包括中间冷却器的涡轮压缩机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于压缩诸如空气的气体以便将该气体供应到外部的涡轮压缩机，该涡轮压缩机包括：压缩气体吸入端口，气体通过该压缩气体吸入端口吸入；第一叶轮，用于初次压缩通过压缩气体吸入端口流入的气体；第二叶轮，用于二次压缩被第一叶轮压缩的气体；压缩气体排出端口，通过该压缩气体排出端口被第二叶轮压缩的气体被排放到外部；压缩单元，具有从压缩气体吸入端口连接到压缩气体排出端口的压缩气体流动路径；马达，具有沿第一中心轴线延伸的旋转轴，且其一个端部部分联接到第一叶轮、另一端部部分联接到第二叶轮以便旋转第一叶轮和第二叶轮；壳体，具有用于容纳马达的马达容纳空间；以及中间冷却器，设置在在第一叶轮和第二叶轮之间定位在压缩气体流动路径处，并包括气体可以穿过的气冷式气体通道，其中，该气冷式气体通道以该通道穿透壳体的状态隐藏在壳体内部。根据本发明专利技术，因为中间冷却器和壳体的集成，产品的整体尺寸可以降低，并因此涡轮压缩机可以用于多种用途，并不具有由中间冷却器的外部振动导致破坏的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括中间冷却器的涡轮压缩机
本专利技术涉及涡轮压缩机，且更具体地涉及能够基于中间冷却器和壳体的集成来降低整体产品尺寸而用于各种目的并防止因外部冲击导致中间冷却器损坏的涡轮压缩机。
技术介绍
涡轮压缩机或涡轮鼓风机是一种用于吸入和压缩外部空气或气体并然后通过以高速旋转叶轮将压缩空气或气体提供到外部的离心泵，并且通常用于粉末转移或污水处理厂的曝气(aeration)，并且目前还用于工业过程并用于车辆。为了产生高压压缩气体，使用单个叶轮的单级压缩方案和使用串联连接的两个或多个叶轮的多级压缩方案是可用的。当使用单级压缩方案时，压缩气体的可用最大压力为约3至4巴，且较小的压缩机获得压缩气体的较低最大压力。此外，由于因设计因素诸如比速需要非常大的旋转速度，还需要增加用于旋转叶轮的马达和反相器(inverter)的速度。另外，因风阻损失导致的损失在轴承或转子的表面上快速增加，并因此总能量效率的降低是不可避免的。为了解决上述问题，可以使用通过串联连接两个叶轮而以两级进行压缩气体的两级压缩方案。在这种情况下，尽管压缩气体的可用最大压力增加，由于因“绝热压缩”导致压缩气体的温度增加，因此第二级叶轮的效率降低，为了解决该问题，故将冷却装置诸如中间冷却器安装在第一级叶轮和第二级叶轮之间用于“等温压缩”。当如上所述使用多级压缩方案时，由于每个叶轮的压缩比降低，且因比速(specificspeed)导致旋转速度也降低，故可以解决单级压缩方案的各种技术问题。已知的两级涡轮压缩机的例子公开在KR10-2001-0010014中。该涡轮压缩机包括中间冷却器，该中间冷却器是用于将高温压缩空气冷却至约40℃或以下的热交换装置。然而，如KR10-2001-0010014的图2所示，已知的中间冷却器单独地设置在环绕第一叶轮和第二叶轮的壳体外部以增加冷却效率，且通常生产为相当大尺寸的冷却装置以提高冷却效率。因此，因大的产品尺寸，已知的两级涡轮压缩机需要高的生产成本，需要大的安装空间，并因此可用于有限目的。
