CN106899098A - 一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，包括压缩机头（1）和电机，所述电机包括本体、电机轴（2）、转子（9）和定子（6），所述本体上设有与定子（6）相配合的安装孔，该安装孔内壁上开设有螺旋槽（10）；所述电机本体上还开设有电机进油孔（11）和电机出油孔（7），所述电机进油孔（11）和电机出油孔（7）分别与螺旋槽（10）的两端相通。电机本体的后端还设有节流孔（14），通过该节流孔（14）向电机后端腔体内喷射冷却油；定子（6）上还开设有轴向通孔（16）。本发明通过螺旋槽（10）对电机发热量最大的导线匝束部位尤其是定子（6）处进行直接冷却，具有较高的热交换系数，冷却效果理想。

Description

一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机

技术领域

本发明涉及一种制冷压缩机，具体来说是一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机。

背景技术

压缩机是动力机械的核心设备，在制冷、供热、气体增压等领域发挥着越来越大的作用。压缩机结构形式一般分为开启式、封闭式两大类，开启式压缩机使用普通开启式电机，而封闭式压缩机使用封闭式电机，其压缩机头与电机合为一体。

对于开启式压缩机，轴封泄漏是其难以克服的问题。随着压缩机应用范围的扩大，开启式压缩机在使用压力高、压缩工质危险或工质昂贵等对工质要求苛刻的场合存在很大的隐患。

封闭式电机目前应用广泛，其电机的冷却方法主要包括吸气冷却、排气冷却、液态制冷剂冷却以及水套冷却。

吸气冷却电机冷却效果好，但是吸气冷却易导致压缩工质过热，尤其是在电机功率较大时，电机发热会导致有害吸气过热。

排气冷却的缺陷在于其受制于排气温度的限制，仅适用于排气温度较低的场合，且电机长期处于高温、高压环境下，寿命和可靠性会降低。

液态制冷剂蒸发冷却目前被广泛应用在制冷压缩机，冷却效果好，但是其只适用于有相变的工质和工况，不适于大多数的气体增压、空气压缩等无相变工况的应用场合，且会造成有效制冷量的降低。

水套冷却的缺陷在于：水套结垢严重，需要定期停机清刷，且为间壁式冷却，换热效果差，水套锈蚀泄露后还会造成制冷系统的污染，甚至导致电机和压缩机头的烧毁。

由此可见，在使用压力高、对工质要求苛刻、功率大的场合，必须使用封闭式结构，而上述常规方法都无法对压缩机电机进行较好的冷却。

除上述常规方法之外，现有技术中，诸如公开号为CN201355790Y、JP2012-182952、US20130342045A1等专利文献中所记载的方案，大多是通过定子铁芯将热量传导至外壳体，然后通过气体或液体对壳体进行冷却；以及通过转子开孔等方式对转子内部冷却。但是在电机功率较大时无法对电机的发热部位进行冷却，始终存在局部过热的问题。

发明内容

本发明提出了一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其目的是：解决压缩机在使用压力高、对工质要求苛刻或功率较大时电机局部过热的问题。

本发明技术方案如下：

一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，包括压缩机头和与压缩机头相连接的电机，所述电机包括本体、通过回转支撑装置安装在本体上的电机轴、与电机轴相连接的转子以及安装在本体中的定子，所述定子与转子之间具有间隙，所述本体上设有与定子相配合的安装孔，所述安装孔内壁上开设有螺旋槽；所述电机本体上还开设有电机进油孔和电机出油孔，所述电机进油孔和电机出油孔分别与螺旋槽的两端相通。

作为本发明的进一步改进：所述安装孔与定子之间为过盈配合。

作为本发明的进一步改进：定子通过热装方式安装在安装孔内。

作为本发明的进一步改进：所述定子和转子将本体内腔分隔为前端腔体和后端腔体，所述电机本体的后端还设有用于连接冷却油路的节流孔，通过该节流孔向电机后端腔体内喷射冷却油。

作为本发明的进一步改进：所述定子上还开设有一个或多个前后走向的轴向通孔以连通电机前端腔体和电机后端腔体。

作为本发明的进一步改进：所述轴向通孔为多个，圆周均匀分布在定子上。

作为本发明的进一步改进：所述电机本体上还设有回油油路以保证电机前端腔体的油回至压缩机头中对压缩机头进行冷却润滑。

作为本发明的进一步改进：所述电机本体上还设有与电机轴前端相配合的迷宫密封装置，以使电机前端腔体的油只能通过回油油路回至压缩机头中。

作为本发明的进一步改进：所述压缩机头的润滑冷却油路与循环装置、以及电机润滑冷却油路相串联以构成一体式循环冷却系统。

作为本发明的进一步改进：所述循环装置包括依次相连接的油气分离设备、冷却装置、过滤装置及升压装置。

相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本发明通过螺旋槽对电机发热量最大的导线匝束部位尤其是定子处进行直接冷却，具有较高的热交换系数，冷却效果好；（2）电机后端设置有喷雾式节流孔，在对后端轴承进行冷却润滑之后，油通过轴向通孔进入电机前端腔体，进一步提高了冷却效果，且轴向通孔的设计可以保证电机后端轴承的供油能够顺利流至电机前端，避免了转子的扰油损失；（3）电机前端开设有回油油路，能够将电机前端腔体中的油回至压缩机头中进一步施行润滑冷却；（4）电机前端腔体中设有密封装置，保证电机前端腔体内的压力高于压缩机回油压力，成为电机前端腔体的回油动力；（5）本发明中电机的润滑冷却油路与压缩机头的润滑油路连为一体、同步循环，具有结构简单、冷却效果好、集成度高和成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为电机前体的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

