專利名稱：一種螺桿膨脹發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于發(fā)電設備技術領域，涉及一種有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，同時還涉及一 種半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置。
背景技術：
請參閱圖1，圖1為一個典型的有機朗肯循環(huán)(Organic Rankin Cycle, 0RC)，包括 膨脹機1’、發(fā)電機2 ’、蒸發(fā)器3 ’、液體泵4 ’、冷凝器5 ’。低溫低壓的液體制冷工質在液體泵4’中被升壓；然后進入蒸發(fā)器3’被加熱汽化， 直至成為過熱氣體(高溫高壓)后，進入膨脹機1’膨脹做功，驅動發(fā)電機2’發(fā)電。做功后 的低溫低壓氣體進入冷凝器5’被冷卻凝結成液體；再回到液體泵4’中，完成一個循環(huán)?，F(xiàn)有的用于ORC的膨脹機有半封的離心膨脹機、開啟式的螺桿膨脹機。開啟式的 螺桿膨脹機通過軸封與出軸端發(fā)電機連接，其缺陷是制冷工質會通過軸封泄露。與此同時，在復疊式ORC循環(huán)(或者其他應用場合)中，膨脹終了的溫度可能很 高，用膨脹的排氣來冷卻發(fā)電機變得不現(xiàn)實。需要解決半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置中 發(fā)電機的冷卻問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置，可避 免螺桿膨脹發(fā)電機在發(fā)電時出現(xiàn)制冷工質泄露，同時可冷卻螺桿膨脹發(fā)電裝置中發(fā)電機。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案一種半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置包括半封或全封的殼體，殼 體包括膨脹機腔、發(fā)電機腔；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔不連通；膨脹機腔內(nèi)設置螺桿膨脹 機，發(fā)電機腔內(nèi)設置發(fā)電機；所述螺桿膨脹機的轉子與發(fā)電機轉子固定連接，所述發(fā)電裝置 通過螺桿膨脹機轉子的轉動帶動發(fā)電機發(fā)電；所述發(fā)電機腔設置液態(tài)制冷工質噴入口、制 冷工質出口 ；通過液態(tài)制冷工質的蒸發(fā)冷卻發(fā)電機。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述螺桿膨脹機包括陽轉子、陰轉子，所述陽轉子的 軸與發(fā)電機轉子固定連接。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述陽轉子遠離發(fā)電機的轉子端設置第一陽轉子軸 承；所述陰轉子的兩端分別設置陰轉子軸承。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述陽轉子包括一體化設計的轉子部分、連接部分， 所示轉子部分與陰轉子配合，所述連接部分伸入發(fā)電機內(nèi)部；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔通過 一隔離機構相隔開，使得膨脹機腔、發(fā)電機腔之間形成一孔洞，所述連接部分穿過該孔洞至 發(fā)電機腔內(nèi)，連接部分遠離轉子部分的一端與發(fā)電機轉子固定連接。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述連接部分在陽轉子的轉子部分和發(fā)電機轉子之 間設置第二陽轉子軸承；所述第一陽轉子軸承、第二陽轉子軸承、陰轉子軸承分別通過殼體 內(nèi)設置的支撐機構設置在殼體內(nèi)。所述連接部分與第二陽轉子軸承最靠近發(fā)電機轉子端通過軸封密封。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述膨脹機腔設置螺桿膨脹機的吸氣入口、排氣出□。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述發(fā)電機為同步發(fā)電機或異步發(fā)電機。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置及使用上 述螺桿膨脹發(fā)電裝置的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，可避免螺桿膨脹發(fā)電機在發(fā)電時出現(xiàn)制冷 工質通過軸封泄露的情形。同時可以有效冷卻發(fā)電機，即使在復疊式ORC循環(huán)中，或者單循 環(huán)中膨脹機的排氣溫度很高時，也可以解決螺桿膨脹發(fā)電裝置中發(fā)電機的冷卻問題。