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种能够基于中间冷却器和壳体的集成来降低整体产品尺寸而用于各种目的、并防止因外部冲击导致中间冷却器损坏的涡轮压缩机。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于压缩气体诸如空气并将该压缩气体供应到外部的涡轮压缩机，该涡轮压缩机包括：压缩气体吸入端口，用于吸入气体；第一叶轮，用于初次压缩通过压缩气体吸入端口流入的气体；第二叶轮，用于二次压缩被第一叶轮压缩的气体；压缩气体排出端口，通过该压缩气体排出端口被第二叶轮压缩的气体被排放到外部；压缩单元，具有从压缩气体吸入端口连接到压缩气体排出端口的压缩气体流动路径；马达，具有沿第一中心轴线延伸的旋转轴，且其一个端部部分联接到第一叶轮、另一端部部分联接到第二叶轮以便旋转第一叶轮和第二叶轮；壳体，具有用于容纳马达的马达容纳空间；以及中间冷却器，设置在在第一叶轮和第二叶轮之间定位在压缩气体流动路径处，并包括气体可以穿过的气冷式气体通道，其中该空气冷却通道气密地穿透通过并隐藏在壳体中。空气冷却通道可以生成为围绕第一中心轴线的螺旋形状。用于引导被第一叶轮压缩的气体的流动方向的引导构件可以设置在空气冷却通道的上游侧处。壳体可以包括包含马达容纳空间的内壳体和环绕内壳体的外壳体，且空气冷却通道可以设置在内壳体的外表面和外壳体的内表面之间。涡轮压缩机可进一步包括用于使冷却液体循环以冷却壳体的水冷却通道。水冷却通道可包括穿透通过壳体以冷却该壳体的水通道。水冷却通道可以提供用以与空气冷却通道中包含的气体交换热量。空气冷却通道可以沿第一中心轴线的径向方向定位在水冷却通道的外侧。能够增加热交换效率的冷却翼可以设置在水冷却通道和空气冷却通道之间。水冷却通道可包括沿第一中心轴线延伸并沿第一中线轴线的圆周方向彼此间隔开的多个单元水通道、用于连接单元水通道的后端的多个后部水通道、用于连接单元水通道的前端的多个前部水通道，并且可以形成为Z字形。有益效果根据本专利技术，涡轮压缩机包括用于吸入气体的压缩气体入口、用于初次压缩通过压缩气体入口吸入的气体的第一叶轮、用于二次压缩被第一叶轮压缩的气体的第二叶轮、用于将被第二叶轮压缩的气体排放到外部的压缩气体出口、包括从压缩气体入口连接到压缩气体出口的压缩气体通道的压缩单元、具有联接到第一叶轮的一端和联接到第二叶轮的另一端以旋转第一和第二叶轮并包括沿第一中心轴线延伸的旋转轴的马达、包括容纳该马达的马达容纳空间的壳体，以及设置在位于第一和第二叶轮之间的压缩气体通道上并包括气体所流动穿过的空气冷却通道的中间冷却器，其中该空气冷却通道气密地穿透通过并隐藏在壳体中。照此，涡轮压缩机可以基于中间冷却器和壳体的集成来降低整体产品尺寸而用于各种目的，并可防止因外部冲击导致中间冷却器损坏。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的涡轮压缩机的截面图；图2是图1所示的涡轮压缩机的局剖右侧视图；图3是沿图1的线A-A切割的涡轮压缩机的截面图；图4是沿图1的线B-B切割的涡轮压缩机的截面图；图5是沿图1的线C-C切割的涡轮压缩机的截面图；图6是沿图1的线D-D切割的涡轮压缩机的截面图；图7是示出了图1所示的涡轮压缩机中的压缩气体的流动的截面图；图8是示出了图2所示的涡轮压缩机中的压缩气体的流动的局剖右侧视图；以及图9是示出了图1所示的涡轮压缩机中的冷却液体的流动的截面图。具体实施方式下面，将参照附图通过解释本专利技术的实施例详细描述本专利技术。图1是根据本专利技术的实施例的涡轮压缩机100的截面图，图2是图1所示的涡轮压缩机100的局剖右侧视图。图3是沿图1的线A-A切割的涡轮压缩机100的截面图。参照图1至3，根据本专利技术的实施例的涡轮压缩机100是用于吸入和压缩外部气体或并然后通过以高速旋转叶轮将压缩气体提供到外部的离心泵，并且还称为涡轮压缩机或涡轮鼓风机。涡轮压缩机100包括壳体10、压缩单元、马达30、中间冷却器以及水冷却单元50。在以下描述中，假设待压缩的气体是空气。