室3內(nèi)。
一個(gè)第一葉輪40連接在第一壓縮室1中的驅(qū)動(dòng)軸30的一端，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，以便對把電動(dòng)機(jī)室5進(jìn)行了冷卻之后，通過致冷劑氣體吸入口4和第一氣體流道6流進(jìn)來的致冷劑氣體進(jìn)行第一次壓縮，然后再把經(jīng)過第一次壓縮的致冷劑氣體通過第二氣體流道7排入第二壓縮室3。
一個(gè)第二葉輪50連接在第二壓縮室3中的驅(qū)動(dòng)軸30的另一端，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，以便對經(jīng)過第一次壓縮后流入第二壓縮室3內(nèi)的氣體進(jìn)行第二次壓縮，然后將其排出到致冷劑氣體的排氣口2去。
下面，針對第一和第二壓縮室1和2詳細(xì)說明按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。
如圖2到圖3C所示，第一壓縮室1包括一段與第一氣體流道6連通的導(dǎo)引器1a，用于讓吸入的氣體流入；一個(gè)有上述第一葉輪40插入其中并且與導(dǎo)引器1a連通的的第一葉輪室1b，用于增大氣體的動(dòng)能，以及把第一葉輪室1b與第二氣體流道7連通的一個(gè)葉片擴(kuò)散器1c和一個(gè)渦旋部分1d，以便把氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ膲毫?，并將氣體引入第二氣體流道7。
更具體的說，如圖3A所示，第一葉輪室1b做成具有預(yù)定容積的錐形，它的流入氣體的內(nèi)徑小于排出經(jīng)過壓縮的氣體的外徑。上述在第一葉輪室1b中旋轉(zhuǎn)的第一葉輪40也做成錐形，它的外徑大于它的內(nèi)徑，以便與第一葉輪室1b的形狀相配合。第一葉輪40的小直徑部分與上述驅(qū)動(dòng)軸30連接。
上述葉片擴(kuò)散器1c的一端與第一葉輪室1b的大直徑部分連通，而它的寬度則比第一氣體流道6的直徑和第一葉輪室1b的寬度小。
上述渦旋部分1d做成圓形，與葉片擴(kuò)散器1c的另一端相通，而它的直徑做成向著氣體排出的方向逐漸增大。
第二壓縮室3包括一段與第二氣體流道7連通的導(dǎo)引器3a，用于讓經(jīng)過第一次壓縮的氣體流入；一個(gè)有上述第二葉輪50插入其中，并且與導(dǎo)引器3a連通的的第二葉輪室3b，用于增加氣體的動(dòng)能，以及把第二葉輪室3b與致冷劑氣體排出口2連通的一個(gè)葉片擴(kuò)散器3c，用于把氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成預(yù)定的氣體狀態(tài)，并把氣體排出到致冷劑氣體排出口2。
上述第二葉輪室3b的讓氣體流入的內(nèi)徑小于讓氣體排出的外徑，而在該第二葉輪室3b中旋轉(zhuǎn)的第二葉輪50則做成錐形，該錐形的內(nèi)徑小于其外徑，以便與第二葉輪室3b的形狀相配合，并且它的小直徑部分與驅(qū)動(dòng)軸30的端部連接。
葉片擴(kuò)散器3c的一端與第二葉輪室3b的大直徑端部連通，而它的寬度小于第二葉輪室3b的寬度。
上述渦旋部分3d做成圓形，與葉片擴(kuò)散器3c的另一端相通，而它的直徑做成向著氣體排出的方向逐漸增大，并且它的端部與致冷劑氣體的排出口2相通。
上述電動(dòng)機(jī)室5做成具有預(yù)定直徑和長度的圓筒形，在電動(dòng)機(jī)室5的兩側(cè)面上各有一個(gè)能讓驅(qū)動(dòng)軸30的兩端插入的插軸孔9，這兩個(gè)插軸孔9分別與第一葉輪室1b和第二葉輪室3b相通。
上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20是軸向型的無刷直流電動(dòng)機(jī)，其中的定子21和轉(zhuǎn)子22做成圓板狀。
詳細(xì)的說，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20有一個(gè)由許多塊做成輪胎結(jié)構(gòu)的固定在驅(qū)動(dòng)軸30上的圓板做成的轉(zhuǎn)子22，和一個(gè)用許多以與轉(zhuǎn)子2的圓板交錯(cuò)嚙合的固定在電動(dòng)機(jī)室5上的圓板做成的定子21。
一個(gè)軸向支承組件60與驅(qū)動(dòng)軸30的一端連接，用于在軸向支承驅(qū)動(dòng)軸30。