圖1為有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。
圖2為本發(fā)明有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的組成示意圖。
圖3為本發(fā)明螺桿膨脹發(fā)電裝置垂直方向的剖視圖。
圖4為本發(fā)明螺桿膨脹發(fā)電裝置水平方向的剖視圖。
附圖主要組件符號說明如下
1，膨脹機2’ 發(fā)電機
3’ 蒸發(fā)器4’ 液體泵
5’ 冷凝器
1 螺桿膨脹發(fā)電裝置3:蒸發(fā)器
4 液體泵5 冷凝器
101 發(fā)電機102 陽轉子
103:陰轉子1041 第一陽轉子軸承
1042 第二陽轉子軸承105 陰轉子軸承
106 密封圈107 吸氣入口
108 排氣出口109 制冷工質噴入口
110 制冷工質出口111 軸封
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。實施例一請參閱圖2，圖2表示了使用本發(fā)明的一種有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，所述有機朗肯 循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括依次連接的冷凝器5、液體泵4、蒸發(fā)器3、螺桿膨脹發(fā)電裝置1。本發(fā)明 揭示的螺桿膨脹發(fā)電裝置1是一體化設置的半封或全封的螺桿膨脹機及發(fā)電機。所述發(fā)電 機可以為同步發(fā)電機或異步發(fā)電機。請參閱圖3及圖4，所述發(fā)電裝置1包括半封或全封的殼體，殼體包括膨脹機腔、發(fā) 電機腔，所述膨脹機腔與發(fā)電機腔不連通、相互隔離開；膨脹機腔內(nèi)設置螺桿膨脹機，發(fā)電 機腔內(nèi)設置發(fā)電機101。所述發(fā)電機腔設置液態(tài)制冷工質噴入口 109、制冷工質出口 110 ； 通過液態(tài)制冷工質的蒸發(fā)冷卻發(fā)電機101。所述膨脹機腔設置螺桿膨脹機的吸氣入口 107、 排氣出口 108。殼體由多個部件組成，為增加密封效果，有剖分面之間均設有密封圈106。
所述螺桿膨脹機、發(fā)電機101 —體化設置，所述螺桿膨脹機的轉子與發(fā)電機轉子 固定連接，所述發(fā)電裝置1通過螺桿膨脹機轉子的轉動帶動發(fā)電機101發(fā)電。請繼續(xù)參閱圖4，本實施例中，所述螺桿膨脹機包括陽轉子102、陰轉子103，所述 陽轉子102的軸與發(fā)電機101轉子固定連接。所述陰轉子103的兩端分別設置陰轉子軸承 105。所述陽轉子102遠離發(fā)電機的轉子端設置第一陽轉子軸承1041。所述陽轉子102包 括一體化設計的轉子部分、連接部分，所示轉子部分與陰轉子103配合，所述連接部分深入 發(fā)電機101內(nèi)部。所述膨脹機腔、發(fā)電機腔通過一隔離機構相隔開，使得膨脹機腔、發(fā)電機 腔之間形成一孔洞，所述連接部分穿過該孔洞至發(fā)電機腔內(nèi)，連接部分遠離轉子部分的一 端與發(fā)電機轉子固定連接；所述連接部分在陽轉子的轉子部分和發(fā)電機轉子之間設置第二 陽轉子軸承1042;所述連接部分與第二陽轉子軸承1042最靠近發(fā)電機轉子端通過軸封111 密封。所述第一陽轉子軸承1041、第二陽轉子軸承1042、陰轉子軸承105分別通過殼體內(nèi) 設置的支撐機構設置在殼體內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明提出的半封或全封的螺桿膨脹發(fā)電裝置及使用上述螺桿膨脹發(fā) 電裝置的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，螺桿膨脹發(fā)電裝置為半封或全封的，螺桿膨脹機與發(fā)電 機作為一個整體設置在殼體內(nèi)，可避免螺桿膨脹發(fā)電機在發(fā)電時出現(xiàn)制冷工質通過軸封泄 露的情形。同時可以有效冷卻發(fā)電機，即使在復疊式ORC循環(huán)中，或者單循環(huán)中膨脹機的排 氣溫度很高時，也可以解決螺桿膨脹發(fā)電裝置中發(fā)電機的冷卻問題。實施例二本實施例中，帶動發(fā)電機發(fā)電的轉子可以為陰轉子。這里本發(fā)明的描述和應用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進 行其它變形和改變。
權利要求
1.一種螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置包括半封或全封的殼體，殼體包 括膨脹機腔、發(fā)電機腔；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔不連通；膨脹機腔內(nèi)設置螺桿膨脹機，發(fā) 電機腔內(nèi)設置發(fā)電機；所述螺桿膨脹機的轉子與發(fā)電機轉子固定連接，所述發(fā)電裝置通過螺桿膨脹機轉子的 轉動帶動發(fā)電機發(fā)電；所述發(fā)電機腔設置液態(tài)制冷工質噴入口、制冷工質出口 ；通過液態(tài)制冷工質的蒸發(fā)冷 卻發(fā)電機。
