CN208474196U - 涡轮压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型的涡轮压缩机包括：驱动单元，具备用于产生旋转力的定子和转子、以及与所述转子连接并进行旋转的旋转轴；叶轮，与所述旋转轴连接，并且将吸入的制冷剂朝向所述旋转轴的半径方向加压；以及外壳，用于容纳所述驱动单元和叶轮，并且对所述旋转轴进行支撑，所述外壳包括：第一壳体，所述定子固定于所述第一壳体，并且将所述旋转轴支撑为能够旋转；以及第二壳体，包围所述第一壳体，并且通过与所述第一壳体隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成用于使被所述叶轮加压的制冷剂进行流动的壳体流路。由此，通过排出的制冷剂来进行驱动单元的冷却，从而能够提高压缩机的效率。

Description

涡轮压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种通过由驱动马达产生的旋转力来使叶轮进行旋转，从而对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机。

背景技术

通常，压缩机大致可分为容积式压缩机和涡轮式压缩机。容积式压缩机如往复式或旋转式那样，采用的是利用活塞或叶片来吸入和压缩流体之后排出的方式。另一方面，涡轮式压缩机采用的是，利用旋转部件来吸入和压缩流体之后排出的方式。

为了得到所需的排出压力，容积式压缩机通过适当地调节吸入体积和排出体积之间的比率来确定压缩比。因此，容积式压缩机在使相对于容量的整体尺寸小型化的方面上会受到限制。

涡轮式压缩机与涡轮鼓风机(turbo blower)相似，但与涡轮鼓风机相比，其排出压力高且流量小。这样的涡轮式压缩机通过对连续流动的流体增加压力，来在流体沿着轴向流动时划分为轴流式，而在流体沿着径向流动时划分为离心式。

与如往复式压缩机或旋转式压缩机的容积式压缩机不同，涡轮式压缩机即使将进行旋转的叶轮刀片形状设计成最佳，也因存在有加工性、批量生产以及耐久性等各种因素，仅仅通过一次压缩难以得到所需的高的压力比。因此，在轴向上设置多个叶轮，从而将流体压缩成多级的多级涡轮压缩机也是已知的。

此外，驱动部在执行制冷剂的压缩的过程中，以高速进行旋转并产生热量。在用于对驱动部进行散热和冷却的现有技术中，存在有设置额外的利用冷却流体来在驱动部中进行循环的冷却系统的情况。但是，这种冷却系统会使涡轮压缩机的装置变得复杂，并且在对具有高压的液态冷却流体进行管理的方面上需要额外的成本和付出等。

在其他现有技术中，如专利文献1，存在有设计成吸入的制冷剂穿过驱动部并进行冷却，之后流入到压缩部的结构。根据这种结构，由于吸入的制冷剂的温度上升并流入到压缩部，因此压缩功将会增加。即，虽然驱动部的冷却增加了压缩机的效率，但是，从压缩机的功率随着压缩功的增加而略微降低的方面出发，效果上存在有局限性。

另一方面，现有的涡轮压缩机中，制冷剂通过叶轮的旋转来沿着径向移动并进行压缩。为此，在叶轮的外周侧，将会形成流路截面积逐渐增大的扩散器(diffuser)空间。为了提高压缩比，扩散器空间需要确保一定的体积，并且其确定压缩机的径向上的尺寸。由此，可考虑到，通过对扩散器空间进行新的设计来能够使涡轮压缩机小型化或者相比相同尺寸，增大压缩容量的方案。

现有技术文献

专利文献：

专利文献1：公开专利公报10-2006-0010213(公开日：2006.02.02)。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于，提供一种使穿过叶轮的制冷剂对驱动部进行冷却并排出的涡轮压缩机。

本实用新型的第二目的在于，提供一种使穿过叶轮的制冷剂朝向旋转轴的轴向进行流动并被压缩的涡轮压缩机。

为了达成如上所述的本实用新型的第一个课题，本实用新型的涡轮压缩机包括：驱动单元，其具备用于产生旋转力的定子和转子、以及与所述转子连接并进行旋转的旋转轴；叶轮，其与所述旋转轴连接，并且将吸入的制冷剂朝向所述旋转轴的半径方向加压；以及外壳，其用于容纳所述驱动单元和叶轮并对所述旋转轴进行支撑，所述外壳包括：第一壳体，所述定子固定于所述第一壳体，并且将所述旋转轴支撑为能够进行旋转；以及第二壳体，其包围所述第一壳体，并且通过与所述第一壳体隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成用于使被所述叶轮加压的制冷剂进行流动的壳体流路。

