CN116928099A - 一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机 - Google Patents

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杨俊玲
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Abstract

本发明提供一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，包括具有容纳腔的壳体；转动设置于壳体上的螺杆；以及转动设置在所述壳体容纳腔内的两组星轮组件；两组星轮组件分别啮合于所述螺杆上；两组星轮组件沿螺杆的轴向方向排列；每组星轮组件和所述螺杆及壳体之间均形成压缩腔；在壳体容纳腔内，两个所述压缩腔互相隔离；两个所述压缩腔通过管路连通。该压缩机能够满足跨临界二氧化碳高压比的要求且更加节能，结构简单。

Description

一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机
技术领域
本发明涉及压缩机技术领域。更具体地，涉及一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机。
背景技术
二氧化碳制冷剂因其安全、无毒、无污染、没有可燃性、容积制冷量大等特点，是唯一同时具有优良热力特性、安全特性和环境特性的自然工质。
现有的跨临界二氧化碳压缩机具有高压差、密封难等特点，使得其设计开发存在一定难度。因此，需要一种设计难度更低的适用于跨临界二氧化碳的压缩机。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，该压缩机能够满足跨临界二氧化碳高压比的要求且更加节能，结构简单。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，包括：
具有容纳腔的壳体；
转动设置于壳体上的螺杆；以及
转动设置在所述壳体容纳腔内的两组星轮组件；
两组星轮组件分别啮合于所述螺杆上；
两组星轮组件沿螺杆的轴向方向排列；
每组星轮组件和所述螺杆及壳体之间均形成压缩腔；
在壳体容纳腔内，两个所述压缩腔互相隔离；
两个所述压缩腔通过管路连通。
此外，优选地方案是，所述螺杆包括主轴，以及配置于主轴上的两个螺杆转子，两个螺杆转子分别与一组星轮组件啮合，两个螺杆转子旋向相反且啮合参数相同。
此外，优选地方案是，每组星轮组件包括分别设置在所述螺杆的两侧且啮合于所述螺杆上的两个星轮；位于螺杆同侧的两个星轮转动方向相反。
此外，优选地方案是，所述星轮组件的两个星轮对称设置于螺杆两侧且螺纹旋向相反；所述星轮组件的两个星轮的啮合参数相同。
此外，优选地方案是，所述壳体容纳腔内设置有分隔板，所述分隔板被配置为用以将容纳腔分隔成第一压缩腔和第二压缩腔。
此外，优选地方案是，所述压缩机包括形成于壳体上的第一进气口和第一排气口；所述第一进气口和第一排气口均与第一压缩腔连通；
所述压缩机包括形成于壳体上的第二进气口和第二排气口；所述第二进气口和第二排气口均与第二压缩腔连通；
所述第一排气口与第二进气口通过管路连通。
此外，优选地方案是，所述第一进气口第二进气口分别位于壳体的两对侧；所述第一排气口和第二排气口均位于壳体顶壁的中间区域。
此外，优选地方案是，所述管路的管壁内形成有流体通道；所述流体通道内包括有冷却液。
本发明的有益效果为：
本发明通过螺杆带动两组星轮组件旋转，在第一压缩腔内实现对二氧化碳的一级进气压缩并通过管路使一级压缩后的二氧化碳经过冷却后进入第二压缩腔内进行二级压缩，从而满足跨临界二氧化碳高压比的要求且更加节能，结构也很简单。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的第一排气口处的结构放大图。
图3是本发明的第二进气口处的结构放大图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了解决现有压缩机具有高压差、密封难等特点，设计开发存在一定难度，且无法满足跨临界二氧化碳高压比的要求。本发明提供一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，结合图1至图3所示，具体地所述适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机包括：具有容纳腔的壳体11；转动设置于壳体11上的螺杆；以及转动设置在所述壳体11容纳腔内的两组星轮组件；两组星轮组件分别啮合于所述螺杆上；两组星轮组件沿螺杆的轴向方向排列；每组星轮组件和所述螺杆及壳体11之间均形成压缩腔；在壳体11容纳腔内，两个所述压缩腔互相隔离；两个所述压缩腔通过管路连通，保证两个压缩腔之间的相对隔离，也就是说，除管路外在容纳腔内两个压缩腔之间无其他能够进行气体交换的通道。可以理解的是，单螺杆压缩机因其特殊的工作原理具有体积小、容量大、压比高、效率高、力平衡、振动小等特点。
