径向动压气体轴承、压缩机和空调机组

摘要

本发明涉及一种径向动压气体轴承、压缩机和空调机组，其中径向动压气体轴承包括轴承外壳(10)、波箔(20)和顶箔(30)，波箔(20)，置在轴承外壳(10)和顶箔(30)之间，轴承外壳(10)的内壁和波箔(20)之间具有空腔(40)，轴承外壳(10)设有通气通道，通气通道用于向空腔(40)内引入气体。压缩机包括径向动压气体轴承。空调机组包括压缩机。本发明通过在轴承外壳上设置的通气通道，可以向位于轴承外壳的内壁和波箔之间的空腔内引入气体，通过引入的气体可以调节波箔的刚度，使轴承更好地适应转子的振动，提升应用该轴承的压缩机在运行过程中的稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及一种径向动压气体轴承、压缩机和空调机组。

背景技术

波箔动压气悬浮离心压缩机利用气体轴承在高速旋转过程中的动压效应产生的力支撑转子悬浮，压缩机可以实现无油和无摩擦运行，轴承无机械耗功，可以省去复杂的油路系统，也避免了润滑油与高速轴的摩擦，减少摩擦损失，压缩机的结构简单，效率高，维护简便。

但在实际使用时，动压气悬浮压缩机在启动以及运行过程中受力复杂，容易引起转子不稳定振动，轴承的刚度无法适应转子的振动，转子在某些阶段仍会与轴承发生摩擦，影响转子和轴承的使用寿命。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种径向动压气体轴承、压缩机和空调机组，以提高轴承对转子振动的适应能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种径向动压气体轴承，包括：

轴承外壳；

顶箔；和

波箔，设置在轴承外壳和顶箔之间，且轴承外壳的内壁和波箔之间具有空腔，轴承外壳设有通气通道，通气通道用于向空腔内引入气体。

在一些实施例中，通气通道包括通气孔，通气孔沿径向贯穿轴承外壳。

在一些实施例中，通气通道包括多个通气孔，多个通气孔沿轴承外壳的轴向和/或周向布置。

在一些实施例中，波箔包括第一波段和第二波段，第一波段与轴承外壳的内壁接触，第二波段向远离轴承外壳的内壁的方向凸起以在第二波段和轴承外壳的内壁之间形成空腔，通气孔与空腔连通。

在一些实施例中，通气孔设置在轴承外壳的与第二波段对应的部分的中部。

在一些实施例中，通气通道包括通气槽，通气槽沿轴承外壳的轴向延伸，通气孔与通气槽连通。

在一些实施例中，通气槽设置在轴承外壳的远离波箔的一侧。

在一些实施例中，空腔与波箔和顶箔之间的空间相互连通。

为实现上述目的，本发明还提供了一种压缩机，包括上述的径向动压气体轴承。

在一些实施例中，压缩机内设有输送通道，输送通道与通气通道连通用于向通气通道输送气体，输送通道上设有调节阀。

为实现上述目的，本发明还提供了一种空调机组，包括上述的压缩机。

在一些实施例中，空调机组还包括冷媒输送管，冷媒输送管与通气通道连通。

在一些实施例中，空调机组还包括增压泵，增压泵的出气口与通气通道连通。

基于上述技术方案，本发明实施例中轴承外壳上设有通气通道，通过该通气通道，可以向位于轴承外壳的内壁和波箔之间的空腔内引入气体，通过引入的气体可以调节波箔的刚度，改变波箔的抗压能力，使轴承更好地适应转子的振动，提升应用本发明实施例轴承的压缩机在运行过程中的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明径向动压气体轴承一个实施例的结构示意图。

图2为本发明径向动压气体轴承一个实施例的立体图。

图3为本发明径向动压气体轴承另一个实施例的立体图。

图4为本发明压缩机一个实施例的部分结构示意图。

图5为本发明压缩机另一个实施例的部分结构示意图。

图6为本发明压缩机再一个实施例的部分结构示意图。

图中：

10、轴承外壳；11、通气孔；12、通气槽；13、间隙；20、波箔；30、顶箔；40、空腔；50、输送通道；60、调节阀；70、轴承支座；80、转子；90、定子；100、电机外壳；110、冷媒输送管；120、增压泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了适应转子复杂的受力过程，提升转子运行的稳定性，发明人经过研究发现，可以在转子运行过程中根据转子的振动特点改变轴承的刚度特性，以使轴承能够适应转子的振动。

