一种滚动转子式及离心式复合压缩机的制作方法

1.本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种复合压缩机。


背景技术：

2.现有滚动转子压缩机，不管是单缸还是多缸，在低温制热或者高温制冷的时候一般通过提高压缩机转速来增加压缩机流量，从而提高压缩机制热量或者制冷量。但是这种方法容易造成压缩机排气温度高，一般像双缸滚动转子通过中间腔喷气增焓和降低排气温度，但是极端工作温度的情况下通过提高转速来提高压缩机输出的效率相对非常低。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本发明中将滚动转子式及离心式压缩机相结合，以提升压缩机制冷量和制热量，降低熵增和排气温度，简化气动设计，实现离心泵体的模块化。
4.本发明提供一种滚动转子式及离心式复合压缩机，其特征在于，包括：
5.壳体和驱动轴，所述驱动轴包括上部的直轴和下部的曲轴；
6.滚动转子泵体，所述滚动转子泵体位于所述壳体内且具有上缸盖，所述上缸盖设有排气阀，所述滚动转子泵体内设有所述曲轴；
7.离心泵体，所述离心泵体内设有叶轮、蜗壳和直轴，所述直轴连接至所述叶轮，所述叶轮的出口连通至所述蜗壳，所述蜗壳具有一蜗壳出口，所述蜗壳出口连通所述壳体的外部；
8.电机，所述电机包括定子和转子，所述定子和所述转子位于所述离心泵体和所述滚动转子之间。
9.可选的，所述压缩机包括多个所述滚动转子泵体，沿所述驱动轴的轴向依次设置，所述多个滚动转子泵体中设有所述曲轴。
10.可选的，所述曲轴具有多个偏心部，所述偏心部位于各个所述滚动转子泵体内。
11.可选的，所述压缩机包括多个离心泵体，沿所述驱动轴的轴向依次设置，每个所述离心泵体的所述蜗壳出口连通其上部相邻的所述离心泵体的叶轮。
12.可选的，所述压缩机包括多个所述滚动转子泵体，所述离心泵体包括多个叶轮，所述滚动转子泵体的数量n的范围为1到4，所述离心泵体的叶轮数量m的范围为1到2。
13.可选的，所述离心泵体通过所述蜗壳的后盖板将所述壳体密封，离心泵体内置于所述壳体内，所述滚动转子泵体的所述排气阀排出的气体通过所述壳体进入所述离心泵体的所述叶轮。
14.可选的，所述壳体内设有保持架，所述保持架位于所述电机和所述离心泵体之间且与所述壳体固定，所述保持架轴向设置有若干通孔；所述保持架与所述驱动轴为间隙配合。
15.可选的，所述离心泵体设于所述壳体之外并位于所述壳体的上部，所述壳体的顶部设有出口，所述离心泵体的底部设有入口，所述壳体的顶部入口和所述离心泵体的底部
出口相连通，构成气流通道，所述排气阀排出的气体经所述气流通道进入所述离心泵体内的所述叶轮。
16.可选的，所述离心泵体的底部出口的外周和所述壳体的顶部入口的内周通过螺合连接，且连接处设有密封圈。
17.可选的，所述电机的数量为两台，包括滚动电机和离心电机；所述直轴和所述曲轴相分离，所述离心电机与所述直轴连接，所述滚动电机与所述曲轴连接。
18.本发明与现有技术相比的有益效果在于：
19.本发明的气动结构组件，提供一种新型滚动转子式及离心式复合压缩机，提升压缩机制冷量和制热量，降低熵增和排气温度，简化气动设计，实现离心泵体的模块化。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本发明第一实施例的包括内置离心泵体的复合压缩机的剖面图；
23.图2为本发明第二实施例的包括外置离心泵体的复合压缩机的剖面图；
24.图3为本发明第一实施例的曲轴示意图；
25.图4为本发明第一实施例的离心泵体示意图。
26.附图标记
[0027]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0028]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
储液器
[0029]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
流体进口
[0030]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滚动转子泵体
[0031]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
排气阀
[0032]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电机
