ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР И ВОДООХЛАДИТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, ОБОРУДОВАННЫЙ ТАКИМ ЖЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ КОМПРЕССОРОМ
CENTRIFUGAL COMPRESSOR AND WATER-COOLING UNIT EQUIPPED THEREWITH

Область техники
Изобретение относится к области компрессоров и, в частности, к центробежным компрессорам и водоохладительным агрегатам, оборудованным таким же центробежным компрессором.
Уровень техники
Центральный кондиционер воздуха, в частности служащий действующим центробежным водоохладительным агрегатом с максимальной хладопроизводительностью, производит больше шума в процессе работы. Эти шумы серьезно загрязняют окружающую среду и наносят большой вред пользователям устройства и специалистам по обслуживанию. Люди, часто находящиеся в среде с высоким уровнем децибел, станут очень беспокойными и раздраженными. С целью сохранить физическое и физиологическое здоровье и сферу жизнедеятельности людей первоочередным требованием является снижение шума.
Шумы, создаваемые в процессе работы водоохладительного агрегата, по существу состоят из трех частей: во-первых, механические шумы, создаваемые в процессе зацепления деталей трансмиссии центробежного компрессора в агрегате; во-вторых, электромагнитные шумы, создаваемые в процессе работы мотора, приводящего агрегат в действие, и шумы, создаваемые масляным насосом, подающим масло в подшипник; и, в-третьих, шумы от потока воздуха, создаваемые потоком воздуха во всасывающей трубе воздухопровода, во внутреннем газо-воздушном канале и выпускной трубе выходного диффузора.
Механические шумы, создаваемые зацеплением деталей трансмиссии внутри центробежного компрессора, в целом снижаются с помощью использования отдельных способов для утолщения стенки коробки переключения передач и повышением точности заточки шестерен на станке, способов снижения шума относительно немного, и эффект ограничен.
Сущность изобретения
Изобретение имеет целью создать малошумный центробежный компрессор и водоохладительный агрегат, оборудованный таким же центробежным компрессором.
Для достижения этой цели изобретение предлагает центробежный компрессор, который может содержать: рабочее колесо; диффузор, диффузор, содержащий канал наддува, и воздух, проходящий через рабочее колесо, входит во впуск канала наддува; спиральную камеру, выполненную с возможностью сбора воздуха, сжатого в диффузоре; и выпускную трубу диффузора, соединенную со спиральной камерой, направление растягивания выпускной трубы диффузора наклоняется вниз относительно горизонтальной плоскости.
Дополнительно, угол между направлением растягивания выпускной трубы диффузора и горизонтальной плоскостью равен А, при этом 15°≤A≤90°.
Дополнительно, центробежный компрессор дополнительно содержит канал охладителя, выполненный с возможностью забора охладителя снаружи, канал охладителя, содержащий отверстие распрыскивания жидкости, предусмотренное у впускного конца канала наддува.
Дополнительно, направление распрыскивания жидкости отверстия распрыскивания жидкости перпендикулярно направлению потока воздуха в канале наддува.
Дополнительно, центробежный компрессор дополнительно содержит: мотор привода; коробку переключения передач; шпиндель, установленный в коробке переключения передач, при этом один конец шпинделя соединен с рабочим колесом; первая шестерня, установленная на шпинделе; вал привода, установленный в коробке переключения передач, при этом вал привода соединен для передачи момента с мотором привода; вторая шестерня, установленная на вале привода и зацепляющаяся с первой шестерней; и система смазки, смазочное масло системы смазки содержится в нижней полости коробки переключения передач.
Дополнительно, центробежный компрессор содержит подшипник с тремя масляными клиньями, выполненный с возможностью установки шпинделя и/или вала привода в коробке переключения передач.
Дополнительно, канал охладителя содержит первое отверстие направления потока, предусмотренное с внутренней стороны боковой стене коробки переключения передач и соединенное с отверстием распрыскивания жидкости.
