CN111954763A - 径流式风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种径流式风机，其尤其用于制冷机，所述径流式风机具有：壳体(21)，在所述壳体中以旋转的方式支承有轴(17)，所述轴在一端接收压缩机(27)的至少一个叶轮(16)，所述压缩机固定在所述壳体(21)上；至少一个径向轴承(22)和至少一个轴向气体轴承(31)，所述轴(17)通过所述轴承以旋转的方式支承在所述壳体(21)中；通过转子(18)和定子(19)驱动的马达(20)，所述马达设置在第一径向轴承和第二径向轴承(22、23)之间，其中，在所述壳体(21)中设置有至少一个通道(41)，所述通道具有用于待输送的压力介质的压力接头(54)，所述通道通入转子空间(46)并且从所述叶轮(16)延伸至与所述叶轮(16)相邻地设置的径向轴承(22、23)或轴向气体轴承(31)，所述转子空间形成在所述轴(17)与所述壳体(21)之间。

Description

径流式风机
技术领域
本发明涉及一种用于制冷设备的径流式风机，其中，所述径流式风机包括马达壳体，在该马达壳体中以旋转的方式支承有轴，该轴在一端接收压缩机的至少一个叶轮，该压缩机固定在马达壳体上，并且所述径流式风机具有至少一个径向轴承和至少一个轴向气体轴承，所述轴通过这些轴承以旋转的方式支承在壳体中。
背景技术
由DE 10 2010 001 538 A1已知一种用于气体激光器的径流式风机。这种径流式风机在第一径向轴承和第二径向轴承、尤其径向气体轴承之间包括由转子和定子构成的马达。轴向气体轴承与叶轮相对置地设置在一轴上，也就是说，马达以及分别与马达相邻地布置的径向气体轴承设置在轴向气体轴承与叶轮之间。在压力下对这些径向气体轴承中的每一个和轴向气体轴承输送气体，从而得到所述轴相对于壳体的无磨损和免维护的支承。
发明内容
本发明所基于的任务是，提出一种用于制冷机的径流式风机，通过该径流式风机能够实现简单的结构和可靠的运行。
该任务通过一种径流式风机来解决，在该径流式风机中设置有至少一个通道，所述通道具有用于压力介质的接头，该通道通入转子空间，该转子空间在叶轮和与其相邻的径向轴承或轴向气体轴承之间延伸。转子空间在径流式风机的马达壳体中衔接到布置在马达壳体上的压缩机的气体空间上。通过这种布置，能够在接收轴和马达的马达壳体与压缩机之间实现密封，而无需使用附加的径向轴密封件或迷宫式密封件。另外，该密封布置的优点在于，可以将径流式风机的马达壳体中的压力水平保持得低，由此防止用于运行制冷机的冷却剂冷凝并确保径向轴承和/或轴向气体轴承可靠运行。
轴向气体轴承优选地定位在配属于马达的径向轴承与叶轮之间。径向轴承优选构造为径向气体轴承。由此，特别是为了运行轴向气体轴承而将压力介质输送到马达壳体中，这将壳体外侧相对于压缩机密封。通过这种轴向气体轴承可以模仿一种迷宫式密封件。有利地，压缩机的第二级的气体空间相对于马达壳体的与该压缩机邻接的转子空间被密封。
此外，马达壳体中的通道优选地直接引导到转子空间中并与压缩机的指向叶轮的方向的气体空间处于连接中，其中，转子空间也指向轴向气体轴承的方向地与位于轴向定子与轴向气体轴承的盘之间的工作间隙处于连接中。这能够实现一种简单却结构紧凑的布置，由此一方面得到一种密封布置，另一方面得到轴向气体轴承的无磨损、无接触和免维护的运行。
此外，至少一个轴向气体轴承和与其相邻地布置的径向轴承优选地通过共同的转子空间处于连接中。由此可以通过径向轴承在马达壳体中实现压力补偿。
此外，优选与轴向气体轴承邻接地或与轴向气体轴承相邻地设置有加热装置。由此，可以抵抗气体或制冷剂在轴向气体轴承和/或径向气体轴承的作用表面上的冷凝。这种加热装置优选地以轴向气体轴承和/或径向气体轴承被加热到的温度来运行，该温度高于气体或制冷剂在主导压力下的露点。