上述軸向支承組件60包括一塊固定在氣密密封的容器10內(nèi)側(cè)，用于支承重量的一塊固定板61，以及一塊內(nèi)側(cè)支承板62和一塊以滑動(dòng)接觸的方式與上述固定板61的兩側(cè)表面接觸的，連接在驅(qū)動(dòng)軸30上的外側(cè)支承板63。
按照本發(fā)明的上述軸向支承組件60位于第二壓縮室3這一側(cè)，并且與驅(qū)動(dòng)軸30連接。
隔開的支承組件70與驅(qū)動(dòng)軸30接觸，以便沿徑向支承該驅(qū)動(dòng)軸30。
徑向支承組件70包括一個(gè)軸套71，該軸套套在驅(qū)動(dòng)軸30上并與它的外圓周表面支承接觸，一個(gè)軸承座72，該軸承座的內(nèi)徑與軸套71的外徑有預(yù)定的公差，以及一個(gè)支承構(gòu)件73，該支承構(gòu)件固定在氣密密封容器10的內(nèi)側(cè)，并且支承著上述軸承座72。
軸套71的外圓周表面和軸承座72的內(nèi)圓周表面都經(jīng)過精細(xì)的加工，并且在軸套71的外圓周表面和軸承座72的內(nèi)圓周表面之間有預(yù)定的公差，因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸30高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，便由致冷劑氣體形成了氣體軸承。
此外，支承著軸承座72的支承構(gòu)件73是用一種特定的撓性材料制成的，以便當(dāng)插入軸套71中的驅(qū)動(dòng)軸30轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸收它所產(chǎn)生的振動(dòng)。
在本發(fā)明中，上述徑向支承組件70支承在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的兩側(cè)。
下面，說明按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)的工作過程和效果。
在按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)中，當(dāng)電流通入驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)便起動(dòng)，它的驅(qū)動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)軸30，使它旋轉(zhuǎn)。
接著，驅(qū)動(dòng)軸30便帶動(dòng)連接在它兩端的第一葉輪40和第二葉輪50轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，還產(chǎn)生熱量。因此，電動(dòng)機(jī)室5的內(nèi)部將處在高溫狀態(tài)。這時(shí)，由于第一葉輪40和第二葉輪50的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的力，使低溫低壓的致冷劑氣體直接從蒸發(fā)器通過致冷劑氣體吸入口4流入電動(dòng)機(jī)室5中，并冷卻驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20，從而使得電動(dòng)機(jī)室5完全冷卻。
在按照本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)中，低溫低壓的致冷劑氣體是直接從蒸發(fā)器流入電動(dòng)機(jī)室5中來冷卻驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20的，所以冷卻的效果極好，并且不需要附加的冷卻裝置，因?yàn)閺恼舭l(fā)器吸入的致冷劑氣體直接冷卻了電動(dòng)機(jī)。
當(dāng)致冷劑氣體以上述方式冷卻了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20之后，它便通過在電動(dòng)機(jī)室5的上部形成的致冷劑氣體出口孔8，流入第一氣體流道6。
流入第一氣體流道6的致冷劑氣體接著流入第一壓縮室1，以便在里面對它進(jìn)行第一次壓縮，然后，經(jīng)過第一次壓縮的致冷劑氣體通過第二氣體流道7流入第二壓縮室3中，進(jìn)行第二次壓縮，然后，高壓的致冷劑氣體通過致冷劑氣體排出口2排出去。
