CN209340162U - 压缩机及空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种压缩机及空调机组，其中压缩机包括：壳体(4)；转子(14)，可转动地设置在壳体(4)内，其包括第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径；电磁轴承(18)，用于支撑转子(14)；和气体轴承(17)，用于支撑转子(14)，且设置在第一轴段的径向外侧。空调机组包括压缩机。本实用新型可以有效避免转子与轴承之间发生磨损，保护转子表面，提高承受高温高压的能力，防止转子发生变形。

Description

压缩机及空调机组

技术领域

本实用新型涉及空调器技术领域，尤其涉及一种压缩机及空调机组。

背景技术

制冷离心机通常被用于各种商用建筑中，其是一种利用离心力来实现压缩功能的压缩机，其可以分为几类，其中采用电磁轴承作为轴承支撑的离心式压缩机结构，具有很多优点，比如，无摩擦损失，能耗更低；无润滑油，可以防止冷媒与润滑油混合，机组效率高；噪声低，能够实现超低噪音运行等，在商用中央空调领域具有重大的应用前景。

由于离心式压缩机在工作过程中可能会出现过载、断电、电磁轴承故障等非正常工作状态，在这些非正常工作状态下，电磁轴承已不能够提供正常悬浮力，因此高速转子很可能直接落在电磁轴承、传感器等离心机内的一些重要零部件上，造成这些零部件的损坏或者是转子的破坏，影响离心机的寿命及使用稳定性，因此此时就需要采用保护轴承来进行转子及轴的支撑。

目前在离心式压缩机中，主要采用在转子的两端悬臂处安装滚动轴承来作为保护轴承，在离心式压缩机非正常工作或者转子非正常起浮情况下，保护轴承首先发挥支撑作用，从而防止离心机转子直接与离心机电磁轴承、传感器以及电器元件等接触造成的破坏。

但是，由于采用电磁轴承作为支撑轴承的离心式压缩机是一种无油式压缩机，而滚动轴承在油润滑的作用下能力才能充分发挥，因此在离心机非正常工作时，保护轴承起支撑作用时，转子与保护轴承之间会存在非常大的摩擦，导致转子表面破坏，影响转子的强度，而且还会导致滚动轴承的滚动体回火或胶合破坏，影响离心式压缩机以及保护轴承的使用寿命。

另外，转子在高速旋转时对于滚动轴承的冲击载荷较大，而滚动轴承的承载能力在高温高速时具有一定的限度；而且滚动轴承通常安装在转子的悬臂处，转子悬臂处的尺寸较小，强度较低，容易产生变形，而且滚动轴承与转子在此处的配合间隙也较小。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种压缩机及空调机组，以解决现有技术中采用滚动轴承作为保护轴承时所存在的易与转子发生摩擦而破坏转子表面，滚动轴承受高温高压冲击大，以及滚动轴承设置在转子悬臂处而容易使转子发生变形的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种压缩机，包括：

壳体；

转子，可转动地设置在壳体内，其包括第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径；

电磁轴承，用于支撑转子；和

气体轴承，用于支撑转子，且设置在第一轴段的径向外侧。

可选地，气体轴承设置在电磁轴承的轴向内侧或外侧。

可选地，压缩机还包括阻隔件，阻隔件设置在电磁轴承和气体轴承之间。

可选地，阻隔件包括第一垫片。

可选地，电磁轴承和气体轴承均沿转子的径向布置。

可选地，压缩机还包括叶轮组件，叶轮组件与第二轴段连接。

可选地，压缩机还包括电机组件，电机组件与第一轴段连接。

可选地，压缩机还包括第一端盖，第一端盖设置在壳体内，并用于固定电磁轴承和气体轴承。

可选地，压缩机还包括固定套，固定套设置在叶轮组件和第一端盖之间，固定套用于对叶轮组件进行轴向定位。

可选地，压缩机还包括密封件，密封件与固定套配合，以实现叶轮组件所在腔室和电机组件所在腔室之间的密封。

可选地，第一端盖与壳体过盈配合，电磁轴承和气体轴承均与第一端盖过盈配合。

可选地，压缩机还包括供气流道，用于为气体轴承提供气悬浮用气体。

可选地，供气流道设置在壳体和第一端盖上，壳体上设有气体进口，气体进口与供气流道连通。

可选地，压缩机还包括吸气装置，用于抽吸悬浮用气体。

可选地，压缩机还包括止推轴承，止推轴承设置在转子的端部，用于对转子进行轴向定位。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种空调机组，包括上述的压缩机。

