[发明专利]高速离心式空气压缩机

权利要求书

1.高速离心式空气压缩机，包括第一壳体(1)、第二壳体(2)、压气机叶轮(3)、电机(4)，第一壳体(1)上设有第一收纳腔体(10)，第二壳体(2)连接于第一壳体(1)的一端后，在第二壳体(2)与第一壳体(1)之间形成第二收纳腔体(20)，压气机叶轮(3)位于第二收纳腔体(20)内，电机(4)的一部分位于第一收纳 腔体(10)内，电机(4)包括转子(5)、定子(6)，转子(5)穿过定子(6)，转子(5)与第一壳体(1)枢轴连接，转子(5)的一端位于第一壳体(1)外部且与压气机叶轮(3)连接，定子(6)包括位于第一收纳腔体 (10)内且与第一壳体(1)固定的铁芯(61)，其特征在于，定子(6)还包括：多个形成A相的第一铜条(62)、形成B相的第二铜条(63)、形成C相的第三铜条(64)，第一铜条(62)、第二铜条(63)、第三铜条(64)分别穿过铁芯(61)的嵌线槽，第一铜条(62)、第二铜条(63)、第三铜条(64)的两端分别暴露在铁芯(61)外部；

第一绝缘层(J1)，铁芯(61)的两个轴面端面上分别固定有第一绝缘层(J1)；

第一层导电连接组件(D1)，第一层导电连接组件(D1)的一端与第一绝缘层(J1)的另一端固定，第一层导电连接组件(D1)包括一个或多个沿着铁芯(61)周向布置的第一导电连接瓣(65)、第二导电连接瓣(66)、第三导电连接瓣(67)，其中：

每个第一导电连接瓣(65)包括第一跨越部(65a)以及至少两个沿铁芯(61)径向延伸的第一固定部(65b)，第一固定部(65b)上设有第一通孔(65c)，至少两个第一铜条(62)分别穿过第一通孔(65c)后与第一固定部(65b)固定；

每个第二导电连接瓣(66)包括第二跨越部(66a)以及至少两个沿铁芯(61)径向延伸的第二固定部(66b)，第二固定部(66b)上设有第二通孔(66c)，至少两个第二铜条(63)分别穿过第二通孔(66c)后与第二固定部(66b)固定；

每个第三导电连接瓣(67)包括第三跨越部(67a)以及至少两个沿铁芯(61)径向延伸的第三固定部(67b)，第三固定部(67b)上设有第三通孔(67c)，至少两个第三铜条(64)穿过第三通孔(67c)后与第三固定部(67b)固定；

压气机叶轮(3)面向第一壳体(1)的叶轮背面(30)设有多个用于降低压气机叶轮(3)工作时所受轴向力的筋条(31)；

所述的压气机叶轮(3)所受轴向力通过以下过程计算：

F_c＝-F_c1-F_c2+F_c3

上式中，F_c为压气机叶轮所受的轴向力，F_c1为作用在压气机叶轮进口面上的气体力，F_c2为作用在压气机叶轮进口外径到出口外径上的气体力，F_c3为作用在压气机叶轮背面的气体力；

对于作用在压气机叶轮进口面上的气体力F_c1，与进口面的静压和进气速度和流量有关，由下式计算：

上式中，r_c1为压气机叶轮进口处机匣半径，p_c1为压气机叶轮进口面静压，M_c为压气机叶轮进口流量，C₀₁进气速度：

作用在压气机叶轮进口外径到出口外径上的气体力F_c2，主要由压气机叶轮进出口直径和出口静压决定，按下式计算：

上式中，r_c2为压气机叶轮出口半径，p_c2为压气机叶轮出口静压；

叶轮背面增加筋条之后，对F_c3的估计偏大，因此作用在叶轮背面的气体力F_c3按下式进行修正：

F_c3＝F_c30(1-η)

上式中，F_c30为利用传统模型计算的F_c3的值，η为考虑叶轮背面加筋的修正系数；

上式中，r_c0为压气机叶轮半径，r_c3为半径，p_c3为半径等于r_c3处的静压；

上式中，s为叶轮背腔间隙宽度，h为筋条高度；

将叶轮背腔间隙宽度s设置为1.3mm，筋条高度h分别为0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm，得到筋条高度h对叶轮背腔间隙宽度s的占比分别为30.8％，46.2％，61.5％，76.9％。