CN111365234B - 一种水冷无油涡旋压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种水冷无油涡旋压缩机，包括相互配合的静涡盘和动涡盘，静涡盘在其涡旋齿上开设有朝向动涡盘的通孔，静涡盘上开设有进水口且涡盘背部设置有水冷区域，通过涡旋齿上开设的通孔将水冷区域中的水引流至静涡盘与动涡盘的接触部位，所述的静涡盘上设置有排气管，排气管连接气液分离器，静涡盘与动涡盘接触部位的水随着压缩机的压缩过程，吸收气体压缩产生的热量，形成的带有水蒸汽的高压气体从排气管进入气液分离器，气液分离器分离出的水通过进水管再通入静涡盘的水冷区域。本发明可以同时满足无油涡旋压缩机润滑及散热的目的，在满足气体要求的前提下，排气温度更低，动静涡盘的变形小，容积效率高。

Description

一种水冷无油涡旋压缩机
技术领域
本发明属于涡旋式压缩机领域，具体涉及一种水冷无油涡旋压缩机。
背景技术
涡旋压缩机与传统的往复式、斜盘式压缩机相比，具有零件数少、结构简单、体积小、重量轻以及可靠性高等特点，这些特点恰恰与新能源汽车所需压缩机的特点相契合。为保证在运行过程中的可靠性，传统涡旋压缩机均采用油润滑，起到润滑以及降温的目的。但随着技术的发展和革新，新能源汽车行业以及医疗行业等迅速发展，在诸如质子交换膜燃料电池等特定产业及其他行业等需要纯净的高压气体需求增加，而在小排量的领域中，无油涡旋压缩机有着巨大的优势。目前较为普遍使用的获得无油压缩气体的方法有两种：一种为在排气过程中采用过滤装置，另外一个则是采用无油涡旋压缩机。采用过滤装置对气体中油含量的要求很高，过滤装置较为复杂，常规无油涡旋压缩机对散热以及密封条要求较高。除此之外，还有人提出气体入口喷水润滑的方法，喷水润滑既有润滑还有冷却的作用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中无油涡旋压缩机对散热性能以及密封条要求较高的问题，提供一种水冷无油涡旋压缩机，具备较好的散热以及润滑效果，运行可靠。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种水冷无油涡旋压缩机，包括相互配合的静涡盘和动涡盘，静涡盘在其涡旋齿上开设有朝向动涡盘的通孔，所述的静涡盘上开设有进水口且涡盘背部设置有水冷区域，通过涡旋齿上开设的通孔将水冷区域中的水引流至静涡盘与动涡盘的接触部位，所述的静涡盘上设置有排气管，排气管连接气液分离器，所述静涡盘与动涡盘接触部位的水随着压缩机的压缩过程，吸收气体压缩产生的热量，形成的带有水蒸汽的高压气体从排气管进入气液分离器，气液分离器分离出的水通过进水管再通入静涡盘的水冷区域。
作为本发明水冷无油涡旋压缩机的一种优选方案，所述的通孔分别开设在静涡盘的涡旋齿中间，且通孔的设置方向垂直于动涡盘的盘面。
作为本发明水冷无油涡旋压缩机的一种优选方案，所述的排气管从水冷区域经过，通过水冷区域对带有水蒸汽的高压气体进行冷却。
作为本发明水冷无油涡旋压缩机的一种优选方案，所述排气管通过排气连通管连接水冷区域，静涡盘上开设有连接排气连通管的排气连通口。
作为本发明水冷无油涡旋压缩机的一种优选方案，所述的排气连通口开设在静涡盘的上表面，高压气体驱动冷却水从静涡盘上的通孔流入压缩机内部。
作为本发明水冷无油涡旋压缩机的一种优选方案，所述涡旋齿的端部设置有起到密封作用的水槽，水从涡旋齿的通孔中流出后进入水槽中。
相较于现有技术，本发明具有如下的技术方案：
