CN213953927U - 离心式压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空压机领域。具体地，涉及一种离心式压缩机，其包括：叶轮组件；适于驱动叶轮的电机，所述电机包括定子、转子、与转子和叶轮旋转耦合地连接的电机轴以及从电机轴的外周面径向突出的飞盘；第一壁和第二壁，第一壁和第二壁之间在轴向上限定出适于至少部分地容纳电机的电机室；设置于第一壁与第二壁之间的第三壁，第三壁将电机室分隔为适于容纳定子和转子的第一子空间和适于容纳飞盘的第二子空间；以及气体冷却装置，其包括气体进口、气体出口和位于气体进口与气体出口之间的气体通道。气体冷却装置设置成使得经由气体进口进入的冷却气体在不经过第一子空间的情况下被供入第二子空间。通过本实用新型能有效冷却止推轴承。

Description

离心式压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种离心式压缩机。

背景技术

图1示出了根据现有技术的一种常规的空气压缩机200的纵向剖视图。在这种压缩机200的运行过程中，如图1中的点划线箭头所示，冷却气体从气体进口21进入并被送入第一子空间22，以冷却收容在第一子空间22内的永磁体23和径向轴承24和25。进入第一子空间22的冷却气体的一部分在冷却永磁体23和径向轴承25后经由第一输出通道26从第一气体出口27离开压缩机200，而另一部分在冷却径向轴承24后通过间隙28进入第二子空间29，以冷却收容于第二子空间29内的止推轴承31和32。第二子空间29内的冷却气体经由输出通道33从第二气体出口34离开压缩机200。

在这种用于压缩机的冷却方案中，用于使气体进入第二子空间29的路径复杂且狭窄，导致用于冷却止推轴承的冷却气体量少，从而造成止推轴承没有被有效地冷却。

另一方面，压缩机200具有一个气体进口21和两个气体出口27和34，使得这种压缩机的安装较为复杂。

因此，期待提供一种能有效冷却止推轴承且能简单地安装的空气压缩机。

实用新型内容

本实用新型的目的通过一种离心式压缩机来实现，离心式压缩机包括：适于压缩流体的叶轮组件，其包括蜗壳和位于蜗壳内的叶轮；适于驱动叶轮的电机，所述电机包括定子、转子、与转子和叶轮旋转耦合地连接的电机轴以及从电机轴的外周面径向突出的飞盘；第一壁和与第一壁在轴向上具有间隔地布置的第二壁，第一壁和第二壁之间在轴向上限定出适于至少部分地容纳电机的电机室，第一壁在与电机室相反的一侧与蜗壳限定出适于压缩流体的压缩室；设置于第一壁与第二壁之间的第三壁，第三壁将电机室分隔为适于容纳定子和转子的第一子空间和适于容纳飞盘的第二子空间；以及气体冷却装置，其包括气体进口、气体出口和位于气体进口与气体出口之间的气体通道，其中，气体冷却装置设置成使得经由气体进口进入的冷却气体在不经过第一子空间的情况下被供入第二子空间。

根据本实用新型的一可选实施例，气体冷却装置设置成使得经由气体进口进入的冷却气体在第一子空间和第二子空间上游被分成第一分支部分和第二分支部分，第一分支部分被送入第一子空间，第二分支部分被送入第二子空间。

根据本实用新型的一可选实施例，气体冷却装置设置成使得经由气体进口进入的冷却气体被送入第二子空间，然后从第二子空间送入第一子空间。

根据本实用新型的一可选实施例，所述压缩机包括适于冷却压缩机的部件的冷却液套，冷却液套包括适于供冷却液通流的液体通道，其中，所述气体通道的至少一部分靠近液体通道地布置以被冷却液冷却。

根据本实用新型的一可选实施例，所述气体通道包括适于连通第二子空间与第一子空间的中间气体通道，中间气体通道的至少一部分靠近液体通道地布置以被冷却液冷却。

根据本实用新型的一可选实施例，所述压缩机还包括位于冷却液套的径向外侧的压缩机壳体，所述中间气体通道的至少一部分在压缩机壳体中沿轴向延伸直至通向压缩机壳体的与第二壁邻接的轴向侧。

