本實用新型涉及流體機械技術領域，具體涉及一種具有新型冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機驅(qū)動的流體機械。

背景技術：

高速電機在工作的過程會產(chǎn)生一定的熱量，只有良好的散熱，高速電機才能正常工作。如果散熱不暢，集聚的熱量超過定子和轉(zhuǎn)子承受能力，則會出現(xiàn)燒毀電機的災難性事故。因此，在電機研制與生產(chǎn)過程中，散熱都是非常重要的。

一般來講，高速電機都會配備較為復雜的風冷、水冷或油冷等冷卻系統(tǒng)。但是，對于功率密度更大、體積更小、無法安裝冷卻系統(tǒng)的高速電機來講，傳統(tǒng)的冷卻方式是無能為力的。

對于流體機械而言，尤其是鼓風機或者壓縮機，需要做功部件轉(zhuǎn)速高、功率大。那么就要求電機高轉(zhuǎn)速、功率密度大。這就帶來了嚴重的散熱問題。常規(guī)電機是通過在兩端加裝散熱風扇或者在轉(zhuǎn)子上加裝冷卻套的方式散熱。一般來講結(jié)構(gòu)非常復雜，一旦冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會帶來燒毀電機的災難性事故。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種具有新型冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機驅(qū)動的流體機械。

本實用新型采用的技術方案在于，提供了一種具有新型冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機驅(qū)動的流體機械，包括用于驅(qū)動所述流體機械的高速電機，所述的高速電機包括轉(zhuǎn)子、具有繞組的定子和電機殼，所述的定子分為對稱設置的第一定子和第二定子，第一定子和第二定子通過連接部相互連接，所述的第一定子和第二定子均固定連接在電機殼上，所述的第一定子、電機殼與高速電機的一個端部之間形成第一空腔，所述的第二定子、電機殼與高速電機的另一個端部之間形成第二空腔，所述的第一定子、第二定子和電機殼之間形成第三空腔，所述的第一空腔和第二空腔之間通過定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙連通，所述的第一空腔和第二空腔部分的電機殼上均開設有若干進氣孔，所述的第三空腔通過冷卻管道與流體機械的介質(zhì)入口連通。

在上述的技術方案中，電機的定子被設計成左右兩段結(jié)構(gòu)，分為第一定子和第二定子，二者之間通過連接部固定，并且形成了第三空腔，在高速電機驅(qū)動流體機械工作的過程中外界環(huán)境中的冷卻介質(zhì)由軸向分布的進氣孔進入到電機內(nèi)部的第一空腔和第二空腔，然后沿著定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙進入到第三空腔內(nèi)，然后再流入到冷卻管道內(nèi)，最后進入到流體機械的介質(zhì)入口與主流介質(zhì)匯到一起，通過葉輪進行壓縮做功，從而實現(xiàn)對于高速電機的冷卻。

進一步的，所述的流體機械為鼓風機或壓縮機，所述的壓縮機工作過程中的介質(zhì)為空氣、氟利昂或1，1，1，2-四氟乙烷。

進一步的，可以在冷卻管道上增加流量調(diào)節(jié)部件，以便通過冷卻氣體的流量來控制冷卻效果。優(yōu)選的，所述的流量調(diào)節(jié)部件為氣體流量調(diào)節(jié)閥。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述的壓縮機為單級壓縮機，所述的第三空腔通過冷卻管道與單級壓縮機的介質(zhì)入口連通。

作為另外一種優(yōu)選的實施方式，所述的壓縮機為二級壓縮機，所述的第三空腔通過冷卻管道與第一級壓縮機的介質(zhì)入口連通，第一級壓縮機的介質(zhì)出口與第二級壓縮機的入口通過管道連通，所述的管道上設置有冷卻系統(tǒng)，用于提高壓縮效果。更為優(yōu)選的，所述的冷卻系統(tǒng)為風冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)或油冷系統(tǒng)。

