离心式压缩机及其制造方法

专利名称：离心式压缩机及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种离心式压缩机，并且更具体地涉及一种用于连接多个并联连接的 副压缩机(sub-compressor)的组装结构。
背景技术：
压缩机是一种通过利用机械能压缩气体的装置，压缩机对于诸如冰箱的空调设备 而言是必不可少的，以便用于压缩冷却介质。存在有不同类型的压缩机，其包括往复式压缩 机、螺旋式压缩机、离心式压缩机等。特别地，由于不会产生排放气体的波动并且易于减小 尺寸和重量，高速旋转的离心式压缩机已被广泛地使用。通常，制冷器中使用的离心式压缩机包括在一侧具有冷却介质入口的壳体、设置 在壳体内用以压缩流入其中的冷却介质的叶轮、用于将由叶轮压缩的冷却介质的动能转化 为压力能的散流器、以及用于将流经散流器的冷却介质输送到排放管道的涡壳(volute)。 流经离心式压缩机的冷却介质入口的冷却介质被叶轮和散流器压缩，穿过涡壳和排放管 道，之后被输送到冷凝器中。作为提高离心式压缩机的压缩容量的方法，存在有在压缩机中设置一个大尺寸叶 轮的方法以及并联连接小尺寸压缩机的方法。特别地，并联连接若干压缩机单元的结构被 广泛地采用。当压缩机串联连接并且与各压缩机相对应的热交换器被独立地设置和串联连 接时，可减小穿过单个热交换器的冷却水的温差，因而具有减小各压缩机的端盖(head)的 优点。另外，当压缩机的端盖减小时，可实现很高的效率。然而，当多个压缩机单元并联设置时，对于多个压缩机而言需要有多个部件，例如 马达，因而存在生产成本增加的问题。特别地，作为驱动单元的马达的价格就高到足以占压 缩机价格的很大一部分。另外，需要精密加工的部件(例如，齿轮和轴承)的价格也很高。

发明内容
本发明提供了一种离心式压缩机，在该离心式压缩机中的部件数量能被减到最 小，并且多个副压缩机并联连接，以实现低成本和高效率且易于制造。一方面，提供一种离心式压缩机，其包括多个副压缩机，各副压缩机包括叶轮，并 且多个副压缩机并联连接以提高压缩容量，其中，多个副压缩机分别被组装到通过驱动单 元旋转的单个共用轴上，并且多个副压缩机的叶轮沿相反的方向设置。多个副压缩机可分别包括沿该共用轴的纵向设置的壳体，并且各壳体可通过紧固 构件与相邻的壳体连结或分离。
可设置密封构件，用以在多个副压缩机之间或在副压缩机与驱动单元之间保持密 封。密封构件可为迷宫式密封件。各壳体可以设有供压缩介质流入穿过的入口，并且各入口可沿共用轴的纵向或横 向形成。可在入口的一侧设置用于控制流入的入口引导叶片。该共用轴可以穿过多个副压缩机并向外延伸，并且该共用轴的延伸部可接收来自 驱动单元的输出。接收来自驱动单元的输出的小齿轮可被固定到该共用轴的延伸部，并且由轴承支 撑的轴颈可被固定到该共用轴的一端部。另一方面，提供一种离心式压缩机的制造方法(或者说，装配方法)，其包括设置 共用轴；沿该共用轴的轴向依次组装多个副压缩机；将动力传递单元组装到该共用轴的一 个端部；以及将该动力传递单元连接到驱动单元。在组装多个副压缩机时，可使多个副压缩机的叶轮沿相反的方向设置。由于所披露的离心式压缩机具有由单个共用轴和马达驱动多个副压缩机的结构， 所以压缩机的生产成本被降低了。另外，由于多个叶轮彼此相反地设置并由此抵消在驱动过程中的推力，所以可减 小轴承损失并可提高压缩机的效率。再者，由于离心式压缩机采用沿共用轴的轴向来组装多个部件的垂直分开的形式 (vertically divided form)，所以其易于制造并减小了泄漏的风险。另外，由于离心式压缩机包括用于各个副压缩机的入口引导叶片，所以可以控制 流速(flow rate)。


通过下面结合附图的详细描述，所披露的示例性实施例的上述和其它的方面、特 征以及优点将变得更清楚，在附图中图1是示出根据一实施例的离心式压缩机的整体构造的视图；图2是示出图1所示的第一副压缩机的构造的视图；图3是示出图1所示的第二副压缩机的构造的视图；以及图4至图8是说明根据一实施例的离心式压缩机的组装顺序的视图。
具体实施例方式现在将在下文中参照示出了多个示例性实施例的附图更全面地描述这些示例性 实施例。然而，本发明可以以多种不同的形式实施，并且不应被解释为局限于在此提出的示 例性实施例。当然，提供这些示例性实施例以使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全 地传达给本领域的技术人员。在描述中，可能会省略公知特征和技术的细节，以避免不必要 地使所给出的实施例模糊不清。在此使用的术语仅用于描述特定的实施例，而并非旨在限制本发明。如在此所使 用的，单数形式的“一”、“该(所述)”旨在也包括复数(多个)的形式，除非本文清楚地指
