[發(fā)明專利]壓縮機中空軸內(nèi)布置有扭轉(zhuǎn)柔性連接器的電動壓縮機單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110463229.5
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102606493A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·阿爾班
• 申請（專利權(quán)）人: 塞莫丁公司
• 主分類號: F04D17/12
• 分類號: F04D17/12;F04D29/053;F04D25/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 曲瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及渦輪壓縮機或電動壓縮機，尤其涉及整體電動壓縮機單元。整體壓縮機單元包括密封殼，其中布置有電機和例如具有多級的壓縮機單元，其包括被由電機轉(zhuǎn)子驅(qū)動的從動軸支撐的多個壓縮機葉輪。

背景技術(shù)

最初提出了通過剛性連接器將從動軸和轉(zhuǎn)子連接，軸承支撐在電動壓縮機單元的軸線的兩端及其中部。

但是，在裝配上這種結(jié)構(gòu)需要很好地對齊轉(zhuǎn)子和從動軸。因此提出通過柔性連接器將轉(zhuǎn)子和從動軸連接，以省卻對齊問題。此外，這種方案允許轉(zhuǎn)子和從動軸保持自身的振動模式，因為兩者保持機械結(jié)構(gòu)獨立。在這點上可以參考文獻WO2004/083644，其中描述了這種布置。為了將壓縮機從殼內(nèi)取出進行保養(yǎng)操作，需要經(jīng)由殼內(nèi)的徑向開口接觸到柔性連接件。這些徑向開口，即使它們安裝有密封蓋，也可能引起殼內(nèi)容納的氣體泄漏。

當(dāng)壓縮氣體是易燃氣體時，由于與環(huán)境空氣混合，泄漏可能會引起爆燃。因此這種渦輪壓縮機的密封需求是限制這種電動壓縮機設(shè)計的十分嚴(yán)格的規(guī)則的原因。

此外，使用的柔性連接器，通常是隔膜型的，增加了電動壓縮機單元的軸向凸出量(通常相對于具有凸緣的剛性連接器是35到40厘米的量)，而這里也成為薄弱區(qū)域，因為它們僅能承受軸向上有限的拉伸或壓縮應(yīng)力。

為了允許在軸上作用大的軸向力，因此這種柔性連接器的使用意味著在電機的轉(zhuǎn)子上的至少一個軸向支座和固定到從動軸的另一個軸向支座。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種軸向結(jié)構(gòu)緊湊的整體式渦輪壓縮機單元，其軸向剛度足夠使用僅僅一個軸向支座而不限制所施加的軸向力，該電動壓縮機單元的構(gòu)造能夠減少氣體泄漏，并允許為了保養(yǎng)操作目的而實現(xiàn)簡易拆裝。

為了這一目的，電動壓縮機單元包括電機和壓縮機，兩者安裝在公共的能夠密封待壓縮氣體的殼內(nèi)。電機包括轉(zhuǎn)子，其可轉(zhuǎn)動地連接到壓縮機的轉(zhuǎn)子。壓縮機的轉(zhuǎn)子包括主軸和與主軸共軸的連接軸，連接軸至少部分布置在主軸內(nèi)以與主軸徑向分離并包括用于與主軸連接的連接區(qū)域。

在一個實施例中，電動壓縮機單元是離心式電動壓縮機單元。離心式壓縮級由主軸支撐。

根據(jù)本發(fā)明的另一個特征，電動壓縮機單元包括支撐主軸的至少兩個軸承，連接軸越過其中一個軸承延伸，即穿過軸承。

優(yōu)選地，連接軸越過支撐主軸的軸承延伸，也越過一個或多個壓縮級，即越過一排或多排壓縮機葉片。根據(jù)優(yōu)選實施例，連接軸越過主軸的所有壓縮級延伸。

電動壓縮機單元優(yōu)選包括支撐電機轉(zhuǎn)子軸的至少兩個軸承，兩個軸承支撐壓縮機的主軸，并包括單個軸向支座，其布置在電機轉(zhuǎn)子軸或主軸上。

軸向支座的飛輪可以軸向布置在連接區(qū)域(包括連接區(qū)域的周圍)和主軸的葉片之間。

根據(jù)另一個實施例，壓縮機沒有軸向支座，軸向支座連接到電機的轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選地，電動壓縮機單元包括能夠在連接區(qū)域?qū)⑦B接軸軸向地且可轉(zhuǎn)動地固定到壓縮機的主軸的可拆卸的附加部件。

優(yōu)選地，可拆卸的附加部件構(gòu)造為能操作而從在殼的一個軸向端部的進出處拆掉。

根據(jù)優(yōu)選實施例，軸向支座飛輪通過可拆卸的附加部件繞橫向主軸的一部分安裝。

根據(jù)有利的實施例，電動壓縮機單元包括軸向支座，軸向支座包括與一部分主軸一體的飛輪。

根據(jù)優(yōu)選實施例，電動壓縮單元包括低壓氣體進口和比低壓進口軸向上更靠近電機的高壓氣體出口，分開主軸和連接軸的徑向空間具有能允許氣體離開電機朝向低壓進口區(qū)域自然流動的寬度。

優(yōu)選地，主軸包括連接主軸外部和徑向空間的一個或多個徑向孔。

優(yōu)選地，主軸包括連接徑向空間和主軸外部的至少一個第一徑向孔或一組第一組徑向孔，這個或這些孔形成在一排葉片上游的主軸的外部。

根據(jù)優(yōu)選實施例，第一徑向孔或第一組徑向孔形成在連接區(qū)域和第一壓縮級之間，第一壓縮級是在離電機最大距離處的一排葉片。

在優(yōu)選實施例中，第一徑向孔或第一組徑向孔可以特別形成在支座和第一壓縮級之間。

優(yōu)選地，主軸還包括形成在軸向平衡活塞和徑向軸承之間的至少一個第二徑向孔或一組第二組徑向孔，徑向軸承是最接近電機并支撐主軸的徑向軸承。

根據(jù)優(yōu)選實施例，電動壓縮機單元的外殼沒有特別設(shè)計為提供在各種軸之間的連接的徑向開口。

特別地，電動壓縮機單元的外殼可以具有單個徑向開口，僅僅用于待壓縮氣體的進口和出口的開口，即未壓縮氣體進口和壓縮氣體出口，以及用于氣體二次流動的再流通的可選的氣體分支連接，以便例如優(yōu)化電機的冷卻。