進一步的，所述的轉(zhuǎn)子與電機的兩端通過徑向箔片動壓空氣軸承連接。

更進一步的，所述的徑向箔片動壓空氣軸承包括由外向內(nèi)依次同軸設置的軸承套、彈性支承箔片和頂層箔片，所述的彈性支承箔片和頂層箔片沿軸承套的圓周方向分離式設置有多組，所述的每組頂層箔片與彈性支承箔片的一端相互連接且通過該端固定在軸承套上，另一端沿軸承套內(nèi)圓周壁延伸形成自由端，相鄰的兩組頂層箔片與彈性支承箔片之間留有空隙。在具體工作過程中，轉(zhuǎn)子與頂層箔片之間形成氣膜并且對頂層箔片施加壓力，頂層箔片受壓后壓迫彈性支承箔片發(fā)生彈性形變，形成對于轉(zhuǎn)子的承載力，本方案中采用分離式設置彈性支承箔片和頂層箔片，相鄰兩組彈性支承箔片和頂層箔片之間空隙可以接受一定程度的彈性形變量，可增大承載力，并且分離式設置在部分彈性支撐箔片或頂層箔片損壞后只需更受損部分即可，不需要整體更換，節(jié)省成本，延長設備的整體壽命。

采用上述技術方案，包括以下有益技術效果：本實用新型的技術方案從根本上解決了流體機械的高速電機的散熱問題，而且不需要增加額外的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單、冷卻效果好、成本低、利于大規(guī)模推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型中徑向箔片動壓空氣軸承一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型中徑向箔片動壓空氣軸承另一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，

1、轉(zhuǎn)子；2、繞組；3、電機殼；4、第一定子；5第二定子；6、連接部；7、第一空腔；8、第二空腔；9、第三空腔；10、進氣孔；11、冷卻管道；12、介質(zhì)入口；13、第一級壓縮機；14、第二級壓縮機；15、管道；161、軸承套；162、彈性支承箔片；163、頂層箔片；164、空隙。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型中，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“中”、“豎直”、“水平”、“橫向”、“縱向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系。這些術語主要是為了更好地描述本實用新型及其實施例，并非用于限定所指示的裝置、元件或組成部分必須具有特定方位，或以特定方位進行構(gòu)造和操作。

并且，上述部分術語除了可以用于表示方位或位置關系以外，還可能用于表示其他含義，例如術語“上”在某些情況下也可能用于表示某種依附關系或連接關系。對于本領域普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解這些術語在本實用新型中的具體含義。

此外，術語“安裝”、“設置”、“設有”、“連接”、“相連”“套接”應做廣義理解。例如，可以是固定連接，可拆卸連接，或整體式構(gòu)造；可以是機械連接，或電連接；可以是直接相連，或者是通過中間媒介間接相連，又或者是兩個裝置、元件或組成部分之間內(nèi)部的連通。對于本領域普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

除非另有說明，“多個”的含義為兩個或更多。

下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。圖1～圖3給出了本實用新型的具體實施方式。

本實用新型提供了一種具有新型冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機驅(qū)動的流體機械，包括用于驅(qū)動所述流體機械的高速電機，所述的高速電機包括轉(zhuǎn)子1、具有繞組2的定子和電機殼3，所述的定子分為對稱設置的第一定子4和第二定子5，第一定子4和第二定子5通過連接部6相互連接，所述的第一定子4和第二定子5均固定連接在電機殼3上，所述的第一定子4、電機殼3與高速電機的一個端部之間形成第一空腔7，所述的第二定子5、電機殼3與高速電機的另一個端部之間形成第二空腔8，所述的第一定子4、第二定子5和電機殼3之間形成第三空腔9，所述的第一空腔7和第二空腔8之間通過定子與轉(zhuǎn)子1之間的氣隙連通，所述的第一空腔7和第二空腔8部分的電機殼3上均開設有若干進氣孔10，所述的第三空腔9通過冷卻管道11與流體機械的介質(zhì)入口12連通。