4明并非如此。而且，术语“一”等的使用并不表示对数量的限制，而是表示存在至少一个所述 项目。应该进一步理解的是，当在该说明书中使用术语“包含”和/或“包含有”、或“包括” 和/或“包括有”、或“具有”、或“带有”等时，这些术语表示存在所述特征、区域、整体、步骤、 操作、元件和/或部件，但并不排除存在或增加一个或多个其它的特征、区域、整体、步骤、 操作、元件、部件，和/或它们的任意组合。除非另外限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有与本领域的 技术人员的一般理解相同的含义。应该进一步理解的是，例如在通常使用的字典中所定义 的术语应被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，而不应 解释为理想化或过于形式化的意思，除非在此清楚地这样限定。在附图中，图中相同的附图标记表示相同或相似的元件，为了清楚的目的，可能夸 张了附图的形状、尺寸以及区域等。在下文中，将参照附图详细地描述根据一实施例的离心式压缩机。图1是示出根据一实施例的离心式压缩机的整体构造的视图。图2是示出图1所 示的第一副压缩机的构造的视图。并且，图3是示出图1所示的第二副压缩机的构造的视 图。首先，参照图1，离心式压缩机100包括作为驱动单元的马达10、用于提高马达 10的转速的齿轮箱20、以及连接到齿轮箱20以进行旋转的第一副压缩机30和第二副压缩 机40。第一副压缩机30和第二副压缩机40共用一轴50。也就是说，第一副压缩机30和 第二副压缩机40以成排的方式被安装在单个共用轴50上。共用轴50穿过第一副压缩机30和第二副压缩机40，并朝向齿轮箱20向外延伸。 在共用轴50延伸的一侧上，安装有与固定到马达10的输出轴的传动齿轮22啮合的小齿轮 52。另外，安装到用于支撑转动的轴承24的轴颈54被设置到该共用轴50的一个端部。密封构件62、64分别被设置在第一副压缩机30与第二副压缩机40之间以及第二 副压缩机40与齿轮箱20之间，用以保持密封。迷宫式密封件可被用作为密封构件62、64。参照图2，第一副压缩机30包括固定到共用轴50以进行旋转的第一级叶轮31 和第二级叶轮32 ；以及分别与叶轮31、32距离预定间隔地设置的第一级散流器33和第二 级散流器34。叶轮31、32被设置为，它们的前侧表面面向一个方向(图2中的左侧方向)。 用于支撑共用轴50的轴承35被设置在第二级叶轮32的后侧。金斯伯里轴承(Kingsbury bearing)可被用作轴承35。被叶轮31、32和散流器33、34压缩的冷却介质经由涡壳36流向排放管道。第一副压缩机30包括壳体37，共用轴50沿其纵向穿过壳体37。凸缘部371设置 在壳体37的一侧，以便连结到第二副压缩机40。供冷却介质流动穿过的入口 38被设置在壳体37的另一侧上，并且沿共用轴50的 纵向设置。用于控制冷却介质流入的入口引导叶片(IGV) 39被设置在入口 38侧。参照图3，第二副压缩机40包括固定到共用轴50以进行旋转的第一级叶轮41和 第二级叶轮42 ；以及分别与叶轮41、42距离预定间隔地设置的第一级散流器43和第二级 散流器44。叶轮41、42被设置为，它们的前侧表面面向另一个方向(图3中的右侧方向)。 也就是说，第一副压缩机30的叶轮31、32和第二副压缩机40的叶轮41、42面向相反的方 向(相对的方向)。叶轮的这种设置抵消了驱动过程中的推力，并由此减小了轴承的损坏，提高了压缩机的效率。被叶轮41、42和散流器43、44压缩的冷却介质经由涡壳46流向排放管道。由于 第一副压缩机30和第二副压缩机40并联连接，所以排放到第一副压缩机的涡壳36的冷却 介质与排放到第二副压缩机的涡壳46的冷却介质在排放管道中混合。因此，压缩容量被提 尚了。第二副压缩机40包括壳体47，共用轴50沿其纵向穿过壳体47。凸缘部471设置 在壳体47的一侧，以便组装到第一副压缩机30。因此，使第一副压缩机30的凸缘部371和 第二副压缩机40的凸缘部471相互紧密地接触并通过诸如螺栓和螺母的紧固构件相互连结。密封构件62、64分别被设置在第二级叶轮42的后部和壳体471的前端部，用以保
