[发明专利]用于涡轮机的驱动轴的支承结构及包括这种支承结构的涡轮机

说明书

支承结构包括一体式气体轴承套筒(32)，所述气体轴承套筒构造成能够可旋转地支撑驱动轴(4)并由钼或钼合金制成，所述一体式气体轴承套筒(32)包括被构造成围绕驱动轴(4)的径向支承表面(33)。

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的驱动轴的支承结构，尤其涉及一种离心式涡轮压缩机。

背景技术

众所周知，离心式涡轮压缩机可包括：

-外壳，

-驱动轴，其可旋转地设置在外壳内并沿纵向轴线延伸，驱动轴包括径向推力支承构件，

-构造成能够对制冷剂进行压缩的第一压缩级和第二压缩级，第一压缩级和第二压缩级分别包括第一叶轮和第二叶轮，第一叶轮和第二叶轮连接到驱动轴并且以背靠背构型布置，

-轴向支承结构，其构造成能够限制驱动轴在操作期间的轴向运动，轴向支承结构包括：

-第一轴向支承板和第二轴向支承板，所述第一轴向支承板和第二轴向支承板平行且各自具有环形盘形状，第一轴向支承板具有在轴向上面向第二轴向支承板的第一表面和与第一轴向支承板的第一表面相反的第二表面，第二轴向支承板具有在轴向上面向第一轴向支承板的第一表面和与第二轴向支承板的第一表面相反的第二表面，

-在第一轴向支承板和第二轴向支承板的径向外部部分处夹置在第一轴向支承板的第一表面和第二轴向支承板的第一表面之间的间隔环，间隔环限定第一轴向支承板和第二轴向支承板之间的轴向距离，第一轴向支承板和第二轴向支承板的径向内部部分限定了一空间，驱动轴的径向推力支承构件在所述空间中延伸，以及

-径向支承结构，其构造成能够可旋转地支撑驱动轴，径向支承结构包括围绕驱动轴并抵靠第二轴向支承板的第二表面的支承套筒。

这种涡轮压缩机的制造昂贵且耗时，特别是由于用于制造驱动轴、第一轴向支承板和第二轴向支承板以及支承套筒的诸如碳化钨的硬质材料。实际上，这种硬质材料昂贵，并且由于其高表面硬度而难以加工。

此外，这种离心式涡轮压缩机的轴向支承结构和径向支承结构可分别是气体轴向支承结构和气体径向支承结构。气体支承特别需要非常小的间隙以保持稳定，同时需要足够的间隙以避免支承卡住(seizure)。

因此，气体支承结构的设置需要非常高水平的加工精度来制造支承套筒和第一轴向支承板和第二轴向支承板，特别是在所述部件的尺寸和表面精加工方面，以确保驱动轴与第一轴向支承板和第二轴向支承板之间的垂直度，以及因而赋予驱动轴并进而赋予涡轮压缩机适当的可靠性和稳定性。此外，可能需要一些用于对支承套筒和第一轴向支承板和第二轴向支承板进行再加工的再加工步骤，以确保上述垂直度。

因此，气体支承结构的设置进一步增加了涡轮压缩机的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于涡轮机的驱动轴的改进的支承结构，其能够至少部分地克服常规离心式涡轮压缩机中遇到的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种坚固、可靠且易于制造和组装的支承结构，并且具有降低的制造成本。

根据本发明，这种支承结构包括径向气体轴承，该径向气体轴承构造成能够可旋转地支撑驱动轴，径向气体轴承包括气体轴承套筒，该气体轴承套筒具有构造成围绕驱动轴的径向支承表面，其特征在于，气体轴承套筒是由钼或钼合金制成。

钼比以前使用的硬质材料更容易加工，并且需要较少的预防措施和专业知识来加工气体轴承套筒和进而的支承结构。

因此，根据本发明的支承结构比常规的支承结构更可靠、更容易制造并且制造成本更低。