CN113530856A - 压缩机及制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机及制冷系统，该压缩机包括：第一叶轮，沿轴向吸入制冷剂，并沿与轴向呈锐角的方向压缩；第二叶轮，沿轴向吸入在所述第一叶轮压缩的制冷剂，并沿离心方向压缩；马达，使所述第一叶轮和所述第二叶轮旋转；以及旋转轴，所述第一叶轮、第二叶轮以及所述马达连接于所述旋转轴；所述第一叶轮与所述旋转轴的轴向一端连接，所述第二叶轮与所述旋转轴的轴向另一端连接，所述第一叶轮和所述第二叶轮的制冷剂的吸入方向相同。

Description

压缩机及制冷系统

技术领域

本发明涉及压缩机及制冷系统。

背景技术

通常，制冷系统是将冷水供应给冷水需求处的系统，其特征在于，通过使在冷冻系统循环的制冷剂和在冷水需求处和冷冻系统之间循环的冷水进行热交换，来冷却冷水。这种制冷系统可以作为大容量设备设置于规模大的建筑物等。

现有的制冷系统应用两级离心式叶轮，使用进行两级压缩的压缩机。两级压缩机具有压缩压力高，效率优异的优点。

但是，当使用两个离心式叶轮时，存在对转速增大的限制范围，因此存在叶轮尺寸变大的问题点。并且离心式叶轮沿轴向吸入制冷剂并沿离心方向(与轴向交叉的径向)排出，在此情况下，存在如下的问题点，需要在压缩机的壳体的外部设置有连接一级叶轮和二级叶轮的连接流路，而在连接流路上会产生损失，并且追加连接配管导致压缩机尺寸增大。

发明内容

本发明的目的在于，由于能够通过使用混流式叶轮来增大比速率，因此提供一种与使用离心式叶轮相比使叶轮的尺寸减小的压缩机。

本发明的目的还在于，提供一种使用混流式叶轮，提高压缩机的构成的配置效率，由此减小尺寸的压缩机。

本发明的目的还在于，提供一种压缩性能得到提高的压缩机。

本发明的目的并不限定于以上提及到的目的，本领域的技术人员能够通过以下的记载明确理解未被提及到的其他目的。

为了实现上述目的，本发明实施例的压缩机的特征在于，将混流式叶轮用作一级叶轮。

另外，本发明的特征在于，将混流式叶轮中使用到的扩散器的无效区域配置推力轴承。

具体而言，本发明的特征在于，包括：第一叶轮，沿轴向吸入制冷剂，并沿与轴向呈锐角的方向压缩；第二叶轮，沿轴向吸入在所述第一叶轮压缩的制冷剂，并沿离心方向压缩；马达，使所述第一叶轮和所述第二叶轮旋转；以及旋转轴，所述第一叶轮、第二叶轮以及所述马达连接于所述旋转轴；所述第一叶轮与所述旋转轴的轴向一端连接，所述第二叶轮与所述旋转轴的轴向另一端连接，所述第一叶轮和所述第二叶轮的制冷剂的吸入方向相同。

所述第一叶轮可以包括混流式叶轮，所述第二叶轮可以包括离心式叶轮。

所述马达可以位于所述第一叶轮和所述第二叶轮之间。

另外，本发明还可以包括使在所述第一叶轮压缩的制冷剂扩散的扩散器，在所述旋转轴的径向上，所述扩散器的流入部可以位于比所述扩散器的吐出部更靠近所述第一叶轮的位置，在轴向上，所述扩散器的吐出部可以位于比所述扩散器的流入部更靠近所述第二叶轮的位置。

