CN113623242A - 涡轮压缩机和包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器 - Google Patents

Abstract

涡轮压缩机和包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器。该涡轮压缩机包括：外壳，所述外壳被配置为限定外观，所述外壳的前部设置有制冷剂吸入孔，制冷剂通过所述制冷剂吸入孔被引入；马达壳体，所述马达壳体被配置为限定容纳空间，在该容纳空间中安装有沿前后方向延伸的旋转轴和被配置为向该旋转轴提供驱动力的马达；第一叶轮，所述第一叶轮联接到所述旋转轴的一端，该第一叶轮被配置为初次压缩引入到所述制冷剂吸入孔中的所述制冷剂；从所述第一叶轮的出口向后延伸的连接通道，所述连接通道被配置为围绕所述马达壳体；以及联接到所述旋转轴的另一端的第二叶轮，该第二叶轮被配置为对通过所述连接通道引入的所述制冷剂进行二次压缩。

Description

涡轮压缩机和包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器

技术领域

本发明涉及涡轮压缩机和包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器。

背景技术

通常，涡轮冷却器可以包括制冷循环。即，涡轮冷却器可以包括：涡轮压缩机，其吸入低压制冷剂以将低压制冷剂压缩成高压制冷剂；冷凝器，其中压缩的制冷剂被冷凝；膨胀装置，其膨胀经过冷凝器的制冷剂；以及蒸发器，其蒸发在膨胀装置中膨胀的制冷剂。

涡轮压缩机可以包括离心式压缩机。另外，涡轮压缩机可用于排放高压状态的气体，同时将驱动马达产生的动能转换为正压。

详细地，涡轮压缩机可以包括叶轮、扩散器和外壳，叶轮通过驱动马达的驱动力旋转以压缩制冷剂，叶轮容纳在外壳中。

这里，叶轮可以设置有多个叶轮。例如，叶轮可以设置为两级离心式叶轮。由于两级离心式叶轮以两级进行离心压缩，因此与以一级进行离心压缩的情况相比，可以提高压缩效率。

叶轮可以分成离心式叶轮、混流式叶轮和轴流式叶轮。这里，叶轮具有根据形状而限制的特定速度范围并且特定直径随着特定速度的减小而增大这样的关系。

具体地，离心式叶轮具有相对来说最小的转数和最大的叶轮尺寸，轴流式叶轮具有相对来说最大的转数和最小的叶轮尺寸。混流式叶轮可以具有在离心式叶轮和轴流式叶轮之间的范围。

即，根据现有技术的设置有两级离心式叶轮的涡轮压缩机具有叶轮尺寸增加的限制，因为由于转数的增加而存在限制范围。详细地，根据现有技术的涡轮压缩机的局限性在于，由于离心式叶轮的特定速度设计范围必须选择为大约1.1以下，因此叶轮必须增加尺寸(或直径)。

此外，在根据现有技术的设置有两级离心式叶轮的涡轮压缩机中，执行第一离心压缩(一级)的第一叶轮的出口和执行第二离心压缩(两级)的第二叶轮的出口可以面向相同的方向，并且第一叶轮的出口可以设置成直接连接到第二叶轮的入口。可以理解，两级离心式叶轮的布置是“串联连续布置”。

当两级离心式叶轮连续地串联布置时，由于第一叶轮和第二叶轮中的每一者都具有圆形形状，存在涡轮压缩机的尺寸增大的限制。而且，由于将第一叶轮连接到第二叶轮的通道的形状复杂，因此存在压力损失增加的限制。

作为另一示例，在根据现有技术的设置有两级离心式叶轮的涡轮压缩机中，第一叶轮的出口和第二叶轮的出口可以设置成相对于驱动马达在两侧方向上彼此隔开。两级离心式叶轮的布置可以理解为“对称布置”。

当两级离心式叶轮对称设置时，由于设置了用于将第一叶轮连接到第二叶轮的单独的连接管，因此存在涡轮压缩机的尺寸进一步增大的限制。另外，由于上述原因，存在由于第一叶轮和第二叶轮中的每一者都具有圆形形状而使压缩机尺寸增大的问题。

相关的现有技术文献信息如下。

[现有技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)KR10-2011-0109090A(TURBO COMPRESSOR；涡轮压缩机加)

(专利文献2)US2017/0146271A1，(TURBO CHILLER；涡轮冷却器)

(专利文献3)US2017/0336106A1，(TURBO ECONOMIZER USED IN CHILLER SYSTEM；冷却器系统中使用的涡轮节能器)

发明内容

实施方式提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器。

实施方式还提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器，该涡轮压缩机能够在使涡轮压缩机的尺寸最小化的同时提高性能。

实施方式还提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器，该涡轮压缩机能够最小化叶轮的尺寸，同时提高多级压缩过程中的压缩性能。

实施方式还提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器，该涡轮压缩机能够减小在多级压缩过程中出现的制冷剂的压力损失。

实施方式还提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器，该涡轮压缩机能够最小化、简化或矫直在执行多级压缩的两个叶轮之间的制冷剂流。

