多级压缩机及冷冻循环装置

申请号 CN201480034587.6 申请日 2014-06-27 公开(公告)号 CN105339666B 公开(公告)日 2017-10-03
申请人 东芝开利株式会社; 发明人 平山卓也;
摘要 本 发明 提供一种多级 压缩机 及冷冻循环装置,所述多级压缩机无需使用 导管 便能够将由低级压缩要素压缩的中间压的气体冷媒供给到高级压缩要素,并且能够减小 工作 流体 被吸入到高级压缩要素时的吸入损失。多级压缩机包括:将低压的工作流体压缩成中间压的低级压缩要素,将中间压的工作流体压缩成高压的高级压缩要素,以及将这些低级、高级压缩要素之间隔开的隔板,隔板将分割为多个的分割板连结而形成,在隔板的内部形成着喷出由低级压缩要素压缩的中间压的工作流体的隔板内中间压空间,在与高级压缩要素相向的隔板的端面形成着使隔板内中间压空间内的工作流体吸入到高级压缩要素的吸入埠。
权利要求

1.一种多级压缩机,其为将电动机部及由连结于所述电动机部的旋转轴驱动的压缩机构部收容于密闭壳体内,所述压缩机构部包括:低级压缩要素,将低压的工作流体压缩成中间压;高级压缩要素,将由所述低级压缩要素压缩的中间压的所述工作流体压缩成高压;以及隔板,将所述低级压缩要素与所述高级压缩要素之间隔开,所述多级压缩机的特征在于:
所述隔板将在所述旋转轴的轴方向上分割为多个的分割板连结而形成,在所述隔板的内部形成引导由所述低级压缩要素压缩的中间压的所述工作流体的隔板内中间压空间,在与所述高级压缩要素相向的所述隔板的端面,形成着吸入埠,所述吸入埠使所述隔板内中间压空间内的所述工作流体吸入到所述高级压缩要素,
在所述压缩机构部的两侧设置着对旋转轴进行轴支撑轴承,在位于所述低级压缩要素侧的其中一个所述轴承形成着与所述隔板内中间压空间连通的轴承内中间压空间,在其中一个所述轴承设置着第一喷出装置,所述第一喷出阀装置使由所述低级压缩要素压缩的中间压的所述工作流体喷出到所述轴承内中间压空间内,
在所述隔板设置着第二喷出阀装置,所述第二喷出阀装置使由所述低级压缩要素压缩的中间压的所述工作流体喷出到所述隔板内中间压空间内,
当所述低级压缩要素中被压缩的所述工作流体成为规定的中间压时,所述第一喷出阀装置与所述第二喷出阀装置开阀,中间压的所述工作流体喷出到所述隔板内中间压空间内与所述轴承内中间压空间内。
2.根据权利要求1所述的多级压缩机,其特征在于设置着:
吸入管,将低压的所述工作流体引导至所述低级压缩要素;及
注射管,将中间压的所述工作流体引导至所述隔板内中间压空间;
所述吸入管与所述注射管从所述密闭壳体的外周面的法线方向连接到所述压缩机构部,且位于同一铅垂线上而连接。
3.一种冷冻循环装置,其特征在于包括:
根据权利要求1所述的多级压缩机;
冷凝器,连接于所述多级压缩机;
膨胀装置,连接于所述冷凝器;以及
蒸发器,连接于所述膨胀装置与所述多级压缩机之间。

说明书全文

多级压缩机及冷冻循环装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多级压缩机及冷冻循环装置。

背景技术

[0002] 以前,已知有如下的多级压缩机,且该多级压缩机例如记载于下述专利文献1中,该多级压缩机将低级压缩要素、高级压缩要素及隔开这些压缩要素的隔板收容于密闭壳体内,将作为工作流体的低压的气体冷媒供给到低级压缩要素而压缩成中间压,将已压缩成中间压的气体冷媒供给到高级压缩要素而压缩为高压的气体冷媒。
[0003] [现有技术文献]
[0004] [专利文献]
[0005] [专利文献1]日本专利4719432号公报

