[发明专利]流体压缩机

说明书

本发明涉及一种两级式高速流体压缩机(1)，它包括具有流体入口和压缩流体出口并包含围绕纵轴线可旋转地安装的轴(7)的机壳(2)、背对背地安装在该轴上的第一和第二压缩轮、定位于第一压缩轮和第二压缩轮之间并布置成使轴旋转的马达(12)，第一压缩轮构成第一压缩级，第二压缩轮构成第二压缩级。该机壳包括与纵轴线同轴延伸并且其内部至少布置有马达的贯通的内部容腔(50)，该内部容腔具有内壁(52)，该内壁布置成与马达一起构成至少处在内壁和马达之间的通道(54)，所述通道在第一和第二压缩级间延伸，以便通过与在通道中流动的待压缩流体接触来冷却马达。另外，该机壳在其表面上包括至少一个腔(60a、60b)，该腔构成用以接纳压缩机的至少一个电子部件(4a、4b)的至少一个集成式容腔，该集成式容腔朝向内壁延伸，以允许电子部件借助于内壁被在通道中流动的待压缩流体冷却。

技术领域

本发明涉及一种两级式高速流体压缩机，它包括机壳、第一压缩轮、第二压缩轮以及马达，该机壳具有流体入口和压缩流体出口并且包含围绕纵轴线可旋转地安装的轴，该第一压缩轮和第二压缩轮背对背地安装在所述轴上，所述第一压缩轮构成第一压缩级，所述第二压缩轮构成第二压缩级，该马达优选是同步电动马达，它定位于第一压缩轮和第二压缩轮之间并且布置成使所述轴旋转。

背景技术

这种流体压缩机通常称为涡轮压缩机或离心压缩机。它们设置有构成永磁同步电动马达(无刷电机)的定子和转子。这种类型的压缩机可以达到非常高的速度，例如每分钟100,000至500,000转。马达高速驱动压缩轮，压缩轮压缩流体。流体可以是空气、气体、制冷剂或任何其它适当的流体。使用两个压缩轮允许将流体压缩两倍。

这些压缩机用于多种工业应用，特别是用于增压或能量交换。例如，这些两级式高速压缩机可以与天然气、空气一起使用，以便为燃料电池或任何其它使用压缩空气的系统(工业或医疗压缩机、船舶压缩机、天然气管道等)提供动力。它们还可以用于如电动、混合动力或氢动力车辆中那样的使用制冷气体的移动式HVAC(加热、通风和空气调节)系统中。这些压缩机还可以用于诸如热泵那样的使用制冷气体的固定式系统。

这些压缩机通常包括用于待压缩流体的第一流动回路和用于冷却液的第二流动回路，该冷却液被用来冷却压缩机，更具体地为马达和支承马达轴的轴承以及电子部件。实际上，马达的高速旋转导致非常高的发热，使得压缩机元件必须被冷却以避免损坏。这些回路通常布置在实际压缩机外部，至少就冷却回路而言是这样的。

因此，这些压缩机非常庞大，不能集成在受限的环境中。

此外，由冷却液回收的热量被浪费，这构成了相当大的能量浪费。

发明内容

本发明的一个目的是克服已知高速压缩机的多个缺点。

更确切地，本发明的一个目的是提供一种非常紧凑的两级式高速流体压缩机。

本发明的另一目的是提供一种具有高转速、高压缩比和最佳能量效率但仍占据小体积的两级式高速流体压缩机。

为此，本发明涉及一种两级式高速流体压缩机，它包括机壳、第一压缩轮和第二压缩轮以及马达，该机壳具有流体入口和压缩流体出口并且含有围绕纵轴线可旋转地安装的轴，该第一压缩轮和第二压缩轮背对背地安装在所述轴上，所述第一压缩轮构成第一压缩级，所述第二压缩轮构成第二压缩级，该马达位于第一压缩轮和第二压缩轮之间并且布置成使轴旋转。

根据本发明，机壳包括与纵轴线同轴延伸的内部贯通容腔(housing，壳体)，在该容腔内至少布置有马达，所述内部容腔具有内壁，该内壁布置成与马达一起构成至少处于所述内壁和马达之间的通道，所述通道在第一压缩级和第二压缩级之间延伸，以便通过与在通道中流动的待压缩流体接触来冷却马达。此外，机壳在其表面包括至少一个腔，该腔构成至少一个集成式(一体式)容腔，该集成式容腔布置成接纳压缩机的至少一个电子部件，所述集成式容腔朝向所述内壁延伸，以允许所述电子部件经由所述内壁被在通道中流动的待压缩流体冷却。