CN117570042A - 气悬浮压缩机及空调设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种气悬浮压缩机及空调设备，其中，气悬浮压缩机包括：筒体，其内沿轴向间隔设置第一基座和第二基座；定子，设在筒体内且位于第一基座和第二基座之间，定子沿轴向设有第一通孔；转子，穿设在第一通孔内，且转子相对于定子可转动；第一径向轴承和第二径向轴承，分别支撑于第一基座和第二基座，用于承受转子受到的径向力；和推力轴承，设在第一基座远离定子一侧的轴承腔内，用于承载转子受到的轴向力；其中，第一基座与定子的第一端之间形成第一电机腔，第二基座与定子的第二端之间形成第二电机腔，筒体侧壁靠近第二电机腔的位置设有第一冷却进口，筒体侧壁在第一电机腔对应的位置设有第一排液口，在轴承腔对应的位置设有第二排液口。

Description

气悬浮压缩机及空调设备

技术领域

本公开涉及空气压缩设备技术领域，尤其涉及一种气悬浮压缩机及空调设备。

背景技术

气悬浮离心式压缩机属于高速度型压缩机，压缩机转子在工作中高速旋转，需要可靠的轴承对转子进行支撑，气体轴承利用气膜支撑转子运行，相比传统油润滑轴承，无需润滑油，可避免润滑油会进入到系统，导致离心机能效降低以及润滑油定期更换产生较多的维护费用，另外由于气体轴承运行过程中无摩擦，几乎没有机械损失，效率高、寿命长，因此气悬浮轴承越来越多的被应用于各个领域。

由于气体轴承采用气体作为工作介质，因此工作环境应是干空气，如果空气轴承在工作过程中有液体进入会导致气膜破坏从而导致轴承工作失效，引起压缩机损坏。当气体轴承应用于制冷离心压缩机中时，由于制冷压缩机通常采用液态冷媒冷却电机，电机腔内通常存在大量液态冷媒，使气体轴承存在失效风险，极大地影响了气悬浮压缩机的工作可靠性。

发明内容

本公开的目的是提出一种气悬浮压缩机及空调设备，能够提高气悬浮压缩机的工作可靠性。

根据本公开的第一方面，提出一种气悬浮压缩机，包括：

筒体，其内沿轴向间隔设置第一基座和第二基座；

定子，设在筒体内且位于第一基座和第二基座之间，定子沿轴向设有第一通孔；

转子，穿设在第一通孔内，且转子相对于定子可转动；

第一径向轴承和第二径向轴承，分别支撑于第一基座和第二基座，用于承受转子受到的径向力；和

推力轴承，设在第一基座远离定子一侧的轴承腔内，用于承载转子受到的轴向力；

其中，第一基座与定子的第一端之间形成第一电机腔，第二基座与定子的第二端之间形成第二电机腔，筒体侧壁靠近第二电机腔的位置设有第一冷却进口，筒体侧壁在第一电机腔对应的位置设有第一排液口，并在轴承腔对应的位置设有第二排液口；定子的第二端设有第二线包，第二线包位于第二电机腔内；筒体上与第二基座对应的位置设有第二冷却进口，第二基座内设有第二冷却流道，第二冷却流道的第一端与第二冷却进口连通，第二冷却流道的第二端与第二电机腔连通，筒体的侧壁上与第二电机腔对应的位置设有第三排液口。

在一些实施例中，筒体内壁设有螺旋形的第一冷却流道，第一冷却流道的第一端与第一冷却进口连通，第一冷却流道的第二端与第一电机腔连通。

在一些实施例中，定子的第一端设有第一线包，第一线包位于第一电机腔内，第一冷却流道的第二端位于筒体的顶部区域。

在一些实施例中，气悬浮压缩机还包括通断阀，用于控制第一排液口的开闭，定子与转子之间设有气隙，通断阀被配置为在第一冷却进口通入冷却液时关闭，以使部分冷却液进入气隙。

在一些实施例中，第一排液口、第二排液口和第三排液口均设在筒体的底部位置。

在一些实施例中，第一冷却进口和第二冷却进口均设在筒体的底部位置。

在一些实施例中，气悬浮压缩机还包括推力盘，推力盘套设在转子上且位于轴承腔内，推力轴承设有两个，两个推力轴承分别设在推力盘沿轴向的两侧。

根据本公开的第二方面，提出一种空调设备，包括上述实施例的气悬浮压缩机。

基于上述技术方案，本公开实施例的气悬浮压缩机，通过在筒体侧壁上设置第一排液口，对电机冷却后的冷却液可通过第一排液口流出筒体外，可避免第一电机腔积液，利于使第一径向轴承形成稳定的气膜，避免第一径向轴承浸液失效；而且，通过在筒体侧壁与轴承腔对应的位置设有第二排液口，可使轴承腔内的积液及时排出筒体外，有利于推力轴承形成稳定的气膜，避免推力轴承浸液失效。由此，本公开的气悬浮压缩机的冷却流路结构能够提高工作可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开气悬浮压缩机的一些实施例的结构示意图。

