[发明专利]一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备

权利要求书

1.一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备，其特征在于，包括天然气向心透平膨胀机和高速永磁同步发电机，天然气向心透平膨胀机和高速永磁同步发电机同轴设置；

所述天然气向心透平膨胀机包括型环(1)、叶轮(2)、喷嘴环(3)、蜗壳(4)和发电机主轴(7)，所述发电机主轴(7)穿过蜗壳(4)且与蜗壳(4)转动连接，所述蜗壳(4)的侧壁上设置有干气密封进气口(15)和干气密封出气口(16)，所述蜗壳(4)的内壁安装有型环(1)，所述蜗壳(4)的内壁设置有喷嘴环(3)，所述叶轮(2)固定安装在所述发电机主轴(7)的输入端；

所述高速永磁同步发电机包括发电机定子组件(10)、发电机主轴(7)和发电机壳体(13)，所述发电机定子组件(10)固定安装在发电机壳体(13)上，发电机主轴(7)通过第一磁悬浮轴承(9)、第二磁悬浮轴承(11)与发电机壳体(13)转动连接；

所述蜗壳(4)与发电机壳体(13)固定连接；

所述天然气向心透平膨胀机的发电机主轴(7)与蜗壳(4)之间设置有干气密封(5)，所述干气密封(5)包括分别与一号动环(56)相贴合的一号密封静环组件(51)、与三号动环(58)相贴合的二号密封静环组件(53)和与二号动环(57)相贴合的干气密封静环组件(52)，所述一号动环(56)、二号动环(57)和三号动环(58)均与发电机主轴(7)转动连接，所述一号密封静环组件(51)与干气密封静环组件(52)通过第一螺栓(54)与蜗壳(4)固定连接，所述二号密封静环组件(53)通过第二螺栓(55)与发电机壳体(13)固定连接；

蜗壳的子午剖面型线为非对称圆形截面与非对称椭圆形截面，沿位置角θ的递增方向，子午剖面截面积逐渐增大，蜗壳从子午剖面J至子午剖面A的几何数据：子午剖面J至子午剖面A的位置角θ为11.25°～360°，11.25°～45°位置角范围内的子午剖面型线为非对称椭圆形；即子午剖面与喷嘴高度基准线DL’的交点均在椭圆形型线下象限点的左侧；90°～360°位置角范围内的子午剖面型线为非对称圆形；各子午剖面的圆形与椭圆形型线均与基准线DL相切，圆形型线的半径Rc与该圆形中心到基准线DL的距离相等，椭圆形型线的长半轴的长度LR与该椭圆形中心到基准线DL的距离相等。

2.根据权利要求1所述的一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备，其特征在于，所述第一磁悬浮轴承(9)与第二磁悬浮轴承(11)的两侧分别设置有第一辅助轴承(8)和第二辅助轴承(12)，所述发电机主轴(7)分别通过第一辅助轴承(8)、第二辅助轴承(12)与发电机壳体(13)转动连接。

3.根据权利要求2所 述的一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备，其特征在于，所述蜗壳(4)与发电机壳体(13)固定安装在底座(14)上。

4.根据权利要求3所 述的一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备，其特征在于，所述叶轮(2)通过拉杆螺栓(6)固定安装在发电机主轴(7)的输入端。

5.根据权利要求4所 述的一种用于直联天然气向心透平膨胀机发电设备，其特征在于，所述蜗壳(4)的截面形状为非对称椭圆形截面。