所述第二壳体可包括：吸入口，其形成于所述第二壳体的面向所述叶轮的前方面的位置，以吸入制冷剂；以及排出口，其贯通形成于所述第二壳体的外周面，以排出穿过所述壳体流路的制冷剂。

所述第一壳体可包括：主框架部，其在所述第一壳体的与所述叶轮相邻的一端部对所述旋转轴进行支撑；以及开口部，其形成于所述第一壳体的从所述主框架部朝向所述旋转轴的轴向隔开间隔的另一端部。

所述第一壳体还可包括第一连接部，其从所述开口部的外周侧凸出形成，所述第二壳体可包括：叶轮外罩部，其以包围所述叶轮的方式形成于所述第二壳体的与所述叶轮相邻的一侧；以及第二连接部，其在从所述叶轮外罩部朝向所述旋转轴的轴向隔开间隔的另一侧，以与所述第一连接部相对应的形状与所述第一连接部彼此结合。

所述第二壳体可包括副框架部，其连接于所述所述第二壳体的所述另一侧，并且在轴向和半径方向上对所述旋转轴进行支撑。

所述主框架部和副框架部可分别具备径向轴承(journal bearing)，所述径向轴承包围所述旋转轴的外周面，并且将所述旋转轴支撑为能够进行旋转，所述副框架部可具备推力轴承(thrust bearing)，所述推力轴承在所述轴向上对从所述旋转轴的外周面凸出形成的推力镜板(thrust runner)进行支撑。

为了达成本实用新型的第二个课题，实用新型的涡轮压缩机包括：驱动单元，其具备用于产生旋转力的定子和转子、以及与所述转子连接并进行旋转的旋转轴；叶轮，其与所述旋转轴连接，并且将吸入的制冷剂朝向所述旋转轴的半径方向加压；以及外壳，其用于容纳所述驱动单元和叶轮并对所述旋转轴进行支撑，所述外壳包括：第一壳体，所述定子固定于所述第一壳体，并且将所述旋转轴支撑为能够进行旋转；以及第二壳体，其包围所述第一壳体，并且通过与所述第一壳体隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成用于使被所述叶轮加压的制冷剂进行流动的壳体流路，所述壳体流路的流路截面积越远离所述叶轮越增大。

所述第一壳体可包括：内侧圆筒部，其朝向所述旋转轴的轴向延伸而形成；以及扩散器部，其从所述内侧圆筒部的外周面逐渐凹陷而形成，使得所述内侧圆筒部的外径越远离所述叶轮越减小。

所述第一壳体和第二壳体通过在所述轴向上彼此隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成以沿着圆周方向包围所述叶轮的方式延伸而成的径向扩散器。

所述第二壳体可包括：外侧圆筒部，其朝向所述旋转轴的轴向延伸而形成；以及扩散器部，其从所述外侧圆筒部的内周面逐渐凹陷而形成，使得所述外侧圆筒部的内径越远离所述叶轮越增大。

所述副框架部可包括：容纳空间，其用于容纳穿过所述径向轴承和推力轴承的制冷剂；以及返回流路，其与所述容纳空间连通，并且用于使所述容纳空间的制冷剂吸入到所述叶轮。

根据由以上说明的解决方法所构成的本实用新型，具有如下效果。

第一，在本实用新型的涡轮压缩机中，外壳具有在第一壳体和第二壳体之间的空间形成壳体流路的双重壳体结构。并且，被叶轮压缩的制冷剂流向壳体流路的同时，能够对驱动单元进行冷却。因此，在无需追加额外的冷却流路和冷却流体的情况下，能够实现基于作为压缩对象的工作流体(制冷剂)的冷却，从而具有结构简单以及可进行经济运转的优点。另外，将压缩中的或者压缩后的排出制冷剂使用于冷却中，因此，能够防止如现有技术中的由压缩前的吸入制冷剂进行冷却而增大压缩功。

双重壳体结构中，在第一壳体的一侧可设置有主框架部，而在其另一侧设置有开口部，由此能够容易执行将驱动单元固定于第一壳体的制造过程。并且，第一壳体与第二壳体的结合是在设置有开口部的另一侧结合各自的内周侧和外周侧来实现的，从而能够使外壳具有双壳体结构的复杂性和成本增加最小化。

