CN115434954A - 一种气悬浮压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气悬浮压缩机，包括机壳、蜗壳、定子、主轴和轴承组件，蜗壳设于机壳两侧，蜗壳设有排气口，定子设于机壳的内部，主轴可转动地设于机壳的内部，轴承组件与主轴配合，轴承组件用于支撑主轴；气悬浮压缩机还包括冷却通道和供气通道，冷却通道设于机壳上，冷却通道用于冷却定子，供气通道连接轴承组件，供气通道与冷却通道隔开，供气通道用于向轴承组件输送气体。上述气悬浮压缩机可以减小气悬浮压缩机整体的占用空间，同时可以充分利用电机以及压缩机产生的高温高压气体，避免热量浪费，从而降低能耗。

Description

一种气悬浮压缩机

技术领域

本申请涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种气悬浮压缩机。

背景技术

目前，气悬浮压缩机采用静压气悬浮实现主轴支撑，而实现静压气悬浮需要从外部持续供气，比如，通过在压缩机外部设置供气灌进行供气，然而，外置供气灌的方式，占用空间大，且耗能，经济性较差。因此，本领域技术人员有必要适时提供一种占用空间小、且能耗低的气悬浮压缩机。

发明内容

本申请的目的是提供一种气悬浮压缩机，能减小占用空间，并能充分利用电机的热量，从而降低能耗。

为实现上述目的，本申请提供一种气悬浮压缩机，包括：

机壳；

蜗壳，设于机壳两侧，蜗壳设有排气口；

定子，设于机壳的内部；

主轴，可转动地设于机壳的内部，用于沿定子的轴线方向转动；

轴承组件，与主轴配合，用于支撑主轴；

冷却通道，设于机壳上，用于冷却定子；

供气通道，连接轴承组件，并与冷却通道隔开，用于向轴承组件输送气体；

排气口排出的部分热气源经供气通道流向轴承组件、以实现轴承组件的气悬浮支撑，剩余部分热气源冷却后流过冷却通道、以实现冷却定子。

在一些实施例中，供气通道的至少一部分位于冷却通道靠近定子的一侧。

在一些实施例中，还包括壳体结构，壳体结构与机壳为一体式结构，或壳体结构与机壳组合后成为一体式结构，供气通道设于壳体结构。

在一些实施例中，壳体结构位于机壳与定子之间。

在一些实施例中，壳体结构与机壳二者沿定子的轴线方向并排设置，且壳体结构的至少一部分结构与机壳嵌套配合。

在一些实施例中，还包括进气口，进气口穿过机壳并连接供气通道，供气通道包括第一通道和第二通道，第一通道与第二通道分别连接主轴两端的轴承组件。

在一些实施例中，第一通道的至少部分结构与第二通道的至少部分结构均为沿定子的轴线方向设置的螺旋形通道。

在一些实施例中，机壳上的冷却通道，以及壳体结构上的供气通道均采用槽道式结构或空腔式结构。

在一些实施例中，冷却通道为沿定子的轴线方向设置的螺旋形通道，或冷却通道包括若干环形通道，各螺旋形通道和/或环形通道沿定子的轴线方向间隔设置。

在一些实施例中，还包括供气管路，供气管路包括主管路、第一管路和第二管路，主管路连接排气口，第一管路连接主管路与冷却通道，第二管路连接主管路与供气通道，且第一管路与第二管路上分别设有第一控制阀与第二控制阀，第一控制阀与第二控制阀用于分别控制冷却通道与供气通道的进气量。

相对于上述背景技术，本申请实施例所提供的气悬浮压缩机，包括机壳、蜗壳、定子、主轴和轴承组件，其中，蜗壳设于机壳两侧，蜗壳设有排气口，定子设于机壳的内部，主轴可转动地设于机壳的内部，主轴用于沿定子的轴线方向相对定子转动，轴承组件与主轴配合，轴承组件用于支撑主轴；进一步地，气悬浮压缩机还包括冷却通道和供气通道，其中，冷却通道设于机壳上，冷却通道用于冷却定子，供气通道连接轴承组件，供气通道与冷却通道隔开，供气通道用于向轴承组件输送气体。这样一来，排气口排出的部分热气源经供气通道流向轴承组件、以实现轴承组件的气悬浮支撑，剩余部分热气源冷却后流过冷却通道、以供定子散热。

