本技術(shù)涉及機械，特別涉及一種膨脹機及循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、朗肯循環(huán)系統(tǒng)：系統(tǒng)采用低沸點的有機物作為工質(zhì)，儲液罐中的工質(zhì)通過工質(zhì)泵被加壓，隨后在蒸發(fā)器中吸收熱量變成高焓值的飽和蒸汽或過熱蒸汽，通過膨脹機輸出機械功(或膨脹機帶動電動機，輸出電能等)后變成低壓的蒸汽，再進入冷凝器冷卻到飽和液體或過冷液體，最后回到儲液罐。其中，工質(zhì)即工作介質(zhì)，是實現(xiàn)熱、功轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)；在朗肯循環(huán)系統(tǒng)中就是在系統(tǒng)中流動的用于換熱及功轉(zhuǎn)換的介質(zhì)。

2、現(xiàn)有高壓朗肯循環(huán)系統(tǒng)和低壓朗肯循環(huán)系統(tǒng)存在組合使用情況，兩系統(tǒng)獨立設(shè)計，需要各自配獨立的膨脹機、冷凝器、工質(zhì)泵、蒸發(fā)器等，系統(tǒng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)空間大，體積臃腫，不便于安裝布置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型公開了一種膨脹機及循環(huán)系統(tǒng)，用于使高壓朗肯循環(huán)回路和低壓朗肯循環(huán)回路共用膨脹機，以簡化循環(huán)系統(tǒng)。

2、為達到上述目的，本實用新型提供以下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供一種膨脹機，該膨脹機包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級驅(qū)動組件和低壓級驅(qū)動組件，其中，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件均與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述高壓級驅(qū)動組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生動能，所述低壓級驅(qū)動組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，而產(chǎn)生動能，高壓循環(huán)和低壓循環(huán)共用一根轉(zhuǎn)軸，高壓級驅(qū)動組件回收的機械動能和低壓級驅(qū)動組件回收的機械動能耦合疊加后，一起通過轉(zhuǎn)軸輸出，將高壓膨脹機和低壓膨脹機集成于一體，高壓朗肯循環(huán)回路和低壓朗肯循環(huán)回路共用膨脹機，以簡化循環(huán)系統(tǒng)，消除冗余部分；所述殼體具有高壓級進口、高壓級出口、低壓級進口和低壓級出口，其中，所述高壓級驅(qū)動組件位于所述高壓級進口和所述高壓級出口之間，所述低壓級驅(qū)動組件位于所述低壓級進口和所述低壓級出口之間；高壓工質(zhì)從高壓級進口進入殼體內(nèi)，通過高壓級驅(qū)動組件帶動上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，隨后高壓工質(zhì)從高壓級出口排出；低壓工質(zhì)從低壓級進口進入殼體內(nèi)，通過低壓級驅(qū)動組件帶動上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，隨后低壓工質(zhì)從低壓級出口排出。其中，所述高壓級進口與所述低壓級進口之間相互隔離，以防止高壓工質(zhì)和低壓工質(zhì)提前混合。

4、可選地，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件沿軸向分布，且分別與所述轉(zhuǎn)軸連接。

5、可選地，所述高壓級進口和所述低壓級進口均位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間，所述高壓級出口位于所述高壓級驅(qū)動組件遠離所述低壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述低壓級出口位于所述低壓級驅(qū)動組件遠離所述高壓級驅(qū)動組件的一側(cè)。

6、可選地，所述膨脹機還包括位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間的隔離件，所述隔離件固定于所述轉(zhuǎn)軸，所述隔離件與所述殼體內(nèi)壁轉(zhuǎn)動接觸，以將所述高壓級進口與所述低壓級進口之間相互隔離。

7、可選地，所述高壓級進口位于所述高壓級驅(qū)動組件遠離所述低壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述低壓級進口位于所述低壓級驅(qū)動組件遠離所述高壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述高壓級出口和所述低壓級出口均位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間。

8、可選地，所述高壓級出口和所述低壓級出口相互獨立且間隔設(shè)置；或者，所述高壓級出口和所述低壓級出口共用一個出口。

9、可選地，所述高壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述高壓級進口和所述高壓級出口之間的高壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級葉輪；所述低壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述低壓級進口和所述低壓級出口之間的低壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和低壓級葉輪；所述高壓級葉輪與所述低壓級葉輪旋向相反。

10、可選地，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件沿徑向分布，且相互連接。

11、可選地，所述高壓級進口和所述低壓級進口在軸向上位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件的同一側(cè)；所述高壓級出口和所述低壓級出口在軸向上位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件的同一側(cè)。

