专利名称：涡轮压缩机的发动机冷却结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用由一个涡轮产生的离心力来压缩气体的涡轮压缩机，特别涉及一种用于涡轮压缩机的发动机冷却结构，通过将一种低温致冷气体从一个蒸发器引入到一个发动机室从而冷却驱动发动机，并且在使驱动发动机冷却的工作期间基于驱动发动机的热量而使部分液态致冷剂变成气态从而不需要用于使液态致冷剂变成气态致冷剂的蓄能器，从而该发动机冷却结构能够完成使驱动发动机高效率冷却的工作。
通常，压缩机是通过一个涡轮或一个转子的转动操作或者一个活塞的往复运动操作而压缩气体例如空气、致冷气体等的机器，而且压缩机由一个驱动涡轮、转子和活塞的驱动力发生器和一个基于驱动力发生器产生的驱动力来抽吸气体的压缩机构形成。
这样制成的压缩机根据驱动力发生器和压缩机构的安装位置可分成密封式或分离式。在密封式发动机中，驱动力发生器和压缩机构安装在一个预定形状的密封容器内，而在分离式压缩机中，驱动力发生器安装在密封容器外侧，因此驱动力发生器产生的驱动力传递到容器的压缩机构。
密封式压缩机可分成旋转式压缩机、往复式压缩机和涡形式压缩机。最近，公开了一种涡轮式压缩机(或离心式压缩机)，该压缩机利用转子转动时产生的离心力来抽吸和压缩气体。
图1表示本申请的的发明人所发明的韩国专利号为97-64567的一种两级压缩式涡轮压缩机的构造。如图1所示，现有技术中的两级涡轮压缩机包括一个发动机室13，在发动机室13内一个驱动发动机20安装在一个密封式容器10的内部中心以产生驱动力。与一个蓄能器连通的一个第一压力室11和一个第二压力室12位于密封容器10的两侧。
另外，一个气体流道14沿密封容器10的一个内环绕表面和发动机室13的一个外环绕表面布置在密封容器10的内上部以便使第一和第二压力室11和12与发动机室13连通。一个入口孔13a位于气体流道14的一个下表面中心上，即，在发动机室13的上表面上，因此当第一压缩致冷气体从第一压力室11通过气体流道14流入第二压力室12时，部分致冷气体流入发动机室13的内部以便冷却驱动发动机20。通过形成的一个出口孔13b，可以使经过入口孔13a流入发动机室13内并冷却驱动发动机20的致冷气体流入气体流道14，然后流入到第二压力室12。
另外，安装在发动机室13中的驱动轴30与驱动发动机20接合，驱动轴30的两端分别插入到第一和第二压力室11和12内。第一和第二转子40和50固定在驱动轴30的两端，用以抽吸和压缩致冷气体，转子在气体导入方向的直径小于在致冷气体受压缩和排出方向的直径，且从驱动轴30的方向看去，转子的形状为锥形。
另外，第一和第二压力室11和12包括与气体流道14连通以引导抽吸的致冷气体的第一和第二进口段(未示出)，和用来将致冷气体的动能变成恒定能的第一与第二扩压管11a和12a以及第一与第二涡壳11b和12b，该致冷气体的压力通过第一和第二转子40和50增加。
在安装在发动机室13内的驱动发动机20的两侧，一个径向轴承60与驱动轴30和发动机室13连接，以便径向支承与驱动发动机20接合的驱动轴30。一个止推轴承70与驱动轴30牢固连接以便在径向轴承60的外部和发动机室13的两侧的内壁处支承驱动轴30。
在图中，数字标记10a表示一个抽吸口，10b表示一个排出口。
下面参考
现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机的操作。
即，在现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机中，当接通电源后在驱动发动机20处形成一个感应磁场，驱动轴30在感应磁力的作用下高速转动。固定在驱动轴30两侧的第一和第二转子40和50转动，因而从蒸发器(未示出)将致冷气体吸入到第一压力室11内。
此时，由于从蒸发器吸入到第一压力室11内的致冷气体具有低温，部分致冷气体以液态形式存在。当进行压缩过程时，压缩效率显著降低。因此，一个蓄能器安装在蒸发器和第一压力室11之间以便将液态致冷剂变成气态并使其流入到第一压力室内。
在第一和第二转子40和50的转动力作用下从蒸发器经过蓄能器吸入第一压力室11内的致冷气体被引导进入第一进口段内，然后通过第一转子40加速。如此加速的致冷气体通过第一扩压管11a引入到第一涡壳11b并因此首先被压缩。
首先被压缩的气体在第二转子50的转动力作用下经过气体流道14吸入到第二压力室12内。