[0033]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定子
[0034]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转子
[0035]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
保持架
[0036]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通孔
[0037]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
离心泵体
[0038]
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
叶轮
[0039]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蜗壳出口
[0040]
63
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蜗壳
[0041]
64
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
叶轮进口
[0042]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动轴
[0043]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
曲轴
[0044]
72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
直轴
具体实施方式
[0045]
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
[0046]
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0047]
传统的滚动转子压缩机，不论是单缸还是多缸，在低温制热或者高温制冷时，一般通过提高压缩机转速来增加压缩机流量，从而提高压缩机制热量或者制冷量。但是这种方法容易造成压缩机排气温度高，解决此类问题的方法很有限，如双缸滚动转子通过中间腔喷气增焓和降低排气温度，但是极端工作温度的情况下通过提高转速来提高压缩机输出的效率相对非常低。为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种滚动转子式及离心式复合压缩机。将滚动转子式压缩机和离心式压缩机结合在一个压缩机内，利用两者特点，通过间接提高压缩机流量来提升压缩机制冷量和制热量，熵增也要低于多缸滚动转子压缩机。
[0048]
本发明的第一实施例提供了一种滚动转子式及离心式复合压缩机，如图1所示，包括壳体1、驱动轴7、滚动转子泵体3、离心泵体6和电机4。如图3所示，驱动轴7分为包括上部的直轴72和下部的曲轴71；滚动转子泵体3位于压缩机壳体1内且具有上缸盖，上缸盖设有排气阀，滚动转子泵体3内设有曲轴71；离心泵体6包括叶轮61、蜗壳63和直轴72，直轴72连接至叶轮61，叶轮61的出口连通至蜗壳63，蜗壳63的出口连通压缩机壳体1的外部。制冷剂流体通过滚动转子泵体3内的活塞和气缸配合加压后从排气阀排出至叶轮进口64，直接被离心泵体6内的同轴高速旋转的叶轮61吸入，叶轮61可以提高压缩机压力和压缩机单位时间的流量，间接提高压缩机整体流量来提升压缩机制冷量和制热量；电机4包括定子41和转子42，定子41和转子42位于离心泵体6和滚动转子42之间。
[0049]
本实施例的压缩机排气温度要低于多缸滚动转子压缩机排气温度，直接通过转速提高压缩机流量方法使得压缩机效率更高，更有助于低温制热和高温制冷。当工作情况要求蒸发温度很低时，单缸滚动转子压缩机的制冷量将会大幅下降，排气温度会大幅上升，一般采用双缸喷液滚动转子压缩机来解决该问题，压缩机内部的中间腔喷射虽然有助于降低排气温度，但是却也降低了压缩机效率。
[0050]
离心式压缩机为速度型压缩机，其靠高转速来增大出口压力，即离心式压缩机根据压缩机进出口压力、温度等参数进行压缩机相关气动设计，而离心叶轮61和滚动转子泵体3同轴后，其转速较低，气动设计较为简单，也就是根据进出口参数改变气动设计，相较于双缸滚动转子式压缩机，其效率较高，排气温度也更低。
