一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電裝置，由調(diào)節(jié)閥I(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(3)、爪式真空泵(4)、發(fā)電機(5)、閥I(6)、閥II(7)、儲水罐(8)、閥III(9)、閥IV(10)、負壓冷凝器(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(3)內(nèi)的膨脹過程，在負壓冷凝器(11)中的冷凝過程，爪式真空泵(4)抽取負壓冷凝器(11)中的不凝氣；爪式膨脹機(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(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(5)同軸串聯(lián)，整個發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、干式無油、力矩變化均勻的優(yōu)點。
【專利說明】
一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(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行發(fā)電的發(fā)動機發(fā)電裝置，特別涉及一種采用爪式膨脹機和爪式真空栗用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(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、擴容發(fā)電方式、雙工質(zhì)循環(huán)發(fā)電方式。隨著地?zé)崮荛_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)動機發(fā)電裝置具有重要的意義。
[0003]中國專利，公布號CN102926826A，公開了一種用于熱發(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電循環(huán)裝置，其發(fā)電過程包括:氣體在爪式膨脹機內(nèi)的膨脹過程，在回?zé)崞鲀?nèi)的等壓放熱過程，在冷卻器內(nèi)的等壓放熱過程，在爪式壓縮機內(nèi)的壓縮過程，在回?zé)崞鲀?nèi)的等壓吸熱過程，在加熱器內(nèi)的等壓吸熱過程;該裝置的特點:(I)發(fā)電工質(zhì)為氣體，在發(fā)電循環(huán)中無相變，適用于熱源溫度較高的應(yīng)用場合，如:太陽能高溫?zé)岚l(fā)電；(2)采用兩級爪式膨脹機和兩級爪式壓縮機，其壓縮比高，但是沒有實現(xiàn)在任意時刻爪式膨脹機的進氣口都處于打開狀態(tài)，沒有使得爪式膨脹機在整個周期內(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)動機發(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(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲水罐
(8)、閥III (9)、閥IV (I O)、負壓冷凝器(I I)和調(diào)節(jié)閥II (12);其工作過程是:地?zé)峋a(chǎn)生的地?zé)崴偷責(zé)崴羝M入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進入爪式膨脹機(3)內(nèi)進行膨脹，膨脹后的氣體進入負壓冷凝器(11)內(nèi)進行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗
[4]抽取負壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負壓冷凝器(11);通過調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負壓冷凝器(11)中的壓力。該裝置可用于中低溫地?zé)崮馨l(fā)電，對于豐富和促進地?zé)崮艿亻_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)動機發(fā)電裝置，爪式膨脹機(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，保證任意時刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口處于打開狀態(tài)，使得爪式膨脹機(3)在整個周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(3)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻；四組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口和排氣口的所在位置對稱布置，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(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)在同一對軸上，這對軸連接一對同步齒輪(206)，實現(xiàn)全部爪式轉(zhuǎn)子之間的正確嚙合;發(fā)電機(5)的主軸被連接在爪式膨脹機(3)進氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上;工作中由爪式膨脹機(3)帶動爪式真空栗(4)和發(fā)電機(5)運轉(zhuǎn)，進行發(fā)電。
[0007]—種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電裝置，爪式膨脹機(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(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)動機發(fā)電裝置，通過開關(guān)閥1(6)和閥IV(1)實現(xiàn)從負壓冷凝器(11)向儲水罐(8)間歇地排出液態(tài)水，降低整個裝置的能耗;儲水罐(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)動機發(fā)電裝置直接利用地?zé)崴羝鳛楣べ|(zhì)實現(xiàn)發(fā)電循環(huán)，其適用范圍廣。
[0011]②將爪式膨脹機(3)和爪式真空栗(4)與發(fā)電機(5)同軸串聯(lián)，整個發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、干式無油、發(fā)電循環(huán)效率高和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)的優(yōu)點。
[0012]③爪式膨脹機(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，保證任意時刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口處于打開狀態(tài)，使得爪式膨脹機(3)在整個周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(3)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻，同時有利于軸系轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)慣性力平衡;爪式膨脹機(3)采用四組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口和排氣口的所在位置對稱布置，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(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(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采用從負壓冷凝器(11)向儲水罐(8)間歇排出液態(tài)水，降低整個裝置的能耗，提高了發(fā)電效率。
