CN219045467U - 一种空气悬浮离心制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于离心制冷压缩机技术领域，提供了一种空气悬浮离心制冷压缩机，包括壳体组件，所述壳体组件的内腔设置有电机组件和叶轮组件；所述壳体组件包括主机壳体，所述主机壳体一端固定有压壳导罩；所述电机组件包括电机定子和电机转子，电机定子通过主机壳体镶套连接于主机壳体的内壁，电机转子的两端安装有配套的空气轴承和轴承座；所述主机壳体内还设有散热通道，所述散热通道的一端与所述副进气孔连通，另一端至少通过所述主机壳体镶套与所述轴承座连通。借此，本实用新型通过在主机壳体内设置连接进气孔的散热通道，利用气态制冷剂的特性，实现对电机组件的散热，进而提高壳体组件内各个零部件的使用寿命。

Description

一种空气悬浮离心制冷压缩机

技术领域

本实用新型涉及离心制冷压缩机技术领域，具体涉及一种空气悬浮离心制冷压缩机。

背景技术

传统制冷压缩机的轴承以及增速齿轮部件等都离不开润滑系统。高温运转的制冷压缩机采用润滑油可起到润滑、密封及冷却作用，但污染了压缩机制冷剂。后来采用润滑材料发展的少油机、半无油机、和全无油机，虽然降低了制冷剂中的含油量，但也随之产生了易损件寿命降低，机器内部和管路系统锈蚀以及压缩机在磨合期、磨损期及减荷期含油量上升等副作用。这对于追求高可靠性的自动化生产线无异是一种威胁。特别是冷却系统中，电动机持续高强度工作，如果无法实现快速散热，会严重影响电动机使用寿命。

空气悬浮离心制冷压缩机由于其固有的高效率、低噪音等优点，在未来市场竞争中占强大的优势，并且设备重量轻，设备尺寸小，安装简便。目前空气悬浮离心制冷压缩机在中国还是处于初级阶段，还没有达到快速发展期，未来增长空间巨大。

现有技术中，存在一种燃料电池空气压缩机用高速电机冷却机构，专利申请号为201811048250.7，公布日为20190118，该专利通过在机壳内设置冷却机构，引用外界风，为电动机主动散热，实现了对电机转子的降温。该专利在使用过程中，需要增加其他设备进行引风和供水，增加了成本，且后期维护也较为不便，不适用于高转速的离心制冷压缩机。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种空气悬浮离心制冷压缩机，其通过在主机壳体内设置连通进气孔的散热通道，利用气态制冷剂的特性，在实现降温的同时，还可以实现对电机组件的散热，进而提高各个零部件的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种空气悬浮离心制冷压缩机，包括壳体组件，所述壳体组件的内腔设置有电机组件和叶轮组件；所述壳体组件包括主机壳体，所述主机壳体一端固定有压壳导罩；所述电机组件包括电机定子和电机转子，电机定子通过主机壳体镶套连接于主机壳体的内壁，电机转子的两端安装有配套的空气轴承和轴承座；所述叶轮组件包括离心叶轮，所述离心叶轮固定于电机转子一端，所述压壳导罩设置有主进气孔，所述主进气孔与叶轮组件进气端位置对应，所述主机壳体上设有高压出气孔和副进气孔，高压出气孔与叶轮组件的高压出气端位置对应；所述主机壳体内还设有散热通道，所述散热通道的一端与所述副进气孔连通，另一端至少通过所述主机壳体镶套与所述轴承座连通。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，所述散热通道包括散热槽和供气通道；散热槽位于主机壳体镶套上，呈沿电机转子的轴向方向延伸的螺旋形；每个轴承座上均设有连通散热槽的供气通道。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，轴承座内的轴承均为径向空气轴承，轴承座包括轴承座A、轴承座B和止推轴承座；轴承座A位于电机转子的前端，轴承座B位于电机转子的后端；轴承座B与止推轴承座之间还设有承推片，承推片的两侧均设有止推轴承，且承推片的顶部设有连通散热通道的回流容腔。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，所述叶轮组件设置有两级，分别为一级叶轮、一级压壳，二级叶轮和二级压壳，级叶轮的外部设有压壳导罩，一级叶轮和二级叶轮之间还设有导流器；所述电机转子的一端直连一级叶轮和二级叶轮，另一端连接承推片。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，所述承推片的两侧分别设置有止推轴承。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，所述导流器与电机转子之间通过间隔套密封，轴承座A和电机转子之间通过密封盖板密封，且间隔套和密封盖板上均设有齿形密封结构。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，所述轴承座内的空气轴承均为径向空气轴承。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，主机壳体上还有均匀分布有散热棱，下端连接有两组基座。