Дополнительно, диффузор содержит первую разделительную перегородку и вторую разделительную перегородку, параллельную первой разделительной перегородке, первая разделительная перегородка, содержащая кольцевую пластину основания, упирающуюся во внешнюю сторону боковой стены коробки переключения передач и множество пластин направления потока, предусмотренных на поверхности, с противоположной стороны от боковой стены коробки переключения передач, пластины основания, и каждые две смежных пластины направления потока формируют соответствующий канал наддува, и канал охладителя содержит множество отверстий распрыскивания жидкости соответствующих множеству каналов наддува, каждый канал наддува соответствует по меньшей мере одному отверстию распрыскивания жидкости.
Дополнительно, канал охладителя содержит второе отверстие направления потока, выполненное с возможностью соединения отверстия распрыскивания жидкости с первым отверстием направления потока, второе отверстие направления потока, содержащее первый участок отверстия, протянутый от внутренней стороны пластины основания к боковой стене коробки переключения передач и вторые участки отверстия, выполненные с возможностью соединения отверстия распрыскивания жидкости с первым участком отверстия; и канал охладителя дополнительно содержит удлиненный паз, который предусмотрен на внешней стороне боковой стены коробки переключения передач или который предусмотрен на поверхности, упираясь во внешнюю сторону боковой стены коробки переключения передач, первой разделительной перегородки, выполненный с возможностью соединения вторых участков отверстия, при этом удлиненный паз соединяется с первым отверстием направления потока.
Дополнительно, по меньшей мере, некоторые из стен коробки, формирующие коробку переключения передач, являются двухслойными стенами.
Дополнительно, каждая двухслойная стена содержит внутреннюю стену звуковой изоляции и внешнюю стену звуковой изоляции, предусмотренную с внешней стороны внутренней стены звуковой изоляции с интервалом, толщина внешней стены звуковой изоляции равна D и толщина внутренней стены звуковой изоляции равна Н, при этом D больше чем Н.
Дополнительно, D больше чем Н+5 мм.
Дополнительно, D больше чем 20 мм и меньше чем 30 мм, а Н больше чем 15 мм и меньше чем 25 мм.
В соответствии с одной из особенностей изобретения предусмотрен водоохладительный агрегат, который содержит упомянутый центробежный компрессор.
С помощью технических решений изобретения направление растягивания выпускной трубы диффузора, соединенной со спиральной камерой, наклоняется вниз относительно горизонтальной плоскости, чтобы шум и потери воздушного потока высокой температуры и воздуха высокого давления в выпускной трубе диффузора, выпускаемых из центробежного компрессора, благодаря изгибу трубы могут быть снижены, и уровень шума может быть эффективно снижен.
Краткое описание чертежей
Чертежи спецификации, являющиеся частью изобретения, предназначены для обеспечения дополнительного понимания изобретения. Схематичные варианты осуществления изобретения и описания изобретения предназначены для объяснения изобретения, и не для некорректного ограничения изобретения.
На чертежах представлены:
Фиг. 1 демонстрирует структурную схему центробежного компрессора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения; и
Фиг. 2 демонстрирует структурный вид в разрезе центробежного компрессора в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
При этом все отметки на чертеже обозначают: 1, камера всасывания воздуха; 2, рабочее колесо; 21, канал воздуха; 3, диффузор; 31, канал наддува; 32, первая разделительная перегородка; 33, вторая разделительная перегородка; 4, канал охладителя; 41, отверстие распрыскивания жидкости; 42, первое отверстие направления потока; 43, второе отверстие направления потока; 431, первый участок отверстия; 432, второй участок отверстия; 44, впуск охладителя; 5, коробка переключения передач; 51, внутренняя стена звуковой изоляции; 52, внешняя стена звуковой изоляции; 6, шпиндель; 7, первая шестерня; 8, спиральная камера; и 9, выпускная труба диффузора.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Следует обратить внимание, что варианты осуществления настоящего изобретения и характеристики вариантов осуществления изобретения допускают комбинирование при условии отсутствия конфликтов. Настоящее изобретение описано ниже со ссылкой на чертежи и подробные варианты осуществления изобретения.
