CN112384680A - Orc用动力产生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供ORC用动力产生装置，作为用新再生热能产生动力的装置，包括：具备设有流体流入口的前面盖和设有流体流出口的后面盖，与外部空气隔热，以密封结构形成的外壳；汽轮机轴的一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部结合于所述外壳后面盖中央的轴承设置，将有机化合物用作工作流体的多个汽轮机；位于所述外壳内部，并设在多个所述汽轮机的各工作流体流入孔前方的供热器。所述多个汽轮机被串联连接配置在一个外壳内，所述各供热器被设在所述外壳内，进而通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后，供给于所述汽轮机，从而提升动力产生效率。

Description

ORC用动力产生装置
技术领域
本发明涉及可适用于利用新再生能源的ORC(Organic Rankine Cycle：有机朗肯循环)发电系统的动力产生装置，进一步具体地，以在最高温度约达100℃至150℃以下的温度较低的温度区域使工作流体汽化并加热产生的压力产生旋转动力，重新在最低温度达40的温度区域使工作流体液化而循环的ORC中，提升动力产生效率，提供结构紧凑的设备，以节省制造和安装费用，尽早实现实用化的ORC用动力产生装置。
背景技术
本申请专利的申请人在本发明之前申请的“具备再加热装置的有机朗肯循环(ORC)发电系统(韩国专利公开编号10-2018-0091613)”中提出了一种在低温的热源下汽化、使用高压化工作流体的有机朗肯循环发生装置，所述工作流体流入引擎内部产生动力的过程中，利用引擎外壳上具备的再加热装置得到更多热能，以增加所述引擎的动力产生效率的结构。
但仅凭在所述引擎上增设再加热装置，试图增加动力产生的方式，其效果会欠佳，设备的经济效益也无法让人满意。
在新再生能源的特性上，供给的热能密度低，分散在较大场所，因此本ORC用动力产生装置也一样，若想从分散在广泛地区的热源中采集的热能转换成动能，则首先要解决的问题就是提供能够保障经济效益的设备。
目前已提出韩国公开专利编号10-2005-0093002号“轴流式多级汽轮机”、韩国公开专利编号10-2015-0139309号“通孔型离心式多级汽轮机”、韩国公开专利编号10-2016-0022461号“通孔型离心式多级汽轮机”等多个动力产生装置，并对一部分产品开展生产和推广，但动力产生效率低，发电成本高，因此至今也无法实现实用化。
发明内容
技术问题
如上所述，目前本技术领域面临的亟待解决的问题是，推广动力产生效率高，发电设备的价格低，可以确保经济效益，进而降低发电成本的ORC用发电系统设备。
因此，本发明是为改进这些现有技术上存在的问题而提出，其目的是提供一种将ORC发电系统的各种设备复合配置，增加动力产生效率的同时，简化制作和安装作业，以降低系统的生产成本和安装成本的动力产生装置。
技术方案
为实现这些目的，本发明提出后述的ORC用动力产生装置，而且所述本发明ORC用动力产生装置中使用的汽轮机包括目前开发完成使用中的密闭型ORC用汽轮机和本发明中提出的ORC用圆盘型汽轮机，当然也可以使用今后要开发的ORC用汽轮机。
根据本发明，第一、将所述诸多ORC用汽轮机安装多个，将汽轮机轴串联连接，所述一个外壳内的所述各汽轮机前方将用作过热器和再热器的供热器复合设置，从而提升动力产生效率，结构则简化。
第二、提出用本发明中提出的汽轮机替代上述提供的ORC用汽轮机，以期效率进一步提升的ORC用圆盘型汽轮机。
第三、所述的诸多ORC用汽轮机中，工作流体流入孔设在汽轮机的一侧面、工作流体排出孔设在所述汽轮机另一侧面的汽轮机在同一个外壳内被并列多重设置，在各汽轮机的工作流体流入孔的前方将用作过热器和再热器的供热器分别复合设置，使得动力产生效率上升，结构则简化。
第四、在所述一个外壳内不仅将所述各案例中提供的供热器和多个汽轮机复合设置，还将流体液化器也一起复合设置，使完成动力产生的所述工作流体在同一个外壳内液化，进而防止工作流体因从狭窄配管通过时发生的瓶颈现象而压力受到损失，以提升动力产生效率的同时实现结构更紧凑的设备。
第五、也可以由所述同一个外壳内多重设置的所述多个汽轮机和所述流体液化器的组合设置，从而提供不仅生成较高温的热源，又适宜安装面积有限场所的紧凑型设备。
有益效果
本发明的有益效果在于，
工作流体使在外部预热的工作流体(下称“流体”)与设置在有流体流入口的外壳内的汽轮机和设置在所述汽轮机工作流体流孔正面的供热器接触并过热后，通过汽轮机的流入孔进入汽轮机而提升动力产生效率，在同一个外壳内将所述供热器和汽轮机重复设置，使经过所述供热器和汽轮机的流体从后位供热器和后位汽轮机时增加、反复生产动力，而且使完成工作的所述流体在位于所述外壳内后方侧的流体液化器中液化，使得结构简化，组装容易，对ORC动力产生装置的专业知识稍微不足的用户也方便进行安装施工，从而节省生产成本，节省安装空间和安装费用；
本发明是在一个外壳内将ORC用动力产生所需的设备复合、装配，以加大动力产生效率的同时简化制造和设置，节省系统的生产成本和安装成本，提供动力产生效率更高的汽轮机而经济效益突出。
附图说明
图1是串联连接型ORC用汽轮机和供热器复合组成的本发明第一实施例的ORC用动力产生装置的结构图；
图2是图示由ORC用圆盘汽轮机和供热器复合组成的本发明第二实施例的ORC用动力产生装置的结构图和，所述圆盘汽轮机的各圆盘圆周上分别组成的通孔的展开图；
图3是由并联连接型ORC用汽轮机和供热器复合组成的本发明第三实施例的ORC用动力产生装置的结构图；
