CN1860287A - 能量回收系统 - Google Patents

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M·西姆科克
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Abstract

一种用于从废热源(例如来自小型工业生产设备、汽车内燃机等的废热流体)提取能量的能量回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭的兰金(Rankine)循环系统。所述系统包括：第一热交换器，用于接收处于第一温度的结合有废热的流体源并输出处于第二温度的所述废流体，以及用于接收处于第三温度的所述工作流体并输出处于第四温度的工作流体，所述第四温度高于所述第三温度并且高于工作流体的沸点；涡轮单元，其被设置成接收从第一热交换器输出的处于第一压力的工作流体并输出处于第二压力的工作流体，所述第二压力低于所述第一压力，由此涡轮单元将旋转能传递给安装在该涡轮单元内的涡轮轴；机电转换单元(包括交流发电机)，其与涡轮轴耦合，用于将所述旋转能转化成电能；与涡轮单元以及第一热交换器耦合的冷却系统，用于接收来自涡轮单元的处于第五温度的工作流体，将该流体冷却，并在第三温度将该流体提供给第一热交换器。本发明还公开了用于控制交流发电机的输出功率的技术。同时公开了特定的涡轮、轴承、转矩耦合、功率控制以及工作流体净化技术。

Description

能量回收系统
本发明涉及各种工业形式的能量用法，更具体地说，涉及一种能量回收系统。
产生(电)能量的传统技术有很多；大多数一般包含燃烧最终限制供应的一些燃料(例如，煤、天然气)。
此外，已经记载了许多能量转换技术。例如，US-A-4,896,509披露了一种用于在兰金循环中将热能转换成机械能的工艺。这里，重复的循环包括下述步骤，借助于热源(例如来自锅炉的用以产生水蒸气的热水)使工作流体蒸发，在膨胀设备(旋转或相互位移装置，例如涡轮)中将所产生的蒸气膨胀，借助于冷的热源(例如冷水)将其冷却从而(例如，利用一般在制冷设备中应用的冷凝器)使其冷凝，以及利用泵将其压缩。但是，这种系统一般在沸腾过程中采用燃料燃烧。
而且，可用的兰金循环系统一般是以多兆瓦范围进行操作的大型设备，并且不适于在小型设备上从相对低温源例如来自小型工业生产设备、汽车内燃机等的废热流体提取能量。
需要一种能量回收系统，它可克服上述问题并提供一种改进的回收系统。
能量回收
本发明提供一种用于从热源提取电能的能量回收系统，，所述系统具有循环的工作流体，包括：第一热交换器，用于接收流体源和接收所述工作流体，该流体源结合有热源的至少部分热量，由此热量被从流体源传递给工作流体；膨胀单元，其被设置成接收从第一热交换器输出的工作流体，由此将机械能传递给膨胀单元；机电转换单元，其与膨胀单元耦合，用于将所述机械能转化成电能；冷却系统，其与膨胀单元耦合并与第一热交换器耦合，用于接收来自膨胀单元的工作流体，将流体冷却，并将该流体提供给第一热交换器。优选地，热交换器为小型的热交换器。
在一个实施例中：所述系统是具有循环的工作流体的封闭系统，第一热交换器适于接收处于第一温度的结合有热量的流体源，并将处于第二温度的所述废流体输出，以及用于接收处于第三温度的所述工作流体并输出处于第四温度的工作流体，所述第四温度高于所述第三温度以及高于工作流体的沸点；膨胀单元包括涡轮单元，该涡轮单元被设置成接收从第一热交换器输出的处于第一压力的工作流体并输出处于第二压力的工作流体，所述第二压力低于第一压力，涡轮单元由此将旋转能传递给安装在该涡轮单元内的涡轮轴；和机电转换单元与涡轮轴相连，用于将所述旋转能转化成电能。优选地，涡轮为高度微型涡轮。
优选地，冷却系统包括第二热交换器，该第二热交换器与涡轮单元耦合并与第一热交换器耦合，用于将接收来自涡轮单元的处于第五温度的工作流体第一供源并输出处于第六温度的来自所述第一供源的工作流体，所述第六温度低于所述第五温度；其中，第二热交换器还适于接收处于第七温度的液态形式的工作流体第二供源并将处于所述第三温度的来自流体第二供源的工作流体输出至所述第一热交换器。优选地，冷却系统还包括冷凝单元，该冷凝单元与第二热交换器耦合并适于接收冷却流体供源，用于接收处于所述第六温度的由第二热交换器输出的工作流体并输出处于所述第七温度的液态形式的工作流体，所述第七温度低于所述第六温度并低于工作流体的沸点。优选地，冷却系统包括泵，该泵与冷却系统耦合，用于接收处于所述第七温度的工作流体并将所述工作流体泵送至所述第二热交换器，由此将所述工作流体第二供源提供给第二热交换器。
在一个实施例中，第一温度约110-225℃。在一个实施例中，第二温度约80-140℃。在一个实施例中，第一温度约180℃，第二温度约123℃。在一个实施例中，第一压力约10-30绝对巴。在一个实施例中，第二压力约0.5-2绝对巴。
优选地，涡轮轴安装在所述涡轮单元内的轴承上，所述工作流体渗透入所述涡轮单元，由此提供所述轴承的润滑。
优选地，工作流体包括选自烷烃的单一组分流体。优选地，工作流体包括沸点约30-110℃的流体。
优选地，机电转换单元包括适于输出电流的交流发电机。优选地，机电转换单元包括电或电子调节单元，其与所述交流发电机耦合，用于改变从交流发电机得到的电流的频率并输出处于电源频率的电流。优选地，交流发电机为高速交流发电机。