壳体10是由金属材料制成的壳体，并包括内壳体11、外壳体12、马达容纳空间13以及后壳体14。内壳体11是包括其中的马达容纳空间13的圆柱形构件，具有围绕第一中心轴线C1的圆形截面，并且沿第一中心轴线C1延伸。马达容纳空间13是具有与以下所述的马达30相对应的形状的空间以容纳马达30。内壳体11具有开放左端(或前端)和开放右端(或后端)，如图1所示。外壳体12是具有围绕第一中心轴线C1的圆形截面的圆柱形构件，并且沿第一中心轴线C1延伸。外壳体12具有与内壳体11相对应的形状以环绕和容纳内壳体11。外壳体12的内表面和内壳体11的外表面以预设距离彼此间隔开以彼此面对。面向中间冷却器的外壳体12的侧壁的一部分可尽可能薄地生成。后壳体14是由金属材料制成的壳体并能够气密地关闭内外壳体11和12的后端。后壳体14可以生产为单独件以安装在马达30上，且本文将不再提供详细描述。后壳体14包括具有通道的涡管29，通过该通道已经穿过第二叶轮22的空气以涡流形状流动，如图2所示。涡管29将第二叶轮22连接到压缩气体出口25。后壳体14通过螺栓或螺钉联接到内外壳体11和12。压缩单元是用于吸入并压缩外部空气的装置，并且包括第一叶轮21、第二叶轮22和压缩气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压缩诸如空气的气体并将压缩的气体供应到外部的涡轮压缩机，所述涡轮压缩机包括：压缩气体入口，用于吸入所述气体；第一叶轮，用于初次压缩通过所述压缩气体入口吸入的气体；第二叶轮，用于二次压缩被所述第一叶轮压缩的气体；压缩气体出口，用于将被所述第二叶轮压缩的气体排放到外部；压缩单元，包括从所述压缩气体入口连接到所述压缩气体出口的压缩气体通道；马达，一端联接到所述第一叶轮，并且另一端联接到所述第二叶轮，以旋转所述第一叶轮和所述第二叶轮，并包括沿第一中心轴线延伸的旋转轴；壳体，包括用于容纳所述马达的马达容纳空间；以及中间冷却器，包括气体流动穿过的空气冷却通道，并在所述第一叶轮和所述第二叶轮之间设置在所述压缩气体通道上，其中，所述空气冷却通道穿透通过所述壳体并隐藏在所述壳体中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.22 KR 10-2016-01560611.一种用于压缩诸如空气的气体并将压缩的气体供应到外部的涡轮压缩机，所述涡轮压缩机包括：压缩气体入口，用于吸入所述气体；第一叶轮，用于初次压缩通过所述压缩气体入口吸入的气体；第二叶轮，用于二次压缩被所述第一叶轮压缩的气体；压缩气体出口，用于将被所述第二叶轮压缩的气体排放到外部；压缩单元，包括从所述压缩气体入口连接到所述压缩气体出口的压缩气体通道；马达，一端联接到所述第一叶轮，并且另一端联接到所述第二叶轮，以旋转所述第一叶轮和所述第二叶轮，并包括沿第一中心轴线延伸的旋转轴；壳体，包括用于容纳所述马达的马达容纳空间；以及中间冷却器，包括气体流动穿过的空气冷却通道，并在所述第一叶轮和所述第二叶轮之间设置在所述压缩气体通道上，其中，所述空气冷却通道穿透通过所述壳体并隐藏在所述壳体中。2.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，所述空气冷却通道生成为围绕所述第一中心轴线的螺旋形状。3.根据权利要求1所述的涡轮压缩机，其中，用于引导被所述第一叶轮压缩的气体的流动方向的引导构件设置在所述空气冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：金庆秀，
申请(专利权)人：填易涡轮机械商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR