本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的透平膨脹機(jī)，尤其是涉及一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)。

背景技術(shù)：

我國(guó)的能源利用率低，大部分都以中低溫余熱形式排放到環(huán)境中，如工業(yè)廢熱能、地?zé)崮?、太?yáng)熱能、生物質(zhì)能等，這些低品位的熱源占整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)熱量的50％以上，回收空間巨大。有機(jī)朗肯循環(huán)(簡(jiǎn)稱：ORC)是回收低溫到中溫?zé)崮艿挠行Ъ夹g(shù)途徑，其工作原理和常規(guī)的朗肯循環(huán)相類似，兩者最大的區(qū)別是有機(jī)朗肯循環(huán)采用的是低沸點(diǎn)、高能量密度的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力循環(huán)，而不是水。作為ORC循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備，透平膨脹機(jī)的工作原理與常規(guī)蒸汽輪機(jī)類似。由于有機(jī)朗肯循環(huán)的熱源主要為余熱利用，加之有機(jī)工質(zhì)有能量密度高的特點(diǎn)，因此一般有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)外形較小，很難參照常規(guī)蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低溫有機(jī)工質(zhì)的補(bǔ)氣，而如果簡(jiǎn)單將兩股不同壓力和溫度的工質(zhì)混合后進(jìn)入透平，必將造成高品位能量的損失，影響系統(tǒng)的做功效率。因此，有必要尋求一種新的透平結(jié)構(gòu)形式，滿足有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)氣的需求，最大化提高余熱利用的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其對(duì)于不同品質(zhì)的余熱資源可實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用，因此提高了整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，具有簡(jiǎn)單高效、不影響軸系長(zhǎng)度、進(jìn)排氣方式靈活、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，制造方便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：包括透平固定部分和透平轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述透平固定部分包括氣缸和軸承箱，所述軸承箱固定安裝在氣缸的驅(qū)動(dòng)側(cè)，所述氣缸的進(jìn)氣側(cè)設(shè)置有高壓透平進(jìn)氣口和低壓透平進(jìn)氣口，所述氣缸上設(shè)置有透平排氣口，所述氣缸的內(nèi)壁上安裝有靜葉片；所述透平轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸、輪盤和動(dòng)葉片，所述輪盤固定安裝在主軸的輸入端，所述動(dòng)葉片安裝在輪盤上，所述動(dòng)葉片和輪盤均位于氣缸內(nèi)，所述主軸穿過(guò)軸承箱且與軸承箱轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述氣缸的進(jìn)氣側(cè)安裝有高壓進(jìn)氣室和低壓進(jìn)氣室，所述高壓進(jìn)氣室上設(shè)置有高壓室進(jìn)氣口，所述低壓進(jìn)氣室上設(shè)置有低壓室進(jìn)氣口，所述高壓室進(jìn)氣口與高壓透平進(jìn)氣口相通，所述低壓室進(jìn)氣口與低壓透平進(jìn)氣口相通。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述低壓進(jìn)氣室的形狀為環(huán)形，所述高壓進(jìn)氣室位于低壓進(jìn)氣室的中心處。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述主軸通過(guò)前軸承和后軸承與軸承箱轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述輪盤與主軸過(guò)盈配合。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述軸承箱上設(shè)置有止口且軸承箱和氣缸通過(guò)止口定位。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述低壓透平進(jìn)氣口為環(huán)形結(jié)構(gòu)。

上述的一種可梯級(jí)利用低溫余熱的有機(jī)工質(zhì)透平膨脹機(jī)，其特征在于：所述軸承箱通過(guò)螺栓固定安裝在氣缸的驅(qū)動(dòng)側(cè)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型通過(guò)在氣缸的進(jìn)氣側(cè)安裝高壓進(jìn)氣室和低壓進(jìn)氣室，這樣對(duì)于不同品質(zhì)的余熱資源可實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用，因此提高了整個(gè)系統(tǒng)的能源利用效率，是一種有效的節(jié)能透平膨脹機(jī)。

