CN108167186B - 螺杆压缩机及空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆压缩机及空调机组，涉及压缩机领域，用以优化现有螺杆压缩机的性能。该螺杆压缩机包括第一压级转子组件、第二压级转子组件和机体。第一压级转子组件包括相互啮合的第一压级阳转子和第一压级阴转子；第二压级转子组件包括相互啮合的第二压级阳转子和第二压级阴转子；机体内部设有第一压级转子组件和第二压级转子组件。其中，第一压级转子组件和第二压级转子组件被设置为满足以下条件：第一压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力与第二压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力相反。上述技术方案，螺杆压缩机的工作过程中受力更加平衡，螺杆压缩机工作的可靠性更高。

Description

螺杆压缩机及空调机组

技术领域

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种螺杆压缩机及空调机组。

背景技术

单机双级螺杆压缩机包括一个电机以及两对转子。两对转子为低级转子和高级转子。每级转子都包括相互啮合的阴转子和阳转子。电机设于两对转子之间。电机包括贯穿的转轴，转轴的一端与高级阳转子键连接以实现传动，转轴的另一端与低级阳转子键连接以实现传动。单机双级螺杆压缩机工作时，两对转子同时工作。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：螺杆压缩机的吸、排气方向与转子布置方式及转子螺旋线的旋转方向(简称为旋向)相关。现有单机双级螺杆压缩机的低级转子处设有下置滑阀，低级转子的布置方式为：从吸气侧看向排气侧，阴转子在阳转子左侧，冷媒上进下出。高级转子采用相同的布置方式，冷媒也是上进下出，则螺杆压缩机的流体出口布置在下方，不利于截止阀及止回阀安装。另一方面，对于电机在两对转子间的布置方式而言，转子旋向相同时，则轴向力方向相同，排气侧受力过大，影响压缩机运行稳定性。

发明内容

本发明提出一种螺杆压缩机及空调机组，用以优化现有螺杆压缩机的性能。

本发明提供一种螺杆压缩机，包括：

第一压级转子组件，包括相互啮合的第一压级阳转子和第一压级阴转子；

第二压级转子组件，包括相互啮合的第二压级阳转子和第二压级阴转子；以及

机体，内部设有所述第一压级转子组件和所述第二压级转子组件；

其中，所述第一压级转子组件和所述第二压级转子组件被设置为满足以下条件：所述第一压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力与所述第二压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力相反。

在一个或一些实施例中，所述第一压级阳转子和所述第二压级阳转子同轴设置。

在一个或一些实施例中，螺杆压缩机还包括：

电机，设于所述第一压级转子组件和所述第二压级转子组件之间，所述电机包括电机轴，所述电机轴的第一端与所述第一压级阳转子驱动连接，所述电机轴的第二端与所述第二压级阳转子驱动连接。

在一个或一些实施例中，所述第一压级阳转子和第二压级阳转子的螺旋线的螺旋方向相同，所述第一压级阴转子和所述第二压级阴转子分别位于所述电机轴的轴心线的两侧。

在一个或一些实施例中，所述机体包括：

第一压级机体，其内设有所述第一压级转子组件；以及

第二压级机体，其内设有第二压级轴承座，所述第二压级轴承座支撑所述第二压级转子组件，第二压级轴承座与所述第二压级机体一体成型。

在一个或一些实施例中，所述机体设有流体入口，所述流体入口位于所述机体的顶部。

在一个或一些实施例中，所述机体设有流体出口，所述流体出口位于所述机体的顶部。

在一个或一些实施例中，所述第一压级阳转子和第二压级阳转子的螺旋线的螺旋方向相反，所述第一压级阴转子和所述第二压级阴转子都位于所述电机轴的轴心线的同侧。

在一个或一些实施例中，所述螺杆压缩机包括多组所述第一压级转子组件和所述第二压级转子组件。

在一个或一些实施例中，所述螺杆压缩机为单机双级螺杆压缩机。

在一个或一些实施例中，所述电机轴的第一端与所述第一压级阳转子键连接，所述电机轴的第二端与所述第二压级阳转子通过联轴器连接。

本发明另一实施例提供一种空调机组，包括本发明任一技术方案所提供的螺杆压缩机。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，合理设置了第一压级转子组件和第二压级转子组件的各自转子的布置方式，使得第一压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力和第二压级转子组件受到的其内压缩气体施加的轴向力相反，如此平衡了螺杆压缩机的转子组件整体受到的轴向力，使得螺杆压缩机的工作过程中受力更加平衡，螺杆压缩机工作的可靠性更高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的螺杆压缩机的结构剖视示意图；

