CN112943694A - 蜗壳及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗壳及压缩机，蜗壳内部具有排气通道，蜗壳上开设有用于注入冷却液的冷却入口，冷却入口与排气通道连通，冷却液经冷却入口进入到排气通道内进行冷却。本发明的蜗壳及压缩机能够有效地解决现有技术中的压缩机由于排气温度高导致振动超标、噪音大、压缩机蜗壳体积大的问题。

Description

蜗壳及压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体而言，涉及一种蜗壳及压缩机。

背景技术

现有技术中，压缩机(尤其是水蒸气离心式压缩机)的排气温度一般在150℃～300℃，其中温度最高的部位是蜗壳，为了避免零部件锈蚀，蜗壳材质一般采用不锈钢，长期在温度高的环境下，不锈钢的材料会存在一定的机械性能下降，而且热变形会比较大，从而导致蜗壳法兰处出现小的缝隙，从而出现振动超标、噪音大等问题，而且在温度高的情况下，水蒸气密度大幅降低，为抑制气动噪声，一般都需要限制蜗壳处气体流速，从而一定的质量流量情况下需要大幅增加蜗壳尺寸，这些都限制着压缩机(尤其是水蒸气离心式压缩机)的发展，蜗壳的冷却问题亟待解决。

综上所述，现有技术中的压缩机由于排气温度高导致振动超标、噪音大、压缩机蜗壳体积大。

发明内容

本发明实施例中提供一种蜗壳及压缩机，以解决现有技术中的压缩机由于排气温度高导致振动超标、噪音大、压缩机蜗壳体积大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种蜗壳，所述蜗壳内部具有排气通道，所述蜗壳上开设有用于注入冷却液的冷却入口，所述冷却入口与所述排气通道连通，所述冷却液经冷却入口进入到所述排气通道内进行冷却。

进一步地，还包括冷却环，所述冷却环安装在所述蜗壳的蜗舌部分上，且所述冷却环位于所述排气通道内；所述冷却环上设置有冷却孔，所述冷却孔的第一端与所述冷却入口连通、第二端与所述排气通道连通。

进一步地，所述冷却孔的第二端开口为雾化喷口，所述雾化喷口的孔径朝向所述排气通道逐渐扩大。

进一步地，所述冷却环与所述蜗舌的内壁之间形成冷却槽，所述冷却槽与所述冷却入口连通，所述冷却孔的第一端与所述冷却槽连通。

进一步地，所述冷却孔与所述冷却槽对应设置，并且所述冷却孔的第一端开口位于所述冷却槽的内槽壁处。

进一步地，所述冷却槽为多个，多个所述冷却槽沿所述冷却环的周向间隔设置，每个所述冷却槽对应一组所述冷却孔；每组所述冷却孔的数量为多个，多个所述冷却孔沿所述冷却槽的延伸方向间隔设置。

进一步地，所述冷却槽开设在所述冷却环朝向所述蜗舌的外周面上；或者所述冷却槽开设在所述蜗舌的内壁上；或者所述冷却环与所述蜗舌内壁共同围成所述冷却槽。

进一步地，所述蜗舌的内壁上形成有环形槽，所述环形槽与所述冷却入口对应设置且连通，所述环形槽与所述冷却槽连通，冷却液由所述冷却入口进入后，经所述环形槽进入到所述冷却槽内。

进一步地，所述蜗舌的内壁上形成有安装卡位槽，所述冷却环安装在所述安装卡位槽内。

进一步地，所述冷却环为筒状结构，所述冷却环的形状与所述蜗舌匹配。

进一步地，所述蜗壳为压缩机的排气蜗壳。

进一步地，所述蜗壳为水蒸气压缩机的排气蜗壳，所述冷却液为冷却水。

根据本发明的另一个方面，提供了一种压缩机，包括上述的蜗壳。

相较于常规的一体式蜗壳，本发明在蜗壳的增加了一个冷却入口，冷却液(冷却水)通过冷却入口进入蜗壳内的排气通道，充分冷却并减速高温高压的排气，同时冷却蜗壳。本发明能有效解决压缩机蜗壳处排气温度过高的问题，将压缩机的蜗壳温度控制在材料许可的合适范围内，从而保证蜗壳的机械性能；而且由于蜗壳温度得到有效降低，由温度引起的热变形也控制在一个合理的范围内，可以有效避免蜗壳法兰连接处出现热变形缝隙，解决了由此导致的振动超标、噪音大的问题。压缩后的温度得以降低，气体密度能有所提高，同样的允许流速条件下，蜗壳的体积可以大幅缩小，综合提升压缩机的性能。

