[發明專利]鼓風機

在審

• 申請號: 202180003228.4
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113811691A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 佐藤公彥;川內誠;永野広樹
• 申請（專利權）人: 株式會社凱普;株式會社大阪送風機制作所
• 主分類號: F04D25/06
• 分類號: F04D25/06;F04D29/053;F04D29/056;F04D29/58;H01M8/04089
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋融冰

本發明提供一種能夠抑制對象氣體侵入軸孔，并且易于小型化和降低成本的鼓風機，該鼓風機構成為具備：第一外殼(11)，其形成有導入高溫氣體的氣體通道(11c)、以及與氣體通道(11c)連通的軸孔(11e)；旋轉軸(14)，其旋轉自如地插通于軸孔(11e)；葉輪(13)，其收納在第一外殼(11)內且與旋轉軸(14)一體旋轉；電動機(15)，其從后端側驅動旋轉軸(14)；第二外殼(12)，其具有與軸孔(11e)連通的內部空間(21)，并且通過軸承(22A、22B)支撐旋轉軸(14)；以及吹掃氣體導入單元(16)，其將比軸孔內(11e)壓力高的吹掃氣體導入內部空間(21)，通過將吹掃氣體導入內部空間(21)，能夠抑制廢氣從第一外殼(11)的氣體通道(11c)側流入軸孔(11e)內。

技術領域

本發明涉及鼓風機，尤其涉及適用于使來自燃料電池或電解槽等的送風對象氣體升壓并進行送風的鼓風機。

背景技術

以往，已知如下鼓風機：其能夠吸入送風對象氣體并使其升壓，實現各種熱處理爐或燒成爐的爐內溫度的均勻化以及加熱效率的提高。

另外，在最近作為發電系統得到普及的燃料電池，例如固體氧化物型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)中，如果將從燃料極排出的加濕的高溫廢氣(以下也稱為陽極廢氣)再循環到燃料電池，則具有如下優點：能夠對該廢氣中的未反應的剩余燃料進行再利用，并且能夠將無雜質的反應生成水用于所謂的水蒸氣重整，提高發電效率，因此使用將陽極廢氣(anode off-gas)升壓并送風以能夠再循環到燃料電池的鼓風機、即所謂的再循環鼓風機。

而且，最近開發出了利用固體氧化物型燃料電池的逆反應的制氫用的高電解效率的水電解裝置，例如固體氧化物型電解槽(Solid Oxide Electrolysis Cell)，但在這種裝置中，由于利用高溫水蒸氣電解法來制造氫氣，因此也使用鼓風機將制造氣體壓縮并使其再循環到燃料極以防止燃料極的氧化劣化。

在這種鼓風機中，由于不允許送風的氣體從使葉輪的旋轉軸穿過的軸孔部等泄露到外界，因此對軸封密封結構進行了研究。

例如，專利文獻1所記載的鼓風機具備懸臂支撐于旋轉軸的耐熱性的葉輪、將葉輪的旋轉軸支撐為相對于外殼旋轉自如的軸承、配置在葉輪與軸承之間的隔熱層、以及配置在隔熱層與軸承之間的冷卻部，在該鼓風機中，通過在旋轉軸的與葉輪相反一側的后端部配置一對磁性接頭的第一接頭體，并且在第一接頭體與安裝在驅動用電動機軸的前端部的磁性接頭的第二接頭體之間配置非磁性分隔壁，從而使包圍葉輪的旋轉軸的空間通過非磁性分隔壁和外殼與外界阻斷密閉。

另外，在專利文獻2中記載了，在通過旋轉體的旋轉而從吸入口吸入工藝氣體并對其進行壓縮的鼓風機(壓縮機)中，該旋轉體的旋轉軸的軸封采用干氣密封，同時將工藝氣體的一部分供應于該干氣密封，對從旋轉環與靜止環之間的微小間隙向大氣側排出的氣體進行燃燒處理。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2004/070209號

專利文獻2：日本特開2012-107609號公報

發明內容

發明要解決的問題

前述的專利文獻1所記載的鼓風機具有如下優點：能夠建立包圍葉輪的旋轉軸的空間通過非磁性分隔壁和外殼與外界阻斷密閉的完全氣密狀態。

然而，存在如下擔憂：根據鼓風機的運行狀態，加濕的陽極廢氣可能會侵入軸孔或使軸承性能下降。

另一方面，在專利文獻2所記載的鼓風機中，與使用工藝氣體的干氣密封不同，作為防止工藝氣體向外界泄露的密封，需要使用惰性氣體(氮氣氣體)的密封元件、包含工藝氣體成分的排出密封氣體的燃燒處理等，存在結構復雜且難以降低成本的問題。