CN217502022U - 空气压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空气压缩机(1)，包括：电机壳体(11)，所述电机壳体限定出电机内腔(111)且具有第一端(112)和与第一端相反的第二端(113)；空气压缩单元(12)，所述空气压缩单元连接于第一端处；流体连接到电机内腔的进气管路(13)；以及用于将从进气管路进入的冷却空气引导到电机内腔的邻近于空气压缩单元的压缩单元邻近区域(114)的第一空气流动路径(14)，其中，进气管路被构造成适于调节向电机内腔的冷却空气供给；和/或进气管路和/或第一空气流动路径被构造成适于限制和/或调节向压缩单元邻近区域的冷却空气供给。根据某些实施例，可以大大灵活地调节和实现冷却空气在电机内腔内的有利分布。

Description

空气压缩机

技术领域

本实用新型涉及一种空气压缩机，尤其是一种具有涡轮单元的单级电动空气压缩机。

背景技术

空气压缩机(也称为空压机)(英文：Electrical Air Compressor，缩写：EAC)一般采用空气作为压缩介质。在空气压缩机的长时间工作状态下会出现过热的情况，这会导致空气压缩机的工作效率降低。此外，由于空气压缩机长时间处于过热甚至高温的状态下，空气压缩机本身的部件长时间处于热负荷的状态下，这也会增加这些部件的损坏可能性、尤其是飞轮盘的损坏并且由此可能导致整个系统的失效。

在目前常见的空气压缩机、例如在离心式空气压缩机中通常设有飞轮盘，所述飞轮盘具有实心结构并且与空气压缩机的驱动轴一体成型。在驱动轴或者说飞轮盘高速旋转时，由于出现的局部轴向冲击而使得空气压缩机内部出现局部的温度升高，进而导致空气压缩机的整体温度上升。

为了能够改善空气压缩机的过热情况，可以在空气压缩机中设置冷却介质通道。用于冷却空气压缩机的常见的方式是液冷和风冷或者说空冷。在此，可以利用液态介质，例如冷却液来对空气压缩机系统进行冷却，从而控制空气压缩机的整体温度。然而，这需要附加地设置用于冷却液的冷却液通道，从而提高了整个空气压缩机的系统复杂性。此外，由于设置有附加的冷却液通道，因而可能存在冷却液泄漏而导致空气压缩机过热并从而导致空气压缩机失效的风险，冷却液的泄露也可能会导致损坏空气压缩机的相应部件。此外，可以利用气态介质，尤其是空气来进行冷却。在此，冷却空气流经空气压缩机的相关部件来进行冷却。然而，目前的空气的流动路径设计往往也比较复杂，也会增加压缩机的复杂性。

特别地，对带有涡轮单元的单级压缩机来说，冷却空气路径的设计需要同时满足冷却效果的要求和轴向力的要求。此外，冷却空气路径还需要防止水流入电机腔。

因而，存在空气压缩机系统复杂性低的同时改进空气压缩机的温度控制的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种改进的空气压缩机，以克服上述缺点之一或其它本文可能未提及到的缺点。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种空气压缩机，所述空气压缩机包括：电机壳体，所述电机壳体限定出电机内腔且具有第一端和与所述第一端相反的第二端；空气压缩单元，所述空气压缩单元连接于所述第一端处；流体连接到所述电机内腔的进气管路；和用于将从所述进气管路进入的冷却空气引导到所述电机内腔的邻近于所述空气压缩单元的压缩单元邻近区域的第一空气流动路径，其中，所述进气管路被构造成适于调节向所述电机内腔的冷却空气供给；和/或所述进气管路和/或所述第一空气流动路径被构造成适于限制和/或调节向所述压缩单元邻近区域的冷却空气供给。

根据本实用新型的一个可选实施例，在所述压缩单元邻近区域内设有需要冷却的推力轴承和径向轴承。根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括用于从所述电机内腔排放冷却空气的排气口，所述排气口邻近于所述第二端设置。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括连接于所述第二端的涡轮单元。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括设置在所述电机内腔内的液冷单元。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述进气管路设有用于调节流经的冷却空气流动的流动调节阀。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述进气管路流体连接到所述空气压缩单元的出口而接收压缩空气作为冷却空气。

