一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，由調(diào)節(jié)閥I(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(jī)(3)、爪式真空泵(4)、發(fā)電機(jī)(5)、閥I(6)、閥II(7)、儲(chǔ)水罐(8)、閥III(9)、閥IV(10)、負(fù)壓冷凝器(11)和調(diào)節(jié)閥II(12)組成，發(fā)電循環(huán)包括：水蒸汽在爪式膨脹機(jī)(3)內(nèi)的膨脹過(guò)程，在負(fù)壓冷凝器(11)中的冷凝過(guò)程，爪式真空泵(4)抽取負(fù)壓冷凝器(11)中的不凝氣；爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空泵(4)的爪式轉(zhuǎn)子均采用全光滑的爪式轉(zhuǎn)子型線；爪式膨脹機(jī)(3)并聯(lián)布置四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，并與爪式真空泵(4)和發(fā)電機(jī)(5)同軸串聯(lián)，整個(gè)發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、干式無(wú)油、力矩變化均勻的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用地?zé)徇M(jìn)行發(fā)電的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，特別涉及一種采用爪式膨脹機(jī)和爪式真空栗用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地?zé)岚l(fā)電具有廣泛的應(yīng)用前景，現(xiàn)有的地?zé)岚l(fā)電方式有直接蒸汽發(fā)電方式、擴(kuò)容發(fā)電方式、雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電方式。隨著地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)和利用的逐步深入，提出用于地?zé)岚l(fā)電的新型發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置具有重要的意義。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利，公布號(hào)CN102926826A，公開(kāi)了一種用于熱發(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電循環(huán)裝置，其發(fā)電過(guò)程包括:氣體在爪式膨脹機(jī)內(nèi)的膨脹過(guò)程，在回?zé)崞鲀?nèi)的等壓放熱過(guò)程，在冷卻器內(nèi)的等壓放熱過(guò)程，在爪式壓縮機(jī)內(nèi)的壓縮過(guò)程，在回?zé)崞鲀?nèi)的等壓吸熱過(guò)程，在加熱器內(nèi)的等壓吸熱過(guò)程;該裝置的特點(diǎn):(I)發(fā)電工質(zhì)為氣體，在發(fā)電循環(huán)中無(wú)相變，適用于熱源溫度較高的應(yīng)用場(chǎng)合，如:太陽(yáng)能高溫?zé)岚l(fā)電；(2)采用兩級(jí)爪式膨脹機(jī)和兩級(jí)爪式壓縮機(jī)，其壓縮比高，但是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)在任意時(shí)刻爪式膨脹機(jī)的進(jìn)氣口都處于打開(kāi)狀態(tài)，沒(méi)有使得爪式膨脹機(jī)在整個(gè)周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，其輸出功不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置包括調(diào)節(jié)閥1(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(jī)(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(jī)(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲(chǔ)水罐
(8)、閥III (9)、閥IV (I O)、負(fù)壓冷凝器(I I)和調(diào)節(jié)閥II (12);其工作過(guò)程是:地?zé)峋a(chǎn)生的地?zé)崴偷責(zé)崴羝M(jìn)入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進(jìn)入爪式膨脹機(jī)(3)內(nèi)進(jìn)行膨脹，膨脹后的氣體進(jìn)入負(fù)壓冷凝器(11)內(nèi)進(jìn)行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗
[4]抽取負(fù)壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負(fù)壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對(duì)壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負(fù)壓冷凝器(11);通過(guò)調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負(fù)壓冷凝器(11)中的壓力。該裝置可用于中低溫地?zé)崮馨l(fā)電，對(duì)于豐富和促進(jìn)地?zé)崮艿亻_(kāi)發(fā)和利用具有重要意義。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，爪式膨脹機(jī)(3)并聯(lián)布置四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，四組爪式轉(zhuǎn)子之間的相位角相差90度，保證任意時(shí)刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口處于打開(kāi)狀態(tài)，使得爪式膨脹機(jī)(3)在整個(gè)周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(jī)(3)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻；四組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口和排氣口的所在位置對(duì)稱(chēng)布置，使得各組爪式轉(zhuǎn)子所受的氣體軸向力相互平衡;爪式膨脹機(jī)(3)的四組爪式轉(zhuǎn)子和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子被串聯(lián)在同一對(duì)軸上，這對(duì)軸連接一對(duì)同步齒輪(206)，實(shí)現(xiàn)全部爪式轉(zhuǎn)子之間的正確嚙合;發(fā)電機(jī)(5)的主軸被連接在爪式膨脹機(jī)(3)進(jìn)氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上;工作中由爪式膨脹機(jī)(3)帶動(dòng)爪式真空栗(4)和發(fā)電機(jī)(5)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行發(fā)電。