所述扩散器的流入口的方向可以位于吸入制冷剂的第一轴向和所述旋转轴的径向之间，所述扩散器的吐出部的方向可以与所述第一轴向平行。

所述扩散器可以由形成于容纳所述第一叶轮、第二叶轮、马达以及旋转轴的壳体的空腔限定。

所述扩散器可以是包围所述旋转轴的环形状。

另外，本发明还可以包括在轴向上支撑所述旋转轴的推力轴承，所述推力轴承可以配置为与所述扩散器在所述径向上重叠。

所述推力轴承可以位于比所述扩散器更靠近所述旋转轴的位置。

另外，本发明还可以包括扩散流路，所述扩散流路与所述扩散器的吐出部连接并将扩散的制冷剂引向所述第二叶轮，所述扩散流路可以配置为与所述马达在所述径向上重叠。

所述马达可以位于比所述扩散流路更靠近所述旋转轴的位置。

所述扩散流路可以由形成于容纳所述第一叶轮、第二叶轮、马达以及旋转轴的壳体的空腔限定。

另外，本发明还可以包括复数个磁性轴承，所述复数个磁性轴承在与所述旋转轴的轴向交叉的径向上支撑所述旋转轴。

所述磁性轴承的至少一部分可以位于与所述扩散器在径向上重叠的位置。

在轴向上，在所述磁性轴承中位于靠近所述推力轴承的位置的磁性轴承可以位于比所述推力轴承更靠近所述马达的位置。

另外，本发明可以包括：一叶轮，沿轴向吸入制冷剂，并沿与轴向呈锐角的方向压缩；第二叶轮，沿轴向吸入在所述第一叶轮压缩的制冷剂，并沿离心方向压缩；马达，使所述第一叶轮和所述第二叶轮旋转；旋转轴，所述第一叶轮、第二叶轮以及所述马达连接于所述旋转轴；推力轴承，在轴向上支撑所述旋转轴；以及扩散器，使在所述第一叶轮压缩的制冷剂扩散；所述推力轴承可以配置于所述扩散器和所述旋转轴之间的容纳空间。

其他实施例的具体内容记载在具体实施方式和附图中。

附图说明

图1是表示本发明一实施例的制冷系统的图。

图2是示出与控制部连接的构成之间的关系的框图。

图3是示出本发明一实施例的压缩机的剖视图。

图4是将图3的一部分放大的剖视图。

图5是示出本发明一实施例的压缩机的制冷剂的流动的图。

附图标记说明

100：压缩机 200：冷凝器

300：膨胀阀 400：蒸发器

500：空气调节单元 600：冷却水单元

具体实施方式

参照附图详细说明本发明的实施例，本发明的优点和特征以及用于实现本发明的优点和特征的方法将变得显而易见。然而，实施例不限于在下文中公开的实施例，可以以不同的方式实现。提供实施例是为了完善公开并且用于向本领域普通技术人员公开本发明的范围。在整个说明书中，相同的附图标记可以表示相同的元件。

如图所示，作为关于空间的相对性术语的“之下(below)”，“下方(beneath)”，“下部(lower)”，“上(above)”，“上部(upper)”等，可以为了便于说明一个构成要素和另一构成要素的相互关系而使用。关于空间的相对性术语除了附图中所示的方向之外，还应该理解为包括在使用时或动作时构成要素的彼此不同的方向的术语。例如，在将附图中图示的构成要素倒转的情况下，描述为位于另一构成要素“之下(below)”或“下方(beneath)”的构成要素可以安放于另一构成要素的“上方(above)”。因此，作为示例性术语的“下方”可以将下方和上方均包括。构成要素可以沿其他方向取向，因此，关于空间的相对性术语可以根据取向来解释。

在本说明书中使用到的术语是用于说明实施例的，而并非用于限定本发明。在本说明书中，除非有特别说明，否则单数的表述包含复数的表述。在说明书中使用到的“包含(comprises)”以及/或“包括(comprising)”并不表示除了提及到的构成要素、步骤以及/或动作之外，存在或追加一个以上的其他构成要素、步骤以及/或动作。

除非另有其他定义，否则本说明书中使用到的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以作为本发明所属技术领域的普通技术人员共通理解的意思使用。另外，除非有明确的特别定义，否则通常使用的词典中定义的术语不应被理想化或夸大解释。

在附图中，为了便于说明和说明的明确性，各个构成要素的厚度或尺寸被夸大或省略或示意性地示出。另外，各个构成要素的尺寸和面积并不完全反应实际尺寸或面积。

图1是示出设置有本发明的压缩机100的制冷系统的图。另一方面，本发明一实施例的压缩机100不仅可以作为制冷系统的一部分发挥功能，而且也可以用于空调机中，只要是压缩气体状态的物质的设备均可以使用本发明的压缩机。

参照图1，本发明一实施例的制冷系统1包括：压缩机100，形成为压缩制冷剂；冷凝器200，通过使在压缩机100压缩的制冷剂和冷却水进行热交换来冷凝制冷剂；膨胀器300，使在冷凝器200冷凝的制冷剂膨胀；蒸发器400，形成为通过使在膨胀器300膨胀的制冷剂和冷水进行热交换，来使制冷剂蒸发的同时使冷水冷却。

