CN103994053A - 一种直联式无油压缩机的冷却布局构造 - Google Patents

Abstract

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，包括冷却风扇、气缸和缸盖，其特色在于设置有蜗壳和导流罩，所述蜗壳与冷却风扇的扇叶呼应设置，所述导流罩布置在压缩机的侧旁处，导流罩的气道与蜗壳的流道相互对接，导流罩至少设置有一条气道通往压缩机的缸盖处；冷却风扇所产生的气流的一部分或者全部被蜗壳及导流罩引导至压缩机的缸盖处，并以横渡缸盖的流动方式掠过缸盖的外表面。由于采用蜗壳和导流罩构造将离心式冷却风扇产生的气流引导至压缩机的主要散热件缸盖和气缸处，并采用让冷却风横渡缸盖的布局构造，据此可以有效对压缩机实施冷却，从而降低压缩机的热负荷。

Description

一种直联式无油压缩机的冷却布局构造

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及压缩机的冷却系统，具体地说涉及一种无油压缩机的冷却布局结构，更具体地说涉及一种直联式无油压缩机的冷却布局构造。 

背景技术

现有无油压缩机尤其是直联式无油压缩机，毫无例外地配置有基于冷却风扇的冷却系统，借此将压缩机的压缩热、摩擦热和电机产生的热量散发出去，从而达到降低压缩机热负荷以保证压缩机工作可靠性的目的。众所周知，压缩热和摩擦热是压缩机的最主要热源，主要聚集在缸头处；而驱动压缩机运转的直联电机，其所产生的热量则大多聚集在定子和转子处。围绕上述热源的分布特点，当前直联式无油压缩机的冷却系统布局有两种形式：1）将冷却风扇布置在电机的尾座处并由电机轴带动，其产生的冷却风首先冷却电机，然后在导流罩壳的引导下吹向并冷却压缩机的缸头；2）将冷却风扇布置在压缩机的曲轴箱内并由曲柄或曲轴驱动，其所产生的冷却风则直接吹向缸套、活塞、连杆等组件，然后再被引向压缩机的缸头并对缸头实施冷却。 

上述传统直联式无油压缩机的冷却布局方案，其优点是结构布局紧凑，但它的缺点同样明显：第一种方案中，冷却风扇布置在电机的尾座处，由于距离压缩机的缸头较远，因此对压缩机缸头的冷却效果较差；第二种方案中，虽然风扇距离缸头这个主热源较近，但由于冷却风受到气缸和曲轴箱的约束和阻挡，致使吹向缸头的气流常常出现冷却盲区，由此影响了压缩机的散热效果。 

发明内容

针对现有直联式无油压缩机冷却系统布局存在的不足，本发明提供一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，目的在于有效冷却压缩机的缸头，从而降低压缩机的热负荷。 

为了实现上述目的，本发明提供一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，包括冷却风扇、气缸和缸盖，设置有蜗壳和导流罩，所述蜗壳与冷却风扇的扇叶呼应设置，所述冷却风扇与压缩机电机轴相联接，所述导流罩布置在压缩机的侧旁处，导流罩的气道与蜗壳的排气流道相互对接，导流罩至少设置有一条气道通往压缩机的缸盖处；冷却风扇所产生的气流的一部分或者全部被蜗壳及导流罩引导至压缩机的缸盖处，并以横渡缸盖的流动方式掠过缸盖的外表面。 

上述冷却风扇为离心式风扇构造，冷却风扇及蜗壳紧邻压缩机曲轴箱布置。 

上述缸盖上设置有布局走向与掠过缸盖外表面气流流动方向一致的顺向肋片构造。 

上述气缸上设置有布局走向与掠过气缸外表面气流流动方向一致的顺向肋片构造。 

上述压缩机的冷却风扇采用前端轴向进气方式，在蜗壳前端的中心部位区域设置有轴向进气口，所述轴向进气口将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。 

上述压缩机的冷却风扇采用先从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气方式，在电机壳罩或/和曲轴箱的一侧或两侧开设有径向进气孔，所述径向进气孔将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。 

上述压缩机的冷却风扇同时采用蜗壳后端从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气和蜗壳前端的中心部位区域轴向辅助进气两种进气方式，在蜗壳的中心部位区域设置有轴向进气口、同时在电机壳罩或/和 曲轴箱的一侧或两侧开设有径向进气孔，所述轴向进气口和径向进气孔均可将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。 