实施方式还提供了一种涡轮压缩机及包括该涡轮压缩机的涡轮冷却器，该涡轮压缩机能够减少在执行初始压缩的叶轮和执行下一压缩的叶轮之间的制冷剂流中发生的损失。

在一个实施方式中，涡轮压缩机包括：外壳，所述外壳被配置为限定外观，所述外壳的前部设置有制冷剂吸入孔，制冷剂通过所述制冷剂吸入孔被引入；马达壳体，所述马达壳体被配置为限定容纳空间，在该容纳空间中安装有沿前后方向延伸的旋转轴和被配置为向所述旋转轴提供驱动力的马达；第一叶轮，所述第一叶轮联接到所述旋转轴的一端，所述第一叶轮被配置为初次压缩引入到所述制冷剂吸入孔中的所述制冷剂；从所述第一叶轮的出口向后延伸的连接通道，所述连接通道被配置为围绕所述马达壳体；以及联接到所述旋转轴的另一端的第二叶轮，所述第二叶轮被配置为对通过所述连接通道引入的所述制冷剂进行二次压缩。

所述马达壳体可以布置成向内与所述外壳隔开，并且所述连接通道可以设置在所述外壳和所述马达壳体之间的隔开的空间中

所述马达壳体可以被所述外壳包围。

所述连接通道可以设置在所述外壳的内周面和所述马达壳体的外周面之间限定的空间中。

所述第一叶轮和所述第二叶轮可以分别设置在所述马达的前侧和后侧。

所述第一叶轮的出口和所述第二叶轮的出口可以面向相同的方向，并且所述第一叶轮和所述第二叶轮可以被设置为在所述前后方向上彼此隔开，以便通过所述连接通道连接。

所述第一叶轮可以被设置为混流式叶轮。

所述第二叶轮可以被设置为离心式叶轮，并且所述第二叶轮的直径范围等于所述第一叶轮的直径范围。

所述涡轮压缩机还可以包括安装在所述连接通道中以引导所述制冷剂的流动的叶片。

所述叶片可以从所述马达壳体的外周面延伸到所述外壳的内周面。

所述叶片可以包括第一叶片和设置在所述第一叶片后面的第二叶片。

所述第一叶片和所述第二叶片中的每一者可以在所述前后方向上具有翼型形状。

所述第二叶片可以设置成多个第二叶片，所述多个第二叶片设置成相对于所述第一叶片的尾缘在两个周向方向上彼此隔开。

所述叶片可以包括电线孔，所述马达壳体的所述容纳空间和所述外壳的外部通过所述电线孔彼此连通。

配置为提供电力的电线被插入到所述电线孔中。

所述涡轮压缩机还可以包括径向轴承和止推轴承，所述径向轴承和所述止推轴承被配置为支撑所述旋转轴的旋转。

所述径向轴承可以包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承相对于所述旋转轴的中心点沿所述前后方向彼此隔开地设置。

所述止推轴承可以设置在所述第一轴承和所述第一叶轮之间。

所述马达可以包括永磁马达，并且所述径向轴承可以包括磁性轴承，所述磁性轴承被配置为利用磁力支撑所述旋转轴。

所述连接通道可以包括：排放通路，所述排放通路被配置为引导从所述第一叶轮排放的所述制冷剂，所述排放通路延伸为具有从所述第一叶轮的出口向后增大的直径；连接通路，所述连接通路从所述排放通路向后延伸成具有恒定直径；以及流入通路，所述流入通路延伸成具有从所述连接通路向后减小的直径，所述流入通路被配置为引导所述制冷剂被引入所述第二叶轮。

所述涡轮压缩机还可以包括蜗壳，所述蜗壳联接到所述外壳的后端并具有制冷剂排放孔，其中，经过所述第二叶轮的所述制冷剂可以被引入所述制冷剂排放孔。

在另一实施方式中，一种涡轮冷却器包括：涡轮压缩机；冷凝器，所述冷凝器被配置为使在所述涡轮压缩机中压缩的制冷剂与冷却水进行热交换；膨胀阀，所述膨胀阀使经过所述冷凝器的所述制冷剂膨胀；以及蒸发器，所述蒸发器被配置成蒸发经过所述膨胀阀的所述制冷剂，以将膨胀的制冷剂提供给所述涡轮压缩机。

所述涡轮冷却器还可以包括：节能器，所述节能器被安装在所述膨胀阀和所述蒸发器之间；以及注入管，从所述节能器分离的制冷剂流过该注入管。

所述涡轮压缩机可以包括：注入管连接通道，所述注入管连接通道被配置为与所述注入管连通；以及注入孔，所述注入孔限定在所述外壳中，使得所述注入管连接通道和所述连接通道彼此连通。