另外，本发明一实施例的制冷系统1还包括：冷却水单元600，在冷凝器200通过被压缩的制冷剂和冷却水之间的热交换来加热冷却水；和空气调节单元500，在蒸发器400通过膨胀的制冷剂和冷水之间的热交换来冷却冷水。

冷凝器200提供使在压缩机100压缩的高压的制冷剂和从冷却水单元600流入的冷却水进行热交换的场所。高压的制冷剂通过与冷却水的热交换而被冷凝。

冷凝器200可以是壳管式的热交换器。具体而言，在压缩机100压缩的高压的制冷剂通过冷凝器连接流路150流入到相当于冷凝器200内部空间的冷凝空间230。另外，冷凝空间230内部包括有可供从冷却水单元600流入的冷却水流动的冷却水流路210。

冷却水流路210由供冷却水从冷却水单元600流入的冷却水流入流路211和供向冷却水单元600排出冷却水的冷却水吐出流路212构成。流入到冷却水流入流路211的冷却水在冷凝空间230内部与制冷剂进行热交换，之后经由设置于冷凝器200内部一端或外部的冷却水连接流路240流入到冷却水吐出流路212。

冷却水单元600和冷凝器200以冷却水管220为媒介而连接。冷却水管220不仅是在冷却水单元600和冷凝器200之间供冷却水流动的通路，而且可以通过由橡胶等材质构成来防止冷却水向外部泄漏。

冷却水管220由与冷却水流入流路211连接的冷却水流入管221和与冷却水吐出流路212连接的冷却水吐出管222构成。下面，对整个冷却水的流向进行说明。在冷却水单元600与空气或液体进行了热交换的冷却水经由冷却水流入管221流入到冷凝器200的内部。流入到冷凝器200内部的冷却水依次经由设置于冷凝器200内部的冷却水流入流路211、冷却水连接流路240以及冷却水吐出流路212，并与流入到冷凝器200内部的制冷剂进行热交换，之后重新经由冷却水吐出管222流入到冷却水单元600。

另一方面，在冷凝器200通过热交换而吸收了制冷剂的热的冷却水可以在冷却水单元600被气冷。冷却水单元600由主体部630、冷却水流入管610以及冷却水吐出管620构成，所述冷却水流入管610是供吸收了热的冷却水经由冷却水吐出管222流入的入口，所述冷却水吐出管620是供在冷却水单元600内部进行了冷却的冷却水排出的出口。

冷却水单元600可以为了冷却流入到主体部630内部的冷却水而使用空气。具体而言，主体部630设置有产生气流的风扇，并且由吐出空气的空气吐出口631和相当于向主体部630内部吸入空气的入口的空气吸入口632构成。

从空气吐出口631吐出的进行了热交换的空气可以用于制热。在冷凝器200中进行了热交换的制冷剂被冷凝而积攒在冷凝空间230的底部。被积攒的制冷剂流入到设置于冷凝空间230内部的制冷剂盒250，之后向膨胀器300流动。

制冷剂从制冷剂盒250的制冷剂流入口251流入，流入的制冷剂向蒸发器连接流路260吐出。蒸发器连接流路260包括蒸发器连接流路流入口261，蒸发器连接流路流入口261可以位于制冷剂盒250的底部。

蒸发器400包括使在膨胀器300膨胀的制冷剂和冷水之间形成热交换的蒸发空间430。蒸发器连接流路260中的制冷剂经由膨胀器300之后流向设置于蒸发器400内部的制冷剂喷射装置450，并经由设置于制冷剂喷射装置450的制冷剂喷射孔451向蒸发器400内部均匀地散开。

另外，在蒸发器400内部设置有冷水流路410，所述冷水流路410包括冷水流入流路411和冷水吐出流路412，所述冷水流入流路411供冷水向蒸发器400内部流入，所述冷水吐出流路412用于向蒸发器400外部吐出冷水。

冷水经由与设置于蒸发器400外部的空气调节单元500相连通的冷水管420流入或吐出。冷水管420由冷水流入管421和冷水吐出管422构成，所述冷水流入管421是供空气调节单元500内部的冷水流向蒸发器400的通路，所述冷水吐出管422是供在蒸发器400进行了热交换的冷水流向空气调节单元500的通路。即，冷水流入管421与冷水流入流路411连通，冷水吐出管422与冷水吐出流路412。