此时，经过气体流道14吸入到第二压力室12内的部分压缩气体，经过位于气体流道14的下表面上即发动机室13上部的入口孔13a，流入到其中安装有驱动发动机20的发动机室13的内部，而且压缩过的气体使驱动发动机20冷却，并经过位于发动机室13上部的出口孔13b排出到气体流道14内，然后与第一压缩气体混合并吸入到第二压力室12内。
在第二转子50的转动力的作用下，吸入到第二压力室12内的第一压缩气体由第二进口段引导并由第二转子50加速，如此加速的致冷气体经过第二扩压管12a流入到第二涡壳12b内以便进行第二级压缩。如此两级压缩的致冷气体经过排出口10b排出到冷凝器(未示出)。
另外，由于在致冷气体压缩过程中，驱动轴30没有负载地连续转动，驱动轴30可以沿径向或轴向移动。为了解决上述问题，布置在驱动发动机20两侧的径向轴承60和分别布置在径向轴承60外部的止推轴承70可以防止驱动轴在径向和轴向的移动。
在现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机中，在与驱动轴30的两端连接的转子40和50的离心力作用下，致冷气体从蒸发器吸入到压力室11和12内。此时，利用首先被压缩的气体使驱动发动机20冷却。
然而，在现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机中，利用由第一压力室首先被压缩的高温压缩气体进行冷却驱动发动机的操作，因此，冷却效率降低。
另外，在现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机中，由于从蒸发器引入到第一压力室内的致冷气体具有低温，部分致冷气体以液态形式存在。如果以液态形式存在的致冷气体直接压缩，则压缩效率显著降低。因此，还附加需要一个蓄能器以便使液态气体完全变成气态，然后将其引入到第一压力室以增加压缩效率，从而减少制造成本。
因此，本发明的一个目的是，提供一种可解决已有技术中存在的上述问题的涡轮压缩机的发动机冷却结构。
本发明的另一个目的是，提供一种通过从一个蒸发器直接将一种低温致冷剂引入到一个发动机室内，从而能够改进驱动发动机冷却效率的涡轮压缩机的发动机冷却结构。
本发明的又一个目的是，提供一种不需采用一个蓄能器即可将从蒸发器引入到第一压力室内的部分液态致冷剂完全变成气态致冷气体，从而能够降低制造成本的涡轮压缩机的发动机冷却结构。
为了实现上述目的，提供一种涡轮压缩机的发动机冷却结构，它包括一个与密封容器的一个侧壁连通并从蒸发器伸出的致冷剂吸管；一个与密封容器的另一个侧壁连通的第一致冷剂流管，第一致冷剂流管与第一压力室连通；一个第二致冷剂流管，通过该第二致冷剂流管第一压力室与第二压力室连通；以及一个与第二压力室连通的致冷剂排出管，第二压力室又与一个冷凝器连通。
通过下面的描述，本发明的其它优点，目的和特征将更明显。
根据下面的详细描述并参考附图将更容易理解本发明，附图仅作为说明而不用来限定本发明图1是一个现有技术中的两级压缩式涡轮压缩机的构造的垂直横截面视图；和图2是表示具有本发明的发动机冷却结构的一个涡轮压缩机的构造的垂直横截面视图。
下面参考附图解释本发明的一种涡轮压缩机的发动机冷却结构。
如图2所示，一个涡轮压缩机包括一个其中安装有一个驱动发动机120的发动机室；一个密封容器110，在该密封容器110内，第一和第二压力室111和112互相连通以便压缩从其两侧吸入的致冷气体；一个驱动轴130，该驱动轴130与驱动发动机120连接，驱动轴的两端插入到第一和第二压力室111和112内；以及第一和第二转子140和150，该第一和第二转子140和150与驱动轴130的两端连接以便基于一种两级离心压缩方法来压缩致冷气体，在该涡轮压缩机中，涡轮压缩机的一种发动机冷却结构包括一个与密封容器110的一个侧壁连通并由蒸发器伸出的致冷剂吸管113；一个与密封容器110的另一个侧壁连通的第一致冷剂流管114，第一致冷剂流管114与第一压力室111连通；一个第二致冷剂流管115，通过该第二致冷剂流管115第一压力室111与第二压力室112连通；以及一个与第二压力室112连通的致冷剂排出管116，其中第二压力室112又与一个冷凝器连通。致冷剂吸管113和第一致冷剂流管114与驱动发动机120的两侧连接。
另外，致冷剂吸管113和第一致冷剂流管114与驱动发动机120的两侧连接便于使致冷气体在密封容器110的内部很容易的流动。