可以理解的是，现有技术中的气悬浮压缩机，其供气部分外置，供气部分与压缩机分开设置，这样不仅导致占用空间大，而且没有很好地利用电机产生的热量，造成电机热量浪费。相较于传统设置方式，本申请实施例提供的气悬浮压缩机，通过供气通道将来自排气口的气体输送至轴承组件、以实现轴承组件的气悬浮支撑，通过冷却通道输送来自排气口的冷却后的气体、以冷却定子，该供气通道与冷却通道内置于气悬浮压缩机，且供气通道与冷却通道相互隔开，也就是说，供气通道与冷却通道相互独立，电机和压缩机排出的发热气体，一部分气体流过供气通道，作为轴承组件形成气膜的高温高压气体，多余的气体经冷却后流过冷却通道，以降低定子的热量。这样一来，一方面，供气通道与冷却通道内置于气悬浮压缩机，可以减小气悬浮压缩机整体的占用空间，另一方面，可以充分利用电机以及压缩机产生的高温高压气体，避免热量浪费，从而降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中第一种气悬浮压缩机的结构示意图，图1中箭头方向为气体流动方向；

图2为本申请实施例中第二种气悬浮压缩机的结构示意图，图2中箭头方向为气体流动方向；

图3为本申请实施例中第三种气悬浮压缩机的结构示意图，图3中箭头方向为气体流动方向；

图4为本申请实施例中第四种气悬浮压缩机的结构示意图，图4中箭头方向为气体流动方向。

其中：

1-机壳、2-定子、3-主轴、4-轴承组件、5-蜗壳、51-排气口、6-冷却通道、7-供气通道、8-壳体结构、9-进气口、10-供气管路、101-主管路、102-第一管路、103-第二管路、11-第一控制阀、12-第二控制阀、13-冷却装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上端、下端、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参阅图1，本申请实施例所提供的气悬浮压缩机，包括电机部分和气动部分。电机部分包括机壳1、定子2、转子和主轴3，其中，定子2设于机壳1的内部，主轴3可转动地设于机壳1的内部，主轴3用于沿定子2的轴线方向相对定子2转动，轴承组件4与主轴3配合，轴承组件4用于支撑主轴3，以保证主轴3转动的稳定性和可靠性；气动部分包括叶轮和蜗壳5，蜗壳5设于机壳1两侧，蜗壳5设有排气口51，排气口51用于排出电机和压缩机产生的高温高压气体。

需要注意的是，本申请实施例所提供的气悬浮压缩机的轴承组件4为静压气浮轴承结构，气悬浮压缩机还包括供气系统，该供气系统吸收压缩机内电机排气的热量，并转化为供气的压力，从而将高温高压的气体按需分配至相应的位置，以执行相应的功能。

进一步地，供气系统包括冷却通道6和供气通道7，其中，冷却通道6设于机壳1上，冷却通道6通过管道与排气口51相连，冷却通道6用于冷却定子2；供气通道7连接轴承组件4，供气通道7通过管道与排气口51相连，且供气通道7与冷却通道6隔开，供气通道7用于向轴承组件4输送气体。

这样一来，排气口51排出的部分热气源经供气通道7流向轴承组件4、以实现轴承组件4的气悬浮支撑，剩余部分热气源冷却后流过冷却通道6、以供定子2散热。

可以理解的是，现有技术中的气悬浮压缩机，其供气部分外置，供气部分与压缩机分开设置，这样不仅导致占用空间大，而且没有很好地利用电机产生的热量，造成电机热量浪费。相较于传统设置方式，本申请实施例提供的气悬浮压缩机，通过供气通道7将来自排气口51的气体输送至轴承组件4、以实现轴承组件4的气悬浮支撑，通过冷却通道6输送来自排气口51的冷却后的气体、以冷却定子2，该供气通道7与冷却通道6内置于气悬浮压缩机，且供气通道7与冷却通道6相互隔开，也就是说，供气通道7与冷却通道6相互独立，电机和压缩机排出的发热气体，一部分气体流过供气通道7，作为轴承组件4形成气膜的高温高压气体，多余的气体经冷却后流过冷却通道6，以降低定子2的热量。

