CN117072466A - 一种空压机和汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气压缩技术领域，它涉及一种空压机和汽车，其中，空压机包括电机腔和压缩腔：所述电机腔具有进气口，所述压缩腔具有吸气口；所述压缩腔的吸气口用于与电机腔连通，以通过电机腔的进气口吸气，使气体经由电机腔流入所述压缩腔进行压缩。相对于现有技术中引入压缩后的气体对电机腔内的部件进行散热的方案，本发明使气体在流入压缩腔前先流经电机腔，以对电机腔内的部件进行散热，其中，流经电机腔的气体的温度更低，从而对电机内部的散热效果更佳，避免电机产生内部积热。

Description

一种空压机和汽车

技术领域

本发明涉及空气压缩技术领域，特别是涉及一种空压机和汽车。

背景技术

目前使用气体轴承做转子支撑的离心式空压机设计一般采用高速电机直驱的方式进行做功，电机转子和主轴做成一体化结构，主轴轴端搭载离心式叶轮，叶轮内置于电机外部的蜗壳内。通过电机转子的超高速旋转，带动叶轮高速旋转不断压缩蜗壳内的空气，并将高压、高温的压缩空气供给燃料电池发动机参与燃料电池电堆内部电化学反应，其中气浮动压轴承为转子(包括叶轮-转子止推盘-主轴-叶轮)提供一体化旋转部件高速旋转的必要支撑。

气悬浮离心式空压机为了保证输出空气的压力和流量，需要长时间运行在超高转速区域(80000Rpm以上)，而超高速的转子也会带来整机与气体轴承的散热和冷却问题。

因此，空压机长时工作时，电机定子通电运行与转子的高速旋转均会产生大量的热量，热量聚集在空压机内部将会影响电机定子及其控制电路以及转子、电机气体轴承的运行状态，必须及时有效地实现散热。

气悬浮离心空压机由压缩次数可分为：单机气悬浮离心空压机与双级气悬浮离心空压机。其工作原理基本相同，但双级离心空压机需对空气进行二次压缩，其做功及运行电流都比单机气悬浮离心空压机大。

由上可知，对大功率、大电流的双极离心空压机来说，其功率密度导致电机本体对整机散热的要求更高。气悬浮高速电机在长时高速运行的过程中，电机定、转子及配套空气动压轴承往往容易出现积热现象，从而导致气浮轴承受热损坏，转轴热伸长、严重时导致整机失效，而现有技术中的离心空压机冷却系统均为电机机壳水冷，通过机壳上设置冷却水道对机壳内部定、转子冷却，最容易过热损坏的空气轴承通过压缩端泄漏的高压气体进行冷却。但是，在空压机整机装车后，冷却水水温在50-70℃左右，冷却气浮轴承的气体温度也高达90℃，整机温度已达到安全绝缘温度，其冷却效果堪忧。如何保证双级空压机长时高效运行状态的整机冷却，是提高空压机整机寿命及可靠性的关键。

如图1所示，现有技术中具有一种双级空压机，该双级空压机包括一级压缩蜗壳101、一级压缩叶轮102、一级扩压器103、前轴向止推轴承104、电机转子止推盘105、后轴向止推轴承106、一级端盖107、前轴向气浮轴承108、电机转子109、电机定子110、水冷机壳111、后径向气浮轴承112、二级端盖113、二级压缩叶轮114、二级压缩蜗壳115和连接管116。

其中，当双级空压机高速运转时，支撑电机转子运动及限位的前轴向止推轴承104、后轴向止推轴承106、前轴向气浮轴承108及后径向气浮轴承112会由于风磨阻力产生大量的热量；同时在高速电机定子110铁芯及高速电机转子109也由于电磁感应效应产生涡流损耗及铁损；此外在定子绕组上，由于大电流的存在，其铜损也会产生大量的热。