下面，对冷水的流向进行说明。经由空气调节单元500、冷水流入管421、冷水流入流路411，穿过设置于蒸发器400的内部一端或蒸发器400的外部的冷水连接流路440，之后经由冷水吐出流路412、冷水吐出管422重新流入空气调节单元500。

空气调节单元500利用制冷剂来冷却冷水。被冷却的冷水可以通过在空气调节单元500内吸收空气的热来冷却室内。空气调节单元500包括与冷水流入管421连通的冷水吐出管520和与冷水吐出管422连通的冷水流入管510。在蒸发器400进行了热交换的制冷剂经由压缩机连接流路460重新流入压缩机100。

参照图2，本发明还可以包括控制部700，所述控制部700基于由振动检测传感器72测量到的振动频率，执行防浪涌运转。

控制部700控制振动检测传感器72和功率放大器730，所述功率放大器730放大施加于磁性轴承141、马达130以及推力轴承160的电流的大小。

通过控制功率放大器730，可以调节施加到磁性轴承141、马达130以及推力轴承160的电流的大小，利用振动检测传感器72可以掌握根据电流的大小而发生变化的旋转轴的位置变化。

由振动检测传感器72检测到的值存储于存储部740。可以将基准位置、正常位置范围、偏心位置等数据预先存储于存储部740。当判断浪涌发生条件时，可以通过比较测量到的值和存储于存储部740的值，来判断是否进行防浪涌运转。

具体而言，在判断为振动频率脱离了正常振动频率范围的的情况下，控制部700执行防浪涌运转。

在压缩机100发生的浪涌大部分是流动分离增长引起的旋转失速导致的。由于磁性轴承控制轴的位置，因此可以在不影响系统程度的极短的时间期间晃动轴，若逆变器产品可以以控制压缩机100的转速的方式在发生旋转失速之前管理流动分离，则可以避免发生浪涌进行运转。

由于流动分离沿封堵制冷剂流路的方向增长，因此分析吐出流路150的振动成分时可以用BPF(Blade Passing Frequency，叶片通过频率)值的变化来确认流动分离增长与否。本发明观测流动分离的增长并通过控制来去除流动分离，由此防止浪涌。BPF可以定义为是叶片叶的数量和当前马达130的运转频率的乘积。

在此，正常振动频率可以是通过实验而确定的值。作为另一例子，在吐出流路150的振动频率小于BPF值的情况下，控制部700可以判断为脱离了正常振动频率范围。作为另外一例子，在吐出流路150的振动频率小于BPF值的状态持续规定时间的情况下，控制部700可以判断为脱离了正常振动频率范围。

参照图3和图4，详细说明压缩机100。

本发明一实施例的压缩机100设置为两级压缩压缩机100。但是，这仅为示例，根据本发明思想的压缩机100不限于此。压缩机100包括第一叶轮110、第二叶轮120、马达180、旋转轴140。另外，压缩机100还可以包括容纳第一叶轮110、第二叶轮120、马达180、旋转轴140的壳体101、102、103。

压缩机100包括外壳101和与外壳101结合的外壳盖102、103。广义上，可以理解为外壳盖102、103是的外壳101的一构成。也可以将外壳101和外壳盖102、103统称为壳体101、102、103。

详细地说，外壳101呈大致圆筒形状，并且构成为两侧部开口。在外壳101的开口的两侧部可以分别结合有外壳盖102、103。

外壳盖102、103包括，结合于外壳101的开口的一侧的第一外壳盖102和结合于外壳101的开口的另一侧的第二外壳盖103。外壳101的内部空间可以被外壳盖102、103密闭。

以图2和图3为基准，第一外壳盖102可以位于压缩机100的右侧部，第二外壳盖103可以位于压缩机100的左侧部。换言之，第一外壳盖102、第二外壳盖103可以配置为彼此面对。

在此，左侧是与轴向平行的方向，可以称作第一轴向Ax1，右侧是与轴向平行的方向可以作为与第一轴向Ax1相反的方向而称作第二轴向Ax2。另外，以图3为基准，可以将上下方向作为与轴向正交的方向而称作径向。

在第一外壳盖102连接有吸入制冷剂的第一吸入管(未图示)，在第二外壳盖103连接有排出被压缩的制冷剂的吐出管105。在图3中省略了第一吸入管，而示出了供第一吸入管连接的第一吸入部106。

