[发明专利]一种循环机

说明书

本公开提供一种循环机，包括轴、涡轮机部分、压气机部分和风机部分、止推结构和平衡件，涡轮机部分、压气机部分和风机部分共用轴，止推结构和平衡件均套设于轴上；止推结构设置于涡轮机部分与压气机部分之间的位置，平衡件设置于风机部分与压气机部分之间的位置，且平衡件的朝向风机部分的一侧能够引入气体而形成压力P1，平衡件的朝向压气机部分的一侧能够引入气体而形成压力P2，P2≠P1。根据本公开能够减小转子系统轴向气动载荷，降低止推轴承的承载力，易于气动止推轴承的结构实现，提高气动轴承的可靠性，降低了气动止推轴承的实现难度，利于气动轴承的可靠性设计。

技术领域

本公开涉及空气循环机技术领域，具体涉及一种循环机。

背景技术

采用空气为工质的压缩空气循环制冷系统，采用透平式压缩机和膨胀机，分别实现压缩和膨胀过程，同时系统还需要风机用以实现对流换热。气体膨胀输出功，而气体压缩和风机送风需要消耗功，若将气体膨胀功用以气体压缩和风机送风，则可达到节能的目的。

用于压缩空气制冷系统的空气循环机，其转子系统组件由膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶等组成。转子系统的轴向被一对止推气动轴承支承。膨胀叶轮、压缩叶轮和风叶三者之间的轴向不平衡气动力需要分布到止推气动轴承上。从而实现止推气动轴承力抵消转子系统轴向气动力。

由于现有技术中的空气循环机存在轴向气动载荷较大、导致止推轴承的承载力过大而影响轴承的可靠性等技术问题，因此本公开研究设计出一种循环机。

公开内容

因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气循环机存在轴向气动载荷较大、导致止推轴承的承载力过大而影响轴承的可靠性的气动轴向力的缺陷，从而提供一种循环机。

为了解决上述问题，本公开提供一种循环机，包括轴、涡轮机部分、压气机部分和风机部分、止推结构和平衡件，所述涡轮机部分、压气机部分和风机部分共用所述轴，所述止推结构和所述平衡件均套设于所述轴上；

所述止推结构设置于所述涡轮机部分与所述压气机部分之间的位置，所述平衡件设置于所述风机部分与所述压气机部分之间的位置，且所述平衡件的朝向所述风机部分的一侧能够引入气体而形成压力P1，所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧能够引入气体而形成压力P2，P2≠P1。

在一些实施方式中，所述平衡件的朝向所述风机部分的一侧能够引入所述风机部分中的气体而形成压力P1，所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧能够引入所述涡轮机部分中的气体而形成压力P2，且P2P1。

在一些实施方式中，所述涡轮机部分包括膨胀壳体，所述膨胀壳体的内部具有膨胀腔室，所述循环机还包括连通通道和第一腔室，所述第一腔室形成在所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧，以对所述平衡件产生压力P2，所述连通通道一端能够从所述膨胀腔室中引入气体、另一端能够将其导入至所述第一腔室中。

在一些实施方式中，所述连通通道包括第一气路、连接管路和第二气路，所述第一气路设置在所述膨胀壳体上且与所述膨胀腔室连通，所述风机部分还包括风机座，所述第二气路开设在所述风机座上，所述连接管路位于所述膨胀壳体和所述风机座的外部，且所述连接管路的一端能够与所述第一气路连通以从所述第一气路中引入气体，另一端能够与所述第二气路连通以将气体输送至所述第二气路中，所述第二气路的另一端与所述第一腔室连通。

在一些实施方式中，所述循环机还包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件固定连接到所述膨胀壳体上，所述第二连接件固定连接到所述风机座上，所述连接管路的一端固定到所述第一连接件上，所述连接管路的另一端固定连接到所述第二连接件上。

在一些实施方式中，还包括径向轴承，所述径向轴承设置在所述平衡件的朝向所述压气机部分的一侧，且所述径向轴承与所述平衡件之间夹设所述第一腔室。