根据本实用新型的一可选实施例，所述气体通道包括适于连通第二子空间与气体出口的输出通道，输出通道包括开设于第三壁的面向飞盘的轴向侧上两个或多于两个开槽和轴向上贯穿第三壁的两个或多于两个贯通孔，其中，每个开槽向第二子空间敞开，每个贯通部布置成通向相应的一个开槽。

根据本实用新型的一可选实施例，输出通道还包括开设于冷却水套上的与贯通孔连通的第一环槽和开设于压缩机壳体上的与第一环槽连通的第二环槽，其中，第一环槽通过笔直的径向通道与气体出口连通，径向通道延伸穿过第二环槽且具有大致恒定的直径。

根据本实用新型的一可选实施例，所述压缩机具有单一个气体进口和单一个气体出口。

根据本实用新型的一可选实施例，所述压缩机还包括位于电机的与所述叶轮组件相反的一端处的另外的叶轮组件，所述另外的叶轮组件包括另外的蜗壳和位于另外的蜗壳内的另外的叶轮。

通过本实用新型，实现了：能有效冷却止推轴承，并且使得压缩机能以简单的方式被安装。

从说明书、附图和权利要求书中，本实用新型主题的其他优点和有利实施例是显而易见的。

附图说明

本实用新型的更多特征及优点可以通过下述参考附图的具体实施例的详细说明来进一步阐述。所述附图为：

图1示出根据现有技术的离心式压缩机的纵向剖视图，其中，点划线箭头代表冷却气体流动路径；

图2示出根据本实用新型的第一实施例的离心式压缩机的外部透视图；

图3示出图2所示的离心式压缩机在一个剖切面上的纵向剖视图；

图4示出图2所示的离心式压缩机在另一个剖切面上的纵向剖视图；

图5示出与图3相同的纵向剖视图，其中，点划线箭头代表冷却气体流动路径；

图6示出与图4相同的纵向剖视图，其中，点划线箭头代表冷却气体流动路径；

图7示出根据本实用新型的第二实施例的离心式压缩机的纵向剖视图；

图8示出图7所示的离心式压缩机的内部透视图，其中，压缩机的一部分被去除；

图9示出用于图7-8所示的压缩机的第三壁的平面图；

图10示出根据本实用新型的第三实施例的离心式压缩机的纵向剖视图，其中，点划线箭头代表冷却气体流动路径；

图11示出用于图10所示的压缩机的第三壁的平面图；以及

图12示出根据本实用新型的第四实施例的离心式压缩机的内部透视图，其中，实线箭头代表冷却气体流动路径。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而不是用于限定本实用新型的保护范围。在附图中，相同或类似的附图标记指代相同或等价的部件。

图2-4分别示出根据本实用新型的第一实施例的离心式压缩机100的外部透视图和在两个不同的剖切面上的纵向剖视图。如图2-4所示，离心式压缩机100包括电机110，电机110进而包括定子111、转子112、与转子112旋转耦合地连接的电机轴113。

示例性地，定子111设于转子112的径向外侧并包括定子绕组111a和定子铁芯111b。

示例性地，转子112包括至少一个永磁体112a。永磁体112a例如构造成圆柱体状。特别地，转子112还包括包围永磁体112a的衬套112b。

示例性地，电机轴113由两个或多于两个电机轴部组成。特别地，电机轴113包括在永磁体112a的一个轴向端与永磁体112a旋转耦合地连接的第一电机轴部113a和在永磁体112a的另一轴向端与永磁体112a旋转耦合地连接的第二电机轴部113b。可选地，衬套112b的延伸范围覆盖了永磁体112a的整个外周面以及第一和第二电机轴部113a、113b的外周面的至少一部分、尤其是第二电机轴部113b的整个外周面。借助于衬套112b，转子112和电机轴113与定子111形成过盈配合。

进一步而言，压缩机100还包括至少由限定出第一蜗室125的第一蜗壳121和位于第一蜗壳121内的第一叶轮122组成的第一叶轮组件120和至少由限定出第二蜗室135的第二蜗壳131和位于第二蜗壳131内的第二叶轮132组成的第二叶轮组件130。第一叶轮122例如借助于螺栓122a固定至电机轴113的第一轴向端，例如固定至第一电机轴部113a的自由轴向端，而第二叶轮132例如借助于螺栓132a固定至电机轴113的与第一轴向端相反的第二轴向端，例如固定至第二电机轴部113b的自由轴向端。由此，当电机轴113随转子112旋转时，会带着第一和第二叶轮122和132旋转。