一个或更多个实施方式的细节在附图和下面的描述中阐述。根据说明书和附图以及权利要求，其它特征将是显而易见的。

附图说明

图1是示出根据一个实施方式的涡轮冷却器的构造和制冷剂的流动的示意图。

图2是根据一个实施方式的涡轮压缩机的构造的剖视图。

图3是示出根据一个实施方式的涡轮压缩机的连接通道中的制冷剂的流动的示意图。

图4是沿着图3中的线A-A'剖取的剖视图。

图5是示出根据一个实施方式通过测量取决于从涡轮压缩机到连接通道的距离的制冷剂涡流角而获得的结果的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述示例性实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施方式；相反，包括在其它退行性发明中或落入本公开的精神和范围内的替代实施方式将向本领域技术人员充分传达本发明的概念。

图1是示出根据一个实施方式的涡轮冷却器的构造和制冷剂的流动的示意图。

参照图1，根据一个实施方式的涡轮冷却器10可以包括压缩制冷剂的涡轮压缩机100(以下称为“压缩机”)、冷凝在压缩机100中压缩的制冷剂的冷凝器20、对在冷凝器20中冷凝的制冷剂进行减压的膨胀阀30和50、以及蒸发在膨胀阀30和50中减压的制冷剂的蒸发器60。

此外，涡轮冷却器10还可以包括节能器40，其从通过膨胀阀30和50减压的制冷剂中分离液体制冷剂和气体制冷剂。

为了以两级提高制冷剂压缩效率，在节能器40中分离的气体制冷剂可以通过注入管45引入压缩机100。

详细地，注入管45可以从节能器40延伸到注入管连接通道210(见图2)，该注入管连接通道设置在压缩机100的一侧。引入注入管连接通道210的制冷剂可通过设置在压缩机100内的连接通路320(见图2)排放。从注入管连接通道210排放的制冷剂可与初次(或一级)压缩的制冷剂混合。

膨胀阀30和50可以包括第一膨胀阀30和第二膨胀阀50，第一膨胀阀30对在冷凝器20中冷凝的制冷剂进行初次减压，第二膨胀阀50对在节能器40中分离的液体制冷剂进行二次减压。

第一膨胀阀30或第二膨胀阀50可以包括能够调节开度的电子膨胀阀(EEV)。

压缩机100可以包括离心式涡轮压缩机。

引导在蒸发器60中蒸发的制冷剂的吸入的吸入管12可以安装在压缩机100的入口侧。而且，延伸到冷凝器20的排放管14可以安装在压缩机100的出口侧。

冷却水W1被引入冷凝器20并从冷凝器20排放，并且冷却水在经过冷凝器20的同时与制冷剂进行热交换而被加热。

而且，冷却水W2被引入蒸发器60并从蒸发器60排放，并且冷却水在经过蒸发器60的同时与制冷剂进行热交换而被冷却。

压缩机100包括：马达110，其产生驱动力；动力传递构件115，其将马达110的驱动力传递到叶轮141和143；以及旋转轴120，其将动力传递构件115连接到叶轮141和143。

马达110可以包括用于高速旋转的永磁(PM)马达。

叶轮141和143可包括第一叶轮141和第二叶轮143，第一叶轮初次压缩引入制冷剂吸入孔202的制冷剂，第二叶轮二次压缩初次压缩过的制冷剂。

第一叶轮141和第二叶轮143可以分别相对于马达110设置在两个方向上。即，第一叶轮141和第二叶轮143可以设置成相对于马达110在前后方向上彼此隔开。

例如，第一叶轮141可以设置在压缩机100的前侧(或入口侧)，第二叶轮143可以设置在压缩机100的后侧(或出口侧)。

经过第二叶轮143的制冷剂可被排放到制冷剂排放孔104(见图2)，然后被引入排放管14。

由于旋转轴120的旋转，第一叶轮141和第二叶轮143可以一起旋转。

压缩机100可设有与吸入管12连通的制冷剂吸入孔202(见图2)。制冷剂吸入孔202可以连接到吸入管12的出口侧。

此外，涡轮冷却器10还可以包括将在冷凝器20中冷凝的制冷剂供应到压缩机100的液滴供应管70。

通过液滴供应管70供应的制冷剂可以处于冷凝状态，因此可以具有液相。而且，通过液滴供应管70供应的液滴制冷剂的压力可大于流过稍后描述的连接通路320的初次压缩的制冷剂的压力。

图2是根据一个实施方式的涡轮压缩机的构造的剖视图。

参照图2，压缩机100还可包括外壳200，其设置有制冷剂吸入孔202。

外壳200可限定压缩机100的外观。例如，外壳200可以具有中空形状，其内部是空的。外壳200可具有大致圆柱形的形状。

外壳200可以设置有多个外壳部分200a、200b和200c，它们彼此连接以密封内部空间。

多个外壳部分200a、200b和200c可以彼此联接以限定集成的外观。因此，由于外壳200被设置成是组装起来的，压缩机100可以容易地组装和拆卸。

详细地，外壳200可以包括设置在前侧的第一外壳部分200a、设置在第一外壳部分200a后面的第二外壳部分200b、以及设置在第二外壳部分200b后面的第三外壳部分200c。

第一外壳部分200a和第三外壳部分200c可以通过第二外壳部分200b彼此连接。例如，第二外壳部分200b可以连接到第一外壳部分220a的后端和第三外壳部分220c的前端。