然后，排出的高壓致冷劑氣體流入冷凝室。
下面，更詳細(xì)地說明在第二壓縮室3中對經(jīng)過第一次壓縮的致冷劑氣體進(jìn)行壓縮的步驟。流入第一氣體流道6中的致冷劑氣體通過導(dǎo)引器1a流入第一葉輪室1b，流入第一葉輪室1b的致冷劑氣體的能量由于第一葉輪40的旋轉(zhuǎn)而增加，并且它的常壓也稍有增高。當(dāng)致冷劑氣體流過葉片擴(kuò)散器1c和渦旋部分1d時(shí)，這些致冷劑氣體的動(dòng)能就都變成了常壓，于是壓力就增高了。
此外，在第二壓縮室3中對經(jīng)過第一次壓縮的致冷劑氣體進(jìn)行壓縮的步驟，與致冷劑氣體在第一壓縮室中的步驟相同。經(jīng)過了第一和第二次壓縮步驟的致冷劑氣體便成了高壓氣體。
即，致冷劑氣體在第一和第二壓縮室1和3中的壓縮程度，與第一和第二葉輪40和50旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)能成正比。而所產(chǎn)生的動(dòng)能則與第一和第二葉輪40和50旋轉(zhuǎn)時(shí)在它的邊緣部分的線速度成正比。
因此，為了保持致冷劑氣體均勻的壓縮狀態(tài)，如果第一和第二葉輪40和50的直徑很小，則兩個(gè)葉輪就必須以比大直徑的葉輪高得多的速度旋轉(zhuǎn)。
由于在第一和第二壓縮室1和3中的第一和第二葉輪1b和3b是做成面對面的，而且第一和第二葉輪1b和3b的后表面被氣密密封容器10密封住了，所以氣體流入第一壓縮室1的第一導(dǎo)引器1a的壓力與電動(dòng)機(jī)室5中的壓力相同。雖然在第二壓縮室3的第二導(dǎo)引器3a與電動(dòng)機(jī)室5之間存在著壓力差，但是由于它們都被軸向支承組件60密封住了，所以不用迷宮式密封件也能夠把經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體的泄漏減少到最小的程度。
因此，在按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)中，由于采用從蒸發(fā)器流來的低溫低壓的致冷劑氣體直接冷卻電動(dòng)機(jī)，并且流入壓縮機(jī)內(nèi)部的致冷劑氣體是處在蒸發(fā)了潛熱的完全氣體狀態(tài)，所以本發(fā)明就不需要為了引進(jìn)完全氣體狀態(tài)的致冷劑氣體的儲存器了。
此外，在驅(qū)動(dòng)軸30的兩端分別裝有第一和第二葉輪40和50，而這兩個(gè)葉輪分別在第一壓縮室和第二壓縮室1和3中對致冷劑氣體進(jìn)行壓縮時(shí)，是存在著壓力差的，所以驅(qū)動(dòng)軸30要承受沿軸線的一個(gè)方向或兩個(gè)方向的軸向載荷。但是，由于這個(gè)軸向載荷有連接在驅(qū)動(dòng)軸30端部的軸向支承組件60來承受，所以驅(qū)動(dòng)軸30能夠穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)。
即，軸向支承組件60的固定板61的兩個(gè)側(cè)表面都做成支承表面，并且與固定在驅(qū)動(dòng)軸30上的內(nèi)側(cè)支承板62和外側(cè)支承板63相接觸，因此，驅(qū)動(dòng)軸30能夠穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)而不受到軸向的彎矩。
由于驅(qū)動(dòng)軸30是用連接在驅(qū)動(dòng)軸30上的徑向支承組件70沿徑向支承著的，所以驅(qū)動(dòng)軸30能夠穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)而不受到徑向的彎矩。
徑向支承組件70的軸套71和軸承座72形成了氣體軸承，以便于驅(qū)動(dòng)軸30進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，所以驅(qū)動(dòng)軸在高速旋轉(zhuǎn)的過程中可能產(chǎn)生的振動(dòng)被上述支承構(gòu)件73有效地吸收了，從而使驅(qū)動(dòng)軸30能夠穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)。
作為驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸30用的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20，可以使用能夠高速旋轉(zhuǎn)的徑向無刷電動(dòng)機(jī)。