Как показано на Фиг. 1 и Фиг. 2, центробежный компрессор в одном из вариантов осуществления изобретения содержит камеру 1 всасывания воздуха, рабочее колесо 2, диффузор 3, спиральную камеру 8 и выпускную трубу 9 диффузора. Камера 1 всасывания воздуха выполнена с возможностью забора воздуха для сжатия. Рабочее колесо 2 выполнено с возможностью ускорения воздуха для сжатия, и расстояние между каждыми двумя смежными лопастями рабочего колеса 2 является каналом 21 воздуха. Конец впуска воздуха каждого канала 21 воздуха соединен с камерой 1 всасывания воздуха. Диффузор 3 содержит канал 31 наддува, выполненный с возможностью сжатия ускоряемого воздуха для сжатия. Канал 31 наддува соединен с концом выпуска воздуха канала 21 воздуха рабочего колеса 2. Воздух, проходящий через рабочее колесо 2, попадает во впуск канала 31 наддува. Спиральная камера 8 выполнена с возможностью сбора воздуха, сжатого в диффузоре 3. Выпускная труба 9 диффузора соединена со спиральной камерой 8 и выполнена с возможностью выпуска воздуха, сжатого центробежным компрессором. Направление растягивания выпускной трубы 9 диффузора наклоняется вниз относительно горизонтальной плоскости.
Во-первых, воздух для сжатия, забранный в камеру 1 всасывания воздуха, проходит через канал 21 воздуха рабочего колеса 2, и рабочее колесо 2, вращаясь на большой скорости, ускоряет воздух для сжатия в канале 21 воздуха. Затем ускоренный воздух попадает в канал 31 наддува диффузора 3. Наконец, воздух высокой температуры и высокого давления, сжатый каналом 31 наддува диффузора 3, собирается спиральной камерой 8 и затем выпускается из выпускной трубы 9 диффузора.
Направление растягивания выпускной трубы (9) диффузора наклоняется вниз относительно горизонтальной плоскости, чтобы шум и потери воздушного потока высокой температуры и воздуха высокого давления в выпускной трубе диффузора, выпускаемых из центробежного компрессора, благодаря изгибу трубы могут быть снижены.
Следующая таблица демонстрирует сравнение данных шума, полученных при горизонтальном исполнении выпускной трубы диффузора центробежного компрессора, который имеет хладопроизводительность 1400 кВт, и при наклонном 45° исполнении выпускной трубы диффузора при одинаковых условиях работы. С помощью данных можно увидеть, что шум, полученный при наклонном вниз исполнении выпускной трубы диффузора примерно на 1 дБ (А) ниже, чем полученный при горизонтальном выпуске.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, угол между направлением растягивания выпускной трубы 9 диффузора и горизонтальной плоскостью равен А, при этом 15°≤A≤90° и 15°≤A≤65° является более предпочтительным.
Эксперименты доказывают, что, если угол сходимости А между направлением растягивания выпускной трубы 9 диффузора и горизонтальной плоскостью увеличивается, трение между потоком воздуха в процессе движения и коленом трубы снижается, и шум будет снижен, соответственно. Когда отверстие выпуска направлено вертикально вниз, шум наименьший. Тем не менее, всесторонне рассмотрев все факторы, касающиеся размещения трубопровода агрегата, удобство общей компоновки компрессора и похожие, угол А равный 15°-65° является более предпочтительным, 60° наиболее подходящий.
В другом варианте осуществления изобретения центробежный компрессор дополнительно содержит канал 4 охладителя, выполненный с возможностью забора охладителя снаружи, канал 4 охладителя содержит отверстие 41 распрыскивания жидкости, предусмотренное у впускного конца канала 31 наддува.
В другом варианте осуществления изобретения охлаждающая жидкость низкой температуры и высокого давления, выпускаемая из конденсатора установки кондиционирования воздуха, распрыскивается в ускоренный воздух высокой температуры, выпускаемый из канала 21 воздуха. После смешивания охлаждающей жидкости низкой температуры и высокого давления с ускоренным воздухом высокой температуры, охлаждающая жидкость становится туманообразной, и туманообразный охладитель и сжатый воздух высокой температуры и высокого давления смешиваются и затем попадают в спиральную камеру 8, таким образом поглощая шум высокой частоты, производимый трением выпуска.