[0015]⑥爪式膨脹機(3)出口的水蒸汽在負壓冷凝器(11)中冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗
(4)只抽取負壓冷凝器(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。
【附圖說明】
[0016]圖1為一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電裝置示意圖。
[0017]圖2為爪式發(fā)動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為爪式膨脹機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;4一爪式真空栗;5一發(fā)電機;6一閥I ； 7—閥11 ； 8—儲水罐;9一閥III; 10—閥IV ； 11一負壓冷凝器；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)子的進氣口 ； 302—第二組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口； 303—第三組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口； 304—第四組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口； 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—爪式真空栗的進氣口 ； 310—爪式真空栗的排氣口。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0021]如圖1所示的一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(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(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲水罐(8)、閥111(9)、閥IV(1)、負壓冷凝器(11)和調(diào)節(jié)閥11(12);其發(fā)電循環(huán)過程是:地?zé)峋a(chǎn)生的地?zé)崴偷責(zé)崴羝M入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進入爪式膨脹機
(3)內(nèi)進行膨脹，膨脹后的氣體進入負壓冷凝器(11)內(nèi)進行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗(4)抽取負壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負壓冷凝器(11);通過調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負壓冷凝器(11)中的壓力。
[0022]如圖2所示的爪式發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖，包括軸承(201)、爪式膨脹機(3)、爪式真空栗(4)、同步齒輪(206)和聯(lián)軸器(207);爪式膨脹機(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(3)與爪式真空栗(4)同軸串聯(lián)，在同步齒輪(206)的帶動下實現(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(3)進氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上，聯(lián)軸器(207)連接發(fā)電機(5)。
[0023]如圖3所示的爪式膨脹機和爪式真空栗的爪式轉(zhuǎn)子示意圖，爪式膨脹機(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)子的進氣口和排氣口的所在位置對稱布置;爪式膨脹機(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)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，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)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于地?zé)岚l(fā)電的爪式發(fā)動機發(fā)電裝置，包括調(diào)節(jié)閥1(1)、閃蒸器(2)、爪式膨脹機(3)、爪式真空栗(4)、發(fā)電機(5)、閥1(6)、閥11(7)、儲水罐(8)、閥111(9)、閥IV(1)、負壓冷凝器(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入閃蒸器(2)后產(chǎn)生大量的水蒸汽，水蒸汽進入爪式膨脹機(3)內(nèi)進行膨脹，膨脹后的氣體進入負壓冷凝器(11)內(nèi)進行等壓冷凝，冷凝成液態(tài)水，爪式真空栗(4)抽取負壓冷凝器(11)中的不凝氣，使得負壓冷凝器(11)保持恒定的真空度，其絕對壓力值大于液態(tài)水的飽和蒸汽壓，液態(tài)水間歇地排出負壓冷凝器(11);通過調(diào)節(jié)閥I(I)和調(diào)節(jié)閥11(12)控制閃蒸器(2)和負壓冷凝器(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)動機發(fā)電裝置，其特征是:爪式膨脹機(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，保證任意時刻始終有一組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口處于打開狀態(tài)，使得爪式膨脹機(3)在整個周期內(nèi)都有連續(xù)的功輸出，使得爪式膨脹機(3)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輸出的力矩均勻；四組爪式轉(zhuǎn)子的進氣口和排氣口的所在位置對稱布置，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(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)在同一對軸上，這對軸連接一對同步齒輪(206)，實現(xiàn)全部爪式轉(zhuǎn)子之間的正確嚙合;發(fā)電機(5)的主軸被連接在爪式膨脹機(3)進氣口側(cè)的爪式轉(zhuǎn)子所在的軸上;工作中由爪式膨脹機(3)帶動爪式真空栗(4)和發(fā)電機(5)運轉(zhuǎn)，進行發(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)動機發(fā)電裝置，其特征是:爪式膨脹機(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(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)動機發(fā)電裝置，其特征是:通過開關(guān)閥1(6)和閥IV(1)實現(xiàn)從負壓冷凝器(11)向儲水罐(8)間歇地排出液態(tài)水，降低整個裝置的能耗;儲水罐(8)上設(shè)置閥11(7)和閥111(9)。
【文檔編號】F01C13/00GK105952591SQ201610460647
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王君, 張凌宏, 崔冬, 劉瑞青, 崔峰, 劉強
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)