此外优选，径流式风机的马达壳体与布置在其上的压缩机在运行状态下竖直地定向。优选地设置所谓的竖直运行。在此，尤其压缩机向下指向地定向，并且马达壳体向上指向地定向。马达壳体在竖直运行中的这种定向还具有以下优点：可以减少或防止冷凝物形成，或者说在设备停止的情况下形成冷凝物时冷凝物向下流出。
附图说明
下面参照附图中所示的示例详细描述和解释本发明及其另外的有利实施方式及扩展方案。从说明书和附图中得出的特征可以根据本发明单独地或多个地以任何组合来应用。附图示出：
图1制冷机的示意性视图，
图2用于根据图1的制冷机的根据本发明的径流式风机，和
图3轴向气体轴承的和压缩机到径流式风机的马达壳体上的附接的示意性放大视图。
具体实施方式
在图1中示出了制冷机1。冷却介质在该制冷机中在闭合回路中运动，并在此相继地转化为不同的聚集状态。气态冷却介质首先被径流式风机11压缩并且以气体压力线路6被引导到制冷机1的压缩侧8中。在液化器3中，冷却介质在释放热量的情况下冷凝。液态冷却介质借助液体压力线路7被引导至节流装置5并在那里释压。在所衔接的蒸发器4中，冷却介质在低温时吸收热量的情况下膨胀(蒸发)。在此，蒸发器4可以有利地实施为满溢的蒸发器4。
在图2中，以纵截面示出了径流式风机11。通过该径流式风机11，冷却介质被压缩机27、尤其是涡轮径向压缩机的至少一个叶轮16、26在径向上加速并经压缩地被引导到制冷机1的压缩侧8的气体压力线路6中。叶轮16、26位于轴17上，该轴在马达壳体21的中央区域中被马达20驱动。该马达由与轴17连接的转子18和固定在马达壳体21上的定子19组成。从轴17看去布置在叶轮16、26以外的区域形成鼓风机的压力侧。在轴17的上部区域和下部区域中分别布置有径向轴承，尤其是下部径向气体轴承22和上部径向气体轴承23。这些径向气体轴承22包括被称为径向定子24的稳定的轴承面。此外，轴在径向气体轴承22、23的区域中包括旋转轴承面25。用于气体轴承的压力介质有利地是冷却介质。
在压缩机27的叶轮16和下部径向气体轴承22之间设置有轴向气体轴承31。该轴向气体轴承31包括旋转盘32并且与盘32相邻地或者说在该盘的上侧和下侧包括轴向定子34，所述轴向定子分别具有稳定的轴承面35。盘32包括与稳定的轴承面35对置的旋转轴承面36。在轴向气体轴承31和叶轮16之间，与制冷机1的压缩侧8连接的通道41引导到叶轮16下方。通过该通道41，处于压力下的冷却介质在气态下被引导到叶轮16下方，以保护轴向气体轴承31以防颗粒进入。
径向气体轴承22的旋转轴承面25和/或轴向气体轴承31的旋转轴承面36优选具有包括凹槽的表面。优选地设置有鱼骨形图案。这种凹槽或表面凹陷优选地利用超短脉冲激光器、尤其是皮秒激光器引入。这使得能够以非常短的加工时间来进行加工。另外，该加工步骤无需后处理并且满足对精确构型的高要求。通过微秒范围内的非常短的激光脉冲引起材料的直接纯化。由此可以设置对这些凹槽的无后处理的、尤其是无毛刺的制造。尤其地，使用离子束方法。替代地，也可以设置微切削。
径流式风机11在制冷机中的安装状况下竖直地定向。在此，压缩机27向下定向，并且马达壳体21竖直向上定向。径流式风机11可以有利地直接布置在满溢的蒸发器4上方，使得在制冷机1静止状态下可能出现的冷凝物向下流回到蒸发器4中。
在图3中示出轴向气体轴承31的示意性放大视图以及压缩机27到径流式风机11的马达壳体21上的连接。在不使用迷宫式密封件或类似物的情况下实现压缩机27及其壳体52到径流式风机11的马达壳体21上的连接。经由通道41对处于压力下的冷却介质的输送被用于防止颗粒进入到轴向气体轴承31中。轴向气体轴承31本身在定子34的轴承面35与旋转盘32的轴承面36之间具有如此狭窄的间隙，使得由轴向气体轴承31本身在壳体21中的转子空间46与压缩机27中的气体空间49之间形成密封。在径向方向上观察，在马达壳体21中的通孔47与支承在该马达壳体中的轴17之间形成转子空间46。在马达壳体21的壳体区段51或者说压缩机27的壳体52与叶轮16之间形成气体空间49。压缩机27的壳体52优选地包围壳体区段51并且在该壳体区段51之外与马达壳体21固定连接。
