[发明专利]一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机

权利要求书

1.一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述高速电机包括电机外壳以及电机外壳内设置的定子、转子、空气轴承系统，所述高速电机的两端分别设置一级压缩机、二级压缩机，所述一级压缩机、二级压缩机的叶轮均安装在高速电机的转子上，所述一级压缩机、二级压缩机串联，形成压缩系统，一级压缩机的进气口作为压缩系统的进气口，二级压缩机的出气口作为压缩系统的出气口。

2.根据权利要求1所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述空气轴承系统以超临界二氧化碳为润滑介质，所述电机外壳开有轴承进气孔、轴承排气孔，所述轴承进气孔用于向空气轴承系统通入超临界二氧化碳；所述轴承排气孔用于排出超临界二氧化碳。

3.根据权利要求2所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述轴承进气孔连接二级压缩机的出气口，用于将超临界二氧化碳引入空气轴承系统，对空气轴承系统进行润滑，所述轴承排气孔连接一级压缩机的进气口，用于将空气轴承系统排出的超临界二氧化碳汇入压缩系统。

4.根据权利要求3所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述二级压缩机的出气口、轴承进气孔之间依次串联有储气罐和压力控制阀门，所述储气罐用于储存超临界二氧化碳，所述压力控制阀门用于控制通入空气轴承系统的超临界二氧化碳的压力。

5.根据权利要求3所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述轴承排气孔、一级压缩机的进气口之间连接有抽吸泵，用于将空气轴承系统排出的低压超临界二氧化碳汇入压缩系统。

6.根据权利要求1所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述定子包括定子铁芯和定子线圈，所述定子铁芯中设置有定子冷却通道，所述电机外壳上设有定子冷却气进气口和定子冷却气出气口，所述定子冷却气进气口和定子冷却气出气口与定子冷却通道连通，所述定子冷却气进气口连接二级压缩机的出气口，用于将超临界二氧化碳引入定子冷却通道中对定子进行冷却；所述定子冷却气出气口连接一级压缩机的进气口，用于将定子冷却通道中的超临界二氧化碳汇入压缩系统。

7.根据权利要求1所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述电机外壳与一级压缩机的壳体、二级压缩机的壳体之间分别设置干气密封装置；

所述干气密封装置包括呈筒状的安装壳体，所述安装壳体的两端分别与电机外壳、一级压缩机的壳体/二级压缩机的壳体固定连接，所述安装壳体内设有呈筒状的干气密封承压壳体，高速电机的转子对应干气密封承压壳体的部分为阶梯轴，阶梯轴的小径段上套有呈T型的轴套，轴套的小径段、干气密封承压壳体之间套有干气密封动环、干气密封静环，所述干气密封动环固定于轴套，所述干气密封静环固定于干气密封承压壳体，轴套的大径段与干气密封承压壳体之间设置高压端梳齿密封，阶梯轴的大径段与干气密封承压壳体之间设置低压端梳齿密封；

所述安装壳体上设有密封进气口、密封气排气口、平衡气进气口，所述密封进气口、密封气排气口、平衡气进气口共同依次连接压力控制系统、二级压缩机的出气口，所述密封进气口用于从二级压缩机的出气口引入超临界二氧化碳，所述干气密封承压壳体上设有第一过孔用于将密封进气口引入的超临界二氧化碳再引入高压端梳齿密封以及干气密封动环、干气密封静环之间，所述密封气排气口用于将依次穿过干气密封动环、干气密封静环之间的间隙、干气密封承压壳体与阶梯轴的小径段之间的间隙以及干气密封承压壳体与低压端梳齿密封之间的间隙的超临界二氧化碳排出，所述低压端梳齿密封上设有第二过孔用于将隔离气进气口的超临界二氧化碳引入低压端梳齿密封的中部隔离大气。

8.根据权利要求1所述的一种直驱两级超临界二氧化碳压缩机，其特征在于：所述空气轴承系统包括纯径向轴承、径向-止推联合轴承和纯止推轴承；纯径向轴承位于转子的一端，所述径向-止推联合轴承、纯止推轴承位于转子的另一端，所述纯止推轴承位于径向-止推联合轴承的内侧。