[发明专利]涡轮压缩机

说明书

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％。