另外，分别在第一壳体和第二壳体形成主框架部和副框架部，从而各个壳体能够稳定地对旋转轴进行支撑。因此，叶轮和驱动单元可执行可靠性的操作。

第二，在本实用新型的涡轮压缩机中，为了使壳体流路的流路截面积沿着旋转轴的轴向逐渐增大，形成有扩散器部。因此，被叶轮加压的制冷剂能够在旋转轴的轴向上沿着壳体流路进行流动的同时被压缩。与叶轮的外周面相邻而形成扩散器和涡囊(volute)的现有结构相比，能够使压缩机的结构细长地形成，从而易于实现小型化或者增加相对于相同尺寸的容量。

而且，由于能够在副框架部的后方形成制冷剂的容纳空间和返回流路，因此能够在驱动单元的中心部平稳地形成穿过径向轴承和推力轴承而进行流动的制冷剂的流向。因此，能够提高基于气体轴承的支撑和冷却效果。

附图说明

图1是示出了本实用新型的一实施例的涡轮压缩机的立体图。

图2是示出了在图1所示的涡轮压缩机的纵剖视图。

图3是示出了本实用新型的另一实施例的涡轮压缩机的纵剖视图。

图4是示出了本实用新型的再一实施例的涡轮压缩机的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本实用新型的涡轮压缩机。

即使是不同的实施例，在与先前实施例相同或相似的结构要素赋予相同或相似的附图标记，并且省略对其的重复说明。

在对本说明书中公开的实施例进行说明的过程中，当判断针对相关公知技术的具体说明可能会混淆本实用新型中公开的实施例时，省略其详细说明。

需要理解的是，附图只是为了易于理解本说明书中公开的实施例，本说明书中的技术思想并不限于附图，并且，包括在本实用新型的思想和技术范围内的所有变更、均等物以及代替物。

除非在上下文中另行明确指出，否则单数的表示包括复数的表示。

图1是示出了本实用新型的一实施例的涡轮压缩机100的立体图，图2是示出了在图1所示的涡轮压缩机100的纵剖视图。参照图1和图2，本实用新型的涡轮压缩机100包括驱动单元110、叶轮120以及外壳101。

驱动单元110是，产生旋转驱动力以对制冷剂进行压缩的结构要素。驱动单元110包括：定子111，其为进行固定的结构要素；以及转子112，其容纳于定子111的内侧，并且通过与定子111之间的相互作用进行旋转。而且，在进行旋转的转子112的中心部，结合有旋转轴115。驱动单元110接收电能的供应，由此能够进行动作以产生旋转轴115的旋转力。

叶轮120是，起到与制冷剂直接接触并对制冷剂进行压缩的作用的结构要素。本实用新型的涡轮压缩机100，可以以通过叶轮120的旋转来推向旋转轴115径向的方式对从旋转轴115的轴向流入的制冷剂进行压缩。叶轮120与旋转轴115结合并朝向一个方向进行旋转，并且在所述叶轮120的制冷剂流入的前方面，可形成有用于引导制冷剂的刀片部121。并且，在叶轮120的后方面，旋转轴115延伸并与驱动单元110连接。

但是，如图2所示，在本实施例中，虽然公开了设置有一个用于单一压缩的叶轮120的一例，但是为了提高压缩比，本实用新型也可适用于设置有两个以上叶轮的涡轮压缩机。

此外，本实用新型的外壳101形成用于容纳驱动单元110和叶轮120的空间，并且提供制冷剂被叶轮120吸入并被压缩之后排出的空间。另外，叶轮120、旋转轴115以及转子112等的进行旋转的结构要素，终究能够被固定的外壳101支撑为可相对进行旋转。

尤其，在本实用新型的一实施例的涡轮压缩机100中，外壳101具有双重壳体结构。即，如图2所示，外壳101包括第一壳体130和第二壳体140。

第一壳体130相当于包围驱动单元110并进行支撑的内侧壳体。具体而言，在第一壳体130的内侧面固定有定子111，并且第一壳体130将旋转轴115支撑为能够进行旋转。第一壳体130可以大致形成为朝向旋转轴115的轴向延伸的形状，以容纳沿着旋转轴115的圆周而设置的转子112和定子111。

第二壳体140相当于，在与第一壳体130隔开间隔而成的空间形成壳体流路102的外侧壳体。具体而言，第二壳体140包围第一壳体130而形成，并且配置成与第一壳体130隔开间隔，从而在该隔开间隔而成的空间形成壳体流路102。第二壳体140可以大致形成为朝向旋转轴115的轴向延伸的形状，以包围第一壳体130，由此，壳体流路102也可以朝向旋转轴115的轴向延伸而形成。

此时，壳体流路102用于使穿过叶轮120的同时被加压的制冷剂进行流动。为此，壳体流路102可以从叶轮120的外周侧延伸而形成。并且，如图2所示，第二壳体140可容纳第一壳体130和配置于第一壳体130的外部的叶轮120。

而且，作为外侧壳体的第二壳体140，可包括吸入口141和排出口142。吸入口141可形成于面向叶轮120的前方面的位置，以吸入制冷剂。即，吸入口141可形成于叶轮120的连接有驱动单元110的后方空间的相反侧，即形成于叶轮120的形成有刀片部121的前方空间。吸入口141可以是，与旋转轴115的轴向并排形成的圆筒状空间。

被压缩的制冷剂经由排出口142排出。尤其，在本实用新型中，穿过壳体流路102的制冷剂经由所述排出口142排出。如图所示，排出口142可贯通形成于第二壳体140的外周面，并且，可形成于与吸入口141和叶轮120在旋转轴115的轴向上隔开间隔的位置。即，壳体流路102设置在叶轮外罩部143和排出口142之间，由此被叶轮120加压的制冷剂穿过壳体流路102并从排出口142排出。

将以上进行说明的结构要素为中心，本实用新型的涡轮压缩机100的运转过程的说明如下。首先，当驱动单元110供应电力而使旋转轴115进行旋转时，叶轮120开始进行旋转。通过叶轮120的旋转，来在叶轮120前方的吸入口141形成朝向叶轮120侧的压力梯度，由此，制冷剂经由吸入管道和吸入口141吸入。

从大致的旋转轴115的轴向吸入的制冷剂，通过进行旋转的叶轮120来朝向旋转轴115的半径方向压缩并进行流动。并且，制冷剂进入到位于叶轮120的外周的、作为第一壳体130和第二壳体140之间的空间的壳体流路102，从而在第一壳体130的外周面和第二壳体140的内周面之间沿着旋转轴115的轴向进行流动。最终，制冷剂可以以被压缩的状态经由设置于第二壳体140的排出口142排出。

如上所述，本实用新型的涡轮压缩机100穿过由双壳体结构所形成的壳体流路102并进行流动。制冷剂穿过壳体流路102的同时可以起到，用于回收从容纳于第一壳体130内部的定子111、转子112以及旋转轴115产生的热量的作用。即，通过制冷剂能够对产生热量的驱动单元110进行冷却。

使用排出制冷剂来实现冷却，由此本实用新型无需追加设置额外的冷却流体和冷却驱动部，并且使用作为压缩对象的工作流体(制冷剂)来实现冷却，因此，具有结构简单以及可进行经济运转的优点。

另外，将压缩中的或者压缩后的排出制冷剂使用在冷却中，因此能够防止如现有技术中的因使用压缩前的吸入制冷剂来实现冷却而引起的压缩功的增大。

此外，吸入制冷剂与排出制冷剂相比，其压力低，由此具有相对较大的体积流量，在该情况下，也可能会较大地发生由流动阻力引起的损失。吸入制冷剂的流动损失直接关系到用于使叶轮120进行旋转的输入功的增加，因此，根据本实用新型，将排出制冷剂使用在冷却中的情况更为有效。

以下，对由先前进行说明的第一壳体130和第二壳体140构成的本实用新型的一实施例的涡轮压缩机100的外壳101的详细形状以及结合关系进行说明。尤其，与简单结合为一个外壳101的结构的本实用新型的目的相关联地，对本实用新型的第一壳体130和第二壳体140的结构进行说明。

首先，第一壳体130可包括主框架部131和开口部132。主框架部131能够起到将旋转轴115支撑为能够进行旋转的作用。如图2所示，主框架部131可设置在作为第一壳体130的一端部的叶轮120和驱动单元110之间。

在主框架部131的中心部形成有主轴孔131a，旋转轴115贯通主轴孔131a。在主轴孔131a的内周面可设置有径向轴承103，所述径向轴承103将旋转轴115支撑为能够进行旋转。对于径向轴承103，将进行后述。

开口部132可形成于，以驱动单元110为中心的、与形成有主框架部131的一端部相反的一侧的另一端部。开口部132大致形成为圆筒状，并且可以以能够使第一壳体130的内部空间开放的方式形成。定子111可以经由开口部132插入固定于第一壳体130内部，另外，可插入安装有转子112和旋转轴115。

其次，第一壳体130还可包括第一连接部133。第一连接部133是用于与第二壳体140结合的结构要素。如图2所示，第一连接部133可位于形成有开口部132的另一端部。第一连接部133从开口部132的外周侧朝向旋转轴115的半径方向凸出，并且沿着第一壳体130的圆周可以以环形状延伸而形成。

另一方面，第二壳体140可包括叶轮外罩部143和第二连接部144。叶轮外罩部143可形成于设置有叶轮120的一侧，并且可形成为包围叶轮120的形状。在叶轮外罩部143，可形成有与形成于第二壳体140的一端部的吸入口141连接的空间。叶轮外罩部143用于容纳叶轮120，并且可以具有对被叶轮120加压的制冷剂进行引导的形状。

第二连接部144是，用于与第一壳体130的第一连接部133结合的结构要素。第二连接部144可形成于，第二壳体140的与形成有叶轮外罩部143的一侧相反的另一侧。第二连接部144可形成为与第一连接部133的外周面相对应的形状，由此能够与第一连接部133彼此固定结合。

第二连接部144可包括：环部142a，其结合于第一连接部133的外周面；以及凸缘部142b，其与形成第一壳体130另一端部的第一连接部133的端部结合。第二壳体140通过第二连接部144的环部142a和凸缘部142b，来能够在旋转轴115的半径方向和轴向上支撑第一壳体130。

另一方面，第二连接部144可以是，与第二壳体140的外侧圆筒部145另行制造并与第二壳体140彼此组装的结构要素。此处，外侧圆筒部145是指，从第二壳体140朝向旋转轴115的轴向延伸而成的圆筒状的主体。第一壳体130在其插入于外侧圆筒部145之后，以第二连接部144与第一壳体130的第一连接部133相结合的方式组装固定于外侧圆筒部145的内周面，由此可以使第一壳体130固定于第二壳体140的内部。

但是，也可以将如下顺序进行组装，即，先将第二连接部144固定于外侧圆筒部145之后，将第一壳体130插入安装于第二壳体140的一侧，之后将叶轮外罩部143固定于外侧圆筒部145的顺序。

如上所述，驱动单元110经由第一壳体130的另一端部而插入安装于第一壳体130，并且，第一壳体130经由第二壳体140的两个端部中的任意一个方向插入安装于第二壳体140。通过具有这种结合结构，来能够使本实用新型的涡轮压缩机100的外壳101的结合结构变得简单，并且具有能够使制造成本的增加最小化的效果。在现有的具有单一壳体结构的情况下，包围叶轮120的外壳和包围驱动部的外壳也形成为彼此分离的结构，并且，叶轮120的相反侧的端部也形成为分离的外壳结构。当与这种现有的单一壳体结构进行比较时，本实用新型的双重壳体结构并没有进一步增加其组装复杂性。

本实用新型的涡轮压缩机100具备在半径方向和轴向上对旋转轴115进行支撑的轴承结构。本实施例的涡轮压缩机100具有将轴承结构均匀分配于第一壳体130和第二壳体140的结构。

如先前进行说明那样，第一壳体130包括主框架部131，并且主框架部131可具备设置于主轴孔131a的径向轴承103。与此同时，本实用新型的第二壳体140可包括副框架部146。

副框架部146可结合于结合有第二连接部144的第二壳体140的另一侧。副框架部146可以在轴向和半径方向上对旋转轴115进行支撑。与主框架部131的径向轴承103相似地，副框架部146可具备用于使旋转轴115贯通设置的副轴孔146a。在副轴孔146a的内周面，可安装有在径向上对旋转轴115进行支撑的径向轴承103。

另外，副框架部146可包括推力轴承104。推力轴承104是，在本实用新型的涡轮压缩机100进行运转时，用于限制由推力(thrust)引起的位移的结构要素，所述推力是因叶轮120的前方和后方的空间的制冷剂压力差而产生的。

为了限制旋转轴115的位移，在旋转轴115可固定结合有推力镜板115a。如图2所示，推力镜板115a可以是，从旋转轴115的外周面朝向半径方向凸出而形成的构件。

推力轴承104与推力镜板115a进行旋转摩擦的同时对其进行支撑。在本实施例中，推力轴承104分别形成于副框架部146和第二连接部144，并且配置成可以在推力镜板115a的前后两个面对推力镜板115a进行支撑。通过推力轴承104，能够限制本实施例的叶轮120的因朝向旋转轴115的轴向(例如，从图2的下侧朝向上侧的方向)的推力而引起的位移。

