由电机驱动的、压缩轴穿过转子的流体压缩设备制造技术

本发明专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备(1)，其转子(4)包括圆柱形磁铁(5)和锁紧环(6)。根据本发明专利技术，转子(4)安装在压缩轴(3)上，且设有螺母(8)以轴向地固定压缩机(1)的转子(4)和压缩机叶轮(2)。(4)和压缩机叶轮(2)。(4)和压缩机叶轮(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由电机驱动的、压缩轴穿过转子的流体压缩设备


[0001]本专利技术涉及由电机驱动的压缩设备领域，尤其涉及由电机驱动的涡轮增压器的专利技术。
[0002]本专利技术特别涉及将气态流体传送至任何设备之前且更具体地是将气态流体传送至内燃机的进气口之前，藉由压缩机压缩气态流体、在此为空气的设备，压缩机为单独的或与涡轮相关联的从而形成涡轮增压器。
[0003]事实上，如广为所知的，内燃机所传递的功率取决于供给入该发动机的燃烧室的空气量，该空气量本身与该空气的密度成比例。
[0004]因此，当需要高功率时，通常在允许外部空气进入该燃烧室之前，通过压缩外部空气来增加该空气量。这种已知为涡轮增压的运行可以使用任何装置来实现，比如单独由电机电气驱动的压缩机(电气化的压缩机)或与涡轮及电机相关联从而形成电气化涡轮增压器的压缩机。

技术介绍

[0005]在上述两种情况下，与压缩机相关联的电机可以是不同类型的。
[0006]一种是具有小气隙且绕组靠近转子的电机，该电机提供最佳的磁通引导和优化的效率。这种类型电机的优点是具有一定的紧凑性，这有时在对其冷却时可能是个问题，且需要专门系统带走热量损失。
[0007]为了不侵入压缩机的空气进气口，这种类型的电机在电气化压缩机的情况下照惯例位于离心式压缩机的背部，或在电气化涡轮增压器的情况下位于压缩机与涡轮之间，尽管在后一种情况下由于靠近涡轮机而存在不利的热环境。通常，压缩机、涡轮机和电机之间的链接是刚性的。这种类型的机器也可以位于压缩机侧上，但是相对远离空气进气口，以免干扰它。压缩机和电机之间的链接则是刚性的，或由机械或磁耦合提供。
[0008]在专利US
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2014/0,373,532、US
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8,157,543、US
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8,882,478、US
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2010/0,247,342、US
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6,449,950、US
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7,360,361、EP
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0,874,953或EP
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0,912,821中更详细地描述了这种类型的系统。
[0009]另一类型的机器是具有大气隙的电机，该气隙有时可能几厘米长，以允许工作流体从中通过，因此使得集成能够在更有利的热环境中尽可能地靠近压缩系统。
[0010]然而，该电机布局的缺陷是干扰和限制转子和定子之间通过大气隙的磁通，且由此有助于限制电机的固有效率及其特定性能(功率重量比和功率密度)。这种设计的高损耗还需要特殊的冷却来释放转子和定子的热量或限制特殊性能。
[0011]在专利EP
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1,995,429、US
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2013/169,074或US
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2013/043,745中特别地描述了这种类型的电机。
[0012]第三种类型的电机设有定子栅极的机器，即具有定子的电机，其定子的定子齿周围安装有线圈，这些定子齿具有大尺寸以允许气流通过。这种类型的电机是具有小气隙且绕组远离转子的电机。这种类型的电机可以布置在压缩机进气口处。这种定子栅极电机在
专利申请WO
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2013/050,577和FR
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3,048,022中进行了特别描述。
[0013]与压缩机电气化有关的一个问题涉及转子的设计及其与压缩机轴的连接。该设计经常是复杂(使用螺钉)且昂贵的，以此提供转子和压缩机轴优良的同轴度而为在非常高的转速下运行所要求的。
[0014]专利申请No.FR
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17/61,576细化了几种电动转子结构以及通过将转子添加至压缩机侧的轴开口而安装在涡轮增压器轴上的结构。这些结构对于在现有的涡轮增压器上的转子的集成很有意义。然而，考虑到制造公差和获得这种系统所需的转子平衡操作，这些结构通常不容易与工业大规模生产制造过程相互兼容。