在优选实施例中，膨胀单元包括涡轮单元，该涡轮单元具有轴和安装于该轴上的至少一个涡轮级，该涡轮级或每个涡轮级具有一组叶片。至少一个涡轮级由铝或钢制成。在某些实施例中，至少一个涡轮级由塑料制成。塑料可以是(a)含有碳纤维的聚醚醚酮(PEEK)，例如具有40％碳纤维的PEEK，(b)Ultern 2400，或(c)Valox 865。
根据本发明的另一方面，采用HFE-7100或己烷或水作为任何附随权利要求的系统中的工作流体和/或润滑流体。
根据本发明另一方面，采用烷烃中的一种作为任何附随权利要求中的系统中的工作流体和/或润滑流体。
根据本发明的另一方面，提供一种电能产生系统，包括：微型涡轮系统，该微型涡轮系统包括燃烧单元，其与燃料源相连，用于燃烧所述燃料并输出第一废流体，涡轮，其被耦合成用于接收所述第一废流体，由此在使用中将旋转能传递给涡轮的涡轮轴，该涡轮适于输出第二废流体；中间传热单元，其被耦合成用于接收所述第二废流体并适于把来自该第二废流体的热量传递给中间传热流体并在所述热量传递之后输出该中间传热流体；和根据权利要求1-16中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述第一热交换器，该第一热交换器被耦合成用于接收所述中间传热流体，该中间传热流体包括有所述热源。
优选地，微型涡轮系统还包括压缩机，该压缩机与涡轮机耦合并与燃烧单元耦合，在使用中由涡轮轴驱动，该压缩机接收含氧流体供源并在使用中将压缩状态的所述含氧流体提供给燃烧单元。
优选地，微型涡轮系统还包括发电机，该发电机与涡轮机耦合并且在使用中由涡轮轴驱动，该发电机适于输出电能。
电能产生系统优选地还包括设置在涡轮和中间传热单元之间的同流换热器，该同流换热器被耦合成用于接收所述第二废流体并将第三废流体输出至中间传热单元，该同流换热器还适于接收来自例如压缩机的含氧流体供源，以及在传递自所述第二废流体到其的热量之后将所述含氧流体传送给压缩机。
优选地，同流换热器包括热交换器。
根据本发明的另一方面，提供一种电能产生系统，包括：内燃系统，该内燃系统包括与燃料源耦合的内燃机，用于燃烧所述燃料并输出发动机废流体，该内燃机被设置成在使用中将旋转能传递给驱动轴；中间传热单元，其被耦合成用于接收所述发动机废流体并适于将来自发动机废流体的热量传递给中间传热流体并将在所述的热量传递之后输出该中间传热流体；以及根据权利要求1-16中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述的被耦合成用于接收所述中间传热流体的第一热交换器，该中间传热流体包含有所述热源。
优选地，内燃系统还包括发电机，该发电机与内燃机耦合并且在使用中由驱动轴驱动，以及该发电机适于输出电能。优选地，内燃机与燃料供源相连并与含氧流体供源相连。
根据本发明的另一方面，提供一种电能产生系统，包括：废气处理烟囱，其包括：基底级，该基底级包括用于将含氧气体吹入废气处理烟囱的送风机，燃烧级，其邻接基底级并与废气源相连，废气是易燃气体或包含易燃气体，在使用中该燃烧级适于燃烧所述含氧气体中的所述废气，混合器级，其邻接所述燃烧级并适于产生混合气体，该混合气体包括被混合有所述燃烧级产生的燃烧废气的空气；中间传热单元，其被耦合成用于接收所述混合气体并适于将来自混合气体的热量传递给中间传热流体并在所述热量传递之后输出该中间传热流体；和以及根据权利要求1-16中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述的被耦合成用于接收所述中间传热流体的第一热交换器，该中间传热流体包含有所述热源。
优选地，送风机包括电激励送风机，该送风机与机电转换单元电耦合，在使用中至少部分由能量转化系统产生的电能激励该送风机。
优选地，中间传热单元包括热交换器，和/或包含传热油的中间传热流体。
本发明的优点在于其提供小型的能量回收系统。另一优点在于其能够从相对低温源提取能量。其它优点在于本发明可从不然会被浪费的热源、或从再生能源以合理效率回收能量，和/或本发明显著提高了能量产生系统中所产生的电能的量。
涡轮设计
另一问题是，虽然单级径流式涡轮以及两级轴流式涡轮是众所周知的，但至今缺乏能够高速操作和处理某些工业中所遇到的极高压差的两级径流式涡轮设计。经常，问题在于单级径流式涡轮不能处理某些压降。
因此，根据本发明的另一方面，提供一种径流式涡轮单元，包括：壳体，其具有接收处于第一压力的流体的入口；安装在壳体内的轴承上的轴，其具有旋转轴线；设置在所述轴上的涡轮，该涡轮包括，第一涡轮级，其包括安装所述轴上的第一组叶片，由入口接收的所述流体径向入射至所述第一组叶片上并以第三压力沿着第一预定方向离开第一涡轮级，第二涡轮级，包括安装在所述轴上的第二组叶片，用于将离开第一涡轮级的流体传送至第二涡轮级的管道，由第二涡轮级接收的所述流体径向入射至所述第二组叶片上并以第二压力沿着第二预定方向离开所述第二涡轮级，其中所述流体在所述第一和第二涡轮级将旋转能传递给所述轴。
优选地，第一压力约为第二压力的2-10倍。优选地，第三压力约为第二压力的3-4倍。
优选地，所述第二涡轮级的径向尺寸大于第一涡轮级的径向尺寸。优选地，第二涡轮级的径向尺寸约为第一涡轮级的径向尺寸的1.25倍。优选地，所述第一涡轮级的轴向尺寸约为第一涡轮级的径向尺寸的0.3-0.375倍。优选地，所述第二涡轮级的轴向尺寸约为第二涡轮级的径向尺寸的0.35-0.4倍。
在特定实施例中，涡轮单元还包括：第三涡轮级，其包括安装在所述轴上的第三组叶片，用于将离开第二涡轮级的流体传输至第三涡轮级的管道，由第三涡轮级接收的所述流体径向入射至所述第三组叶片上并以第四压力沿着第三预定方向离开第三涡轮级，其中所述流体在所述的第一、第二和第三涡轮级将旋转能传递给所述轴。