12、可選地，所述高壓級出口和所述低壓級出口共用一個出口。

13、可選地，所述高壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述高壓級進口和所述高壓級出口之間的高壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級葉輪；所述低壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述低壓級進口和所述低壓級出口之間的低壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和低壓級葉輪；所述高壓級葉輪位于所述低壓級葉輪的外圍，且與所述低壓級葉輪固定連接；所述高壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件位于所述低壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件的外圍，且與所述低壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件固定連接。

14、可選地，所述高壓級葉輪與所述低壓級葉輪旋向相同。

15、第二方面，提供一種循環(huán)系統(tǒng)，該循環(huán)系統(tǒng)包括：儲液罐、高壓工質(zhì)泵、高壓蒸發(fā)器、低壓工質(zhì)泵、低壓蒸發(fā)器、高低壓冷凝器和上述任一技術(shù)方案所述的膨脹機；所述儲液罐、所述高壓工質(zhì)泵、所述高壓蒸發(fā)器、所述膨脹機和所述高低壓冷凝器依次首尾連接，形成高壓朗肯循環(huán)回路；所述儲液罐、所述低壓工質(zhì)泵、所述低壓蒸發(fā)器、所述膨脹機和所述高低壓冷凝器依次首尾連接，形成低壓朗肯循環(huán)回路；其中，所述高壓蒸發(fā)器與所述高壓級進口連接，所述低壓蒸發(fā)器與所述低壓級進口連接，所述高低壓冷凝器分別與所述高壓級出口和所述低壓級出口連接。

16、所述的循環(huán)系統(tǒng)與上述的膨脹機相對于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢相同，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種膨脹機，其特征在于，包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級驅(qū)動組件和低壓級驅(qū)動組件，其中，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件均與所述轉(zhuǎn)軸固定，所述高壓級驅(qū)動組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所述低壓級驅(qū)動組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件沿軸向分布，且分別與所述轉(zhuǎn)軸連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級進口和所述低壓級進口均位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間，所述高壓級出口位于所述高壓級驅(qū)動組件遠離所述低壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述低壓級出口位于所述低壓級驅(qū)動組件遠離所述高壓級驅(qū)動組件的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膨脹機，其特征在于，所述膨脹機還包括位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間的隔離件，所述隔離件固定于所述轉(zhuǎn)軸，所述隔離件與所述殼體內(nèi)壁轉(zhuǎn)動接觸，以將所述高壓級進口與所述低壓級進口之間相互隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級進口位于所述高壓級驅(qū)動組件遠離所述低壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述低壓級進口位于所述低壓級驅(qū)動組件遠離所述高壓級驅(qū)動組件的一側(cè)，所述高壓級出口和所述低壓級出口均位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級出口和所述低壓級出口相互獨立且間隔設(shè)置；或者，

7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述高壓級進口和所述高壓級出口之間的高壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級葉輪；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件沿徑向分布，且相互連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級進口和所述低壓級進口在軸向上位于所述高壓級驅(qū)動組件和所述低壓級驅(qū)動組件的同一側(cè)；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級出口和所述低壓級出口共用一個出口。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級驅(qū)動組件包括沿軸向依次位于所述高壓級進口和所述高壓級出口之間的高壓級噴嘴結(jié)構(gòu)件和高壓級葉輪；

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的膨脹機，其特征在于，所述高壓級葉輪與所述低壓級葉輪旋向相同。

13.一種循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括：儲液罐、高壓工質(zhì)泵、高壓蒸發(fā)器、低壓工質(zhì)泵、低壓蒸發(fā)器、高低壓冷凝器和權(quán)利要求1至12任一項所述的膨脹機；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及機械技術(shù)領(lǐng)域，公開一種膨脹機及循環(huán)系統(tǒng)，該膨脹機包括：殼體、轉(zhuǎn)軸、高壓級驅(qū)動組件和低壓級驅(qū)動組件，高壓級驅(qū)動組件和低壓級驅(qū)動組件均與轉(zhuǎn)軸固定，高壓級驅(qū)動組件用于在高壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動低壓級驅(qū)動組件用于在低壓工質(zhì)的驅(qū)動下帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，高壓循環(huán)和低壓循環(huán)共用一根轉(zhuǎn)軸，簡化循環(huán)系統(tǒng)；高壓級驅(qū)動組件位于高壓級進口和高壓級出口之間，低壓級驅(qū)動組件位于低壓級進口和低壓級出口之間；高壓工質(zhì)從高壓級進口進入殼體內(nèi)，通過高壓級驅(qū)動組件帶動上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，隨后高壓工質(zhì)從高壓級出口排出；低壓工質(zhì)從低壓級進口進入殼體內(nèi)，通過低壓級驅(qū)動組件帶動上述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，隨后低壓工質(zhì)從低壓級出口排出。

技術(shù)研發(fā)人員：張繼剛,李敏,王思洋,王國華,張春壘
受保護的技術(shù)使用者：濰柴動力股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240115
技術(shù)公布日：2024/12/19