通过涡旋齿上开设的通孔将水冷区域中的水引流至静涡盘与动涡盘的接触部位，这部分水随着压缩机的压缩过程，吸收气体压缩产生的热量，起到润滑及散热的作用。形成的带有水蒸汽的高压气体从排气管进入气液分离器，气液分离器分离出来的水通过进水管再通入静涡盘的水冷区域，先对静涡盘进行了冷却。冷却水从静涡盘上的通孔流通时，冷却了涡旋齿，流入涡旋压缩机的压缩腔时，先接触动涡盘，冷却了动涡盘，冷却水对压缩腔内气体的冷却会使得动静盘温度降低。冷却水的这些作用，会使得压缩机的动静涡盘的变形整体降低，有助于压缩机的平稳运行。本发明可以同时满足无油涡旋压缩机润滑及散热的目的，在满足气体要求的前提下，排气温度更低，动静涡盘的变形更小，涡旋压缩机的运行状况良好，同时能够改善高压比无油涡旋压缩机中散热问题，提高容积效率。
进一步的，本发明涡旋齿的端部设有水槽，水从涡旋齿的通孔中流出后进入水槽中，水槽中的水起到润滑、密封的作用，应对涡旋压缩机轴向间隙导致的泄漏较大，水槽中的水还可以减少部分泄漏。随着水槽中水量增加，进入压缩机压缩腔中，起到冷却、密封的作用。
附图说明
图1本发明压缩机动涡盘及静涡盘的结构示意图；
图2本发明压缩机静涡盘上的通孔分布示意图；
图3本发明压缩机冷却水的循环示意图；
附图中：1-静涡盘；2-动涡盘；3-排气管；4-排气连通口；5-进水口；6-排气连通管；7-进水管；8-气液分离器；9-压缩机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1，本发明水冷无油涡旋压缩机的主要部件有静涡盘1和动涡盘2。静涡盘1的背部带有一个储水空腔，即水冷区域，静涡盘1的涡旋齿中间打有一定数量通孔，通孔的分布可以有多种，可以只在高压比区域处涡旋齿上布通孔，通孔在不影响刚度的情况下确定分布密度，孔的分布方式多样，本发明实施例给出其中一种，如图2所示，由内向外间隔排布。
参见图3，压缩机压缩终了时，带有水蒸气的高压气体从排气管3排出，排气管3经过压缩机中的水冷区域，冷却水可以对排气管中的高温气体进行冷却。排气管中的气体通过排气连通管6与水冷区域上部的排气连通口4相接。高压气体由排气管3通入气液分离器8中，带有水蒸气的高压气体在气液分离器中被分成高压气体和水，分离出的水通过进水管7进入涡旋压缩机9上的进水口5。冷却水在上部连通的高压气体作用下，由静涡盘1上的通孔进入压缩机基元容积中，这部分水吸热蒸发为气体，压缩机排出的高压气体由排气管3带出。
涡旋齿的端部设有水槽，水从涡旋齿的通孔中流出后进入水槽中。冷却水由静涡盘1上的通孔进入时，先进入涡旋齿上的槽中，起到润滑，密封的作用，轴向间隙导致的泄漏较大，可以减少部分泄漏。随着水槽中水量增加，进入压缩机压缩腔中，起到冷却、密封的作用。
冷却水从静涡盘1上的通孔流通时，冷却了静涡旋齿，流入涡旋压缩机压缩腔时，先接触动涡盘2，冷却了动涡盘2。而冷却水对压缩腔内气体的冷却会使得动静盘2的温度降低。冷却水的这些作用会使得压缩机动静涡盘的变形整体降低，有助于压缩机的平稳运行。
本发明水冷无油涡旋压缩机的工作过程及原理如下：
静涡盘1的背部存在水冷区域，这部分水由外界通入，由涡旋齿上的通孔流入静涡旋齿与动涡盘2的接触部位，起到润滑作用，这部分水随着压缩机的压缩过程，吸收气体压缩产生的热量，起到润滑及散热的作用。带有水蒸汽的高压气体从排气管3进入气液分离器8，静涡盘1背部的水冷区域可以冷却压缩机排气管中的高压气体。带有水蒸汽的高压气体与冷却水区域上部连通，高压气体驱动冷却水从静涡盘1上的通孔流入压缩机内部。带有水蒸汽的高压气体进入气液分离器8，分离出的水通过进水管7进入水冷区域。水冷区域的水在高压气体的作用下由涡旋齿中的多个通孔进入，涡旋齿端部存在水槽，水从涡旋齿通孔中流出之后进入水槽中，起到密封的作用。本发明可以同时满足无油涡旋压缩机润滑及散热的目的。在满足气体要求的前提下，排气温度更低，动静涡旋盘变形更小，涡旋压缩机运行状况良好。同时，能够改善高压比无油涡旋压缩机中散热问题，提高容积效率。