在第二外壳盖103形成有供从第一外壳盖102吐出的制冷剂流入的第二吸入部107。

此时，在蒸发器40流动的制冷剂向第一吸入部106流入。第一吸入部106与压缩机连接流路460连接。

经由第一吸入部106流入到第一外壳盖102的制冷剂流入第二吸入部107。从第一外壳盖102吐出的制冷剂流入第二吸入部107。经由第二吸入部107流入到第二外壳盖103制冷剂从吐出管105吐出。并且，吐出管105连接到冷凝器20。吐出管105也可以连接到冷凝器连接流路150。

另外，在第一外壳盖102、第二外壳盖103可以设置有控制盒(未图示)。控制盒可以设置为朝一侧凸出使得用户能够控制各构成。控制盒可以分别设置于第一外壳盖102、第二外壳盖103。

另外，在第一外壳盖102、第二外壳盖103分别设置有第一叶轮110、第二叶轮120，并由此来压缩制冷剂。

第一叶轮110沿轴向吸入制冷剂并沿与轴向呈锐角的方向压缩。更具体而言，第一叶轮110沿第一轴向Ax1吸入制冷剂，并朝第一轴向Ax1和径向之间吐出。

例如，第一叶轮110可以包括混流式叶轮。若使用混流式叶轮，则可以增大压缩机100的比速率(Specific speed)，并且减小叶轮的尺寸。

第一叶轮110与旋转轴140的轴向一端连接。具体而言，第一叶轮110与旋转轴140的右侧端连接。由于第一叶轮110的制冷剂吸入方向为从右向左的方向，因此第一叶轮110的形状可以随着从右侧朝左侧方向靠近其半径逐渐扩张。

第二叶轮120轴向吸入制冷剂并沿离心方向压缩。更具体而言，第二叶轮120沿第一轴向Ax1吸入制冷剂，并沿与第一轴向Ax1交叉的(优选，正交)径向吐出。

例如，第二叶轮120可以包括离心式叶轮。第二叶轮120与旋转轴140的轴向另一端连接。具体而言，第二叶轮120与旋转轴140的左侧端连接。由于第二叶轮120的制冷剂的吸入方向为从右向左的方向，因此第二叶轮120的形状可以是随着从右侧朝左侧方向靠近其半径逐渐扩张。第一叶轮110和第二叶轮120的制冷剂的吸入方向相同。

具体而言，第一叶轮110、第二叶轮120对经由第一吸入口106、第二吸入口107而沿轴向流入的制冷剂进行压缩并吐出。制冷剂在第一叶轮110被第一次压缩，在第二叶轮120压缩在第一叶轮110压缩的制冷剂。

在第一叶轮110压缩的制冷剂经由流路供给到第二叶轮120。所述流路可以由形成于压缩机100的壳体101、102、103空腔限定。若流路由壳体101、102、103的空腔形成，则可以省略压缩机100外部的额外的连接配管，从而会使压缩机100的体积变小。

为了使从第一叶轮110吐出的制冷剂扩散，本发明可以设置有扩散器190。扩散器190可以在与叶轮300相邻的位置通过扩散被第一叶轮110压缩为高压的工作流体来执行将动压转换为静压的功能。

扩散器190可以将第一叶轮110的吐出端和第二叶轮120的第二流入部107连接。当然，扩散器190也可以是第一叶轮110的吐出端和扩散流路153连接，扩散流路153与第二流入部107连接。

扩散器190的一端与第一叶轮110的吐出端连接，扩散器190的另一端与扩散流路153连接，扩散器190扩散从第一叶轮110吐出的制冷剂。扩散器190可以转换从第一叶轮110吐出的制冷剂的方向。若扩散器190转换制冷剂的吐出方向，则从第一叶轮110吐出的制冷剂沿着形成于压缩机100的壳体101、102、103流路轴向移动，因此无需在压缩机100的外部设置额外的连接配管。

具体而言，扩散器190的流入部190a可以位于在旋转轴140的径向上比扩散器190的吐出部190b更靠近第一叶轮110的位置，而扩散器190的吐出部190b可以位于在轴向上比扩散器190的流入部190a更靠近第二叶轮120的位置。

另外，扩散器190的流入口的方向D1可以是朝吸入制冷剂的第一轴向Ax1和旋转轴140的径向之间的方向，扩散器190的吐出部190b的方向D2可以与第一轴向Ax1平行。

更具体而言，扩散器190可以形成为随着从扩散器190的流入口向扩散器190的流出口侧靠近逐渐与第一轴向Ax1平行。扩散器190和旋转轴140形成的角度可以随着从旋转轴140径向远离而逐渐变小。