优选地，所述第三涡轮级的轴向尺寸约为第三涡轮级的径向尺寸的1/3倍。
优选地，所述第一、第二和/或第三预定方向一般为轴向。
在一个实施例中，所述流体为气体。优选地，所述流体为HFE-7100或己烷或水。所述流体为烷烃中的一种。
本发明还提供一种用于从废热源提取能量的废能回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括热交换器，机电转换单元、冷却系统和根据任何附随权利要求的涡轮单元，在使用中，热交换器将工作流体提供给所述涡轮单元。
优选地，所述流体渗透入壳体，由此提供轴承润滑。
本发明的优点在于它在高旋转速度(例如，25,000-50,000Rpm)时可用。其它优点在于两级设计使每级伴有压降，从而允许处理更高的输入压力(例如高达20绝对巴)。
另外的优点在于容许涡轮的相对小型结构。
上述特征确保了所述涡轮可有利地应用于能量可从流体(气体)以很高操作压力进行转换的系统(例如，兰金(Rankine)循环系统)中，从而提高了效率。
轴承设计
另一问题在于小型旋转电机用的轴承系统缺乏可用性。需要这样一种用于支撑高速旋转的旋转部件的轴的装置。而且，关键在于提供一种在小型机器上既用作轴颈轴承又用作推力轴承的轴承系统。这种类型的轴承也必须坚固可靠，这样它们可在一天24小时，七天一周的持续时间(以及约五年或更多的使用年限)操作的系统中使用。
本发明提供一种轴承，用于支撑围绕一轴线旋转的轴并至少局部设置在一壳体内，该轴承包括：轴承件，其固定地连接于壳体上并具有第一轴承面，位于所述轴上的相对的第二轴承面，所述第一和第二轴承面一般横向于所述轴线，圆柱形内部通道限定第三轴承面，该第三轴承面一般平行于所述轴线并与第四轴承面相对地设置在所述轴上，轴承件包括管道，该管道适于将润滑流体传输给至少第三和第四轴承面之间的空间内。
优选地，轴承件的与第一轴承面相对的端部具有一般横向于所述轴线延伸的第五轴承面。
优选地，轴承件的剖面一般为T型。优选地，轴承件上的第一轴承面由凸圆面限定，该凸圆面位于轴承件的径向内末端与径向外末端之间局部延伸的‘T’的顶部之上。优选地，多个细长的第一凹槽径向延伸地设置在第一轴承面上，由此促进润滑流体流向与该第一轴承面相对的空间。优选地，第一凹槽在第一轴承面的径向内末端与径向外末端之间局部地延伸。
优选地，多个细长第二凹槽径向延伸地设置在第五轴承面上，由此促进润滑流体流向与第四轴承面相对的空间内。优选地，第二凹槽在第五轴承面的径向内末端与径向外末端之间局部地延伸。
优选地，在‘T’型轴承件的细长部的两端之间的一个位置处，周向凹槽被限定在轴承件的径向外末端处的表面上。优选地，多个第一润滑通道径向延伸地设置在轴承件的周向凹槽与径向内末端之间，由此允许轴承件的外部与内圆柱通道之间的润滑流体流动。
优选地，轴承件包括多个第二润滑通道，每个通道在第一轴承面的第一细长凹槽与第五轴承面上的各自相对的第二细长凹槽之间轴向延伸。
优选地，第一和/或第二细长凹槽的数目为2至8之间，优选为6。
优选地，第二润滑通道的数目为2至8之间。
所述轴承优选地还包括垫圈，其中，在使用中，垫圈的其中一个表面邻接轴承件的第五轴承面，垫圈的另一表面适于邻接驱动元件例如涡轮的相应表面。
本发明还提供一种用于从废热源提取能量的能量回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括热交换器、机电转换单元，冷却系统和涡轮单元，热交换器在使用中将工作流体提供给所述涡轮单元作为气体，其中涡轮单元借助于一轴机械耦合该机电转换单元，该轴由任何附随权利要求中的轴承支撑。
优选地，所述系统还包括从冷却系统至轴承的第二工作流体供给管线，由此工作流体被提供给轴承件的外部，从而提供所述轴承的润滑流体。优选地，工作流体作为液体被提供给轴承。
本发明的优点在于其提供一种小型轴承。另一优点在于它既能够用作轴颈轴承又能够用作推力轴承。在某些实施例中，具有通过工作流体提供润滑并且无需润滑供源的优点。
耦合
另一问题在于，虽然磁耦合装置是公知的，但至今缺乏一种能够高速操作并处于密封单元的耦合设计，该耦合设计处理某些工业所遇到的极高压差。经常，关键在于不能够提供这样一种具有小尺寸的装置。
因此，根据本发明的另一方面，提供一种旋转的磁耦合装置，包括：第一旋转件，包括其上设有第一磁性件的第一轴，所述第一轴在使用中由旋转能源驱动，第二旋转件，包括其上设有第二磁性件的第二轴，所述第二旋转件在使用中通过第一和第二磁性件的耦合接收来自第一旋转件的旋转能，其中，所述第一和第二磁性件之一，或者二者包括多个磁体部，该磁体部相对于所述第一和第二轴的轴线设置在不同的角位置。
优选地，第一旋转件设置在气密密封的壳体内，一部分壳体位于第一旋转件和第二旋转件之间并由非磁性材料制成。优选地，非磁性材料包括不锈钢、尼莫尼克(nimonic)合金、或塑料。
在一个实施例中，第一磁性件包括与第一轴一体形成的一般为圆柱形的电枢部，以及固定连接至该电枢部外部的多个第一磁体部；第二磁性件包括与第二轴一体形成的一般为圆柱形的外支撑部，和与该支撑部的内部固定相连的多个第二磁体部。优选地，第一磁性件还包括设置在第一磁体部外部的包壳，用于在第一轴的高速旋转过程中将所述的第一磁体部保持固定。所述包壳由合成材料例如碳纤维增强塑料(CFRF)、Kevlar或玻璃纤维增强塑料(GRP)制成。优选地，第一磁性件设置在第二磁性件内侧并通过所述一部分壳体而与该第二磁性件分离。优选地，磁体部包括偶极磁体，每个磁体在N-S方向上径向延伸。
