熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤及熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤及一種熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，屬于渦旋膨脹機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]渦旋膨脹機(jī)工作時(shí)，高壓天然氣從工作腔進(jìn)氣口進(jìn)入工作機(jī)組，在渦旋槽工作腔中完成對(duì)工作動(dòng)盤的驅(qū)動(dòng)的同時(shí)釋放壓力，膨脹體積，然后從工作腔出氣口進(jìn)到換熱槽，最后從換熱槽出氣口排出工作機(jī)組。在工作過程中，工作動(dòng)盤底面、頂面與工作靜盤底面、頂面在工作中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦發(fā)熱。高壓氣體壓力下降，體積膨脹吸熱后，溫度要下降。摩擦產(chǎn)生的熱量不能積聚在工作腔內(nèi)，否則，溫度會(huì)持續(xù)升高，影響正常工作。高壓天然氣進(jìn)氣溫度本身并不高，降壓過大并體積膨脹過大需要吸收大量熱量(旋轉(zhuǎn)渦輪膨脹機(jī)就是因?yàn)榈貌坏阶銐虻臒崃垦a(bǔ)充而導(dǎo)致溫度達(dá)到冰點(diǎn)以下)。一個(gè)發(fā)熱，一個(gè)吸熱，獨(dú)立的存在都需要采取措施加以消除的?，F(xiàn)有技術(shù)中的熱平衡結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤。
[0004]為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其具有渦旋槽工作腔，渦旋槽工作腔在其后背板中心處設(shè)置有工作腔進(jìn)氣口、在其后背板的邊緣處設(shè)置有工作腔出氣口，后背板內(nèi)還布置有換熱槽，換熱槽具有換熱槽進(jìn)氣口、換熱槽出氣口，換熱槽進(jìn)氣口與工作腔出氣口連通。
[0005]進(jìn)一步的是:換熱槽為圓環(huán)形，換熱槽與渦旋槽工作腔沿同一中心軸線布置。
[0006]進(jìn)一步的是:換熱槽包含多個(gè)與渦旋槽工作腔同心設(shè)置的單元環(huán)形槽，相鄰兩個(gè)單元環(huán)形槽首尾連通，使得換熱槽進(jìn)氣口、換熱槽出氣口之間形成單向氣流通道。
[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，具有上述的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:實(shí)施時(shí)，高壓天然氣從工作腔進(jìn)氣口進(jìn)入工作機(jī)組，在渦旋槽工作腔中完成對(duì)工作動(dòng)盤的驅(qū)動(dòng)的同時(shí)釋放壓力，膨脹體積，然后從工作腔出氣口進(jìn)到換熱槽，最后從換熱槽出氣口排出工作機(jī)組。在工作過程中，工作動(dòng)盤底面、頂面與工作靜盤底面、頂面在工作中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦發(fā)熱。高壓氣體壓力下降，體積膨脹吸熱后，溫度要下降。摩擦產(chǎn)生的熱量不能積聚在工作腔內(nèi)，否則，溫度會(huì)持續(xù)升高，影響正常工作。高壓天然氣進(jìn)氣溫度本身并不高，降壓過大并體積膨脹過大需要吸收大量熱量(旋轉(zhuǎn)渦輪膨脹機(jī)就是因?yàn)榈貌坏阶銐虻臒崃垦a(bǔ)充而導(dǎo)致溫度達(dá)到冰點(diǎn)以下)。一個(gè)發(fā)熱，一個(gè)吸熱，獨(dú)立的存在都需要采取措施加以消除的。本結(jié)構(gòu)使得二者對(duì)沖，相互抵消，以至于不需要增加更復(fù)雜的手段來處理這兩個(gè)問題。二者熱量的交換在兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，一是渦旋槽工作腔內(nèi)氣體膨脹的時(shí)侯交換一部分，二是通過渦旋槽工作腔與換熱槽之間形成的隔板產(chǎn)生熱傳遞交換。
【附圖說明】
[0009]圖1為工作靜盤的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為工作靜盤的主視圖；
[0011]圖3為圖2的右視圖；
[0012]圖4為圖2的后視圖；
[0013]圖5為圖2的B-B視圖；
[0014]圖6為圖3的D-D視圖；
[0015]圖中標(biāo)記:81-渦旋槽工作腔，82-后背板，83-工作腔進(jìn)氣口，84-工作腔出氣口，85-換熱槽，86-換熱槽進(jìn)氣口，87-換熱槽出氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為便于理解和實(shí)施本發(fā)明，選本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1?圖6所示，熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其具有渦旋槽工作腔81，渦旋槽工作腔81在其后背板82中心處設(shè)置有工作腔進(jìn)氣口 83、在其后背板82的邊緣處設(shè)置有工作腔出氣口84，后背板82內(nèi)還布置有換熱槽85，換熱槽85具有換熱槽進(jìn)氣口 86、換熱槽出氣口 87，換熱槽進(jìn)氣口 86與工作腔出氣口 84連通。
