專利名稱：雙效螺桿熱能膨脹機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于暖通空調(diào)、工業(yè)制冷、廢熱等低熱資源的再利用技術(shù)，具體的涉及一種利用暖通空調(diào)、工業(yè)制冷機(jī)組產(chǎn)生的廢熱以及發(fā)電廠和化工廠的尾氣廢熱資源做機(jī)械功的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)。
背景技術(shù)：
膨脹機(jī)就是一種利用壓縮氣體膨脹降壓時(shí)向外輸出機(jī)械功使氣體溫度降低的原理以獲得機(jī)械能和冷量的機(jī)械?，F(xiàn)有膨脹機(jī)技術(shù)主要為活塞和透平膨脹機(jī)，運(yùn)行工質(zhì)主要是高溫高壓水蒸汽，其尾汽溫度較高，能量轉(zhuǎn)化率低；且目前加熱水蒸汽主要燃燒煤等石化燃料，一方面消耗了資源有限的石化燃料，另方面增加了 C02的排放，加劇了地球的溫室效應(yīng)。在能源日益緊張的今天，為了回收通常排到大氣中的低溫?zé)釟?、排到河川中的低溫?zé)崴戎械臒崃?，低熱利用裝置被用來(lái)將低溫物體中的熱能傳送高溫物體中，然后高溫物體來(lái)加熱水或采暖，使熱量得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、低溫?zé)崮芾寐矢叩碾p效螺桿熱能膨脹機(jī)，其能夠?qū)崿F(xiàn)換熱介質(zhì)的封閉循環(huán)，可以利用常溫低品位熱源，一方面獲得了高品位的機(jī)械能，可以直接驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備或發(fā)電；另一方面獲得的冷量可以冷卻需要散熱的設(shè)備或裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述膨脹機(jī)包括發(fā)生器、能量轉(zhuǎn)換器、螺桿式膨脹機(jī)和吸收器，所述發(fā)生器連接換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴，該換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴連通螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口，該螺桿式膨脹機(jī)的排氣口連接設(shè)置吸收器。
具體實(shí)施方式
中，所述發(fā)生器的頂部連通一高溫高壓換熱介質(zhì)管路，換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴位于該高溫高壓換熱介質(zhì)管路的末端；所述發(fā)生器內(nèi)設(shè)置擋液板，發(fā)生器的下部設(shè)置有中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱，該中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱和擋液板之間還設(shè)置有熱源換熱器。—實(shí)施方式中，所述中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱的底部連接一輸送管路，該輸送管路的另一端位于能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)。另一實(shí)施方式中，所述能效轉(zhuǎn)換器的上部設(shè)置一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接一低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱的頂部，該低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱的上部設(shè)置一擋液板。再一實(shí)施方式中，所述發(fā)生器內(nèi)的頂部設(shè)置一換熱介質(zhì)噴射裝置，該換熱介質(zhì)噴射裝置通過(guò)一常溫高濃度換熱介質(zhì)管連接吸收器。一實(shí)施方式中，所述吸收器的頂部連接螺桿式膨脹機(jī)的排氣口，該吸收器的底部設(shè)置一常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱的上方設(shè)置一介質(zhì)溶液霧化噴嘴，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱的底部連通一常溫高濃度介質(zhì)溶液管。 一實(shí)施方式中，所述介質(zhì)溶液霧化噴嘴通過(guò)低溫低濃度介質(zhì)溶液管路連接一低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱，該低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱位于能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)。另一實(shí)施方式中,所述螺桿式膨脹機(jī)包括機(jī)殼和位于機(jī)殼內(nèi)的兩個(gè)互相哨合的螺旋轉(zhuǎn)子，其中一螺旋轉(zhuǎn)子的一端伸出機(jī)殼形成動(dòng)力輸出軸。一實(shí)施方式中，所述換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴位于能效轉(zhuǎn)換器的上部，其位于一能效轉(zhuǎn)換腔內(nèi)，該能效轉(zhuǎn)換腔連接于螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口和一中溫介質(zhì)蒸汽通道。一實(shí)施方式中，所述雙效螺桿熱能膨脹機(jī)還包括輸液泵和介質(zhì)溶液輸送管路，所述介質(zhì)輸送管路循環(huán)連接發(fā)生器和吸收器。該雙效螺桿熱能膨脹機(jī)主要分為發(fā)生器、能量轉(zhuǎn)換器、螺桿式膨脹機(jī)、吸收器四大部分，發(fā)生器、吸收器和能量轉(zhuǎn)換器間還可設(shè)置用于介質(zhì)溶液循環(huán)的輸液泵和介質(zhì)溶液輸送管路組成的循環(huán)系統(tǒng)。在具體應(yīng)用中，發(fā)生器中的換熱介質(zhì)噴射裝置將常溫高濃度介質(zhì)溶液以霧狀極小液滴噴射到熱源換熱器上，換熱介質(zhì)蒸發(fā)并形成高溫高濃度的換熱介質(zhì)蒸汽經(jīng)由高溫高壓換熱介質(zhì)管路輸送至位于熱能轉(zhuǎn)換器上部的換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴，高溫高壓的介質(zhì)蒸汽由此經(jīng)過(guò)能效轉(zhuǎn)換形成螺桿式膨脹機(jī)最適宜的驅(qū)動(dòng)氣體介質(zhì)，即中溫高速流換熱介質(zhì)蒸汽，由螺桿式膨脹機(jī)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并通過(guò)動(dòng)力輸出軸對(duì)外輸出。