在另一个实施例中，第一磁性件一般为圆盘形并包括第一安装部，多个第一磁体部固定安装于该第一安装部中，该第一磁体部由此形成圆盘形；第二磁性件一般为圆盘形并包括第二安装部，多个第二磁体部固定安装于该第二安装部中，该第二磁体部由此形成圆盘形。优选地，第一和第二磁体部构成圆盘的扇区。优选地，第一和第二磁体部包括偶极磁体，每个磁体在N-S方向上轴向延伸。优选地，所述第一圆盘形磁性件与第二圆盘形磁性件轴向对齐地相邻设置，并通过所述一部分壳体分离。
优选地，所述第一磁性件和/或所述第二磁性件的磁体部的数目，为偶数2或更大的偶数。更优选地，所述第一磁性件和/或所述第二磁性件的磁体部的数目为4。
优选地，所述磁体部由铁氧体材料、钐钴或钕铁硼制成。
本发明还提供一种用于从废热源提取能量的废能回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括热交换器、机电转换单元、冷却系统和涡轮单元，该涡轮机通过任何附随权利要求中的磁耦合装置而与机电转换单元气密地密封并耦合。
本发明的优点在于它可在高旋转速度(例如25,000-50,000Rpm)时使用。另一优点在于它提供一种防止激励涡轮用的工作流体(有时有害或危险)泄漏的密封单元。进一步的优点在于容许涡轮的相对小型结构；机械隔离/磁耦合装置对于使涡轮功率能够驱动现有的交流发电机特别有利，例如汽车应用中发现的那些优点。
上述特征确保了磁耦合装置可有利地应用于从流体(气体)以很高旋转速度进行能量转换的系统(例如，兰金循环系统)中。
功率控制
兰金循环系统的其它缺点在于它们一般是多兆瓦范围操作的大型设备，并且不适于在小型设备上从相对低温源例如来自小型工业设备、汽车内燃机等的废热气提取能量。
而且，在从诸如废热量或太阳热源之类的来源获得电能的情况下，理想的是，所述系统可以最佳效率来提取能量。
大多数现有兰金循环装置是具有同步交流发电机的低速单元，以与栅极电源相同的频率运转。涡轮速度和功率控制一般通过阀给涡轮设旁路。例如，US-B-4,537,032披露了一种平行级模块化兰金循环涡轮，其中涡轮上的负载通过控制每个节流阀的操作来控制。并且US-A-2002/0108372披露了一种包括功率产生系统，它包括两个“开机”备用的有机兰金循环涡轮系统，其中一个兰金循环涡轮系统包括用于根据另一兰金循环涡轮系统的发电机的输出而进行打开和关闭的控制阀。
需要一种用于控制所述系统的能量回收系统和技术，以克服上述问题并提供一种改进的回收系统。
因此，根据本发明的另一方面，提供一种在能量回收系统中执行从废热源提取能量的方法，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括热交换器、包含交流发电机的机电转换单元、冷却系统、涡轮单元、和与机电转换单元耦合并适于改变从交流发电机获得的电压的控制系统，所述方法包括以下步骤：(a)将电压增加一个电压阶跃；(b)测量交流发电机的输出功率；(c)如果步骤(b)中所测得的输出功率小于或等于先前的输出功率，(i)将电压降低一个电压阶跃，(ii)重复下述步骤(1)将电压降低一个电压阶跃，(2)测量交流发电机的输出功率，只要步骤(c)(ii)(2)中所测得的输出功率大于先前测得的输出功率，如果步骤(b)所测得的输出功率大于先前的输出功率，就重复步骤(iii)将电压增加一个电压阶跃，(iv)测量交流发电机的输出功率，只要步骤(c)(iv)中所测得的输出功率大于先前测得的输出功率。
可选择地，将电压增加一个电压阶跃的每个步骤是用将电压降低一个电压阶跃的步骤来替换的，反之亦然。
电压阶跃约为平均电压的1％-2.5％。优选地，步骤(a)约每2秒执行一次。
测量交流发电机的输出功率的步骤包括测量从交流发电机输出端获得的输出电压V，测量从交流发电机获得的输出电流I，以及计算输出功率＝V*I。可选择地，测量交流发电机的输出功率的步骤包括用独立功率测量装置来测量输出功率。
优选地，所述方法还包括将交流发电机电压从第一频率转变成第二频率。优选地，第一频率高于第二频率，第二频率大约为电源频率。优选地，所述的转变电压的步骤包括：利用校正电路来校正交流发电机所输出的电压，由此获得直流电压；和利用功率调节单元从所述直流电压产生交流电压。
所述方法还包括存储输出功率的最后测量值。
本发明还提供一种可编程的控制系统，被适当地设计成用于实施任何附随权利要求中的方法，所述系统包括处理器、存储器、与机电转换单元耦合的界面、以及用户界面。
本发明的优点在于它提供的系统和技术，可使效率最大化以及可应用在小型且高速的系统中，特别是低功率单元中。
工作流体净化
在许多传统的用作封闭系统并应用膨胀装置例如涡轮的能量转换系统、例如兰金循环系统中，采用工作流体，该工作流体通过所述系统中的各个阶段并且在某位置时通常为液态形式。
典型地，当所述系统在一开始进行填充时，工作流体为液体，所以，所述系统的其它部分必须用气体例如氮填充。
这种系统的问题是，如果在系统的运转过程中存在非冷凝气体，综合性能就基本会降低。这是因为，例如采用基于涡轮的系统，使涡轮气体膨胀至出口的压力必须尽可能地低，以便使涡轮压力比(输入端压力：输出端压力)尽可能地高。
美国专利5,119,635和5,487,765中已经披露了试图解决这个问题的技术。但是，这些都强加了一种独立装置的额外需求，该独立装置用于将气体泵出冷凝器，将其冷却以冷凝工作流体，以及除去不想要的非冷凝气体，然后将工作流体泵送回所述系统。
本发明设法提供一种要简单得多的且易于实施的系统，以便从工作流体除去杂质。