基于上述技术方案，本实用新型通过设置气体轴承，可以在转子悬浮初始阶段，与电磁轴承一起提供悬浮力，对转子实现更好的支撑效果，而且在电磁轴承的支撑作用失效时还可以作为保护轴承继续提供支撑作用，且无摩擦损失，有效保护转子和轴承；气体轴承设置在直径较大的第一轴段的径向外侧，可以避免直径较小的第二轴段发生变形，提高了转子的使用寿命。

附图说明

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

图1为本实用新型压缩机一个实施例的内部结构示意图。

图中：

1、外罩；2、一级叶轮密封；3、一级叶轮扩压器；4、壳体；5、一级扩压器；6、回流器；7、二级扩压器；8、第一端盖；9、电机组件；10、止推轴承；11、轴承支座；12、第三端盖；13、第一垫片；14、转子；15、供气流道；16、气体进口；17、气体轴承；18、电磁轴承；19、密封件；20、固定套；21、第二垫片；22、二级叶轮密封；23、级间密封；24、第三垫片；25、锁紧螺母；26、叶轮组件；27、套筒。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图1所示，在本实用新型提供的压缩机的一个实施例中，该压缩机包括壳体4、转子14、电磁轴承18和气体轴承17，其中，转子14可转动地设置在壳体4内，转子14包括第一轴段和第二轴段，第一轴段的直径大于第二轴段的直径，电磁轴承18和气体轴承17均用于支撑转子14，且气体轴承17设置在第一轴段的径向外侧。

在该实施例中，线圈通电时，产生电磁悬浮力用以支撑转子14，转子14与电磁轴承18之间不接触，因此不会产生摩擦损失，能耗较低，噪音也比较小；气体轴承17通过供入的气体形成支撑力来支撑转子14，在压缩机工作过程中，如出现断电、过载或电磁轴承18故障等非正常工作状态时，气体轴承17可以起到保护轴承的作用，对转子14起到支撑作用。相比于滚动轴承来说，采用气体轴承17作为保护轴承，具有质量小、可靠性高、设计自由度大等优点，高转速下几乎无摩擦，有效避免转子14与轴承之间发生摩擦，有效保护转子表面，提高转子强度和使用寿命；同时，也有利于保护气体轴承17，供入的气体还具有一定的冷却作用，提高了气体轴承17在高温高压环境下的承载能力。

另外，相比于将保护轴承设置在转子悬臂处来说，气体轴承17设置在直径较大的第一轴段的径向外侧，可以有效避免直径较小的第二轴段处发生变形，提高转子的使用寿命；同时，在第一轴段为用于连接电机组件的轴段时，此处空间较大，可以增大气体轴承17与转子14之间的配合间隙，从而增大气体轴承17的尺寸，实现更好的支撑效果。

下面对本实用新型提供的压缩机的一个实施例进行描述。

如图1所示，压缩机包括外罩1、一级叶轮密封2、一级叶轮扩压器3、壳体4、一级扩压器5、回流器6、二级扩压器7、第一端盖8、电机组件9、止推轴承10、轴承支座11、第三端盖12、第一垫片13、转子14、供气流道15、气体进口16、气体轴承17、电磁轴承18、密封件19、固定套20、第二垫片21、二级叶轮密封22、级间密封23、第三垫片24、锁紧螺母25、叶轮组件26和套筒27。

外罩1与壳体4安装在离心式压缩机的外端，并通过螺栓进行固定。叶轮组件26通过锁紧螺母25锁紧在转子14上。叶轮组件26包括一级叶轮和二级叶轮。一级叶轮密封2安装在一级叶轮的顶端，并通过螺栓固定。一级叶轮和二级叶轮之间装配有套筒27，套筒27安装在转子14上，并通过间隙配合进行连接，其主要作用是为了传递锁紧螺母25的锁紧力，以将其他零件压紧在轴肩处，实现轴向固定。一级叶轮与套筒27之间设有第三垫片24。两级叶轮间还设有级间密封23。

一级叶轮扩压器3通过一级叶轮密封2与回流器6进行固定，一级扩压器5通过螺栓与回流器6进行连接，二级叶轮密封22通过回流器6与二级叶轮相互连接并采用螺栓压紧的方式进行固定，其主要作用是为了进行一级压缩腔室与二级压缩腔室之间的密封，防止气流在一级压缩腔室与二级压缩腔室之间流通。回流器6与壳体4之间通过过盈配合进行连接，其右端通过螺旋压紧在二级扩压器7上，二级扩压器7通过过盈配合与壳体4进行连接，并且通过第一端盖8进行轴向定位与固定。

气体轴承17可以设置在电磁轴承18的轴向内侧，也可以设置在电磁轴承18的轴向外侧。

在该实施例中，气体轴承17包括两个，电磁轴承18也包括两个，为了方便布置，左侧的气体轴承17位于左侧的电磁轴承18的右侧(即轴向内侧)，右侧的气体轴承17位于右侧的电磁轴承18的右侧(即轴向外侧)。

电磁轴承18和气体轴承17之间设有阻隔件，该阻隔件用于隔开电磁轴承18和气体轴承17，防止电磁轴承18和气体轴承17相互接触而对彼此产生影响。阻隔件可以采用第一垫片13等。

电磁轴承18和气体轴承17均沿转子14的径向布置，从而对转子14实现径向支撑。

叶轮组件26与转子14的第二轴段连接。可见，电磁轴承18和气体轴承17设置在转子14的远离叶轮组件26的部分。

转子14的第一轴段与电机组件9连接。电机组件9基本连接在转子14中轴线的中心位置，叶轮组件26连接在转子14的远离电机组件9的端部，而气体轴承17设置在靠近电机组件9的位置。这样设置可以实现较好的支撑，有利于平衡转子14的整体受力，防止转子14发生变形。

第一端盖8设置在壳体4内，并用于固定电磁轴承18和气体轴承17。可选地，第一端盖8与壳体4过盈配合，电磁轴承18和气体轴承17均与第一端盖8过盈配合。

固定套20设置在叶轮组件26和第一端盖8之间，固定套20用于对叶轮组件26(主要是二级叶轮)进行轴向定位。

密封件19与固定套20配合，以实现叶轮组件26所在腔室和电机组件9所在腔室之间的密封。密封件19可以为密封圈等。具体来说，密封件19通过螺栓固定在二级扩压器7上，其与固定套20过盈配合进行连接定位，并通过第二垫片21进行轴向定位。

压缩机还包括用于为气体轴承17提供气悬浮用气体的供气流道15。供气流道15与气体轴承17所在腔室连通，通过供气流道15供入气体，形成气体悬浮力，对转子14进行支撑。

具体地，可将供气流道15设置在壳体4和第一端盖8上，壳体4上设有气体进口16，气体进口16与供气流道15连通。压缩机还包括吸气装置，通过吸气装置可将悬浮用气体抽走。

在电磁轴承18的支撑作用失效时，气体轴承17作为压缩机的保护轴承，气体通过气体进口16进入，之后通过供气流道15通入气体轴承17处，继续提供悬浮力，之后气体再通过压缩机的吸气装置排出。

可选地，第一轴段的右侧还设有第三轴段，第三轴段的直径也比第一轴段的直径小。第三轴段与定位结构连接。定位结构包括轴承支座11和第三端盖12。

压缩机还包括止推轴承10，止推轴承10设置在转子14的第一轴段的端部，用于对转子14进行轴向定位，防止转子14发生轴向窜动。止推轴承10安装在轴承支座11上，且止推轴承10与右侧的第一端盖8通过螺钉连接固定，轴承支座11通过第三端盖12进行轴向定位。第三端盖12安装在转子14的末端，并通过螺栓进行固定，以使转子14上的各个零部件能够轴向压紧而固定。