根据本实用新型的空气悬浮离心制冷压缩机，电机转子为空心轴，所述电机组件采用永磁同步高速电机。

本实用新型提供一种空气悬浮离心制冷压缩机，包括壳体组件，壳体组件的内腔设置有电机组件和叶轮组件；壳体组件包括主机壳体，主机壳体一端固定有压壳导罩，另一端固定有盖板；电机组件包括电机定子和电机转子，电机定子通过主机壳体镶套连接于主机壳体的内壁，电机转子的两端安装有配套的空气轴承和轴承座；叶轮组件包括离心叶轮，离心叶轮固定于电机转子一端，压壳导罩设置有主进气孔，主进气孔与叶轮组件进气端位置对应，主机壳体上设有高压出气孔和副进气孔，高压出气孔与叶轮组件的高压出气端位置对应；在具体工作过程中，气态制冷剂主要从主进气孔中会进入，通过叶轮组件压缩后，再从高压出气孔中排出；少量的气态制冷剂通过副进气孔中进入散热通道，经过主机壳体镶套时，实现对电机定子的散热，经过轴承座时，还可以实现对轴承座和轴承的冷却降温，以此实现对壳体组件和电机组件内部零件的降温。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是本实用新型的A处放大结构示意图；

图3是本实用新型的部分结构示意图；

图4是本实用新型的立体状态示意图；

图5是本实用新型的整体使用状态参考示意图；

在图中，

1-主机壳体，11-主机壳体镶套，111-散热槽，12-散热筋，13-自循环气道，14-主进气孔，141-副进气孔，15-高压出气孔；

2-电机组件，21-电机定子，22-电机转子，23-轴承座A，231-径向空气轴承，232-供气通道，24-轴承座B，25-承推片，251-止推轴承，26-间隔套，27-止推轴承座；

3-叶轮组件，31-一级叶轮，32-一级压壳，33-二级叶轮，34-二级压壳，35-压壳导罩，36-密封盖板，37-导流器，38-连接轴；

4-基座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-图5，本实用新型提供一种空气悬浮离心制冷压缩机，包括壳体组件，壳体组件的内腔设置有电机组件2和叶轮组件；壳体组件包括主机壳体1，主机壳体1一端固定有压壳导罩35；电机组件2包括电机定子21和电机转子22，电机定子21通过主机壳体镶套11连接于主机壳体1的内壁，电机转子22的两端安装有配套的空气轴承和轴承座；叶轮组件包括离心叶轮，离心叶轮固定于电机转子22一端，压壳导罩35设置有主进气孔14，主进气孔14与叶轮组件进气端位置对应，主机壳体1上设有高压出气孔15和副进气孔141，高压出气孔15与叶轮组件的高压出气端位置对应；在具体工作过程中，气态制冷剂主要是从主进气孔14中会进入，经过叶轮组件压缩后，再从高压出气孔15中排出；少量的气态制冷剂会通过副进气孔141中进入散热通道，经过主机壳体镶套11和轴承座时，实现对电机定子21和轴承座的冷却降温，实现对壳体组件和电机组件2内部零件的降温。同时，气态的制冷剂本身为气态，还可以对轴承起到润滑的作用，特别是对空气轴承效果更好，这样即可实现在不需要添加额外的润滑油的情况下，依然可以实现轴承自润滑的效果。

优选的是，本实用新型的散热通道包含散热槽111和供气通道232；散热槽111位于主机壳体镶套11上，呈沿电机转子22的轴向方向延伸的螺旋形；每个轴承座上均设有连通散热槽111的供气通道232。气态冷却剂进入散热槽111后，到达另一端的轴承座，轴承座上均设有供气通道232，可以为轴承提供冷却和润滑双重作用的冷却气体，此时气态冷却剂可以返回主进气孔14继续参与压缩，或直接排出主机壳体1。由于散热槽111呈螺旋形，可以给通道内的气流提供动力，便于形成一个完整的气流循环。

另外，本实用新型的主机壳体1上还设有与叶轮组件3的进气端连通的自循环气道13。

轴承座内的轴承均为径向空气轴承231，轴承座包括轴承座A23和轴承座B24；轴承座A23位于电机转子22的前端，轴承座B24位于电机转子22的后端；轴承座B24与止推轴承座27之间还设有承推片25，承推片25的两侧均设有止推轴承251，且承推片25的顶部也设有连通散热通道的回流容腔。由于轴承座上还设有供气通道232，气态冷却剂经由轴承座B24后，从承推片25的两侧继续运动，对止推轴承251实现冷却和润滑后，从承推片25顶部的回流容腔中流出(参见图2中箭头方向)，进入电机转子22与电机定子21之间缝隙后，到达轴承座A23，最后经由供气通道232进入主机壳体1的主进气孔14，与主进气孔14的气态制冷剂混合，经由一级叶轮31和二级叶轮33的压缩，从高压出气孔15排出，以此实现一个完整的气态循环。

进一步的，本实用新型的电机转子22的一端直连一级叶轮31和二级叶轮33，另一端连接承推片25；叶轮组3为离心叶轮，包括一级叶轮31、一级压壳32，二级叶轮33和二级压壳34，二级压壳34呈两端蜗壳形，一级叶轮31的外部设有压壳导罩35，一级叶轮31和二级叶轮33之间还设有导流器37。先用连接轴38将一级叶轮33固定在电机转子22的一段，运转时，空气制冷剂进入一级叶轮31，流经导流器37后通过导流扩压作用直接进入二级叶轮33，该过程中几乎没有任何能量损失，进而可以达到高压比效果。上述通过以及叶轮和二级叶轮33对空气制冷剂进行压缩的技术为现有技术，具体工作原理这里不在阐述。

更好的，本实用新型的轴承座的数量至少为两组，分别呈对称安装在电机转子22前后两端，且径向空气轴承231与止推轴承251均为空气轴承。

为了达到更好的技术效果，本实用新型的导流器37与电机转子22之间通过间隔套26密封，轴承座A23和电机转子22之间通过密封盖板36密封，且间隔套26和密封盖板36上均设有齿形密封结构。间隔套26和密封盖板36设有齿形密封结构，减小气流泄漏，提高叶轮组3的工作效率。

此外，在实际使用过程中，本实用新型的主机壳体1上还设有连通叶轮组3的进气端和出气端的自循环气道13。主机壳体1上的自循环气道13，可以使电机组件2腔内的制冷气体进入压壳导罩35中，有效的平衡了一级叶轮31、二级叶轮33的前后的压力，改善了气压平衡，进一步保障了一级叶轮31、二级叶轮33运动的平稳性(参见图3中的箭头方向)。同时，循环完成后的气态冷却剂，从自循环气道13中再次回到主主进气孔14，重新参与压缩，以此减小气态冷却剂的浪费。

优选的是，本实用新型的主机壳体1上还有均匀分布有散热棱12，下端设有两组基座4，叶轮组3采用双级闭式叶轮压缩结构。散热棱12可以有效增加散热面积，提高主机壳体1的整体散热。低压铸造工艺为现有技术，可以保证一级叶轮31和二级叶轮33质量的稳定性。

具体工作过程：

实施例1：主机壳体1组装完成后，气态冷却剂从主进气口14进入的同时，会分出一小部分，从副进气孔141中进入散热槽111中，散热槽111呈螺旋形，并位于主机壳体镶套11上，副进气孔141中进入的气态制冷剂沿着散热槽111运动至轴承座B24，主机壳体镶套11与电机定子21接触，实现对主机壳体镶套11和轴承座的散热，散热完成后的气态制冷剂可以从外部与其他气态制冷剂混合后，继续参与压缩。上述实施例中，由于散热通道呈螺旋形，接触面积会增大，且气态制冷剂比空气的散热效果好的多，可以重点对电机定子21和轴承座B24进行散热。