因此，根据本发明的另一方面，提供一种用于能量转换系统的工作流体净化系统，能量转换系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括膨胀装置例如涡轮机，工作流体沿着穿过于此的路径循环，所述工作流体净化系统包括：膨胀槽；位于膨胀槽内的隔膜，由此确定用于接收所述工作流体的可变容积；设置在所述路径和膨胀槽之间的控制阀，该控制阀适于控制流体流向所述可变容积和/或控制流体从所述可变容积流动；其中，控制阀经管道与所述路径中的接点相连，所述接点处于所述路径中的最高点。
优选地，控制阀安装在比所述接点高的点处。优选地，膨胀槽安装在比所述控制阀高的点处。
所述系统优选还包括控制器，该控制器适于打开和关闭所述控制阀。优选地，控制器被配置成执行净化循环，所述净化循环包括将控制阀打开第一预定时段，和将控制阀关闭第二预定时段。优选地，控制器被配置成在接通所述系统之后在启动程序的预定持续之间内执行多个所述的净化循环。优选地，所述多个净化循环包括约3-5个净化循环。优选地，第一预定时段约为1分钟，第二预定时段约为10分钟。
所述系统优选还包括与控制器耦合的压力传感器；其中，控制器被配置成当传感器所指示的压力为预定水平之上时执行至少一个净化循环。优选地，压力传感器被配置成检测涡轮(膨胀装置)出口的压力。
根据本发明的另一方面，提供一种用于从热源提取电能的能量回收系统，包括：任何附随权利要求中的工作流体净化系统，涡轮，热交换器，机电转换单元，和冷却系统，该热交换器在使用中将工作流体提供给所述涡轮机。
现在将通过实例、参照附图描述本发明，其中：
图1(a)所示为根据本发明一方面的能量回收系统的示意性概图，图1(b)为改变交流发电机的输出的中间电子设备；
图2根据本发明的一方面示意性地示出了其中一种废热源的起源；
图3详细示出了图1的涡轮单元以及交流发电机；
图4为图3中的涡轮轴承的放大图；
图5详细示出了图4的轴承中所用的指示流体流的轴承件；
图6根据本发明的另一方面示出了图1的涡轮单元和交流发电机的另一种(磁性)耦合；
图7提供了基于微型涡轮的系统的多个视图，(a)是独立的，(b)具有同流换热器，(c)和(d)与(a)和(b)的系统相同，但分别结合有本发明的能量回收系统；
图8(a)示出了基于IC发动机的能量产生系统，(b)是相同的系统但结合有本发明的能量回收系统；
图9所示为基于火炬烟囱的能量产生系统，其结合有本发明另一方面的能量回收系统。
参照附图，其中相同的标号用以表示相同的元件，图1(a)为根据本发明一个方面的能量回收系统100的示意图。这里，“能量回收系统”包括回收来自不然就被浪费的能量源(例如，热量)的能量的能量回收系统，以及在原始(热)能没有必要被浪费但可以现有形式使用(例如以便至少有助于将建筑物加热)的环境中将能量从一种形式(例如，热能)转化为另一种形式(例如，电能)的能量转化系统。
主热交换器102具有至少一个流体源入口104，该主热交换器102经该流体入口104接收具有热能的热流体源，该热能由所述系统设法回收。刚进入主热交换器102的流体源温度被指定为t1。
主热交换器102可由任何热源驱动，热源的实例包括热空气，蒸汽，热油，从发动机排出的废气，生产过程废热流体，来自基于微涡轮的发电系统、基于IC发动机的发电系统的废流体，火炬烟囱的燃烧废气，等等。可选择地，热源可以是将适当流体(例如传热油)加热的太阳能，该适当流体构成主热交换器102用的流体源。
简单地参照图2，该图示意性地例示了本发明一个方面的其中一种废料源的起源：废能的重要实例就是无所不在的内燃机，该内燃机是汽油、柴油或气体燃料的往复式涡轮。最佳的简单循环的化石燃料型发动机(不同于非常大的发电站或船用发动机)具有35-40％的效率：这意味着来自驱动发动机用的燃料的能量的60-65％被作为废热损失掉了。
回到图1(a)，流体源在降低的温度t2时经由至少一个流体源出口106排出主热交换器102。
主热交换器102，为适当的交叉逆流型，还具有工作流体入口108和工作流体出口110，该主热交换器102经该工作流体入口108和工作流体出口110分别接收(作为处于温度t3的液体)和输送(处于温度t4)所述系统的工作流体。所述工作流体，被在主热交换器102内加热和汽化，仔细选择该工作流体从而使其热力特征和化学特征适于所述系统的设计、操作温度和压力。在一个实施例中，工作流体为HFE-7100。
在从主热交换器102的工作流体出口110排出之后，气态工作流体沿着箭头A的方向流向涡轮单元114的涡轮进气口112。工作流体以压力P1到达涡轮单元114，在将安装在涡轮单元114的涡轮轴116上的涡轮(未示出)驱动的过程中损失热量和压力，并以大致低于P1的压力P2从涡轮出气口118排出。在一个实施例中，压力P1为绝对11.5巴，压力P2为绝对1.0巴。
在一个实施例中，涡轮轴116安装在一轴承(未示出)上并与交流发电机120机械耦合，例如涡轮和交流发电机电枢(未示出)都安装在共用轴116上。这样，涡轮轴116的高速旋转促使交流发电机120中产生电能，因而在交流发电机输出端122产生电压。以下将参照3-5进一步描述涡轮轴116与交流发电机120的耦合。
在从涡轮出气口118排出之后，工作流体沿着箭头B的方向朝着第二热交换器126的入口124行进，该第二热交换器利用涡轮废气充当工作流体的预热器。所以工作流体以温度t5输入第二热交换器126并以较低温度t6经出口128排出。同时，第二热交换器经入口130以温度t7(沿着箭头C的方向)接收其它工作流体流，该流体流处于其沸点以下并且为液体形式。在第二热交换器126中，热能被传递给到达入口130的工作流体流，该工作流体经出口132以温度t3排出，并(沿着箭头D的方向)流向主热交换器102的入口108。
