多级离心压缩机及空调机组 |
|||||||
| 申请号 | CN201310377356.2 | 申请日 | 2013-08-26 | 公开(公告)号 | CN104421188A | 公开(公告)日 | 2015-03-18 |
| 申请人 | 珠海格力电器股份有限公司; | 发明人 | 钟瑞兴; 夏光辉; 刘华; 张治平; 蒋楠; 谢蓉; 闫秀兵; 王宏兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种多级离心 压缩机 及 空调 机组，多级离心压缩机包括动 力 部分及 叶轮 部分，动力部分包括 电机 ，电机的轴包括轴的第一端与轴的第二端；叶轮部分包括N个叶轮，N大于等于2且小于10；N为双数时，轴的第一端与轴的第二端上的叶轮数量相等；N为单数时，轴的第一端上的叶轮数量比轴的第二端多一个；第一级叶轮置于轴的第一端上，与电机的距离最远；轴的第一端上其余的叶轮依次升序排列；第N级叶轮置于轴的第二端上，与电机的距离最近；轴的第二端上其余的叶轮依次降序排列；轴的第一端叶轮的出气口与轴的第二端叶轮的进气口通过连接管路连通，达到提高压比和能效的目的。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多级离心压缩机，包括动力部分及叶轮部分，其特征在于， |
||||||
| 说明书全文 | 多级离心压缩机及空调机组技术领域[0001] 本发明涉及压缩机和空调技术领域，特别涉及一种多级离心压缩机及空调机组。 背景技术[0002] 现有技术中，目前制冷用离心机常采用一级压缩和两级压缩，在常用的制冷范围，如冷冻水进出水12/7℃，冷却水进出水30/35℃，由于在这个水温下压比并不高，因此一级压缩和两级压缩的机组应用比较多。当冷冻水进出水温度保持12/7℃不变，而冷却水出水温度比较高，如70℃出水时，机组所需压比很高达6.5，而该工况正是大部分工业制造设备、供暖换热领域所需要的。 [0003] 为了提高离心压缩机的压比，对于单台压缩机来说，常用的做法是加大叶轮的外形设计或提高叶轮转速，从而使叶轮获取更大的能量，从而提高压比。但这种压比的提升方法受以下因素制约：（1）叶轮的材料强度；（2）转动部件的一阶临界转速。 [0004] 一般来说，为保证叶轮安全可靠运转，叶轮出口圆周速度不大于300m/s，但为了获得更高的压比，又不得不加大叶轮外径或提高转速，这就与材料本身的强度发生矛盾。如果说保持叶轮外形尺寸不变，通过提高转速来实现，很有可能使转动部件的转速接近或达到固有的临界转速而发生共振，影响压缩机及机组的可靠运行。 [0005] 为了解决单台压缩机压比不足的情况，目前，也有通过串联多级压缩机或机组的形式来解决，但这样无疑会造成机组的整体制造、维护成本过高，外形尺寸过大，配套机房占地面积过大的缺点，很难满足客户实际的使用要求。 发明内容[0007] 基于此，有必要提供一种压比较高的多级离心压缩机及结构紧凑、稳定运转的空调机组。 [0008] 本发明提供一种多级离心压缩机，包括动力部分及叶轮部分; [0009] 所述动力部分包括电机，所述电机包括轴，所述轴包括轴的第一端与轴的第二端； [0010] 所述叶轮部分包括N个叶轮，N大于等于2且小于10； [0011] N为双数时，所述轴的第一端与所述轴的第二端上的叶轮数量相等； [0012] N为单数时，所述轴的第一端上的叶轮数量比所述轴的第二端多一个； [0013] 所述第一级叶轮置于所述轴的第一端上，与所述电机的距离最远；所述轴的第一端上其余的叶轮依次升序排列； [0014] 所述第N级叶轮置于所述轴的第二端上，与所述电机的距离最近；所述轴的第二端上其余的叶轮依次降序排列； [0015] 所述轴的第一端叶轮的出气口与所述轴的第二端叶轮的进气口通过连接管路连通；其中，所述轴的第一端叶轮的出气口为所述轴的第一端上与所述电机的距离最近的叶轮的出气口，所述轴的第二端叶轮的进气口为所述轴的第二端上与所述电机的距离最远的叶轮的进气口。 [0016] 较佳地，所述连接管路布置在所述多级离心压缩机的外部或所述多级离心压缩机的铸件内。 [0017] 较佳地，除所述第一级叶轮外，在其它叶轮的进口处设置有补气口，分别为第二级叶轮处的第一补气口、……，直至第N级叶轮处的第N-1补气口。 [0018] 较佳地，所述的多级离心压缩机还包括至少两个轴承，在所述轴的第一端与所述轴的第二端上至少各套装一个轴承。 [0021] 较佳地，所述多级离心压缩机的轴的第一端叶轮的出气口与所述多级离心压缩机的轴的第二端叶轮的进气口之间的所述连接管路布置在所述蒸发器的内部或所述冷凝器的内部。 [0022] 较佳地，所述的空调机组还包括经济器； [0023] 所述多级离心压缩机除所述第一级叶轮外，在其它叶轮的进口处设置有补气口； [0024] 所述经济器中闪发的气体引入所述多级离心压缩机的补气口。 [0025] 较佳地，所述经济器中闪发的气体优先引入第N-1补气口。 [0026] 较佳地，所述空调机组包括N-1个经济器，与N-1个补气口相对应； [0027] 每个所述经济器包括一个经济器进口与一个经济器出口，还包括一个经济器出气口，所述经济器出气口与对应的补气口相连通。 [0028] 较佳地，所述空调机组仅包括一个所述经济器，所述经济器分成多个独立容器，所述独立容器的数量与使用的补气口的数量相同； [0029] 每个所述独立容器包括一个经济器进口与一个经济器出口，还包括一个经济器出气口，所述经济器出气口与所述补气口相连通。 [0030] 较佳地，在所述经济器进口的制冷剂连接管路上与所述经济器出口处分别设置节流装置。 [0031] 与现有技术比较本发明的有益效果在于：多级离心压缩机及空调机组，由于多级离心压缩机的压比较高，运转有效、稳定，机组零部件优化联接，制造成本低，占地面积小；中间补气能节能、提高效率；改善除一级叶轮之外其它级叶轮进口的气流状态，降低气体温度，减小压缩功；多种灵活的流通连接管路设计，固定容易，操作、维护方便；整机结构紧凑，有效降低噪音，容易满足客户对空调机组外形尺寸的要求；轴向受力小，使用寿命长。 附图说明 [0032] 图1为本发明的三级离心压缩机的结构示意图； [0033] 图2为本发明的四级离心压缩机的结构示意图； [0034] 图3为本发明的外部连接管路连接的单补气口的三级压缩空调机组示意图； [0035] 图4为本发明的铸件内部连接管路连接的单补气口的三级压缩空调机组示意图； [0036] 图5为本发明的外部连接管路连接的单补气口的四级压缩空调机组示意图； [0037] 图6为本发明的外部连接管路连接的双补气口双经济器的四级压缩空调机组示意图； [0038] 图7为本发明的铸件内部连接管路连接的双补气口分隔式经济器的四级压缩空调机组示意图； [0039] 图8为本发明的蒸发器的内部连接管路连接的单补气口的四级压缩空调机组示意图。 具体实施方式[0040] 为了解决压比过小的问题，提出了一种多级离心压缩机及空调机组。 [0041] 本发明提供一种多级离心压缩机，包括动力部分及叶轮部分，动力部分包括电机，电机包括轴，轴包括轴的第一端与轴的第二端； [0042] 所述叶轮部分包括N个叶轮，N大于等于2且小于10； [0043] N为双数时，所述轴的第一端与所述轴的第二端上的叶轮数量相等； [0044] N为单数时，所述轴的第一端上的叶轮数量比所述轴的第二端多一个； [0045] 第一级叶轮置于所述轴的第一端上，与所述电机的距离最远；所述轴的第一端上其余的叶轮依次升序排列； [0046] 第N级叶轮置于所述轴的第二端上，与所述电机的距离最近；所述轴的第二端上其余的叶轮依次降序排列； [0047] 所述轴的第一端叶轮的出气口与所述轴的第二端叶轮的进气口通过连接管路连通；其中，所述轴的第一端叶轮的出气口为所述轴的第一端上与所述电机的距离最近的叶轮的出气口，所述轴的第二端叶轮的进气口为所述轴的第二端上与所述电机的距离最远的叶轮的进气口。 [0048] 与现有技术比较本发明的有益效果在于：多级离心压缩机的压比较高，运转有效、稳定。 [0049] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。 [0050] 请参阅图1所示，图1为本发明的三级离心压缩机的结构示意图，所述三级离心压缩机包括动力部分及叶轮部分； [0051] 所述动力部分包括电机6，所述电机6包括轴，所述轴包括轴的第一端与轴的第二端，所述轴的第一端与所述轴的第二端分别位于所述电机6的左右两边，且对称布置，以减少轴向受力。 [0052] 所述叶轮部分包括导叶1、第一级叶轮3、第二级叶轮4与第三级叶轮8；所述第一级叶轮3置于所述轴的第一端上，与所述电机的距离最远。 [0053] 所述第一级叶轮3、所述第二级叶轮4与所述第三级叶轮8分别位于所述电机6的两端，所述轴的第一端带动所述第一级叶轮3和所述第二级叶轮4旋转，所述轴的第二端带动所述第三级叶轮8旋转。 [0054] 多级离心压缩机还包括支撑部分，支撑部分包括第一轴承5和第二轴承7，分别套装在所述轴的第一端与所述轴的第二端上。 [0055] 请参阅图2所示，图2为本发明的四级离心压缩机的结构示意图，所述四级离心压缩机包括动力部分及叶轮部分； [0056] 所述动力部分包括电机6，所述电机6包括轴的第一端与轴的第二端，分别位于所述电机6的左右两端。 [0057] 所述叶轮部分包括导叶1、第一级叶轮3、第二级叶轮4、第三级叶轮8与第四级叶轮10；所述第一级叶轮3置于所述轴的第一端上，与所述电机的距离最远。 [0058] 所述第一级叶轮3、所述第二级叶轮4和所述第三级叶轮8、所述第四级叶轮10分别位于所述电机6的两端，所述轴的第一端和所述轴的第二端各带动两个叶轮旋转。 [0059] 多级离心压缩机还包括支撑部分，支撑部分包括第一轴承5和第二轴承7，分别套装在所述轴的第一端与所述轴的第二端上。一般所述四级离心压缩机使用至少一个所述第一轴承5与至少一个所述第二轴承7，根据需要可以选择两个或者多个所述第一轴承5或所述第二轴承7，可达到较好的支撑效果。 [0060] 所述多级离心压缩机可以采用三级或四级压缩形式，最多可为九级压缩，通过所述电机6直接驱动多级叶轮对气体做功。 [0061] 请结合图1与图2所示，所有叶轮均采用过盈连接方式装配于所述电机6的输出轴上，使叶轮与转子间保持很高的同轴度，从而保证整个转动部件在高速下平稳运行。所述多级离心压缩机除所述第一级叶轮3外，可根据系统结构需要在第二级或第三级上设置补气口，或在第二级、第三级上同时设置补气口，以实现中间补气的节能方式。 [0062] 如图1，二级压缩进口处的补气口为第一补气口2，三级压缩进口处的补气口为第二补气口9；如图2，二级压缩进口处的补气口为第一补气口2，三级压缩进口处的补气口为第二补气口9，四级压缩进口处的补气口为第三补气口11。 [0063] 二级叶轮的补气口与铸件本体连在一起，并与二级叶轮进口前的补气通道相连，这样便于补气通道的生产和连接；三级叶轮的补气通道，可与进口处的铸件连在一起，也可设置在连接管上，这样可根据系统结构布置需要进行选取。四级叶轮的补气口与一级叶轮和二级叶轮补气口情况一样，与铸件本体连在一起。 [0064] 图1与图2中的所述电机6为永磁同步变频电机，功率大于140kW，转速大于6000r/min。所述第一轴承5与所述第二轴承7起支撑作用，可以是滚动轴承或滑动轴承，也可以是磁悬浮轴承。 [0065] 对于轴承为滚动轴承的情况，其中一个轴承为角接触轴承，以平衡叶轮高速旋转时所产生的轴向力。对轴承为滑动轴承的情况，至少一个轴承含有止推面，也可以两个轴承同时设置止推面，以平衡大轴向力的情况。 [0066] 为了使轴承更加紧凑，可以使承受径向力的轴承与承受轴向力的轴承做成同一个零件，使轴承具有径向和轴向的复合作用，也便于轴承的装配和维修。 [0067] 图1中所述三级离心压缩机的主气流流向为进气口→所述导叶1→所述第一级叶轮3→所述第二级叶轮4→所述第三级叶轮8→排气口；图2中所述四级离心压缩机的主气流流向进气口→所述第一级叶轮3→所述第二级叶轮4→所述第三级叶轮8→所述第四级叶轮10→排气口。 [0068] 请参阅图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，图3为本发明的外部连接管路连接的单补气口的三级压缩空调机组示意图，图4为本发明的铸件内部连接管路连接的单补气口的三级压缩空调机组示意图，图5为本发明的外部连接管路连接的单补气口的四级压缩空调机组示意图，图6为本发明的外部连接管路连接的双补气口双经济器的四级压缩空调机组示意图，图7为本发明的铸件内部连接管路连接的双补气口分隔式经济器的四级压缩空调机组示意图，图8为本发明的冷凝器的内部连接管路连接的单补气口的四级压缩空调机组示意图。 [0069] 所述轴的第一端叶轮的出气口与所述轴的第二端叶轮的进气口通过连接管路70连接，所述连接管路70有以下方式： [0070] 1、通过外部连接管路连接，如图3、图5和图6，所涉及的外部连接管路可以是无缝钢管经焊接法兰后，通过法兰连接；也可以是铸件通道经自身铸造的法兰连接，其中法兰间的密封可以是垫片密封，也可以是O形圈密封、球面密封； [0071] 通过外部连接管路连接，连接管路固定容易，操作、维护方便。 [0072] 2、将一、二级压缩后的气体通过所述多级离心压缩机铸件上的内部连接管路引入所述进气口，如图4和图7；铸件上的内部连接管路可分别在所述多级离心压缩机各相关铸件上直接铸出，然后通过各铸件连接后组成整个气流通道； [0073] 通过铸件的内部流道连接，整机结构紧凑，因铸件壁厚要比钢管厚，有效降低二级压缩到三级进气的噪音。 [0074] 3、可将一级、二级压缩后的气体先排入冷凝器中额外内置的腔体，通过该腔体的内部连接管路引入所述进气口，如图8；该内置腔体可通过在冷凝器筒体内焊接钢管或钢板的方式实现，并通过打压检漏以保证焊接密封性。 [0075] 4、可将一级、二级压缩后的气体先排入蒸发器中额外内置的腔体，通过该腔体的内部连接管路引入所述进气口，如图8；该内置腔体的实现方式与冷凝器中的内置腔体一样。 [0076] 通过蒸发器或冷凝器内部连接管路连接，整机结构紧凑，外部连接管路连接简单，容易满足客户对机组外形尺寸的要求。 [0077] 图3中外部连接管路连接的单补气口的三级压缩空调机组包括所述多级离心压缩机、冷凝器20、蒸发器30、第一经济器41、第一节流装置61、第二节流装置62及连接管路70。 [0078] 所述第一经济器41上方有第一经济器出气口51。 [0079] 图4与图3的区别为所述连接管路70的连接方式。 [0080] 图5与图3的区别为所述多级离心压缩机的级数，图3为三级，图4为四级。 [0081] 图6与图5的区别为补气口使用的数量，图6使用双补气口，图5为单补气口。 [0082] 图6中外部连接管路连接的双补气口双经济器的四级压缩空调机组包括所述多级离心压缩机、冷凝器20、蒸发器30、第一经济器41、第二经济器42、第一节流装置61、第二节流装置62、第三节流装置63及连接管路70。 [0083] 所述第一经济器41上方有第一经济器出气口51；所述第二经济器42上方有第二经济器出气口52。 [0084] 图7与图6的区别为： [0085] 1、所述连接管路70的连接方式； [0086] 2、经济器不是使用两个独立的经济器，而是使用隔板81将一个经济器分隔独立的两部分。 [0087] 图7中铸件内部连接管路连接的双补气口分隔式经济器的四级压缩空调机组包括所述多级离心压缩机、冷凝器20、蒸发器30、第一经济器41、第二经济器42、第一节流装置61、第二节流装置62、第三节流装置63及连接管路70。 [0088] 所述第一经济器41上方有第一经济器出气口51；所述第二经济器42上方有第二经济器出气口52。 [0089] 图8与图3的区别为所述连接管路70的连接方式，使用冷凝器中额外内置的腔体，将所述多级离心压缩机的排气口引入所述多级离心压缩机的进气口。 [0090] 采用所述多级离心压缩机的空调机组，优选采用中间补气的方式，以改善除所述第一级叶轮3之外其它级叶轮进口的气流状态，如降低气体温度，减小压缩功，达到省功提效的目的。 [0091] 若所述多级离心压缩机为三级压缩，且只需一个补气口，如图3、图4所示，此补气口可采用所述第一补气口2与所述第二补气口9的其中一个，优选所述第二补气口9。 [0092] 此时所述空调机组设置一个经济器，从所述冷凝器20引出的制冷剂液体通过所述第一节流装置61进入所述第一经济器41，从所述第一经济器41出来的液体经所述第二节流装置62进入所述蒸发器30； [0093] 而经所述第一节流装置61后闪发的气体从所述第一经济器出气口51引入所需所述第一补气口2或所述第二补气口9。 [0094] 若所述多级离心压缩机为四级压缩，且只需一个补气口，如图5、图8所示，此补气口可采用上述相对应级数压缩机的所述第一补气口2、所述第二补气口9与所述第三补气口11的其中一个，优选所述第三补气口11。 [0095] 此时所述空调机组需设置一个经济器，从所述冷凝器20引出的制冷剂液体通过所述第一节流装置61进入所述第一经济器41，从所述第一经济器41出来的液体经所述第二节流装置62进入所述蒸发器30； [0096] 而经所述第一节流装置61后闪发的气体从所述第一经济器出气口51引入所需所述第一补气口2、所述第二补气口9与所述第三补气口11的其中一个。 [0097] 若所述多级离心压缩机为四级压缩，且需两个补气口，如图6、图7所示，此补气口可采用上述相对应级数压缩机的所述第一补气口2、所述第二补气口9与所述第三补气口11其中两个，优选所述第二补气口9与所述第三补气口11。 [0098] 此时所述空调机组需设置两个经济器，经济器可采用两个独立的容器，如图6所示，也可以通过所述隔板81将一个独立的经济器容器一分为二，如图7所示。这时，从所述冷凝器20引出的制冷剂液体通过所述第一节流装置61进入所述第一经济器41或所述第一经济器41，再经所述第二节流装置62进入所述第二经济器42，然后经所述第三节流装置63进入所述蒸发器30； [0099] 而经所述第一节流装置61后闪发的气体从所述第一经济器出气口51引入所需所述第一补气口2，经所述第二节流装置62后闪发的气体从所述第二经济器出气口52引入所需第二补气口9。 [0101] 若所述多级离心压缩机为三级压缩，且需要两个补气口，采用上述相对应级数压缩机的所述第一补气口2与所述第二补气口9。 [0102] 此时所述空调机组需设置两个经济器，经济器可采用两个独立的容器，如图6所示，也可以通过所述隔板81将一个独立的经济器容器一分为二，如图7所示。这时，从所述冷凝器20引出的制冷剂液体通过所述第一节流装置61进入所述第一经济器41，再经所述第二节流装置62进入所述第二经济器42，然后经所述第三节流装置63进入所述蒸发器30； [0103] 而经所述第一节流装置61后闪发的气体从所述第一经济器出气口51引入所需所述第一补气口2，经所述第二节流装置62后闪发的气体从所述第二经济器出气口52引入所需第二补气口9。 [0104] 若所述多级离心压缩机为四级压缩，且需三个补气口，采用上述相对应级数压缩机的所述第一补气口2、所述第二补气口9与所述第三补气口11。 [0105] 此时所述空调机组需设置三个经济器，经济器可采用三个独立的容器，也可以通过隔板将一个独立的经济器容器一分为三。这时，从所述冷凝器20引出的制冷剂液体通过所述第一节流装置61进入所述第一经济器41，再经所述第二节流装置62进入所述第二经济器42，然后经所述第三节流装置63进入第三经济器，最后经第四节流装置进入所述蒸发器30； [0106] 而经所述第一节流装置61后闪发的气体从所述第一经济器出气口51引入所需所述第一补气口2，经所述第二节流装置62后闪发的气体从所述第二经济器出气口52引入所需第二补气口9，经所述第三节流装置63后闪发的气体从所述第三经济器出气口引入所述第三补气口11。 [0107] 综上所述，当所述多级离心压缩机的级数超过四级时，也可以根据上述的补气口的使用方法进行中间补气，达到节能、提高效率的目的。上述的补气口的使用方法可运用到离心压缩机目前最多的九级叶轮；当所述多级离心压缩机仅使用两级叶轮时，也可以根据上述的补气口的使用方法进行中间补气，在此不再赘述。 [0108] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