离心增压后的气流经蜗壳出气口引导至导流罩后再沿电机轴向方向经压缩机缸盖的一侧进入，到压缩机缸盖的另一侧排出，并且同时，一部分离心增压后的气流经蜗壳出气口引导至导流罩后，从曲轴箱的一侧气缸散热孔进入，流过气缸外表面散热肋片后，从另一侧气缸散热孔排出。 

至少有一条进气通道经直联电机处通往冷却风扇的进气口或导流罩的一条排气通道通往压缩机的直联电机处，并经其引导冷却风扇产生的部分气流吹拂冷却直联电机。 

上述冷却风扇、气缸、缸盖、蜗壳和导流罩可多组同时布置并共用一台直联电机。 

本发明一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，由于采用蜗壳和导流罩构造将离心式冷却风扇产生的气流引导至压缩机的主要散热件缸盖和气缸处，并采用让冷却风横渡缸盖的布局构造，据此可以有效对压缩机实施冷却，从而降低压缩机的热负荷。 

附图说明

图1是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用侧旁径向进气方案的轴测剖视图； 

图2是图1所示本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造实施例的气体流动路径示意图； 

图3是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用前端轴向进气方案的轴测示意图； 

图4是图3所示本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造实施例的另一个方向轴测图； 

图5是图3所示本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造实施例的纵剖图； 

图6是图3所示本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造实施例的横剖图； 

图7是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造同时采用前端轴向进气和侧旁径向进气的轴测示意图； 

图8是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用前端轴向进气方案实施例的气体流动路径的轴测示意图之一； 

图9是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用前端轴向进气方案实施例的气体流动路径的轴测示意图之二。 

图10是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用压缩机的冷却风扇同时采用蜗壳后端从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气和蜗壳前端的中心部位区域轴向辅助进气两种进气方案实施例的轴测示意图。 

图11是本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造采用压缩机的冷却风扇同时采用蜗壳后端从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气和蜗壳前端的中心部位区域轴向辅助进气两种进气方案实施例的气体流动路径的轴测示意图。 

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1—11： 

一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，包括冷却风扇11、气缸2和缸盖3，本发明的压缩机与电机4直联连接，其中电机4由转子4a和定子4b组成，电机4的转轴5与压缩机的曲柄6紧固连接或者转轴5与压缩机的曲柄6为一体结构制作（如图5所示），电机4直接驱动压缩机的连杆7和活塞8运转；需要说明的是，本发明的气缸2的数量可以是一个也可以是两个，相应地也有与之数量呼应设置的连杆7和活塞8，当采用双气缸2的型式时，一种最佳布局是让这两个气缸2分置在电机4的两轴端（如图5所示）；为了获得较佳的冷却效果，本发明的特色在于：设置有蜗壳9和导流罩10，所述蜗壳9与压缩机的冷却风扇11的扇叶呼应设置（参见图1、图2、图5和图6），亦即一方面蜗壳9包容或半包容冷却风扇11设置、另一方面冷却风扇11产生的气流主要被蜗壳9引导，上述导流罩10可以承接引导冷却风扇11所生产的气流，其中导流罩10布置在压缩机的侧旁处（包括布置在压缩机的曲轴箱12的前端部位侧旁、即沿转轴5的轴向方向看导流罩10的主体部分较之曲轴箱12的主体部分更加远离电机4但又紧邻曲轴箱12进行布置，此外还包括布置在压缩机的曲轴箱12的周向部位侧旁、即紧邻曲轴箱12布置但又在转轴5或曲柄6的回转半径方向上看导流罩10的主体部分比曲轴箱12的主体部分更加远离转轴5的回转轴线，如图5和图6所示），导流罩10的气道10a与蜗壳9的排气流道相互对接，导流罩10至少设置有一条气道10a通往压缩机的缸盖3处，冷却风扇11所产生的气流的一部分或者全部被蜗壳9及导流罩10引导至压缩机的缸盖3处，并以横渡缸盖3的流动方式掠过缸盖3的外表面；需要指出的是，本发明中的蜗壳9与导流罩10可以为一体结构制作、也可以是各自独立制作后再紧固连接在一起，另外，曲轴箱12甚至也可以参与构成为蜗壳9或/和导流罩10的一部分；此外 还需要说明的是，本发明中所说的气流以横渡缸盖3的流动方式掠过缸盖3的外表面是指：气流从缸盖3的一个或若干个边沿（包括直边边沿、折边边沿、圆弧边沿）进入并掠过缸盖3的外表面后从缸盖3的其他边沿处（包括直边边沿、折边边沿、圆弧边沿）流出；为了看到更加清楚，图2给出了本发明一种直联式无油压缩机冷却布局构造实施例的气体流动路径示意图：其中外界大气进入径向进气孔15的气流A→穿越主轴承隔板的气流B→被冷却风扇11驱动而在蜗壳9和排气流道中流动的气流C（其中冷却风扇11的转向为n）→气道10a中流动的气流D→横渡缸盖3的气流E→散向外界大气的气流F；显然，本发明由于采用蜗壳9和导流罩10构造将离心式冷却风扇11产生的气流引导至压缩机的主要散热件缸盖3和气缸2处，并采用让冷却风横渡缸盖3的布局构造，据此可以有效对压缩机实施冷却，从而降低压缩机的热负荷。 