图4是串联连接型ORC用汽轮机、供热器和流体液化器组为一体的本发明的第四实施例的ORC用动力产生装置的结构图；
图5是并联连接型ORC用汽轮和流体液化器组成一体的本发明第五实施例的ORC用动力产生装置的结构图；
图6是图示本发明提出的供热器的一实施例的正视图；
图7是图示本发明第二实施例中提出的ORC用圆盘汽轮机、供热器以及流体液化器组成一体的ORC用动力产生装置的结构和，工作流体的闭循环回路以及冷冻装置的制冷剂闭循环回路的结构图。
具体实施方式
根据实施本发明实施的热源温度、安装场所等诸多条件，对本发明中提出的各实施例的提供的ORC用动力产生装置种类需做出不同的选择。
所述的ORC用动力产生装置是，作为包括当前开发使用的密封型流体汽轮机和，以后要开发的密封型流体汽轮机和，本发明中最新提出的流体汽轮机的动力产生装置，是为了进一步改进其效率而提供，根据ORC用动力产生装置的各个案例，外壳内具备的一个以上的汽轮机的正面分别设置供热器，在所述外壳内部增加流体的压力，进而产生动力，而且使完成产生动力任务的流体液化的流体液化器复合设置在一个外壳内。
所谓“汽轮机”用语是指汽轮机壳和汽轮机轴和动力产生装置(下称“动力装置”)的组合体，本申请发明中提及的所述外壳同时用作供热器的外箱，进一步发挥上述的流体液化器外箱的作用，但同时也发挥汽轮机壳的作用。
上述的外壳用途多样，因此为了更加清楚地说明，将所述外壳当作与所述汽轮机分开的独立构件进行说明，本申请发明中所谓“汽轮机”只限于所述动力装置和汽轮机轴的组合。现在开发提供的汽轮机是汽轮机壳不仅发挥作为支撑动力装置和汽轮机轴的支架和外皮的作用，还时常发挥作为流体流动的流体通道和流体喷射口以及流体排出口的作用，因此所述汽轮机壳应视为从属于动力装置的配件，并在此基础上进行说明。
所述“流体”是指使所述汽轮机运行的流体，也有“工作流体”的记载，而且同样适用于本发明。
具体说明之前，如本领域的普通技术人员所知，所有配件中须包括才能运行的零件是在下述的实施例中基本略去。
而且说明本发明时，若对有关的公知技术或结构的具体说明使本发明要点变得模糊则略去该说明。
后述的用语是考虑本发明中的功能进行定义，根据用户、运用者的意图或惯例会有所改变，因此应在本说明书的整体内容为基础进行定义。
下面结合附图进一步详述本发明的优选实施例。
[第一实施例]
本[第一实施例]是如图1所示，涉及至今开发使用的ORC用密封型流体汽轮机和以后要开发的ORC用密封型流体汽轮机中，流体的行进方向与提供的汽轮机轴行进方向一致，汽轮机轴凸出的汽轮机正面部设有工作流体流入孔，汽轮机的后面部设有完成工作的流体被排出的汽轮机，所述汽轮机的前方设有供热器以用作过热器的ORC用动力产生装置。
首先，第一实施例的ORC用动力产生装置上包括设有流体流入的流体流入口(4)的正面盖和设有完成工作的流体流出的流体流出口(5)的后面盖，具备以隔热的密封结构形成的外壳(1)。
所述外壳(1)是优选地，内部组成圆筒形，所述圆筒形外壳(1)将被设置于内部的外箱组成正方体，但不需要外箱，只设置圆筒形外壳(1)也无妨。
所述外壳(1)是优选地，分成多个如两个部分以上，分离的各切割面上设有连接法兰(图面上无图示)，便于用螺栓等结合。后述的各实施例中所有外壳(1)也可以分开提供，所述连接法兰也可以分别提供，但在后述的各实施例中对此不再单独叙述。
所述外壳(1)正面盖的中央设有穿孔，在所述穿孔上插入轴承(3a)设置。所述外壳(1)后面盖的中央设有轴承(3b)。所述外壳(1)内部有汽轮机轴(3)的一端部延伸穿过所述外壳(1)正面盖的轴承(3a)向外凸出，所述汽轮机轴(3)的另一端部延伸装配于所述外壳(1)后面盖上具备的轴承(3b)上。
而且流体在所述汽轮机轴(3)的正面盖侧向后面盖侧行进着产生动力，并设有将有机化合物用作工作流体的多个汽轮机(2)，所述多个汽轮机轴(3)被串联连接设置。
所述串联连接的各汽轮机轴(3)连接部分设有万向接头、耦合器等动力连接装置。本发明是在下面要阐述的所有实施例中，在串联连接的多个汽轮机(2)的汽轮机轴(3)连接部分连结所述动力连接装置提供，但略去该部分的描述。
所述流体流入口(4)上优选地设置高压泵(无图示)，用以将流体推进外壳(1)内。
所述汽轮机轴(3)的一侧端部分穿过所述正面盖的穿孔向外凸出的部分受到负荷而产生动力被直接利用或者用于发电。
所述外壳(1)内所述汽轮机(2)的前方有所述汽轮机(3)穿过其中央部分，设有用作流体过热器的供热器(6)。
如上所述，在所述外壳(1)内可用作过热器的所述供热器(6)被设在汽轮机(2)的前方，以预热状态流入所述外壳(1)内的流体在所述外壳(1)内接触到所述供热器(6)而被过热，成为高温高压的流体后进入所述汽轮机(2)内而产生更高效率的动力，而经过所述汽轮机(2)的所述流体是在所具有的剩余热能基础上再由后位供热器(66)补充供给热能，温度和压力小幅上升的状态下流入后位汽轮机(22)而产生更多的动力。
此时，流入所述外壳(1)内的所述流体是沿着所述外壳(1)的内部移动同时经过所述供热器(6)和所述汽轮机(2)，在此所述外壳(1)内单独设有流体用配管，所述流体沿着该配管内部被移送时并非以所述流体用配管为介质与所述供热器(6)产生热交换，而是所述流体沿着所述外壳(1)被移送时与所述供热器(6)直接接触而产生热交换，因此所述供热器(6)的所有面直接接触到所述流体，进而迅速形成热交换，并不会发生沿着配管通过时可能发生的压力损失。
用作所述过热器和再热器的多个供热器(6，66)是组成水套形态，可以使热介质在内部流动使用，但如图6所示，优选地，提供可在所述外壳(1)内壁面连结的带，所述带内设置热介质可以流通的环形线圈式配管，所述带中央形成可插入所述汽轮机轴(3)的结构。