需要说明的是，图1中各个星轮上的箭头代表各个星轮的旋转方向；图2中的箭头代表气体流向；图3中的箭头代表气体流向。
在上述实施例中，关于螺杆的具体结构，所述螺杆包括主轴3，以及配置于主轴3上的两个螺杆转子(第一螺杆转子2和第二螺杆转子4)，两个螺杆转子分别与一组星轮组件啮合，两个螺杆转子螺纹旋向相反且啮合参数相同。
关于星轮组件的具体结构，在一实施例中，每组星轮组件包括分别设置在所述螺杆的两侧且啮合于所述螺杆上的两个星轮；位于螺杆同侧的两个星轮旋转方向相反，具体地，参照图1所示，第一星轮1与第二星轮5的旋转方向相反。
在本实施例中，进一步地，所述星轮组件的两个星轮对称设置于螺杆两侧且螺纹旋向相反；所述星轮组件的两个星轮的啮合参数相同。该压缩机采用两级增压，当主轴1转动时，带动第一螺杆转子2和第二螺杆转子4同向转动，位于主轴同一侧的第一星轮1和第二星轮5反向转动，从而实现两级压缩从壳体11两侧吸气、从中间排气。
在一具体实施例中，为了保证壳体11内部压缩腔之间相互隔离，所述壳体11容纳腔内设置有分隔板10，所述分隔板10被配置为用以将容纳腔分隔成第一压缩腔和第二压缩腔，通过上述设置使两组星轮组件在壳体11内形成两级压缩的主体结构。
具体地，所述压缩机包括形成于壳体11上的第一进气口和第一排气口7；所述第一进气口和第一排气口7均与第一压缩腔连通；所述压缩机包括形成于壳体11上的第二进气口9和第二排气口；所述第二进气口9和第二排气口均与第二压缩腔连通；所述第一排气口7与第二进气口9通过管路6连通。
更具体地，所述第一进气口第二进气口9分别位于壳体11的两对侧；所述第一排气口7和第二排气口均位于壳体11顶壁的中间区域。第一排气口7与第二排气口位置相邻近，但是为避免发生热量交换，两个排气口对应的排气管道不共用管壁。
在上述实施例中，参照图2所示，两个第一排气口7通过管道与管路6连通，在进行一级压缩结束时，两第一排气口7通过管道汇交到管路6中，延长了对一级压缩气体进行冷却的管路长度；参照图3所示，在管路6的管壁内流动着循环冷却液，对一级压缩后的气体进行冷却后，到达第二进气口9进入第二压缩腔内进行二次压缩。
在一具体实施例中，在所述管路6管壁内形成有流体通道；所述流体通道内包括有冷却液8，其优势在于，循环流动的冷却液8，能够促进一级压缩的气体进行热交换，实现冷却。
综上所述，本发明通过螺杆带动两组星轮组件旋转，在第一压缩腔内实现对二氧化碳的一级进气压缩并通过管路使一级压缩后的二氧化碳经过冷却后进入第二压缩腔内进行二级压缩，从而满足跨临界二氧化碳高压比的要求且更加节能，结构也很简单。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，包括：
具有容纳腔的壳体；
转动设置于壳体上的螺杆；以及
转动设置在所述壳体容纳腔内的两组星轮组件；
两组星轮组件分别啮合于所述螺杆上；
两组星轮组件沿螺杆的轴向方向排列；
每组星轮组件和所述螺杆及壳体之间均形成压缩腔；
在壳体容纳腔内，两个所述压缩腔互相隔离；
两个所述压缩腔通过管路连通。
2.根据权利要求1所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述螺杆包括主轴，以及配置于主轴上的两个螺杆转子，两个螺杆转子分别与一组星轮组件啮合，两个螺杆转子旋向相反且啮合参数相同。
3.根据权利要求1所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，每组星轮组件包括分别设置在所述螺杆的两侧且啮合于所述螺杆上的两个星轮；位于螺杆同侧的两个星轮转动方向相反。
4.根据权利要求3所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述星轮组件的两个星轮对称设置于螺杆两侧且螺纹旋向相反；所述星轮组件的两个星轮的啮合参数相同。
5.根据权利要求1所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述壳体容纳腔内设置有分隔板，所述分隔板被配置为用以将容纳腔分隔成第一压缩腔和第二压缩腔。
6.根据权利要求5所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述压缩机包括形成于壳体上的第一进气口和第一排气口；所述第一进气口和第一排气口均与第一压缩腔连通；
所述压缩机包括形成于壳体上的第二进气口和第二排气口；所述第二进气口和第二排气口均与第二压缩腔连通；
所述第一排气口与第二进气口通过管路连通。
7.根据权利要求6所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述第一进气口第二进气口分别位于壳体的两对侧；所述第一排气口和第二排气口均位于壳体顶壁的中间区域。
8.根据权利要求1所述的适用于跨临界二氧化碳的二级单螺杆压缩机，其特征在于，所述管路的管壁内形成有流体通道；所述流体通道内包括有冷却液。
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