2、本實(shí)用新型具有簡(jiǎn)單高效、不影響軸系長(zhǎng)度、進(jìn)排氣方式靈活、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，不增加轉(zhuǎn)動(dòng)部件的長(zhǎng)度尺寸。

3、本實(shí)用新型適用于有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的補(bǔ)氣式透平膨脹機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，制造方便，制造成本低。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—高壓進(jìn)氣室； 2—低壓進(jìn)氣室； 3—?dú)飧祝?/p>

3-1—高壓透平進(jìn)氣口； 3-2—低壓透平進(jìn)氣口； 4—靜葉片；

5—透平排氣口； 6—?jiǎng)尤~片； 7—輪盤；

8—軸承箱； 8-1—止口； 9—前軸承；

10—后軸承； 11—主軸； 12—高壓室進(jìn)氣口；

13—低壓室進(jìn)氣口。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括透平固定部分和透平轉(zhuǎn)動(dòng)部分，所述透平固定部分包括氣缸3和軸承箱8，所述軸承箱8固定安裝在氣缸3的驅(qū)動(dòng)側(cè)，所述氣缸3的進(jìn)氣側(cè)設(shè)置有高壓透平進(jìn)氣口3-1和低壓透平進(jìn)氣口3-2，所述氣缸3上設(shè)置有透平排氣口5，所述氣缸3的內(nèi)壁上安裝有靜葉片4；所述透平轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括主軸11、輪盤7和動(dòng)葉片6，所述輪盤7固定安裝在主軸11的輸入端，所述動(dòng)葉片6安裝在輪盤7上，所述動(dòng)葉片6和輪盤7均位于氣缸3內(nèi)，所述主軸11穿過(guò)軸承箱8且與軸承箱8轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述氣缸3的進(jìn)氣側(cè)安裝有高壓進(jìn)氣室1和低壓進(jìn)氣室2，所述高壓進(jìn)氣室1上設(shè)置有高壓室進(jìn)氣口12，所述低壓進(jìn)氣室2上設(shè)置有低壓室進(jìn)氣口13，所述高壓室進(jìn)氣口12與高壓透平進(jìn)氣口3-1相通，所述低壓室進(jìn)氣口13與低壓透平進(jìn)氣口3-2相通。

如圖1所示，所述低壓進(jìn)氣室2的形狀為環(huán)形，所述高壓進(jìn)氣室1位于低壓進(jìn)氣室2的中心處。

如圖1所示，所述主軸11通過(guò)前軸承9和后軸承10與軸承箱8轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

本實(shí)施例中，所述輪盤7與主軸11過(guò)盈配合。

如圖1所示，所述軸承箱8上設(shè)置有止口8-1且軸承箱8和氣缸3通過(guò)止口8-1定位。

本實(shí)施例中，所述低壓透平進(jìn)氣口3-2為環(huán)形結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述軸承箱8通過(guò)螺栓固定安裝在氣缸3的驅(qū)動(dòng)側(cè)。

工作時(shí)，氣缸3、軸承箱8、靜葉片4、高壓進(jìn)氣室1和低壓進(jìn)氣室2均靜止不動(dòng)，主軸11、輪盤7和動(dòng)葉片6共同轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)用新型適用于不同品位熱源的梯級(jí)利用，高品位工質(zhì)(高壓氣體)從高壓室進(jìn)氣口12進(jìn)入透平膨脹機(jī)，依次進(jìn)入前面幾級(jí)的葉柵中做功；低品位工質(zhì)(低壓氣體)從低壓室進(jìn)氣口13進(jìn)入透平膨脹機(jī)的某一級(jí)后，與前一級(jí)流入的高品位工質(zhì)進(jìn)行混合，然后同時(shí)進(jìn)入后面的透平級(jí)中繼續(xù)做功，最后經(jīng)透平排氣口5排氣，完成兩種不同品位工質(zhì)在透平膨脹機(jī)中的做功過(guò)程。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。