本发明为了更好地紧凑布局，冷却风扇11可以采用离心式风扇构造，此时冷却风扇11及蜗壳9紧邻压缩机曲轴箱12布置，并且最佳布局方案是将冷却风扇11及蜗壳9布置在压缩机的曲轴箱12的前端部位侧旁、即沿转轴5的轴向方向看蜗壳9的主体部分较之曲轴箱12的主体部分更加远离电机4但又紧邻曲轴箱12进行布置（如图5所示）。 

本发明为了更加有效地冷却压缩机，在缸盖3上设置有布局走向与掠过缸盖3外表面处气流流动方向一致的顺向肋片13构造（参见如2），所谓顺向是指肋片13的条状隆起部位其条向走势与气流流动方向大体一致（最佳布局为与气流流动方向平行设置），这样可以大大减少气体流动阻力，从而加强换热效果。同样地，本发明为了更加有效地冷却压缩机，可以在气缸2上设置有布局走向与掠过气缸2外表面气流流动方向一致的肋片构造（图中未示出），所谓顺向是 指肋片的条状隆起部位其条向走势与气流流动方向大体一致（最佳布局为与气流流动方向平行设置），这样可以大大减少气体流动阻力，从而加强换热效果。 

本发明中的压缩机的冷却风扇可以采用前端轴向进气方式，该进气方式时：蜗壳9出气口9b位于蜗壳9的右下侧（参见图8、图9），即在蜗壳9前端的中心部位区域设置有轴向进气口14（参见图3至图5、图8、图9），所述轴向进气口14将外界大气导入冷却风扇11的中心低压区，然后经导流罩10形成的排气流道中流动的气流C的一路气流E经压缩机缸盖3的一侧横渡到压缩机缸盖3的另一侧排出、另一路气流K经曲轴箱12的一侧散热通风孔16横渡到曲轴箱12的另一侧散热通风孔17排出。 

本发明中的压缩机的冷却风扇也可以采用侧旁径向进气方式,即先从曲轴箱12的一侧径向进气再转向蜗壳9后端的中心部位区域轴向进气方式，在电机壳罩或/和曲轴箱12的一侧或两侧上开设有径向进气孔15（参见图1至图2），所述径向进气孔15将外界大气导入冷却风扇11的中心低压区；需要说明的是，从径向进气孔15进入的气流，其最佳路线是穿越支承主轴承16的隔板16a，然后被引导入冷却风扇11的中心低压区，离心增压后的气流经蜗壳9出气口引导至导流罩10后再经压缩机缸盖3的一侧横渡到压缩机缸盖3的另一侧排出。 

