离心压缩机制造技术

本发明专利技术公开了一种离心压缩机，其包括电机和第一级压缩机；所述电机驱动所述第一级压缩机运转；所述电机采用径向静压轴承支撑所述电机转子的转动，采用轴向静压轴承对电机转子的轴向力进行平衡；且所述径向静压轴承和轴向静压轴承均采用气体和液体双相低粘度流体作为润滑介质。本发明专利技术的离心压缩机，其支撑电机转子的径向静压轴承和轴向静压轴承采用低粘度的液体和气体双相制冷剂的多孔材料静压气浮轴承，它减少了转子的径向和轴向的晃动，因此，允许把叶轮的叶片顶部与蜗壳之间的间隙和密封间隙减少一半，从而提高了离心压缩机效率10个百分点以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中央空调的零部件，尤其涉及一种离心压缩机。
技术介绍
离心压缩机广泛应用于大中型中央空调，它由叶轮、扩压器、蜗壳、电机、轴承和机座等组成。电机的转轴由轴承支撑。电机驱动叶轮，高速旋转的叶轮增加了制冷剂气体的能量，扩压器把其中的动能转化为压力，蜗壳沿扩压器的外周收集被压缩的气体并排出离心压缩机。离心压缩机叶轮是中央空调系统中的高速旋转部件，它的可靠性决定了空调机组的可靠性，而离心压缩机的可靠性又由支撑其转子的轴承的可靠性决定。离心压缩机小型化面临的挑战是雷诺数减少引起的摩擦损失的增加，叶尖间隙和密封漏气损失的增加。由于制造的原因，小型离心机的叶轮必须是开式，叶尖和密封漏气损失的增加远超过摩擦损失的增加。因此，提高小型离心机效率的必经途径是减少漏气损失，而减少漏气损失的途径是叶尖间隙和密封间隙的尺寸，这就需要减少转子在轴承中的晃动。随着空调机组额定制冷量的减少，离心压缩机的转速增加,对轴承提出了更高的要求。普通油膜滑动轴承随转速提高损失急剧增加，滚珠轴承受到转速限制，磁悬浮轴承虽没有摩擦损失，但起停状态轴心晃动大，难以应用于小型空调机组。由于转速的提高，受到电机转子材料强度的限制，高速永磁电机的尺寸必须减少，也就是电机的功率密度明显提高，单位体积的发热量增加，传统的在电机壳外部增加水套冷却的方式已难以有效冷却电机定子，而对转子的冷却则毫无办法。静压轴承是现有轴承技术中同时具有高转速和高轴心位置精度的支撑结
构，具有在小型压缩机中应用的前景。静压轴承有时被称为外部加压轴承，分为液体静压轴承和气体静压轴承，它将高压流体充入轴承和载荷(如旋转轴)之间的间隙，形成高压油膜或气膜托起载荷。静压轴承的优点在于无论载荷是否静止或运动(旋转)，轴承和载荷都被油膜或气膜隔开，因此采用静压轴承的设备运行平稳，在机器起停和正常运行时几乎无摩擦。缺点是需要外部加压设备。虽然液体或气体都可以作为静压轴承的工作介质，但液体静压轴承和气体静压轴承在设计和结构上有着不可跨越的区别。如果液体静压轴承用气体供气，或气体静压轴承用液体供液，轴承都不会有承载能力。液体轴承由于采用润滑油作为工作介质，它的高密度和高粘性都要求较厚的油膜厚度，也就是轴承间隙较大，同时高粘度流体在高速旋转的轴承中会产生较大的损失造成轴承发热损坏，不适合在小型高速离心机中应用。与此相反，气浮静压轴承的间隙非常小，常常不到液体静压轴承间隙的1/10，采用低密度流体供气则会降低损失和发热。因此，有必要提供一种小型高效离心压缩机组，其高能量密度电机可以得到有效冷却，其转子不仅具有高回转精度而且具有高轴向位置精度，以保证具有比现有压缩机技术更小叶尖和密封间隙的离心叶轮安全高速工作。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种离心压缩机，以解决离心压缩机小型化后引起的效率下降问题。本专利技术解决技术问题采用如下技术方案：一种离心压缩机，其包括电机和第一级压缩机；所述电机驱动所述第一级压缩机运转；所述电机采用径向静压轴承支撑所述电机转子的转动，采用轴向静压轴承对电机转子的轴向力进行平衡；且所述径向静压轴承和轴向静压轴承均采用气体和液体双相低粘度流体作为润滑介质。可选的，所述离心压缩机还包括第二级压缩机，所述电机为双输出电机，