Площадь сечения потока канала 31 наддува диффузора 3 постепенно увеличивается от впуска, чтобы сжать воздух, ускоренный рабочим колесом 2. Отверстие 4 распрыскивания жидкости предусмотрено на конце впуска, имеющем минимальную площадь сечения потока, соответствующего канала 31 наддува, с тем, чтобы способствовать полному контакту между охладителем и сжатым воздухом высокой температуры и высокого давления, таким образом более эффективно снижая шум.
Центробежный компрессор в другом варианте осуществления изобретения дополнительно содержит мотор привода, коробку 5 переключения передач, шпиндель 6, первую шестерню 7, и вал привода и вторую шестерню. Шпиндель 6 устанавливается в коробке 5 переключения передач, и один конец шпинделя 6 соединяется с рабочим колесом 2. Первая шестерня 7 устанавливается снаружи шпинделя 6. Вал привода устанавливается в коробке 5 переключения передач и находится в соединении для передачи момента с мотором привода. Первая шестерня и вторая шестерня расположены в коробке 5 переключения передач.
В другом варианте осуществления изобретения центробежный компрессор дополнительно содержит подшипник с тремя масляными клиньями, выполненный с возможностью установки шпинделя 6 и вала привода в коробке 5 переключения передач. Подшипник с тремя масляными клиньями эффективно повышает надежность и устойчивость вращающегося вала, работающего на большой скорости, тем самым снижая шум.
Центробежный компрессор в варианте осуществления изобретения дополнительно содержит систему смазки, и смазочное масло хранится в нижней коробчатой части коробки 5 переключения передач.
В процессе работы центробежного компрессора жидкая поверхность смазочного масла непрерывно перекатывается благодаря работе масляного насоса системы смазки, и формирующийся масляный туман может выполнен с возможностью смазки первой шестерни 7 и второй шестерни в состоянии зацепления, чтобы продлить жизнь шестерней и, в то же время, устойчивость зацепления может быть повышена, и шум может быть снижен.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, необходимо гарантировать, чтобы жидкая поверхность смазочного масла в коробке 5 переключения передач не касалась первой шестерни и второй шестерни, и запас 20-40 мм, оптимально 30 мм, должен быть сохранен. Если первая шестерня 7 или вторая шестерня промокают в смазочном масле, это приведет к потере механической энергии, тем самым сказываясь на эффективности агрегата. Большая часть смазочного масла, используемого для центробежного компрессора, является синтетическим смазочным маслом на основе жира, которое является взаимно растворимым с охладителем. Когда смазочное масло содержит большое количество охладителей, уровень жидкости смазочного масла поднимается, и в связи с этим необходимо установить определенную дистанцию между первой шестерней или второй шестерней и уровнем жидкости смазочного масла.
Диффузор 3 в другом варианте осуществления изобретения дополнительно содержит первую разделительную перегородку 32 и вторую разделительную перегородку 33, параллельную первой разделительной перегородке 32. Первая разделительная перегородка 32 содержит кольцевую пластину основания, упирающуюся во внешнюю сторону боковой стены коробки 5 переключения передач и множество пластин направления потока, предусмотренных на поверхности, отходящей от боковой стены коробки 5 переключения передач, пластины основания. Пластины направления потока предусмотрены равномерно в кольцевом направлении пластины основания. Каждые две смежные пластины направления потока формируют соответствующий канал 31 наддува. Канал 4 охладителя содержит множество отверстий 41 распрыскивания жидкости, соответствующих каналам 31 наддува, каждый канал 31 наддува соответствует по меньшей мере одному отверстию 41 распрыскивания жидкости.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, направление распрыскивания жидкости отверстия 41 распрыскивания жидкости перпендикулярно направлению потока воздуха в соответствующем канале 31 наддува. Воздух в канале 31 наддува течет от впуска канала 31 наддува, расположенного во внутреннем круге кольцевой пластины основания, к выпуску канала 31 наддува на внешнем круге кольцевой пластины основания. Направление распрыскивания жидкости отверстия 41 распрыскивания жидкости перпендикулярно направлению потока воздуха в соответствующем канале 31 наддува и также перпендикулярно пластине основания первой разделительной перегородки 32. Как следствие, отверстие 41 распрыскивания жидкости в варианте осуществления изобретения снижает сложность обработки на станке и повышает эффективность производства.