发明内容

[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 然而,在专利文献1中所记载的多级压缩机中,作为将由低级压缩要素压缩的中间压的气体冷媒供给到高级压缩要素的方法,是利用导管(pipe)将低级压缩要素的侧面侧与高级压缩要素的侧面侧加以连接,并将该导管配置于密闭壳体的外侧。
[0008] 因此,需要将密闭壳体与导管焊接,多级压缩机的制造耗费功夫并且制造成本上升。而且,为了使低压的气体冷媒供给到低级压缩要素的导管、与连接低级压缩要素与高级压缩要素的导管不会干涉,而存在两个导管的配管位置受到制约的问题。
[0009] 本发明的目的在于提供一种多级压缩机及包含该多级压缩机的冷冻循环装置,该多级压缩机无需使用导管便能够将由低级压缩要素压缩的中间压的气体冷媒供给到高级压缩要素,并且能够减小工作流体被吸入到高级压缩要素时的吸入损失。
[0010] 解决问题的技术手段
[0011] 本发明的多级压缩机,其为将电动机部及由连结于所述电动机部的旋转轴驱动的压缩机构部收容于密闭壳体内,所述压缩机构部包括:低级压缩要素,将低压的工作流体压缩成中间压;高级压缩要素,将由低级压缩要素压缩的中间压的工作流体压缩成高压;以及隔板,将这些低级压缩要素与高级压缩要素之间隔开;其中,隔板将在旋转轴的轴方向上分割为多个的分割板连结而形成,在隔板的内部形成引导由低级压缩要素压缩的中间压的工作流体的隔板内中间压空间,在与高级压缩要素相向的隔板的端面,形成着使隔板内中间压空间内的工作流体吸入到高级压缩要素的吸入埠。
[0012] 而且,本发明的冷冻循环装置包括:所述多级压缩机;冷凝器,连接于所述多级压缩机;膨胀装置,连接于所述冷凝器;以及蒸发器,连接于所述膨胀装置与所述多级压缩机之间。
[0013] 发明的效果
[0014] 根据本发明,能够获得多级压缩机及包含该多级压缩机的冷冻循环装置,所述多级压缩机无需使用导管便能够将由低级压缩要素压缩的中间压的气体冷媒供给到高级压缩要素,并且能够减小工作流体被吸入到高级压缩要素时的吸入损失。附图说明
[0015] 图1是第一实施方式中的由剖面表示的包含多级压缩机的冷冻循环装置的构成图。
[0016] 图2是第二实施方式中的由剖面表示的包含多级压缩机的冷冻循环装置的构成图。
[0017] 图3是第三实施方式中的由剖面表示的包含多级压缩机的冷冻循环装置的构成图。
[0018] 符号的说明
[0019] 1:冷冻循环装置
[0020] 2:压缩机本体
[0021] 3、第一储液器
[0022] 4、4A、4B:多级压缩机
[0023] 5:冷凝器
[0024] 6、42:膨胀装置
[0025] 7:蒸发器
[0026] 8:吸入管
[0027] 9:密闭壳体
[0028] 10:电动机部
[0029] 11:压缩机构部
[0030] 12:旋转轴
[0031] 13:旋转件
[0032] 14:固定件
[0033] 15:主轴承(轴承)
[0034] 16:副轴承(轴承)
[0035] 17:低级压缩要素
[0036] 18:高级压缩要素
[0037] 19:隔板
[0038] 19a、19b:分割板
[0039] 20a:第一气缸
[0040] 20b:第二气缸
[0041] 21a:第一气缸室
[0042] 21b:第二气缸室
[0043] 22a:第一偏心部
[0044] 22b:第二偏心部
[0045] 23a:第一辊
[0046] 23b:第二辊
[0047] 24:第二喷出装置
[0048] 28:第一喷出阀装置
[0049] 35:喷出阀装置
[0050] 25:消音器
[0051] 26:连通孔
[0052] 27:隔板内中间压空间
[0053] 29:吸入埠
[0054] 30:切口
[0055] 31:轴承内中间压空间
[0056] 32:外周壁
[0057] 33:封堵板
[0058] 34:贯通路
[0059] 41:第二储液器
[0060] 43:注射管

