涡轮机系统技术方案

本发明专利技术涉及一种涡轮机系统，其提供提高的压缩效率并且具有用于空气流入的进气结构和用于驱动马达的冷却结构。涡轮机系统包括：具有转子和定子的驱动单元；具有叶轮的压缩单元，所述叶轮与转子一起转动；引导管路，其引导驱动单元的冷却流体，该冷却流体流入驱动单元并且从驱动单元内部排出到压缩单元中；和外部流体流入管路，其设置在引导管路的一侧上并且与引导管路连通，其中外部流体流入管路引导借助在外部流体流入管路的端部与引导管路内部之间的压差外部流体以流到引导管路中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】涡轮机系统
本专利技术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。
技术介绍
这部分提供与本专利技术相关的背景信息，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。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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。技术方案根据本专利技术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。在此，外部流体流入管路一端可以与引导管路内部连通，并且另一端可以暴露于空气。而且，外部流体流入管路一端可以与引导管路内部连通，并且另一端与其中存储设定外部流体的外部流体存储部件连通。而且，外部流体流入管路可以还包括用于调节设定外部流体的流入流量的阀构件。而且，阀构件在操作中可以根据驱动单元的转速而被控制。而且，叶轮可以容纳在叶轮外壳中，该叶轮外壳具有流入孔和排出孔，并且外部流体流入管路可以与流入孔连通。而且，驱动单元可以还包括驱动单元壳体，用于支撑转子和定子，并且驱动单元壳体可以包括：冷却流体流入孔，其与外部连通；和冷却流体排出孔，其与引导管路连通。而且，定子可以包括定子铁芯和定子绕组部件，在该定子绕组部件中线圈绕定子铁芯缠绕，并且冷却流体流入孔朝向定子绕组部件限定，并且定子铁芯具有从冷却流体排出孔朝向转子穿过的多个通孔，在转子与定子之间限定一间隙，以便使穿过定子绕组部件的驱动单元冷却流体穿过所述间隙。而且，驱动单元冷却流体可以冷却驱动单元，同时通过冷却流体流入孔引入以经由定子绕组部件穿过定子与转子之间的间隙，并且通过所述多个通孔排出到冷却流体排出孔。而且，引导管路可以还包括热交换单元，用于冷却在冷却驱动单元之后排出的驱动单元冷却流体。同时，根据本专利技术的另一个实施例的涡轮机系统包括：第一驱动部件具有转子和定子；具有叶轮的第一压缩部件，所述叶轮与第一驱动部件的转子互锁以转动；第一引导管路，其用于引导第一驱动部件冷却流体，所述第一驱动部件冷却流体被引入到第一驱动部件中并且在穿过第一驱动部件内部之后排出到第一压缩部件中；第二驱动部件，其相对于第一驱动部件独立地设置，第二驱动部件具有转子和定子；具有叶轮的第二压缩部件，所述叶轮与第二驱动部件的转子互锁以转动；第二引导管路，其用于引导第二驱动部件冷却流体，所述第二驱动部件冷却流体被引入到第二驱动部件中并且在穿过第二驱动部件内部之后排出到第一压缩部件中；和外部流体流入管路，其与第一引导管路和第二引导管路中的至少一个连通，其中外部流体流入管路布置成使得设定外部流体通过外部流体流入管路引入到第一压缩部件中。在此，外部流体流入管路可以布置成允许第一引导管路在第一和第二引导管路彼此结合的状态下与第二引导管路连通。而且，第一引导管路可以通过连续地穿过第二驱动部件和第二引导管路而与第二驱动部件内部连通以与第一压缩部件连通。而且，外部流体流入管路一端可以与第一和第二引导管路中的一个连通并且另一端可以暴露于空气。而且，外部流体流入管路一端可以与第一和第二引导管路中的一个连通并且另一端可以与其中存储设定外部流体的外部流体存储部件连通。而且，外部流体流入管路可以还包括用于调节设定外部流体的流入流量的阀构件。而且，阀构件在操作中可以根据第一驱动单元的转速而被控制。而且，涡轮机系统可以还包括第三引导管路，用于将从第一压缩部件排出的流体引导到第二压缩部件中。而且，涡轮机系统可以还包括具有叶轮的第三压缩部件，所述叶轮与第一驱动部件的转子互锁以转动，第三压缩部件相对于第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮机系统，其包括：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驱动单元并且在穿过驱动单元的内部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进入引导管路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.19 KR 10-2012-0116488;2013.02.06 KR 10-2011.一种涡轮机系统，其包括：驱动单元(110)，其具有转子(113)和定子(115)；具有叶轮(131)的压缩单元(130)，所述叶轮与转子(113)互锁以转动；用于引导驱动单元冷却流体的引导管路(150)，所述驱动单元冷却流体被引入到驱动单元(110)中并且在穿过驱动单元(110)的内部后排出到驱动单元的外部，从驱动单元(110)排出到压缩单元(130)中；和外部流体流入管路(170)，所述外部流体流入管路布置在引导管路(150)的一侧上以与引导管路(150)连通，其中外部流体流入管路(170)引导由外部流体流入管路(170)的端部与引导管路(150)内部之间的压差设定的外部流体，使得所设定的外部流体通过外部流体流入管路被引入到压缩单元(130)中；其中外部流体流入管路(170)还包括用于调节所设定的外部流体的流入流量的阀构件(180)；并且其中引导管路(150)还包括用于冷却在冷却驱动单元(110)之后排出的驱动单元冷却流体的热交换单元(190)。2.根据权利要求1所述的涡轮机系统，其中外部流体流入管路(170)一端与引导管路(150)内部连通并且另一端暴露于空气。3.根据权利要求1所述的涡轮机系统，其中外部流体流入管路(170)一端与引导管路(150)内部连通并且另一端与外部流体存储部件连通，所设定的外部流体存储在所述外部流体存储部件中。4.根据权利要求1所述的涡轮机系统，其中阀构件(180)在操作中根据驱动单元(110)的转速而被控制。5.根据权利要求1所述的涡轮机系统，其中叶轮(131)容纳在叶轮外壳中，该叶轮外壳具有流入孔和排出孔，并且外部流体流入管路(170)与流入孔连通。6.根据权利要求1所述的涡轮机系统，其中驱动单元(110)还包括用于支撑转子(113)和定子(115)的驱动单元壳体，并且驱动单元壳体包括：与外部连通的冷却流体流入孔；和与引导管路(150)连通的冷却流体排出孔。7.根据权利要求6所述的涡轮机系统，其中定子(115)包括定子铁芯和定子绕组部件，在该定子绕组部件中线圈绕定子铁芯缠绕，并且冷却流体流入孔限定为朝向定子绕组部件，并且定子铁芯具有从冷却流体排出孔朝向转子(113)穿过的多个通孔，并且在转子(113)和定子(115)之间限定一间隙，以便使穿过定子绕组部件的驱动单元冷却流体穿过所述间隙。8.根据权利要求7所述的涡轮机系统，其中驱动单元冷却流体冷却驱动单元(110)，同时通过冷却流体流入孔被引入以经由定子绕组部件穿过定子(115)和转子(113)之间的间隙并且通过所述多个通孔排出到冷却流体排出孔。9.一种涡轮机系统，其包括：第一驱动部件(210a)，所述第一驱动部件具有转子和定子；具有叶轮的第一压缩部件(230a)，所述第一压缩部件的叶轮与第一驱动部件(210a)的转子互锁以转动；第一引导管路(250a)，所述第一引...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪席，
申请(专利权)人：伯格压缩机奥托伯格有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE