CN214273970U - 离心压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种离心压缩机，其包括电机，其包括定子、转子和固定于转子的主轴；和多级叶轮，其包括连接于主轴的第一级叶轮、第二级叶轮和第三级叶轮，第一级叶轮位于电机的轴向一侧，第二级叶轮和第三级叶轮位于电机的轴向另一侧，且第三级叶轮相比第二级叶轮更靠近电机。本实用新型优化了小型多级离心压缩机的叶轮排布，以有效平衡其轴向力。

Description

离心压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，特别涉及一种离心压缩机。

背景技术

离心压缩机具有节能高效、运行稳定和寿命长的显著优点。但是在制冷领域，离心压缩机适合于大流量、低压比工作场合，难以实现高效率地小流量、高压比运行。因此，离心压缩机均应用于大冷量冷水机组。而中小型的制冷系统则更多使用螺杆压缩机、涡旋压缩机(如小型中央空调，包括多联机)和滚动转子压缩机。但这些种类的压缩机的运行效率远不如离心压缩机。而且，这些压缩机大多采用润滑油润滑。非常容易产生因润滑油积存于换热器中，导致向压缩机回油不利，使压缩相关部件润滑变差、换热器换热热阻变大等问题。

因此，如何能够解决离心压缩机小型化产生的各种难题，使其能够使其应用于中小型制冷系统，以代替螺杆压缩机、涡旋压缩机甚至滚动转子压缩机，将使这些制冷系统的能效更高，对制冷行业产生深远影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种离心压缩机，以解决或至少部分地解决现有技术存在的上述问题。

本实用新型的目的是要提供一种离心压缩机，以优化小型多级离心压缩机的叶轮排布，以有效平衡其轴向力。

特别地，本实用新型提供了一种离心压缩机，其包括：

电机，其包括定子、转子和固定于转子的主轴；和

多级叶轮，其包括连接于主轴的第一级叶轮、第二级叶轮和第三级叶轮，第一级叶轮位于电机的轴向一侧，第二级叶轮和第三级叶轮位于电机的轴向另一侧，且第三级叶轮相比第二级叶轮更靠近电机。

可选地，第一级叶轮的出口宽度大于第二级叶轮的出口宽度；第二级叶轮的出口宽度大于第三级叶轮的出口宽度。

可选地，主轴上设置有止推盘；且离心压缩机还包括轴向轴承，其与止推盘配合，以约束主轴的轴向自由度。

可选地，止推盘位于第三级叶轮与电机之间。

可选地，轴向轴承为磁悬浮轴向轴承。

可选地，离心压缩机还包括：离心压缩机还包括至少一个磁悬浮径向轴承，以用于约束主轴的径向自由度。

可选地，磁悬浮径向轴承的数量为两个，其中一个位于第一级叶轮与电机之间，另一个位于第三级叶轮与止推盘之间。

可选地，每个叶轮为闭式结构，其包括轮盘、盖板和多个叶片，轮盘和盖板间隔设置以限定出流道，多个叶片沿轮盘的周向排布在流道中，盖板可拆卸地连接于多个叶片；且每个叶片上形成有一个定位凸起部，盖板表面开设有多个定位凹陷部，在盖板安装于叶片时，每个定位凸起部插入一个定位凹陷部，以对盖板的位置进行定位。

可选地，每个定位凸起部上开设有一个螺纹孔，每个定位凹陷部处开设有一个螺钉孔，每个螺钉孔与一个螺纹孔对应，以便利用螺钉将盖板与固定于多个叶片。

可选地，定位凸起部为多边形。

本实用新型将第一级叶轮设置在电机一侧，将第二级叶轮和第三级叶轮设置在电机另一侧，可有效平衡转子及主轴的轴向力，减少转子锥动和轴向拉伸带来的不利影响，使转子轴向两侧受力更加均匀，运行过程中的变形更加均匀，有利于提升转子的临近速度，提升转子的可靠性。

进一步地，本实用新型的离心压缩机中，使第一级叶轮的出口宽度大于第二级叶轮的出口宽度，第二级叶轮的出口宽度大于第三级叶轮的出口宽度，以匹配叶轮气动设计，利于平衡转子和主轴轴向力。此外，由于第三级叶轮出口最窄，安装精度要求更高，为降低转子摆动带来的不利的影响，特别设计第三级叶轮最靠近止推盘，以减少其受转子摆动的影响。

进一步地，本实用新型的离心压缩机可采用磁悬浮轴承。磁悬浮轴承为无油化轴承，因此无需再在离心压缩机内加入润滑油，从而彻底避免了中小型制冷系统的压缩机回油问题(传统惯常采用的螺杆式压缩机、涡旋压缩机和滚动转子压缩机基本均为有油润滑)，提升了换热器的换热效率；而且机械磨损小、能耗低、噪声小，也使整机稳定性增强，寿命更长。

进一步地，本实用新型的离心压缩机为分体式结构，以利于对叶片进行表面处理，使其更加光滑，以提升其效率，减少噪声。并且，使每个叶片的定位凸起部与盖板的多个定位凹陷部一一匹配，以对盖板位置进行定位，使其位置精确地符合设计要求，并且，使螺纹孔和螺钉孔恰好开设于定位凸起部和定位凹陷部处，以同时实现定位和紧固，且能减少叶片的开孔。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型一个实施例的离心压缩机的结构原理图；

图2是本实用新型一个实施例的离心压缩机的叶轮的分解示意图；

图3是图2所示叶轮的轮盘、叶片和盖板的分解示意图；

图4是图3中的盖板的另一角度示意图；

图5是图3的A处放大图。

具体实施方式

下面参照图1至图5来描述本实用新型实施例的离心压缩机。部分图中用 x轴表示电机40、主轴43和叶轮的轴线方向，用实心箭头表示气流方向。

图1是本实用新型一个实施例的离心压缩机的结构原理图。如图1所示，本实用新型实施例的离心压缩机一般性地可包括电机40和多级叶轮。电机40 包括定子41、转子42和固定于转子42的主轴43。定子41固定离心压缩机的机壳10内部。

离心压缩机具有多级叶轮，以实现多级压缩。具体地，多级叶轮包括连接于主轴43的第一级叶轮21、第二级叶轮22和第三级叶轮23，以由电机40驱动转动，对制冷剂进行压缩。其中，第一级叶轮21位于电机40的轴向一侧，第二级叶轮22和第三级叶轮23位于电机40的轴向另一侧。例如图1将第一级叶轮21设置在电机40的左侧，将第二级叶轮22和第三级叶轮23设置在电机 40的右侧。并且，第三级叶轮23相比第二级叶轮22更靠近电机40。

本实用新型实施例将第一级叶轮21设置在电机40一侧，将第二级叶轮22 和第三级叶轮23设置在电机40的另一侧，可有效平衡转子42及主轴43的轴向力，减少转子锥动和轴向拉伸带来的不利影响，使转子42的轴向两侧受力更加均匀，运行过程中的变形更加均匀，有利于提升转子42的临近速度，提升转子42的可靠性。并且，这种结构使离心压缩机的布局更加紧凑，有利于实现离心压缩机的小型化，且使其保持较高效率，以适于应用与小型的冷水机组或多联机等小型中央空调。

如图1所示，可使离心压缩机设置第一气流通道92，以将第一级叶轮21 的排气气流引入第二级叶轮22的进口；设置第二气流通道93以将第二叶轮的排气气流引入第三级叶轮23的进口，设置排气通道94以排出第三级叶轮23 的排气气流。

在一些实施例中，如图1所示，可使第一级叶轮21的出口宽度大于第二级叶轮22的出口宽度；第二级叶轮22的出口宽度大于第三级叶轮23的出口宽度，以匹配叶轮气动设计，利于平衡转子42和主轴43轴向力。出口宽度指的是叶轮出口在叶轮轴线(x轴)方向的尺寸。

可使主轴43上设置有止推盘431。离心压缩机还包括轴向轴承80，轴向轴承80与止推盘431配合，以约束主轴43的轴向自由度。优选使止推盘431位于第三级叶轮23与电机40之间，以使止推盘431距离电机40更近，利于平衡轴向力。轴向轴承80优选为磁悬浮轴向轴承。此外，由于第三级叶轮23出口最窄，安装精度要求更高，为降低转子42摆动带来的不利的影响，特别设计使第三级叶轮23最靠近止推盘431，以减少其受转子摆动的影响。

可使离心压缩机还包括至少一个磁悬浮径向轴承60，以用于约束主轴43 的径向自由度。磁悬浮径向轴承60的数量为两个，其中一个位于第一级叶轮 21与电机40之间，另一个位于第三级叶轮23与止推盘431之间。

本实用新型通过对三个叶轮、电机40、两个径向轴承60以及轴向轴承80 的排列位置进行特别设计，使得转子42和主轴43的力平衡性更好，稳定性更高，变形更小，性能和可靠性都更高。

此外，由于磁悬浮轴承采用磁悬浮原理制成，为无油化轴承。因此无需再在离心压缩机内加入润滑油，从而彻底避免了中小型制冷系统的压缩机回油问题(传统惯常采用的螺杆式压缩机、涡旋压缩机和滚动转子压缩机基本均为有油润滑)，提升了换热器的换热效率。而且采用磁悬浮轴承使得离心压缩机的机械磨损小、能耗低、噪声小、稳定性增强、寿命更长。

图2是本实用新型一个实施例的离心压缩机的叶轮的分解示意图；图3是图2所示叶轮的轮盘100、叶片300和盖板200的分解示意图；图4是图3的 A处放大图；图5是图3中的盖板200的另一角度示意图。

如图2至图5所示，在一些实施例中，可使前述每个叶轮(第一级叶轮21、第二级叶轮22和第三季叶轮)均为闭式结构。以第一级叶轮21为例，叶轮具体包括轮盘100、盖板200和多个叶片300。轮盘100和盖板200间隔设置以限定出流道201，多个叶片300沿轮盘100的周向排布在流道中，盖板200可拆卸地连接于多个叶片300。本实用新型实施例中的离心压缩机为分体式结构，以利于对叶片300进行表面处理，使其更加光滑，以提升其效率，减少噪声。

可使各叶片300与轮盘100为一体成型结构，如图3。当然，也可使各叶片300为独立部件，后期安装于轮盘100。盖板200上开设有进气孔201，以用于吸入气流。

在一些实施例中，如图4和图5所示，可使每个叶片300上形成有一个定位凸起部310，盖板200的表面开设有多个定位凹陷部210。在盖板200安装于叶片300时，每个定位凸起部310插入一个定位凹陷部210，以对盖板200的位置进行定位，使其位置精确地符合设计要求。可使各定位部位于与轮盘100 同心的圆周上。

可使定位凸起部310以唯一姿态卡入定位凹陷部210，以进行定位。具体地，可使定位凸起部310为多边形，例如矩形。与之对应地，定位凹陷部210 也可为多边形。可进一步使每个多边形的定位凹陷部210的摆放姿态不完全相同，以更加利于使盖板200的位置被唯一定位，如图4。

为实现对盖板200位置的紧固，可使每个定位凸起部310上开设有一个螺纹孔311，每个定位凹陷部210处开设有一个螺钉孔211，每个螺钉孔211与一个螺纹孔311对应，以便利用螺钉400将盖板200固定于多个叶片300。可进一步使螺纹孔311和螺钉孔211恰好开设于定位凸起部310和定位凹陷部210 处，以同时实现定位和紧固，且能减少叶片300的开孔数量。

在一些实施例中，离心压缩机可省略了扩压器，将各叶轮直接安装于蜗壳内，以避免气流在扩压器内旋度较大引发比较大的扩压损失，使离心压缩机整机效率得以提升，同时也使离心压缩机的结构更加紧凑。因此，这种结构有利于实现离心压缩机的小型化，且使其保持较高效率，以适于应用于小型的冷水机组或多联机等小型中央空调。

在一些实施例中，可使叶轮为强后弯式，以使叶轮对气流做功更多转化为静压提升，更少转化为速度增加。即，使且叶片300的末端(临近叶轮径向外边缘的一端)相比其余区段向后弯折，以使各叶片300形成强后弯式结构。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种离心压缩机，其特征在于包括：

电机，其包括定子、转子和固定于所述转子的主轴；和

多级叶轮，其包括连接于所述主轴的第一级叶轮、第二级叶轮和第三级叶轮，所述第一级叶轮位于所述电机的轴向一侧，所述第二级叶轮和所述第三级叶轮位于所述电机的轴向另一侧，且所述第三级叶轮相比所述第二级叶轮更靠近所述电机。

2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，

所述第一级叶轮的出口宽度大于所述第二级叶轮的出口宽度；

所述第二级叶轮的出口宽度大于所述第三级叶轮的出口宽度。

3.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，

所述主轴上设置有止推盘；且

所述离心压缩机还包括轴向轴承，其与所述止推盘配合，以约束所述主轴的轴向自由度。

4.根据权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，

所述止推盘位于所述第三级叶轮与所述电机之间。

5.根据权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，

所述轴向轴承为磁悬浮轴向轴承。

6.根据权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于还包括：

所述离心压缩机还包括至少一个磁悬浮径向轴承，以用于约束所述主轴的径向自由度。

7.根据权利要求6所述的离心压缩机，其特征在于，

所述磁悬浮径向轴承的数量为两个，其中一个位于所述第一级叶轮与所述电机之间，另一个位于所述第三级叶轮与所述止推盘之间。

8.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，

每个所述叶轮为闭式结构，其包括轮盘、盖板和多个叶片，所述轮盘和所述盖板间隔设置以限定出流道，所述多个叶片沿所述轮盘的周向排布在所述流道中，所述盖板可拆卸地连接于所述多个叶片；且

每个所述叶片上形成有一个定位凸起部，所述盖板表面开设有多个定位凹陷部，在所述盖板安装于所述叶片时，每个所述定位凸起部插入一个所述定位凹陷部，以对所述盖板的位置进行定位。

9.根据权利要求8所述的离心压缩机，其特征在于，

每个所述定位凸起部上开设有一个螺纹孔，每个所述定位凹陷部处开设有一个螺钉孔，每个所述螺钉孔与一个所述螺纹孔对应，以便利用螺钉将所述盖板与固定于所述多个叶片。

10.根据权利要求8所述的离心压缩机，其特征在于，

所述定位凸起部为多边形。

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