从第一叶轮110吐出的制冷剂的流动方向，从第一轴向Ax1和径向之间的方向转换为第一轴向Ax1。

扩散器190可以由形成于容纳第一叶轮110、第二叶轮120、马达180以及旋转轴140的壳体101、102、103的空腔限定。具体而言，扩散器190可以形成于第一外壳盖102。若扩散器190形成于第一外壳盖102，则无需设置独立于壳体101、102、103的配管，因此可以减少空间、降低制造成本。

扩散器190可以是包围旋转轴140的环形状。在轴向上看，扩散器190可以是包围旋转轴140和第一叶轮110的形状。扩散器190的中心可以与旋转轴140的中心一致。

另外，扩散器190可以包括沿圆周排列的复数个导叶191。原则上，导叶由用于引导流动的成型叶片、楔型叶片或圆形叶片或环形叶片构成。

另外，就导叶而言，可以规则或不规则地分布，可以以相同或不同的径向高度配置，可以是相同或不同的形状的构成。在各个情形中，相邻配置的两个导叶之间可以存在具有最狭小的截面的(或者喉部)一个部位。

通过这种扩散器190形状，在扩散器190和旋转轴140之间限定出容纳空间193。通过在容纳空间193配置推力轴承160，可以减小压缩机100的体积，对此将在后面进行说明。

另外，扩散流路153与扩散器190的吐出部190b连接，由此将扩散的制冷剂引向第二叶轮120。扩散流路153的一端与扩散器190的吐出部190b连接，扩散流路153的另一端与第二流入部107连接。

扩散流路153由形成于容纳第一叶轮110、第二叶轮120、马达180以及旋转轴140的壳体101、102、103的空腔限定。由于扩散流路153形成于壳体101、102、103的内部，因此能够减小用于形成扩散流路153的空间。扩散流路153可以配置为在径向上不与第一叶轮110、第二叶轮120重叠。扩散流路153可以与轴向平行延伸。

在外壳101的内部设置有向第一叶轮110、第二叶轮120提供驱动力的旋转轴140和马达180。尤其，马达180可以以无油(Oilless)方式设置。

马达180包括：定子182，具有固定于外壳101的外周面和形成旋转空间的内周面；以及转子181，容纳于定子182的旋转空间，相对于定子182旋转。在转子181连接有旋转轴140，所述旋转轴140通过与转子181一起旋转来向叶轮传递转子的旋转驱动力。马达180配置在第一叶轮110和第二叶轮120之间。

此时，旋转轴140的两端分别连接有第一叶轮110、第二叶轮120。通过马达180，旋转轴140可以旋转，进而与旋转轴140连接的第一叶轮110、第二叶轮120可以旋转。

马达180可以位于比扩散流路153更靠近旋转轴140的位置。马达180的至少一部分在径向上与扩散流路153重叠。扩散流路153配置于马达180的外部区域，由此可以省略连接配管。

压缩机100包括推力轴承160，所述推力轴承160限制旋转轴140在轴向Ax上振动。推力轴承160在轴向上支撑旋转轴140。

为了防止因推力轴承160而旋转轴140的轴向Ax(左右方向)振动，优选旋转轴140的与轴向Ax垂直的面具有规定的面积。

具体而言，旋转轴140还可以包括推力环140a，所述推力环140a提供能够通过推力轴承160的磁力来移动旋转轴140的充分的磁力。在与轴向Ax垂直的面上，推力环140a可以具有比旋转轴140的截面更大的面积。推力环140a可以朝旋转轴140的旋转半径方向延伸而形成。

推力轴承160由导体构成并且缠绕有线圈(未图示)。通过在缠绕的线圈143中流动电流而起到与磁铁相同的作用。

推力轴承160限制旋转轴140因朝轴向Ax的振动而移动，并且防止旋转轴140与压缩机100的其他构成发生碰撞。

具体而言，推力轴承160由第一推力轴承160a和第二推力轴承160b构成，并且在旋转轴140的轴向Ax上包围推力环140a。即，在旋转轴140的轴向Ax上，按第一推力轴承160a、推力环140a、第二推力轴承160b的顺序配置。

更具体而言，旋转轴140的至少一部分位于第一推力轴承160a和第二推力轴承160b之间。优选，推力环140a位于第一推力轴承160a和第二推力轴承160b之间。

因此，第一推力轴承160a和第二推力轴承160b通过具有较大面积的推力环140a和磁力作用，具有最小化旋转轴140在旋转轴140方向上振动的效果。推力轴承160设置于轴承罩体163。