但由于双级空压机结构的限制，通常来说，双级空压机一般的冷却策略分为两个部分：

其中一部分是在水冷机壳111上开辟冷却水道，使高速电机定子110产生的热量沿电机定子110与水冷机壳111的接触面向水冷传递，在此情况下，进一步的将电机定子110进行灌封处理，此工艺能够增加水冷机壳111与电机定子110的接触面，增加电机绕组与电机定子110的换热效率。但是，单一的水冷方案也有局限性，其一，其冷却效果不佳，无论水道如何设置，对电机定子的冷却范围都有限制，在远离冷却水道的电机绕组，无论灌胶与否都难以进行全面散热；其次是冷却水的温度在50-70℃，在此水温下，水道的冷却效果更是堪忧；最关键的是，水冷道的设置完全无法对电机转子109进行冷却，在高温运行下，高速电机定子110向外辐射热量，不断加热电机转子109，使得电机转子109受热伸长，导致二级压缩叶轮114向后方顶出，与二级压缩蜗壳115接触，发生剐蹭，影响空压机性能，直接导致空压机失效。

除却水冷之外，可在空压机内部设置气冷通道，对气浮轴承(包括前轴向气浮轴承108、后径向气浮轴承112、前轴向止推轴承104及后轴向止推轴承106、电机转子止推盘105及电机转子109进行冷却。

如图2所示，可参照局部放大图内的气冷流路示意：针对一级压缩端的轴承冷却气体往往采用由一级压缩叶轮102泄漏的压缩气体，经过一级压缩叶轮102的背面，再通过一级扩压器103的间隙，进入前轴向止推轴承104、后轴向止推轴承106、电机转子止推盘105、一级端盖107组成的环形轴向轴承室中，冷却前轴向止推轴承104、后轴向止推轴承106、电机转子止推盘105后，通过一级端盖107，经由前轴向气浮轴承108背面流向电机腔中，同时对电机定子110的铁芯及电机转子109进行冷却。

该气冷方案流量小，冷却气体温度高，难以遏制轴承及电机内部积热，冷却效果不佳。

如图3所示，对单级空压机来说，其包含：蜗壳201、压缩叶轮202、扩压器203、前轴向止推轴承204、电机转子止推盘205、后轴向止推轴承206、一级端盖207、前轴向气浮轴承208、电机转子209、水冷机壳210、电机转子211、后径向气浮轴承212、二级端盖213和后盖板214等大致14个主要部件。

对单级空压机来说，同样存在电机内部积热，内部热量难以交换的现实问题，其冷却策略和双级空压机冷却策略基本一致，使用水冷机壳和气流道进行冷却，同样的，双级空压机遇上的问题单级空压机也难以避免。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种空压机和汽车，主要所要解决的技术问题是：如何提升电机内部的散热。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供一种空压机，其包括电机腔和压缩腔：

所述电机腔具有进气口，所述压缩腔具有吸气口；所述压缩腔的吸气口用于与电机腔连通，以通过电机腔的进气口吸气，使气体经由电机腔流入所述压缩腔进行压缩。

在一些实施方式中，所述电机腔具有出气口，所述压缩腔的吸气口通过所述出气口与电机腔连通；

所述空压机还包括定子和用于受定子驱动进行转动的转子，所述定子和转子均用于设置在所述电机腔，所述定子与转子之间具有过气间隙；其中，从进气口流入的气体能够流经过气间隙从出气口流出。

在一些实施方式中，所述进气口位于过气间隙的一端开口的一侧，所述出气口位于过气间隙的另一端开口的一侧，使从进气口流入的气体能够流经过气间隙从出气口流出。

在一些实施方式中，所述空压机包括电机壳、第一端盖和第二端盖，所述电机壳呈筒状，所述第一端盖用于盖合电机壳的一端，所述第二端盖用于盖合电机壳的另一端，所述第一端盖、第二端盖和电机壳围成所述的电机腔；

其中，所述第一端盖位于定子的轴向的一侧，所述进气口设置在第一端盖上，使进气口位于过气间隙的一端开口的一侧；所述第二端盖位于定子的轴向的另一侧，所述出气口设置在所述第二端盖上，使出气口位于过气间隙的另一端开口的一侧。

在一些实施方式中，所述进气口包括设置在所述第一端盖上的第一安装口，所述第一安装口内设有用于对转子提供支撑的第一径向气浮轴承；

和/或，所述出气口包括设置在所述第二端盖上的第二安装口，所述第二安装口内设有用于对转子提供支撑的第二径向气浮轴承。

在一些实施方式中，所述吸气口与所述出气口相对，以使所述吸气口与出气口连通。

在一些实施方式中，所述空压机包括第一压缩蜗壳和第一扩压器，所述第一扩压器用于盖合第一压缩蜗壳的一端，以在第一压缩蜗壳内形成所述的压缩腔，所述第一压缩蜗壳的另一端开口形成所述的吸气口。