在马达壳体21上，设置有用于处于压力下的冷却介质的压力接头54，该冷却介质被输送给通道41。在转子空间46和气体空间49彼此邻接的区域中，冷却介质主要向着气体空间49的方向流动，气体流在相反方向上被轴向轴承31挡住，该轴向轴承密封转子空间46。
因此，通过这种布置可以在压缩机27的压力侧与马达壳体21之间实现密封。压缩机27优选地构造为多级压缩机或涡轮压缩机。叶轮26形成第一级，并且叶轮16形成第二级。尤其地，可以在压缩机27的第二级的或者说叶轮16的压力侧与径流式风机11的马达壳体21之间实现密封。因此，可以在马达壳体中调设比在压缩机27的压力侧上更低的压力，由此防止冷却介质在径向轴承22、23中冷凝。
此外，压力接头54优选可以具有过滤元件。该过滤元件使得没有颗粒进入到压缩机27和/或轴向气体轴承31中。
该径流式风机11还可以在轴向气体轴承31的区域中或与轴向定子34邻接地或在两个轴向定子34之间具有加热装置56。这种加热装置56用于将轴向气体轴承31加热到高于冷却介质在施加压力情况下的露点的温度。由此防止冷却介质冷凝。这种加热装置56可以构造为电驱动的加热器，例如由电阻加热元件或PTC元件构造。

Claims (6)

1.一种径流式风机，其尤其用于制冷机，所述径流式风机具有：
-壳体(21)，在所述壳体中以旋转的方式支承有轴(17)，所述轴在一端接收压缩机(27)的至少一个叶轮(16)，所述压缩机固定在所述壳体(21)上；
-至少一个径向轴承(22)和至少一个轴向气体轴承(31)，所述轴(17)通过所述轴承以旋转的方式支承在所述壳体(21)中；
-通过转子(18)和定子(19)驱动的马达(20)，所述马达设置在第一径向轴承和第二径向轴承(22、23)之间，
其特征在于，
-在所述壳体(21)中设置有至少一个通道(41)，所述通道具有用于待输送的压力介质的压力接头(54)，所述通道通入转子空间(46)并且从所述叶轮(16)延伸至与所述叶轮(16)相邻地设置的径向轴承(22、23)或轴向气体轴承(31)，所述转子空间形成在所述轴(17)与所述壳体(21)之间。
2.根据权利要求1所述的径流式风机，其特征在于，所述轴向气体轴承(31)定位在配属于所述马达(20)的径向轴承(22、23)与所述叶轮(16)之间。
3.根据前述权利要求中任一项所述的径流式风机，其特征在于，在所述壳体(21)中设置在所述叶轮(16)与所述轴向气体轴承(31)之间的通道(41)引导到所述壳体(21)中的转子空间(46)中和所述压缩机(27)的气体空间(49)中，其中，所述转子空间(46)与位于所述轴向气体轴承(31)的轴向定子(34)和盘(32)之间的工作间隙处于连接中，并且所述轴向轴承(31)密封地限界所述转子空间(46)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的径流式风机，其特征在于，所述至少一个径向轴承(22、23)构造为径向气体轴承，并且所述至少一个径向气体轴承与相邻的轴向气体轴承(31)通过共同的转子空间(46)处于连接中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的径流式风机，其特征在于，与所述轴向气体轴承(31)邻接地或与所述轴向气体轴承(31)相邻地设置有加热装置(56)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的径流式风机，其特征在于，所述壳体(21)与布置在其上的压缩机(27)在运行状态下竖直地定向，其中，所述压缩机(27)向下定向，并且所述壳体(21)向上定向。
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