优选地，给用作所述过热器的供热器(6)供给的热能是，从可利用热源的温度中最高温度的热源中选择热能供给，对用作所述再热器的后位供热器(66)是，利用从所述供热器(6)通过后温度稍微降低的热介质或者低一级的热源中取得热能的热介质供给热能。
结合于所述汽轮机(2)的汽轮机壳如果被用作流体通过的流体通道，或者发挥所述汽轮机(2)的工作流体流入孔和工作流体流出孔的作用，所述外箱需发挥所述汽轮机(2)的多个动力装置中一个必需配件的作用，因此需以所述汽轮机壳被结合的状态设置在所述外壳(1)内。但，所述汽轮机壳只发挥所述汽轮机(2)结构体的外壁作用或汽轮机轴(3)支架的作用，则所述外壳(1)替代该作用，因此优选地，将所述汽轮机壳是去掉，将所述汽轮机(2)的内部结构体即动力装置直接结合到所述外壳(1)内部。
如图1所示，如此构成的ORC用动力产生装置是，从工作流体是在产生新再生能源的热源中被预热一次后通过高压泵(无图示)流入外壳(1)内，从用作过热器的所述供热器(6)通过时变成高温高压化，并分散于汽轮机(2)内部而产生动力，并向所述汽轮机(2)的外部流出，重新通过用作再热器的所述后位供热器(66)时被再加热后喷射到后位汽轮机(22)的内部，将剩余热能转化成旋转动力以后，流出至所述外壳(1)的外部，然后在液化器内冷凝液化而重新作为热源循环。
尤其为了制造上的便利性和节省制造成本，所述所有汽轮机(2)的结构体中，除螺栓、螺母等拧结配件以及轴承等润滑配件以外，其它结构品的全部或者一部分是优选地，用高强度塑料替代制作，而且适用于本发明中提出的所有案例的各汽轮机(2)。
如上所述，本[第一实施例]中提供供热器(6)和汽轮机(2)被复合设置的装置，并对此重复设置，从而提供将低温的新再生热能转化成动力能源的效率更高的ORC用动力产生装置。
[第二实施例]
本第二实施例中提供本发明中最新提出的汽轮机，以取代所述[第一实施例]中说明的当前使用的多个汽轮机(2)。其涉及供热器(6)被复合设置的案例，并结合图2进行说明。
为了进一步明确叙述本第二实施例中提出的汽轮机，体现其与当前使用的所述多个汽轮机(2)的区别，对所述汽轮机的配件名称分为汽轮机轴(3)和动力装置(100)，对这些结合称为“汽轮机”。
除了第二实施例中提出的所述动力装置(100)外提供的其它构件即外壳(1)和汽轮机轴(3)和供热器(6)是，其结构和作用与所述第一实施例中的叙述内容均相同。
以所述外壳(1)内组成的一个单元结构体提供的本发明中的动力装置(100)是，作为其构件包括由所述流体流入口(4)组成的所述外壳(1)内正面侧向流体流出口形成的所述外壳(1)后面侧依次设置的流入板(110)、转子(120)、定子(130)、转子(120)以及流出板(150)组合和润滑油供给器(160)构成。
所述动力装置(100)下部面安装的所述润油滑供给器(160)是还设有与供油泵(无图示)，使得所述转子(120)在所述流入板(110)和定子(130)、流出板(150)之间顺序滑动并旋转。
所述流入板(110)、转子(120)、定子(130)、流出板(150)上均设有用作流体流道的通孔。
所述外壳(1)内设有多个所述动力装置(100)。
如图2所示，呈圆盘形态的所述转子(120)上，从各同心圆周上正面的各个点向后面侧分别形成半月状的同一规格的转子通孔(120a)，所述转子(120)是结合于所述汽轮机轴(3)，流体从所述转子通孔(120a)通过时，将流体所具温度和压力能转化成旋转动力。
具有圆盘形态的所述流入板(110)上设有从圆盘正面的多个同心圆周上的各点到后面侧以倾斜角度形成的多个流体流入通孔(110a)，所述流体流入通孔(110a)是与流体从所述转子(120)的半月形转子通孔(120a)流入的入口以同样倾斜角度形成，所述汽轮机轴(3)被插入所述流入板(110)的中心，所述流入板(110)与所述外壳(110)的内壁结合被固定。
所述定子(130)也具有圆盘形态，由所述定子(130)圆盘正面的多个同心圆周上的各点向后面侧形成倒半月形的定子通孔(130a)，而且与将在所述定子(130)的正面安装的转子(120)和在后面安装的转子(120)上分别形成的倒半月形转子通孔(120a)形成对应状态，其规格和数量与所述转子通孔(120a)一致，所述汽轮机轴(120a)被插入所述定子(130)的中心，所述定子(130)结合于所述外壳(1)内壁被固定住。
所述流出板(150)是设有数量和大小与由圆盘正面的多个同心圆周上的各点向后面侧以半月形设置在所述转子(120)上的转子通孔(120a)一致，并设有流体的流出方向与所述转子通孔(120a)的流体流出方向对应的反方向的流体流出通孔(150a)，所述流出板(150)的中心被插入所述汽轮机轴(3)，所述流出板(150)是结合于所述外壳(1)而被固定住。
所述多个转子(120)的两面被设置成紧贴于所述流入板(110)的一面和所述定子(130)的一面之间、所述流出板(150)的一面和所述定子(130)的另一面之间滑动并旋转。
所述动力装置(100)的流入板(110)上形成的所述流体流入通孔(110a)是，为了根据进入所述外壳(1)内部的流体总量，使流体的压力在动力装置(100)的正面保持一定水平，规格和位置与所述转子(120)上形成的半月形转子通孔(120a)一致，以没有余缺的适当量的流体进入所述转子(120)的流体流道即转子通孔(120a)，而且该数量比所述转子(120)上形成的转子通孔(120a)的数量少，形成数量有限的流体流入通孔(110a)。
所述流体流入通孔(110a)是以与所述转子(120)上形成的流体流道即转子通孔(120a)的入口一致的倾斜角度组成，被分散配置在所述流入板(110)上。
