CN1183331C - 涡轮压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种涡轮压缩机。该涡轮压缩机包括：电动机，其由定子、转子和旋转轴组成，转子在定子内部旋转，旋转轴压入配合到转子内并与转子整体旋转；支承装置，用于支撑电动机的旋转轴；至少一个叶轮，其安装到电动机的旋转轴上并与之一起旋转；以及箔片轴承，其包括多个箔片，这些箔片的一端分别安装到设置在定子的圆周内表面上的多个啮合凹槽内，而这些箔片的另一端与转子的圆周外表面接触。

Description

涡轮压缩机
发明领域
本发明涉及压缩机，具体涉及结构简单、工作效率高的涡轮压缩机。
现有技术说明
通常，压缩机用于把可压缩流体的机械能转化为压缩能，并在空调器等设备内使用。压缩机的种类有：往复式压缩机、螺旋压缩机、涡轮(离心式)压缩机和叶片式(旋转式)压缩机。
在涡轮压缩机中，使用叶轮的旋转力在轴向上吸入流体，然后在沿离心方向上排放流体的同时压缩流体。
根据叶轮数量和压缩室数量，可将涡轮压缩机分为单级涡轮压缩机和两级涡轮压缩机。而且，根据叶轮布置，可将涡轮压缩机分为背靠背式涡轮压缩机和面对面式涡轮压缩机。
在涡轮压缩机中，如图1所示，两级涡轮压缩机包括：电动机外壳1；第一和第二支承板2A和2B，其分别布置在电动机外壳1的两端；以及围带板3，其安装到第一支承板2A的外表面。
在此，第一扩压器壳4A罩住围带板3的外表面，并且轴承盖5安装到第二支承板2B的外表面。
轴承盖5由蜗壳6罩住，并且第二扩压器壳4B安装到蜗壳6的外表面。
电动机M设置在电动机外壳1内。吸入管SP与电动机外壳1的一侧相连，并且排放管DP与蜗壳6的一侧相连。
围带板3和第一扩压器壳4A限定第一压缩室Sc1，并且蜗壳6和第二扩压器壳4B限定第二压缩室Sc2。
电动机M包括：定子MS；转子MR，其安装在定子MS内；以及旋转轴7，其被压配合穿过转子MR。
电动机M的旋转轴7的两端分别穿过第一和第二支承板2A和2B，并且由第一和第二径向箔片轴承9A和9B予以支撑。第一和第二径向箔片轴承9A和9B分别安装到第一和第二支承板2A和2B内。
第一级叶轮8A位于第一压缩室Sc1内，而第二级叶轮8B位于第二压缩室Sc2内。第一级叶轮8A和第二叶轮8B分别安装到电动机M的旋转轴7的两端。推力箔片轴承10安装到第二支承板2B的外表面，用于支撑旋转轴7的末端。
以下将对上述结构的现有两级涡轮压缩机的工作方式进行说明。
首先，当旋转轴7由电动机M的驱动进行旋转时，安装在旋转轴7的两端的第一级和第二级叶轮8A和8B也旋转。因此，通过吸入管SP吸入的流体通过第一气体通道11和第一吸入空间Ss1流入第一压缩室Sc1。在第一压缩室Sc1内，由第一级叶轮8A对流体进行第一级压缩过程。
之后，已通过第一级压缩过程被压缩的临时压缩流体通过第二气体通道12和第二吸入空间Ss2被吸入第二压缩室Sc2，以便由第二级叶轮8B进行第二级压缩过程。在进行了第二级压缩之后，流体先由蜗壳6收集，然后通过排放管DP排放。
在现有两级涡轮压缩机中，由于流体是通过多步骤压缩过程进行压缩的，因而增强了流体的可压缩性。
在现有两级涡轮压缩机中，使用上述仅产生最小摩擦的第一和第二径向箔片轴承9A和9B来支撑高速旋转的电动机M的旋转轴7。
如图2所示，第一和第二径向箔片轴承9A和9B各自均包括多个箔片20，其分别安装在第一和第二支承板2A和2B各自的内部。
如图3所示，每个箔片20均由弯曲的矩形薄片构成。每个箔片20均配置成使箔片20的一端弯曲，以确定啮合部分201。由于多个箔片20的啮合部分201分别与设置在第一和第二支撑板2A和2B各自的圆周内表面上的多个凹槽2a进行啮合，因而多个箔片20相互配合，以确定虹膜形轮廓。
现有涡轮压缩机的问题之一是，由于径向施加给旋转轴7的压力由第一和第二径向箔片轴承9A和9B在两个位置予以支撑，因而电动机M的驱动效率因第一和第二径向箔片轴承9A和9B与旋转轴7之间的摩擦面积较大而下降。并且，由于涡轮压缩机的结构变得更复杂，造成通风损耗，从而降低了涡轮压缩机的效率。
由第一和第二径向箔片轴承9A和9B与旋转轴7之间的摩擦造成的驱动效率下降现象因一种机械损耗而发生。