这样一来，一方面，供气通道7与冷却通道6内置于气悬浮压缩机，可以减小气悬浮压缩机整体的占用空间，另一方面，可以充分利用电机以及压缩机产生的高温高压气体，避免热量浪费，从而降低能耗。

根据实际需要，在气体流入冷却通道6之前，可以在与冷却通道6的进口相连的支路管道上设置冷却装置13，使由排气口51流出的高温气体经冷却装置13冷却后进入冷却通道6中，当然，该冷却装置13可以为冷凝器。

在一些实施例中，供气通道7的至少一部分位于冷却通道6靠近定子2的一侧(内侧)。

需要说明的是，由于高温高压气体形成气膜的效果更好，因此，需要保证供气通道7中的气体的温度和压力。以供气通道7设于定子2外部为例，供气通道7的至少一部分位于冷却通道6与定子2之间，相较于供气通道7的至少一部分位于冷却通道6背离定子2的一侧，供气通道7的至少一部分位于冷却通道6与定子2之间，供气通道7的至少一部分的内外两侧分别接触定子2与冷却通道6，由于冷却通道6与供气通道7隔开，且定子2上的热量会有效减缓供气通道7中气体热量的散失(定子2与供气通道7中气体的温差更小)，从而可以提高能源的利用率。

在一些实施例中，气悬浮压缩机还包括壳体结构8，壳体结构8与机壳1为一体式结构，或壳体结构8与机壳1组合后成为一体式结构，供气通道7设于壳体结构8。

在一些实施例中，壳体结构8位于机壳1与定子2之间。也就是说，壳体结构8整体位于机壳1与定子2之间，壳体结构8与机壳1采用内外层叠结构，且壳体结构8与机壳1，以及壳体结构8与定子2均为无间隙设置。

具体地说，气悬浮压缩机还包括进气口9，进气口9穿过机壳1并连接供气通道7，供气通道7包括第一通道和第二通道，第一通道与第二通道分别连接主轴3两端的轴承组件4。

这样一来，经进气口9进入机壳1内的气体分别通过第一通道与第二通道流向主轴3两端的轴承组件4。

当然，根据实际需要，第一通道的至少部分结构与第二通道的至少部分结构均为沿定子2的轴线方向设置的螺旋形通道。比如，第一通道与第二通道靠近进气口9的部分结构为螺旋形通道，远离进气口9的部分结构为直线型通道，直线型通道通过出气管连接至轴承组件4，从而将气体送至轴承组件4，针对径向轴承来说，气体经径向轴承流至径向轴承与主轴3之间，并在径向轴承与主轴3之间形成气膜。

需要注意的是，供气通道7可采用等径通道，当然，也可以采用变径通道前提是在气体沿供气通道7流动时，确保压力不随供气通道7的变径发生明显变化。

在一些实施例中，壳体结构8与机壳1二者沿定子2的轴线方向并排设置，且壳体结构8的至少一部分结构与机壳1嵌套配合。

具体地说，请一并参阅图4，在该实施例中，壳体结构8包括左、右两部分，其中左部分与机壳1嵌套配合，其前提是保证左部分中的供气通道7位于机壳1中的冷却通道6内侧；右部分与机壳1沿定子2的轴线方向并排设置，且进气口9设于右部分的顶部中间位置。

在一些实施例中，请一并参阅图2和图3，机壳1上的冷却通道6，以及壳体结构8上的供气通道7均采用槽道式结构或空腔式结构。需要说明的是，所谓槽道式结构是指在机壳1或者壳体结构8的内壁开设相应的连续槽，以便于气体沿连续槽流动，所谓空腔式结构在机壳1或者壳体结构8中掏空一部分结构并形成用于供气体流动的腔体。