螺桿式膨脹機(jī)是一種新型的回轉(zhuǎn)式容積型膨脹機(jī)，螺桿式膨脹機(jī)的機(jī)殼內(nèi)平行配置兩個(gè)互相嚙合的螺旋轉(zhuǎn)子，分別稱為陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子，陽(yáng)轉(zhuǎn)子有一段伸出殼外，作為動(dòng)力輸出軸輸出機(jī)械能。螺桿式膨脹機(jī)的工作周期是由齒間容積中的進(jìn)氣、膨脹和排氣三個(gè)過(guò)程組成。轉(zhuǎn)子的嚙合齒之間形成齒間容積，即為進(jìn)氣室，流體直接從徑向和軸向進(jìn)入進(jìn)氣室后，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，使進(jìn)氣室呈V形分開(kāi)伸長(zhǎng)。隨著轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的嚙合點(diǎn)因膨脹流體向后移動(dòng)，V形容積相繼伸至IJ其他氣室，然后，膨脹后的流體在低壓下從排氣口排出，直到齒間容積減少到零，完成一個(gè)工作循環(huán)。同透平膨脹機(jī)和活塞膨脹機(jī)相比，螺桿膨脹機(jī)具有效率高、成本低；靠間隙密封，對(duì)進(jìn)氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應(yīng)性；以及不會(huì)發(fā)生喘振，能進(jìn)行重負(fù)荷啟動(dòng)；軸封效果好，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)做功后的換熱介質(zhì)溫度降低后由螺桿式膨脹機(jī)排氣口進(jìn)入吸收器，經(jīng)過(guò)吸收器頂部的介質(zhì)溶液霧化噴嘴噴入的低溫低濃度介質(zhì)溶液的吸收，形成常溫高濃度介質(zhì)溶液，該常溫高濃度介質(zhì)溶液可由常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱底部的常溫高濃度介質(zhì)溶液管和輸液泵再次輸送到發(fā)生器中，由換熱介質(zhì)噴射裝置噴射，完成循環(huán)。發(fā)生器底部的中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱內(nèi)的中溫中濃度介質(zhì)溶液可由輸送管路和輸送泵送至能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)的低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱上部進(jìn)行噴霧式噴灑，該中溫中濃度介質(zhì)溶液形成的部分介質(zhì)蒸汽經(jīng)過(guò)中溫介質(zhì)蒸汽通道進(jìn)入能效轉(zhuǎn)換腔，而低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱則收集到低溫低濃度的介質(zhì)溶液，該部分介質(zhì)溶液可由低溫低濃度介質(zhì)溶液管路輸送，并通過(guò)介質(zhì)溶液霧化噴嘴在吸收器內(nèi)噴灑吸收由螺桿式膨脹機(jī)排氣口輸出的換熱介質(zhì)，完成工作循環(huán)。該雙效螺桿熱能膨脹機(jī)可用于暖通空調(diào)領(lǐng)域，使空調(diào)的能效比更高，或利用空調(diào)廢熱資源發(fā)電；或者利用發(fā)電廠鍋爐的中低溫蒸汽發(fā)電；其通過(guò)對(duì)工業(yè)企業(yè)的廢熱回收，使廢熱變成高品位的電能，而不是直接排入環(huán)境中，造成污染，并把多種形式的低溫吸收式熱能轉(zhuǎn)化成高品位的機(jī)械能和電能，達(dá)到節(jié)能減排的效果。本發(fā)明的有益效果在于，該雙效螺桿熱能膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、低溫?zé)崮芾寐矢撸淇梢岳贸氐推肺粺嵩?；一方面獲得了高品位的機(jī)械能，可以直接驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備或發(fā)電；另一方面獲得的冷量可以冷卻需要散熱的設(shè)備或裝置。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。


圖1是本發(fā)明的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，該雙效螺桿熱能膨脹機(jī)包括發(fā)生器10、能量轉(zhuǎn)換器20、螺桿式膨脹機(jī)30、吸收器40和循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)生器10連接換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴12，該換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴12連通螺桿式膨脹機(jī)30的進(jìn)氣口 31，該螺桿式膨脹機(jī)的排氣口 33連接設(shè)置吸收器40。具體見(jiàn)圖1，發(fā)生器10的頂部連通一高溫高壓換熱介質(zhì)管路11，換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴12位于該高溫高壓換熱介質(zhì)管路11的末端；換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴位12于能效轉(zhuǎn)換器20的上部,其位于一能效轉(zhuǎn)換腔21內(nèi)，該能效轉(zhuǎn)換腔21連接于螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口 31和一中溫介質(zhì)蒸汽通道25。螺桿式膨脹機(jī)30包括機(jī)殼和位于機(jī)殼內(nèi)的兩個(gè)互相哨合的螺旋轉(zhuǎn)子,其中一螺旋轉(zhuǎn)子的一端伸出機(jī)殼形成動(dòng)力輸出軸32。發(fā)生器10內(nèi)的頂部設(shè)置一換熱介質(zhì)噴射裝置，該換熱介質(zhì)噴射裝置通過(guò)常溫高濃度換熱介質(zhì)管42連接吸收器40。發(fā)生器10內(nèi)設(shè)置擋液板13，發(fā)生器的下部設(shè)置有中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱15，該中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱15和擋液板13之間還設(shè)置有熱源換熱器14。中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱15的底部連接一輸送管路16，該輸送管路16的另一端位于能效轉(zhuǎn)換器20內(nèi)。