Канал 4 охладителя дополнительно содержит второе отверстие 43 направления потока, выполненное с возможностью соединять отверстие 41 распрыскивания жидкости с первым отверстием 42 направления потока. Второе отверстие 43 направления потока содержит первый участок 431 отверстия, проходящий от внутренней части пластины основания к боковой стене коробки 5 переключения передач и вторым участкам отверстия 432, выполненным с возможностью соединять отверстие 41 распрыскивания жидкости с первым участком 43е отверстия. Канал 4 охладителя дополнительно содержит удлиненный паз, который предусмотрен на внешней стороне боковой стены коробки 5 переключения передач или который предусмотрен на поверхности, упираясь во внешнюю сторону боковой стены коробки 5 переключения передач, первой разделительной перегородки 32, и выполненный с возможностью соединять второй участок 432 отверстия, и удлиненный паз соединен с первым отверстием 42 направления потока. С помощью упомянутых компоновок сложность канала 4 охладителя эффективно снижается. Дополнительно, сложность обработки на станке снижается, и повышается эффективность производства. Дополнительно, шум каждого канала 31 наддува в диффузоре 3 может быть полностью снижен.
В варианте осуществления канал 4 охладителя дополнительно включает впуск 44 охладителя, соединенный с первым отверстием 42 направления потока и предусмотренный на коробке 5 переключения передач.
В варианте осуществления изобретения, канал 4 охладителя содержит отверстия 41 распрыскивания жидкости, соответствующие каналам 31 наддува, каждый канал 31 наддува соответствует по меньшей мере одному отверстию 41 распрыскивания жидкости.
Также предпочтительно, pressurization passage 31 чтобы каждый канал 31 наддува соответствует множеству отверстий 41 распрыскивания жидкости. По меньшей мере одно отверстие 41 распрыскивания жидкости предусмотрено на впуске соответствующего канала 31 наддува.
В другом варианте осуществления изобретения, по меньшей мере некоторые из стен коробки, формирующие коробку переключения передач являются двухслойными стенами. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, боковая стена, упирающуюся в первую разделительную перегородку 32, является однослойной, тем самым способствуя обеспечению первых отверстий 42 направления потока на боковой стене.
Каждая двухслойная стена содержит внутреннюю стену 51 звуковой изоляции и внешнюю стену звуковой изоляции 52, предусмотренную с внешней стороны внутренней стены 51 звуковой изоляции с интервалом, толщина внешней стены 52 звуковой изоляции равна D, и толщина внутренней стены 51 звуковой изоляции равна Н, при этом D больше чем Н.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, D больше чем 20 мм и меньше чем 30 мм, а Н больше чем 15 мм и меньше чем 25 мм.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения условия соблюдены и D был больше чем Н+5 мм.
В другом варианте осуществления изобретения, внутренняя стена 51 звуковой изоляции и внешняя стена 52 звуковой изоляции коробки 5 переключения передач имеют разную толщину, и длина волны шума, который может быть поглощен, шире.
Коробка 5 переключения передач в другом варианте осуществления изобретения сделана из серого чугуна. Толщина внутренней стены 51 звуковой изоляции равна 20 мм. Если внутренняя стена звуковой изоляции слишком тонкая, способность поглощения шума значительно снижается, и, в то же время, сложно гарантировать качество в процессе литья. Если внутренняя стена звуковой изоляции слишком толстая, то стоимость материала и вес агрегата увеличатся. Толщина внешней стены 52 звуковой изоляции равна 25 мм. Поскольку внешняя стена звуковой изоляции должна достигать эффекта звуковой изоляции и также выдерживает давление всего компрессора, толщина внешней стены 52 звуковой изоляции больше, чем толщина внутренней стены 51 звуковой изоляции.
В соответствии с одной из особенностей изобретения предусмотрен водоохладительный агрегат, который содержит упомянутый центробежный компрессор.
Упомянутое является только предпочтительными вариантами осуществления изобретения и не предназначено для ограничения изобретения. Могут быть разные модификации и варианты в изобретении для специалистов в данной области техники. Любые модификации, равноценные замены, усовершенствования и иное в рамках духа и принципов изобретения должны находиться в пределах объема защиты изобретения.