這種在本發(fā)明中應(yīng)用的徑向無刷電動(dòng)機(jī)，由若干卷繞在用樹脂支承的定子21上的線圈，和許多固定在圓筒形轉(zhuǎn)子22上的磁鐵所組成。定子21和轉(zhuǎn)子22交錯(cuò)地布置。
因此，由于這種徑向無刷電動(dòng)機(jī)沒有堆疊起來的鐵芯，所以沒有鐵芯損耗，它的效率很高。此外，通過增加定子21和轉(zhuǎn)子22的圓形板的數(shù)量，就能夠很容易地提高驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的輸出。
由于定子21和轉(zhuǎn)子22是由交替地嚙合的板制成的，所以很容易形成為冷卻電動(dòng)機(jī)用的冷卻油流道。
如上所述，在按照本發(fā)明的渦輪壓縮機(jī)中，由于吸入壓縮機(jī)內(nèi)部的致冷劑氣體直接冷卻電動(dòng)機(jī)，并且已經(jīng)完全氣化，所以就不需要冷卻電動(dòng)機(jī)的儲存器和附加設(shè)備了，從而減少了構(gòu)件的數(shù)量，降低了制造成本。
此外，兩個(gè)相對的葉輪做成面對面的形狀，形成了致冷劑的流道，所以在兩端的葉輪之間的壓力差降低到最小的程度，從而最大限度地減少了經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體的泄漏，提高了壓縮機(jī)的性能。
由于把第一和第二葉輪都設(shè)計(jì)成直徑小而旋轉(zhuǎn)速度高，所以這種小直徑的葉輪也能把致冷劑氣體壓縮成高壓，然后把經(jīng)過壓縮的致冷劑氣體排出去。
在現(xiàn)有的氣密密封壓縮機(jī)中，所使用的高壓致冷劑氣體是以容積為基礎(chǔ)的。但是，在本發(fā)明中，氣體的流量很大，所以要使用低壓致冷劑氣體，結(jié)果，在氣密密封的容器10內(nèi)部的所有各個(gè)部分都保持在低壓狀態(tài)。因此，可以使用塑料來制造熱交換器和其他管道部分，從而降低了壓縮機(jī)的重量。
由于在本發(fā)明中用于壓縮致冷劑氣體的構(gòu)件的數(shù)量很少，所以大大地減少了壓縮機(jī)構(gòu)件的數(shù)量。
雖然以上只描述了本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，但是，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下，能對其作出各種改進(jìn)、增添和替代，這些都應(yīng)該包括在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種渦輪壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)包括下列各種部件一個(gè)氣密密封的殼體；在上述殼體中心部分的電動(dòng)機(jī)室；一臺安裝在上述電動(dòng)機(jī)室內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；一根與上述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)連接的驅(qū)動(dòng)軸，它的一端插入一個(gè)第一壓縮室，它的另一端插入一個(gè)第二壓縮室，而這兩個(gè)壓縮室分布在上述殼體的兩側(cè)；第一和第二葉輪分別設(shè)置在第一和第二壓縮室內(nèi)，并且連接在上述驅(qū)動(dòng)軸的兩端，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)；以及一條氣體流道，致冷劑氣體通過這條流道吸入后，在第一壓縮室內(nèi)進(jìn)行第一次壓縮，然后排入第二壓縮室；上述第一和第二葉輪布置成面對面的形式。
2．如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述第一壓縮室包括一個(gè)與上述第一氣體流道相通的導(dǎo)引器，用以導(dǎo)引吸入的氣體；一個(gè)與上述導(dǎo)引器相通的第一葉輪室，上述第一葉輪設(shè)置在該第一葉輪室中，該第一葉輪室增大吸入的氣體的動(dòng)能；一個(gè)把上述第一葉輪室與上述第二氣體流道連通的葉片擴(kuò)散器和渦旋部分，它把氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槌?，并且把氣體導(dǎo)引到第二氣體流道。