技术实现思路

[0015]为了降低制造和组装方法的复杂性，且与工业大规模生产制造工艺相互兼容，本专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备，其转子包括圆柱形磁铁和非磁性锁紧环。根据本专利技术，转子安装在压缩轴上，且设有螺母以轴向地固定转子和压缩机叶轮。因此，压缩轴延伸穿过转子，这降低了待制造部件在部件形状或制造公差方面的复杂性。此外，本专利技术允许减少制造和组装过程中所需的操作数量，特别减少可能的昂贵平衡操作。
[0016]本专利技术涉及一种由电机驱动的流体压缩设备，所述电机包括转子和定子，所述压缩设备包括压缩轴，其上安装有至少一个压缩机叶轮，所述转子包括圆柱形磁铁和用于维持所述磁铁的锁紧环。所述转子安装在所述压缩轴上，且在所述压缩轴的端部安装有用于轴向地固定所述转子和所述压缩机叶轮的螺母。
[0017]根据实施例，所述转子包括支撑所述圆柱形磁体的装置，所述支撑装置为圆柱形，且围绕所述压缩轴布置。
[0018]优选地，所述支撑装置是圆柱形套筒。
[0019]根据一个方面，所述圆柱套筒抵靠所述压缩机轮且抵靠所述螺母。
[0020]有利地，所述圆柱套筒抵靠用于引导压缩轴的系统且抵靠所述螺母。
[0021]在变型中，所述压缩机叶轮安装在所述圆柱形套筒上。
[0022]替代地，所述压缩机叶轮包括所述支撑装置。
[0023]根据本专利技术的实施方式，所述转子的外径小于或等于压缩机叶轮鼻部的直径。
[0024]根据一个方面，所述转子在所述磁体的一侧包括至少一个非磁性止动块。
[0025]根据一个选项，所述锁紧环由非磁性材料制成，优选地为钛或碳。
[0026]根据一个特征，所述压缩设备是结合涡轮和压缩机的涡轮增压器，特别是用于内燃机或微型涡轮。
[0027]有利地，所述电机布置在所述涡轮增压器的进气口中。
[0028]根据实施例，所述电机是定子栅极电机。
[0029]此外，本专利技术涉及一种由电机驱动的压缩设备的制造方法，所述电机包括转子和定子，所述压缩设备包括压缩机轴，其上安装有至少一个压缩机叶轮。对于该方法，执行以下步骤：
[0030]a)将所述压缩机叶轮安装在所述压缩轴上，
[0031]b)将圆柱形磁铁安装到布置在所述压缩轴上的支撑装置上，
[0032]c)通过锁紧环径向维持所述圆柱形磁体，以及
[0033]d)通过布置在所述压缩轴端部的螺母轴向地固定所述转子和所述压缩机叶轮。
附图说明
[0034]根据本专利技术设备和方法的其他特征和优点将从阅读参照附图、以非限制性示例的方式给出的多个实施例的描述中变得明了，附图中：
[0035]‑
图1示出了根据本专利技术第一实施例的、由电机驱动的压缩设备，
[0036]‑
图2示出了根据本专利技术第二实施例的、由电机驱动的压缩设备，以及
[0037]‑
图3示出了根据本专利技术第三实施例的、由电机驱动的压缩设备。
具体实施方式
[0038]本专利技术涉及一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由电机驱动的流体压缩设备，所述电机包括转子(4)和定子，所述压缩设备包括安装有至少一个压缩机叶轮(2)的压缩轴(3)，所述转子(4)包括圆柱形磁铁(5)和用于保持所述圆柱形磁铁(5)的锁紧环(6)，其特征在于，所述转子(4)安装在所述压缩轴进气侧的所述压缩轴(3)上，且安装在所述压缩轴(3)端部的螺母(8)以轴向地固定所述转子(4)及所述压缩机叶轮(2)，所述转子(4)一侧抵靠所述压缩机叶轮(2)，且另一侧抵靠螺母(8)。2.如权利要求1所述的压缩设备，其中所述转子(4)包括支撑所述圆柱形磁铁(5)的装置(7，7'，2')，所述支撑装置(7，7'，2')为圆柱形且围绕所述压缩轴(3)布置。3.如权利要求2所述的压缩设备，其中所述支撑装置为圆柱形套筒(7，7')。4.如权利要求3所述的压缩设备，其中所述圆柱形套筒(7)抵靠所述压缩机叶轮(2)且抵靠所述螺母(8)。5.如权利要求3所述的压缩设备，其中所述圆柱形套筒(7')抵靠用于引导压缩轴(3)的系统(9)且抵靠所述螺母(8)。6.如权利要求3或5所述的压缩设备，其中所述压缩机叶轮(2)安装在所述圆柱形套筒(7')上。7.如权利要求2所述的压缩设备，其中所述压缩机叶轮(2)包括所述支撑装置(2')。8.如上述任一权利要求中所述的压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：