第一外壳部分200a可以提供注入管连接通道210，从节能器40分离的制冷剂被引入该注入管连接通道210。如上所述，注入管连接通道210连接到注入管45。

注入管连接通道210可以设置为在第一外壳部分200a内沿周向延伸的中空部。例如，注入管连接通道210可以理解为在第一外壳部分200a的内周面和第一外壳部分200a的外周面之间在周向上限定的空间，该内周面面向稍后描述的马达壳体114的外周面。

注入孔220可以限定在马达壳体114的外周面中，流经注入管连接通道210的制冷剂被引入到稍后将描述的连接通道中。

例如，注入孔220可以被穿孔以允许注入管连接通道210和将在后面描述的排放通路310彼此连通。因此，流过注入管连接通道210的制冷剂可以与从第一叶轮141通过注入孔220排放的制冷剂混合。

制冷剂吸入孔202可以限定在第一外壳部分200a的前表面中，并且制冷剂吸入孔202可以从第一外壳部分200a的内部向后延伸。即，制冷剂吸入孔202可以沿前后方向打开并在前端连接到吸入管12。换句话说，制冷剂吸入孔202可以限定在外壳200的入口(或前部)中。

第一叶轮141可以设置在第一外壳部分200a内。即，第一叶轮141可以设置在从制冷剂吸入孔202延伸的制冷剂通道中。

吸入到制冷剂吸入孔202中的制冷剂可以在经过第一叶轮141时被初次压缩。

第二叶轮143可以设置在第三外壳部分200c内。

蜗壳103可以联接到第三外壳部分200c的后端。在这种情况下，蜗壳103可以设置在制冷剂排放孔104中。

而且，蜗壳103可以将从第二叶轮143沿径向排放的制冷剂引导到制冷剂排放孔104。也就是说，蜗壳103的内部空间可以延伸以将第二叶轮143的出口连接到制冷剂排放孔104。

压缩机100还可包括马达壳体114，其被外壳200包围。

马达壳体114可以向内与外壳200隔开。也就是说，在马达壳体114和外壳200之间可以限定具有预定间隙的空间。

马达壳体114可设置成围绕马达110。例如，马达壳体114可具有大致圆柱形的形状，其具有容纳空间113。马达110可以安装在马达外壳114的容纳空间113中。

而且，马达壳体114可以被设置成与外壳200相对应地组装或拆卸。例如，马达壳体114可设置有多个壳体部分114a、114b和114c，这些壳体部分114a、114b和114c彼此联接以密封容纳空间113。

详细地，马达壳体114可以包括：第一壳体部分114a，其设置成与第一外壳部分200a的内部相对应；第二壳体部分114b，其联接到第一壳体部分114a的后端，并设置成与第二外壳部分200b的内部相对应，以及第三外壳部114c，其联接到第二外壳部114b的后端，并设置成与第三外壳部200c的内部相对应。

沿前后方向延伸的旋转轴120可以设置在马达外壳114的容纳空间113中。

旋转轴120可以设置在马达壳体114的中心。也就是说，旋转轴120可以理解为压缩机100的中心轴线。

旋转轴120可以通过马达110的驱动力旋转。

第一叶轮141可以联接到旋转轴120的一端，第二叶轮143可以联接到旋转轴120的另一端。

例如，旋转轴120的前端可以联接到第一叶轮141。同样，旋转轴120的后端可以联接到第二叶轮143。

因此，第一叶轮141和第二叶轮143可以根据旋转轴120的旋转而旋转。

马达110可以包括提供驱动力的转子111和定子112。这里，转子111和定子112可以设置成一对。

定子112可以连接到马达壳体114的内部。例如，定子112可以沿着第二壳体部分114b的内周面连接。而且，定子112可以相对于旋转轴120沿周向延伸。

转子111可以在定子112内部设置成在周向上延伸，从而围绕旋转轴120的中心部分。例如，转子111可以连接到旋转轴120的中心部分。

另选地，动力传递构件115还可以包括与马达110联接的一个或多个齿轮，以允许旋转轴120旋转。

此外，动力传递构件115还可以包括支撑旋转轴120的旋转的径向轴承121和122以及止推轴承125。

由于第一叶轮141和第二叶轮143分别连接到旋转轴120的前端和后端，所以径向轴承121和122可以包括相对于旋转轴120的中心或中心点靠近第一叶轮141设置的第一轴承和靠近第二叶轮143设置的第二轴承122。