组成所述动力装置(100)的流入板(10)、转子(120)、定子(130)、流出板(150)上形成的流体通道即各通孔是，优选地，与流体从流入板(110)上向流出板(150)侧方向逐渐流动同时增加的体积相应地，将所述通孔的大小逐渐扩大，但从设备制造上，为节约制造模具和简化制造过程，将通孔按相同规格统一组成也无妨。
尤其后位动力装置(200)的各结构上形成的通孔的大小应比所述动力装置(100)的各结构体上形成的通孔的大小逐渐扩大，但为了节省制造经费，优选地，与所述动力装置(100)以相同形态的规格形成的后位动力装置(200)按一定间隔分开设置多个，而且所述后位动力装置(200)的流入板(无图中符号)上形成的流体流入通孔(无图中符号)的数量比所述优先级动力装置(100)流入板(110)上形成的流体流入通孔(110a)的组成更多数量的流体流入通孔(无图中符号)。
如此组成的第二实施例的ORC用动力产生装置是，在热源经过预热过程后，被流体成为较中温、中低压气体的高压泵(无图示)通过流体流入口(4)进入所述外壳(1)内部，经过配置在所述动力装置(100)前方的所述供热器(6)过热后，在所述流入板(110)的流体流入通孔(110a)被喷射，进入所述转子(120)的流体通道即转子通孔(120a)。
在所述流体流入通孔(110a)被喷射的流体是进入所述转子(120)的转子通孔(120a)时以其推动力给所述转子(120)产生旋转力，然后向反方向弯曲形成的定子(130)的定子通孔(130a)流出时增加其反作用力而产生所述旋转子(120)的旋转动力。
流入所述定子(130)的定子通孔(130a)的流体是改变流动的方向，进入向反方向弯曲形成的设在所述定子(130)后面的转子(120)的转子通孔(120a)入口，使设在所述定子(130)后面的所述转子(120)旋转而补充产生动力，并向所述流出板(150)的流体流出通孔(150a)流出时通过反作用力进一步产生动力，从动力装置(100)结构体的所有通孔通过时将流体所具压力能转化成旋转动力。
从所述动力装置(100)的多个通孔通过时温度和压力下降一定量而体积则增加的流体是，与所述第一实施例中相同地，从所述后位供热器(66)通过时被再加热，压力也上升一些，进而经过所述后位动力装置(200)时流体所具膨胀力大部分被耗尽，而且因体积增加且温度下降而通过流体流出口(5)流出到外部后进入独立配置的液化器进行热交换后被液化。
本第二实施例中所述供热器(6，66)是，与第一实施例不同，优选地，提供可在所述外壳(1)内壁面上连结的带，在所述带内设置热介质流通的环状线圈形态配管。
而且本实施例中，与所述第一实施例中叙述的同样，流入所述外壳(1)内的所述流体沿着所述外壳(1)的内部移动时经过所述供热器(6)和所述汽轮机(2)，在此所述外壳(1)内单独设有流体用配管，所述流体沿着该配管内部被移送时并非以所述流体用配管为介质与所述供热器(6)产生热交换，而是所述流体沿着所述外壳(1)被移送时与所述供热器(6)直接接触而产生热交换，因此所述供热器(6)的所有面直接接触到所述流体，进而迅速形成热交换，并不会发生沿着配管通过时可能发生的压力损失。
如此本第二实施例中提供的动力装置(100)是流体从各动力装置的正面向后面行进同时，流体所具大部分热量和压力能转化成动力，不会发生不必要的损失，从而获得高效动力，与所述第一实施例中的同样，在一个外壳(1)内组成的所述动力装置(100)的流入板(110)前面设置所述供热器(6)，尤其所述供热器(6)和所述动力装置(100)的结合体被重复设置，从而实现将低温的新再生热能可以转化成更高效旋转动力能的ORC用动力产生装置。
[第三实施例]
第三实施例是如图3所示说明以所述第一实施例中叙述的多个汽轮机(2)中所述汽轮机(2)的一侧面上设有工作流体流入孔，另一侧面上设有工作流体流出孔的汽轮机(2)组成的ORC用动力产生装置。
包括流体流入的流体流入口(4)组成的正面盖和流体流出的流体流出口(5)组成的后面盖，设有以隔热并密封结构形成的外壳(1)。
所述外壳(1)的内部剖面是，优选地，以正方体形状构成。
在所述外壳(1)内部，汽轮机轴(3)的前部分穿过所述外壳(1)侧面形成的穿孔向外凸出，工作流体由所述汽轮机(2)的一侧面方向流入，向对应的另一侧面方向排出而产生动力，是多个汽轮机(2，22)被并联设置。
对向所述外壳(1)外部凸出的汽轮机轴(3)的前部分，将通过齿轮等动力传递介质产生的动力集中到一处以后，对该处施加负荷而发电。
所述流体流入口(4)上优选地设置将流体推进外壳(1)内的高压泵(无图示)。
所述外壳(1)内并联设置的各所述汽轮机(2，22)的一侧面即设有工作流体流入孔的所述汽轮机(2，22)的一侧面前方分别设置用作流体过热器和再热器的供热器(6，66)。
如此，汽轮机(2)的工作流体流入孔的前面设有在所述外壳(1)内部如上所述用作过热器的供热器(6)，进而在所述外壳(1)的外部过热的流体被移送至汽轮机的途中不会发生热量损失，在外部预热流入的流体经过所述外壳(1)内的供热器(6)时被过热后，被喷射至所述汽轮机(2)而产生高效动力，从所述汽轮机(2)通过的所述流体在后位供热器(66)中被再加热，温度和压力稍微上升后被喷射至后位汽轮机(22)而补充产生动力。
用作所述过热器和再热器的多个供热器(6，66)也是与所述第一和第二实施例中的同样，优选地，提供可在所述外壳(1)内部壁面连结的四角形带，所述带内设置供热介质流通的热交换配管。