附图标记说明

1、筒体；11、第一冷却流道；12、第一冷却进口；13、第一排液口；14、第二排液口；15、第二冷却进口；16、第三排液口；2、定子；21、第一通孔；22、第一线包；23、第二线包；3、转子；4、第一基座；5、第二基座；6、第一径向轴承；7、第二径向轴承；8、推力盘；9、推力轴承；10、密封结构；20、叶轮；A、轴承腔；B、第一电机腔；C、第二电机腔。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

如图1所示，本公开提供了一种气悬浮压缩机，例如气悬浮离心式压缩机，在一些实施例中，包括：

筒体1，其内沿轴向间隔设置第一基座4和第二基座5；

定子2，设在筒体1内且位于第一基座4和第二基座5之间，定子2沿轴向设有第一通孔21；

转子3，穿设在第一通孔21内，且转子3相对于定子2可转动；

第一径向轴承6和第二径向轴承7，分别支撑于第一基座4和第二基座5，用于承受转子3受到的径向力；和

推力轴承9，设在第一基座4远离定子2一侧的轴承腔A内，用于承载转子3受到的轴向力；

其中，第一基座4与定子2的第一端之间形成第一电机腔B，第二基座5与定子2的第二端之间形成第二电机腔C，筒体1侧壁靠近第二电机腔C的位置设有第一冷却进口12，筒体1侧壁在第一电机腔B对应的位置设有第一排液口13，并在轴承腔A对应的位置设有第二排液口14；定子2的第二端设有第二线包23，第二线包23位于第二电机腔C内；筒体1上与第二基座5对应的位置设有第二冷却进口15，第二基座5内设有第二冷却流道，第二冷却流道的第一端与第二冷却进口15连通，第二冷却流道的第二端与第二电机腔C连通，筒体1的侧壁上与第二电机腔C对应的位置设有第三排液口16。具体地，筒体1可以为圆柱筒状结构，转子3和定子2形成电机，设在筒体1内，定子2为回转类零件，其上设有绕组，并通过紧配合固定于筒体1内，以通过产生磁场使转子3高速旋转。定子2的中心区域沿轴向设有第一通孔21，转子3穿设在第一通孔21内，定子2可位于转子3沿轴向的中间区域，转子3与定子2间隙配合。

第一基座4作为第一径向轴承6的轴承座，第二基座5作为第二径向轴承7的轴承座。第一径向轴承6和第二径向轴承7均可具有止推部，第一径向轴承6的止推部抵靠于第一基座4远离定子2的端面上，第二径向轴承7的止推部抵靠于第二基座5远离定子2的端面上。

筒体1的靠近轴承腔A的端部通过密封结构10封闭，密封结构10与转子3之间可设置梳齿密封结构，转子3位于盖板密封结构外的一端设有叶轮20，转子3上位于密封结构10和第一基座4之间设有推力盘8，推力盘8的至少一端面上固定推力轴承9。叶轮20高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体进入扩压器中进行扩压，将叶轮20出口介质的速度能转化为压力能，之后使压力提高后的气体排出。靠近第一基座4的第一电机腔B为电机的前腔体，靠近第二基座5的第二电机腔C为电机的后腔体。

例如，第二冷却流道可以沿第二基座5的周向分布，以使冷却液充分地到达第二线包23沿周向的各个位置；或者第二冷却流道可以沿第二基座5的径向分布，以使冷却液充分地到达第二线包23沿径向的各个位置。

该实施例在筒体1侧壁靠近第二电机腔C的位置设有第一冷却进口12，从第一冷却进口12通入冷却液后，冷却液可经过定子2与筒体1之间，或者定子2与转子3之间，从而对电机进行冷却，之后冷却液进入第一电机腔B内，通过在筒体1侧壁上设置第一排液口13，冷却液可通过第一排液口13流出筒体1外，可避免第一电机腔B积液，利于使第一径向轴承6形成稳定的气膜，避免第一径向轴承6浸液失效。