在一些实施方式中，当空压机包括转子时，所述空压机还包括第一压缩叶轮，所述第一压缩叶轮用于套设在所述转子上，且第一压缩叶轮位于压缩腔内；

其中，所述第一压缩叶轮用于受转子驱动进行转动，以对压缩腔内的气体进行压缩。

在一些实施方式中，所述的空压机还包括第二压缩蜗壳和第二扩压器，所述第二扩压器用于盖合第二压缩蜗壳的一端，以在第二压缩蜗壳内形成另一压缩腔，所述第二压缩蜗壳的另一端开口形成所述另一压缩腔的吸气口；

其中，所述第一压缩蜗壳具有排气口，所述排气口用于与所述另一压缩腔的吸气口连通，以将压缩腔内压缩后的气体排出至另一压缩腔内进行二次压缩。

在一些实施方式中，当空压机包括转子时，所述空压机还包括第二压缩叶轮，所述第二压缩叶轮用于套设在所述转子上，且第二压缩叶轮位于所述另一压缩腔内；

其中，所述第二压缩叶轮用于受转子驱动进行转动，以对所述另一压缩腔内的气体进行压缩。

第二方面，本发明的实施例还提供一种汽车，其可以包括上述任一种的空压机。

借由上述技术方案，本发明空压机和汽车至少具有以下有益效果：

1、相对于现有技术中引入压缩后的气体对电机腔内的部件进行散热的方案，本发明使气体在流入压缩腔前先流经电机腔，以对电机腔内的部件进行散热，其中，流经电机腔的气体的温度更低，从而对电机内部的散热效果更佳，避免电机产生内部积热；

2、吸入电机腔内的气体还会对第一径向气浮轴承、第二径向气浮轴承进行散热及补气，该效果有利于提高第一径向气浮轴承、第二径向气浮轴承的使用可靠性，进而提高空压机整机的可靠性及使用寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种双级空压机的结构示意图；

图2是图1中双级空压机的气冷流路示意图；

图3是现有技术中的一种单级空压机的结构示意图；

图4是本发明的一实施例提供的一种单级空压机的结构示意图；

图5是本发明的一实施例提供的一种双级空压机的结构示意图。

附图标记：1、电机腔；2、压缩腔；3、另一压缩腔；10、过气间隙；11、进气口；12、出气口；111、主进气口；112、第一安装口；121、主出气口；122、第二安装口；21、吸气口；31、另一压缩腔的吸气口；301、第一径向气浮轴承；302、第一端盖；303、电机壳；304、定子；305、转子；306、第二径向气浮轴承；307、第二端盖；308、第一压缩蜗壳；309、第一压缩叶轮；310、第三轴向止推轴承；311、第一扩压器；312、第二扩压器；313、第一转子止推盘；314、第四轴向止推轴承；315、第二压缩叶轮；316、第二压缩蜗壳；317、蜗壳连接管；401、第一轴向止推轴承；402、第二转子止推盘；403、轴向轴承座；404、第二轴向止推轴承；405、后盖板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图4所示，本发明的一个实施例提出的一种空压机，其包括电机腔1和压缩腔2。电机腔1具有进气口11，压缩腔2具有吸气口21。压缩腔2的吸气口21用于与电机腔1连通，以通过电机腔1的进气口11吸气，使气体经由电机腔1流入压缩腔2进行压缩。

在上述示例中，压缩腔2的吸气口21与电机腔1配合，压缩腔2吸气时，气体从电机腔1的进气口11流入，气体流经电机腔1然后进入压缩腔2内进行压缩。其中，气流流经电机腔1时可以对电机腔1内的部件比如定子304、转子305、气浮轴承等进行散热。相对于现有技术中引入压缩后的气体对电机腔内的部件进行散热的方案，本发明使气体在流入压缩腔2前先流经电机腔1，以对电机腔1内的部件进行散热，其中，流经电机腔1的气体的温度更低，从而对电机内部的散热效果更佳。

这里需要说明的是：上述电机腔1的进气口11所吸入的气体可以为常温的室内空气。

如图4所示，前述的电机腔1具有出气口12。对于电机腔1而言，气体从进气口11流入电机腔1，电机腔1内的气体从出气口12流出。前述压缩腔2的吸气口21通过出气口12与电机腔1连通。