且所述电机还驱动所述第二级压缩机运转。可选的，所述电机包括电机壳和径向轴承座；所述电机壳包括壳体部和端盖部；所述壳体部呈圆筒状，所述端盖部设置于所述壳体部的左端，并封闭所述壳体部左端的开口；所述径向轴承座固定于所述壳体部的右端，并封闭所述壳体部右端的开口；所述电机壳内可转动地设置有转子；所述径向轴承座中沿左右方向开设有右通孔，所述径向轴承座的右通孔的内壁面上开设有右气液槽，而且所述右通孔内设置有右径向静压轴承的右多孔材料衬套，所述转子的右端设置于所述右多孔材料衬套内；所述端盖部中沿左右方向开设有左通孔，所述端盖部的左通孔的内壁面上开设有左气液槽，而且所述左通孔内设置有左径向静压轴承的左多孔材料衬套，所述转子的左端设置于所述左多孔材料衬套内；所述转子的左端还通过轴向静压轴承支撑于所述端盖部上；所述左径向静压轴承、右径向静压轴承和轴向静压轴承均为由低粘度的气态和液态双相流体作为润滑介质的多孔材料静压轴承；所述第一级压缩机包括第一蜗壳和第一叶轮；所述第二级压缩机包括第二蜗壳和第二叶轮；所述第一蜗壳固定于所述端盖部上，并位于所述端盖部的左侧，所述第一叶轮固定于所述电机的转子的左端，并位于所述第一蜗壳内；所述第二蜗壳固定于所述径向轴承座上，且位于所述径向轴承座的右侧，所述第二叶轮固定于所述电机的转子的右端，并位于所述第二蜗壳内。可选的，所述第一叶轮和第二叶轮均为开式叶轮，所述第一叶轮的叶片顶部与所述第一蜗壳的间隙小于100um；所述第二叶轮的叶片顶部与所述第二蜗壳的间隙小于100um。可选的，所述电机还包括定子，所述定子位于所述转子和壳体部之间，所述定子由硅钢片和线圈组成，所述线圈缠绕于所述硅钢片上；所述壳体部的内壁面上形成有环形槽，所述环形槽的轴心线与所述壳体部的轴心线重合，且所述硅钢片的左右方向的宽度大于所述环形槽左右方向上的宽度，所述硅钢片安装于所述壳体部的内壁，并覆盖所述环形槽，由此在所述硅钢片和所述电机壳内壁面之间形成空腔；所述壳体部上还开设有用于低粘度双相流体进入的进入
通道和用于低粘度双相流体排出的排出通道；所述进入通道与所述环形槽连通；所述壳体部上还开设有左冷却通道和右冷却通道；所述左冷却通道的一端与所述进入通道连通，另一端连通于所述定子左侧的容置空间；所述右冷却通道的一端与所述进入通道连通，另一端连通于所述定子右侧的容置空间。可选的，所述径向轴承座上开设有右气体通道，所述右气体通道与所述右气液槽连通；所述端盖部上开设有左气体通道，所述左气体通道与所述左气液槽连通。可选的，所述轴向静压轴承包括两个推力轴承、调整环和推力盘；所述推力轴承均包括碟形座和多孔材质环；所述碟形座上开设有容置槽，所述多孔材质环设置于所述容置槽内；且所述多孔材质环内开设有流体通道；所述碟形座内开设有气体通道；所述气体通道与所述流体通道连通；所述两个推力轴承的多孔材质环相对设置，所述调整环位于所述两个推力轴承的蝶形座之间；所述推力盘固定于所述转子上，并位于所述两个推力轴承的多孔材质环之间。可选的，所述离心压缩机还包括供气系统，所述供气系统包括冷凝器和加热罐；所述冷凝器的进口与所述第二级压缩机的出口连通，所述加热罐的进口与所述冷凝器的出口连通，所述加热罐的出口与所述径向静压轴承的气液槽和轴向静压轴承的气体通道连通。