持密封。供冷却介质流动穿过的入口 48沿垂直于共用轴50的方向被设置在壳体47的侧 表面上。由于共用轴50沿纵向向外延伸以连接到齿轮箱20，所以入口 48可沿横向设置。 用于控制冷却介质流入的入口引导叶片49被设置在入口 48侧。尽管第一副压缩机30和第二副压缩机40并联连接，但是由于轴50是共用的，所 以可利用单个马达10和单个轴50进行制造。因此，部件的数目被减少了并且生产成本也 被降低了。在上述实施例中，两个两级副压缩机被并联连接。然而，本发明并不限于此，而是 可以以多种方式改变副压缩机的数量和副压缩机的级数。图4至图8是说明根据一实施例的离心式压缩机的组装顺序的视图。首先，参照图4和图5，轴承35被组装到共用轴50，并且从共用轴50的一侧沿轴 向设置第一副压缩机30。随后，如图6和图7所示，从共用轴50的另一侧沿轴线设置第二 副压缩机40。第二副压缩机40的壳体47的凸缘部471通过紧固构件连结到第一副压缩机 30的壳体37的凸缘部371。第一副压缩机30的壳体37和第二副压缩机40的壳体47可 被改型为具有使它们的相邻部分易于相互紧固的结构。在第二副压缩机40中，可在壳体47上单独地形成入口框架472。这样，在组装好 壳体47之后，通过紧固构件将入口框架472连结到壳体47。另外，密封构件64被设置在入 口框架472的右端部，用以保持密封。接着，如图8所示，将小齿轮52组装到共用轴50，并将作为由轴承24支撑的部分 的轴颈54组装到其上，随后将螺栓56紧固到共用轴50，使得这些部件与共用轴50整合在 一起。在轴50与小齿轮52之间以及共用轴50与轴颈54之间插入键，以便进行固定。在将第一副压缩机30和第二副压缩机40依次组装到共用轴50之后，通过使作 为动力传递单元的小齿轮52连接到被连接至马达10的传动齿轮22，来完成离心式压缩机 100的制造。如上所述，根据该实施例的离心式压缩机采用将多个部件沿轴向组装在一起的垂 直分开的形式。因此，具有减小泄漏风险、对中操作容易的优点，并由此使制造操作容易。此外，在根据该实施例的离心式压缩机100中，可将具有多个副压缩机的结构更 改为组装在单个共用轴50上。因此，部件的数量被减少了并且生产成本被降低了。尽管展示和描述了示例性实施例，但本领域的技术人员将理解的是，可在不偏离由所附权利要求书限定的本发明的构思和范围的情况下对本发明的形式和细节进行各种 修改。 此外，在不偏离本发明的实质范围的情况下，可进行各种修改以使特定状况或材 料适合于本发明的教导。因此，本发明并非旨在局限于作为用于实施本发明的最佳模式而 披露的特定的示例性实施例，而是本发明将包括落于所附权利要求书的范围内的所有实施 例。
权利要求
1.一种离心式压缩机，包括多个副压缩机，各副压缩机包括叶轮，并且所述多个副压缩机并联连接以提高压缩容量，其中，所述多个副压缩机分别被组装到通过驱动单元旋转的单个共用轴，并且 多个副压缩机的叶轮沿相反的方向设置。
2.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，多个副压缩机分别包括沿所述共用轴的纵向设置的壳体，并且 各壳体可通过紧固构件与相邻的壳体连结或分离。
3.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中，设置有密封构件，用以在所述多个副压 缩机之间或者在所述副压缩机与所述驱动单元之间保持密封。
4.根据权利要求3所述的离心式压缩机，其中，所述密封构件为迷宫式密封件。
5.根据权利要求2所述的离心式压缩机，其中，各壳体设有供压缩介质流入穿过的入口，并且 各入口沿所述共用轴的纵向或横向形成。
6.根据权利要求5所述的离心式压缩机，其中，在所述入口的一侧设置用于控制流入 的入口引导叶片。
7.根据权利要求1所述的离心式压缩机，其中，所述共用轴穿过所述多个副压缩机并向外延伸，并且 所述共用轴的延伸部接收来自所述驱动单元的输出。
8.根据权利要求7所述的离心式压缩机，其中，接收来自所述驱动单元的输出的小齿轮被固定到所述共用轴的所述延伸部，并且由轴承支撑的轴颈被固定到所述共用轴的一端部。
9.一种离心式压缩机的制造方法，包括 设置共用轴；沿所述共用轴的轴向依次组装多个副压缩机； 将动力传递单元组装到所述共用轴的一个端部；以及 将所述动力传递单元连接到驱动单元。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，在组装所述多个副压缩机时，使所述多个 副压缩机的叶轮沿相反的方向设置。
全文摘要
本发明提供一种离心式压缩机。在该离心式压缩机中，多个副压缩机并联连接以便提高压缩容量，其中各副压缩机包括叶轮，多个副压缩机分别被组装到通过驱动单元旋转的单个共用轴上，并且多个副压缩机的叶轮沿相反的方向设置。该离心式压缩机降低了生产成本，并抵消了在驱动过程中的推力，从而减小了轴承损失，由此提高了压缩机的效率。
文档编号F04D29/28GK102121478SQ20101059797
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年1月11日
发明者姜太振 申请人:Ls美创有限公司