前述的空压机还包括定子304和用于受定子304驱动进行转动的转子305。定子304和转子305均用于设置在电机腔1。定子304与转子305之间具有过气间隙10。其中，从进气口11流入的气体能够流经过气间隙10并从出气口12流出。

在上述示例中，从进气口11流入的气体流经过气间隙10时可以与定子304和转子305进行充分的换热，避免电机产生内部积热，避免转子305在高温条件下的热弯曲效应及轴伸长，避免转子305与气浮轴承的接触及轴伸长下影响叶轮与蜗壳的设定间隙，从而保证压缩性能不受温度的影响，提高转子305使用寿命。

如图4所示，前述的过气间隙10可以为沿转子305的轴向延伸的环形孔，使气体流经过气间隙10时可以沿转子305的周向与转子305和定子304进行充分的换热，提高散热效果。

优选的，过气间隙10位于进气口11与出气口12之间，其中，前述的进气口11位于过气间隙的一端开口101的一侧，出气口12位于过气间隙的另一端开口102的一侧，使从进气口11流入的气体能够流经过气间隙10并从出气口12流出。

在一个具体的应用示例中，前述的空压机可以包括电机壳303、第一端盖302和第二端盖307。电机壳303呈筒状，电机壳303的两端开口。第一端盖302用于盖合电机壳303的一端。第二端盖307用于盖合电机壳303的另一端。第一端盖302、第二端盖307和电机壳303围成前述的电机腔1。其中，第一端盖302位于定子304的轴向的一侧，进气口11设置在第一端盖302上，使进气口11位于过气间隙的一端开口101的一侧。第二端盖307位于定子304的轴向的另一侧，出气口12设置在第二端盖307上，使出气口12位于过气间隙的另一端开口102的一侧。

在上述示例中，第一端盖302和第二端盖307两者配合在电机壳303的内部围成前述的电机腔1，定子304位于电机腔1内，通过在定子304轴向两侧的第一端盖302和第二端盖307上分别设置进气口11和出气口12，有利于使进气口11位于过气间隙的一端开口101的一侧，且出气口12位于过气间隙的另一端开口102的一侧，进而使从进气口11流入的气体能够流经过气间隙10并从出气口12流出。

如图4所示，前述的进气口11可以包括设置在第一端盖302上的第一安装口112，该第一安装口112内设有用于对转子305提供支撑的第一径向气浮轴承301。其中，压缩腔2工作时，外部的气体可以从第一安装口112流入电机腔1内，气体流经第一安装口112时可以对第一径向气浮轴承301进行散热及补气，该效果有利于提高第一径向气浮轴承301的使用可靠性，进而提高空压机整机的可靠性。

如图4所示，上述的进气口11还可以包括设置在第一端盖302上的主进气口111，该主进气口111的孔径较大，电机腔1主要通过该主进气口111吸气，以提高进气量。其中，主进气口111的数量可以为两个以上，以进一步提高进气量。

如图4所示，前述出气口12包括设置在第二端盖307上的第二安装口122，第二安装口122内设有用于对转子305提供支撑的第二径向气浮轴承306。其中，压缩腔2工作时，电机腔1内的气体可以从第二安装口122流出，气体流经第二安装口122时可以对第二径向气浮轴承306进行散热及补气，该效果有利于提高第二径向气浮轴承306的使用可靠性，进而提高空压机整机的可靠性。

如图4所示，上述的出气口12还可以包括设置在第二端盖307上的主出气口121，该主出气口121的孔径较大，电机腔1主要通过该主出气口121排气，以提高排气量。其中，主出气口121的数量可以为两个以上，以进一步提高排气量。

如图4所示，前述的吸气口21与出气口12相对，以使吸气口21与出气口12连通。

在上述示例中，通过使吸气口21与出气口12相对的方式将吸气口21与出气口12连通，可以简化两者之间的连通结构。

如图4所示，前述的空压机可以包括第一压缩蜗壳308和第一扩压器311，第一扩压器311用于盖合第一压缩蜗壳308的一端，以在第一压缩蜗壳308内形成前述的压缩腔2，第一压缩蜗壳308的另一端开口形成前述的吸气口21。