即，第一轴承121和第二轴承122可以设置成从旋转轴120的中心点沿前后方向或沿两个方向彼此隔开。

由于第一轴承121和第二轴承122被联接成围绕旋转轴120，旋转轴120的位置可以被固定，并且由于旋转而产生的摩擦也可以被减小。

第一轴承121和第二轴承122中的每一者可以包括利用磁力支撑旋转轴120的磁性轴承。

止推轴承125可设置在第一轴承121和第一叶轮141之间。止推轴承125可以支撑作用在旋转轴120的轴向上的负载。

压缩机100还可以包括连接通道300，其将经过第一叶轮141的初次压缩的制冷剂引导到第二叶轮143。

连接通道300可以由外壳200和马达壳体114提供。即，连接通道300可以设置为外壳200的内周面和马达壳体114的外周面之间的空间。

换句话说，外壳200和马达壳体114可以提供通道，使得制冷剂从制冷剂吸入孔202(其限定在压缩机100的前部)流向制冷剂排放孔(其限定在压缩机100的后部)。

换句话说，连接通道300设置在压缩机100的内部以围绕马达壳体114。

详细地，连接通道300可以包括：排放通路310，其引导从第一叶轮141排放的制冷剂；连接通路320，其从排放通路310向后延伸；以及流入通路330，其从连接通路320向后延伸以引导制冷剂，使得制冷剂被引入第二叶轮143。

例如，排放通路310可以具有从第一叶轮141的出口向后增加的直径。而且，连接通路320可以以恒定直径朝向后侧延伸。此外，流入通路330的直径可以朝向设置第二叶轮143的入口的后侧减小。

因此，由于从第一叶轮141排放的初次压缩的制冷剂沿着设置成相对流线型的连接通道300被引入第二叶轮143，制冷剂的流动损失可以减少。

排放通路310可以设置为由第一壳体部分114a的外周面和第一外壳部分200a的内周面限定的空间。换句话说，排放通路310可以设置成在周向上围绕第一壳体部分114a。

注入孔220可以延伸到排放通路310，以允许注入管连接通道210中的制冷剂被引入排放通路310中。

连接通路320可以设置为由第二壳体部分114b的外周面和第二外壳部分200b的内周面限定的空间。换句话说，连接通路320可以设置成在周向上围绕第二壳体部分114b。

连接通路320可引导流过排放通路310的制冷剂流入到流入通路330。例如，稍后描述的叶片410和420可以安装在连接通路320中。结果，可以减少经过连接通路320的制冷剂的涡流。

流入通路330可以设置为由第三壳体部分114c的外周面和第三外壳部分200c的内周面限定的空间。换句话说，流入通路330可以设置成在周向上围绕第三壳体部分114c。

流入通路330可将流经连接通路320的制冷剂引导至第二叶轮143的入口。

结果，在第一叶轮141中压缩的初次压缩的制冷剂可以沿着连接通道300流动以流入第二叶轮143。另外，在第二叶轮143中被额外压缩的二次压缩的制冷剂可以通过制冷剂排放孔104被引入排放管14以流入冷凝器20。

根据一个实施方式的叶轮141和143可以串联布置，这与上述串联连续布置或对称布置不同。

即，第一叶轮141的出口可以连接到连接通道300，该连接通道围绕马达110的外周或者沿着马达壳体114的外周面设置，并且连接通道300可以连接到第二叶轮143的入口。

结果，第一叶轮141的出口和第二叶轮143的入口指向的方向可以相同，但是第一叶轮141和第二叶轮143可以彼此隔开。

而且，第一叶轮141可以设置为混流式叶轮。例如，第一叶轮141可以设置为混流式叶轮，第二叶轮143可以设置为离心式叶轮。

如上所述，当第一叶轮141被设置为混流式叶轮时，与现有的离心式叶轮相比，转速可以增加，直径(或尺寸)可以减小。

例如，第一叶轮141可以具有大约300mm到大约400mm的直径范围。这里，设置为离心式叶轮的第二叶轮143的直径范围可以大约300mm到大约400mm的范围内。即，根据一个实施方式，在满足压缩机100的目标性能的同时，设置为混流式叶轮的第一叶轮141的直径和设置为离心式叶轮的叶轮143的直径可以设计在相同的范围内。因此，与第一叶轮设置为离心式叶轮的情况相比，压缩机100的总直径可以减小。

结果，由于第一叶轮141的转数高于离心式叶轮的转数，所以可以提高压缩性能。因此，可能与诸如现有的R-134a的制冷剂相比更适合最近提出的生态友好制冷剂(例如R1233zd)的特性。

另外，即使将第一叶轮141设置为混流式叶轮，通过连接通道300引入第二叶轮143的制冷剂的流动也可以相对地变直。因此，可以减少制冷剂的流动损失。

另外，第一叶轮141的直径可以进一步减小，并且压缩机100可以通过围绕马达壳体114的连接通道300而更加紧凑。

此外，由于连接通道300围绕马达壳体114，所以可以防止由现有马达壳体和外部空气之间的温度差引起的结露。

压缩机100还可以包括安装在第二叶轮143的后表面上的扩散器(未示出)，以在径向上压缩从第二叶轮143排放的制冷剂。

例如，扩散器可以联接到旋转轴120的端部并且安装在第二叶轮143的后表面的中心部分。

扩散器可以包括扩散器叶片(未示出)，该扩散器叶片朝向第二叶轮143向前突出并且沿着周向设置成多个。

例如，扩散器叶片可以沿着径向以耙状延伸。同样，扩散器叶片可以压缩和引导经过第二叶轮143的制冷剂。

图3是示出根据一个实施方式的涡轮压缩机的连接通道中的制冷剂的流动的示意图，图4是沿图3的线A-A'剖取的剖视图。

参照图2至图4，压缩机100还可包括设置在连接通道300中的叶片410和420。

叶片410和420可以引导制冷剂的流动，使得经过连接通道300的制冷剂的涡流减小，并且制冷剂的流动方向更加平直。

即，当第一叶轮141被设置为混流式叶轮时，从第一叶轮141排放并被引入到连接通道300中的制冷剂可以具有强旋转分量。因此，叶片410和420可以执行减少流过连接通道300的制冷剂的损失和减少旋转流动分量的功能，以允许制冷剂更有效地引入第二叶轮143。

