[發明專利]渦輪機系統

有效

• 申請號: 201380065715.9
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN104956089A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 李憲席
• 申請（專利權）人: 伯格壓縮機奧托伯格有限責任兩合公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28;F04C29/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 朱海濤

技術領域

本發明涉及一種渦輪機系統，并且尤其涉及具有用于進氣的吸入結構和驅動馬達的冷卻結構以提供提高的壓縮效率的渦輪機系統。

背景技術

這部分提供與本發明相關的背景信息，其不必是現有技術。

渦輪機系統是指通過使用諸如渦流壓縮機、渦流鼓風機和渦流風扇的渦輪機來壓縮工作流體(例如空氣)或增大流量的系統。

傳統的渦輪機已經通過使用增速齒輪實現了以恒定速度旋轉的馬達的高速旋轉。然而，近年來，隨著軸承和逆變器技術的發展，正在應用直接式高速旋轉技術，其中渦輪機直接連接至馬達。

然而，雖然渦輪機通過直接式高速旋轉技術具有減小總體積的優點，但驅動馬達的冷卻效率在渦輪機系統的總效率中有較大部分。

圖1是示出根據相關技術的渦輪機系統的示例的示意圖。

參照圖1，根據相關技術的渦輪機系統包括：用于產生總動力的驅動單元；用于通過使用驅動單元執行諸如工作流體的吸入、壓縮和排出的一系列操作的壓縮單元；支撐單元，其用于支撐驅動單元和壓縮單元以將驅動單元聯接至壓縮單元；和用于引導工作流體的流動的導管單元。

驅動單元設有馬達，該馬達由驅動軸(211)、轉子(212)和定子(213)構成并且由支撐單元支撐，所述支撐單元包括圍繞驅動單元的外側的殼體(221)。

由于熱量主要從驅動單元產生，為了防止從驅動單元產生的熱量傳到壓縮單元，當組裝時在壓縮單元與驅動單元之間限定間隙(260a和260b)。

同時，為了驅動單元，殼體(221)具有限定在其一側中的冷卻流體吸入孔(241)以引入用于冷卻驅動單元的冷卻流體，和限定在其另一側中的冷卻流體排出孔(242)以排出已經冷卻了驅動單元內部的冷卻流體。

而且，為了通過使用吸入殼體(221)的冷卻流體提高驅動單元的冷卻效率，散熱翅片(214，225a，225b)布置在定子(213)的外圓周表面上和軸承體(224a，224b)的外圓周表面上。

在一示例中，在殼體上布置有用于循環冷卻劑以散熱的冷卻套而代替散熱翅片(214，225a，225b)，或者布置有冷卻風扇。

壓縮單元設有由驅動單元轉動的葉輪(231a，231b)和葉輪外殼部件(233a，234a，233b，234b)，該葉輪外殼部件容納葉輪(231a，231b)并且具有吸入孔和排出孔以引導工作流體進入葉輪(231a，231b)、在葉輪中壓縮并從葉輪排出。

壓縮單元可以對稱地布置在驅動單元的兩側上，如圖1所示，并且可以僅布置在驅動單元的一側上。

同時，根據相關技術的渦輪機系統公開了用于提高驅動單元的冷卻效率的管結構，即，空氣循環通道(236a，236b)，驅動單元的冷卻流體排出孔(242)與壓縮單元的吸入孔連通，如圖1所示。

從冷卻流體排出孔(242)通過空氣循環通道(236a，236b)排出的冷卻流體被引導到壓縮單元的吸入孔。結果，在根據驅動單元的轉速變化控制用于冷卻驅動單元的冷卻流體的量的方面具有優點。

即，當驅動單元由于驅動單元的轉速提高而增大熱量產生的量時，引入到壓縮單元的吸入孔中的工作流體的量增大。因而，用于冷卻驅動單元的冷卻流體的量增大以啟動驅動單元的冷卻。在相反情況下，用于冷卻驅動單元的冷卻流體的量會減小。

然而，由于根據相關技術的上述渦輪機系統僅使用在吸入壓縮單元的工作流體冷卻驅動單元的同時被加熱的冷卻流體，因此壓縮單元的壓縮效率會降低。

發明內容

要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種渦輪機系統，其使用在冷卻驅動單元之后被吸入壓縮單元的冷卻流體作為工作流體，并且降低吸入到壓縮單元中的工作流體的溫度以提高壓縮單元的壓縮效率。

而且，本發明的另一個目的是提供一種渦輪機系統，其中根據驅動單元的轉速控制供給到驅動單元中以冷卻驅動單元的冷卻流體的流量。

而且，本發明的又一個目的是提供一種渦輪機系統，用于引入到驅動單元中的冷卻流體的驅動單元的內部通道被改進以提高驅動單元的冷卻效率。

技術方案

根據本發明的實施例的渦輪機系統包括：驅動單元，其具有轉子和定子；具有葉輪的壓縮單元，所述葉輪與轉子互鎖以轉動；用于引導驅動單元冷卻流體的引導管路，所述驅動單元冷卻流體被引入到驅動單元中并且在穿過驅動單元內部之后排出到壓縮單元中；和外部流體流入管路，其布置在引導管路的一側上以與引導管路連通，其中外部流體流入管路引導由外部流體流入管路的端部與引導管路內部之間的壓差設定的外部流體以引入到引導管路中。