而且本实施例中，如所述第一和第二实施例所述的同样，流入所述外壳(1)内的所述流体沿着所述外壳(1)的内部移动同时经过所述供热器(6)和所述汽轮机(2)，在此所述外壳(1)内单独设有流体用配管，所述流体沿着该配管内部被移送时并非以所述流体用配管为介质与所述供热器(6)产生热交换，而是所述流体沿着所述外壳(1)被移送时与所述供热器(6)直接接触而产生热交换，因此所述供热器(6)的所有面直接接触到所述流体，进而迅速形成热交换，并不会发生沿着配管通过时可能发生的压力损失。
如此组成的本第三实施例中的ORC用动力产生装置的效果与所述第一和第二实施例中提出的ORC用动力产生装置大同小异，但第三实施例中提出根据汽轮机(2)的结构相应地变更方式的ORC用动力产生装置。
[第四实施例]
本实施例中提出所述第一、第二和第三实施例中提出的各ORC用动力产生装置中补充提出的流体液化器(10)被一起设在同一个外壳(1)内组成的结构。在此，本实施例中包括汽轮机(2)和供热器(6)分别具备一个的结构，因此下面对本实施例的说明是以所述汽轮机(2)和供热器(6)分别具备一个以上的条件为前提进行说明。本实施例中的汽轮机(2)是可以使用与所述第一、第二和第三实施例中涉及的汽轮机相同的多个汽轮机，因此不再详述。下面结合图4进行说明。
本发明中的第四实施例和后述的第五实施例中叙述的流体蒸发器(11)和制冷剂蒸发器(12)上均结合有膨胀阀，对此不再叙述。
所述第一、第二和第三实施例中提供的外壳(1)是后面盖上形成的流体流出口(5)被封闭，所述外壳(1)内部的后面被延长，所述延长的外壳(1)内部设有包括流体蒸发器(11)和制冷剂蒸发器(12)构成的流体液化器(10)。
所述流体液化器(10)是从所述流体蒸发器(11)或制冷剂蒸发器(12)中分别选择任一项独立设置，也可以发挥所述流体液化器(120)的作用，但为了流体液化的效率，优选地，将所述两种蒸发器复合组合设置。
所述流体液化器(10)被设置的前方设有将完成动力产生的流体排至所述流体液化器(10)的送风机(8)。
如所述第一实施例和所述第二实施例所示，在汽轮机轴(3)被串联连接并以汽轮机(2)和供热器(6)的组合构成的案例中，所述外壳(1)内设置的汽轮机中最后顺序的汽轮机和所述送风机(8)之间的空间设置框架(7)，所述框架(7)的中央设有替代所述外壳(1)后面盖中央具备轴承(3b)的轴承(3b)而连接此处和所述外壳(1)前面盖中央形成的穿孔中插入配备的轴承(3a)，并设置其端部向外部凸出的所述汽轮机轴(3)。
如所述第三实施例所示，多个汽轮机(2，22)为并联连接，则所述框架(7)和轴承(3a，3b)不需要设置。
所述流体液化器(10)的下部面上提供液化流体集合于所述外壳(1)底面上部一侧并包括移送泵(无图示)设置的流体罐(9)
下面结合图4和图7叙述所述第四实施例的ORC用动力产生装置。首先将外壳(1)外部一侧上单独设置的闭循环回路上冷冻装置的压缩机用单独提供的动力起动时，在所述冷冻装置内循环的冷冻气体变成高温、高压化，经过所述外壳(1)内供热器(6)时被低温液化后，移送至包括在所述流体液化器(10)中组成的制冷剂蒸发器(12)被汽化以后，移送至外部热源取得热能而向所述压缩机循环。
在所述外壳(1)外部热源被预热一次而汽化的流体是通过高压泵(无图示)从流体流入口(4)流入外壳(1)内，并接触到所述供热器(6)进行热交换，成为约80～90℃左右的高温高压气体后，从所述汽轮机(2)通过时使汽轮机轴(3)旋转，进而产生动力。
温度和压力与通过所述汽轮机(2)产生的动力相对应地下降的流体重新接触到后位供热器(66)，与在所述后位供热器(66)内循环的热介质进行热交换，进而温度和和压力稍微上升成中温、中压气体以后，从所述后位汽轮机(22)通过时使汽轮机轴(3)旋转而补充产生动力。
经过所述后位供热器(66)和所述后位汽轮机(22)时反复进行压力恢复和动力产生的流体成为低温低压的气体，而且通过送风机(8)先接触到流体液化器(10)的流体蒸发器(11)，在发挥级联冷凝器作用的所述流体蒸发器(11)内汽化，将余热传递给在磁性ORC线路内先行循环的流体，而大部分流体则液化被捕集于流体罐(9)中。
接触到所述流体蒸发器(11)但未能液化的一部分过饱和状态流体是，接触到在所述供热器(6)液化的制冷剂被移送汽化的所述制冷剂蒸发器(12)而全部液化后，捕集于设在所述流体液化器(10)下部面的流体罐(9)后，通过循环泵(无图示)被移送至流体蒸发器(11)，进而通过膨胀阀(无图示)发生汽化。
如上所述，在流体蒸发器(11)中汽化的流体是经过配管被移送至外部热源，将提供的新再生能源热交换而被预热后，重新向所述外壳(1)的流体流入口(4)循环并反复动力产生。
在所述制冷剂蒸发器(12)中汽化的制冷剂是，优选地使用汽化温度与流体相比低的有机物质。
尤其本第四实施例中提出的供热器(6)、汽轮机(2)和流体液化器(10)均被设置在内部的所述外壳(1)的整体规格超过要安装的空间大小时，将内部设有所述流体液化器(10)和送风机(8)的外壳(1)的一部分拆卸下来移到其它场所，用连接配管(无图示)连接安装也可以。此时，优选地使用将所述被拆卸外壳(1)连接的连接配管(无图示)的最小截面积大于所述外壳(1)内空间最小截面积10％以上的连接配管(无图示)。
如上所述，所提供ORC用动力产生装置是，包括多个汽轮机(2，22)和供热器(6，66)的外壳(1)和包括流体液化器(10)的外壳(1)被分离安装在分开的场所，但将所述汽轮机(2，22)全部通过的流体从内部截面积充分达到一定水平的所述连接配管(无图示)通过时使因瓶颈现象发生的阻力变得最小化，从而所获效果与流体液化器(10)和多个汽轮机(2，22)以及供热器(6，66)被复合设置在一个外壳(1)内的大同小异。
所述分离的外壳(1)的切割面和所述连接配管的边缘也是，优选地，分别设置连接法兰，使分离和结合变得容易。但所述连接配管应封闭，与外部空气隔离，但隔热与否是可选项。