[0007]—種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，爪式膨脹機(jī)(3)的爪式轉(zhuǎn)子和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子均采用全光滑的爪式轉(zhuǎn)子型線，改善了爪式轉(zhuǎn)子的受力狀態(tài)，減小其變形，提高了爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空栗(4)的可靠性。
[0008]—種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，通過(guò)開(kāi)關(guān)閥1(6)和閥IV(1)實(shí)現(xiàn)從負(fù)壓冷凝器(11)向儲(chǔ)水罐(8)間歇地排出液態(tài)水，降低整個(gè)裝置的能耗;儲(chǔ)水罐(8)上設(shè)置閥11(7)和閥111(9)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]①所提出的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置直接利用地?zé)崴羝鳛楣べ|(zhì)實(shí)現(xiàn)發(fā)電循環(huán)，其適用范圍廣。
[0011]②將爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空栗(4)與發(fā)電機(jī)(5)同軸串聯(lián)，整個(gè)發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、干式無(wú)油、發(fā)電循環(huán)效率高和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。
[0012]③爪式膨脹機(jī)(3)采用并聯(lián)布置四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，四組爪式轉(zhuǎn)子之間的相位角相差90度，保證任意時(shí)刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口處于打開(kāi)狀態(tài)，使得爪式膨脹機(jī)(3)在整個(gè)周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(jī)(3)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻，同時(shí)有利于軸系轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力平衡;爪式膨脹機(jī)(3)采用四組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口和排氣口的所在位置對(duì)稱(chēng)布置，使得各組爪式轉(zhuǎn)子所受的氣體軸向力相互平衡。
[0013]④爪式膨脹機(jī)(3)的爪式轉(zhuǎn)子和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子都采用全光滑的爪式轉(zhuǎn)子型線，改善了爪式轉(zhuǎn)子的受力狀態(tài)，減小其變形，提高了爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空栗
(4)的可靠性;爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子可設(shè)計(jì)成爪式轉(zhuǎn)子軸向投影面積小的結(jié)構(gòu)，可減小爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子所受的氣體軸向力。
[0014]⑤采用從負(fù)壓冷凝器(11)向儲(chǔ)水罐(8)間歇排出液態(tài)水，降低整個(gè)裝置的能耗，提高了發(fā)電效率。
[0015]⑥爪式膨脹機(jī)(3)出口的水蒸汽在負(fù)壓冷凝器(11)中冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗
(4)只抽取負(fù)壓冷凝器(11)內(nèi)的不凝氣，所以爪式真空栗(4)的功耗較小，提高了發(fā)電效率。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置示意圖。
[0017]圖2為爪式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為爪式膨脹機(jī)和爪式真空栗的爪式轉(zhuǎn)子示意圖。
[0019]圖中:丨一調(diào)節(jié)閥1;2一閃蒸器;3一爪式膨脹機(jī);4一爪式真空栗;5一發(fā)電機(jī);6一閥I ； 7—閥11 ； 8—儲(chǔ)水罐;9一閥III; 10—閥IV ； 11一負(fù)壓冷凝器；12—調(diào)節(jié)閥11 ； 201—軸承；202—第一組爪式轉(zhuǎn)子;203—第二組爪式轉(zhuǎn)子;204—第三組爪式轉(zhuǎn)子;205—第四組爪式轉(zhuǎn)子;206—同步齒輪;207—聯(lián)軸器;301—第一組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口 ； 302—第二組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口； 303—第三組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口； 304—第四組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口； 305—第一組爪式轉(zhuǎn)子的排氣口； 306—第二組爪式轉(zhuǎn)子的排氣口； 307—第三組爪式轉(zhuǎn)子的排氣口；308—第四組爪式轉(zhuǎn)子的排氣口 ； 309—爪式真空栗的進(jìn)氣口 ； 310—爪式真空栗的排氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]如圖1所示的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置示意圖，發(fā)電裝置包括調(diào)節(jié)閥1(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(jī)(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(jī)(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲(chǔ)水罐(8)、閥111(9)、閥IV(1)、負(fù)壓冷凝器(11)和調(diào)節(jié)閥11(12);其發(fā)電循環(huán)過(guò)程是:地?zé)峋a(chǎn)生的地?zé)崴偷責(zé)崴羝M(jìn)入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進(jìn)入爪式膨脹機(jī)