2.根據(jù)權利要求1所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述螺桿膨脹機包括陽轉子、陰轉子，所述陽轉子的軸與發(fā)電機轉子固定連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述陽轉子遠離發(fā)電機的轉子端設置第一陽轉子軸承；所述陰轉子的兩端分別設置陰 轉子軸承。
4.根據(jù)權利要求3所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述陽轉子包括一體化設計的轉子部分、連接部分，所示轉子部分與陰轉子配合，所述 連接部分伸入發(fā)電機內(nèi)部；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔通過一隔離機構相隔開，使得膨脹機腔、發(fā)電機腔之間形成一 孔洞，所述連接部分穿過該孔洞至發(fā)電機腔內(nèi)，連接部分遠離轉子部分的一端與發(fā)電機轉 子固定連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述連接部分在陽轉子的轉子部分和發(fā)電機轉子之間設置第二陽轉子軸承。
6.根據(jù)權利要求5所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述連接部分與第二陽轉子軸承靠近發(fā)電機轉子端通過軸封密封。
7.根據(jù)權利要求1所述的螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于所述膨脹機腔設置螺桿膨脹機的吸氣入口、排氣出口。
8.一種螺桿膨脹發(fā)電裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置用于有機朗肯循環(huán)；所述發(fā)電 裝置包括半封或全封的殼體，殼體包括膨脹機腔、發(fā)電機腔；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔不連 通；膨脹機腔內(nèi)設置螺桿膨脹機，發(fā)電機腔內(nèi)設置發(fā)電機；所述螺桿膨脹機的轉子與發(fā)電機轉子固定連接，所述發(fā)電裝置通過螺桿膨脹機轉子的 轉動帶動發(fā)電機發(fā)電；所述發(fā)電機腔設置液態(tài)制冷工質噴入口、制冷工質出口 ；通過液態(tài)制冷工質的蒸發(fā)冷 卻發(fā)電機；所述螺桿膨脹機包括陽轉子、陰轉子，所述陽轉子的軸與發(fā)電機轉子固定連接；所述陽轉子遠離發(fā)電機的轉子端設置第一陽轉子軸承；所述陰轉子的兩端分別設置 陰轉子軸承；所述陽轉子包括一體化設計的轉子部分、連接部分，所示轉子部分與陰轉子配 合，所述連接部分伸入發(fā)電機內(nèi)部；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔通過一隔離機構相隔開，使得膨脹機腔、發(fā)電機腔之間形成一 孔洞，所述連接部分穿過該孔洞至發(fā)電機腔內(nèi)，連接部分遠離轉子部分的一端與發(fā)電機轉 子固定連接；所述連接部分在陽轉子的轉子部分和發(fā)電機轉子之間設置第二陽轉子軸承；所述連接部分與第二陽轉子軸承最靠近發(fā)電機轉子端通過軸封密封； 所述膨脹機腔設置螺桿膨脹機的吸氣入口、排氣出口 ； 所述發(fā)電機為同步發(fā)電機或異步發(fā)電機。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種螺桿膨脹發(fā)電裝置，可用于有機朗肯循環(huán)，所述發(fā)電裝置包括半封或全封的殼體，殼體包括膨脹機腔、發(fā)電機腔；所述膨脹機腔、發(fā)電機腔不連通；膨脹機腔內(nèi)設置螺桿膨脹機，發(fā)電機腔內(nèi)設置發(fā)電機；所述螺桿膨脹機的轉子與發(fā)電機轉子固定連接，所述發(fā)電裝置通過螺桿膨脹機轉子的轉動帶動發(fā)電機發(fā)電；所述發(fā)電機腔設置液態(tài)制冷工質噴入口、制冷工質出口；通過液態(tài)制冷工質的蒸發(fā)冷卻發(fā)電機。本發(fā)明螺桿膨脹發(fā)電裝置為半封或全封的，螺桿膨脹機與發(fā)電機作為一個整體設置在殼體內(nèi)，發(fā)電機可以是同步發(fā)電機，也可以是異步發(fā)電機；可避免螺桿膨脹發(fā)電機在發(fā)電時出現(xiàn)制冷工質泄露的情形。
文檔編號H02K7/18GK102061944SQ20101054866
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權日2010年11月16日
發(fā)明者湯炎 申請人:上海維爾泰克螺桿機械有限公司