[发明专利]一种空心叶轮附壁整体转动的流体压缩机械

说明书

一种空心叶轮附壁整体转动的流体压缩机械，其空心叶轮叶片一端与空心圆环相连接，另一端固定安装在压缩机体壁内侧，叶片中空通路与压缩机体壁外侧相连通；压缩机体壁外侧设置冷却液驱动叶片，体壁两端连接于轴承的内环；轴承外环由固定支撑连接件相连接，其与压缩机体壁外侧的空间及空心叶轮中充满着冷却液，并与外接冷却器相连通。当压缩机工作时，冷却液驱动叶片驱动冷却液在空心叶轮与外接冷却器之间进行循环，对叶轮核心部件进行着良好的冷却作用。空心叶轮可以多级串联使用，每一级的冷却系统各自独立工作。本发明结构巧妙，对压缩机核心叶轮部件冷却效果良好，使叶轮叶片在高温高压等苛刻工作条件下仍然保持良好的工作性能，应用前景良好。

技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及一种空心叶轮附壁整体转动的流体压缩机械，便于叶轮的高效冷却处理，适用于高温流体的压缩和输送。

背景技术

对于高温流体的压缩处理及输送等操作，一向是工业及制造业上的重要难题。因为处于高温高压工作环境下的叶轮叶片通常承载着极高的压力与载荷，必须在高温高速条件下还保持良好的结构强度，且叶轮部件处于高速运转状态中，对于其冷却处理也极为困难，这些苛刻的要求对于材料工业、制造业均是十分困难的事情。例如，常见的燃气轮机叶轮核心部件的制造通常均属于国家级高度机密技术，只有极少数的国家才能够掌握燃气轮机、航空发动机的全部制造技术，航空发动机也被誉为工业皇冠上的明珠，足见其制造的困难程度。

本发明提出一种创新性的高温流体压缩处理机械设计和技术，其中的关键中空叶轮部件附着安装于压缩机械主体的体壁上，且随压缩机械主体一起整体旋转，此设计与创造具有特殊的优势和特点。首先，本发明的中空叶轮附壁安装和整体旋转，无中心轴，因此，本发明的叶轮制造可以不必受到中心轴尺寸结构与空间的限制，便于叶轮的制造，从而叶轮可以具有相对更为优良的结构强度。其次，本发明的中空叶轮附壁安装和整体旋转，其转动部分不存在着相对运动的部件，因而不存在因相对运动部件所导致的摩擦和能量损失，也就具备了更高的工作效率。最为重要的是，本发明的中空叶轮附壁安装和整体旋转，可以在旋转部分主体的体壁外部空间中对于叶轮进行高效率的冷却处理，从而可以使中空叶轮在高温高压工作环境中仍然保持良好的结构强度，提高其工作寿命。基于前述特点和优势，采用本发明专利的技术，可以在材料强度不足的情况下，制造出性能更加完善的流体压缩机械。或者，在现有的材料技术和性能基础上，制造出性能更加优越的流体压缩机械。

发明内容

本发明针对高温流体压缩机械叶轮叶片冷却困难，对材料性能要求苛刻的难题，提出了一种独特中空叶轮附壁安装且整体旋转的技术方案，从而可以比较方便地对于高温高压工作环境中附壁安装整体旋转的叶轮叶片进行冷却处理，因此可以降低材料性能要求和制造难度，应用低成本的材料，制造出性能优良的高温流体压缩机械。

本发明的技术方案是：

一种空心叶轮附壁整体转动的流体压缩机械，该压缩机主体的体壁为回转体结构，该压缩机包括目标个数的叶轮，压缩机的每个叶轮叶片为空心叶轮叶片，每片叶片的一端与空心圆环相连通，另一端固定于压缩机主体的体壁上，且叶片的中空部分与压缩机体壁外侧与压缩机外壳之间的冷却液充满空间相连通；压缩机主体两端分别通过固定支撑轴承连接于压缩机外壳上，其中压缩机主体两端固定支撑轴承的外环通过固定连接件与压缩机外壳连接，形成压缩机的安装支撑部分，也是压缩机不运动的部分；压缩机主体两端连接于固定支撑轴承的内环上，由压缩机主体体壁外侧的驱动机构驱动，与空心叶轮叶片共同构成压缩机的旋转过流部分；在冷却液充满空间内，每两个叶轮之间的相对位置设置用于冷却液隔离的间隔板，间隔板一端固定于压缩机外壳内壁上，另一端通过轴承与压缩机主体的外壁连接，用以保证流经每个叶轮的冷却液相互独立，当其中一个叶轮的冷却液系统出现问题或需要更换时，不影响其他叶轮转动；冷却液与外接冷却器相连通。压缩机旋转过流部分与不运动部分之间的空间中，以及与之连通的空心叶轮叶片中空通路的空间中，充满着冷却液；当旋转过流部分转动时，冷却液在空心叶轮中空通路及外接冷却器之间进行循环流动。形成良好的冷却效果，维持压缩机主体内部高温高压环境中工作叶轮叶片保持稳定的结构性能。