此外，如图所示，本实施例的涡轮压缩机100为了实现高速旋转，可以采用气体轴承。与滚珠轴承不同，气体轴承能够产生由制冷剂或油形成的较宽的润滑面，由此能够支撑较大的负荷，并且具有容易进行更换的优点。另外，与滚珠轴承相比，能够实现高速旋转。

具体而言，径向轴承103和推力轴承104分别可包括波箔(bump foil)和顶箔(topfoil)。当旋转轴115或推力镜板115a高速旋转时，波箔被弹性地按压，由此在顶箔和旋转轴115之间形成空气层，从而能够以旋转轴115被空气层支撑的方式进行动作。

如以上进行说明那样，在第一壳体130的主框架部131和第二壳体140的副框架部146可分别分配设置有径向轴承103。并且，推力轴承104可以以推力镜板115a为中心，设置在第二壳体140的第二连接部144和副框架部146之间。通过这种结构，旋转轴115能够稳定地被各个壳体支撑，并且能够保证叶轮120的动作可靠性。

以上是对本实用新型的特征进行了说明，本实用新型的特征在于，外壳101结构是由第一壳体130和第二壳体140构成的，并且被压缩的制冷剂流入到其间隙而对驱动单元110进行冷却。以下，对作为本实用新型的另一课题的、制冷剂穿过壳体流路102的同时能够被压缩的本实用新型的结构进行说明。

参照图2，在本实用新型的一实施例的涡轮压缩机100中，壳体流路102可形成为其流路截面积越远离叶轮120越增大。即，壳体流路102可形成为，其流路截面积沿着旋转轴115的轴向从第一壳体130和第二壳体140的一侧越延伸至另一侧越增加。这种结构是，为了执行对穿过壳体流路102的制冷剂进行压缩的扩散器的作用的。

具体而言，外壳101的第一壳体130可包括内侧圆筒部134和扩散器部135。内侧圆筒部134是构成第一壳体130的基本结构的部分，而扩散器部135是用于执行先前进行说明的扩散器作用的结构要素。

内侧圆筒部134形成为沿着旋转轴115的轴向延伸的圆筒状，以容纳驱动单元110。定子111固定于内侧圆筒部134的内周面，在定子111的内周侧可容纳有转子112和旋转轴115。在内侧圆筒部134的一端部，可形成有先前进行说明的主框架部131；而在另一端部可形成有先前进行说明的开口部132和第一连接部133。

扩散器部135可以从内侧圆筒部134的外周面凹陷而形成。尤其，可以沿着远离叶轮120的方向逐渐凹陷而形成，使得内侧圆筒部134整体的外径朝向远离叶轮120的方向减小。即，扩散器部135可以是，朝向旋转轴115的轴向延伸的同时以固定角度形成梯度的部分。

考虑到所要达成的制冷剂的压缩比，可以设计相对于扩散器部135的旋转轴115轴向的倾角和由扩散器部135形成的流路截面积的变化之间的比例。例如，相对于图2所示的旋转轴115轴向的倾角θ可倾斜约10°至15°，由此增加壳体流路102的截面积。另外，由图2所示的扩散器部135前端中的壳体流路102的径向宽度a和扩散器部135后端中的壳体流路102的径向宽度b而形成的流路截面积的扩张比率，可设计为具有约1.5至2的值。通过以这种倾角或者比率形成扩散器部135，来在制冷剂沿着旋转轴115的轴向进行流动的过程中能够充分地压缩制冷剂。

被叶轮120朝向旋转轴115的半径方向加压的制冷剂通过形成扩散器部135，来能够在旋转轴115的轴向上沿着壳体流路102进行流动并实现压缩。通过本实用新型的这样的外壳101结构，与现有叶轮的外周面相邻而形成扩散器和涡囊的现有结构相比，本实用新型的涡轮压缩机100的结构能够细长地形成。

具体而言，现有的扩散器和涡囊形成为从叶轮的外周侧朝向半径方向延伸的形状，另一方面，形成为朝向连接驱动部的轴向延伸的形状。由此，为了增加压缩机的容量，很难通过在半径方向和轴向上增加尺寸来实现空间的活用。

与此不同地，为了实现大型化，可以对本实用新型的涡轮压缩机100进行将驱动单元110和扩散器的尺寸在旋转轴115的轴向上增加的设计。由此，最大限度地活用用于设置压缩机的空间，从而容易增大压缩机的容量。另外，从其他观点出发，本实用新型的涡轮压缩机100在相同的容量上与现有压缩机相比占据更细长的空间，因此存在有有利于压缩机的小型化的优点。