在上述的實施方式中，電機的定子被設計成左右兩段結(jié)構(gòu)，分為第一定子4和第二定子5，二者之間通過連接部6固定，并且形成了第三空腔9，冷卻結(jié)構(gòu)的具體工作過程為：在高速電機驅(qū)動流體機械工作的過程中外界環(huán)境中的冷卻介質(zhì)由進氣孔10進入到電機內(nèi)部的第一空腔7和第二空腔8，然后冷卻介質(zhì)沿著定子與轉(zhuǎn)子1之間的氣隙進入到第三空腔9內(nèi)，然后冷卻介質(zhì)從第三空腔9再流入到冷卻管道11內(nèi)，最后進入到流體機械的介質(zhì)入口12與主流介質(zhì)匯到一起，通過葉輪進行壓縮做功。介質(zhì)的流動方向和路徑如圖中箭頭所示。

具體的，所述的流體機械可以為鼓風機或壓縮機，所述的壓縮機工作過程中的介質(zhì)可以為空氣、氟利昂或1，1，1，2-四氟乙烷，當然還可以為其他的類似的制冷劑或工質(zhì)。

具體的，如圖1所示，所述的壓縮機為單級壓縮機，所述的第三空腔9通過冷卻管道11與單級壓縮機的介質(zhì)入口12連通即可。介質(zhì)的流動方向和路徑如圖中箭頭所示。

具體的，如圖2所示，所述的壓縮機為二級壓縮機，所述的第三空腔9通過冷卻管道11與第一級壓縮機13的介質(zhì)入口12連通，第一級壓縮機13的介質(zhì)出口與第二級壓縮機14的入口通過管道15連通，所述的管道15上設置有冷卻系統(tǒng)，用于提高壓縮效果。介質(zhì)的流動方向和路徑如圖中箭頭所示。

在上述的實施方式中，所述的冷卻系統(tǒng)可以為風冷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)或油冷系統(tǒng)。此處適用于現(xiàn)有技術，不做贅述。

在上述各實施方式的基礎上，可以在冷卻管道11上增加流量調(diào)節(jié)部件，以便通過冷卻氣體的流量來控制冷卻效果。具體的，所述的流量調(diào)節(jié)部件可以為氣體流量調(diào)節(jié)閥。

在上述實施方式的基礎上，所述的轉(zhuǎn)子1與電機的兩端通過徑向箔片動壓空氣軸承連接。

上述的徑向箔片動壓空氣軸承的具體結(jié)構(gòu)可以如圖3所示，所述的徑向箔片動壓空氣軸承包括由外向內(nèi)依次同軸設置的軸承161套、彈性支承箔片162和頂層箔片163，所述的彈性支承箔片162和頂層箔片163沿軸承套161的圓周方向分離式設置有多組，所述的每組頂層箔片163與彈性支承箔片162的一端相互連接且通過該端固定在軸承套161上，另一端沿軸承套161內(nèi)圓周壁延伸形成自由端，相鄰的兩組頂層箔片163與彈性支承箔片162之間留有空隙164。

在具體工作過程中，轉(zhuǎn)子1與頂層箔片163之間形成氣膜并且對頂層箔片163施加壓力，頂層箔片163受壓后壓迫彈性支承箔片162發(fā)生彈性形變，形成對于轉(zhuǎn)子1的承載力，本方案中采用分離式設置彈性支承箔片162和頂層箔片163，相鄰兩組彈性支承箔片162和頂層箔片163之間空隙164可以接受一定程度的彈性形變量，可增大承載力，并且分離式設置在部分彈性支撐箔片或頂層箔片損壞后只需更受損部分即可，不需要整體更換，節(jié)省成本，延長設備的整體壽命。在圖3中，彈性支承箔片2和頂層箔片3一共設置了3組，僅作為示意之用，本實用新型并不限制其數(shù)量。

在上述實施方式的基礎上，如圖4所示，所述的彈性支承箔片162和頂層箔片163交替設置有多層?？梢赃M一步增強軸承的承載能力。在圖4中，彈性支承箔片162和頂層箔片163各設置了兩層，僅作為示意之用，本實用新型并不限制其數(shù)量。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。