基于以上思路，发明人对轴承结构进行了改进。参考图1和图2所示，在本发明提供的径向动压气体轴承的一个实施例中，该轴承包括轴承外壳10、波箔20和顶箔30，其中，波箔20设置在轴承外壳10和顶箔30之间，轴承外壳10的内壁和波箔20之间具有空腔40，轴承外壳10设有通气通道，通气通道用于向空腔40内引入气体。

在上述实施例中，轴承外壳10上设有通气通道，通过该通气通道，可以向位于轴承外壳10的内壁和波箔20之间的空腔40内引入气体，通过引入的气体可以调节波箔20的刚度，改变波箔20的抗压能力，使轴承更好地适应转子的振动，提升应用本发明实施例轴承的压缩机在运行过程中的稳定性。

轴承外壳10呈筒形形状，截面呈圆形，中部为空心，转子设置在轴承外壳10的中心通孔中。

通气通道的具体结构形式可以有多种选择。

如图1和图2所示，通气通道包括通气孔11，通气孔11沿径向贯穿轴承外壳10。通过通气孔11，可以将气体从轴承外壳10的外侧导向内侧。

通气通道可以包括多个通气孔11，多个通气孔11可以沿轴承外壳10的轴向和/或周向布置。

如图1所示，多个通气孔11沿轴承外壳10的周向布置。其中一部分通气孔11间隔均匀地设置。

如图2所示，沿轴承外壳10的轴向均匀布置有多个通气孔11，且沿周向布置有多排。

波箔20包括第一波段和第二波段，第一波段与轴承外壳10的内壁接触，第二波段向远离轴承外壳10的内壁的方向凸起以在第二波段和轴承外壳10的内壁之间形成空腔40，通气孔11与空腔40连通。

第二波段向远离轴承外壳10的内壁的方向凸起的形状可以为半圆形或者拱形。

通气孔11设置在轴承外壳10的与第二波段对应的部分的中部。这样设置可以保证通气孔11远离轴承外壳10的与第一波段相接触的位置，使通气孔11不被第一波段压盖住，保证流出通气孔11的气体能够顺利进入空腔40内。

通气孔11的轴线可以与空腔40的距离轴承外壳10的内壁最远的点共线，这样可以进一步确保通气孔11远离轴承外壳10的与第一波段相接触的位置，使通气孔11不被第一波段压盖住。

如图3所示，通气通道还可以包括通气槽12，通气槽12沿轴承外壳10的轴向延伸，通气孔11与通气槽12连通。

通过设置通气槽12，可以沿轴向同时连通多个通气孔11，这样在将气体通入通气槽12时即可到达多个通气孔11，不需要使每个通气孔11单独与供气源连通，有利于简化连通管路的布置。

通气槽12设置在轴承外壳10的远离波箔20的一侧，以便于通气槽12与供气源的连通。

空腔40与波箔20和顶箔30之间的空间相互连通，这样通入空腔40内的气体也可以流入波箔20和顶箔30之间的空间，以提高顶箔30的刚度，改变顶箔30的抗压能力。

基于上述的径向动压气体轴承，本发明还提出一种压缩机，该压缩机包括上述的径向动压气体轴承。

如图4所示，压缩机内设有输送通道50，输送通道50与通气通道连通用于向通气通道输送气体，输送通道50上设有调节阀60。

输送通道50可以设置在电机外壳100和轴承支座70上。通过设置调节阀60，可以调节输送通道50所输送气体的压力，进而调节波箔20以及顶箔30的刚度，改变波箔20和顶箔30的抗压能力。

基于上述的压缩机，本发明还提出一种空调机组，该空调机组包括上述的压缩机。

如图5所示，空调机组还包括冷媒输送管110，冷媒输送管110与通气通道连通。这样可以利用空调机组内的冷媒来调节波箔20和顶箔30的刚度，提高冷媒的利用价值，节省设置外接供气源的成本。

具体来说，冷媒输送管110中的冷媒可以来自于压缩机的排气口，也可以来自于冷凝器等位置。

冷媒输送管110可以与通气通道直接连通，也可以通过输送通道50与通气通道间接连通。

如图6所示，空调机组还可以包括增压泵120，增压泵120的出气口与通气通道连通。通过设置增压泵120，可以向通气通道中输送高压气体。相比于利用空调机组内的冷媒来说，设置增压泵120的方案更便于控制所通入气体的压力，自由度更高，并且不会损失空调机组的制冷能力。而且，在压缩机处于启动阶段时，压缩机的进出口还未建立起压差时，可以通过增压泵120提供通入通气通道中的气体，避免由于没有压差而无法正常通入进去的问题，解决压缩机启动阶段无法对轴承的刚度进行调节的问题。

上述各个实施例中径向动压气体轴承所具有的积极技术效果同样适用于压缩机和空调机组，这里不再赘述。

下面结合附图1～6对本发明径向动压气体轴承一个实施例的结构以及应用该径向动压气体轴承的压缩机的结构进行详细说明：

如图1所示，该径向动压气体轴承包括轴承外壳10、波箔20和顶箔30，波箔20位于轴承外壳10和顶箔30之间。顶箔30为片状箔片弯曲后形成的圆筒形状，两端对接处形成间隙13，顶箔30的周向是连续的。顶箔30的一端固定在轴承外壳10上，另一端是自由端。

波箔20为分段结构，总共包括三段，每段波箔20的一端固定在轴承外壳10上，另一端是自由端。每段波箔20均包括多个第一波段和多个第二波段，第一波段和第二波段间隔布置。第一波段与轴承外壳10的内壁接触，第二波段向远离轴承外壳10的内壁的方向凸起以在轴承外壳10的内壁与波箔20之间形成空腔40。

轴承外壳10上设有多个通气孔11，通气孔11与空腔40连通，通气孔11与空腔40一一对应，通气孔11的数量与空腔40的数量相等。而且，通气孔11开设在轴承外壳10的与第二波段对应部分的中部。

如图2所示，轴承外壳10上沿轴向均匀布置有多个通气孔11，且沿周向布置有多排。

如图3所示，轴承外壳10的外侧还设有多个沿轴向延伸的通气槽12，通气孔11开设在通气槽12的底部。

如图4所示，该压缩机包括径向动压气体轴承、转子80、定子90和电机外壳100。定子90固定在电机外壳100上，轴承支座70与电机外壳100连接。两个轴承支座70分别位于电机外壳100的两端，两个径向动压气体轴承分别安装在对应的轴承支座70上。

径向动压气体轴承包括轴承外壳10、波箔20和顶箔30。转子80插入轴承外壳10的中心通孔中，位于顶箔30的内侧。顶箔30和转子80之间形成气膜间隙，在压缩机运转时，气体进入气膜间隙形成动压气膜，使转子悬浮起来。

电机外壳100和轴承支座70上均设有输送通道50，输送通道50上设有调节阀60。

如图5所示，该压缩机还包括冷媒输送管110，冷媒输送管110内有参与制冷或制热循环的冷媒，冷媒输送管110与输送通道50连通，输送通道50与通气孔11连通。

如图6所示，该压缩机还包括增压泵120，增压泵120用于提供高压气体，增压泵120通过输送管与输送通道50连通，输送通道50与通气孔11连通。

在其他实施例中，压缩机中可以同时设置与输送通道50连通的冷媒输送管110和增压泵120，这样在压缩机刚启动时，可以通过增压泵120提供气体通入通气通道中，调节轴承的刚度；而在压缩机进行正常工作时，可利用机组本身的高压侧气体(即冷媒)，通过调节阀后输入通气通道中，对轴承的刚度进行调节，实现轴承的变刚度，提升压缩机运行过程中的抗干扰能力。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。