[发明专利]一种高充压热力学循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，特别是一种高充压热力学循环系统。

背景技术

由叶轮压气机和透平（含涡轮）构成的动力循环或构成的制冷循环中，通常情况下，是在叶轮压气机和透平之间设置承载轴承，这种结构虽然有广泛的应用，但是很难避免轴承润滑剂进入工质中，造成污染或传热效率降低，特别是在动力循环中为增加功率密度和效率或在制冷循环中为增加制冷密度和效率，需要增加叶轮压气机和透平的工质压力，特别是工质的充入压力，会加剧润滑剂污染和工质串混。虽然有气体悬浮轴承和磁悬浮轴承的出现，但是气体悬浮轴承和磁悬浮轴承都比较复杂，而且加工精度要求极高，难以广泛应用。因此，需要发明一种由叶轮压气机和透平构成的新型热力学循环系统。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种高充压热力学循环系统，包括动力循环叶轮压气轮、动力循环透平轮和承载轴承，所述动力循环叶轮压气轮和所述动力循环透平轮设置在同一旋转轴上，所述旋转轴的一端与所述承载轴承的承载轴孔配合设置，所述动力循环叶轮压气轮、所述动力循环透平轮、所述承载轴承和所述旋转轴设置在壳体内；在所述动力循环叶轮压气轮和所述动力循环透平轮之间，所述壳体与所述旋转轴密封转动配合设置。

方案2：一种高充压热力学循环系统，包括制冷循环叶轮压气轮、制冷循环透平轮、动力源和承载轴承，所述制冷循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮设置在同一旋转轴上，所述旋转轴的一端与所述承载轴承的承载轴孔配合设置，所述动力源对所述制冷循环叶轮压气轮输出动力，所述制冷循环叶轮压气轮、所述制冷循环透平轮、所述承载轴承和所述旋转轴设置在壳体内；在所述制冷循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮之间，所述壳体与所述旋转轴密封转动配合设置。

方案3：一种高充压热力学循环系统，包括动力循环叶轮压气轮、动力循环透平轮、制冷循环叶轮压气轮、制冷循环透平轮和承载轴承，所述动力循环叶轮压气轮、所述动力循环透平轮、所述制冷循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮设置在同一旋转轴上，所述旋转轴的一端与所述承载轴承的承载轴孔配合设置，所述动力循环叶轮压气轮、所述动力循环透平轮、所述制冷循环叶轮压气轮、所述制冷循环透平轮、所述旋转轴和所述承载轴承设置在壳体内；在所述动力循环叶轮压气轮、所述动力循环透平轮、所述制冷循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮四者中相邻的两者之间，所述壳体与所述旋转轴密封转动配合设置。

方案4：一种高充压热力学循环系统，包括动力循环叶轮压气轮、动力循环透平轮、制冷循环叶轮压气轮、制冷循环透平轮、第一承载轴承和第二承载轴承，所述动力循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮设置在第一旋转轴上，所述第一旋转轴的一端与所述第一承载轴承的承载轴孔配合设置，所述动力循环透平轮和所述制冷循环叶轮压气轮设置在第二旋转轴上，所述第二旋转轴的一端与所述第二承载轴承的承载轴孔配合设置；所述动力循环叶轮压气轮、所述制冷循环透平轮、所述第一旋转轴和所述第一承载轴承设置在壳体内；在所述动力循环叶轮压气轮和所述制冷循环透平轮之间，所述壳体与所述第一旋转轴密封转动配合设置；所述动力循环透平轮、所述制冷循环叶轮压气轮、所述第二旋转轴和所述第二承载轴承设置在壳体内；在所述动力循环透平轮和所述制冷循环叶轮压气轮之间，其内设置所述动力循环透平轮、所述制冷循环叶轮压气轮、所述第二旋转轴和所述第二承载轴承的所述壳体与所述第二旋转轴密封转动配合设置。

方案5：一种高充压热力学循环系统，包括制冷循环叶轮压气轮、节流膨胀器、动力源和承载轴承，所述制冷循环叶轮压气轮设置在旋转轴上，所述旋转轴的一端与所述承载轴承的承载轴孔配合设置，所述制冷循环叶轮压气轮的工质出口与排热器的被冷却流体通道的工质入口连通，所述排热器的被冷却流体通道的工质出口与所述节流膨胀器的工质入口连通，所述节流膨胀器的工质出口与吸热器的被加热流体通道的工质入口连通，所述吸热器的被加热流体通道的工质出口与所述制冷循环叶轮压气轮的工质入口连通，所述动力源对所述制冷循环叶轮压气轮输出动力，所述制冷循环叶轮压气轮、所述旋转轴和所述承载轴承设置在壳体内。