示例性地，第一叶轮组件120包括从第一蜗壳121的中央沿轴向伸出的第一导流管126，第一导流管126限定出正对着第一叶轮122的第一导流室123。示例性地，第一导流管126与第一蜗壳121一体形成。类似地，第二叶轮组件130包括从第二蜗壳131的中央沿轴向伸出的第二导流管136，第二导流管136限定出正对着第二叶轮132的第二导流室133。示例性地，第二导流管136与第二蜗壳131一体形成。

进一步而言，压缩机100还包括第一壁140和与第一壁140在轴向上相对设置的第二壁150。第一壁140和第二壁150之间在轴向上限定出用于容纳电机110的至少一部分的电机室170。第一壁140在它的与电机室170相反的一侧与第一蜗壳121限定出第一扩压室124，第二壁150在它的与电机室170相反的一侧与第二蜗壳131限定出第二扩压室134。

示例性地，压缩机100构造成用于两级压缩诸如空气等工作流体。在这种情况下，第一叶轮组件120可以用作第一级压缩部分，第二叶轮组件130用作第二级压缩部分，并且，第一蜗室125上的开口(图中不可见)处连接有第一接管129，第二导流管136的开口137处连接有第二接管139，第一接管129和第二接管139借助于未示出的连管彼此流体连通。

图2中以虚线箭头示出两级式压缩机100运行过程中的工作流体路径，现参考这些虚线箭头来说明两级式压缩机100的工作方式。在两级式压缩机100的运行过程中，工作流体借助于第一叶轮122的高速旋转所产生的负压而从第一导流管126的开口127吸入压缩机100并流经第一扩压室124和随后的第一蜗室125以被升压，升压后的工作流体经由第一接管129、未示出的连管和第二接管139进入第二蜗壳131内，然后在第二叶轮132的驱使下被送往第二扩压室134和随后的第二蜗室135以被第二次升压，然后，升压后的工作流体借助于第二蜗壳131上的开口138从压缩机100输出。

在一示例中，第一接管129构造和布置成使得其管口129a基本上正对着第二接管139的管口139a。示例性地，第一接管129和/或第二接管139构造成弯管。附加地或替代地，第一接管129与第一蜗壳121一体形成，和/或，第二接管139与第二蜗壳131一体形成。

替代地，压缩机100可以构造成涡轮增压式压缩机。在这种情况下，第一叶轮组件120和第二叶轮组件130中的一个可以充当流体压缩部分，而另一个充当涡轮部分，用于产生用于驱动流体压缩部分的辅助功率。此时，图2中示出的第一接管129和第二接管139中的至少一个可以被省去或者具有另外的构型。附加地或替代地，第一导流管126的开口127和/或第二导流管136的开口137可以连接有相应的接管。

现在以第一叶轮组件120充当流体压缩部分而第二叶轮组件130充当涡轮部分来说明涡轮增压式压缩机100的工作过程。废气经由开口138送入第二蜗壳131，以驱动第二叶轮132旋转。此时，第一叶轮122可以在电机110和第二叶轮132之一或两者的驱动下旋转以从开口127吸入工作流体并进而对吸入的工作流体进行压缩，经升压的工作流体从第一蜗壳121上的开口输出，然后例如供应给燃料电池。

进一步而言，电机轴113上设有从其外周面径向突出的飞盘114。在一示例中，飞盘114呈圆盘的形式。附加地或替代地，飞盘114与电机轴113一体形成。附加地或替代地，飞盘114靠近电机轴113的一个轴向端地设置在电机轴113上。

压缩机100还包括在轴向上位于第一壁140与第二壁150之间的第三壁160，第三壁160将电机室170分隔为用于容纳定子111和转子112的第一子空间171和用于容纳飞盘114的第二子空间172。第一壁140和第三壁160用于在轴向上支撑和限位飞盘114并由此支撑和限位电机轴113。

飞盘114在一个轴向侧借助于第一止推轴承115支撑于第一壁140上并在相反的另一轴向侧借助于第二止推轴承116承支撑于第三壁160上。在一示例中，第一和第二止推轴承115和116构造成波箔型动力气体止推轴承。

