[发明专利]涡轮压缩机和制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮压缩机，特别涉及一种两个叶轮以彼此的背 面侧相对置的朝向固定在同一旋转轴上的二级式涡轮压缩机。

本申请基于2008年2月6日申请的日本专利申请号2008-27068 号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

作为将水等冷却对象物冷却或冷冻的制冷机，已知具备借助具有 叶轮等的压缩级压缩并排出冷媒的涡轮压缩机的涡轮制冷机。

在压缩机中，如果压缩比增大，则压缩机的排出温度升高，容积 效率降低。于是，在如上所述的涡轮制冷机等所具备的涡轮压缩机中， 有时分级进行冷媒的压缩。

例如在日本特开平5-223090号公报中公开了这样的二级式涡轮压 缩机：在驱动马达轴的两端具有压缩叶片(叶轮)并将被第一级叶轮 压缩后的流体送至第二级叶轮。

在该涡轮压缩机中，被第一级叶轮压缩后的流体经由设置在外部 的配管(外部配管)被引导至第二级叶轮的吸入口。

另外，在日本特开2007-177695号公报中公开了两个叶轮以背面 侧相对置的方式相邻配设的涡轮压缩机。

在该涡轮压缩机中，在包围第一级叶轮的第1壳体内和包围第二 级叶轮的第2壳体内形成有将被第一级叶轮压缩后的流体导入第二级 叶轮的配管(内部配管)。

上述的现有涡轮压缩机存在以下问题。

即，在日本特开平5-223090号公报记载的涡轮压缩机中，由于在 第一级叶轮和第二级叶轮之间配置驱动马达，所以两叶轮之间的距离 必然增长。因此存在以下问题：当由外部配管连接这些叶轮之间时， 配管结构增长且变得复杂，而且配管的弯曲部位增多，所以流体的流 动紊乱，容易发生剥离，导致压力损失增大。

另外，在日本特开2007-177695号公报记载的涡轮压缩机中，虽 然在两叶轮之间没有驱动马达，能够缩短该叶轮之间的距离，但是存 在以下问题：由于是在壳体内部具有配管的结构，所以配管的曲率减 小，容易发生剥离，导致压力损失增加，进而由于不能充分确保设置 在叶轮周围的扩压器所配设的空间，所以不能高效地获得压力能，不 能实现压缩机的性能提高。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于提供一种涡轮压 缩机和具备该涡轮压缩机的制冷机，在二级式涡轮压缩机中具备能够 实现压力损失的减少和压缩机的性能提高的最佳化的配管结构。

为了解决上述课题，本发明的涡轮压缩机具有：第1压缩级，具 有第1叶轮和包围该第1叶轮的第1壳体，对流体进行抽吸并压缩； 第2压缩级，具有经由旋转轴与上述第1压缩级连结的第2叶轮和包 围该第2叶轮的第2壳体，与上述第1压缩级以背面侧相互对置的方 式相邻配设，对来自上述第1压缩级的压缩流体进一步压缩；上述第1 压缩级中的压缩流体的排出口；与上述排出口形成在同一平面上的上 述第2压缩级中的上述压缩流体的吸入口；和连接上述排出口与上述 吸入口的U字配管。

根据这样的特征的涡轮压缩机，由于背对背相邻的两叶轮之间的 距离较短，另外第1压缩级的排出口和第2压缩级的吸入口在同一平 面上开口，所以能够利用路径长度最短并且配管结构简单的U字配管 将这些排出口和吸入口在外部连接。

因此，能够以仅一次的弯曲数并且大的曲率以最短距离设置流路， 所以能够将压力损失抑制到最低限度，并且由于是外部配管方式，所 以在壳体内能够充分确保配设扩压器的空间。

另外，在本发明的涡轮压缩机中，上述U字配管的弯曲部分可以 呈以上述排出口和上述吸入口之间作为直径的半圆弧状。

这样，通过U字配管的流体在以一定的曲率缓慢地改变朝向的同 时从排出口被引导至吸入口，因此能够抑制流体发生剥离，能够抑制 产生压力损失。

进而，在本发明的涡轮压缩机中，可以在上述U字配管上连接用 于对上述第2压缩级追加注入气体的气体注入管。

由此，能够使所注入的气体与在U字配管内流动的主流均匀地混 合并引导至第2压缩机的叶轮。

进而，在本发明的涡轮压缩机中，上述气体注入管可以沿着上述U 字配管的弯曲部分的切线连接。

由此，所注入的气体不会扰乱主流的流动而是沿着主流汇合，因 此能够不产生压力损失地注入气体。