所述系统还包括冷凝单元(或水冷却器)134，其中冷水经入口136进入并经出口138排出。在操作中，来自第二热交换器126的工作流体，沿着箭头E的方向流动，经入口140到达冷凝单元134，在冷凝单元134中被冷却和冷凝成液体，然后经出口142排出。这种液态工作流体(处于温度t7)，由泵144经阀146沿着箭头C的方向推动并构成到达第二热交换器126的工作流体的第二供源，从而重新开始循环。在一个实施例中，独立的流体线160将液态工作流体供至用于耦合涡轮单元114和交流发电机120的轴承，以便润滑。
因此，所述系统对兰金循环起作用并被密封，这样不会有工作流体泄漏和消耗，该工作流体仅仅通过各个阶段循环。
在一个实施例中，所述系统包括控制系统150，用以控制所述系统输出的功率。大多数现有的兰金循环装置是具有同步发电机的低速单元，以与栅极电源相同的频率运转。涡轮速度和功率控制一般通过阀来给涡轮机设旁路。但是，根据本发明一方面，所述系统采用高度交流发电机120，功率调节单元优选用来将高频的交流发电机输出转换成电源频率。
更具体地说，控制系统包括中间电子设备151、功率调节单元(PCU)152和控制器154。交流发电机120的输出端122输出的功率由于涡轮轴的高速旋转而处于非常高的频率，并通过中间电子设备151来更改，该中间电子设备151在图1(b)中详细示出。
参照图1(b)，交流发电机120的输出端122与中间电子设备151的输入端160(三相交流电发电机具有三个)相连，电子设备151的第一级为任选的变压器级162，用于升高每条线上的电压：当需要时，这确保了PCU152最终具有足够的直流电压，在PCU152的输出端可产生完整的240V正弦波(按照英国电源)。但是，在某些实施例中，交流发电机120输出的的电压水平是如此之高以致足可省略变压器级162。
接着，由变压器级162在164输出的电压传到整流级166，该整流级包括本领域公知的一组六个整流二极管168。因此，整流过的、接近直流的电压被提供至整流级166的输出端170，在正常的操作条件下，这出现在中间电设备151的输出端172。
万一突然失去栅极接线，将会失去所有的交流发电机负载。这会导致交流发电机120显著超速，因此也用卸压阀(dump valve)给涡轮设旁路，中间电子设备151包括安全级174，该安全级包括在失去栅极接线的情况下将负载提供给交流发电机120的断电电阻(dumpresistor)158，以防止超速。
晶体管176与输出端172交叉地串联断电电阻158，其中晶体管176的基极b由超速检测单元(未示出)驱动。后者将PWM信号提供给晶体管176，该晶体管的工作循环与超速的程度成比例，这样超速越高，断电电阻158提供的负载越大。
从图1(b)可以看出，输出端172(这里指的是dc总线)所提供的功率处于电压为V，电流为I，并且这被提供给PCU 152。本领域公知的PCU 152适于将功率从直流电转换成处于电源频率(英国为50Hz)和电压(英国为240V)的交流电。该PCU反过来又能够改变dc总线电压从而调节所述系统的功率输出。
在功率调节单元152中改变dc总线电压(图1(b)中的V)控制了涡轮轴116的速度。总线电压的降低使交流发电机120上的负载增加，从而促使从交流发电机得到更多的电流。相反，总线电压的增加导致交流发电机的电流降低。通过在总线电压改变的前后计算功率(例如，采用P＝VI，或采用功率测量装置)，可以确定总线电压的变化是使功率增加还是降低。这就得以找到交流发电机120输出的最大功率点，然后通过改变总线电压不断“跟踪”。
在一个实施例中，在交流发电机120处于最大转速45,000rpm的情况下，无负载的交流发电机所提供的电压为三相中的每相290Vac(所有电压都是两线间测得)。可产生功率的最低速度为28,000rpm，此时无负载的交流发电机所提供的电压峰值为180Vac。负载的增加也将使交流发电机的电压降低：例如在45,000rpm时，电压在6.3kW时为210Vac。
通过适当的模拟或数字电子设备、微控制器等来改变总线电压可实现对功率输出的控制。这也可利用个人电脑(PC)作为控制器154来进行手动控制。但是，优选利用适当的程序化PC或其它计算机作为控制器154来自动控制功率输出。在任一情况下，PC经RS232串行通信设备与PCU 152通信，虽然也可使用本领域公知的RS422或RS485适配器。从而任何时候，PC可读取V和I，由此能够了解瞬时功率。
在自动PC控制的情况下，控制方法通过适当软件可实现以下内容。
当系统为ON时
将总线电压增加一个电压阶跃
测量新功率(＝VI)
如果新功率小于或等于旧电压，就将电压降低一个电压阶跃
执行
将电压降低一个电压阶跃
测量新功率
只要新功率大于旧功率
否则
将电压增加一个电压阶跃
测量新功率
只要新功率大于旧功率
本领域技术人员要理解的是，电压阶跃的大小由操作条件决定，并且是适当确定的平均总线电压的小部分(例如1-2.5％)。在一个实施例中，电压阶跃约每秒就变化。
所述系统所具有的另一任选特征为工作流体净化系统，在图1中主要由170标示。如上所述，在系统运行过程中如果存在非冷凝的气体，综合性能将基本降低，也即，涡轮的压力比低于其应有的值。例如，在此处实例所提及的涡轮中，输入电压P1设为20巴；如果输出电压P2为2巴而不是预定的1巴，压力比为10而不是20，由此性能显著降低。