压缩机100还包括用于径向支撑电机轴113的至少一个径向轴承。在一示例中，压缩机100包括第一和第二径向轴承117和118，这两个径向轴承117和118分别靠近电机轴113的各一轴向端地布置，其中，位于飞盘114这侧的第一径向轴承117比飞盘114离电机轴113在这侧的轴向端更远地定位。附加地或替代地，径向轴承117和118位于第一子空间171内。示例性地，径向轴承117和118构造成波箔型动力气体径向轴承。

在一示例中，径向轴承117和118分别具有台阶部117a和118a，第一径向轴承117以其台阶部117a径向和轴向地抵靠在第三壁160的拐角部161上，以在径向和轴向上受到第三壁160的支撑和限位，第二径向轴承118以其台阶部118a径向和轴向地抵靠在第二壁150的台阶部151上，以在径向和轴向上受到第二壁150的支撑和限位。

在一示例中，压缩机100还包括用于封围电机110的至少一部分的压缩机壳体10。示例性地，压缩机壳体10具有圆筒形的形式并布置在第三壁160与第二壁150之间或第一壁140与第二壁150之间。

在一示例中，压缩机100还包括冷却液套180，冷却液套180环绕电机110、尤其是定子111和转子112地位于电机110的径向外侧。示例性地，冷却液套180布置成使其内周面贴靠在定子铁芯111b的外周面上。附加地或替代地，冷却液套180的外周面上开设有用于供冷却液体、例如冷却水流过的例如为螺旋形的液体通道181。在压缩机100的组装状态下，压缩机壳体10安装在冷却液套180的径向外侧以封闭液体通道181。

进一步而言，压缩机100还包括具有气体进口191、气体出口192和位于气体进口191与气体出口192之间的气体通道的气体冷却装置。气体冷却装置设置成使得经由气体进口191供入的冷却气体在不经过第一子空间171的情况下被供入第二子空间172。

示例性地，气体通道包括用于将冷却气体从气体进口191输送给第一和第二子空间171和172的输入通道193和用于将冷却气体从第一和第二子空间171和172输送给气体出口192的输出通道196。

示例性地，气体冷却装置设置成使得从气体进口191供入的冷却气体在第一和第二子空间171和172上游被分支成第一分支部分和第二分支部分，第一分支部分被供入第一子空间171，用于冷却第一子空间171内的诸如定子111、转子112和径向轴承117和118等部件，而第二分支部分被供入第二子空间172，用于冷却第二子空间172内的诸如止推轴承115和116和飞盘114等部件。

在这种情况下，示例性地，输入通道193包括通向气体进口191的入口通道193a和在分叉点194从入口通道193a分支出的第一分支通道193b和第二分支通道193c，第一分支通道193b通向第一子空间171，第二分支通道193c通向第二子空间172。

在图2-6示出的示例性实施例中，入口通道193a形成在第三壁160中，例如形成为开设在第三壁160中的沿径向延伸的笔直通道；第一分支通道193b形成在第三壁160中，例如形成为开设在第三壁160中的与入口通道193a正交的沿轴向延伸的笔直通道，该通道通向第三壁160的面向第一子空间171的轴向侧面；第二分支通道193c形成在第三壁160和与第三壁160局部邻接的第一壁140中，例如，第二分支通道193c包括在第三壁160中延伸的与入口通道193a正交的第一轴向笔直通道部分193c1，该通道部分193c1通向第三壁160的背向第一子空间171的轴向侧面，第二分支通道193c还包括在第一壁140中延伸的与第一轴向笔直通道部分193c1轴向对准的第二轴向笔直通道部分193c2和位于第二轴向笔直通道部分193c2下游的与第二轴向笔直通道部分193c2正交的径向笔直通道部分193c3，径向笔直通道部分193c3通向第一壁140的内周面。示例性地，第一分支通道193b、第一轴向笔直通道部分193c1和第二轴向笔直通道部分193c2彼此共线地延伸。

示例性地，输出通道196包括通向气体出口192的出口通道196a和在汇合点195交汇向出口通道196a的第三分支通道196b和第四分支通道196c，第三分支通道196b通向第一子空间171，第四分支通道196c通向第二子空间172。

