專利名稱：高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高效空氣制冷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開式空氣循環(huán)制冷裝置，它適用于航空環(huán)境控制和空調(diào)系統(tǒng)行業(yè)，也可應(yīng)用于其他工業(yè)領(lǐng)域，如地面車輛空調(diào)、礦井安全通風(fēng)、農(nóng)業(yè)溫室降溫和食品冷凍保鮮等。
背景技術(shù)：
空氣制冷機(jī)是環(huán)境控制和空調(diào)系統(tǒng)的重要部件。它以空氣作為制冷介質(zhì)，根據(jù)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功的原理為設(shè)備提供制冷。傳統(tǒng)空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)通常包括具有合適壓力的增壓氣源、換熱器和由壓氣機(jī)及渦輪組成的空氣制冷機(jī)。氣源的空氣壓力必須高于渦輪出口空氣的壓力，這樣才能形成壓力差并克服管路流道和空氣制冷機(jī)內(nèi)部的摩擦阻力，驅(qū)動(dòng)空氣制冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這就要求空氣循環(huán)機(jī)的氣源有專用增壓設(shè)備，系統(tǒng)的重量和體積大，不便于使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服傳統(tǒng)空氣制冷機(jī)對(duì)增壓氣源的依賴，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、使用方便的高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高效空氣制冷機(jī)，以擴(kuò)展空氣制冷機(jī)的應(yīng)用范圍。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在傳統(tǒng)空氣制冷機(jī)的離心式壓氣機(jī)C和徑軸流渦輪T之間，安裝了一臺(tái)同軸工作的高速電機(jī)M。高速電機(jī)殼體9與壓氣機(jī)殼體12及渦輪殼體4之間分別采用臺(tái)階端蓋10和6的形式定位和緊密配合。電機(jī)殼體內(nèi)壁中部有定位階梯，用于電機(jī)定子7的定位安裝。電機(jī)轉(zhuǎn)子8通過(guò)熱壓緊固在轉(zhuǎn)軸1上。壓氣機(jī)葉輪11和渦輪盤3分別通過(guò)軸端螺母13和2緊固在轉(zhuǎn)軸兩端的定位臺(tái)階處。電機(jī)轉(zhuǎn)子8和壓氣機(jī)葉輪11及渦輪盤3之間分別安裝了一副滾珠軸承5，形成雙支點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的工作原理如圖1所示。壓氣機(jī)吸收高速電機(jī)的輸出功和渦輪的膨脹功，將來(lái)自普通氣源的空氣壓縮成具有一定壓頭的增壓空氣；高溫空氣在渦輪中膨脹做功，變成低溫空氣，可直接提供制冷能力。壓氣機(jī)出口的增壓空氣與渦輪入口的高溫空氣可以是同一路空氣，也可以是不同路空氣。由于本實(shí)用新型可以同時(shí)完成空氣增壓功能和傳統(tǒng)空氣制冷機(jī)的制冷功能，因此可以避免空氣制冷機(jī)對(duì)于增壓氣源的依賴，減少能量浪費(fèi)，因此是一種高效空氣制冷機(jī)。
本實(shí)用新型中電機(jī)的特征是可以是直接使用三相交流電的交流異步高速電機(jī)，也可以是使用直流電的直流無(wú)刷高速電機(jī)。電機(jī)轉(zhuǎn)速2～7萬(wàn)轉(zhuǎn)/分，視氣流工作參數(shù)和功率等級(jí)而定。
本實(shí)用新型的裝配簡(jiǎn)便。先將電機(jī)定子安裝在電機(jī)殼體中，將安裝好電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸裝入電機(jī)殼體內(nèi)，然后在轉(zhuǎn)軸兩端分別安裝滾珠軸承和壓氣機(jī)葉輪(或渦輪盤)。整體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，便于安裝使用。
本實(shí)用新型的電機(jī)殼體上安裝了環(huán)形散熱翅片，可加強(qiáng)電機(jī)的散熱。另外，封閉電機(jī)壁面上可以開孔，引入少量空氣即可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫通風(fēng)散熱，有效解決電機(jī)的散熱問題。