在上述示例中，第一压缩蜗壳308与第一扩压器311配合可以形成前述的压缩腔2和吸气口21。

在一个具体的应用示例中，如图4所示，第一压缩蜗壳308的另一端可以与第二端盖307连接，使前述的吸气口21与第二端盖307上的出气口12相对。

当空压机包括转子305时，如图4所示，前述的空压机还包括第一压缩叶轮309，第一压缩叶轮309用于套设在转子305上，且第一压缩叶轮309位于压缩腔2内。其中，第一压缩叶轮309用于受转子305驱动进行转动，以对压缩腔2内的气体进行压缩。

在上述示例中，转子305可以为第一压缩叶轮309的转动提供动力，使第一压缩叶轮309转动时对压缩腔2内的气体进行压缩。

如图4所示，当空压机包括第一扩压器311时，第一扩压器311套设在转子305上，转子305与第一扩压器311转动配合。其中，第一扩压器311与转子305之间的装配方式为现有技术，在此不再赘述。

当空压机仅包括压缩腔2该一个压缩腔时，此时的空压机为单级空压机。如图4所示，空压机还包括轴向轴承座403，轴向轴承座403套设在转子305上，转子305与轴向轴承座403转动配合。轴向轴承座403与第一扩压器311相抵。转子305上设有第一转子止推盘402，第一转子止推盘402位于轴向轴承座403与第一扩压器311之间。前述第一扩压器311的靠近第一转子止推盘402的一侧设有第一轴向止推轴承401，轴向轴承座403的靠近第一转子止推盘402的一侧设有第二轴向止推轴承404。空压机还包括后盖板405，后盖板405盖合在轴向轴承座403的背离第一扩压器311的一侧。

如图5所示，前述的空压机还可以包括第二压缩蜗壳316和第二扩压器312。第二扩压器312用于盖合第二压缩蜗壳316的一端，以在第二压缩蜗壳316内形成另一压缩腔3，第二压缩蜗壳316的另一端开口形成另一压缩腔的吸气口31。其中，第一压缩蜗壳308具有排气口22，第一压缩蜗壳308的排气口22用于与另一压缩腔的吸气口31连通,以将压缩腔2内压缩后的气体排出至另一压缩腔3内进行二次压缩。

在上述示例中，压缩腔2内压缩后的气体从排气口22排出后流入另一压缩腔3内进行二次压缩，形成双级压缩的方案。

当空压机包括转子305时，如图5所示，空压机还包括第二压缩叶轮315，第二压缩叶轮315用于套设在转子305上，且第二压缩叶轮315位于另一压缩腔3内。其中，第二压缩叶轮315用于受转子305驱动进行转动，以对另一压缩腔3内的气体进行压缩。

在上述示例中，转子305可以为第二压缩叶轮315的转动提供动力，使第一压缩叶轮309转动时对另一压缩腔3内的气体进行压缩。

如图5所示，前述的第二扩压器312可以套设在转子305上，转子305与第二扩压器312转动配合。其中，第二扩压器312与转子305之间的装配方式为现有技术，在此不再赘述。

当空压机包括压缩腔2和另一压缩腔3时，此时的空压机为双级空压机。如图5所示，前述的第一扩压器311和第二扩压器312两者可以沿转子305的轴向相抵，转子305上设有第二转子止推盘313，该第二转子止推盘313位于第一扩压器311和第二扩压器312之间。前述第一扩压器311的靠近第二转子止推盘313的一侧设有第三轴向止推轴承310，第二扩压器312的靠近第二转子止推盘313的一侧设有第四轴向止推轴承314。前述的第二压缩蜗壳316位于第二扩压器312的背离第一扩压器311的一侧。前述另一压缩腔的吸气口31可以通过蜗壳连接管317与第一压缩蜗壳的排气口22连通。

本发明的一个实施例还提出一种汽车，其可以包括上述任一种的空压机。由于汽车采用空压机的缘故，相对于现有技术中引入压缩后的气体对电机腔1内的部件进行散热的方案，本发明使气体在流入压缩腔2前先流经电机腔1，以对电机腔1内的部件进行散热，其中，流经电机腔1的气体的温度更低，从而对电机内部的散热效果更佳。