附图说明

图1是本发明实施例的蜗壳的内部结构示意图；

图2是图1的蜗壳的局部放大示意图；

图3是图1的蜗壳的蜗舌的内部结构示意图；

图4是图1的蜗壳的冷却环的结构示意图；以及

图5是图1的蜗壳的冷却环的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

热泵技术是国内外公认的一种能有效回收余热的方法，利用热泵工质在蒸发器中蒸发吸热，回收工业余热，蒸发出来的蒸汽经过压缩机压缩升温、升压后，提高其能源品位并在冷凝器中冷凝，释放出的热量可用于工业加热等，冷凝后的液体工质再经过节流阀回到蒸发器中完成循环。

工业领域中存在着大量80-90℃的余热，同时也有着120-130℃的热源需求，水或水蒸汽(R718)作为自然工质，其ODP及GWP都为0，廉价无毒，而且水蒸汽存在压力小、潜热大的特点，其制热COP会比较高，另有理论研究表明，蒸发冷凝温差大于20℃，蒸发温度需高于35℃时，水或水蒸汽(R718)能达到高于其他常规制冷工质的COP，而工业余热回收时，热泵蒸发温度一般都高于35℃；另一方面水蒸汽临界温度达373.95℃，意味着所对应热泵系统的最高冷凝温度能达到373℃，其能很好地满足高温热泵的工业需求。因此，水蒸汽高温热泵在工业余热回收及利用上，有很大的市场前景及节能价值，开发出廉价、高效和大流量的水蒸汽压缩机势在必行。

参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供了一种压缩机的蜗壳，蜗壳内部具有排气通道11，蜗壳上开设有用于注入冷却液的冷却入口12，冷却入口12与排气通道11连通，冷却液经冷却入口12进入到排气通道11内进行冷却。

相较于常规的一体式蜗壳，本发明在蜗壳的增加了一个冷却入口12，冷却液(冷却水)通过冷却入口进入蜗壳内的排气通道，充分冷却并减速高温高压的排气，同时冷却蜗壳。本发明能有效解决压缩机蜗壳处排气温度过高的问题，将压缩机的蜗壳温度控制在材料许可的合适范围内，从而保证蜗壳的机械性能；而且由于蜗壳温度得到有效降低，由温度引起的热变形也控制在一个合理的范围内，可以有效避免蜗壳法兰连接处出现热变形缝隙，解决了由此导致的振动超标、噪音大的问题。压缩后的温度得以降低，气体密度能有所提高，同样的允许流速条件下，蜗壳的体积可以大幅缩小，综合提升压缩机的性能。

结合图1、图2、图4和图5，本实施例的蜗壳还包括冷却环20，冷却环20安装在蜗壳的蜗舌13部分上，且冷却环20位于排气通道11内。冷却环20上设置有冷却孔21，冷却孔21的第一端与冷却入口12连通、第二端与排气通道11连通。本实施例中的蜗壳用于收集从叶轮出来的高压气体并排入冷凝器，而蜗壳最前端的一端就称为蜗舌。增加冷却环20的作用是可以进一步增加降温效果，冷却液(冷却水)在由冷却入口流入冷却环20后再经过冷却孔21进入到排气通道，而实现降温，冷却液(冷却水)首先对冷却环20进行冷却，降温后或者低温的冷却环20一直位于排气通道内，其自身也对排气起到了降温作用。

冷却孔21的第二端开口为雾化喷口22，雾化喷口22的孔径朝向排气通道11逐渐扩大。冷却液(冷却水)经过雾化喷口22后变化成雾状进入到排气通道中，由于采用雾状的冷却液(冷却水)冷却，压缩后的冷媒(水蒸气)温度得以降低，气体密度能有所提高，同样的允许流速条件下，蜗壳的体积可以大幅缩小，而且雾状冷却液(雾状水滴)可以进一步降低压缩气体流速，从而进一步抑制排气蜗壳处的气动噪音。

冷却环20与蜗舌13的内壁之间形成冷却槽23，冷却槽23与冷却入口12连通，冷却孔21的第一端与冷却槽23连通。冷却槽23不仅可以作为冷却孔21和冷却入口12之间的通道，而且还能起到对冷却环20冷却的作用。冷却槽23的延伸方向沿冷却环20的轴向方向。

结合图4和图5，冷却槽23为多个，多个冷却槽23沿冷却环20的周向间隔设置，每个冷却槽23对应一组冷却孔21。每组冷却孔21的数量为多个，多个冷却孔21沿冷却槽23的延伸方向间隔设置。

参见图1和图2，冷却孔21与冷却槽23对应设置，并且冷却孔21的第一端开口位于冷却槽23的内槽壁处。蜗舌13的内壁上形成有环形槽14，环形槽14与冷却入口12对应设置且连通，环形槽14与冷却槽23连通，冷却液由冷却入口12进入后，经环形槽14进入到冷却槽23内。环形槽14沿冷却环20的周向延伸形成环形，而且环形槽14环绕冷却槽23设置，每个冷却槽23均和环形槽14连通，冷却液(冷却水)经过环形槽14后进入到各个冷却槽23，环形槽14可以使冷却液流入到冷却槽23更均匀，使冷却环形成雾化更均匀。冷却入口12用于从外部引入高压低温冷却水，冷却槽23是圆周方向的环形槽，用于引流高压低温冷却液进入冷却环上分布的冷却槽23，继而将高压低温冷却液形成雾状喷入蜗壳。

