空气压缩机冷却结构、空气压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种空气压缩机冷却结构、空气压缩机，其中的空气压缩机冷却结构，包括机壳，所述机壳内设有电机转子，所述电机转子包括沿所述电机转子的轴向间隔设置的第二短轴及第一短轴，所述第二短轴上设置有与气浮轴向轴承对应的止推盘，所述第一短轴的轴端连接有第一叶轮，所述机壳上构造有第一冷却气道，所述第一短轴内构造有通流流道，所述机壳外部的冷却气流经由所述第一冷却气道及所述通流流道后排出所述机壳的外部。根据本发明专利技术，能够对所述第一短轴以及处于所述第一短轴一端的磁钢进行散热冷却，能够降低所述电机转子的温升，提高磁钢的抗退磁能力，减少整轴轴长变形量，防止第一叶轮剐蹭涡壳导致整机失效的现象发生。止第一叶轮剐蹭涡壳导致整机失效的现象发生。止第一叶轮剐蹭涡壳导致整机失效的现象发生。

【技术实现步骤摘要】
空气压缩机冷却结构、空气压缩机


[0001]本专利技术属于压缩机
，具体涉及一种空气压缩机冷却结构、空气压缩机。

技术介绍

[0002]目前气悬浮离心式双级空压机由一级涡壳、一级叶轮、二级涡壳、二级叶轮、一级扩压器、二级扩压器、前端盖、后端盖、水冷机壳、永磁电机定子、永磁电机转子、气浮轴向轴承组件以及气浮径向轴承组件等组成。
[0003]其中：永磁电机转子包含前短轴、后短轴、磁钢、护套(合金/碳纤维材料)组成；水冷机壳设置有冷却水道，通常为螺旋水道或轴向U型水道；二级侧为例二级叶轮与二级涡壳之间的间隙即为叶顶间隙δ，δ主要影响气动效率，运行时δ越大气动效率越低。
[0004]原有技术结构目前主要存在以下难点：
[0005]1、无法有效的对转子进行冷却
[0006]高速永磁电机具有转速高、体积小、效率高的特点，目前离心式空压机通常采用高速永磁电机。电机定子通过机壳上的冷却水道进行冷却散热，但电机转子并没有进行单独有效的冷却，仅能通过热辐射的方式从定子向外散热。高速永磁电机与传统电机不同，其频率高、体积小，电流高频谐波导致磁钢与护套(采用金属护套时)发热严重，若采用碳纤维护套则使得磁钢产生的热量更难向外散热，同时由于整机体积小散热条件更难。综上所述高速电机运行时转子温升是较为严重，较高的温升会导致磁钢退磁电机性能下降，甚至使得护套失效发生危险。所以如何对转子进行有效的冷却是空压机结构设计的重点。
[0007]2、转子轴向伸长导致叶轮与涡壳磨损
[0008]高速电机通常搭配特殊轴承，例如磁悬浮轴承、气悬浮轴承、滑动轴承等，此类轴承与传统滚珠轴承不同点在于，传统滚珠轴承分别设置在转子两侧实现对转子的径向与轴向限位。但对于上述的特殊轴承其径向轴承可实现转子的径向限位，但其轴向轴承只设置在一侧进行轴向的限位，当转子温升较高时会导致整轴以推力盘(由于限位原因)为中心向两端变形伸长，根据材料热变形公式：σ＝L
·
α
·
ΔT，其中σ为热变形量、α为热膨胀系数、ΔT为温升。二级叶轮侧与推力盘的距离L2远大于一级叶轮侧与推力盘的距离L1，结合上述公式当转子温度升高时，推力盘到二级叶轮侧热变形量远大于另一侧，此时二级叶轮与涡壳间的叶顶间隙δ变小。若转子冷却效果较差叶顶间隙δ将急剧减少，严重时叶轮会与涡壳发生剐蹭导致整机性能异常或损坏。若为防止剐蹭将δ的设计值增大，会使得空压机在低转速区域气动效率严重下降(因为转子温升随运行转速升高而增加)，低转速区转子温升不明显，较大的叶顶间隙使得整机效率下降。