使所述压缩机(无图面符号)和高压泵(无图示)和移送泵(无图示)等运转的起动动力是先使用外部的动力，但本ORC用动力产生装置开始运转以后，优选地使用自身动力。
如此，本第四实施例是作为利用生成的新再生能源产生动力的有机朗肯循环动力产生装置，提供可在一个外壳(1)内一站式执行ORC回路大部分过程的装置，从而提供可以将生成的新再生能源转化成高效的动力能，使熟练度较低的安装工也容易安装，还可以节省生产成本和维护经费支出的ORC用动力产生装置。
另外，所述第一至第四实施例中，也可以将组成分别设置的独立闭循环回路运转的独立冷冻装置的制冷剂冷凝器用作所述供热器(6)，将所述冷冻装置的冷凝热能送至所述供热器(6，66)使用。
所述第一至第四实施例中，热介质在所述供热器(6，66)和外部热源循环着传热时，可以将所述外部的热源用作新再生能热源，给所述供热器(6，66)供给新再生能源。
[第五实施例]
本实施例是在第四实施例的基础上进行修改，其作为供给新再生热能的高密度热源位于所述外壳(1)的流体流入口(4)前方，作为在所述外壳(1)内将供热器(6)与汽轮机(2)一起安装的需求较少的炼铁厂、火力发电站等产生较高温废热能的工厂等所需设备，如图5所示，提供仅以所述外壳(1)内安装一个以上的所述汽轮机(2，22)和所述流体液化器(10)、所述流体罐(9)、所述送风机(8)的组合设置的ORC用动力产生装置。
该装置是可以在产生高温废热扩散的炼铁厂、火力发电站等工厂内设置，以期节省安装场所和制造经费并获得较高的动力产生效率。
本实施例中，与所述第四实施例同样，所述汽轮机(2)和流体液化器(10)均安装于内部所述外壳(1)的整体规格超过提供的安装空间时，将内部设有所述流体液化器(10)和送风机(8)的外壳(1)的一部分拆卸，分开安装在不同的地方后，用连接配管(无图示)连接安装，而且优选地使用连接所述分离外壳(1)的所述连接配管(无图示)的最小截面积在所述外壳(1)内部空间最小截面积10％以上的连接配管(无图示)。

Claims (15)

1.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为用新再生热能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和设有流体流出口的后面盖，与外部空气隔热，以密封结构形成的外壳；
汽轮机轴的一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部结合于所述外壳后面盖中央的轴承设置，将有机化合物用作工作流体的多个汽轮机；
位于所述外壳内部，并设在多个所述汽轮机的各工作流体流入孔前方的供热器；
所述多个汽轮机被串联连接配置在一个外壳内，所述各供热器被设在所述外壳内，进而通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后，供给于所述汽轮机，从而提升动力产生效率。
2.根据权利要求1所述的ORC用动力产生装置，替代所述汽轮机，其特征在于，
包括：一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部与所述外壳后面盖中央的轴承结合而被设置的汽轮机轴；
具有圆盘形态，结合于所述外壳内壁面被固定住，中央部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上具备由前面向后面侧以倾斜角度形成的多个流体流入通孔的流入板；
具有圆盘形态，结合于所述外壳内壁面而被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成倒半月状的多个定子通孔，所述定子通孔的入口以与下述转子上形成的转子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述定子通孔的出口是以与下述转子上形成的转子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上定子；
具有圆盘形态，结合于所述汽轮机轴被可旋转地设置，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成半月状的多个转子通孔，所述转子通孔的入口是以与所述流入板的流体流入通孔或所述定子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述转子通孔的出口是以与所述定子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上转子；
具有圆盘形态，结合于所述外壳内壁面而被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧以与所述转子上形成的所述转子通孔出口方向的反方向倾斜角度形成的多个流体流出通孔的流出板；
包括设置于所述流入板、转子、定子和流出板下部使所述转子能顺利滑动旋转的润滑油供给器构成的动力装置；
作为将有机化合物用作工作流体的汽轮机，有多个所述汽轮机被相互串联连接设置在一个外壳内，所述各供热器在所述外壳内分别设置在所述各汽轮机的流入板前方，使通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后供给于所述汽轮机，进而使动力产生效率上升。
3.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为用新再生能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和设有流体流出口的后面盖，与外部空气隔离，且密封结构的外壳；
