專(zhuān)利名稱(chēng)：大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)超高速氣浮軸承支承的渦輪膨脹制冷的技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 一種大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備。
背景技術(shù)：
空調(diào)制冷設(shè)備在大型冷庫(kù)、日用冰箱、空調(diào)，大型中央空調(diào)、居民小區(qū)綜合供冷系統(tǒng) 中具有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的大部分空調(diào)制冷設(shè)備都是利用制冷工質(zhì)的相變?cè)韥?lái)獲得低溫的 ，如通過(guò)使用氟利昂、氨、二氧化碳和彈性化合物等的制冷透平離心式壓縮機(jī)就是利用相變 原理制冷的。其次是采用吸收式制冷技術(shù)，目前可用的吸收式制冷技術(shù)有氨水吸收式和溴化 鋰水吸收式兩種，其中溴化鋰吸收式制冷技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。
然而，每一種使用制冷工質(zhì)的壓縮式制冷設(shè)備都存在著不同程度的缺憾與不足。例如， 氨的標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-33.4'C，凝固溫度為-77.7'C。氨的主要缺點(diǎn)是有毒性、可燃可爆、有 強(qiáng)烈的刺激臭味等。再如，氟利昂R22是目前應(yīng)用最為廣發(fā)的中溫制冷劑，增發(fā)溫度為 -40.8°C，凝固溫度為-16(TC。但是氟利昂R22對(duì)大氣臭氧層有嚴(yán)重的破壞作用，使得輻射到 地面的紫外線增加，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。至于用二氧化碳為制冷工質(zhì)的制冷設(shè)備，由于二氧化 碳必須在高壓(大于或等于100^Z"^ )下才能獲得理想的制冷效果，因此，其設(shè)備為滿 足耐高壓要求而設(shè)計(jì)得非常笨重、龐大。此類(lèi)設(shè)備目前應(yīng)用的甚少。
選擇綠色環(huán)保、高效節(jié)能的制冷、空調(diào)設(shè)備已經(jīng)成為人們一種新的設(shè)計(jì)理念，這也是對(duì) 制冷界發(fā)出的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此尋找新的制冷工質(zhì)和提高制冷效率是開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保的空調(diào)制冷 設(shè)備是必然趨勢(shì)。
通過(guò)壓縮機(jī)做功，但由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，對(duì)供氣的壓縮和排氣功率有限，因此其制 冷效率較低，并造成能源的巨大浪費(fèi)。隨著能源成本的上升，其制冷成本較高。因此，如何 提高能源的利用率，提高空調(diào)制冷設(shè)備的效率是當(dāng)今能源短缺、節(jié)能環(huán)保社會(huì)優(yōu)先發(fā)展和解 決的核心問(wèn)題，如考慮天然的制冷劑抓空氣和水。前述提及的空氣膨脹和吸收式制冷技術(shù)， 是對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害的綠色產(chǎn)品，但其制冷效率相對(duì)太低，使它們的應(yīng)用大打折扣。而近幾年 開(kāi)發(fā)出來(lái)的燃油溴化鋰機(jī)組，與氟利昂制冷相比，它們的能耗都比較大，制造成本也較高， 因此，目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)還沒(méi)有理想的空調(diào)制冷設(shè)備能體改氟利昂壓縮制冷設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，克服上述傳統(tǒng)空調(diào)制冷設(shè)備存在的環(huán)境污染或制冷效率低的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。該空調(diào)制冷設(shè)備制冷效率高、功率大、綠色環(huán)保。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
基于超高速氣浮軸承支承、高壓空氣驅(qū)動(dòng)渦輪膨脹制冷兩項(xiàng)關(guān)鍵新技術(shù)的一種大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，其轉(zhuǎn)速可以達(dá)到8萬(wàn)轉(zhuǎn)/分以上，膨脹比高、功率大。大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，包括制動(dòng)輪、制動(dòng)輪蝸殼、轉(zhuǎn)子軸頸、渦輪、渦輪蝸殼、超高速靜壓氣浮軸承、膨脹口、機(jī)身基礎(chǔ)和獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)。制動(dòng)輪、渦輪分別安裝于轉(zhuǎn)子軸頸的兩端，轉(zhuǎn)子軸頸支承于兩個(gè)超高速靜壓氣浮軸承之上。制動(dòng)輪蝸殼、渦輪蝸殼分別安裝于機(jī)身基礎(chǔ)兩端，膨脹口與渦輪蝸殼相連。
從空氣壓縮機(jī)出來(lái)的高壓空氣的小部分供給用于支承轉(zhuǎn)子軸頸的超高速靜壓氣浮軸承，其余的大部分用于驅(qū)動(dòng)渦輪，使轉(zhuǎn)子軸頸高速旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)渦輪的全部高速高壓空氣在膨脹口的作用下膨脹制冷，將壓縮空氣轉(zhuǎn)換成-l(TC以下的冷空氣，供給用戶。
所述的超高速靜壓氣浮軸承，其軸承體上開(kāi)有貫通的雙排供氣孔，其中一排供氣孔與軸承內(nèi)圓垂直相交，供氣孔的噴嘴在軸承體內(nèi)圓表面均勻分布；兩個(gè)軸承相近的兩個(gè)端面，稱(chēng)為推力面，推力面上開(kāi)設(shè)整圈均勻中心對(duì)稱(chēng)布置垂直供氣孔。