可选的，所述供气系统还包括存储罐，所述加热罐的出口通过第一单向阀与所述存储罐的进口连通，所述存储罐的出口与所述径向静压轴承的气液槽和轴向静压轴承的气体通道连通；所述第二级压缩机的出口还通过第二单向阀与所述存储罐的进口连通；所述第一单向阀仅允许气体从加热罐流动至存储罐；所述第二单向阀仅允许气体从第二级压缩机流入存储罐。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的离心压缩机，其包括电机，且所述电机中，支撑电机转子的径向静压轴承和轴向静压轴承采用低粘度的液体和气体双相制冷剂的多孔材料静压气浮轴承，它减少了转子的径向和轴向的晃动，因此，允许把叶轮的叶片顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心压缩机，其特征在于，包括电机和第一级压缩机；所述电机驱动所述第一级压缩机运转；所述电机采用径向静压轴承支撑所述电机转子的转动，采用轴向静压轴承对电机转子的轴向力进行平衡；且所述径向静压轴承和轴向静压轴承均采用气体和液体双相低粘度流体作为润滑介质。

【技术特征摘要】
1.一种离心压缩机，其特征在于，包括电机和第一级压缩机；所述电机驱动所述第一级压缩机运转；所述电机采用径向静压轴承支撑所述电机转子的转动，采用轴向静压轴承对电机转子的轴向力进行平衡；且所述径向静压轴承和轴向静压轴承均采用气体和液体双相低粘度流体作为润滑介质。2.根据权利要求1所述的离心压缩机，其特征在于，还包括第二级压缩机，所述电机为双输出电机，且所述电机还驱动所述第二级压缩机运转。3.根据权利要求2所述的离心压缩机，其特征在于，所述电机包括电机壳和径向轴承座；所述电机壳包括壳体部和端盖部；所述壳体部呈圆筒状，所述端盖部设置于所述壳体部的左端，并封闭所述壳体部左端的开口；所述径向轴承座固定于所述壳体部的右端，并封闭所述壳体部右端的开口；所述电机壳内可转动地设置有转子；所述径向轴承座中沿左右方向开设有右通孔，所述径向轴承座的右通孔的内壁面上开设有右气液槽，而且所述右通孔内设置有右径向静压轴承的右多孔材料衬套，所述转子的右端设置于所述右多孔材料衬套内；所述端盖部中沿左右方向开设有左通孔，所述端盖部的左通孔的内壁面上开设有左气液槽，而且所述左通孔内设置有左径向静压轴承的左多孔材料衬套，所述转子的左端设置于所述左多孔材料衬套内；所述转子的左端还通过轴向静压轴承支撑于所述端盖部上；所述左径向静压轴承、右径向静压轴承和轴向静压轴承均为由低粘度的气态和液态双相流体作为润滑介质的多孔材料静压轴承；所述第一级压缩机包括第一蜗壳和第一叶轮；所述第二级压缩机包括第二蜗壳和第二叶轮；所述第一蜗壳固定于所述端盖部上，并位于所述端盖部的左侧，所述第一叶轮固定于所述电机的转子的左端，并位于所述第一蜗壳内；所述第二蜗壳固定于所述径向轴承座上，且位于所述径向轴承座的右侧，所述第二叶轮固定于所述电机的转子的右端，并位于所述第二蜗壳内。4.根据权利要求3所述的离心压缩机，其特征在于，所述第一叶轮和第二
\t叶轮均为开式叶轮，所述第一叶轮的叶片顶部与所述第一蜗壳的间隙小于100um；所述第二叶轮的叶片顶部与所述第二蜗壳的间隙小于100um。5.根据权利要求4所述的离心压缩机，其特征在于，所述电机还包括定子，所述定子位于所述转子和壳体部之间，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾发华，袁鹏，宋节季，裴俊谱，冀伟星，李飞，
申请(专利权)人：杭州万辰机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33