如图1，一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，包括压缩机头1和与压缩机头1相连接的电机，所述电机包括本体、通过高精度的前端轴承19和后端轴承15安装在本体上的电机轴2、与电机轴2相连接的转子9以及安装在本体中的定子6，所述定子6与转子9之间具有均匀的间隙8。

所述的电机轴2通过分体式联轴器3与压缩机头1的输入轴相连接。

所述本体由电机前体5、电机后体12、后端盖13以及连接体4组成，所述电机前体5、电机后体12以及连接体4均为高强度铸造结构；所述电机后体12安装在电机前体5的尾部，所述后端盖13安装在电机后体12上，所述电机前体5的前端通过连接体4与压缩机头1相连接。所述前端轴承19设置在连接体4上，所述后端轴承15设置在电机后体12上，以保证间隙8均匀，电机不受单边磁拉力干扰。

所述电机前体5上设有与定子6相过盈配合的安装孔，该安装孔由高精度镗床加工；如图2，所述安装孔内壁上开设有螺旋槽10，该螺旋槽10截面为梯形，并具有8°拔模斜度的设计，可以保证较高的铸造成品率，并可以改善润滑油的流动状态，保证润滑油与定子6之间具有较高的热交换系数；所述电机前体5上还开设有电机进油孔11和电机出油孔7，所述电机进油孔11和电机出油孔7分别与螺旋槽10的两端相通。

安装时，首先对电机前体5通过喷灯、烤箱或其它加热措施进行加热，然后将定子6快速装入安装孔内。

如图1，所述定子6和转子9将本体内腔分隔为前端腔体和后端腔体，所述后端盖13还设有用于连接冷却油路的节流孔14，该节流孔14后端设有用于连接油路管接头的内螺纹，通过该节流孔14可向电机后端腔体内喷射雾状的冷却油，用于冷却、润滑后端轴承15。

所述定子6上还开设有一个或多个前后走向的轴向通孔16以连通电机前端腔体和电机后端腔体；优选地，所述轴向通孔16为多个，圆周均匀分布在定子6上。电机后端腔体中的冷却油可通过轴向通孔16顺利进入电机前端腔体，避免了转子9的扰油损失。

所述连接体4上还设有回油油路18以保证电机前端腔体的油回至压缩机头1中，进一步施行润滑冷却。

所述连接体4还设有与电机轴2前端相配合的迷宫密封装置17，保证电机前端腔体内的压力高于压缩机回油压力，使电机前端腔体的油只能通过回油油路18回至压缩机头1中，成为电机前端腔体的回油动力。

所述压缩机头1的润滑冷却油路与循环装置、电机润滑冷却油路相串联以构成一体式循环冷却系统：所述循环装置包括依次相连接的油气分离设备、冷却装置、过滤器及油泵；所述压缩机头1内部的润滑油路具有供油孔和排油孔，排油孔排出的高温油气混合物首先进入油气分离设备，经分离的润滑油经工质冷或者水冷换热器冷却后进入油过滤器，然后过滤后的润滑油进入油泵升压，经升压的润滑油分为三路：其一通过电机进油孔11进入螺旋槽10，为定子6冷却，然后由电机出油孔7流出到达压缩机头1的供油孔，润滑压缩机头1的轴承等装置；其二进入后端盖13上的节流孔14，经雾化的润滑油对后端轴承15进行润滑冷却后，经过轴向通孔16对定子6冷却并进入电机前端腔体，然后通过回油油路18回至压缩机头1，对压缩机头1施行冷却润滑；其三直接通入压缩机头1的转子腔，用于增加转子腔内油量，亦可用于负荷突变工况排气温度的调节。

Claims (10)

1.一种基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，包括压缩机头（1）和与压缩机头（1）相连接的电机，所述电机包括本体、通过回转支撑装置安装在本体上的电机轴（2）、与电机轴（2）相连接的转子（9）以及安装在本体中的定子（6），所述定子（6）与转子（9）之间具有间隙（8），所述本体上设有与定子（6）相配合的安装孔，其特征在于：所述安装孔内壁上开设有螺旋槽（10）；所述电机本体上还开设有电机进油孔（11）和电机出油孔（7），所述电机进油孔（11）和电机出油孔（7）分别与螺旋槽（10）的两端相通。

2.如权利要求1所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述安装孔与定子（6）之间为过盈配合。

3.如权利要求2所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：定子（6）通过热装方式安装在安装孔内。

4.如权利要求1所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述定子（6）和转子（9）将本体内腔分隔为前端腔体和后端腔体，所述电机本体的后端还设有用于连接冷却油路的节流孔（14），通过该节流孔（14）向电机后端腔体内喷射冷却油。

5.如权利要求4所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述定子（6）上还开设有一个或多个前后走向的轴向通孔（16）以连通电机前端腔体和电机后端腔体。

6.如权利要求5所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述轴向通孔（16）为多个，圆周均匀分布在定子（6）上。

7.如权利要求4所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述电机本体上还设有回油油路（18）以保证电机前端腔体的油回至压缩机头（1）中对压缩机头进行冷却润滑。

8.如权利要求7所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述电机本体上还设有与电机轴（2）前端相配合的迷宫密封装置（17），以使电机前端腔体的油只能通过回油油路（18）回至压缩机头（1）中。

9.如权利要求1至8任一所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述压缩机头（1）的润滑冷却油路与循环装置、以及电机润滑冷却油路相串联以构成一体式循环冷却系统。

10.如权利要求9所述的基于油冷电机的半封螺杆制冷压缩机，其特征在于：所述循环装置包括依次相连接的油气分离设备、冷却装置、过滤装置及升压装置。