在图中，数字标记160表示一个径向轴承，而170表示一个止推轴承。
现在说明具有本发明的一种涡轮压缩机的发动机冷却结构的涡轮压缩机的操作。
即，在具有本发明的一种涡轮压缩机的发动机冷却结构的涡轮压缩机中，当驱动轴130在驱动发动机120作用下转动时，与驱动轴130的两端连接的第一和第二转子140和150转动，因此从蒸发器经过致冷剂吸管113吸入低温致冷气体。
吸入致冷剂吸管113的低温致冷气体通过密封容器110，并且由于致冷剂吸管113与密封容器110连通，因而流入第一致冷剂流管114。
此时，由于发动机室位于密封容器110内部，从蒸发器经过致冷剂吸管113吸入到密封容器110内的低温致冷气体通过密封容器110内部并冷却驱动发动机120。
另外，从蒸发器吸入密封容器110内的部分致冷气体呈液态。然而，当包含液态致冷剂的致冷气体通过密封容器110内部并冷却驱动发动机120时，由于驱动发电机120产生的热，因此液态致冷剂完全变成气态，且气态致冷剂排出到第一致冷剂流管114内。
排入第一致冷剂流管114内的致冷气体沿第一致冷剂流管114吸入到第一压力室111内，并由第一转子140加速，而且喷射到第一扩压管111a和第一涡壳111b以便进行第一压缩操作。
如此第一压缩的致冷气体沿与第一压力室111连通的第二致冷剂流管115吸入到第二压力室112内，并由第二转子150加速，而且喷射到第二扩压管112a和第二涡壳112b以便进行第二压缩操作，第二压缩过的致冷气体经过与冷凝器连通的致冷剂排出管116流进冷凝器内，因此，完成致冷气体的压缩工序。
另外，在密封容器110和致冷剂吸管113之间的连接可采用单管连接。最好，从蒸发器或蓄能器伸出的致冷剂吸管113的端部可分成多个连接部分，从而使致冷剂吸管113与密封容器110的驱动发动机120两侧连接，而且第一致冷剂流管114可象致冷剂吸管113一样与驱动发动机120的两侧连接，从而在密封容器110内实现致冷剂高效率的流动，从而提高压缩机效率。
本发明可良好的用于面对面的结构，其中第一和第二转子140和150的抽吸部分相互面对。
如上所述，在本发明的涡轮压缩机的发动机冷却结构中，由于通过第一和第二转子的转动而从蒸发器吸入的低温致冷气体经过密封容器的内部并流入到第一压力室内，因此低温致冷气体直接冷却驱动发动机，因此改进了驱动发动机的冷却效率。
特别是，从蒸发器流出的一种液态致冷剂流过密封容器的内部，并在冷却驱动发动机的过程中完全变成一种气态致冷剂。因此，在本发明中，不需要蓄能器来将液态致冷剂完全变成气态致冷剂，因此减少了制造成本并使涡轮压缩机的结构简单。
尽管本发明的优选实施例仅为了说明的目的而公开，对本领域的普通技术人员来说，可以理解在不超出权利要求书所限制的本发明的实质和范围的前提下，本发明可以作不同的修改添加和替换。
权利要求
1．一种涡轮压缩机的发动机冷却结构，该涡轮压缩机包括一个其中安装有一个驱动发动机的发动机室；一个密封容器，在该密封容器内，第一和第二压力室互相连通以便压缩从其两侧吸入的致冷气体；一个驱动轴，该驱动轴与驱动发动机连接，驱动轴的两端插入到第一和第二压力室内；以及第一和第二转子，该第一和第二转子与驱动轴的两端连接以便基于两级离心压缩方法来压缩致冷气体，所述发动机冷却结构包括一个与密封容器的一个侧壁连通并由蒸发器伸出的致冷剂吸管；一个与密封容器的另一个侧壁连通的第一致冷剂流管，该第一致冷剂流管与第一压力室连通；一个第二致冷剂流管，通过该第二致冷剂流管第一压力室与第二压力室连通；和一个与第二压力室连通的致冷剂排出管，第二压力室又与一个冷凝器连通。
2．如权利要求1所述的结构，其特征在于所述致冷剂吸管和所述第一致冷剂流管与驱动发动机的两侧连接。
全文摘要
本发明公开了一种涡轮压缩机的发动机冷却结构。该结构包括一与密封容器的一个侧壁连通并由蒸发器伸出的致冷剂吸管,一与密封容器的另一个侧壁连通的第一致冷剂流管,该第一致冷剂流管与第一压力室连通,一第二致冷剂流管,通过该第二致冷剂流管第一压力室与第二压力室连通,和一与第二压力室连通的致冷剂排出管,因此,可以通过将低温致冷剂直接从一个蒸发器引入到一个发动机室内从而提高驱动发动机的冷却效率。
文档编号F04D17/00GK1221077SQ9811174
公开日1999年6月30日 申请日期1998年12月24日 优先权日1997年12月26日
发明者崔文畅, 金炯锡, 李尚昱 申请人:Lg电子株式会社