蜗壳为压缩机的排气蜗壳。本实施例中，蜗壳为水蒸气压缩机的排气蜗壳，冷却液为冷却水。水蒸气压缩机是因为需要给蜗壳降温，同步有降噪作用。冷却孔21靠近蜗壳气流的一侧开口是喇叭状的雾化喷口22，方便高压低温冷却水出冷却孔的时候能在压力和气流作用下变成雾状，而不是射流，这样可以更有效的降低高温高压水蒸气流速和冷却它；冷却环正确安装进蜗壳后，将冷却水引入冷却孔用于雾状喷液冷却，同时槽中的水可以冷却蜗壳。

蜗舌13的内壁上形成有安装卡位槽15，冷却环20安装在安装卡位槽15内，本实施例中安装卡位槽15为两个并位于冷却环20轴向的两端，冷却环20通过轴向方向的两端卡入到安装卡位槽15内。冷却环20为筒状结构，冷却环20的形状与蜗舌13匹配，冷却环20的结构具体参见图4和图5。冷却环20的设计，可以很方便的在蜗壳中增加需要的冷却喷液流道，同时解决加工难度大的问题，可以在不增加整体加工、装配难度的情况下有效解决水蒸气压缩机蜗壳排气温度很高的问题，雾状冷却喷液将高温水蒸气充分减速和降温，使得蜗壳可以运行在材料合适的范围内，有效抑制热形变带来的振动、噪音问题，而且由于气体密度增大。可以减小蜗壳体积，整体上提升了压缩机的性能。

在本实施例中，冷却槽23开设在冷却环20朝向蜗舌13的外周面上，具体结构参见图1、图4和图5。在其他未示出的实施例中，冷却槽开设在蜗舌13的内壁上；或者冷却环20与蜗舌13内壁共同围成冷却槽23。冷却槽23的结构只要形成在蜗舌和冷却环之间就可以实现其作用。

本发明还提供了一种压缩机的实施例，压缩机包括上述实施例的蜗壳。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种蜗壳，所述蜗壳内部具有排气通道(11)，其特征在于，所述蜗壳上开设有用于注入冷却液的冷却入口(12)，所述冷却入口(12)与所述排气通道(11)连通，所述冷却液经冷却入口(12)进入到所述排气通道(11)内进行冷却。

2.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，还包括冷却环(20)，所述冷却环(20)安装在所述蜗壳的蜗舌(13)部分上，且所述冷却环(20)位于所述排气通道(11)内；

所述冷却环(20)上设置有冷却孔(21)，所述冷却孔(21)的第一端与所述冷却入口(12)连通、第二端与所述排气通道(11)连通。

3.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却孔(21)的第二端开口为雾化喷口(22)，所述雾化喷口(22)的孔径朝向所述排气通道(11)逐渐扩大。

4.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却环(20)与所述蜗舌(13)的内壁之间形成冷却槽(23)，所述冷却槽(23)与所述冷却入口(12)连通，所述冷却孔(21)的第一端与所述冷却槽(23)连通。

5.根据权利要求4所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却孔(21)与所述冷却槽(23)对应设置，并且所述冷却孔(21)的第一端开口位于所述冷却槽(23)的内槽壁处。

6.根据权利要求5所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却槽(23)为多个，多个所述冷却槽(23)沿所述冷却环(20)的周向间隔设置，每个所述冷却槽(23)对应一组所述冷却孔(21)；

每组所述冷却孔(21)的数量为多个，多个所述冷却孔(21)沿所述冷却槽(23)的延伸方向间隔设置。

7.根据权利要求4所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却槽(23)开设在所述冷却环(20)朝向所述蜗舌(13)的外周面上；或者所述冷却槽(23)开设在所述蜗舌(13)的内壁上；或者所述冷却环(20)与所述蜗舌(13)内壁共同围成所述冷却槽(23)。

8.根据权利要求4或6所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗舌(13)的内壁上形成有环形槽(14)，所述环形槽(14)与所述冷却入口(12)对应设置且连通，所述环形槽(14)与所述冷却槽(23)连通，冷却液由所述冷却入口(12)进入后，经所述环形槽(14)进入到所述冷却槽(23)内。

9.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗舌(13)的内壁上形成有安装卡位槽(15)，所述冷却环(20)安装在所述安装卡位槽(15)内。

10.根据权利要求2所述的蜗壳，其特征在于，所述冷却环(20)为筒状结构，所述冷却环(20)的形状与所述蜗舌(13)匹配。

11.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗壳为压缩机的排气蜗壳。

12.根据权利要求1所述的蜗壳，其特征在于，所述蜗壳为水蒸气压缩机的排气蜗壳，所述冷却液为冷却水。

13.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的蜗壳。

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