具有防爆功能的涡轮压缩机的制作方法

本发明涉及一种涡轮压缩机，且更具体地说，涉及一种能够通过使用空气轴承来增加使用寿命且减少振动噪声，且同时快速冷却且接着排出由内部爆炸产生的火焰的防爆涡轮压缩机。

背景技术：

1、涡轮压缩机或涡轮鼓风机为离心泵，所述离心泵吸入且压缩外部空气或气体且接着通过在高速下旋转叶轮将压缩空气或气体吹出，且通常用以传送粉末或用于污水处理设备处的通气，且当前还用于工业工艺和车辆。

2、在涡轮压缩机中，为了使叶轮高速旋转，电动机和轴承不可避免地产生高摩擦热，且因此需要对诸如电动机和轴承的主热源进行冷却。

3、现有涡轮压缩机的实例在韩国专利公开案第10-2015-0007755号中公开。这一涡轮压缩机具有一种结构，其中由叶轮产生的压缩空气的一部分用于冷却用于使叶轮旋转的电动机和轴承，且接着通过电动机的旋转轴杆的内孔引入回到叶轮中。

4、然而，根据现有涡轮压缩机，因为由叶轮压缩的空气的一部分用作冷却气体，所以在由叶轮压缩的空气中出现压力损失。另外，因为冷却气体由电动机和轴承加热且接着引入回到叶轮中，所以待由叶轮压缩的空气的温度可能升高且因此可另外降低涡轮压缩机的压缩效率。

5、为了解决以上问题，已采用如下涡轮压缩机：其中由叶轮产生的压缩空气所穿过的压缩气体通道在空间上与冷却气体所穿过的冷却空气通道分离，以防止压缩气体通道内部的气体穿透到冷却空气通道中。

6、同时，当爆炸性气体存在于涡轮压缩机中或附近时，需要防止由电动机定子的燃烧或涡轮压缩机内部的轴承的摩擦引起的火焰发生爆炸，且出于这一目的，需要具有防爆功能的涡轮压缩机。

7、需要此类防爆涡轮压缩机满足由涡轮压缩机内部的各种火焰源产生的火焰不应传播到爆炸性气体且引起爆炸的设计需求，且现有防爆涡轮压缩机一般使用滚动轴承来支撑旋转轴杆且使用防爆密封来防止内部产生的火焰传播到外部。

8、现有防爆密封为用于密封与旋转轴杆和/或电动机外壳接触的内部空间的“接触”密封，且“接触”密封发挥极佳密封能力，但不适用于诸如箔片空气轴承的空气轴承，因为由旋转轴杆的旋转引起的振动可传输到轴承。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明提供一种防爆涡轮压缩机，所述防爆涡轮压缩机具有改进结构以通过使用空气轴承来增加使用寿命且减少振动噪声，且同时快速冷却且接着排出由内部爆炸引起的火焰。

3、技术解决方案

4、根据本发明的方面，提供一种涡轮压缩机，能够压缩气体且将压缩气体供应到外部，涡轮压缩机包含：压缩气体入口，通过压缩气体入口吸入气体；叶轮，用于压缩通过压缩气体入口引入的气体；压缩气体出口，由叶轮压缩的气体通过所述压缩气体出口排放到外部；压缩单元，包含从压缩气体入口连接到压缩气体出口的压缩气体通道；电动机，包含旋转轴杆，所述旋转轴杆具有耦合到叶轮的末端以使叶轮旋转；外壳，包含用于容纳电动机的电动机容纳空间；冷却空气通道，设置成穿过电动机容纳空间且形成为使容纳在其中的冷却气体连续地循环；一或多个空气轴承，支撑旋转轴杆的径向负载或轴向负载；以及非接触防爆单元，作为外壳的内部空间中所产生的火焰穿过其以便冷却且接着排放到外部的通路提供，且具有小于或等于预定值的宽度和大于或等于预定值的长度，其中压缩气体通道在空间上与冷却空气通道分离以防止压缩气体通道内部的气体穿透到冷却空气通道中。

5、非接触防爆单元可将外壳的内部空间和压缩气体通道彼此连接。

6、非接触防爆单元可为通过设置于旋转轴杆的末端的外圆周表面上的第一表面与设置于外壳上的第二表面的协作而形成的圆柱形空间。

7、非接触防爆单元可为通过设置于旋转轴杆的末端的外圆周表面上的第一表面与设置于外壳上的第二表面的协作而形成的圆锥形空间，且圆锥形空间可定位在距叶轮预定距离内且具有朝向叶轮逐渐减小的半径。