能效轉(zhuǎn)換器20的上部設(shè)置中溫介質(zhì)蒸汽通道25，該中溫介質(zhì)蒸汽通道25連接一低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱23的頂部，該低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱的上部設(shè)置一擋液板22。吸收器40的頂部連接螺桿式膨脹機(jī)30的排氣口 33，該吸收器40的底部設(shè)置一常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱41，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱41的上方設(shè)置一介質(zhì)溶液霧化噴嘴，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱41的底部連通一常溫高濃度介質(zhì)溶液管42。介質(zhì)溶液霧化噴嘴通過(guò)低溫低濃度介質(zhì)溶液管路24連接一位于能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)的低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱23。在實(shí)際應(yīng)用中，上述各介質(zhì)溶液的輸送管路上均可連接設(shè)置輸液泵，實(shí)現(xiàn)發(fā)生器和吸收器之間的介質(zhì)溶液循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述膨脹機(jī)包括發(fā)生器、能量轉(zhuǎn)換器、螺桿式膨脹機(jī)和吸收器，所述發(fā)生器連接換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴，該換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴連通螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口，該螺桿式膨脹機(jī)的排氣口連接設(shè)置吸收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述發(fā)生器的頂部連通一高溫高壓換熱介質(zhì)管路，換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴位于該高溫高壓換熱介質(zhì)管路的末端；所述發(fā)生器內(nèi)設(shè)置擋液板，發(fā)生器的下部設(shè)置有中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱，該中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱和擋液板之間還設(shè)置有熱源換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述中溫中濃度介質(zhì)溶液集液箱的底部連接一輸送管路，該輸送管路的另一端位于能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述能效轉(zhuǎn)換器的上部設(shè)置一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接一低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱的頂部，該低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱的上部設(shè)置一擋液板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述發(fā)生器內(nèi)的頂部設(shè)置一換熱介質(zhì)噴射裝置，該換熱介質(zhì)噴射裝置通過(guò)一常溫高濃度換熱介質(zhì)管連接吸收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述吸收器的頂部連接螺桿式膨脹機(jī)的排氣口，該吸收器的底部設(shè)置一常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱的上方設(shè)置一介質(zhì)溶液霧化噴嘴，該常溫高濃度介質(zhì)溶液集液箱的底部連通一常溫高濃度介質(zhì)溶液管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述介質(zhì)溶液霧化噴嘴通過(guò)低溫低濃度介質(zhì)溶液管路連接一低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱，該低溫低濃度介質(zhì)溶液集液箱位于能效轉(zhuǎn)換器內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述螺桿式膨脹機(jī)包括機(jī)殼和位于機(jī)殼內(nèi)的兩個(gè)互相哨合的螺旋轉(zhuǎn)子，其中一螺旋轉(zhuǎn)子的一 端伸出機(jī)殼形成動(dòng)力輸出軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴位于能效轉(zhuǎn)換器的上部，其位于一能效轉(zhuǎn)換腔內(nèi)，該能效轉(zhuǎn)換腔連接于螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口和一中溫介質(zhì)蒸汽通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述雙效螺桿熱能膨脹機(jī)還包括輸液泵和介質(zhì)溶液輸送管路，所述介質(zhì)輸送管路循環(huán)連接發(fā)生器和吸收器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙效螺桿熱能膨脹機(jī)，其特征在于所述膨脹機(jī)包括發(fā)生器、能量轉(zhuǎn)換器、螺桿式膨脹機(jī)和吸收器，所述發(fā)生器連接換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴，該換熱介質(zhì)蒸汽噴嘴連通螺桿式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口，該螺桿式膨脹機(jī)的排氣口連接設(shè)置吸收器。該雙效螺桿熱能膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、低溫?zé)崮芾寐矢?，其可以利用常溫低品位熱源；一方面獲得了高品位的機(jī)械能，可以直接驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備或發(fā)電；另一方面獲得的冷量可以冷卻需要散熱的設(shè)備或裝置。
文檔編號(hào)F01C13/00GK103174479SQ20111043340
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者謝學(xué)軍, 王彬 申請(qǐng)人:江蘇合正能源科技有限公司