当一开始给系统供应工作流体时，工作流体为液态而系统的其它部分必须充满气体例如氮，这很困难。当执行该步骤时，压力会降低至大气压力以下从而降低系统中的氮含量。然而，压力不会降得太多，或者泵中将出现气穴。所以，从所述系统去除不想要的气体的最适宜方式是在系统运行的过程中。
工作流体净化系统170包括管道172，其一端与第二热交换器(预热器)126上的Q点相连，另一端与控制阀174相连，该控制阀可处于膨胀箱176的基底入口/出口176处，在一种实例中，所述的膨胀箱176可以是集中加热系统中所用类型的膨胀箱。膨胀箱176具有挠性膜或隔膜178，这样该膨胀箱的下部可容纳可变容积V的气体和/或液体。
在以下将提及的实例(6kW系统)中，测量结果如下：
系统容积   70升
流体体积   18升
膨胀箱容积 50升
可以看出，当一开始用流体填充所述系统时，将有52升的氮。用真空泵降低该气体的压力使得必须容纳于膨胀箱178中的气体量降低，这意味着膨胀箱可制得更小些。这种泵送也促使膨胀箱内的隔膜178向下膨胀，从而使得整个箱，或几乎整个箱可用来容纳气体。
当氮气的密度低于工作流体蒸气的密度时，该氮气易于堆积在系统内的最高位置处。在这点处(图1的Q)，流体会离开到达膨胀箱176，允许进行膨胀的隔膜178增加容积V；也即，随着控制阀174打开，气体被允许朝着膨胀箱176缓慢移动。当氮气密度低于工作流体时，膨胀箱176中的大多数内含物将是氮，仅仅具有很少的工作流体。
一旦控制阀174关闭，膨胀箱176及其内含物自然地冷却，从而促使工作流体冷凝。下次控制阀174打开，(现为液态的)工作流体在重力作用下(经控制阀174和管道172)流回至系统的主管道，同时非冷凝的气体由于其低密度而易于保持在膨胀箱176中。在控制阀关闭固定周期(b)之后，控制阀打开固定周期(a)的循环用来净化工作流体，在启动能量回收系统的过程中，该循环可重复多次(例如约3-5次)，以尽可能多地收集膨胀箱176中的氮。在上述(6kW)的系统中，控制阀174打开一分钟，然后关闭10分钟。控制阀174的打开和关闭可手动执行，或者可通过适当控制器、该情况下的控制器154自动执行。
所述系统优选还包括与控制器154耦合的压力传感器，该压力传感器被设置成检测膨胀装置(涡轮)的出口处的压力；如果在系统的正常运转过程中压力开始增加，那么可重复进行净化循环，该压力传感器可检测出压力已经超出预定的安全阈值。
图3详细示出了图1(a)的涡轮单元与交流发电机的耦合。这里，涡轮单元一般用114表示，交流发电机一般用120表示。涡轮轴围绕轴302旋转并与构成交流发电机120的部分转子306的部分304一体形成。一般地，局部为圆柱的永磁体308设置在轴116的部分304上。保持圆柱309将磁体308固定于轴116上：该保持圆柱(由非磁性材料例如CFRP制成)确保了磁体308在轴116的高速旋转过程中不移位。定子311，结合有产生电流的多个线圈(未示出)，正如本领域公知地安装在转子306周围，并被封装在壳体310内。轴116的部分304在壳体310的一端由轴颈轴承312支撑，另一端由下文将详述的轴承314支撑。
图4为图3的涡轮—轴承耦合的放大图。可以看出，涡轮单元114包括第一涡轮级402和第二涡轮级404。存在于涡论单元壳体408内的空间406中的高压受热工作流体(处于压力P1)经第一涡轮级402的入口410进入并沿着箭头F的方向流动从而被入射至第一组叶片412上，该叶片紧固安装于轴116上。快速流动的工作流体由此将旋转能传递给轴116。一离开第一涡轮级402(处于压力P3)，工作流体就沿着箭头G的方向流动。
接着，(中间)压力为P3(基本小于P1，但仍然较高)的工作流体经管道413传到下一级404。这里，工作流体经第二涡轮级404的入口414进入并沿着箭头H的方向流动从而被入射至第二组叶片416上，该叶片紧固安装至轴116上。快速流动的工作流体由此将旋转能进一步传递给轴116。一离开第二涡轮级404(处于压力P2)，工作流体就沿着箭头J的方向流动。因此，P1＞P3＞P2。
可以看出，第二涡轮级404的叶片416的轴向和径向尺寸大于第一涡轮级402的叶片412。在一个实施例中，两个涡轮级的直径相同，第一涡轮级的轴向尺寸为3/10直径，第二涡轮级的轴向尺寸为4/10直径。在另一个实施例中，具有三个涡轮级。第一、第二和第三涡轮级的直径的比率为4∶5∶6。第一涡轮级的轴向尺寸为0.375×各自直径。第二涡轮级的轴向尺寸为0.35×各自直径。第三涡轮级的轴向尺寸为0.33×各自直径。
选择制造涡轮级的材料很重要。在所述系统的一个实施例中，采用铝(Al 354；高强度铸造合金)；在较大的(120kW)的系统中，采用不锈钢(E3N)。
所述材料的主要规格是极限抗拉强度(UTS)与密度的比率高。当高速旋转时，材料密度越大，涡轮机中的应力越高，因此更多的致密材料也需要具有适当高些的强度。
根据一个实施例，具有叶片的涡轮级(也称作涡轮机叶轮)由工程塑料例如用40％碳纤维填充的聚醚醚酮(PEEK)制成。由于涡轮机叶轮可通过注塑法制造，这种材料具有成本低的优点。塑料的涡轮机叶轮利用适当固定技术安装在例如钢轴上。各种涡轮材料的特性阐述在表1中。
表1
  材料   极限抗拉强度(UTS)(Mpa)   密度(kg/cu.m)   UTS/密度
  Al 354   331   2710   0.122140221
  SS E3N   760   7800   0.097435897