8、非接触防爆单元可具有由包含阶梯形状和波形状的群组中选出的形状，以增加外壳的内部空间中所产生的火焰所通过的距离。

9、涡轮压缩机可更包含用于强制性地使容纳在冷却空气通道中的冷却气体循环的冷却风扇。

10、冷却风扇可安置在旋转轴杆的后端处且通过旋转轴杆的力矩旋转。

11、能够增加热交换效率的冷却翅片可设置于压缩气体通道与冷却空气通道之间。

12、涡轮压缩机可更包含用于控制电动机的电转换器，电转换器可包含由金属材料制成以气密地容纳内部加热元件的壳体，且壳体可维持与外壳接触以交换热。

13、能够增加热交换效率的冷却翅片可设置于压缩气体通道与冷却空气通道之间，且壳体可安置在可与冷却翅片交换热的位置处。

14、有利效应

15、根据本发明，一种能够压缩气体且将压缩气体供应到外部的涡轮压缩机包含：压缩单元，包含用于压缩通过压缩气体入口引入的气体的叶轮；电动机，包含具有耦合到叶轮的末端的旋转轴杆以使叶轮旋转；外壳，包含用于容纳电动机的电动机容纳空间；冷却空气通道，设置成穿过电动机容纳空间且形成为使容纳在其中的冷却气体连续地循环；一或多个空气轴承，支撑旋转轴杆的径向负载或轴向负载；以及非接触防爆单元，作为外壳的内部空间中所产生的火焰穿过其以便冷却且接着排放到外部的通路提供，且具有小于或等于预定值的宽度和大于或等于预定值的长度，且压缩气体通道在空间上与冷却空气通道分离以防止压缩气体通道内部的气体穿透到冷却空气通道中。因此，使用空气轴承，可增加使用寿命且可减少振动噪声，且同时，甚至当归因于由电动机定子的燃烧、轴承的摩擦等引起的火焰而在内部外壳内部发生内部爆炸时，火焰可在穿过非接触防爆单元的同时被冷却，且接着排放到外部且因此可防止压缩气体的爆炸。

16、即，根据本发明，可提供具有空气轴承的正效应和防爆涡轮压缩机的正效应两者的防爆涡轮压缩机。

技术特征：

1.一种涡轮压缩机，能够压缩气体且将所述压缩气体供应到外部，所述涡轮压缩机包括：

2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中所述非接触防爆单元将所述外壳的所述内部空间和所述压缩气体通道彼此连接。

3.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中所述非接触防爆单元为通过设置于所述旋转轴杆的末端的外圆周表面上的第一表面与设置于所述外壳上的第二表面的协作而形成的圆柱形空间。

4.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中所述非接触防爆单元为通过设置于所述旋转轴杆的末端的外圆周表面上的第一表面与设置于所述外壳上的第二表面的协作而形成的圆锥形空间，且

5.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中所述非接触防爆单元具有由包括阶梯形状和波形状的群组中选出的形状，以增加所述外壳的所述内部空间中所产生的所述火焰所通过的距离。

6.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，还包括用于强制性地使容纳在所述冷却空气通道中的所述冷却气体循环的冷却风扇。

7.根据权利要求6所述的涡轮压缩机，其中所述冷却风扇安置在所述旋转轴杆的后端处且通过所述旋转轴杆的力矩旋转。

8.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中能够增加热交换效率的冷却翅片设置于所述压缩气体通道与所述冷却空气通道之间。

9.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，还包括用于控制所述电动机的电转换器，

10.根据权利要求9所述的涡轮压缩机，其中能够增加热交换效率的冷却翅片设置于所述压缩气体通道与所述冷却空气通道之间，且

技术总结
本发明涉及一种能够压缩气体且将气体供应到外部的涡轮压缩机，涡轮压缩机包括：压缩单元，具有用于压缩通过压缩气体入口引入的气体的叶轮；电动机，具有旋转轴杆，所述旋转轴杆的一个末端耦合到叶轮以便使叶轮旋转；外壳，具有用于容纳电动机的电动机容纳空间；冷却气体通路，设置成穿过电动机且形成为使得容纳在其中的冷却气体可连续地循环通过；轴承，支撑旋转轴杆的径向负载或轴向负载，轴承包含至少一个空气轴承；以及非接触型防爆单元，作为被提供以使得外壳的内部空间中所产生的火焰在穿过其中时可冷却且接着排放到外部的通路，具有小于或等于预定值的宽度和大于或等于预定值的长度，其中压缩气体通路在空间上与冷却气体通路分离，使得压缩气体通路中的气体无法穿透到冷却气体通路中。根据本发明，存在提供防爆涡轮压缩机的效应，所述防爆涡轮压缩机具有改进结构以使得借助于空气轴承，使用寿命增加且振动噪声减少，且即使发生内部爆炸，所得火焰也可快速冷却且接着排放到外部。

技术研发人员：金庆秀
受保护的技术使用者：填易涡轮机械商贸有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16