根据本实用新型的一个可选实施例，在所述电机内腔内还限定出用于将从所述进气管路进入的冷却空气向所述第二端引导的第二空气流动路径。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述第二空气流动路径至少部分邻近于电机壳体设置。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述第二空气流动路径至少部分设置在所述液冷单元的径向外侧。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述进气管路在邻近于所述第一端的位置处与所述电机内腔流体连通。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述第一空气流动路径至少部分邻近于所述电机壳体设置。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述第一空气流动路径至少部分朝向所述第一端延伸。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括设置在所述第一端处的法兰盘。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述法兰盘被构造成环形而允许用于驱动所述空气压缩单元的驱动轴轴向穿过。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括用于至少部分地支撑所述空气压缩单元的压缩单元壳体的压缩单元安装侧端板，所述压缩单元安装侧端板轴向邻接所述法兰盘设置。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气压缩机还包括设置在所述驱动轴上的飞轮盘，所述飞轮盘位于所述法兰盘的径向内侧。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述压缩单元安装侧端板轴向贴靠着所述法兰盘设置而使得所述法兰盘的一部分轴向嵌装于所述压缩单元壳体内。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述法兰盘的一部分轴向嵌装到所述电机壳体内。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述法兰盘上设有至少作为所述第一空气流动路径的一部分的空气引导沟槽。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气引导沟槽在背向所述空气压缩单元的轴向侧轴向敞口而允许接收从所述进气管路进入的冷却空气。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气引导沟槽包括用于接收从所述进气管路进入的冷却空气的凹槽和用于从所述凹槽向所述压缩单元邻近区域供送冷却空气的沟缝。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述空气引导沟槽非轴向贯通地形成。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述凹槽位于所述沟缝的径向外侧。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述沟缝被构造成相对于所述凹槽接收的冷却空气产生节流作用而限制向所述压缩单元邻近区域的冷却空气供给。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述凹槽位于所述法兰盘的外周边缘内而未径向延伸到所述法兰盘的外周边缘。

根据本实用新型的一个可选实施例，所述凹槽的轴向横截面大于所述沟缝的轴向横截面。

根据实用新型的某些实施例，可以大大灵活地调节和实现冷却空气在电机内腔内的有利分布，而且可以通过简单的结构实现。

附图说明

下面，通过参看附图更详细地描述本实用新型，可以更好地理解本实用新型的原理、特点和优点。附图包括：

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的空气压缩机的正视图。

图2示出了图1所示的空气压缩机的轴向剖视图。

图3单独地示出了图2中的法兰盘的右侧视图。

附图标记列表

1 空气压缩机

11 电机壳体

111 电机内腔

112 第一端

113 第二端

12 空气压缩单元

13 进气管路

114 压缩单元邻近区域

14 第一空气流动路径

15 排气口

16 液冷单元

131 流动调节阀

121 出口

17 第二空气流动路径

18 法兰盘

122 驱动轴

123 压缩单元壳体

19 压缩单元安装侧端板

124 飞轮盘

181 空气引导沟槽

182 凹槽

183 沟缝

20 涡轮单元

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方式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方式仅用于解释本实用新型，而不用于限定本实用新型的保护范围。

图1示出了根据本实用新型的一个示例性实施例的空气压缩机的正视图。

图2示出了图1所示的空气压缩机的轴向剖视图。

如图1和图2所示，空气压缩机1包括：电机壳体11，所述电机壳体11限定出电机内腔111来容纳电机的一些部件，并且具有第一端112和与第一端112相反的第二端113；用于具体执行空气压缩操作的空气压缩单元12，所述空气压缩单元12连接于第一端112处，即，连接到图1和图2中的左端；流体连接到电机内腔111的进气管路13，目的是进行电机内部等其它可能部分的冷却；以及用于将从进气管路13进入的冷却空气引导到电机内腔111的邻近于空气压缩单元12的压缩单元邻近区域114的第一空气流动路径14，其中，进气管路13被构造成适于调节向电机内腔111的冷却空气供给，特别是，可控制向电机内腔111内的总的冷却空气供给；和/或进气管路13和/或第一空气流动路径14(如图2中向左、然后向下的虚线箭头所示)被构造成适于限制和/或调节向压缩单元邻近区域114的冷却空气供给，即，还可以通过第一空气流动路径14特定地限制或调节向压缩单元邻近区域114的冷却空气供给。在压缩单元邻近区域114内设有推力轴承、径向轴承等部件需要冷却。然而，该区域的冷却空气的压力如果过高会影响该区域的部件的工作状态。本领域技术人员可以理解，冷却空气还可从压缩单元邻近区域114继续向下游流动而冷却电机的具有永磁体的轴段以及其它径向轴承(例如，第二端113处的径向轴承)等部件。为了简单起见，在此不再赘述。本申请通过进气管路13和/或第一空气流动路径14的特殊设计，最终也会改善冷却空气在电机内腔111内的分配。