[0051]
如图1所示，压缩机壳体1上部连接蜗壳63出口62、下部连接储液罐，除此之外整体密封。即驱动轴7、滚动转子泵体3、离心泵体6、电机4以及位于电机4和离心泵体6之间的保持架5均设于壳体1中。储液罐设有制冷剂进口，蜗壳63出口62连通壳体1外部。制冷剂由流体进口21进入储液器2，沿管道进入位于压缩机下部的滚动转子泵体3，通过滚动转子泵体3内的活塞和气缸壁配合加压后从排气阀排出。驱动轴7包括上部的直轴72和下部的曲轴71。上部的直轴72和下部的曲轴71在电机4的驱动下同速旋转。曲轴71通过滚动转子泵体3的上缸盖穿设于滚动转子泵体3内，并与壳体1底部轴向固定。直轴72向上延伸至离心式泵体内，
与叶轮61相连接并带动叶轮61旋转。由滚动转子泵体3加压后排出的制冷剂进入壳体1后，被高速旋转的叶轮61吸入离心式泵体内部。离心泵体6通过蜗壳63的后盖板将壳体1密封。如图4所示，叶轮61的出口经过扩压器连通至蜗壳63的涡旋室中，蜗壳63的出口连通壳体1的外部将高压气体排出。
[0052]
在本发明第二实施例中，还提供了另一种滚动转子式及离心式复合压缩机，如图2所示，在该第二实施例中，离心泵体6设于壳体1之外并位于壳体1的上部，壳体1的顶部设有出口，离心泵体6的底部设有入口，壳体1的顶部入口和离心泵体6的底部出口相连通，构成气流通道，排气阀排出的气体经气流通道进入离心泵体6内的叶轮61。离心泵体6的底部出口的外周和壳体1的顶部入口的内周通过螺合连接，并且连接处设有密封圈。驱动轴7由气流通道传出压缩机壳体1，并与离心泵体6的叶轮61相连接。由下部的滚动转子泵体3一次加压的流体仅能通过气流通道进入上部的离心泵体6进行二次加压。离心泵体6可以提高压缩机压力和压缩机单位时间的流量，间接提高压缩机整体流量来提升压缩机制冷量和制热量。本实施例采用离心泵体6的模块化，即离心泵体6外露于压缩机壳体1，其优势是可以根据系统使用工作情况进行离心泵体6的气动设计，并便捷的安装于压缩机上部，气动部件的更换不影响离心泵体6与壳体1的密封连接，使得压缩机整体拓展为多级复合式压缩。
[0053]
进一步的，本发明的另一实施例中包括多个滚动转子泵体3，沿驱动轴7的轴向依次设置，多个滚动转子泵体3中设有曲轴71，曲轴71具有多个偏心部，偏心部位于各个滚动转子泵体3内。例如，压缩机壳体1内设有双缸或三缸滚动转子式泵体。该些泵体均为同轴、同速运转，排气均通过气流通道进入离心泵体6，进一步提升单个压缩机的排气量。
[0054]
更进一步的，可选的实施例中包括多个离心泵体6，沿驱动轴7的轴向依次设置，每个离心泵体6的蜗壳63出口62连通其上部相邻的离心泵体6的叶轮61。由位于下部的离心泵体6输入的高压流体将得到上部相邻的离心泵体6的再次加速加压。
[0055]
本发明的实施例中，多个滚动转子泵体3的数量n的范围为1到4，离心泵体6的叶轮61的数量m的范围为1到2，以满足各类工作情况下的需求以及运转的平稳。
[0056]
可选的，壳体1内设有保持架5，保持架5位于电机4和离心泵体6之间且与壳体1固定，对驱动轴7进行径向限位，保持架5轴向设置有若干通孔51，供流体自下而上畅通地通过；保持架5与驱动轴7为间隙配合，可在间隙使用润滑剂以减小摩擦损耗。
[0057]
可选的，本发明的复合式压缩机的电机4数量为两台，包括滚动电机4和离心电机4；直轴72和曲轴71相分离，离心电机4与直轴72连接，滚动电机4与曲轴71连接。离心泵体6由离心电机4通过直轴72驱动、滚动转子泵体3由滚动电机4通过曲轴71驱动，对离心泵体6和滚动转子泵体3的控制相对独立，由此得到更优化的压缩机效率和降低的能耗。
[0058]
综上所述，本发明的滚动转子式及离心式复合压缩机与现有技术相比，具有以下优点：
[0059]
一、通过间接提高压缩机流量来提升压缩机制冷量和制热量，熵增也要低于多缸滚动转子压缩机；
[0060]
二、离心叶轮和滚动转子泵体同轴后，其转速较低，气动设计较为简单，也就是根据进出口参数改变气动设计，相较于双缸滚动转子式压缩机，其效率较高，排气温度也更低；
[0061]
三、离心泵体的模块化，可以根据系统使用工作情况进行离心泵体的气动设计，并
便捷的安装于压缩机上部，气动部件的更换不影响离心泵体与壳体的密封连接，使得压缩机整体拓展为多级复合式压缩。
[0062]
以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。