在图2-6示出的示例性实施例中，出口通道196a形成在压缩机壳体10中，例如形成为开设在压缩机壳体10中的沿径向延伸的笔直通道；第三分支通道196b形成在第二壁150和与第二壁150局部邻接的压缩机壳体10中，例如，第三分支通道196b包括在第二壁150中延伸的径向笔直通道部分196b1和在压缩机壳体10中延伸的轴向笔直通道部分196b2，其中，径向笔直通道部分196b1的一端在第二径向轴承118附近、尤其在第二径向轴承118的面向第二壁150的轴向端附近通向第一子空间171，而径向笔直通道部分196b1的另一端通向轴向笔直通道部分196b2；第四分支通道196c形成在第三壁160和与第三壁160局部邻接的压缩机壳体10中，例如包括在第三壁160中延伸的径向笔直通道部分196c1和在压缩机壳体10中延伸的轴向笔直通道部分196c2，其中，径向笔直通道部分196c1以其径向内端于飞盘114的径向外侧通向第二子空间172，并且径向笔直通道部分196c1的径向外端借助于未示出的堵头被封堵。示例性地，径向笔直通道部分196c1和轴向笔直通道部分196c2彼此正交。附加地或替代地，两个轴向笔直通道部分196b2和196c2可以彼此共线地延伸。

图5-6中以点划线箭头示出气体冷却装置中的冷却气体的流动路径。如图5所示，从气体进口191进入的冷却气体在分叉点194处分成两部分，第一部分经由第二分支通道193c进入第二子空间172以冷却第二子空间172内的止推轴承115和116，第二部分经由第一分支通道193b进入第一子空间171。进入第一子空间171的冷却气体一部分流动穿过定子111、转子112、电机轴113和第二径向轴承118以冷却这些部件，另一部分经由第一径向轴承117与电机轴113之间的间隙以及第三壁160与电机轴113之间的间隙流入第二子空间172，以冷却第一径向轴承117和止推轴承115和116。然后，如图6所示，第二子空间172内的冷却气体经由第四分支通道196c和随后的出口通道196a从压缩机流出，在另外一方面，第一子空间171内的冷却气体经由第三分支通道196b和随后的出口通道196a从压缩机流出。

图7示出根据本实用新型的第二实施例的离心式压缩机100’的纵向剖视图；图8示出根据该实施例的离心式压缩机100’的透视图，其中，压缩机的一部分被去除以清楚示出压缩机100’的内部构造；并且图9示出用于压缩机100’的第三壁160’的平面图。

根据第二实施例的压缩机100’与根据第一实施例的压缩机100具有基本上相同的构造，因此上文结合图2-6所说明的压缩机100的特征和细节基本都可以适用于根据该实施例的压缩机100’，因而在此不再予以赘述。下面仅说明压缩机100’相对于压缩机100的区别之处。对于压缩机100’的其余结构和细节可参考上文结合图2-6对压缩机100的解释和说明。

压缩机100’具有单一个叶轮组件120’，例如上文描述的第一叶轮组件120被设置而第二叶轮组件130被省去。在这种情况下，第二壁150’充当压缩机100’的端盖。根据第二实施例的压缩机100’可以用作单级压缩机。

附加地，根据第二实施例的压缩机100’与根据第一实施例的压缩机100的另一个主要区别在于气体冷却装置的输出通道196’具有不同的设计。具体而言，输出通道196’包括通向气体出口192’的出口通道196a’和在汇合点195’交汇向出口通道196a’的第三分支通道196b’和第四分支通道196c’，第三分支通道196b’通向第一子空间171’，第四分支通道196c’通向第二子空间172’。

出口通道196a’形成在压缩机壳体10’中，例如形成为开设在压缩机壳体10’中的沿径向延伸的笔直通道；第三分支通道196b’形成在第二壁150’和与第二壁150’局部邻接的压缩机壳体10’中，例如，第三分支通道196b’包括在第二壁150’中延伸的径向笔直通道部分196b1’和在压缩机壳体10’中延伸的轴向笔直通道部分196b2’，其中，径向笔直通道部分196b1’的一端在第二径向轴承118’附近、尤其在第二径向轴承118’的面向第二壁150’的轴向端附近通向第一子空间171’，而径向笔直通道部分196b1’的另一端通向轴向笔直通道部分196b2’；第四分支通道196c’形成在第三壁160’和与第三壁160’局部邻接的冷却液套180’和压缩机壳体10’中，例如，第四分支通道196c’包括开设于第三壁160’的面向飞盘114’的轴向侧上的开槽196c1’(可参见图9)、贯穿第三壁160’的轴向厚度的贯通孔196c2’(可参见图9)、开设在冷却液套180’上的开孔196c3’和开设在压缩机壳体10’中的弯折通道196c4’，其中，开槽196c1’、贯通孔196c2’、开孔196c3’和弯折通道196c4’彼此相继连通。