具体实施方式

[0061] (第一实施方式)
[0062] 基于图1对第一实施方式进行说明。图1所示的冷冻循环装置1包括:多级压缩机4,具有压缩机本体2与第一储液器(accumulator)3,且将作为工作流体的气体冷媒压缩;冷凝器5,连接于压缩机本体2,将从压缩机本体2喷出的高压的气体冷媒冷凝而形成液冷媒;膨胀装置6,连接于冷凝器5并对液冷媒进行减压;以及蒸发器7,连接于膨胀装置6与第一储液器3之间而使液冷媒蒸发。
[0063] 第一储液器3与压缩机本体2由将气体冷媒导入到后述低级压缩要素的吸入管8而连接。
[0064] 压缩机本体2具有形成为圆筒状的密闭壳体9,密闭壳体9内收容位于上部侧的电动机部10、及位于下部侧的压缩机构部11。
[0065] 这些电动机部10与压缩机构部11经由绕上下方向的中心线旋转的旋转轴12而连结。
[0066] 电动机部10为驱动压缩机构部11的部分,包括固定于旋转轴12的旋转件13、及固定于密闭壳体9且配置于包围旋转件13的位置的固定件14。
[0067] 旋转件13上设置着永久磁(未图示),固定件14上卷绕着通电用的线圈(未图示)。
[0068] 在旋转轴12中的夹着压缩机构部11的上下两侧的位置,设置着能够旋转地对旋转轴12进行轴支撑主轴承15及副轴承16。
[0069] 压缩机构部11为压缩气体冷媒的部分,包括将低压的气体冷媒压缩成中间压的低级压缩要素17、及将由低级压缩要素17压缩的中间压的气体冷媒压缩成高压的高级压缩要素18,这些低级压缩要素17与高级压缩要素18之间由隔板19隔开。
[0070] 低级压缩要素17具有第一气缸20a,该第一气缸20a的下端侧由副轴承16封堵,第一气缸20a的上端侧由隔板19封堵。
[0071] 结果,第一气缸20a内,形成着将第一气缸20a的上下两端由隔板19与副轴承16封堵的第一气缸室21a。
[0072] 旋转轴12贯通第一气缸室21a及后述的第二气缸室,在旋转轴12中的位于第一气缸室21a内的部分形成着第一偏心部22a,第一辊23a嵌合于第一偏心部22a。
[0073] 第一辊23a以在旋转轴12的旋转时,一边使其外周面与第一气缸20a的内周面线接触,一边偏心旋转的方式进行配置。
[0074] 低级压缩要素17包含这些第一气缸20a、第一偏心部22a、第一辊23a、将第一气缸室21a内隔开为两个空间(吸入室与压缩室)的叶片(未图示)等。
[0075] 高级压缩要素18的基本构成与所述低级压缩要素17相同。
[0076] 具有第二气缸20b,该第二气缸20b的下端侧由隔板19封堵,第二气缸20b的上端侧由主轴承15封堵。
[0077] 第二气缸20b内形成着将第二气缸20b的上下两端由主轴承15与隔板19封堵的第二气缸室21b。
[0078] 第二气缸室21b中贯通着旋转轴12,在旋转轴12中的位于第二气缸室21b内的部分形成着第二偏心部22b,第二辊23b嵌合于第二偏心部22b。
[0079] 第二辊23b以在旋转轴12的旋转时,一边使其外周面与第二气缸20b的内周面线接触,一边偏心旋转的方式配置。高级压缩要素18包含这些第二气缸20b、第二偏心部22b、第二辊23b、及将第二气缸室21b内隔开为两个空间(吸入室与压缩室)的叶片(未图示)等。
[0080] 而且,主轴承15上安装着:使高级压缩要素18中压缩的气体冷媒喷出的第二喷出阀装置24,以及配置于覆盖第二喷出阀装置24的位置且从第二喷出阀装置24喷出气体冷媒的大致杯状的消音器25。消音器25中形成着使喷出到消音器25内的气体冷媒流出到密闭壳体9内的连通孔26。
[0081] 隔板19是将在旋转轴12的轴方向上分割为两个的分割板19a、19b连结而形成,在隔板19的内部形成着隔板内中间压空间27。
[0082] 该隔板内中间压空间27将其中一个分割板19a形成为平板状,并且在另一分割板19b形成凹状的凹部,通过将两个分割板19a、19b连结而形成。另外,也可在各分割板19a、