[0018]換熱槽85優(yōu)選結(jié)構(gòu)為:換熱槽85為圓環(huán)形，換熱槽85與渦旋槽工作腔81沿同一中心軸線布置。
[0019]換熱槽85另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)為:換熱槽85包含多個(gè)與渦旋槽工作腔81同心設(shè)置的單元環(huán)形槽，相鄰兩個(gè)單元環(huán)形槽首尾連通，使得換熱槽進(jìn)氣口 86、換熱槽出氣口 87之間形成單向氣流通道。
[0020]相應(yīng)地，對(duì)于熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，具有上述的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤。
[0021 ]實(shí)施時(shí)，高壓天然氣從工作腔進(jìn)氣口 83進(jìn)入工作機(jī)組，在渦旋槽工作腔81中完成對(duì)工作動(dòng)盤(圖中未展現(xiàn)工作動(dòng)盤)的驅(qū)動(dòng)的同時(shí)釋放壓力，膨脹體積，然后從工作腔出氣口84進(jìn)到換熱槽85，最后從換熱槽出氣口 87排出工作機(jī)組。在工作過程中，工作動(dòng)盤底面、頂面與工作靜盤底面、頂面在工作中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，摩擦發(fā)熱。高壓氣體壓力下降，體積膨脹吸熱后，溫度要下降。摩擦產(chǎn)生的熱量不能積聚在工作腔內(nèi)，否則，溫度會(huì)持續(xù)升高，影響正常工作。高壓天然氣進(jìn)氣溫度本身并不高，降壓過大并體積膨脹過大需要吸收大量熱量(旋轉(zhuǎn)渦輪膨脹機(jī)就是因?yàn)榈貌坏阶銐虻臒崃垦a(bǔ)充而導(dǎo)致溫度達(dá)到冰點(diǎn)以下)。一個(gè)發(fā)熱，一個(gè)吸熱，獨(dú)立的存在都需要采取措施加以消除的。本結(jié)構(gòu)使得二者對(duì)沖，相互抵消，以至于不需要增加更復(fù)雜的手段來處理這兩個(gè)問題。二者熱量的交換在兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，一是渦旋槽工作腔81內(nèi)氣體膨脹的時(shí)侯交換一部分，二是通過渦旋槽工作腔81與換熱槽85之間形成的隔板產(chǎn)生熱傳遞交換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其具有渦旋槽工作腔(81)，渦旋槽工作腔(81)在其后背板(82)中心處設(shè)置有工作腔進(jìn)氣口(83)、在其后背板(82)的邊緣處設(shè)置有工作腔出氣口(84)，其特征在于:后背板(82)內(nèi)還布置有換熱槽(85)，換熱槽(85)具有換熱槽進(jìn)氣口(86)、換熱槽出氣口(87)，換熱槽進(jìn)氣口(86)與工作腔出氣口(84)連通。2.如權(quán)利要求1所述的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其特征在于:換熱槽(85)為圓環(huán)形，換熱槽(85)與渦旋槽工作腔(81)沿同一中心軸線布置。3.如權(quán)利要求1所述的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其特征在于:換熱槽(85)包含多個(gè)與渦旋槽工作腔(81)同心設(shè)置的單元環(huán)形槽，相鄰兩個(gè)單元環(huán)形槽首尾連通，使得換熱槽進(jìn)氣口(86)、換熱槽出氣口(87)之間形成單向氣流通道。4.熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，其特征在于:具有如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤及一種熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，屬于渦旋膨脹機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤，其具有渦旋槽工作腔，渦旋槽工作腔在其后背板中心處設(shè)置有工作腔進(jìn)氣口、在其后背板的邊緣處設(shè)置有工作腔出氣口，后背板內(nèi)還布置有換熱槽，換熱槽具有換熱槽進(jìn)氣口、換熱槽出氣口，換熱槽進(jìn)氣口與工作腔出氣口連通。熱平衡結(jié)構(gòu)渦旋膨脹機(jī)，具有上述熱平衡結(jié)構(gòu)工作靜盤。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低。
【IPC分類】F01C21/06, F01C1/02, F01C21/10
【公開號(hào)】CN105673084
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610170017
【發(fā)明人】茍義昌, 嚴(yán)智謀
【申請(qǐng)人】昌恩能源科技成都有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日