在一示例中，弯折通道196c4’包括与轴向笔直通道部分196b2’共线地延伸的轴向延伸部分196c4a’和用于连通开孔196c3’与轴向延伸部分196b2a’的径向孔口196c4b’。

图8中以点划线箭头示出气体冷却装置中的冷却气体的流动路径。如图8所示，从气体进口191’进入的冷却气体经由图中不可见的输入通道分成两部分，一部分提供给第一子空间171’，用于冷却定子111’、转子112’和径向轴承117’和118’，另一部分提供给第二子空间172’，用于冷却止推轴承115’和116’以及飞盘114’。然后，第一子空间171’内的冷却气体的一部分在冷却定子111’、转子112’和第二径向轴承118’后经由第三分支通道196b’和随后的出口通道196a’从压缩机100’流出，另一部分在冷却第一径向轴承117’后进入第二子空间172’，第二子空间172’内的冷却气体经由第四分支通道196c’和随后的出口通道196a’从压缩机100’流出。

图10示出根据本实用新型的第三实施例的离心式压缩机100”的纵向剖视图，图11示出用于压缩机100”的第三壁160”的平面图。

根据第三实施例的压缩机100”与根据第二实施例的压缩机100’具有基本上相同的构造，因此上文结合图7-9所说明的压缩机100’的特征和细节基本上都可以适用于根据该实施例的压缩机100”，因而在此不再予以赘述。下面仅说明压缩机100”相对于压缩机100’的不同之处。对于压缩机100”的其余结构和细节可参考上文结合图2-9对压缩机100和100’的解释和说明。

与根据第二实施例的压缩机100’相比，根据该实施例的压缩机100”的主要区别在于气体冷却装置的输出通道196”具有不同的设计。

在一方面，第三壁160”在其面向飞盘114”的轴向侧上开设有两个或多于两个、在图示中为六个用作冷却气体通道的开槽196c1”。第三壁160”还具有两个或多于两个、在图示中为六个在轴向上贯穿第三壁160”的贯通孔196c2”，其中，每个贯通孔196c2”分别通向相应的开槽196c1”，开槽196c1”和贯通孔196c2”用作输出通道196”的第四分支通道196c”的组成部分。

示例性地，贯通孔196c2”的直径可以为8mm。

示例性地，所述两个或多于两个开槽196c1”在第三壁160”上沿周向具有角度间隔地分布，尤其是等角度间隔地分布。附加地或替代地，贯通孔196c2”在第三壁160”上具有角度间隔地分布，尤其是等角度间隔地分布。

通过增加第三壁160”上的开槽196c1”和贯通孔196c2”的数量以及贯通孔196c2”的直径，可以有效增加第二子空间172”的返流流通面积，从而提高第二子空间172”的冷却气体通流量并由此提高止推轴承115”和116”及飞盘114”的冷却效率。

在另一方面，在该实施例中，取消了第二实施例中冷却液套180’中的开孔196c3’，取而代之的是在冷却液套180”的外周面上形成第一环槽196c3”；附加地或替代地，取消了压缩机壳体10’中的弯折通道196c4’，取而代之的是在压缩机壳体10”中形成第二环槽196c4”；可选地，出口通道196a”构造成从第一环槽196c3”径向向外延伸的孔道，该孔道延伸穿过第二环槽196c4”。

示例性地，第一环槽196c3”的轴向尺寸大于第二环槽196c4”的轴向尺寸。附加地或替代地，出口通道196a”的轴向尺寸大于第二环槽196c4”的轴向尺寸。

采用这种方式，可以增加冷却气体的通流面积，并且将第二实施例中由开孔196c3’和弯折通道196c4’所产生的流向上的两次拐弯改善为一次拐弯(参见图10中由点划线箭头示出流动路径)，从而显著降低流动阻力。