推力轴承160的力与距离的平方成反比，与电流的平方成正比。当在旋转轴140发生浪涌时会沿叶轮120方向(右侧方向)产生推力。在此，为响应于沿右侧方向产生的力，需要利用推力轴承160的磁力以最大限度的力拉拽轴，若旋转轴140的位置位于两个推力轴承160的中间(基准位置)，则难以与急剧的轴移动对应地将旋转轴140快速地移动至基准位置。

间隙传感器70检测旋转轴140的轴向Ax(左右方向)移动。当然，间隙传感器70可以检测旋转轴140的上下方向(与轴向Ax正交的方向)移动。当然，间隙传感器70可以包括复数个间隙传感器70。

例如，间隙传感器70可以从旋转轴140的轴向Ax一端沿轴向Ax隔开配置为检测旋转轴140的左右方向移动。具体而言，间隙传感器70从推力环140a沿轴向隔开，并测量到推力环140a为止的距离。间隙传感器70设置于轴承罩体163。

优选，推力轴承160配置于无效区域，以避免影响其他构成。推力轴承160可以根据扩散器190的形状而位于在扩散器190和旋转轴140之间形成的容纳空间193中。容纳空间193可以是沿第一轴方向而逐渐扩张的环形状。

具体而言，推力轴承160的至少一部分配置为与扩散器190在径向上重叠，并且位于比扩散器190更靠近旋转轴140的位置。因此，推力轴承160配置于因扩散器190而形成的无效区域中。

优选，整个推力轴承160可以配置为与扩散器190在径向上重叠。

本发明还可以包括复数个磁性轴承141，所述复数个磁性轴承141可以在与旋转轴140的轴向交叉的径向上支撑旋转轴140。

磁性轴承141由导体构成，并且缠绕有线圈(未图示)。通过在缠绕的线圈143流动的电流而发挥与磁铁相同的作用。磁性轴承141设置有复数个并且以旋转轴140为中心包围旋转轴140。

磁性轴承141在与旋转轴140的轴向交叉的径向上支撑旋转轴140。磁性轴承141可以使旋转轴140以悬浮于空气中的状态无摩擦地旋转。为此，需要以旋转轴140为中心至少设置有三个以上的磁性轴承141，各个磁性轴承141需要设置为以旋转轴140为中心均衡。

在本发明一实施例的情况下，设置为四个磁性轴承141以旋转轴140为中心对称，通过因缠绕在各个的磁性轴承141上的线圈而产生的磁力，旋转轴140悬浮于空气中。通过旋转轴140悬浮于空气中旋转，可以与设置有轴承的现有的发明不同地减少因摩擦而产生的能量损失。

另一方面，压缩机100还可以包括支撑磁性轴承141的轴承罩体(未图示)。

复数个磁性轴承141至少设置于旋转轴140的两个部位。两个部位是在旋转轴140的长度方向上的两个彼此不同的部位。由于旋转轴140相当于在直线上，因此至少在两个部位支撑旋转轴140才能够防止朝圆周方向的振动。具体而言，磁性轴承141可以包括：位于与第一叶轮110相邻的位置的第一磁性轴承140a；和位于与第二叶轮120相邻的位置的第二磁性轴承140b。

磁性轴承141的至少一部分与扩散器190在径向上重叠。磁性轴承141的一部分可以位于因扩散器190的形状而在扩散器190和旋转轴140之间形成的容纳空间193中。

具体而言，磁性轴承141的至少一部分可以配置为与扩散器190在径向上重叠，并且位于比扩散器190更靠近旋转轴140的位置。

在轴向上，磁性轴承141中位于靠近推力轴承160的位置的磁性轴承141a可以位于比推力轴承160更靠近马达180的位置。

参照图5，对制冷剂的流动进行说明。经由压缩机100连接流路460流入到压缩机100内部的制冷剂通过第一吸入部106流入到第一叶轮110而被压缩，并朝轴向和径向之间的方向吐出。

被压缩的制冷剂在扩散器190扩散，并沿与轴向平行的方向吐出。从扩散器190吐出的制冷剂经由扩散流路153流向第二流入部107。

流入到第二流入部107的制冷剂朝旋转轴140的中心方向集中并流向第二叶轮120。流入到第二叶轮120的制冷剂被压缩并沿径向吐出。从第二叶轮120吐出的制冷剂流向吐出管105。流入到吐出管105的制冷剂流向冷凝器连接流路150。