图2为本发明实施例提供的螺杆压缩机的气体流向示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图2对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1，本发明提供一种螺杆压缩机，包括第一压级转子组件1、第二压级转子组件2和机体3。第一压级转子组件1包括相互啮合的第一压级阳转子11和第一压级阴转子12，第二压级转子组件2包括相互啮合的第二压级阳转子21和第二压级阴转子22；机体3内部设有第一压级转子组件1和第二压级转子组件2。其中，第一压级转子组件1和第二压级转子组件2被设置为满足以下条件：第一压级转子组件1受到的其内压缩气体施加的轴向力与第二压级转子组件2受到的其内压缩气体施加的轴向力相反。

第一压级阳转子11由轴承51支撑，第一压级阴转子12由轴承52支撑，第二压级阳转子21由轴承53支撑，第二压级阴转子22由轴承54支撑。

气体在转子组件中压缩时，吸气侧的气体压力低，排气侧的气体压力高。故排气侧对阴、阳转子啮合腔内壁施加的作用力大于吸气侧对阴、阳转子啮合腔内壁施加的作用力。由于阴、阳转子的齿槽内壁是螺旋线形状的，故气体对啮合腔内壁施加的作用力具有沿着阴阳转子的轴心线的分量，该分量的力称为气体对转子施加的轴向力。

若以阴、阳转子啮合时，螺旋线接触形成的大致箭头状结构为例，第一压级转子组件1、第二压级转子组件2可选的的布置方式包括以下，图1所示的方式为，第一压级转子组件1和第二压级转子组件2的螺旋线近似相交形成的类似箭头的形状相对。另一种可选的方式为，第一压级转子组件1和第二压级转子组件2的螺旋线近似相交形成的类似箭头的形状相背离。

螺杆压缩机比如包括一组或多组转子组件，每组转子组件均包括一个第一压级转子组件1和一个第二压级转子组件2，每组转子组件的第一压级转子组件1和第二压级转子组件2收到的压缩气体的轴向力相反，以抵消。同一股气体顺序通过各转子组件实现压缩。

以两级螺杆压缩机为例，低压级转子组件作为第一压级转子组件1，高压级转子组件作为第二压级转子组件2，气体顺次被第一压级转子组件1和第二压级转子组件2压缩。

以三级螺杆压缩机为例，比如包括A、B、C三个转子组件，气体先进入A中压缩、A排出的气体再经过B压缩、B排出的气体再经过C压缩。可以选择的形式包括：比如将A作为第一压级转子组件1，B作为第二压级组件。或者，将B作为第一压级转子组件1，C作为第二压级组件。或者，将A作为第一压级转子组件1，C作为第二压级组件。

以四级螺杆压缩机为例，比如包括D、E、F、G四个转子组件，气体先进入D中压缩，D排出的气体再经过E压缩，E排出的气体再经过F压缩，F排出的气体再经过G压缩。将四个转子组件分为两组，D和E为第一组，F和G为第二组。D为第一组的第一压级转子组件1，E为第一组的第二压级转子组件2。F为第二组的第一压级转子组件1，G为第二组的第二压级转子组件2。D和E各自的轴向力相反，F和G各自的轴向力相反。

在一个或一些实施例中，第一压级阳转子11和第二压级阳转子21同轴设置，以更好地平衡螺杆压缩机转子组件的受力。

同轴设置使得第一压级转子组件1受到的轴向力和第二压级转子组件2受到的轴向力可以在同心轴上平衡。

参见图1，在一个或一些实施例中，螺杆压缩机还包括电机4，设于第一压级转子组件1和第二压级转子组件2之间，电机4包括电机轴41，电机轴41的第一端与第一压级阳转子11驱动连接，电机轴41的第二端与第二压级阳转子21驱动连接。