以上所述仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所划定的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水冷无油涡旋压缩机，其特征在于：包括相互配合的静涡盘（1）和动涡盘（2），静涡盘（1）在其涡旋齿上开设有朝向动涡盘（2）的通孔，所述的通孔分别开设在静涡盘（1）的涡旋齿中间，且通孔的设置方向垂直于动涡盘（2）的盘面；所述的静涡盘（1）上开设有进水口（5）且涡盘背部设置有水冷区域，通过涡旋齿上开设的通孔将水冷区域中的水引流至静涡盘（1）与动涡盘（2）的接触部位，所述的静涡盘（1）上设置有排气管（3），排气管（3）连接气液分离器（8），所述静涡盘（1）与动涡盘（2）接触部位的水随着压缩机的压缩过程，吸收气体压缩产生的热量，形成的带有水蒸汽的高压气体从排气管进入气液分离器（8），气液分离器（8）分离出的水通过进水管（7）再通入静涡盘（1）的水冷区域；所述涡旋齿的端部设置有起到密封作用的水槽，水从涡旋齿的通孔中流出后进入水槽中；所述的排气管（3）从水冷区域经过，通过水冷区域对带有水蒸汽的高压气体进行冷却；所述排气管（3）通过排气连通管（6）连接水冷区域，静涡盘（1）上开设有连接排气连通管（6）的排气连通口（4）；所述的排气连通口（4）开设在静涡盘（1）的上表面，高压气体驱动冷却水从静涡盘（1）上的通孔流入压缩机内部。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475360A (en) * 1982-02-26 1984-10-09 Hitachi, Ltd. Refrigeration system incorporating scroll type compressor
CN2861557Y (zh) * 2005-11-03 2007-01-24 兰州理工大学 涡旋压缩机的涡旋盘结构
CN101900116A (zh) * 2010-07-20 2010-12-01 西安交通大学 一种涡旋式压缩机
CN207960953U (zh) * 2018-03-21 2018-10-12 宁波汇峰聚威科技股份有限公司 一种涡旋压缩机的冷却系统
CN109268270A (zh) * 2018-11-19 2019-01-25 西安交通大学 一种涡盘动静接头及水冷无油涡旋压缩机
CN109737056A (zh) * 2018-11-26 2019-05-10 中国矿业大学 一种采用喷水润滑的涡旋水蒸气压缩机系统与工作方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475360A (en) * 1982-02-26 1984-10-09 Hitachi, Ltd. Refrigeration system incorporating scroll type compressor
CN2861557Y (zh) * 2005-11-03 2007-01-24 兰州理工大学 涡旋压缩机的涡旋盘结构
CN101900116A (zh) * 2010-07-20 2010-12-01 西安交通大学 一种涡旋式压缩机
CN207960953U (zh) * 2018-03-21 2018-10-12 宁波汇峰聚威科技股份有限公司 一种涡旋压缩机的冷却系统
CN109268270A (zh) * 2018-11-19 2019-01-25 西安交通大学 一种涡盘动静接头及水冷无油涡旋压缩机
CN109737056A (zh) * 2018-11-26 2019-05-10 中国矿业大学 一种采用喷水润滑的涡旋水蒸气压缩机系统与工作方法

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