19b的两方形成凹状的凹部,将两个分割板19a、19b连结而对准所述凹部,由此形成隔板内中间压空间27。
[0083] 进而,隔板19在旋转轴12的轴方向上分割为多个而形成即可,也可分为三个以上而形成。
[0084] 而且,隔板19上设置第一着喷出阀装置28,第一喷出阀装置28使由低级压缩要素17压缩的中间压的气体冷喷出到隔板内中间压空间27内。再者,在与高级压缩要素18相向的隔板19的端面形成着吸入埠29,该吸入埠29使隔板内中间压空间27内的气体冷媒吸入到高级压缩要素18的第二气缸室21b。
[0085] 高级压缩要素18的第二气缸20b上形成着使吸入埠29与第二气缸室21b连通的切口30。
[0086] 此构成中,该多级压缩机4中,通过使电动机部10通电而旋转轴12绕中心线旋转,利用旋转轴12的旋转来驱动压缩机构部11。
[0087] 当驱动压缩机构部11时,第一储液器3中气液分离的低压的气体冷媒经由吸入管8而导入到低级压缩要素17的第一气缸室21a内。
[0088] 导入到第一气缸室21a内的低压的气体冷媒在低级压缩要素17中被压缩,当被压缩的气体冷媒成为规定的中间压时,第一喷出阀装置28开阀,中间压的气体冷媒被喷出到隔板内中间压空间27内。
[0089] 喷出到隔板内中间压空间27内的中间压的气体冷媒伴随第二辊23b的旋转,且经由吸入埠29与切口30而流入到高级压缩要素18的第二气缸室21b内,在高级压缩要素18中被压缩,而成为高压的气体冷媒。
[0090] 当高级压缩要素18中被压缩的气体冷媒成为规定的高压时,第二喷出阀装置24开阀,高压的气体冷媒被喷出到消音器25内。喷出到消音器25内的高压的气体冷媒从连通孔26流入到密闭壳体9内。
[0091] 流入到密闭壳体9内的高压的气体冷媒在冷凝器5、膨胀装置6、蒸发器7中循环,成为低压的气体冷媒并再次引导到低级压缩要素17的第一气缸室21a内。
[0092] 隔板19是将在旋转轴12的轴方向上分割为两个的分割板19a、19b连结而形成。因此,能够容易地在隔板19形成隔板内中间压空间27。进而,在隔板19设置第一喷出阀装置28的作业能够在将两个分割板19a、19b连结前进行,从而能够容易地进行在隔板19设置第一喷出阀装置28的作业。
[0093] 而且,隔板内中间压空间27与高级压缩要素18的第二气缸室21b经由形成于隔板19的端面的吸入埠29与形成于第二气缸20b的切口30而连通,因而能够缩短从隔板内中间压空间27到第二气缸室21b为止的流路长度。因此,能够减少中间压的气体冷媒从隔板内中间压空间27被吸入到高级压缩要素18时的吸入损失。
[0094] 而且,设置于隔板19的第一喷出阀装置28位于夹在低级压缩要素17与高级压缩要素18之间的位置,因而能够由低级压缩要素17与高级压缩要素18遮蔽第一喷出阀装置28的打开关闭时产生的声音,从而能够降低由多级压缩机4产生的噪音。
[0095] 进而,无须设置用以将低级压缩要素17的第一气缸室21a与高级压缩要素18的第二气缸室21b连通的导管,从而能够容易制造多级压缩机4并且能够降低制造成本。
[0096] (第二实施方式)
[0097] 基于图2对第二实施方式进行说明。另外,对与第一实施方式中说明的构成要素相同的构成要素附上相同的符号,并省略重复的说明。
[0098] 第二实施方式的多级压缩机4A的基本构成与第一实施方式的多级压缩机4相同,多级压缩机4A与多级压缩机4的不同之处在于:在隔板19形成隔板内中间压空间27,并且在副轴承16形成轴承内中间压空间31。
[0099] 轴承内中间压空间31通过在副轴承16的外周部形成环状的外周壁32,并在该外周壁32的端部固定封堵板33而形成。另外,也可代替形成环状的外周壁32,而将封堵板33与消音器25同样地形成为大致杯状,从而形成轴承内中间压空间31。
[0100] 隔板内中间压空间27与轴承内中间压空间31由形成于第一气缸20a的贯通路34而连通。
[0101] 副轴承16上设置着喷出阀装置35,该喷出阀装置35使由低级压缩要素17压缩的中间压的气体冷媒喷出到轴承内中间压空间31内。