此外，第三分支通道196b”可以与第三分支通道196b’具有类似的设计，即，第三分支通道196b”可以形成在第二壁150”和与第二壁150”局部邻接的压缩机壳体10”中，例如，第三分支通道196b”包括在第二壁150”中延伸的径向笔直通道部分196b1”和在压缩机壳体10”中延伸的轴向笔直通道部分196b2”，其中，径向笔直通道部分196b1”的一端在第二径向轴承118”附近、尤其在第二径向轴承118”的面向第二壁150”的轴向端附近通向第一子空间171”，而径向笔直通道部分196b1”另一端通向轴向笔直通道部分196b2”。

图12示出根据本实用新型的第四实施例的离心式压缩机100”’的透视图，其中，压缩机100”’的一部分被去除以便清楚示出压缩机的内部结构。

根据第四实施例的压缩机100”’与根据第二和第三实施例的压缩机100’和100”具有基本上相同的构造，因此上文结合图7-11所说明的压缩机100’和100”的特征和细节基本都可以适用于根据该实施例的压缩机100”’，因而在此不再予以赘述。下面仅说明压缩机100”’相对于压缩机100’和100”的不同之处。对于压缩机100”’的其余结构和细节可参考上文结合图2-11对压缩机100、100’和100”’的解释和说明。

与根据第二和第三实施例的压缩机100’和100”相比，根据该实施例的压缩机100”’的主要区别在于气体冷却装置具有不同的设计。

具体而言，在该实施例中，从气体进口191”’输入的冷却气体不再分成两部分以分别供入第一和第二子空间171”’和172”’，而是使得输入的冷却气体首先全部被送入第二子空间172”’，以冷却第二子空间172”’内的止推轴承115”’和116”’以及飞盘114”’，然后全部被送入第一子空间171”’，以冷却第一子空间171”’内的径向轴承117”’和118”’以及永磁体112”’，再然后从第一子空间171”’输送给气体出口192”’。

示例性地，用于连通第二子空间172”’与第一子空间171”’的中间气体通道198”’至少部分地设于冷却液套180”’的液体通道181”’附近，以便能够被液体通道181”’中的冷却液冷却。为此，示例性地，气体通道198”’包括开设在压缩机壳体10”’中的通道部分198c”’，该通道部分198c”’靠近液体通道181”’地例如沿轴向延伸，直至通向压缩机壳体10”’的面向第二壁150”’的轴向端。

根据本实用新型的一示例，在气体冷却装置的工作过程中，如图12中的实线箭头所示，冷却气体首先经由开设在蜗壳121”’中的径向入口通道197a”’进入开设在第一壁140”’中的环槽197b”’，然后从环槽197b”’经由与环槽197b”’连通的至少一个、尤其是多个具有角度间隔地分布的开设在第一壁140”’中的径向通道197c”’以及电机轴113”’与第一壁140”’之间的间隙197d”’进入第二冷却子空间172”’；然后，第二冷却子空间172”’内的气体可以借助于中间气体通道198”’被供入第一子空间171”’；随后，第一子空间171”’内的气体可以经由输出通道199”’从气体出口192”’输出。

示例性地，中间气体通道198”’可以包括开设在第三壁160”’中的第一通道部分198a”’、开设在冷却液套180”’中的第二通道部分198b”’、开设在压缩机壳体10”’中的第三通道部分198c”’、和开设在第二壁150”’中的第四通道部分198d”’。

示例性地，中间气体通道198”’、尤其第二壁150”’中的第四通道部分198d”’例如在第二径向轴承118”’的面向第二壁150”’的轴向端附近将冷却气体通入第一子空间171”’。

示例性地，输出通道199”’的一端通向气体出口192”’，另一端于第一径向轴承117”’的背向飞盘114”’的轴向端附近通向第一子空间171”’。附加地或替代地，输出通道199”’可以沿径向依次延伸穿过冷却液套180”’和压缩机壳体10”’。

采用这种串联式和中间冷却式冷却方案，可以最大化流过每个待冷却部件的冷却气体流量，同时通过水冷来降低冷却气体的温度，从而提高每个待冷却部件的冷却效率。

根据本实用新型的第一至第四实施例的压缩机可以具有单一个气体进口191、191’、191”和191”’和单一个气体出口192、192’、192”和192”’。

尽管一些实施例已经被说明，但是这些实施例仅仅是以示例的方式予以呈现，而没有旨在限定本实用新型的范围。所附的权利要求和它们的等价形式旨在覆盖落在本实用新型范围和精神内的所有改型、替代和改变。

