CN101936186A

CN101936186A - 螺旋式容积膨胀机

Info

Publication number: CN101936186A
Application number: CN 201010273036
Authority: CN
Inventors: 宋江喜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2011-01-05

Abstract

本发明装置是由两根旋转的螺旋凸转子、凹转子和密闭外壳，随着具有一定压力和温度的热源由进气口进入密闭体内气、液的流动，螺旋式相对密闭的空间不断增大，利用气、液热源体的容积膨胀和降温、降压产生势能，使螺旋转子不断旋转，完成热能向机械能的装换，调节入口可根据外部热源或设备等其他函数指标的需要实现膨胀机的动作调节，属于能源动力机械领域。该发明装置是一种低品味热源回收利用的能量转换装置，主要解决冶金、电力、化工、食品等行业分散、温度和压力均不高的低温热液、气经该装置后产生机械能，可作为拖动设备的动力源，也可拖动发电机发电。

Description

螺旋式容积膨胀机

技术领域：

本发明装置是一种低品味热源回收利用的能量转换装置，主要解决冶金、电力、化工、食品等行业分散、温度和压力均不高的低温热液、气经该装置后产生机械能，可作为拖动设备的动力源，也可拖动发电机发电，属于能源动力机械领域。

背景技术：

工业热源的利用目前主要利用其热能和转化为机械能做功，汽轮机是目前转化做功的主要代表，汽轮机的热源要求非常高，压力都要在2.0Mpa，温度在300℃以上的饱和蒸汽，气源压力大、要求相对集中、设备庞大。对于低于2.0Mpa，温度在300℃以下的热源只能经过庞大的热交换设备流程，获取部分能量，其余部分只能作为普通热能利用或直接放散，使用效率低下，造成巨大的能源浪费。

发明内容：

本发明是解决以上热源不能利用的问题，使低品味的热源充分转化为机械能，提高能源使用效率。螺旋式容积膨胀机是由两根旋转的螺旋凸转子、凹转子和密闭外壳，两轴端部密封件的密封，随着具有一定压力和温度的热源由进气口进入密闭体内气、液的流动，螺旋式相对密闭的空间不断增大，利用气、液热源体的容积膨胀和降温、降压产生势能，两对滚动轴承托起转子，使螺旋转子不断旋转的装置，完成热能向机械能的装换，调节入口可根据外部热源或设备等其他函数指标的需要实现膨胀机的动作调节。本发明的特征是两根螺旋的凸转子和凹转子(截面外形区分)和与两转子密闭的筒壁、热源进气口、排气口、调节入口、左端密封盖、右端密封盖、滚动轴承及密封件等组成。

螺旋式容积膨胀机凸转子和凹转子螺旋齿大小相同，旋向相反，相互啮合。

螺旋式容积膨胀机调节入口进气回路应有热源调节装置，如调节阀。

螺旋式容积膨胀机热源进气口管道压力、温度、流量和排气口管道压力、温度、流量、膨胀机所产生势能功率等参数均可作为调节装置的动作函数。

本发明的特点：

1.热源要求不高，蒸汽和热液均可利用。

2.设备结构简单，成本低廉、制造容易，维护量小。

3.设备布局灵活，可根据各热源特点分散布局，无需投入巨大管道成本。

4.操作简单，微电脑控制，可根据设定要求，设备根据热源情况自动调节，最大化实现能源回收。

附图说明：

图1是螺旋容积膨胀机总体示意图

图2是螺旋容积膨胀机水平剖面图

图3是A-A剖面图

图4是螺旋容积膨胀机内侧作用室展开图

图中：1-凸转子，2-凹转子，3-密闭外壳，4-左端密封盖，5-右端密封盖，6-进气口，7-排气口，8-调节入口，9-滚动轴承，10-密封件

具体实施方式：

结合图例对本发明做详细说明

图1所示螺旋式容积膨胀机上部设有进气口6和转子工作末端的排气口7通道，在膨胀机密闭外壳3中后部设有热源调节入口8，调节入口8根据热源进气口6管道压力、温度、流量和排气口7管道压力、温度、流量、膨胀机所产生势能功率等参数均可作为调节装置的动作函数来执行动作调节。

图2所示，凸转子1和凹转子2紧密啮合，螺旋齿大小相同，方向相反，各通过一对滚动轴承9安装在左端密封盖4和右端密封5盖上，在左右端盖和两转子台阶轴面之间安装双向密封件10；凸转子1为左转，其右端伸出右密封盖5外，为机械能输出端；

图3所示，密闭外壳3具有两个相交的圆筒形状，借助凸转子1和凹转子2的啮合，使容积密闭变化工作室在密封外壳3和左端密封盖4和右端密封盖5之间形成。当两转子转动时，密闭工作室沿膨胀器轴向移动，其容积随之变化。每个密闭工作室最初在螺旋式容积膨胀器的一端具有零容积，随着转子的转动，容积连续增加至最大。接着外来热源的不断补充，不同压力的工作介质在膨胀循环的相应位置经端口排入和排出，借助这些不同压力介质容积的不断变化，使螺旋式容积膨胀器不断获得做功动能。

图4所示热源经进气口6与凸转子1和凹转子2端面接触，容积由零逐步增大，临近相应的凸齿顶点与密封外壳3限定出一密封线，并且在两密封线之间形成一密闭容积室A，随着外来热源的进入，室A的容积空间变成室B，热源在膨胀机内容积不断的填充，膨胀，排出。当外部热源满足进气口6压力或温度或流量等参数时，从调节入口8补充部分热源，增压转子容积膨胀后的热量压力损失，使整过循环过程变为：填充、膨胀、二次填充、二次膨胀、排空五个工作阶段。

螺旋式容积膨胀机的工作流程是：具有一定压力温度的热源经右密封端盖5进气口6进入两转子端面，齿槽容积很小，热源连续进入，齿槽密闭容积逐渐增大，热源降压降温膨胀做功，带动凸转子1和凹转子2旋转做功，做完功的热源可随排气口7排出。当满足外部调节函数指标时，可打开调节入口8，对降压降温的偏末端容积工作室二次填充增压，增加膨胀做功，该方法为增加一种热源利用调节的选择方式。做功输出凸转子1输出端可连接外部拖动设备或连接发电机发电。

Claims

1.螺旋式容积膨胀机是由两根旋转的螺旋凸转子(1)、凹转子(2)和密闭外壳(3)，随着具有一定压力和温度的热源由进气口(6)进入密闭体内气、液的流动，螺旋式相对密闭的空间不断增大，利用气、液热源体的容积膨胀和降温、降压产生势能，使螺旋转子不断旋转的装置，完成热能向机械能的装换，调节入口(8)可根据外部热源或设备等其他函数指标的需要实现膨胀机的动作调节。本发明的特征是两根螺旋的凸转子(1)和凹转子(2)(截面外形区分)和与两转子密闭的筒壁(3)、热源进气口(6)、排气口(7)、调节入口(8)、左端密封盖(4)、右端密封盖(5)、滚动轴承(9)及密封件(10)等组成。

2.根据权利要求1所述的螺旋式容积膨胀机装置，其特征在于：凸转子(1)和凹转子(2)螺旋齿大小相同，旋向相反，相互啮合。

3.根据权利要求1所述的螺旋式容积膨胀机装置，其特征在于：调节入口(8)进气回路应有热源调节装置，如调节阀。

4.根据权利要求1、4所述的螺旋式容积膨胀机装置，其特征在于：热源进气口(6)管道压力、温度、流量和排气口管道压力、温度、流量、膨胀机所产生势能功率等参数均可作为调节装置的动作函数。