CN104747239A - 复合单螺杆膨胀机 - Google Patents
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Abstract
一种复合单螺杆膨胀机。包括锥形壳体（2）和位于锥形壳体（2）内的螺杆转子；其中锥形壳体（2）的小径端具有小径端口（3）、大径端具有大径端口（1），螺杆转子由轴（6）、锥体（5）、螺纹（4）组成；轴（6）两端分别穿过小径端口（3）和大径端口（1），锥体（5）固定在轴（6）上或与轴（6）为一体式结构，锥体（5）小径端位于小径端口（3）侧，锥体（5）大径端位于大径端口（1）侧，螺纹（4）布置在锥体（5）上；螺纹（4）的螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。流体在该透平膨胀机内的流动膨胀，驱动转子旋转，将焓降转换成机械能通过轴（6）输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合单螺杆膨胀机。
背景技术
热转化成功的过程是最为常见的热力过程，普遍存在于动力设备、热回收、发电等装置中。其中最为研究者所关注的是如何提高热转化为功的效率。许多装置都存在热效率不高的问题，热功转化过程中最核心的部件就是膨胀机，它是将热能转换成机械能的关键设备。膨胀机的结构和效率直接影响了热力过程的效率和经济性。另外，随着工业水平的进步，设备对环境的影响以及可靠性越来越受到人们的关注。因此，提出一种噪音小、振动小、可靠性高、运行稳定而又热效率高的膨胀设备有很大的现实意义。
发明内容
本发明提出了一种新型的复合单螺杆膨胀机。该膨胀机与现有的膨胀机相比，噪音小，运行稳定，膨胀比高并且做功能力更强。
一种复合单螺杆膨胀机，该膨胀机包括锥形壳体和位于锥形壳体内的螺杆转子。其中锥形壳体的小径端具有小径端口、大径端具有大径端口，螺杆转子由轴、锥体、螺纹组成。轴两端分别穿过小径端口和大径端口，锥体固定在轴上或与轴为一体式结构，锥体小径端位于小径端口侧，锥体大径端位于大径端口侧。螺纹布置在锥体上；上述螺纹的螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。
该复合单螺杆膨胀机的锥形壳体的小径端可以单独设置流体入口，流体入口位于小径端口侧面。锥形壳体的大径端可以单独设置流体出口，流体处口位于大径端口侧面。锥形壳体也可以不单独设置流体入口、流体出口，该锥形壳体的小径端口即为流体入口，上述大径端口即为流体出口。
该单螺杆膨胀机的转子部分采用变直径的锥体结构，同时外周面的相邻螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。螺杆转子相邻螺纹之间形成槽，槽和壳体之间形成流体通道。由于壳体直径和螺纹间距逐渐增大，流体在通道内膨胀。相较于间距一定的螺杆转子，此种变间距的结构拥有更大的膨胀比，更强的做功能力。流体出口和入口的布置方式取决于功的输出方式，原则是利于功输出装置的安装。螺旋的形状可以是多种方式：非对称曲面、梯形或者抛物形。
附图说明
图1 是流体轴向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；
图2 是流体轴向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的轴向视图；
图3 是膨胀机的转子侧视图；
图4 是螺杆转子上螺旋形状剖面图；
图5 是流体径向流进径向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；
图6 是流体轴向流进径向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；
图7 是流体径向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；
图中标号名称：1、大径端口，2、锥形壳体，3、小径端口，4、螺纹，5、锥体，6、轴，7、非对称曲面螺纹，8、梯形截面螺纹，9、抛物型截面螺纹。
具体实施方式
参照附图1，流体从转子外径较小侧流进膨胀机。螺杆转子相邻螺纹之间形成槽，槽和壳体之间形成流体通道。流体在流道中流动实际相当于一个膨胀过程,压力和温度降低，焓值下降，驱动转子旋转，减小的焓值转化成输出功。
参照附图3，由于从流体流进侧到流出侧，相邻螺纹之间的间距逐渐增大，意味着：相较于间距一定的的螺旋转子，该结构具有更大的膨胀比，即更强的做功能力。
Claims (4)
1.一种复合单螺杆膨胀机，其特征在于：
包括锥形壳体（2）和位于锥形壳体（2）内的螺杆转子；
其中锥形壳体（2）的小径端具有小径端口（3）、大径端具有大径端口（1），
其中螺杆转子由轴（6）、锥体（5）、螺纹（4）组成；轴（6）两端分别穿过小径端口（3）和大径端口（1），锥体（5）固定在轴（6）上或与轴（6）为一体式结构，锥体（5）小径端位于小径端口（3）侧，锥体（5）大径端位于大径端口（1）侧，螺纹（4）布置在锥体（5）上；
上述螺纹（4）的螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。
2. 根据权利要求1所述的复合单螺杆膨胀机，其特征在于：
上述锥形壳体（2）的小径端还具有流体入口，流体入口位于小径端口（3）侧面。
3. 根据权利要求1或2所述的复合单螺杆膨胀机，其特征在于：
上述锥形壳体（2）的大径端还具有流体出口，流体处口位于大径端口（1）侧面。
4. 根据权利要求1所述的复合单螺杆膨胀机，其特征在于：
上述锥形壳体（2）的小径端口（3）为流体入口，上述大径端口（1）为流体出口。
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Publications (1)
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