叶片410和420可以从马达壳体114的外周面延伸到外壳200的内周面。换句话说，叶片410和420可以延伸以将连接通道300的相对于旋转轴120具有较大半径的表面连接到连接通道300的相对于旋转轴120具有较小半径的表面。

例如，多个叶片410和420可以沿马达壳体114的圆周设置成多个，并且每个叶片410和420可以沿径向(图2中的向上和向下方向)延伸。即，叶片410和420可以相对于旋转轴120沿径向延伸，以在连接通道300的部分空间中提供壁。

即，经过连接通道300的制冷剂可由将外壳200的内周面连接到马达壳体114的外周面的叶片410和420引导。

结果，经过连接通道300的制冷剂的流动方向可以沿着叶片410和420的向前和向后延伸方向被引导。

马达110和多个电子设备可以安装在马达壳体114的容纳空间113中。然而，根据一个实施方式，由于连接通道300被设置成围绕马达壳体114，所以难以将向马达110等提供电力的电线引入到马达壳体114的容纳空间113中。

为了解决该限制，叶片410和420可以包括电线孔411和412，其将马达壳体114的容纳空间113连接到外壳200的外部空间。

电线孔411和412中的每一者可以通过允许具有预定直径的孔在延伸方向上即在叶片410和420的径向上延伸来提供。

而且，电线孔411和412可以允许外壳200的外部与容纳空间113连通。因此，可以向设置在容纳空间113中的部件供电。

叶片410和420可以包括第一叶片410和设置在第一叶片410后面的第二叶片420。

第一叶片410和第二叶片420可以在前后方向上以翼型形状延伸。

而且，经过连接通道300的制冷剂F可以在与第一叶片410的最前缘碰撞之后首先沿着在前后方向上延伸的弯曲表面被引导。这里，最前缘可以称为“前缘”。

第二叶片420可以设置成相对于第一叶片410的最后缘的中心在两个周向方向上彼此隔开的多个。这里，最后缘可以称为“尾缘”。

因此，沿着第一叶片410的弯曲表面流动的制冷剂F可以离开第一叶片410的尾缘以与第二叶片420的前缘碰撞。同样，与第二叶片420碰撞的制冷剂F可以沿着在第二叶片420的前后方向上延伸的弯曲表面被向后引导。因此，经过连接通道300的制冷剂F可以在顺序地经过第一叶片410和第二叶片420时减少引起涡流的分量，并且可以相对增大直流分量。

第一叶片410和第二叶片420可设置成布置在连接通路320中。由于排放通路310和/或流入通路330在沿着第一壳体部分114a和第三壳体部分114c的水平线(或旋转轴线的延长线)上具有倾斜度，所以可以更容易地控制连接通路320的制冷剂的流动分量。

第一叶片410和相对于第一叶片410的尾缘在周向上彼此隔开的多个第二叶片420可以成组地限定。而且，设置成一组的叶片410和420可以在马达壳体114的外周面上沿着周向设置成多个。

可以设置多个电线孔411和412。例如，电线孔411和412可以包括直径彼此不同的第一电线孔411和第二电线孔412。

第一电线孔411的直径可大于第二电线孔412的直径，使得多根电线插入容纳空间113中。

而且，第二电线孔412可以设置成与第一电线孔411隔开。因此，使用者可以选择靠近安装在容纳空间113中的部件的电线孔411和412以插入电线。

例如，向马达110供电的电线可以插入到第一电线孔411中，向安装在多个轴承121、122和125中的传感器供电的电线可以插入到第二电线孔412中。

电线孔411和312可以穿过宽度或表面积大于第二叶片420的第一叶片410。当然，电线孔411和412也可以限定在第二叶片420中。

图5是示出根据一个实施方式通过测量取决于从涡轮压缩机到连接通道的距离的制冷剂的涡流角而获得的结果的曲线图。

详细地，图5示出了将根据一个实施方式的叶片410和420安装在连接通道300中的情况(实线)与没有安装叶片的情况(虚线)进行比较的实验曲线图。

在图5的实验中，连接通道300的长度(即第一叶轮141的出口和第二叶轮143的入口之间的距离)约为2m，并且第二叶轮143的入口处的最佳目标涡流角约为90度。

参照图5，可以确认，当安装叶片410和420时，经过连接通道300的制冷剂的涡流角保持在比没有安装叶片410和420时更接近大约90度的状态，因此制冷剂被引入第二叶轮143。