另外，对于本实施例的涡轮压缩机100的扩散器的结构而言，没有必要必须只在一个方向上、即在旋转轴115的轴向上对制冷剂进行压缩。如图2所示，第一壳体130和第二壳体140可以在形成径方扩散器105。

径向扩散器105在第一壳体130和第二壳体140隔开间隔而成的空间、即壳体流路102，可形成于在圆周方向上包围叶轮120的入口侧。具体而言，从叶轮120的外周部沿着第一壳体130的主框架部131朝向旋转轴115的半径方向延伸的空间，可以是径向扩散器105。

由于制冷剂沿着旋转轴115的轴向进行流动的同时，其流路截面积随着半径的增加而增大，因此，没有必要必须增大第一壳体130和第二壳体140之间的间隙、即径向扩散器105的空间。但是，为了获得更高的压缩比，也可以将第一壳体130和第二壳体140之间的间隙设计成沿着旋转轴115的半径方向增大。

如图2所示，在本实用新型的一实施例中，制冷剂被叶轮120加压并穿过径向扩散器105的同时被压缩一次，并且，穿过朝向旋转轴115的轴向延伸的扩散器部135的同时继续被压缩。根据这种结构，即使在半径方向上不进一步增大扩散器，也能使制冷剂的压缩效果最大化。

此外，图3是示出了本实用新型的另一实施例的涡轮压缩机200的纵剖视图。与先前一实施例不同，本实施例中的扩散器部235可设置于第二壳体240侧。

参照图3，本实用新型的外壳101的第二壳体240，可包括外侧圆筒部245和扩散器部235。外侧圆筒部245朝向旋转轴115的轴向延伸而形成，并且可以是形成为圆筒状的部分，使得第一壳体130容纳于外侧圆筒部245的内侧。在外侧圆筒部245的一端部形成有叶轮外罩部243，而在另一端部可结合有第二连接部244和副框架部246。

本实施例的扩散器部235，可以从外侧圆筒部245的内周面逐渐凹陷而形成。即，在扩散器部235的内周面可形成倾斜，使得外侧圆筒部245的内径朝向旋转轴115的轴向越远离叶轮120越增加。如在先前一实施例所述，考虑到制冷剂的压缩比，可以对扩散器部235的倾角或者壳体流路102的宽度变化的比例进行设计。

如本实施例，在扩散器部235形成于第二壳体240的内周面的情况下，考虑到倾角的变化，无需进一步确保第一壳体130的厚度，因此与先前一实施例相比，第一壳体130的厚度可形成为更薄。制冷剂在流过壳体流路102的同时，对第一壳体130内部的驱动单元110进行冷却，因此，在第一壳体130的厚度变薄的本实施例中，能够进一步提高驱动单元110的冷却效果。

另外，参照图3，本实施例具有可以使制冷剂在第一壳体130的内侧进行循环的结构。为此，结合于第二壳体240的另一端的副框架部246包括容纳空间247和返回流路248。

与先前进行说明的一实施例相同，在本实施例中的第二壳体240的另一端结合有副框架部246。并且，副框架部246可包括推力轴承104，所述推力轴承104与第二壳体240的第二连接部244一同对固定于旋转轴115的推力镜板115a进行支撑。另外，在副框架部246形成有副轴孔246a，由此能够安装在径向上对旋转轴115进行支撑的径向轴承103。

在本实用新型中，如先前进行说明那样，推力轴承104和径向轴承103可构成为由制冷剂和油形成的润滑面的气体轴承。因此，当本实用新型的涡轮压缩机100进行运转时，制冷剂可以从叶轮120后面经由润滑面进行流动。

在本实施例中，容纳空间247可以是，以穿过上述径向轴承103和推力轴承104的润滑面的制冷剂聚集的方式构成的副框架部246的内部空间。并且，如图3所示，返回流路248可以使容纳空间247与吸入口(或者吸入管)141彼此连通。由此，流入到容纳空间247的制冷剂，可以经过返回流路248而流向吸入口141侧，并再次吸入到叶轮120。

通过追加容纳空间247和返回流路248，来能够在第一壳体130内部形成穿过润滑面并进行循环的制冷剂的流动。即，制冷剂穿过主框架部131的径向轴承103面，并经过定子111和转子112之间的间隙，从而能够穿过副框架部246的推力轴承104和径向轴承103并进行流动。到达至容纳空间247的制冷剂，可以沿着返回流路248回收到吸入口141侧。其结果，制冷剂与起到针对气体轴承面的支撑作用一起，能够更加直接地进行润滑面的冷却和驱动单元110的冷却。冷却效果的提高，可以对提高本实用新型的涡轮压缩机100的效率做出贡献。