电机轴41的转向、阴阳转子的螺旋线方向、以及阴转子相对于阳转子的位置都会影响气体流向。实际应用中，根据实际所需要的气流方向选定上述各个因素。

可选地，电机轴41的第一端与第一压级阳转子11直接键连接，电机轴41的第二端与第二压级阳转子21通过联轴器6连接。联轴器6用于平衡电机轴41两端转子组件因轴向力方向不重合产生的转矩。

下面介绍第一压级转子组件1、第二压级转子组件2的第一种布置方式：参见图1，在一个或一些实施例中，第一压级阳转子11和第二压级阳转子21的螺旋线的螺旋方向相同，第一压级阴转子12和第二压级阴转子22分别位于电机轴41的轴心线的两侧。

第一压级转子组件1、第二压级转子组件2不管采用上述第一种或后述的第二种布置方式，可选地，都将整个螺杆压缩机设置为冷媒的流体入口33设于螺杆压缩机的顶部、冷媒的流体出口34设于螺杆压缩机的底部，该设置方式，便于其他相关部件的安装。

参见图1，在一个或一些实施例中，机体3包括第一压级机体31和第二压级机体32。第一压级机体31内设有第一压级转子组件1；第二压级机体32内设有第二压级轴承座7，第二压级轴承座7支撑第二压级转子组件2，第二压级轴承座与第二压级机体32一体成型。第二压级轴承座7内部安装有轴承53和轴承54。

参见图1，第一压级轴承座8内安装有轴承51和轴承52，轴承51支撑第一压级阳转子11，轴承52支撑第一压级阴转子12。

以上述的电机4设置在第一压级转子组件1和第二压级转子组件2之间为例，机体3还比如包括中间机体35，电机4仅壳体部分或全部位于中间机体35内，若进电机4壳体所包括的部分位于中间机体35中，电机轴41伸出中间机体35与电机4两侧的各转子组件驱动连接。若电机4全部位于中间机体35内，则可采用联轴器等部件实现电机轴41与电机4两侧的各转子组件的驱动连接。

在一个或一些实施例中，机体3设有流体入口33，流体入口33位于机体3的顶部。

参见图2，流体入口33具体比如设于第一压级机体31，且位于第一压级机体31的顶部。以采用两级螺杆压缩机为例，第一压级为低压级，第二压级为高压级。低压级一般设有滑阀结构，滑阀结构位于第一压级转子组件1的下方，故此时将流体入口33设于顶部利于设置其他相关结构。

参见图2，在一个或一些实施例中，机体3设有流体出口34，流体出口34位于机体3的顶部。图2中粗箭头示意了压缩气体的流向，细气体示意了补充液体的流入方向。

螺杆压缩机的流体入口33和流体出口34均布置在上方，如图2所示，使得压缩机整体宽度尺寸大大缩减，机组壳管尺寸相应减少，有效降低了成本。

在一个或一些实施例中，螺杆压缩机为单机双级螺杆压缩机。即采用一个电机4同时带动低压级、高压级两个压级转子组件的阳转子运动。

下面介绍一种具体实施例。

本实施例单机双级转子组件对称布置结构如图1所示。第一压级转子组件1为低压级，第二压级转子组件2为高压级。低压级阳转子与低压级阴转子安装在低压级机体3内部，螺杆压缩机采用下置滑阀结构，阴转子在阳转子左侧。高压级阳转子与高压级阴转子安装在高压级机体3内。以电机轴41心线为参照，采用转子反置方式，高压级和低压级的阴转子相对于自身阳转子的位置不同。高压级阳转子通过安装在电机4机体3内的电机4驱动，电机轴41通过联轴器驱动低压级阳转子。联轴器6在中间机体35内部，最后装配。

此时，整个螺杆压缩机的流体方向为上进上出。具体来说，第一压级转子组件1的流体方向为上进下出，第二压级转子组件2的流体方向为下进上出，在中间机体35的顶部设置补液口36，以补入低温液态冷媒。喷液沉降与第一压级排气混合，通过电机4腔时冷却电机4，由于高压级吸气口布置在下方，穿过电机4腔的冷媒需流动至下方，冷媒流动距离增加，可有效冷却电机4定子线圈，可有效降低排气温度，提高能效。

由于第一压级转子组件1、第二压级转子组件2对称布置，此时若采用相同旋向，流体出口34均设置在下方，排气压力大于吸气压力，此时转子受力方向均为从下至上，转子上侧受力过大容易与转子腔擦伤，联轴器偏移量过大时易造成噪音过大。因此，将第二压级转子组件2旋转方向相反设置，如图1所示。运行时，在俯视图方向上，低压级转子向两转子内旋转，排气向下，转子向上受力，第二压级转子组件2向转子外旋转，排气向上，转子向下受力，两级转子受力方向相反，受力平衡。转动力矩通过联轴器平衡。

此时油路设置为低压级从第一压级阴转子12侧进入，第一压级阳转子11底部回油，高压级从第二压级阴转子22侧进入，第二压级阳转子21底部回油，通过压差供油，可保证回油。

上述技术方案，通过采用转子对称布置，实现了两级转子受力平衡，提高压缩机运行稳定性。同时，压缩机流体入口33、流体出口34均布置在上方，便于维护且降低成本。

下面介绍第一压级转子组件1、第二压级转子组件2的第二种布置方式。

在一个或一些实施例中，第一压级阳转子11和第二压级阳转子21的螺旋线的螺旋方向相反，第一压级阴转子12和第二压级阴转子22都位于电机轴41的轴心线的同侧。

第一压级转子组件1、第二压级转子组件2不管采用上述何种布置方式，都可以将整个螺杆压缩机设置为冷媒流体入口33位于螺杆压缩机的顶部、冷媒流体出口34位于螺杆压缩机的底部。

本实施例中的其他未述事宜，请参照上述实施例的描述。

本发明另一实施例提供一种空调机组，包括本发明任一技术方案所提供的螺杆压缩机。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种螺杆压缩机，其特征在于，包括：

第一压级转子组件（1），包括相互啮合的第一压级阳转子（11）和第一压级阴转子（12）；

第二压级转子组件（2），包括相互啮合的第二压级阳转子（21）和第二压级阴转子（22）；以及

机体（3），内部设有所述第一压级转子组件（1）和所述第二压级转子组件（2）；

其中，所述第一压级转子组件（1）和所述第二压级转子组件（2）被设置为满足以下条件：所述第一压级转子组件（1）受到的其内压缩气体施加的轴向力与所述第二压级转子组件（2）受到的其内压缩气体施加的轴向力相反；

其中，还包括：

电机（4），设于所述第一压级转子组件（1）和所述第二压级转子组件（2）之间，所述电机（4）包括电机轴（41），所述电机轴（41）的第一端与所述第一压级阳转子（11）驱动连接，所述电机轴（41）的第二端与所述第二压级阳转子（21）驱动连接；

所述第一压级阳转子（11）和第二压级阳转子（21）的螺旋线的螺旋方向相同，所述第一压级阴转子（12）和所述第二压级阴转子（22）分别位于所述电机轴（41）的轴心线的两侧；

所述机体（3）设有流体入口（33），所述流体入口（33）位于所述机体（3）的顶部；

所述机体（3）设有流体出口（34），所述流体出口（34）位于所述机体（3）的顶部。

2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，所述第一压级阳转子（11）和所述第二压级阳转子（21）同轴设置。

3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，所述机体（3）包括：

第一压级机体（31），其内设有所述第一压级转子组件（1）；以及

第二压级机体（32），其内设有第二压级轴承座，所述第二压级轴承座支撑所述第二压级转子组件（2），第二压级轴承座与所述第二压级机体（32）一体成型。

4.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，所述螺杆压缩机包括多组所述第一压级转子组件（1）和所述第二压级转子组件（2）。

5.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，所述螺杆压缩机为单机双级螺杆压缩机。

6.根据权利要求1所述的螺杆压缩机，其特征在于，所述电机轴（41）的第一端与所述第一压级阳转子（11）键连接，所述电机轴（41）的第二端与所述第二压级阳转子（21）通过联轴器（6）连接。

7.一种空调机组，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的螺杆压缩机。