止推轴承10也可以采用电磁轴承，止推轴承10附近还可以设置传感器，用于检测止推轴承10的轴向位移，以根据检测结果调节电磁力的大小，进而调节轴向位移，实现更好的定位效果。

压缩机还可以包括控制器，控制器用于调节气体入口16的通流流量，以根据需要调节供气流量的大小。比如，在初始阶段，可以打开气体入口16，使气体轴承17与电磁轴承18一起为转子14提供支撑；也可以选择在电磁轴承18停止工作或者出现故障时才打开气体入口16，通过气体轴承17保护转子14。

通过对本实用新型压缩机的多个实施例的说明，可以看到本实用新型压缩机实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、气体轴承安装在转子的直径较大的第一轴段处，可以避免直径较小的第二轴段处发生变形，提高转子的使用寿命；

2、在电机组件的两侧均布置有气体轴承，可以在两端起到更加稳定的支撑作用；

3、气体轴承采用外部供气的方式来提供悬浮压力，其能够持续供气，在压缩机出现线路短路、断电、电磁轴承故障等问题时，气体轴承仍可以继续提供悬浮力，起到支撑和保护作用，防止转子与电磁轴承之间发生摩擦，造成转子及电磁轴承的损坏；而且在转子起浮的初始阶段，气体轴承也同样能够产生悬浮作用，与电磁轴承一起实现支撑作用，保护轴承效果更佳；

4、气体轴承通过阻隔件与电磁轴承18隔开，可以防止两个轴承相互接触从而对彼此产生影响；

5、气体轴承设置在电机组件所在的腔室，其与转子之间的配合间隙更大，能够实现更好的支撑。

基于上述的压缩机，本实用新型还提出一种空调机组，该空调机组包括上述的压缩机。上述各个实施例中压缩机所具有的积极技术效果同样适用于空调机组，这里不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (16)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

壳体(4)；

转子(14)，可转动地设置在所述壳体(4)内，其包括第一轴段和第二轴段，所述第一轴段的直径大于所述第二轴段的直径；

电磁轴承(18)，用于支撑所述转子(14)；和

气体轴承(17)，用于支撑所述转子(14)，且设置在所述第一轴段的径向外侧。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述气体轴承(17)设置在所述电磁轴承(18)的轴向内侧或外侧。

3.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括阻隔件，所述阻隔件设置在所述电磁轴承(18)和所述气体轴承(17)之间。

4.根据权利要求3所述的压缩机，其特征在于，所述阻隔件包括第一垫片(13)。

5.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，所述电磁轴承(18)和所述气体轴承(17)均沿所述转子(14)的径向布置。

6.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括叶轮组件(26)，所述叶轮组件(26)与所述第二轴段连接。

7.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于，还包括电机组件(9)，所述电机组件(9)与所述第一轴段连接。

8.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于，还包括第一端盖(8)，所述第一端盖(8)设置在所述壳体(4)内，并用于固定所述电磁轴承(18)和所述气体轴承(17)。

9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，还包括固定套(20)，所述固定套(20)设置在所述叶轮组件(26)和所述第一端盖(8)之间，所述固定套(20)用于对所述叶轮组件(26)进行轴向定位。

10.根据权利要求9所述的压缩机，其特征在于，还包括密封件(19)，所述密封件(19)与所述固定套(20)配合，以实现所述叶轮组件(26)所在腔室和所述电机组件(9)所在腔室之间的密封。

11.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，所述第一端盖(8)与所述壳体(4)过盈配合，所述电磁轴承(18)和所述气体轴承(17)均与所述第一端盖(8)过盈配合。

12.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于，还包括供气流道(15)，用于为所述气体轴承(17)提供气悬浮用气体。

13.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，所述供气流道(15)设置在所述壳体(4)和所述第一端盖(8)上，所述壳体(4)上设有气体进口(16)，所述气体进口(16)与所述供气流道(15)连通。

14.根据权利要求12所述的压缩机，其特征在于，还包括吸气装置，用于抽吸悬浮用气体。

15.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于，还包括止推轴承(10)，所述止推轴承(10)设置在所述转子(14)的端部，用于对所述转子(14)进行轴向定位。

16.一种空调机组，其特征在于，包括如权利要求1～15任一项所述的压缩机。