而且，由于需要使用诸如用于分别支撑第一和第二径向箔片轴承9A和9B的第一和第二支承板2A和2B等部件，因而使现有涡轮压缩机的生产能力下降。
以下将对在压缩机运转时出现的功率损耗进行说明，以供参考。
压缩机的功率损耗主要分为：机械损耗、电动机损耗、泄漏损耗和气动损耗。
机械损耗是由下列摩擦产生的，即：转子MR与定子MS之间的摩擦；推力箔片轴承10与旋转轴7之间的摩擦；在第一级和第二级叶轮8A和8B的后表面上产生的摩擦；以及上述在第一和第二径向箔片轴承9A和9B与旋转轴7之间的摩擦。机械损耗约占全部功率损耗的44％。
由第一和第二径向箔片轴承9A和9B与旋转轴7之间的摩擦产生的机械损耗约占全部功率损耗的7.3％，而由转子MR与定子MS之间的摩擦产生的机械损耗约占全部功率损耗的25％。
发明综述
因此，本发明是针对解决现有技术中出现的问题而作出的，并且本发明的目的是提供一种旋转轴的支撑结构得到简化的涡轮压缩机，从而提高涡轮压缩机的工作效率和生产能力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种涡轮压缩机，该涡轮压缩机包括：电动机，其由定子、转子和旋转轴组成，转子在定子内部旋转，旋转轴压入配合到转子内并与转子整体旋转；支承装置，用于支撑电动机的旋转轴；至少一个叶轮，其安装到电动机的旋转轴上并与之一起旋转；以及箔片轴承，其包括多个箔片，这些箔片的一端分别安装到设置在定子的圆周内表面上的多个啮合凹槽内，而这些箔片的另一端与转子的圆周外表面接触。
附图的简要说明
在阅读了对结合附图所作的下列详细说明之后，将对本发明的上述目的以及其他特点和优点有更清楚的了解。在附图中：
图1是示出现有涡轮压缩机结构的横断面视图；
图2是沿图1的线II-II示出现有涡轮压缩机内的箔片轴承安装结构的横断面视图；
图3是示出应用到现有涡轮压缩机上的箔片轴承内的单个箔片的独立外观的透视图；
图4是示出根据本发明实施例的涡轮压缩机的支承结构的纵向剖视图；
图5是沿图4的线V-V示出根据本发明实施例的涡轮压缩机的支承结构的横向剖视图。
优选实施例的详细说明
以下将对本发明的优选实施例进行更详细说明，本发明的优选实施例的实例如附图所示。如可能的话，将在所有附图和说明中针对相同和类似的部件使用相同的参考编号。
首先，根据本发明优选实施例的涡轮压缩机包括支承装置，用于支撑电动机的旋转轴。
参照图4和图5，支承装置包括箔片轴承9C。箔片轴承9C具有多个箔片20。多个箔片20在其一端分别安装到设置在定子MS的圆周内表面上的多个啮合凹槽内，从而使多个箔片20在其另一端与转子MR的圆周外表面接触。
在本发明的该实施例中，由于旋转轴7由电动机M内的箔片轴承9C予以支撑，因而无需使用例如支承板2A和2B(参见图1)等部件。结果，根据本发明的整个涡轮压缩机的结构变得更简单。并且由于部件数量减少，可降低通风损耗。
并且，由于防止了在现有涡轮压缩机的全部功率损耗中占较大比例的摩擦，即在径向箔片轴承9A和9B与旋转轴7之间的摩擦，并且由于在定子MS上安装了箔片轴承9C，减少了转子MR与定子MS之间的摩擦，因而可降低由机械摩擦造成的功率损耗。
结果，根据本发明的如上所述的涡轮压缩机在下列方面提供优点，即：由于旋转轴的支撑结构得到简化，因而可减少摩擦和通风损耗。并且，由于整个涡轮压缩机的可组装性得到增强，因而可显著提高涡轮压缩机的工作效率和生产能力。
在附图和说明书中，已揭示了本发明的典型优选实施例，尽管采用了专门术语，然而这些专门术语仅在一般性和描述性意义上使用，而不是为了限制目的，同时在下列权利要求中对本发明的范围作了限定。

Claims (1)

1.一种涡轮压缩机，其特征在于，它包括：
电动机，其由定子、转子和旋转轴组成，转子在定子内部旋转，旋转轴压入配合到转子内并与转子整体旋转；
支承装置，用于支撑电动机的旋转轴；
至少一个叶轮，其安装到电动机的旋转轴上并随之一起旋转；以及
箔片轴承，其包括多个箔片，这些箔片的一端分别安装到设置在定子的圆周内表面上的多个啮合凹槽内，而这些箔片的另一端与转子的圆周外表面接触。
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