[0102] 此构成中,第二实施方式的多级压缩机4A中,当低级压缩要素17中被压缩的气体冷媒成为规定的中间压时,喷出阀装置35开阀,中间压的气体冷媒被喷出到轴承内中间压空间31内。
[0103] 所喷出的气体冷媒经由贯通路34而被导入到隔板内中间压空间27,且充满于轴承内中间压空间31与隔板内中间压空间27。
[0104] 充满于轴承内中间压空间31与隔板内中间压空间27的中间压的气体冷媒伴随第二辊23b的旋转,且经由吸入埠29与切口30而流入到高级压缩要素18的第二气缸室21b内,在高级压缩要素18中被压缩,从而成为高压的气体冷媒。
[0105] 该多级压缩机4A中,形成着隔板内中间压空间27与轴承内中间压空间31,中间压空间的容积增大,因而能够抑制来自低级压缩要素17的气体冷媒的喷出脉动或朝向高级压缩要素18的气体冷媒的吸入脉动。
[0106] (第三实施方式)
[0107] 基于图3对第三实施方式进行说明。另外,对与第一或第二实施方式中说明的构成要素相同的构成要素附上相同的符号,并省略重复的说明。
[0108] 第三实施方式的多级压缩机4B的基本构成与第二实施方式的多级压缩机4A相同,多级压缩机4B与多级压缩机4A不同点在于:使由低级压缩要素17压缩的中间压的气体冷媒喷出到轴承内中间压空间31内的喷出阀装置35设置于副轴承16,并且使由低级压缩要素17压缩的中间压的气体冷媒喷出到隔板内中间压空间27内的第一喷出阀装置28设置于隔板19。
[0109] 进而,膨胀装置6与蒸发器7之间设置着第二储液器41与第二个膨胀装置42。第二储液器41与轴承内中间压空间31之间设置着注射管43,该注射管43将由第二储液器41气液分离的气体冷媒经由轴承内中间压空间31而引导到隔板内中间压空间27内。另外,由第二储液器41气液分离的气体冷媒的压成为与由低级压缩要素17压缩的中间压大致相同的压力。而且,注射管43也可连接于隔板19。
[0110] 注射管43固定于第一储液器3的外周部,该注射管43与吸入管8从密闭壳体9的外周面的法线方向连接到压缩机构部11,并且上下地位于同一铅垂线上而连接。
[0111] 此构成中,该多级压缩机4B中,当低级压缩要素17中被压缩的气体冷媒成为规定的中间压时,第一喷出阀装置28、35开阀,中间压的气体冷媒喷出到隔板内中间压空间27内与轴承内中间压空间31内。所喷出的中间压的气体冷媒伴随第二辊23b的旋转且经由吸入埠29与切口30流入到高级压缩要素18的第二气缸室21b内,在高级压缩要素18中压缩,而形成高压的气体冷媒。
[0112] 该多级压缩机4B中,来自低级压缩要素17的中间压的气体冷媒的喷出从位于低级压缩要素17的两端侧的第一喷出阀装置28、喷出阀装置35进行。因此,来自第一喷出阀装置28、喷出阀装置35各自的气体冷媒的喷出量变少,气体冷媒通过第一喷出阀装置28、喷出阀装置35时的阻力损失减小,从而能够提高多级压缩机4B的压缩性能。
[0113] 而且,该多级压缩机4B中设置着第二储液器41,将由第二储液器41气液分离的中间压的气体冷媒经由注射管43而导入到轴承内中间压空间31内,由此能够提高多级压缩机4B的压缩性能。
[0114] 注射管43与吸入管8从密闭壳体9的外周面的法线方向连接到压缩机构部11,并且上下地位于同一铅垂线上而连接,因而能够自动焊接这些注射管43与吸入管8的连接部位,从而能够提高多级压缩机4B的制造性。
[0115] 以上,已对本发明的几个实施方式进行了说明,这些实施方式作为示例而提示,并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以各种其他形态来实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形与包含于发明的范围或主旨同样地,包含于权利要求所述的发明及其均等的范围内。
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