在一些实施例中，冷却通道6为沿定子2的轴线方向设置的螺旋形通道，或冷却通道6包括若干环形通道，各螺旋形通道和/或环形通道沿定子2的轴线方向间隔且平行设置。本文优选采用螺旋形的冷却通道6。

在一些实施例中，为了便于按比例分配电机的热量，气悬浮压缩机还包括供气管路10，供气管路10包括主管路101、第一管路102和第二管路103，主管路101连接排气口51，第一管路102连接主管路101与冷却通道6，当然，冷却装置13可以设于第一管路102上，第二管路103连接主管路101与供气通道7，且第一管路102与第二管路103上分别设有第一控制阀11与第二控制阀12，第一控制阀11与第二控制阀12用于分别控制冷却通道6与供气通道7的进气量。第一控制阀11与第二控制阀12为比例阀。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的气悬浮压缩机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气悬浮压缩机，其特征在于，包括：

机壳(1)；

蜗壳(5)，设于所述机壳(1)两侧，所述蜗壳(5)设有排气口(51)；

定子(2)，设于所述机壳(1)的内部；

主轴(3)，可转动地设于所述机壳(1)的内部，用于沿所述定子(2)的轴线方向转动；

轴承组件(4)，与所述主轴(3)配合，用于支撑所述主轴(3)；

冷却通道(6)，设于所述机壳(1)上，用于冷却所述定子(2)；

供气通道(7)，连接所述轴承组件(4)，并与所述冷却通道(6)隔开，用于向所述轴承组件(4)输送气体；

其中，所述排气口(51)排出的部分热气源经所述供气通道(7)流向所述轴承组件(4)、以实现所述轴承组件(4)的气悬浮支撑，剩余部分热气源冷却后流过所述冷却通道(6)、以实现冷却所述定子(2)。

2.如权利要求1所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述供气通道(7)的至少一部分位于所述冷却通道(6)靠近所述定子(2)的一侧。

3.如权利要求2所述的气悬浮压缩机，其特征在于，还包括壳体结构(8)，所述壳体结构(8)与所述机壳(1)为一体式结构，或所述壳体结构(8)与所述机壳(1)组合后成为一体式结构，所述供气通道(7)设于所述壳体结构(8)。

4.如权利要求3所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述壳体结构(8)位于所述机壳(1)与所述定子(2)之间。

5.如权利要求3所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述壳体结构(8)与所述机壳(1)二者沿所述定子(2)的轴线方向并排设置，且所述壳体结构(8)的至少一部分结构与所述机壳(1)嵌套配合。

6.如权利要求4所述的气悬浮压缩机，其特征在于，还包括进气口(9)，所述进气口(9)穿过所述机壳(1)并连接所述供气通道(7)，所述供气通道(7)包括第一通道和第二通道，所述第一通道与所述第二通道分别连接所述主轴(3)两端的所述轴承组件(4)。

7.如权利要求6所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述第一通道的至少部分结构与所述第二通道的至少部分结构均为沿所述定子(2)的轴线方向设置的螺旋形通道。

8.如权利要求3所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述机壳(1)上的所述冷却通道(6)，以及所述壳体结构(8)上的所述供气通道(7)均采用槽道式结构或空腔式结构。

9.如权利要求1-8任意一项所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述冷却通道(6)为沿所述定子(2)的轴线方向设置的螺旋形通道，或所述冷却通道(6)包括若干环形通道，各所述螺旋形通道和/或所述环形通道沿所述定子(2)的轴线方向间隔设置。

10.如权利要求1-8任意一项所述的气悬浮压缩机，其特征在于，还包括供气管路(10)，所述供气管路(10)包括主管路(101)、第一管路(102)和第二管路(103)，所述主管路(101)连接所述排气口(51)，所述第一管路(102)连接所述主管路(101)与所述冷却通道(6)，所述第二管路(103)连接所述主管路(101)与所述供气通道(7)，且所述第一管路(102)与所述第二管路(103)上分别设有第一控制阀(11)与第二控制阀(12)，所述第一控制阀(11)与所述第二控制阀(12)用于分别控制所述冷却通道(6)与所述供气通道(7)的进气量。

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