在所述外壳内汽轮机轴的前部分穿过所述外壳侧面形成的穿孔向外凸出，一侧设有工作流体流入孔，将有机化合物用作工作流体，且并列设置多个的汽轮机；
位于所述外壳内并设置在多个所述汽轮机各工作流体流入孔前方的供热器；
所述各供热器设在所述外壳内，通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后供给于所述汽轮机，使动力产生效率得以提升。
4.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为用新再生能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和后面盖，与外部空气隔离，且密封结构的外壳；
将所述外壳内中间一侧的圆周面以对角线形态穿过设置，中央设有轴承的框架；
汽轮机轴的一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部与所述框架中央的轴承结合，将有机化合物用作工作流体，并具备一个以上的汽轮机；
设置在所述外汽轮机的工作流体流入孔的前方，并具备一个以上的供热器；
设置在所述框架的后方，为了使通过所述汽轮机完成动力产生的工作流体液化提供的流体液化器；
设置在所述框架和所述流体液化器之间，为了使所述工作流体持续循环及接触于流体液化器提供的送风机；
位于所述流体液化器下部一侧并包括移送泵构成，为了用于捕集液化的所述工作流体提供的流体罐；
一个所述外壳内设有多个所述汽轮机时，所述各汽轮机是相互串联连接设置，所述各供热器在所述外壳内分别设置在所述各汽轮机的工作流体流入孔前方，通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换后供给于所述汽轮机而使动力产生效率上升，并且使工作流体在一个所述外壳内液化，使得设备结构紧凑形成。
5.根据权利要求4所述的ORC用动力产生装置，替代所述汽轮机，其特征在于，
包括：一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部与所述外壳后面盖中央的轴承结合设置的汽轮机轴；
具有圆盘形态，与所述外壳内壁面结合被固定住，中央部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上具备由前面向后面侧以倾斜角度形成的多个流体流入通孔的流入板；
具有圆盘形态，与所述外壳内壁面结合被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成倒半月状的多个定子通孔，所述定子通孔的入口以与下述转子上形成的转子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述定子通孔的出口是以与下述转子上形成的转子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上的定子；
具有圆盘形态，结合于所述汽轮机轴被可旋转地设置，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成半月状的多个转子通孔，所述转子通孔的入口是以与所述流入板的流体流入通孔或所述定子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述转子通孔的出口是以与所述定子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上的转子；
具有圆盘形态，结合于所述外壳内壁面而被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧以与所述转子上形成的所述转子通孔出口方向的反方向倾斜角度形成的多个流体流出通孔的流出板；
包括设置于所述流入板、转子、定子和流出板下部使所述转子能顺利滑动旋转的润滑油供给器构成的动力装置；
作为将有机化合物用作工作流体的汽轮机，在一个所述外壳内设有多个所述汽轮机时，所述各汽轮机被相互串联连接设置，所述各供热器分别在所述外壳内设置于所述各汽轮机的所述流入板前方，使通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后供给于所述汽轮机而使动力产生效率上升，在一个所述外壳内使所述工作流体液化而使设备结构紧凑形成。
6.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为使用新再生能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和后面盖，与外部空气隔离，且密封结构的外壳；
在所述外壳内所述汽轮机轴的前部分穿过所述外壳侧面形成的穿孔向外凸出，工作流体流入孔设在一侧面，将有机化合物用作工作流体，具备一个以上且具备多个时并列设置的汽轮机；
位于所述外壳内，并设置于所述各汽轮机的工作流体流入孔前方的供热器；
设置在所述流体排出孔后方，为了使通过所述汽轮机完成动力产生的工作流体液化提供的流体流化器；
设置在所述汽轮机和所述流体液化器之间，为了使所述工作流体循环及接触于流体液化器提供的送风机；
位于所述流体液化器下部一侧并包括移送泵构成，为了用于捕集液化的所述工作流体提供的流体罐；
所述各供热器设在所述外壳内，通过所述流体流入口流入所述外壳内的所述工作流体直接接触到所述供热器进行热交换以后供给于所述汽轮机，使动力产生效率得以上升，并使所述工作流体在一个所述外壳内液化，使得设备结构紧凑形成。