本发明中的压缩机的冷却风扇还可以同时采用前端轴向进气和侧旁径向进气两种进气方式（如图1、图2、图6、图7、图10、图11所示），即蜗壳9后端从曲轴箱12的一侧径向进气再转向蜗壳9后端的中心部位区域轴向进气和蜗壳9前端的中心部位区域轴向辅助进气两种进气方式，该进气方式时：蜗壳9出气口9c位于蜗壳9的上侧（参见图11），在蜗壳9的中心部位区域设置有轴向进气口14、同时在电机壳罩或/和曲轴箱12的一侧或两侧上开设有径向进气 孔15，所述轴向进气口14和径向进气孔15均可将外界大气导入冷却风扇11的中心低压区，离心增压后的气流经蜗壳9出气口引导至导流罩10后再沿电机轴向方向经压缩机缸盖3的一侧进入，到压缩机缸盖3的另一侧排出，并且同时，一部分离心增压后的气流经蜗壳9出气口引导至导流罩10后，从曲轴箱的一侧气缸散热孔18进入，流过气缸外表面散热肋片后，从另一侧气缸散热孔19排出。 

本发明为了冷却电机4，至少有一条进气通道经直联电机处通往冷却风扇的进气口或导流罩10的一条排气通道通往压缩机的直联电机4处，并经其引导冷却风扇11产生的部分气流吹拂冷却直联电机4（图中未示出）。 

本发明一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，由于采用蜗壳9和导流罩10构造将离心式冷却风扇11产生的气流引导至压缩机的主要散热件缸盖3和气缸2处，并采用让冷却风横渡缸盖3的布局构造，据此可以有效对压缩机实施冷却，从而降低压缩机的热负荷。 

本发明一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，所述冷却风扇11、气缸2、缸盖3、蜗壳9和导流罩10可多组同时布置并共用一台直联电机4。 

上述实施例仅为本发明的若干较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依照本发明的结构、形状、原理所做的各种等效变化，均应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种直联式无油压缩机的冷却布局构造，包括冷却风扇、气缸和缸盖，其特征在于：设置有蜗壳和导流罩，所述蜗壳与冷却风扇的扇叶呼应设置，所述冷却风扇与压缩机电机轴相联接，所述导流罩布置在压缩机的侧旁处，导流罩的气道与蜗壳的排气流道相互对接，导流罩至少设置有一条气道通往压缩机的缸盖处；冷却风扇所产生的气流的一部分或者全部被蜗壳及导流罩引导至压缩机的缸盖处，并以横渡缸盖的流动方式掠过缸盖的外表面。

2.如权利要求1所述的一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述冷却风扇为离心式风扇构造，冷却风扇及蜗壳紧邻压缩机曲轴箱布置。

3.如权利要求2所述的一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述缸盖上设置有布局走向与掠过缸盖外表面气流流动方向一致的顺向肋片构造。

4.如权利要求3所述的一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述气缸上设置有布局走向与掠过气缸外表面气流流动方向一致的顺向肋片构造。

5.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述压缩机的冷却风扇采用前端轴向进气方式，在蜗壳前端的中心部位区域设置有轴向进气口，所述轴向进气口将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。

6.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述压缩机的冷却风扇采用先从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气方式，在电机壳罩或/和曲轴箱的一侧或两侧开设有径向进气孔，所述径向进气孔将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。

7.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述压缩机的冷却风扇同时采用蜗壳后端从曲轴箱的一侧径向进气再转向蜗壳后端的中心部位区域轴向进气和蜗壳前端的中心部位区域轴向辅助进气两种进气方式，在蜗壳的中心部位区域设置有轴向进气口、同时在电机壳罩或/和曲轴箱的一侧或两侧开设有径向进气孔，所述轴向进气口和径向进气孔均可将外界大气导入冷却风扇的中心低压区。

8.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于离心增压后的气流经蜗壳出气口引导至导流罩后再沿电机轴向方向经压缩机缸盖的一侧进入，到压缩机缸盖的另一侧排出，并且同时，一部分离心增压后的气流经蜗壳出气口引导至导流罩后，从曲轴箱的一侧气缸散热孔进入，流过气缸外表面散热肋片后，从另一侧气缸散热孔排出。

9.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于至少有一条进气通道经直联电机处通往冷却风扇的进气口或导流罩的一条排气通道通往压缩机的直联电机处，并经其引导冷却风扇产生的部分气流吹拂冷却直联电机。

10.如权利要求1至4所述的任意一种直联式无油压缩机冷却布局构造，其特征在于所述冷却风扇、气缸、缸盖、蜗壳和导流罩可多组同时布置并共用一台直联电机。