而且，由于第一径向轴承6内部存在空隙结构，第一电机腔B内的冷却液也有可能经过第一径向轴承6流入轴承腔A，此外，叶轮20从蒸发器吸气也存在吸气带液的可能性，混油液体的气体经过叶轮20的梳齿密封结构流入轴承腔A。通过在筒体1侧壁与轴承腔A对应的位置设有第二排液口14，可使轴承腔A内的积液及时排出筒体1外，有利于推力轴承9形成稳定的气膜，避免推力轴承9浸液失效。由此，本公开的气悬浮压缩机的冷却流路结构能够提高工作可靠性。

而且，可通过第二冷却进口15通入冷却液，冷却液经过第二冷却流道喷到第二线包23上，以对第二线包23进行冷却降温，提高压缩机工作可靠性；在从第二冷却进口15通入的冷却液对第二线包23降温后，使第二电机腔C内的冷却液及时排出筒体1，以避免第二电机腔C中的冷却液进入第二径向轴承7，利于使第二径向轴承7形成稳定的气膜，避免第二径向轴承7浸液失效。

在一些实施例中，筒体1内壁设有螺旋形的第一冷却流道11，第一冷却流道11的第一端与第一冷却进口12连通，第一冷却流道11的第二端与第一电机腔B连通。

该实施例能够使冷却液从第一冷却进口12通入后，沿第一冷却流道11在定子2的外表面流动，从而对定子2进行降温，最终通过第一冷却流道11的第二端进入第一电机腔B，此种结构能够对定子2的外表面进行均匀充分的降温，减少压缩机在工作过程中的温升，提高工作可靠性。

在一些实施例中，定子2的第一端设有第一线包22，第一线包22位于第一电机腔B内，第一冷却流道11的第二端位于筒体1的顶部区域。其中，第一线包22与第一基座4具有一定距离。

该实施例中，冷却液经过第一冷却流道11后，在从位于筒体1顶部的第二端流出至第一电机腔B的过程中，可使喷出的冷却液流至第一线包22上，以带走第一线包22产生的热量，对第一线包22进行降温。

在一些实施例中，气悬浮压缩机还包括通断阀，用于控制第一排液口13的开闭，定子2与转子3之间设有气隙D，通断阀被配置为在第一冷却进口12通入冷却液时关闭，以使部分冷却液进入气隙D。例如，通断阀可以为电控通断阀。

该实施例在从第一冷却进口12通入冷却液时，若使通断阀关闭第一排液口13，可使第一电机腔B和第二电机腔C之间出现压差，迫使部分冷却液流体从定子2与转子3之间的气隙D流过，从而冷却转子3的外表面以及定子2的内表面，以降低电机的温度，提高压缩机工作可靠性。

在一些实施例中，第一排液口13、第二排液口14和第三排液口16均设在筒体1的底部位置。

由于冷却液在各个腔内由于受到重力作用最终会聚集在腔体的底部区域，通过将第一排液口13、第二排液口14和第三排液口16均设在筒体1的底部位置，能够使液体及时从腔体内排出，即使腔体内液体量较少，也能够将液体彻底排出，防止液体对气体轴承的工作可靠性带来影响。

在一些实施例中，第一冷却进口12和第二冷却进口15均设在筒体1的底部位置。

该实施例在通入冷却液之后，由于受到重力的作用，可适当降低冷却液的流速，从而使冷却液能够更充分地与待降温表面接触，增强冷却效果。而且，如果将第一排液口13、第二排液口14、第三排液口16、第一冷却进口12和第二冷却进口15均设在筒体1的底部，可使冷却液进管和出管均从筒体1的同一周向位置引出，方便进行连接和维护，且能使管路连接整齐有序。

在一些实施例中，气悬浮压缩机还包括推力盘8，推力盘8套设在转子3上且位于轴承腔A内，推力轴承9设有两个，两个推力轴承9分别设在推力盘8沿轴向的两侧。其中，转子3上可设置台阶，以对推力盘8进行轴向定位。例如，推力轴承9可只设在转子3的一端，只需在转子3的一端设置推力盘8和推力轴承9，可缩短压缩机的轴向长度，并简化压缩机内部结构；

该实施例考虑到转子3在工作过程中受到的轴向力方向不确定，在推力盘8的两侧分别设置一个推力轴承9，能够同时承载转子3受到的两个方向的轴向力，防止转子3发生轴向偏载，保证压缩机全工况运行和反转时运行稳定可靠性，并提高压缩机中推力轴承9的使用寿命。