7.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为用新再生能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和后面盖，与外部空气隔离，且密封结构的外壳；
将所述外壳内中间一侧的圆周面以对角线形态穿过设置，中央设有轴承的框架；
汽轮机轴的一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部与所述框架中央的轴承结合，将有机化合物用作工作流体，并具备一个以上的汽轮机；
设置在所述框架的后面，为了使通过所述汽轮机完成动力产生的工作流体液化提供的流体液化器；
设置在所述框架和所述流体液化器之间，为了使所述工作流体循环及接触于流体液化器提供的送风机；
位于所述流体液化器下部一侧并包括移送泵构成，为了用于捕集液化的所述工作流体提供的流体罐；
所述汽轮机具备多个时，所述各汽轮机在一个外壳内被相互串联连接，使工作流体在一个所述外壳内液化，使得动力产生效率上升，设备则结构紧凑形成。
8.根据权利要求7所述的ORC用动力产生装置，替代所述汽轮机，其特征在于，
包括：一端部穿过所述外壳前面盖中央的穿孔和轴承向外凸出，另一端部与所述外壳后面盖中央的轴承结合设置的汽轮机轴；
具有圆盘形态，与所述外壳内壁面结合被固定住，中央部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上具备由前面向后面侧以倾斜角度形成的多个流体流入通孔的流入板；
具有圆盘形态，与所述外壳内壁面结合被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成倒半月状的多个定子通孔，所述定子通孔的入口以与下述转子上形成的转子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述定子通孔的出口是以与下述转子上形成的转子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上的定子；
具有圆盘形态，结合于所述汽轮机轴被可旋转地设置，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧形成半月状的多个转子通孔，所述转子通孔的入口是以与所述流入板的流体流入通孔或所述定子通孔的出口同样的倾斜角形成，所述转子通孔的出口是以与所述定子通孔的入口同样的倾斜角形成的一个以上的转子；
具有圆盘形态，结合于所述外壳内壁面而被固定住，中心部有所述汽轮机轴穿过，所述圆盘上的多个同心圆周上设有由前面向后面侧以与所述转子上形成的所述转子通孔出口方向的反方向倾斜角度形成的多个流体流出通孔的流出板；
包括设置于所述流入板、转子、定子和流出板下部使所述转子能顺利滑动旋转的润滑油供给器构成的动力装置；
作为将有机化合物用作工作流体的汽轮机，所述汽轮机具备多个时，所述各汽轮机在一个外壳内被相互串联连接，使工作流体在一个所述外壳内液化，使得动力产生效率上升，设备则结构紧凑形成。
9.一种ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为用新再生热能产生动力的装置，包括：
具备设有流体流入口的前面盖和后面盖，与外部空气隔离，且密封结构的外壳；
在所述外壳内汽轮机轴的前部分穿过所述外壳侧面形成的穿孔向外凸出，一侧面设有工作流体流入孔，将有机化合物用作工作流体，并具备一个以上且具备多个的并联设置汽轮机；
为了使通过所述深汽轮机完成动力产生的工作流体液化提供的流体液化器；
设置在所述汽轮机和所述流体液化器之间，为了使所述工作流体循环及接触于流体液化器提供的送风机；
位于所述流体液化器下部一侧并包括移送泵构成，为了用于捕集液化的所述工作流体提供的流体罐；
所述汽轮机具备多个时，所述各汽轮机在一个外壳内被相互并列连接，使工作流体在一个所述外壳内液化，使得动力产生效率上升，设备则结构紧凑形成。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
所述外壳还具备：所述汽轮机和供热器设置在内部的外壳；分成所述流体液化器和送风机安装在内部的外壳分别设置，并将所述分离的外壳连接的连接配管；
因此将各自被分开设置的所述各外壳连接成一个。
11.根据权利要求10所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
所述连接配管是，内部空间的最小截面积大于所述外壳内部空间最小截面积的10％以上。
12.根据权利要求1至6中的任一项所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
作为所述供热器，设置在单独具备的独立闭循环回路中运行的冷冻装置的制冷剂冷凝器，将所述冷冻装置的冷凝热能供给到所述供热器。
13.根据权利要求1至6中的任一项所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
通过在所述供热器和外部新再生能热源循环的热介质为所述供热器供给新再生热能。
14.根据权利要求4至9中的任一项所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
所述流体液化器中包括：作为电磁级联冷凝器的工作流体蒸发器。
15.根据权利要求4至9中的任一项所述的ORC用动力产生装置，其特征在于，
所述流体液化器中包括：在独立设置的闭循环回路中运行的冷动装置的制冷剂蒸发器。
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