3．如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述第二壓縮室包括一個(gè)與上述第二氣體流道相通的導(dǎo)引器，用以導(dǎo)引經(jīng)過第一次壓縮的氣體；一個(gè)與上述導(dǎo)引器相通的第二葉輪室，上述第二葉輪設(shè)置在該第二葉輪室中，該第二葉輪室增大吸入的氣體的動(dòng)能；以及一個(gè)把上述第二葉輪室與上述致冷劑氣體排氣口連通的葉片擴(kuò)散器和渦旋部分，它把氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槌?，并且把氣體排入致冷劑氣體排氣口。
4．如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，它還包括一個(gè)聯(lián)結(jié)在上述驅(qū)動(dòng)軸上，軸向支承著上述驅(qū)動(dòng)軸的軸向支承裝置。
5．如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述軸向支承裝置包括一塊固定在氣密密封容器內(nèi)部的固定板，用于支承壓縮機(jī)的重量；分別與上述驅(qū)動(dòng)軸連接的一塊內(nèi)側(cè)支承板和一塊外側(cè)支承板，這兩塊支承板與上述固定板的兩個(gè)側(cè)表面滑動(dòng)接觸。
6．如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述軸向支承裝置設(shè)置在上述第二壓縮室的一側(cè)，并且與上述驅(qū)動(dòng)軸連接。
7．如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，在上述驅(qū)動(dòng)軸上隔開預(yù)定的間隔設(shè)有許多徑向支承裝置，用于沿徑向支承上述驅(qū)動(dòng)軸。
8．如權(quán)利要求7所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述徑向支承裝置包括一個(gè)軸套，它套在上述驅(qū)動(dòng)軸上，并且與該驅(qū)動(dòng)軸的外圓周表面支承接觸；一個(gè)軸承座，該軸承座的內(nèi)徑與上述軸套的外徑有預(yù)定的公差；一個(gè)固定在上述氣密密封容器內(nèi)部，并且支承著上述軸承座的支承構(gòu)件。
9．如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)，其特征在于，上述支承著軸承座的支承構(gòu)件是用撓性材料制成的，這種撓性材料在驅(qū)動(dòng)軸插入上述軸套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，能夠吸收這種振動(dòng)。
10．如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其特征在于，流入氣體的第一壓縮室中的壓力與上述電動(dòng)機(jī)室中的壓力相同，而在上述第二壓縮室與上述電動(dòng)機(jī)室之間的一部分由上述軸向支承裝置進(jìn)行氣密密封。
全文摘要
一種渦輪壓縮機(jī),這種壓縮機(jī)包括:氣密密封的殼體;電動(dòng)機(jī)室;安裝在電動(dòng)機(jī)室內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī);與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)連接的驅(qū)動(dòng)軸,其一端插入第一壓縮室,另一端插入第二壓縮室;第一和第二葉輪以面對面的方式設(shè)置在第一和第二壓縮室內(nèi),連接在驅(qū)動(dòng)軸的兩端,能夠轉(zhuǎn)動(dòng);一條氣體流道,致冷劑氣體通過這條流道吸入后,在第一壓縮室內(nèi)進(jìn)行第一次壓縮,然后排入第二壓縮室。這種壓縮機(jī)的尺寸小,零件數(shù)量少,而壓縮效率高。
文檔編號F04D17/12GK1222649SQ9812497
公開日1999年7月14日 申請日期1998年11月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月29日
發(fā)明者崔文暢, 金炯錫, 李尚昱 申請人:Lg電子株式會社