[发明专利]鼓风机

说明书

本发明提供一种能够抑制对象气体侵入轴孔，并且易于小型化和降低成本的鼓风机，该鼓风机构成为具备：第一外壳(11)，其形成有导入高温气体的气体通道(11c)、以及与气体通道(11c)连通的轴孔(11e)；旋转轴(14)，其旋转自如地插通于轴孔(11e)；叶轮(13)，其收纳在第一外壳(11)内且与旋转轴(14)一体旋转；电动机(15)，其从后端侧驱动旋转轴(14)；第二外壳(12)，其具有与轴孔(11e)连通的内部空间(21)，并且通过轴承(22A、22B)支撑旋转轴(14)；以及吹扫气体导入单元(16)，其将比轴孔内(11e)压力高的吹扫气体导入内部空间(21)，通过将吹扫气体导入内部空间(21)，能够抑制废气从第一外壳(11)的气体通道(11c)侧流入轴孔(11e)内。

技术领域

本发明涉及鼓风机，尤其涉及适用于使来自燃料电池或电解槽等的送风对象气体升压并进行送风的鼓风机。

背景技术

以往，已知如下鼓风机：其能够吸入送风对象气体并使其升压，实现各种热处理炉或烧成炉的炉内温度的均匀化以及加热效率的提高。

另外，在最近作为发电系统得到普及的燃料电池，例如固体氧化物型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell)中，如果将从燃料极排出的加湿的高温废气(以下也称为阳极废气)再循环到燃料电池，则具有如下优点：能够对该废气中的未反应的剩余燃料进行再利用，并且能够将无杂质的反应生成水用于所谓的水蒸气重整，提高发电效率，因此使用将阳极废气(anode off-gas)升压并送风以能够再循环到燃料电池的鼓风机、即所谓的再循环鼓风机。

而且，最近开发出了利用固体氧化物型燃料电池的逆反应的制氢用的高电解效率的水电解装置，例如固体氧化物型电解槽(Solid Oxide Electrolysis Cell)，但在这种装置中，由于利用高温水蒸气电解法来制造氢气，因此也使用鼓风机将制造气体压缩并使其再循环到燃料极以防止燃料极的氧化劣化。

在这种鼓风机中，由于不允许送风的气体从使叶轮的旋转轴穿过的轴孔部等泄露到外界，因此对轴封密封结构进行了研究。

例如，专利文献1所记载的鼓风机具备悬臂支撑于旋转轴的耐热性的叶轮、将叶轮的旋转轴支撑为相对于外壳旋转自如的轴承、配置在叶轮与轴承之间的隔热层、以及配置在隔热层与轴承之间的冷却部，在该鼓风机中，通过在旋转轴的与叶轮相反一侧的后端部配置一对磁性接头的第一接头体，并且在第一接头体与安装在驱动用电动机轴的前端部的磁性接头的第二接头体之间配置非磁性分隔壁，从而使包围叶轮的旋转轴的空间通过非磁性分隔壁和外壳与外界阻断密闭。

另外，在专利文献2中记载了，在通过旋转体的旋转而从吸入口吸入工艺气体并对其进行压缩的鼓风机(压缩机)中，该旋转体的旋转轴的轴封采用干气密封，同时将工艺气体的一部分供应于该干气密封，对从旋转环与静止环之间的微小间隙向大气侧排出的气体进行燃烧处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2004/070209号

专利文献2：日本特开2012-107609号公报

发明内容

发明要解决的问题

前述的专利文献1所记载的鼓风机具有如下优点：能够建立包围叶轮的旋转轴的空间通过非磁性分隔壁和外壳与外界阻断密闭的完全气密状态。

然而，存在如下担忧：根据鼓风机的运行状态，加湿的阳极废气可能会侵入轴孔或使轴承性能下降。

另一方面，在专利文献2所记载的鼓风机中，与使用工艺气体的干气密封不同，作为防止工艺气体向外界泄露的密封，需要使用惰性气体(氮气气体)的密封元件、包含工艺气体成分的排出密封气体的燃烧处理等，存在结构复杂且难以降低成本的问题。