所述的轉(zhuǎn)子軸頸，表面光滑，在轉(zhuǎn)子軸頸上與兩個(gè)軸承的推力面配合處，設(shè)有兩個(gè)推力。
本發(fā)明的大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備優(yōu)點(diǎn)在于采用超高速靜壓氣浮軸承支承轉(zhuǎn)子軸頸，采用高壓空氣驅(qū)動(dòng)渦輪，在膨脹口以極高的膨脹比制冷；轉(zhuǎn)子軸頸上的兩個(gè)推力盤(pán)不僅保證了渦輪的工作穩(wěn)定、可靠性高，而且阻止了部分制動(dòng)輪的高溫向渦輪和膨脹口的傳遞。因此，本實(shí)用新型不僅大大提高了制冷效率、成本低、深冷程度深、深冷溫度穩(wěn)定性好，而且設(shè)備的工作穩(wěn)定性好、可靠性高，綠色環(huán)保。


圖l是本發(fā)明的超高速新型大功率空調(diào)制冷設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是超高速靜壓氣浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是超高速靜壓氣浮軸承推力面示意圖。圖4是超高速靜壓氣浮軸承橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中l(wèi)制動(dòng)輪；2制動(dòng)輪蝸殼；3轉(zhuǎn)子軸頸；4渦輪；5渦輪蝸殼；6超高速靜壓氣浮軸承；7膨脹口； 8推力盤(pán)；9機(jī)身基礎(chǔ)；IO獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)；ll軸承推力面供氣孔；12軸承內(nèi)表面供氣孔。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。
如圖l、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)用新型的超高速新型大功率空調(diào)制冷設(shè)備由制動(dòng)輪l 、制動(dòng)輪蝸殼2、轉(zhuǎn)子軸頸3、渦輪4、渦輪蝸殼5、超高速靜壓氣浮軸承6、膨脹口7、推力盤(pán) 8、機(jī)身基礎(chǔ)9和獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)10組成。其中制動(dòng)輪1和渦輪4分別安裝于轉(zhuǎn)子軸頸3的兩 端，制動(dòng)輪蝸殼2和渦輪蝸殼5分別安裝于機(jī)身基礎(chǔ)9的兩端，膨脹口7與渦輪蝸殼5連接，超 高速靜壓氣浮軸承6內(nèi)表面用于支承轉(zhuǎn)子軸頸，其外表面固定在機(jī)身基礎(chǔ)9之內(nèi)。壓縮機(jī)10給 超高速靜壓氣浮軸承6和渦輪供應(yīng)高壓空氣。在超高速靜壓氣浮軸承6的推力面和內(nèi)表面上分 別開(kāi)設(shè)供氣孔11和12。
權(quán)利要求
1.一種大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，包括由制動(dòng)輪(1)、制動(dòng)輪蝸殼(2)、轉(zhuǎn)子軸頸(3)、渦輪(4)、渦輪蝸殼(5)、超高速靜壓氣浮軸承(6)、膨脹口(7)、轉(zhuǎn)子軸頸上的推力盤(pán)(8)、機(jī)身基礎(chǔ)(9)和獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)(10)組成，其特征在于制動(dòng)輪(1)、渦輪(4)分別安裝于轉(zhuǎn)子軸頸(3)的兩端，轉(zhuǎn)子軸頸(3)支承于兩個(gè)超高速靜壓氣浮軸承(6)之上；制動(dòng)輪蝸殼(2)、渦輪蝸殼(5)分別安裝于機(jī)身基礎(chǔ)(9)兩端，膨脹口(7)與渦輪蝸殼(5)相連；獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)(10)出來(lái)的高壓空氣小部分供給氣浮軸承(6)，其余大部分驅(qū)動(dòng)渦輪，使轉(zhuǎn)子軸頸(3)高速旋轉(zhuǎn)；驅(qū)動(dòng)渦輪的全部高速高壓空氣在膨脹口的作用下以極高的膨脹比膨脹制冷，輸出冷空氣。
2 如權(quán)利要求l所述的大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，其特征 還在于所述的超高速靜壓氣浮軸承(6)上開(kāi)有貫通的雙排供氣孔(11、 12)，內(nèi)表面供 氣孔(12)與軸承內(nèi)圓垂直相交，供氣孔的噴嘴在軸承體內(nèi)圓表面均勻分布；推力面供氣孔 (11)垂直于推力面，在推力面上整圈均勻、中心對(duì)稱(chēng)布置。
3 如權(quán)利要求l所述的大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，其特征 還在于表面光滑，與軸承推力面配合處，設(shè)有兩個(gè)推力盤(pán)(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大功率超高速氣浮渦輪空調(diào)制冷設(shè)備，屬于空調(diào)制冷技術(shù)領(lǐng)域，是一種通過(guò)超高速氣浮軸承支承的渦輪膨脹制冷的技術(shù)。由制動(dòng)輪、制動(dòng)輪蝸殼、轉(zhuǎn)子軸頸、渦輪、渦輪蝸殼、超高速靜壓氣浮軸承、膨脹口、機(jī)身和獨(dú)立的空氣壓縮機(jī)組成，制動(dòng)輪和渦輪安裝于轉(zhuǎn)子軸頸兩端，超高速靜壓氣浮軸承支承轉(zhuǎn)子軸頸，空氣壓縮機(jī)出來(lái)的高壓空氣小部分供給氣浮軸承，絕大部分驅(qū)動(dòng)渦輪，在渦輪出口處的膨脹口以極高的膨脹比制冷；轉(zhuǎn)子軸頸設(shè)有推力盤(pán)，保證了高速旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，并阻止了制動(dòng)輪溫度向渦輪端傳遞。本發(fā)明不僅顯著地提高了制冷效率、成本低、而且設(shè)備的工作穩(wěn)定性好、可靠性高，完全做到綠色環(huán)保。
文檔編號(hào)F25B11/00GK101581510SQ200910303518
公開(kāi)日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者巍 王, 王曉放, 廣 趙, 鍇 黃 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)