本實(shí)用新型中軸承的潤(rùn)滑方式為油脂潤(rùn)滑。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例示意圖，即飛機(jī)吊艙電動(dòng)逆升壓式?jīng)_壓空氣制冷機(jī)方案。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖2的應(yīng)用實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)的描述。
飛機(jī)吊艙傳統(tǒng)逆升壓式?jīng)_壓空氣制冷機(jī)的壓氣機(jī)C和渦輪T使用同一股工作空氣——飛機(jī)飛行時(shí)產(chǎn)生的沖壓空氣。沖壓空氣首先經(jīng)過(guò)渦輪T膨脹降溫，然后通過(guò)飛機(jī)吊艙提供制冷，帶走設(shè)備發(fā)熱后，再經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)C的壓縮并排出吊艙，實(shí)現(xiàn)一個(gè)開式循環(huán)。這種工作方式的缺點(diǎn)是沖壓空氣的壓力較低，與壓氣機(jī)出口壓力的差值小，因此空氣制冷機(jī)的驅(qū)動(dòng)力小。如果飛機(jī)在地面停機(jī)時(shí)，渦輪入口和壓氣機(jī)出口之間無(wú)壓力差，整個(gè)空氣制冷機(jī)無(wú)法工作。
采用本實(shí)用新型之后，高速電機(jī)M只需依靠飛機(jī)提供的少量電力即可彌補(bǔ)制冷機(jī)驅(qū)動(dòng)力不足的缺陷，從而提高制冷機(jī)性能，滿足飛機(jī)吊艙的制冷需求。在飛機(jī)地面停機(jī)時(shí)，高速電機(jī)M獨(dú)立驅(qū)動(dòng)空氣制冷機(jī)，使得飛機(jī)獲得地面制冷能力，可避免對(duì)地面空調(diào)車的依賴，提高了戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。
權(quán)利要求1.一種具有緊湊結(jié)構(gòu)的開式空氣壓縮制冷裝置，主要部件為壓氣機(jī)、電機(jī)和渦輪。其特征是所論的壓氣機(jī)為離心式壓氣機(jī)，所論的渦輪是徑軸流渦輪，所論的電機(jī)是封閉式高速電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征是高速電機(jī)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)軸上位于壓氣機(jī)葉輪和渦輪盤之間，采用兩副滾珠軸承組成雙支點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的制冷裝置，其中電機(jī)的特征是可以是直接使用三相交流電的交流異步高速電機(jī)，也可以是使用直流電的直流無(wú)刷高速電機(jī)。電機(jī)轉(zhuǎn)速2～7萬(wàn)轉(zhuǎn)/分，視氣流工作參數(shù)和功率等級(jí)而定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的制冷裝置，其特征是軸承采用油脂潤(rùn)滑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的制冷裝置，其特征是電機(jī)殼體采用環(huán)形翅片散熱，封閉電機(jī)壁面上可以開孔，引入少量空氣實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱。
專利摘要一種由高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的緊湊式高效空氣制冷機(jī)。它由離心式壓氣機(jī)、高速電機(jī)、徑軸流渦輪和軸承體組成，壓氣機(jī)、渦輪位于高速電機(jī)軸向的兩側(cè)，三者同軸工作。壓氣機(jī)葉輪、渦輪盤與高速電機(jī)轉(zhuǎn)子之間分別通過(guò)滾動(dòng)軸承軸承，屬于雙支點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型可以同時(shí)完成空氣增壓功能和傳統(tǒng)空氣制冷機(jī)的制冷功能，可以使空氣制冷機(jī)擺脫對(duì)增壓氣源的依賴。本實(shí)用新型體積小，重量輕，便于安裝和使用。
文檔編號(hào)F25B9/06GK2795751SQ200520022928
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者袁修干, 肖曉勁 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)