根据本实用新型的一个示例性实施例，如图1所示，空气压缩机1还包括用于从电机内腔111排放冷却空气的排气口15，排气口15邻近于第二端113设置。

为了增强冷却效果，根据本实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，空气压缩机1还包括设置在电机内腔111内的液冷单元16。例如，可以采用水冷式液冷单元。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图1和图2所示，进气管路13设有用于调节流经的冷却空气流动的流动调节阀131。通过流动调节阀131可以调节向电机内腔111内的冷却空气供给，从而可以根据需要在电机内腔111内调节出期望的冷却空气分布，以使空气压缩机1处于有利的工作状态。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图1和图2所示，进气管路13流体连接到空气压缩单元12的出口121而接收压缩空气作为冷却空气的供应源。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，在电机内腔111内还限定出用于将从进气管路13进入的冷却空气向第二端113引导的第二空气流动路径17(如图2中向右的虚线箭头所示)。此时，从进气管路13进入的冷却空气至少分两路流动。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，第二空气流动路径17至少部分邻近于电机壳体11设置，即，第二空气流动路径17的一部分由电机壳体11限界。优选地，第二空气流动路径17还至少部分设置在液冷单元16的径向外侧。特别地，如图2所示，第二空气流动路径17至少部分限界在电机壳体11与液冷单元16之间。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图1和图2所示，进气管路13在邻近于第一端112的位置处与电机内腔111流体连通。换言之，进气管路13相对于第二端113较邻近于第一端112布置。

类似于第二空气流动路径17，如图2所示，第一空气流动路径14也至少部分邻近于电机壳体11设置。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，第一空气流动路径14至少部分朝向第一端112延伸。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，空气压缩机1还包括设置在第一端112处的法兰盘18。该法兰盘18为安装空气压缩单元12提供了便利，通常是空气压缩机1的现有部件。

图3单独地示出了图2所示的法兰盘18的右侧视图。

从图2和图3可以看出，法兰盘18被构造成环形而允许用于驱动空气压缩单元12的驱动轴122轴向穿过。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，空气压缩机1还包括用于至少部分地支撑空气压缩单元12的压缩单元壳体123的压缩单元安装侧端板19，所述压缩单元安装侧端板19轴向邻接法兰盘18设置。

特别地，压缩单元安装侧端板19轴向贴靠着法兰盘18设置而使得法兰盘18的一部分轴向嵌装于压缩单元壳体123内。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，空气压缩机1还包括设置在驱动轴122上的飞轮盘124，飞轮盘124位于法兰盘18的径向内侧。飞轮盘18高速旋转，该区域存在冷却需求。换言之，飞轮盘18处于压缩单元邻近区域114内。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2所示，法兰盘18的一部分还轴向嵌装到电机壳体11内。具体地讲，压缩单元壳体123的一部分和电机壳体11的一部分共同套装在法兰盘18的径向外侧而在此处彼此建立连接。

从图2和图3、特别是图3可以看出，法兰盘18上设有至少作为第一空气流动路径14的一部分的空气引导沟槽181。特别地，冷却空气经由空气引导沟槽181流向压缩单元邻近区域114。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图2和图3、特别是图3所示，空气引导沟槽181在背向空气压缩单元12的轴向侧、即图2中的右侧轴向敞口而允许接收从进气管路13进入的冷却空气。

根据实用新型的一个示例性实施例，如图3所示，空气引导沟槽181包括用于接收从进气管路13进入的冷却空气的凹槽182和用于从凹槽182向压缩单元邻近区域114供送冷却空气的沟缝183。具体地讲，冷却空气先流到凹槽182，然后从沟缝183再流向压缩单元邻近区域114。

从图2可以看出，空气引导沟槽181非轴向贯通地形成，这种敞口且底部不贯通的沟槽非常容易地加工，而又不会破坏法兰盘18的其它基本功能。

从图2和图3可以看出，凹槽182位于沟缝183的径向外侧。

特别是从图3可以看出，沟缝183较窄，从而可以限制向压缩单元邻近区域114的冷却空气供给。换言之，沟缝183被构造成相对于凹槽182接收的冷却空气产生节流作用而限制向压缩单元邻近区域114的冷却空气供给。特别地，从图3可以看出，凹槽182的轴向横截面大于沟缝183的轴向横截面。在这种情况下，冷却空气先聚集到凹槽182，然后经沟缝183节流后向压缩单元邻近区域114供给。

从图3中还可以看出，凹槽182位于法兰盘18的外周边缘内而未径向延伸到法兰盘18的外周边缘。这使得不会影响法兰盘18的基本功能。

根据本实用新型的一个示例性实施例，如图1和图2所示，空气压缩机1还包括连接于第二端113的涡轮单元20。特别是在图2中，空气压缩单元12和涡轮单元20均以虚线示意性地框出，这样可以更好地展现本实用新型的空气压缩机1的基本布局。此时，空气压缩机1可以称为具有涡轮单元的单级压缩机。由于涡轮单元20设置在第二端113处，通过本申请特殊的冷却空气分配路径的设计，在第二端113处可建立较大的冷却空气压力，这对于防止异物、特别是水从涡轮单元20进入电机内腔111是非常有利的。