另一方面，图4是示出了本实用新型的再一实施例的涡轮压缩机300的纵剖视图。在图4的本实用新型的再一实施例中，示出了先前另一实施例中进行说明的返回流路318贯通旋转轴115而形成的情况。

如图所示，为了使容纳空间247的制冷剂返回到吸入口141侧，返回流路318可贯通旋转轴115而形成。虽然需要额外的贯通旋转轴115的加工，但是，如上述的另一实施例那样，能够省略掉用于在外部形成返回流路318的材料和加工过程。而且，在本实施例的情况下，制冷剂贯通旋转轴115并进行流动的同时，还可以再一次对旋转轴115和内部结构要素进行冷却。由此，能够进一步提高冷却效果。

以上说明只是用于实施本实用新型的涡轮压缩机的实施例，本实用新型并不限于以上的实施例，本实用新型所属领域的普通技术人员应该理解的是，在不脱离以下的权利要求所限定的范围内，可以进行各种变更。

Claims (11)

1.一种涡轮压缩机，其特征在于，包括：

驱动单元，具备用于产生旋转力的定子和转子、以及与所述转子连接并进行旋转的旋转轴；

叶轮，与所述旋转轴连接，并且将吸入的制冷剂朝向所述旋转轴的半径方向加压；以及

外壳，用于容纳所述驱动单元和叶轮，并且对所述旋转轴进行支撑，

所述外壳包括：

第一壳体，所述定子固定于所述第一壳体，并且将所述旋转轴支撑为能够旋转；以及

第二壳体，包围所述第一壳体，并且通过与所述第一壳体隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成用于使被所述叶轮加压的制冷剂进行流动的壳体流路。

2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第二壳体包括：

吸入口，形成于所述第二壳体的面向所述叶轮的前方面的位置，以吸入制冷剂；以及

排出口，贯通形成于所述第二壳体的外周面，以排出穿过所述壳体流路的制冷剂。

3.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第一壳体包括：

主框架部，在所述第一壳体的与所述叶轮相邻的一端部对所述旋转轴进行支撑；以及

开口部，形成于所述第一壳体的从所述主框架部朝向所述旋转轴的轴向隔开间隔的另一端部。

4.根据权利要求3所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第一壳体还包括第一连接部，所述第一连接部从所述开口部的外周侧凸出形成，

所述第二壳体包括：

叶轮外罩部，以包围所述叶轮的方式形成于所述第二壳体的与所述叶轮相邻的一侧，以及

第二连接部，在所述第二壳体的从所述叶轮外罩部朝向所述旋转轴的轴向隔开间隔的另一侧，以与所述第一连接部相对应的形状与所述第一连接部彼此结合。

5.根据权利要求4所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第二壳体包括副框架部，所述副框架部连接于所述第二壳体的所述另一侧，并且在轴向和半径方向上对所述旋转轴进行支撑。

6.根据权利要求5所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述主框架部和副框架部分别具备径向轴承，所述径向轴承包围所述旋转轴的外周面，并且将所述旋转轴支撑为能够旋转，

所述副框架部具备推力轴承，所述推力轴承在所述轴向上对从所述旋转轴的外周面凸出形成的推力镜板进行支撑。

7.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述壳体流路的流路截面积形成为越远离所述叶轮越增大。

8.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第一壳体包括：

内侧圆筒部，朝向所述旋转轴的轴向延伸而形成；以及

扩散器部，从所述内侧圆筒部的外周面逐渐凹陷而形成，使得所述内侧圆筒部的外径越远离所述叶轮越减小。

9.根据权利要求8所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第一壳体和第二壳体通过在所述轴向上彼此隔开间隔而配置，来在所述隔开间隔而成的空间形成沿着圆周方向包围所述叶轮而延伸而成的径向扩散器。

10.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述第二壳体包括：

外侧圆筒部，朝向所述旋转轴的轴向延伸而形成；以及

扩散器部，从所述外侧圆筒部的内周面逐渐凹陷而形成，使得所述外侧圆筒部的内径越远离所述叶轮越增大。

11.根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其特征在于，

所述副框架部包括：

容纳空间，用于容纳穿过所述径向轴承和所述推力轴承的制冷剂；以及

返回流路，与所述容纳空间连通，并且用于使所述容纳空间的制冷剂吸入到所述叶轮。