Claims (10)

1.一种离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其包括：

适于压缩流体的叶轮组件(120,120’)，其包括蜗壳(121,121”’)和位于蜗壳内的叶轮(122)；

适于驱动叶轮的电机(110)，所述电机包括定子(111,111’)、转子(112,112’,112”’)、与转子和叶轮旋转耦合地连接的电机轴(113,113”’)以及从电机轴的外周面径向突出的飞盘(114,114’,114”,114”’)；

第一壁(140,140”’)和与第一壁在轴向上具有间隔地布置的第二壁(150,150’,150”,150”’)，第一壁和第二壁在其之间限定出适于至少部分地容纳电机的电机室(170)，第一壁在与电机室相反的一侧与蜗壳限定出适于压缩流体的压缩室；

设置于第一壁与第二壁之间的第三壁(160,160’,160”,160”’)，第三壁将电机室分隔为收容定子和转子的第一子空间(171,171’,171”,171”’)和收容飞盘的第二子空间(172,172’,172”,172”’)；以及

适于冷却压缩机的气体冷却装置，其包括气体进口(191,191’,191”’)、气体出口(192,192’,192”’)和位于气体进口与气体出口之间的气体通道，

其特征在于，

气体冷却装置设置成使得经由气体进口输入的冷却气体的至少一部分在不经过第一子空间(171,171’,171”,171”’)的情况下被供入第二子空间(172,172’,172”,172”’)。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

气体冷却装置设置成使得经由气体进口输入的冷却气体在第一子空间(171,171’,171”,171”’)和第二子空间(172,172’,172”,172”’)上游被分成第一分支部分和第二分支部分，第一分支部分被供入第一子空间(171,171’,171”,171”’)，第二分支部分被供入第二子空间(172,172’,172”,172”’)。

3.根据权利要求1所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

气体冷却装置设置成使得经由气体进口输入的冷却气体在流动穿过第二子空间(172,172’,172”,172”’)后再被供入第一子空间(171,171’,171”,171”’)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述压缩机还包括适于冷却压缩机的冷却液套(180,180’,180”,180”’)，冷却液套包括供冷却液通流的液体通道(181,181”’)，其中，所述气体通道的至少一部分靠近液体通道地布置以能被液体通道中的冷却液冷却。

5.根据权利要求4所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述气体通道包括使第二子空间(172,172’,172”,172”’)与第一子空间(171,171’,171”,171”’)流体连通的中间气体通道，中间气体通道的至少一部分靠近液体通道地布置以能被液体通道中的冷却液冷却。

6.根据权利要求5所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述压缩机还包括位于冷却液套的径向外侧的压缩机壳体(10,10’,10”,10”’)，所述中间气体通道的至少一部分在压缩机壳体中沿轴向延伸，直至通向压缩机壳体的与第二壁邻接的轴向侧。

7.根据前述权利要求中任一项所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述气体通道包括适于使第二子空间(172,172’,172”,172”’)与气体出口流体连通的输出通道(196,196’)，输出通道包括开设于第三壁的面向飞盘的轴向侧面上的两个或多于两个开槽(196c1”)和在轴向上贯穿第三壁的两个或多于两个贯通孔(196c2”)，其中，每个开槽向第二子空间敞开，每个贯通部布置成通向相应的一个开槽。

8.根据权利要求7所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

输出通道还包括开设于冷却水套上的与贯通孔连通的第一环槽(196c3”)和开设于压缩机壳体上的与第一环槽连通的第二环槽(196c4”)，其中，第一环槽通过笔直的径向通道与气体出口连通，径向通道延伸穿过第二环槽且具有大致恒定的直径。

9.根据前述权利要求中任一项所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述压缩机具有单一个气体进口和单一个气体出口。

10.根据前述权利要求中任一项所述的离心式压缩机(100,100’,100”,100”’)，其特征在于，

所述叶轮(122)固定至电机轴的一个轴向端，所述压缩机还包括位于电机的与所述叶轮组件相反的一端处的另外的叶轮组件(130)，所述另外的叶轮组件包括另外的蜗壳(131)和位于另外的蜗壳(131)内的另外的叶轮(132)，所述另外的叶轮(132)固定至电机轴的与轴向端相反的另一轴向端。

Images