实施例2：在实施例1的基础上，轴承座A23和轴承座B24上均需要开设连通散热通道的供气通道232。气态制冷剂沿着呈螺旋形的散热槽111到达轴承座B24，继续运动至径向空气轴承231和止推轴承251，分别对其进行冷却润滑后，气态制冷剂会沿着电机转子22和电机定子21之间的缝隙，达到轴承座A23，对轴承座A中的径向空气轴承231进行润滑，再回到电机定子21端部的腔室中。该腔室设有连通主进气孔14的自循环气道13，自循环气道13有两个作用，一个是平衡叶轮组件3两端的气压，另一个作用是方便所有从副进气孔141中进入的气态冷却剂回到压壳导罩35上的主进气孔14中，这样完成一个完整的气流循环的气态制冷剂，与主进气孔14中的制冷剂混合，通过一级叶轮31、导流器37和二级叶轮33等必要零部件的压缩后，最后从高压出气孔15排出，不会浪费任何气态制冷剂。上述实施例中，从副进气孔141中进入的少量气态制冷剂，全部在主机壳体1的内部循环，不需要额外占用体积，不但可以实现对电机定子21的冷却降温，还可以对所有的空气轴承进行润滑，不需要添加额外的润滑油，特别适用于高速运转的电机，比如永磁同步高速电机。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，包括壳体组件，所述壳体组件的内腔设置有电机组件(2)和叶轮组件(3)；

所述壳体组件包括主机壳体(1)，所述主机壳体(1)一端固定有压壳导罩(35)；

所述电机组件(2)包括电机定子(21)和电机转子(22)，电机定子(21)通过主机壳体镶套(11)连接于主机壳体(1)的内壁，电机转子(22)的两端安装有配套的空气轴承和轴承座，所述轴承座固定连接主机壳体(1)；

所述叶轮组件(3)包括离心叶轮，所述离心叶轮固定于电机转子(22)一端，压壳导罩(35)设置有主进气孔(14)，所述主进气孔(14)与叶轮组件(3)进气端位置对应，所述主机壳体(1)上设有高压出气孔(15)和副进气孔(141)，高压出气孔(15)与叶轮组件(3)的高压出气端位置对应；

所述主机壳体(1)内还设有散热通道，所述散热通道的一端与所述副进气孔(141)连通，另一端至少通过所述主机壳体镶套(11)与所述轴承座连通。

2.根据权利要求1所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述散热通道包括散热槽(111)和供气通道(232)；

散热槽(111)位于主机壳体镶套(11)上，呈沿电机转子(22)的轴向方向延伸的螺旋形；每个轴承座上均设有连通散热槽(111)的供气通道(232)。

3.根据权利要求2所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述主机壳体(1)上还设有与叶轮组件(3)的进气端连通的自循环气道(13)。

4.根据权利要求2所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，轴承座包括轴承座A(23)、轴承座B(24)和止推轴承座(27)；

轴承座A(23)位于电机转子(22)的前端，轴承座B(24)位于电机转子(22)的后端；

轴承座B(24)与止推轴承座(27)之间还设有承推片(25)，承推片(25)的两侧均设有止推轴承(251)，且承推片(25)的顶部设有连通散热通道的回流容腔。

5.根据权利要求4所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述叶轮组件(3)设置有两级，分别为一级叶轮(31)、一级压壳(32)，二级叶轮(33)和二级压壳(34)，一级叶轮(31)的外部设有压壳导罩(35)，一级叶轮(31)和二级叶轮(33)之间还设有导流器(37)；

所述电机转子(22)的一端直连一级叶轮(31)和二级叶轮(33)，另一端连接承推片(25)。

6.根据权利要求5所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述承推片(25)的两侧分别设置有止推轴承(251)。

7.根据权利要求5所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述导流器(37)与电机转子(22)之间通过间隔套(26)密封，轴承座A(23)和电机转子(22)之间通过密封盖板(36)密封，且间隔套(26)和密封盖板(36)上均设有齿形密封结构。

8.根据权利要求5所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，所述轴承座A(23)与轴承座B(24)内的空气轴承均为径向空气轴承(231)。

9.根据权利要求1所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，主机壳体(1)上还均匀分布有散热棱(12)，下端连接有两组基座(4)。

10.根据权利要求1所述的空气悬浮离心制冷压缩机，其特征在于，电机转子(22)为空心轴，所述电机组件(2)采用永磁同步高速电机。

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