为方便理解，下面对本发明的整体结构进行描述，并对其工作原理进行阐述。

本发明在于设计一种空压机，该空压机可以应用在空调器或者汽车上。其中空压机可以为单级空压机，也可以为双级空压机。

如图5所示，当空压机为双级空压机时，空压机包括第一径向气浮轴承301、第一端盖302、电机壳303、定子304、转子305、第二径向气浮轴承306、第二端盖307、第一压缩蜗壳308、第一压缩叶轮309、第一轴向止推轴承401、第一扩压器311、第二扩压器312、第一转子止推盘402、第二轴向止推轴承404、第二压缩叶轮315、第二压缩蜗壳316和蜗壳连接管317。其中，转子305连接着第一压缩叶轮309、第一转子止推盘402及第二压缩叶轮315。转子305可带动第一压缩叶轮309、第一转子止推盘402及第二压缩叶轮315一起转动。

上述双级空压机的工作原理为：当电机的定子304通电运行时，带动转子305高速旋转，而在转子305旋转时，带动着连接着的第一压缩叶轮309、第一转子止推盘402及第二压缩叶轮315一同旋转。而第一压缩叶轮309旋转时，会配合第一压缩蜗壳308对压缩腔2内的气体进行吸气压缩，并在在电机腔1内形成负压。通过第一压缩叶轮309、第二压缩叶轮315的不断吸气，迫使外部常温空气沿第一端盖302上设置的进气口11进入电机腔1，并沿着定子304及转子305之间的过气间隙10经过，再通过第二端盖307上预设的出气口12进入第一压缩蜗壳308，经由第一压缩叶轮309配合第一压缩蜗壳308的一次压缩后，压缩后的气体经蜗壳连接管317进入第二压缩蜗壳316内，再由第二压缩叶轮315配合第二压缩蜗壳316对蜗壳连接管317输送过来的一级压缩气体进行二次压缩，最后将二次压缩的气体排出。

如图4所示，当空压机为单级空压机时，空压机包括后盖板405、第三轴向止推轴承310、轴向轴承座403、第二转子止推盘313、第一扩压器311、第四轴向止推轴承314、第一压缩叶轮309、第一压缩蜗壳308、第二端盖307、第二径向气浮轴承306、转子305、定子304、第一径向气浮轴承301和第一端盖302。其中，转子305连接着第一压缩叶轮309和第二转子止推盘313。

上述单级空压机工作原理与双级空压机的工作原理类似，当电机的定子304运转时，使转子305以及转子305连接着的第一压缩叶轮309一同高速旋转，第一压缩叶轮309不断吸气压缩，迫使外部常温气体由第一端盖302上预留的进气口11进入电机腔1，再由定子304及转子305之间的过气间隙10经过，由第二端盖307上的出气口12进入压缩腔2，再由第一压缩叶轮309及第一压缩蜗壳308的配合对气体进行离心压缩。

本发明涉及的双级压缩方案及单级压缩方案均通过电机的转子305的高速旋转，迫使外部常温气体进入电机腔1，对影响高速电机运行、发热最严重的定子304及转子305进行大流量、低温的充分冷却，避免高能量密度、大功率的压缩机构内部积热，从而避免高速电机的定子304异常升温，影响电磁安全；避免因高温导致的转子305伸长带来的影响叶轮和蜗壳的间隙问题，即避免了压缩机性能因内部积热带来的性能改变，乃至由转子305伸长诱发的叶轮-蜗壳剐蹭，转子305的弯曲效应等问题。

在此方案下，通过调整整机吸气方式及路径，能够诱使空气先流过电机腔1，对整机的第一径向气浮轴承301、第二径向气浮轴承306、转子305及定子304进行有效冷却，在高速电机的运行过程中，实时的让进入电机腔1的待压缩气体与定子304、转子305进行换热，避免电机产生内部积热，在冷却电机腔1的同时，吸入气体还会对第一径向气浮轴承301、第二径向气浮轴承306进行散热及补气，该效果有利于提高第一径向气浮轴承301、第二径向气浮轴承306的使用可靠性，进而提高空压机整机的可靠性及使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种空压机，其特征在于，包括电机腔(1)和压缩腔(2)：

所述电机腔(1)具有进气口(11)，所述压缩腔(2)具有吸气口(21)；所述压缩腔(2)的吸气口(21)用于与电机腔(1)连通，以通过电机腔(1)的进气口(11)吸气，使气体经由电机腔(1)流入所述压缩腔(2)进行压缩。

2.如权利要求1所述的空压机，其特征在于，所述电机腔(1)具有出气口(12)，所述压缩腔(2)的吸气口(21)通过所述出气口(12)与电机腔(1)连通；

所述空压机还包括定子(304)和用于受定子(304)驱动进行转动的转子(305)，所述定子(304)和转子(305)均用于设置在所述电机腔(1)；所述定子(304)与转子(305)之间具有过气间隙(10)；其中，从进气口(11)流入的气体能够流经过气间隙(10)从出气口(12)流出。

3.如权利要求2所述的空压机，其特征在于，

所述进气口(11)位于过气间隙的一端开口(101)的一侧，所述出气口(12)位于过气间隙的另一端开口(102)的一侧，使从进气口(11)流入的气体能够流经过气间隙(10)从出气口(12)流出。

4.如权利要求3所述的空压机，其特征在于，

所述空压机包括电机壳(303)、第一端盖(302)和第二端盖(307)，所述电机壳(303)呈筒状，所述第一端盖(302)用于盖合电机壳(303)的一端，所述第二端盖(307)用于盖合电机壳(303)的另一端，所述第一端盖(302)、第二端盖(307)和电机壳(303)围成所述的电机腔(1)；

其中，所述第一端盖(302)位于定子(304)的轴向的一侧，所述进气口(11)设置在第一端盖(302)上，使进气口(11)位于过气间隙的一端开口(101)的一侧；所述第二端盖(307)位于定子(304)的轴向的另一侧，所述出气口(12)设置在所述第二端盖(307)上，使出气口(12)位于过气间隙的另一端开口(102)的一侧。

5.如权利要求4所述的空压机，其特征在于，

所述进气口(11)包括设置在所述第一端盖(302)上的第一安装口(112)，所述第一安装口(112)内设有用于对转子(305)提供支撑的第一径向气浮轴承(301)；

和/或，所述出气口(12)包括设置在所述第二端盖(307)上的第二安装口(122)，所述第二安装口(122)内设有用于对转子(305)提供支撑的第二径向气浮轴承(306)。

6.如权利要求2至5中任一项所述的空压机，其特征在于，

所述吸气口(21)与所述出气口(12)相对，以使所述吸气口(21)与出气口(12)连通。

7.如权利要求1至5中任一项所述的空压机，其特征在于，所述空压机包括第一压缩蜗壳(308)和第一扩压器(311)，所述第一扩压器(311)用于盖合第一压缩蜗壳(308)的一端，以在第一压缩蜗壳(308)内形成所述的压缩腔(2)，所述第一压缩蜗壳(308)的另一端开口形成所述的吸气口(21)。

8.如权利要求7所述的空压机，其特征在于，当空压机包括转子(305)时，所述空压机还包括第一压缩叶轮(309)，所述第一压缩叶轮(309)用于套设在所述转子(305)上，且第一压缩叶轮(309)位于压缩腔(2)内；

其中，所述第一压缩叶轮(309)用于受转子(305)驱动进行转动，以对压缩腔(2)内的气体进行压缩。

9.如权利要求7所述的空压机，其特征在于，还包括第二压缩蜗壳(316)和第二扩压器(312)，所述第二扩压器(312)用于盖合第二压缩蜗壳(316)的一端，以在第二压缩蜗壳(316)内形成另一压缩腔(3)，所述第二压缩蜗壳(316)的另一端开口形成所述另一压缩腔的吸气口(31)；

其中，所述第一压缩蜗壳(308)具有排气口(22)，所述排气口(22)用于与所述另一压缩腔的吸气口(31)连通，以将压缩腔(2)内压缩后的气体排出至另一压缩腔(3)内进行二次压缩。

10.如权利要求9所述的空压机，其特征在于，当空压机包括转子(305)时，所述空压机还包括第二压缩叶轮(315)，所述第二压缩叶轮(315)用于套设在所述转子(305)上，且第二压缩叶轮(315)位于所述另一压缩腔(3)内；

其中，所述第二压缩叶轮(315)用于受转子(305)驱动进行转动，以对所述另一压缩腔(3)内的气体进行压缩。

11.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的空压机。