技术实现思路

[0009]因此，本专利技术提供一种空气压缩机冷却结构、空气压缩机，能够克服现有技术中空气压缩机中由于转轴单端轴向定位，在对电机转子尤其是转轴冷却不良时转轴轴伸变形较大导致叶顶间隙急剧减小，可能导致叶轮与涡壳发生剐蹭导致整机性能异常甚至损坏的不
足。
[0010]为了解决上述问题，本专利技术提供一种空气压缩机冷却结构，包括机壳，所述机壳内设有电机转子，所述电机转子包括沿所述电机转子的轴向间隔设置的第二短轴及第一短轴，所述第二短轴上设置有与气浮轴向轴承对应的止推盘，所述第一短轴的轴端连接有第一叶轮，所述机壳上构造有第一冷却气道，所述第一短轴内构造有通流流道，所述机壳外部的冷却气流经由所述第一冷却气道及所述通流流道后排出所述机壳的外部。
[0011]在一些实施方式中，所述第一短轴可旋转地支撑于第一端盖上，所述第一端盖设于所述机壳的第一端，所述第一端盖上构造有第二冷却气道，所述第一冷却气道内的冷却气流能够经由所述第二冷却气道进入所述通流流道。
[0012]在一些实施方式中，所述第一端盖朝向所述第一叶轮的一侧连接有第一扩压器，所述第一扩压器上构造有第三冷却气道，所述第二冷却气道中的冷却气流能够经由所述第三冷却气道进入所述通流流道。
[0013]在一些实施方式中，所述第一短轴具有朝向所述第一叶轮一侧的轴肩环面，所述第一扩压器具有朝向所述轴肩环面延伸的轴向凸台，所述通流流道的入口处于所述轴肩环面上，所述第三冷却气道的出口处于所述轴向凸台上，所述第三冷却气道的出口与所述通流流道的入口能够在所述电机转子的轴向上对准。
[0014]在一些实施方式中，所述第一扩压器的材质为耐磨材料。
[0015]在一些实施方式中，所述轴向凸台与所述轴肩环台之间形成的轴向间隙的间隙量为δ1，所述第一叶轮的叶顶间隙为δ，δ1＜δ。
[0016]在一些实施方式中，δ—δ1＞0.15mm。
[0017]在一些实施方式中，所述第二短轴与所述第一短轴之间夹设有磁钢，所述通流流道具有邻近所述磁钢设置的流道段；和/或，所述通流流道的流通路径为U形或者V形；和/或，所述通流流道具有多条。
[0018]在一些实施方式中，所述第一短轴的外圆周壁上与气浮径向轴承对应的区域上设有润滑涂层；和/或，所述第二短轴的端部连接有第二叶轮；和/或，所述机壳上构造有冷却水道。
[0019]本专利技术还提供一种空气压缩机，包括上述的空气压缩机冷却结构。
[0020]本专利技术提供的一种空气压缩机冷却结构、空气压缩机，通过在第一短轴上构造所述通流流道，从而使所述第一冷却气道内的冷却气流能够进入所述第一短轴内部，从而能够对所述第一短轴以及处于所述第一短轴一端的磁钢进行散热冷却，能够降低所述电机转子的温升，提高磁钢的抗退磁能力，减少整轴轴长变形量，防止第一叶轮剐蹭涡壳导致整机失效的现象发生。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例的空气压缩机冷却结构的内部结构示意图；
[0022]图2为图1中A处的局部放大图；
[0023]图3为图1中B处的局部放大图；
[0024]图4为图1中第一短轴的立体结构示意图；
[0025]图5为本专利技术另一实施例的空气压缩机冷却结构的内部结构示意图。
[0026]附图标记表示为：
[0027]101、一级涡壳；102、第二叶轮；103、二级涡壳；104、第一叶轮；105、第二扩压器；106、第一扩压器；1061、轴向凸台；107、第二端盖；108、第一端盖；109、机壳；110、电机定子；111、电机转子；112、气浮轴向轴承；113、气浮径向轴承；114、止推盘；115、第二短轴；116、第一短轴；117、磁钢；118、护套(合金/碳纤维材料)；119、冷却水道；201、通流流道；202、第一冷却气道；2021、第二冷却气道；2022、第三冷却气道。
具体实施方式
[0028]结合参见图1至图5所示，根据本专利技术的实施例，提供一种空气压缩机冷却结构，包括机壳109，所述机壳109内设有电机转子111，所述电机转子111包括沿所述电机转子111的轴向间隔设置的第二短轴115及第一短轴116，所述第二短轴115上设置有与气浮轴向轴承112对应的止推盘114，所述第一短轴116的轴端连接有第一叶轮104，所述机壳109上构造有第一冷却气道202，所述第一短轴116内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气压缩机冷却结构，其特征在于，包括机壳(109)，所述机壳(109)内设有电机转子(111)，所述电机转子(111)包括沿所述电机转子(111)的轴向间隔设置的第二短轴(115)及第一短轴(116)，所述第二短轴(115)上设置有与气浮轴向轴承(112)对应的止推盘(114)，所述第一短轴(116)的轴端连接有第一叶轮(104)，所述机壳(109)上构造有第一冷却气道(202)，所述第一短轴(116)内构造有通流流道(201)，所述机壳(109)外部的冷却气流经由所述第一冷却气道(202)及所述通流流道(201)后排出所述机壳(109)的外部。2.根据权利要求1所述的空气压缩机冷却结构，其特征在于，所述第一短轴(116)可旋转地支撑于第一端盖(108)上，所述第一端盖(108)设于所述机壳(109)的第一端，所述第一端盖(108)上构造有第二冷却气道(2021)，所述第一冷却气道(202)内的冷却气流能够经由所述第二冷却气道(2021)进入所述通流流道(201)。3.根据权利要求2所述的空气压缩机冷却结构，其特征在于，所述第一端盖(108)朝向所述第一叶轮(104)的一侧连接有第一扩压器(106)，所述第一扩压器(106)上构造有第三冷却气道(2022)，所述第二冷却气道(2021)中的冷却气流能够经由所述第三冷却气道(2022)进入所述通流流道(201)。4.根据权利要求3所述的空气压缩机冷却结构，其特征在于，所述第一短轴(116)具有朝向所述第一叶轮(104)一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，廖繁林，闫瑾，苏久展，陈嘉星，蔡由俊，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：