根据本发明的压缩机以及制冷系统，具有如下效果中的一种或者多种效果。

第一、本发明使用的两个叶轮中一个是混流式叶轮而另一个是离心式叶轮，由此能够提高压缩性能，提高压缩机的比速率。

第二、本发明由于能够通过使用混流式叶轮来提高比速率，因此具有能够减小混流式叶轮的尺寸，减小压缩机的尺寸的优点。

第三、本发明有效地配置了，混流式叶轮、设置于混流式叶轮的吐出端的扩散器以及推力轴承，即使用了压缩机内的无效区域，因此具有能够减小整个压缩机的尺寸的优点。

第四、本发明使混流式叶轮的制冷剂的流入方向和离心式叶轮的制冷剂的流入方向相同，并且该方向为压缩机的中心方向，由此具有如下的优点，减小旋转轴的长度，将旋转轴和混流式叶轮之间的空间用作可配置其他部件的空间。

本发明的效果不限于以上提及到的效果，本领域普通技术人员可以从权利要求书的记载明确理解未被提及到的其他效果。

以上，参照附图对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明并不限定于上述特定的实施例，在不背离权利要求书中主张的本发明的技术思想的范围内，本领域的一般技术人员能够对其进行多种变形实施，这样的变形实施不应脱离本发明的技术思想或前景而单独地加以理解。

Claims (15)

1.一种压缩机，其中，包括：

第一叶轮，沿轴向吸入并沿与轴向呈锐角的方向压缩制冷剂；

第二叶轮，沿轴向吸入并沿离心方向压缩在所述第一叶轮压缩的制冷剂；

马达，使所述第一叶轮和所述第二叶轮旋转；以及

旋转轴，所述第一叶轮、第二叶轮以及所述马达连接于所述旋转轴；

所述第一叶轮与所述旋转轴的轴向一端连接，所述第二叶轮与所述旋转轴的轴向另一端连接，

所述第一叶轮和所述第二叶轮的吸入制冷剂的方向相同。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述第一叶轮包括混流式叶轮，

所述第二叶轮包括离心式叶轮。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

所述马达位于所述第一叶轮和所述第二叶轮之间。

4.根据权利要求1所述的压缩机，其中，

还包括使在所述第一叶轮压缩的制冷剂扩散的扩散器，

在所述旋转轴的径向上，所述扩散器的流入部位于比所述扩散器的吐出部更靠近所述第一叶轮的位置，

在轴向上，所述扩散器的吐出部位于比所述扩散器的流入部更靠近所述第二叶轮的位置。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

所述扩散器的流入口的方向位于吸入制冷剂的第一轴向和所述旋转轴的径向之间，

所述扩散器的吐出部的方向与所述第一轴向平行。

6.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

所述扩散器由形成于容纳所述第一叶轮、第二叶轮、马达以及旋转轴的壳体的空腔限定。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其中，

所述扩散器是包围所述旋转轴的环形状。

8.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

还包括在轴向上支撑所述旋转轴的推力轴承，

所述推力轴承配置为与所述扩散器在所述径向上重叠。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其中，

所述推力轴承位于比所述扩散器更靠近所述旋转轴的位置。

10.根据权利要求4所述的压缩机，其中，

还包括扩散流路，所述扩散流路与所述扩散器的吐出部连接而将扩散的制冷剂引向所述第二叶轮，

所述扩散流路配置为与所述马达在所述径向上重叠。

11.根据权利要求10所述的压缩机，其中，

所述马达位于比所述扩散流路更靠近所述旋转轴的位置。

12.根据权利要求10所述的压缩机，其中，

所述扩散流路由形成于容纳所述第一叶轮、第二叶轮、马达以及旋转轴的壳体的空腔限定。

13.根据权利要求8所述的压缩机，其中，

还包括复数个磁性轴承，复数个所述磁性轴承在与所述旋转轴的轴向交叉的径向上支撑所述旋转轴。

14.根据权利要求13所述的压缩机，其中，

所述磁性轴承的至少一部分位于与所述扩散器在径向上重叠的位置。

15.根据权利要求13所述的压缩机，其中，

在轴向上，在所述磁性轴承中位于靠近所述推力轴承的位置的磁性轴承位于比所述推力轴承更靠近所述马达的位置。

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