[发明专利]涡轮机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡轮机系统，并且尤其涉及具有用于进气的吸入结构和驱动马达的冷却结构以提供提高的压缩效率的涡轮机系统。

背景技术

这部分提供与本发明相关的背景信息，其不必是现有技术。

涡轮机系统是指通过使用诸如涡流压缩机、涡流鼓风机和涡流风扇的涡轮机来压缩工作流体(例如空气)或增大流量的系统。

传统的涡轮机已经通过使用增速齿轮实现了以恒定速度旋转的马达的高速旋转。然而，近年来，随着轴承和逆变器技术的发展，正在应用直接式高速旋转技术，其中涡轮机直接连接至马达。

然而，虽然涡轮机通过直接式高速旋转技术具有减小总体积的优点，但驱动马达的冷却效率在涡轮机系统的总效率中有较大部分。

图1是示出根据相关技术的涡轮机系统的示例的示意图。

参照图1，根据相关技术的涡轮机系统包括：用于产生总动力的驱动单元；用于通过使用驱动单元执行诸如工作流体的吸入、压缩和排出的一系列操作的压缩单元；支撑单元，其用于支撑驱动单元和压缩单元以将驱动单元联接至压缩单元；和用于引导工作流体的流动的导管单元。

驱动单元设有马达，该马达由驱动轴(211)、转子(212)和定子(213)构成并且由支撑单元支撑，所述支撑单元包括围绕驱动单元的外侧的壳体(221)。

由于热量主要从驱动单元产生，为了防止从驱动单元产生的热量传到压缩单元，当组装时在压缩单元与驱动单元之间限定间隙(260a和260b)。

同时，为了驱动单元，壳体(221)具有限定在其一侧中的冷却流体吸入孔(241)以引入用于冷却驱动单元的冷却流体，和限定在其另一侧中的冷却流体排出孔(242)以排出已经冷却了驱动单元内部的冷却流体。

而且，为了通过使用吸入壳体(221)的冷却流体提高驱动单元的冷却效率，散热翅片(214，225a，225b)布置在定子(213)的外圆周表面上和轴承体(224a，224b)的外圆周表面上。

在一示例中，在壳体上布置有用于循环冷却剂以散热的冷却套而代替散热翅片(214，225a，225b)，或者布置有冷却风扇。

压缩单元设有由驱动单元转动的叶轮(231a，231b)和叶轮外壳部件(233a，234a，233b，234b)，该叶轮外壳部件容纳叶轮(231a，231b)并且具有吸入孔和排出孔以引导工作流体进入叶轮(231a，231b)、在叶轮中压缩并从叶轮排出。

压缩单元可以对称地布置在驱动单元的两侧上，如图1所示，并且可以仅布置在驱动单元的一侧上。

同时，根据相关技术的涡轮机系统公开了用于提高驱动单元的冷却效率的管结构，即，空气循环通道(236a，236b)，驱动单元的冷却流体排出孔(242)与压缩单元的吸入孔连通，如图1所示。

从冷却流体排出孔(242)通过空气循环通道(236a，236b)排出的冷却流体被引导到压缩单元的吸入孔。结果，在根据驱动单元的转速变化控制用于冷却驱动单元的冷却流体的量的方面具有优点。

即，当驱动单元由于驱动单元的转速提高而增大热量产生的量时，引入到压缩单元的吸入孔中的工作流体的量增大。因而，用于冷却驱动单元的冷却流体的量增大以启动驱动单元的冷却。在相反情况下，用于冷却驱动单元的冷却流体的量会减小。

然而，由于根据相关技术的上述涡轮机系统仅使用在吸入压缩单元的工作流体冷却驱动单元的同时被加热的冷却流体，因此压缩单元的压缩效率会降低。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种涡轮机系统，其使用在冷却驱动单元之后被吸入压缩单元的冷却流体作为工作流体，并且降低吸入到压缩单元中的工作流体的温度以提高压缩单元的压缩效率。

而且，本发明的另一个目的是提供一种涡轮机系统，其中根据驱动单元的转速控制供给到驱动单元中以冷却驱动单元的冷却流体的流量。

而且，本发明的又一个目的是提供一种涡轮机系统，用于引入到驱动单元中的冷却流体的驱动单元的内部通道被改进以提高驱动单元的冷却效率。

技术方案

根据本发明的实施例的涡轮机系统包括：驱动单元，其具有转子和定子；具有叶轮的压缩单元，所述叶轮与转子互锁以转动；用于引导驱动单元冷却流体的引导管路，所述驱动单元冷却流体被引入到驱动单元中并且在穿过驱动单元内部之后排出到压缩单元中；和外部流体流入管路，其布置在引导管路的一侧上以与引导管路连通，其中外部流体流入管路引导由外部流体流入管路的端部与引导管路内部之间的压差设定的外部流体以引入到引导管路中。