在一些具体的实施例中，如图1所示，筒体1侧壁靠近第二电机腔C的位置设有第一冷却进口12，筒体1上与第二基座5对应的位置设有第二冷却进口15，第二基座5内设有第二冷却流道，第二冷却流道的第一端与第二冷却进口15连通，第二冷却流道的第二端与第二电机腔C连通。筒体1侧壁在第一电机腔B对应的位置设有第一排液口13，并在轴承腔A对应的位置设有第二排液口14；筒体1的侧壁上与第二电机腔C对应的位置设有第三排液口16。

此种气悬浮压缩机在筒体1上设置了“两进三出”多通道冷却流路，在压缩机工作时，可通过第一冷却进口12和第二冷却进口15同时通入冷却液，以对定子2、转子3、第一线包22和第二线包23进行冷却，即在对电机进行冷却的同时，可通过第一排液口13、第二排液口14和第三排液口16分别使轴承腔A、第一电机腔B和第二电机腔C内的液体及时排出筒体1，避免各腔体内出现积液，防止液体流入气体轴承内部，保证气体轴承的工作稳定性，提高气悬浮压缩机的工作可靠性。

其次，本公开还提供了一种空调设备，包括上述实施例的气悬浮压缩机。空调设备包括冷凝器、蒸发器和压缩机形成的制冷循环系统，压缩机中的冷却液可来源于制冷循环系统中的冷媒。

由于本公开的气悬浮压缩机具有较高的工作可靠性，采用此种气悬浮压缩机的空调设备也具有较高的可靠性。

以上对本公开所提供的一种气悬浮压缩机及空调设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开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公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种气悬浮压缩机，其特征在于，包括：

筒体(1)，其内沿轴向间隔设置第一基座(4)和第二基座(5)；

定子(2)，设在所述筒体(1)内且位于所述第一基座(4)和所述第二基座(5)之间，所述定子(2)沿轴向设有第一通孔(21)；

转子(3)，穿设在所述第一通孔(21)内，且所述转子(3)相对于所述定子(2)可转动；

第一径向轴承(6)和第二径向轴承(7)，分别支撑于所述第一基座(4)和所述第二基座(5)，用于承受所述转子(3)受到的径向力；和

推力轴承(9)，设在所述第一基座(4)远离所述定子(2)一侧的轴承腔(A)内，用于承载所述转子(3)受到的轴向力；

其中，所述第一基座(4)与所述定子(2)的第一端之间形成第一电机腔(B)，所述第二基座(5)与所述定子(2)的第二端之间形成第二电机腔(C)，所述筒体(1)侧壁靠近所述第二电机腔(C)的位置设有第一冷却进口(12)，所述筒体(1)侧壁在所述第一电机腔(B)对应的位置设有第一排液口(13)，并在所述轴承腔(A)对应的位置设有第二排液口(14)；

所述定子(2)的第二端设有第二线包(23)，所述第二线包(23)位于所述第二电机腔(C)内；所述筒体(1)上与所述第二基座(5)对应的位置设有第二冷却进口(15)，所述第二基座(5)内设有第二冷却流道，所述第二冷却流道的第一端与所述第二冷却进口(15)连通，所述第二冷却流道的第二端与所述第二电机腔(C)连通，所述筒体(1)的侧壁上与所述第二电机腔(C)对应的位置设有第三排液口(16)。

2.根据权利要求1所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述筒体(1)内壁设有螺旋形的第一冷却流道(11)，所述第一冷却流道(11)的第一端与所述第一冷却进口(12)连通，所述第一冷却流道(11)的第二端与所述第一电机腔(B)连通。

3.根据权利要求2所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述定子(2)的第一端设有第一线包(22)，所述第一线包(22)位于所述第一电机腔(B)内，所述第一冷却流道(11)的第二端位于所述筒体(1)的顶部区域。

4.根据权利要求1所述的气悬浮压缩机，其特征在于，还包括通断阀，用于控制所述第一排液口(13)的开闭，所述定子(2)与所述转子(3)之间设有气隙(D)，所述通断阀被配置为在所述第一冷却进口(12)通入冷却液时关闭，以使部分冷却液进入所述气隙(D)。

5.根据权利要求1所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述第一排液口(13)、第二排液口(14)和第三排液口(16)均设在所述筒体(1)的底部位置。

6.根据权利要求5所述的气悬浮压缩机，其特征在于，所述第一冷却进口(12)和第二冷却进口(15)均设在所述筒体(1)的底部位置。

7.根据权利要求1～4任一项所述的气悬浮压缩机，其特征在于，还包括推力盘(8)，所述推力盘(8)套设在所述转子(3)上且位于所述轴承腔(A)内，所述推力轴承(9)设有两个，两个所述推力轴承(9)分别设在所述推力盘(8)沿所述轴向的两侧。

8.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1～7任一所述的气悬浮压缩机。