即，由于引入到第二叶轮143中的制冷剂通过叶片410和420以最佳的涡流角引入，所以可以进一步提高二次压缩的效率。

在下文中，将示意性地描述根据一个实施方式的压缩机100的操作。

首先，旋转轴120可以接收由定子112和转子111构成的马达的驱动力以旋转。

当旋转轴120旋转时，可以通过连接到旋转轴120的前端的混流型第一叶轮141执行吸入到制冷剂吸入孔202中的制冷剂的初级压缩。这里，由于第一叶轮141设置为混流式叶轮，所以与现有的离心式叶轮相比，转数可以增加，直径可以减小。

初次压缩的制冷剂可穿过设置成围绕马达壳体114并设置成朝向后侧的流线型制冷剂通道的连接通道300，然后最终被引入离心式第二叶轮143。

第二叶轮143可以执行制冷剂的二次压缩，然后将制冷剂排放到蜗壳103中。另外，压缩的制冷剂可以通过限定在蜗壳103中的制冷剂排放孔104引入冷凝器20。

因此，与所有的第一叶轮和第二叶轮设置为串联或彼此对称设置的离心式叶轮的情况相比，可以简化两个叶轮之间的通道的形状，并且可以不需要用于提供单独通道的管，以减小压缩机100的尺寸。

另外，由于能够控制制冷剂流动分量的叶片410和420安装在连接通道300中，所以可以在第二叶轮143的入口处最小化一级压缩制冷剂(气体)的涡流。即，制冷剂可以以最佳角度引入第二叶轮143以减少流动损失并提高压缩效率。

根据该实施方式，执行初始压缩(一级压缩)的叶轮可以设置为混流式叶轮，以在保持压缩性能的同时减小叶轮的尺寸。也就是说，所述涡轮压缩机可以是紧凑的。

根据该实施方式，由于与根据现有技术的离心式叶轮相比，执行一级压缩的混流式叶轮的比转速增加，所以叶轮的转数增加，直径减小。

根据该实施方式，由于设置了执行一级压缩的混流式叶轮，与包括制冷剂沿径向排放并沿轴向引入的两个离心式叶轮的涡轮压缩机相比，由于从混流式叶轮排放的制冷剂的流动方向，制冷剂的压力损失或流动损失可以减小。

根据该实施方式，由于从混流式叶轮排放的制冷剂的方向，因为向上到达执行二次压缩(二级压缩)的叶轮的制冷剂的流动空间(“连接通道”)被限定为围绕马达的外周面，因此可以减少在根据现有技术的涡轮压缩机中的多级压缩过程中出现的制冷剂的压力损失和流动损失，并且涡轮压缩机的尺寸可以最小化。

根据该实施方式，可以提供节能器以提高多级压缩的效率，并且从节能器排放的气体可以被供应到混流式叶轮的出口，通过该出口排放一级压缩的制冷剂，以减少流动损失并提高涡轮冷却器的效率。

根据该实施方式，相对于马达彼此隔开的两个叶轮被布置(串联布置以彼此隔开)成使得制冷剂通过其排放的出口指向相同的方向，并且将两个叶轮彼此连接的连接通道可以在相对较直的方向上引导制冷剂以减小流动损失。

根据该实施方式，由于引导制冷剂的流动方向的叶片设置在将两个叶轮彼此连接的连接通道中，所以在一级压缩的制冷剂可以减小在经过连接通道时的流动涡流。因此，涡流最小化的制冷剂可被引入用于执行二级压缩的叶轮的入口，从而提高压缩效率。

根据该实施方式，用于一级压缩的混流式叶轮可以设置成增加转速，并且与现有的离心式叶轮相比，叶轮的直径可以增加大约12％到大约19％。

根据该实施方式，经过连接通道的制冷剂的损失可以比根据现有技术的串联连续布置或对称布置减少大约1/3的水平。

根据该实施方式，由于连接通道沿着马达的外周面设置，所以可以防止在根据现有技术冷却马达时在马达壳体(或马达外壳)中形成露水的现象。

根据该实施方式，特定速度范围可以增加大约1.8倍，并且可以通过用于一级压缩的混流式叶轮减小直径。

根据该实施方式，可以减少部件的数量，并且可以降低产品的制造成本。即，可以提高产品的经济性。

根据该实施方式，可以防止发生在多级叶轮中的波动现象，以提高涡轮冷却器的操作可靠性。

根据该实施方式，由于将两个叶轮彼此连接的通道的结构相对简单并且变直，因此可以使制冷剂的压力损失最小化。

根据该实施方式，制冷剂的流入角度可以通过用于二级压缩的叶轮入口处的连接通道的叶片来优化。结果，制冷剂的流动损失可以最小化。

根据该实施方式，由于涡轮压缩机的结构被简化，所以涡轮压缩机可被容易地管理并降低故障风险。

虽然已描述了许多说明性实施方式，但应理解，本领域的技术人员可设计将落入本发明的原理的精神及范围内的许多其它修改及实施方式。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对主题组合布置的组成部分和/或布置进行各种变化和修改。除了部件部分和/或布置的变化和修改之外，可替换的使用对于本领域技术人员也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种涡轮压缩机，所述涡轮压缩机包括：