(3)內(nèi)進(jìn)行膨脹，膨脹后的氣體進(jìn)入負(fù)壓冷凝器(11)內(nèi)進(jìn)行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗(4)抽取負(fù)壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負(fù)壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對(duì)壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負(fù)壓冷凝器(11);通過(guò)調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負(fù)壓冷凝器(11)中的壓力。
[0022]如圖2所示的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，包括軸承(201)、爪式膨脹機(jī)(3)、爪式真空栗(4)、同步齒輪(206)和聯(lián)軸器(207);爪式膨脹機(jī)(3)包括并聯(lián)布置的四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，分別為第一組爪式轉(zhuǎn)子(202)、第二組爪式轉(zhuǎn)子(203)、第三組爪式轉(zhuǎn)子(204)、第四組爪式轉(zhuǎn)子(205);爪式膨脹機(jī)(3)與爪式真空栗(4)同軸串聯(lián)，在同步齒輪(206)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)全部爪式轉(zhuǎn)子之間的正確嚙合;聯(lián)軸器(207)被連接在爪式膨脹機(jī)(3)進(jìn)氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上，聯(lián)軸器(207)連接發(fā)電機(jī)(5)。
[0023]如圖3所示的爪式膨脹機(jī)和爪式真空栗的爪式轉(zhuǎn)子示意圖，爪式膨脹機(jī)(3)并聯(lián)布置四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，四組爪式轉(zhuǎn)子之間的相位角相差90度，四組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口和排氣口的所在位置對(duì)稱(chēng)布置;爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子均采用全光滑的爪式轉(zhuǎn)子型線；爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子可設(shè)計(jì)成爪式轉(zhuǎn)子軸向投影面積小的結(jié)構(gòu)，可減小爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子所受的氣體軸向力。
[0024]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，包括調(diào)節(jié)閥1(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(jī)(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(jī)(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲(chǔ)水罐(8)、閥111(9)、閥IV(1)、負(fù)壓冷凝器(11)和調(diào)節(jié)閥11(12);其特征是:地?zé)峋a(chǎn)生的地?zé)崴偷責(zé)崴羝M(jìn)入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進(jìn)入爪式膨脹機(jī)(3)內(nèi)進(jìn)行膨脹，膨脹后的氣體進(jìn)入負(fù)壓冷凝器(11)內(nèi)進(jìn)行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗(4)抽取負(fù)壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負(fù)壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對(duì)壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負(fù)壓冷凝器(11);通過(guò)調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負(fù)壓冷凝器(11)中的壓力。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，其特征是:爪式膨脹機(jī)(3)并聯(lián)布置四組相同的相互嚙合的爪式轉(zhuǎn)子，四組爪式轉(zhuǎn)子之間的相位角相差90度，保證任意時(shí)刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口處于打開(kāi)狀態(tài)，使得爪式膨脹機(jī)(3)在整個(gè)周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(jī)(3)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻；四組爪式轉(zhuǎn)子的進(jìn)氣口和排氣口的所在位置對(duì)稱(chēng)布置，使得各組爪式轉(zhuǎn)子所受的氣體軸向力相互平衡;爪式膨脹機(jī)(3)的四組爪式轉(zhuǎn)子和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子被串聯(lián)在同一對(duì)軸上，這對(duì)軸連接一對(duì)同步齒輪(206)，實(shí)現(xiàn)全部爪式轉(zhuǎn)子之間的正確嚙合;發(fā)電機(jī)(5)的主軸被連接在爪式膨脹機(jī)(3)進(jìn)氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上;工作中由爪式膨脹機(jī)(3)帶動(dòng)爪式真空栗(4)和發(fā)電機(jī)(5)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行發(fā)電。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，其特征是:爪式膨脹機(jī)(3)的爪式轉(zhuǎn)子和爪式真空栗(4)的爪式轉(zhuǎn)子均采用全光滑的爪式轉(zhuǎn)子型線，改善了爪式轉(zhuǎn)子的受力狀態(tài)，減小其變形，提高了爪式膨脹機(jī)(3)和爪式真空栗(4)的可靠性。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電裝置，其特征是:通過(guò)開(kāi)關(guān)閥1(6)和閥IV(1)實(shí)現(xiàn)從負(fù)壓冷凝器(11)向儲(chǔ)水罐(8)間歇地排出液態(tài)水，降低整個(gè)裝置的能耗;儲(chǔ)水罐(8)上設(shè)置閥11(7)和閥111(9)。
【文檔編號(hào)】F01C13/00GK105952591SQ201610460647
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王君, 張凌宏, 崔冬, 劉瑞青, 崔峰, 劉強(qiáng)
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)