对于本领域的技术人员而言，本实用新型的其它优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本实用新型就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施方式。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本实用新型的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

Claims (10)

1.一种空气压缩机(1)，其特征在于，所述空气压缩机(1)包括：

电机壳体(11)，所述电机壳体(11)限定出电机内腔(111)且具有第一端(112)和与所述第一端(112)相反的第二端(113)；

空气压缩单元(12)，所述空气压缩单元(12)连接于所述第一端(112)处；

流体连接到所述电机内腔(111)的进气管路(13)；和

用于将从所述进气管路(13)进入的冷却空气引导到所述电机内腔(111)的邻近于所述空气压缩单元(12)的压缩单元邻近区域(114)的第一空气流动路径(14)，

其中，

所述进气管路(13)被构造成适于调节向所述电机内腔(111)的冷却空气供给；和/或

所述进气管路(13)和/或所述第一空气流动路径(14)被构造成适于限制和/或调节向所述压缩单元邻近区域(114)的冷却空气供给。

2.根据权利要求1所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

在压缩单元邻近区域(114)内设有需要冷却的推力轴承和径向轴承；和/或

所述空气压缩机(1)还包括用于从所述电机内腔(111)排放冷却空气的排气口(15)，所述排气口(15)邻近于所述第二端(113)设置；和/或

所述空气压缩机(1)还包括连接于所述第二端(113)的涡轮单元(20)；和/或

所述空气压缩机(1)还包括设置在所述电机内腔(111)内的液冷单元(16)；和/或

所述进气管路(13)设有用于调节流经的冷却空气流动的流动调节阀(131)；和/或

所述进气管路(13)流体连接到所述空气压缩单元(12)的出口(121)而接收压缩空气作为冷却空气；和/或

在所述电机内腔(111)内还限定出用于将从所述进气管路(13)进入的冷却空气向所述第二端(113)引导的第二空气流动路径(17)。

3.根据权利要求2所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述第二空气流动路径(17)至少部分邻近于电机壳体(11)设置；和/或

所述第二空气流动路径(17)至少部分设置在所述液冷单元(16)的径向外侧。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述进气管路(13)在邻近于所述第一端(112)的位置处与所述电机内腔(111)流体连通；和/或

所述第一空气流动路径(14)至少部分邻近于所述电机壳体(11)设置；和/或

所述第一空气流动路径(14)至少部分朝向所述第一端(112)延伸。

5.根据权利要求4所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述空气压缩机(1)还包括设置在所述第一端(112)处的法兰盘(18)。

6.根据权利要求5所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述法兰盘(18)被构造成环形而允许用于驱动所述空气压缩单元(12)的驱动轴(122)轴向穿过；和/或

所述空气压缩机(1)还包括用于至少部分地支撑所述空气压缩单元(12)的压缩单元壳体(123)的压缩单元安装侧端板(19)，所述压缩单元安装侧端板(19)轴向邻接所述法兰盘(18)设置。

7.根据权利要求6所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述空气压缩机(1)还包括设置在所述驱动轴(122)上的飞轮盘(124)，所述飞轮盘(124)位于所述法兰盘(18)的径向内侧；和/或

所述压缩单元安装侧端板(19)轴向贴靠着所述法兰盘(18)设置而使得所述法兰盘(18)的一部分轴向嵌装于所述压缩单元壳体(123)内；和/或

所述法兰盘(18)的一部分轴向嵌装到所述电机壳体(11)内。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述法兰盘(18)上设有至少作为所述第一空气流动路径(14)的一部分的空气引导沟槽(181)。

9.根据权利要求8所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述空气引导沟槽(181)在背向所述空气压缩单元(12)的轴向侧轴向敞口而允许接收从所述进气管路(13)进入的冷却空气；和/或

所述空气引导沟槽(181)包括用于接收从所述进气管路(13)进入的冷却空气的凹槽(182)和用于从所述凹槽(182)向所述压缩单元邻近区域(114)供送冷却空气的沟缝(183)。

10.根据权利要求9所述的空气压缩机(1)，其特征在于，

所述空气引导沟槽(181)非轴向贯通地形成；和/或

所述凹槽(182)位于所述沟缝(183)的径向外侧；和/或

所述沟缝(183)被构造成相对于所述凹槽(182)接收的冷却空气产生节流作用而限制向所述压缩单元邻近区域(114)的冷却空气供给；和/或

所述凹槽(182)位于所述法兰盘(18)的外周边缘内而未径向延伸到所述法兰盘(18)的外周边缘；和/或

所述凹槽(182)的轴向横截面大于所述沟缝(183)的轴向横截面。

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