外壳，所述外壳被配置为限定外观，所述外壳的前部设置有制冷剂吸入孔，制冷剂通过所述制冷剂吸入孔被引入；

马达壳体，所述马达壳体被配置为限定容纳空间，在该容纳空间中安装有沿前后方向延伸的旋转轴和被配置为向所述旋转轴提供驱动力的马达；

第一叶轮，所述第一叶轮联接到所述旋转轴的一端，所述第一叶轮被配置为初次压缩引入到所述制冷剂吸入孔中的所述制冷剂；

从所述第一叶轮的出口向后延伸的连接通道，所述连接通道被配置为围绕所述马达壳体；以及

联接到所述旋转轴的另一端的第二叶轮，所述第二叶轮被配置为对通过所述连接通道引入的所述制冷剂进行二次压缩。

2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述马达壳体设置成向内与所述外壳隔开，并且

所述连接通道设置在所述外壳和所述马达壳体之间的隔开的空间中。

3.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述马达壳体被所述外壳包围。

4.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述连接通道设置在所述外壳的内周面和所述马达壳体的外周面之间限定的空间中。

5.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述第一叶轮和所述第二叶轮分别设置在所述马达的前侧和后侧。

6.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述第一叶轮的出口和所述第二叶轮的出口面向相同的方向，并且

所述第一叶轮和所述第二叶轮被设置为在所述前后方向上彼此隔开，以便通过所述连接通道连接。

7.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述第一叶轮被设置为混流式叶轮。

8.根据权利要求7所述的涡轮压缩机，其中，所述第二叶轮被设置为离心式叶轮，并且所述第二叶轮的直径范围等于所述第一叶轮的直径范围。

9.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，所述涡轮压缩机还包括安装在所述连接通道中以引导所述制冷剂的流动的叶片。

10.根据权利要求9所述的涡轮压缩机，其中，所述叶片从所述马达壳体的外周面延伸到所述外壳的内周面。

11.根据权利要求10所述的涡轮压缩机，其中，所述叶片包括第一叶片和设置在所述第一叶片后面的第二叶片，并且

所述第一叶片和所述第二叶片中的每一者在所述前后方向上具有翼型形状。

12.根据权利要求11所述的涡轮压缩机，其中，所述第二叶片设置成多个第二叶片，所述多个第二叶片设置成相对于所述第一叶片的尾缘在两个周向方向上彼此隔开。

13.根据权利要求10所述的涡轮压缩机，其中，所述叶片包括电线孔，所述马达壳体的所述容纳空间和所述外壳的外部通过所述电线孔彼此连通，并且

配置为提供电力的电线被插入到所述电线孔中。

14.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，所述涡轮压缩机还包括径向轴承和止推轴承，所述径向轴承和所述止推轴承被配置为支撑所述旋转轴的旋转，

其中，所述径向轴承包括第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承相对于所述旋转轴的中心点沿所述前后方向彼此隔开地设置。

15.根据权利要求14所述的涡轮压缩机，其中，所述止推轴承设置在所述第一轴承和所述第一叶轮之间。

16.根据权利要求14所述的涡轮压缩机，其中，所述马达包括永磁马达，并且

所述径向轴承包括磁性轴承，所述磁性轴承被配置为利用磁力支撑所述旋转轴。

17.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述连接通道包括：

排放通路，所述排放通路被配置为引导从所述第一叶轮排放的所述制冷剂，所述排放通路延伸为具有从所述第一叶轮的出口向后增大的直径；

连接通路，所述连接通路从所述排放通路向后延伸成具有恒定直径；以及

流入通路，所述流入通路延伸成具有从所述连接通路向后减小的直径，所述流入通路被配置为引导所述制冷剂被引入所述第二叶轮。

18.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，所述涡轮压缩机还包括蜗壳，所述蜗壳联接到所述外壳的后端并具有制冷剂排放孔，

其中，经过所述第二叶轮的所述制冷剂被引入所述制冷剂排放孔。

19.一种涡轮冷却器，所述涡轮冷却器包括：

根据权利要求1至18中的任一项所述的涡轮压缩机；

冷凝器，所述冷凝器被配置为使在所述涡轮压缩机中压缩的制冷剂与冷却水进行热交换；

膨胀阀，所述膨胀阀使经过所述冷凝器的所述制冷剂膨胀；以及

蒸发器，所述蒸发器被配置成蒸发经过所述膨胀阀的所述制冷剂，以将膨胀的制冷剂提供给所述涡轮压缩机。

20.根据权利要求19所述的涡轮冷却器，所述涡轮冷却器还包括：

节能器，所述节能器被安装在所述膨胀阀和所述蒸发器之间；以及

注入管，从所述节能器分离的制冷剂流过该注入管，

其中，所述涡轮压缩机包括：

注入管连接通道，所述注入管连接通道被配置为与所述注入管连通；以及

注入孔，所述注入孔限定在所述外壳中，使得所述注入管连接通道和所述连接通道彼此连通。

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