  PEEK 40％CF   241   1460   0.165068493
  Ultern 2400   248   1608   0.154228856
  Valox 865   179   1634   0.109547124
从表1可以看出，最佳材料(最高的UTS/密度比率)为PEEK 40％CF。两种其它高性能塑料(Ultern 2400和Valox 865)也包括在表1中，以说明可用塑料的广度并适于在制造涡轮机级的过程中使用。考虑使用塑料(表1最后三行)对于可采用的操作温度(涡轮入口温度)起作用。鉴于在铝制涡轮的系统中，这种温度可达到200℃，在不锈钢制的涡轮系统中甚至会更高，在采用例如PEEK 40％CF的涡轮机中仅可达到150℃。在后者的情况下，整个系统100的循环设计考虑到了这种操作温度。
返回图4，垫圈418被固定连接至涡轮级404的肩部420上，并具有毗邻轴承件422的其它表面，下文将详述该轴承件422，在操作中，工作流体渗透入垫圈418和轴承件422之间的空间中，从而提供润滑。
轴承件422的剖面一般为T型。它包括位于T的顶部上的凸部上的第一轴承面424；在使用中，该表面与电枢部分304附近的轴116上的第二轴承面426相对地设置，该第二轴承面426具有基本相同的环形和尺寸。轴承件422具有中央圆柱形通道428，由此限定轴承件422上的圆柱形第三轴承面430，该第三轴承面与轴116外侧的第四轴承面432相对地设置。第五轴承面434的端部位于轴承件422上并与第一轴承面424相对，该第五轴承面与垫圈418的各表面相对设置。在一个实施例中，工作流体渗透过限定轴承件422的相对轴承面424，430和434的所有空间，由此提供轴承润滑。在一个实施例中，工作流体作为液体从泵144(见图1(a))经流体管160被提供，其与主流分离，与轴承件422的外表面连通。
应理解，这种形式的轴承提供双向推力轴承：轴承件422具有两个轴承面424和434，由此它能够接收双向推力。
图5详细示出了图4的轴承中所用的指示流体流动的轴承件422。图5(a)为第一轴承面424的端视图。构成T顶部的凸缘502，具有两个能够将轴承件422拧入或栓接入交流发电机120的壳体310中的螺孔504。六个相同间隔的轴向延伸的第一细长凹槽(狭槽)506设置在第一轴承面424中，从第一轴承面424的径向内末端向第一轴承面424的径向外末端延伸，从而润滑流体能够通过。从图5(b)可以看出，每个凹槽506不是完全到达第一轴承面424的外末端508。在图5(a)的实施例中，每个凹槽506具有轴向延伸的第二润滑通道510，该润滑通道延伸至以下将描述的周向凹槽(沟槽)。
在其它实施例中，每个凹槽506中可以没有第二润滑通道510：例如，图5(c)例示了仅两个凹槽506中具有第二润滑通道510的情况。
参照图5(d)，周向延伸的凹槽512位于轴承件422的外表面514上。可以看出，第一润滑通道516(这里，它们中的四个周向间隔相同)在周向延伸凹槽512与轴承件422内侧之间延伸，以允许润滑流体通过。最佳如图5(e)所示，第二润滑通道510在第一轴承面424与周向凹槽512之间延伸。第二润滑通道510的两端也在图(f)中示出。后面的图还示出了位于第五轴承面434中的多个(这里为六个)第二细长凹槽(狭槽)516。其中两个第二细长凹槽516具有从该细长凹槽向上述周向凹槽512延伸的第二润滑通道。图5(g)所示为其它方式的凹槽和通道的局部剖视图。
返回图5(e)，润滑流体沿着箭头K的方向进入轴承件422。流体沿着箭头L的方向流向第一轴承面424上的第一细长凹槽506，沿着箭头M的方向流向第五轴承面434上的第二细长凹槽516，以及沿着箭头N的方向(进入纸张的方向)流向轴承件的内部和第三轴承面430，由此润滑该轴承。
实例1
以下阐述所述系统的一个实例(6kW方案)的特定值。所有的压力都以巴(绝对)为单位。所有的温度都以℃为单位。工作流体为HFE-7100。
  t1   t2   t3   t4   t5   t6   t7
  180.0   123.4   111.0   165.0   130.0   65.0   55.0
  P1   P2   P3
  11.5   1.0   3.4
实例2
以下阐述所述系统的一个实例(120kW方案)的特定值。所有的压力都以巴(绝对)为单位。所有的温度都以℃为单位。工作流体为己烷。
  t1   t2   t3   t4   t5   t6   t7
  225.0   138.8   123.8   210.0   145.9   74.0   64.0
  P1   P2   P3
  19.5   1.0   -
根据系统的结果证明，对于热量回收和太阳热工业的非常有用的热力学效率(热量入、可用电力出)-110℃时输入的流体源的效率为10％至270℃时输入的流体源的效率为22％。
参照图6，其根据本发明的另一方面示出了图1(a)的涡轮单元和交流发电机的另一种(磁性)耦合方式。图6(a)为所述耦合的轴向剖视图，其示出了由涡轮轴604和第一磁性件606构成的第一旋转件606。而，第一磁性件606包括电枢部608和下文将描述的多个磁体部610，该电枢部608由钢或铁制成并与所述轴一体。
第一旋转件602气密地密封于壳体612内侧，该壳体容纳涡轮(未示出)和工作流体并且包括用于容纳第一磁性件606的圆柱形部614。至少所述圆柱形部614由非磁性材料例如不锈钢、尼莫尼克合金或塑料制成。
第二旋转件616包括第二轴618和与其一体形成的一般为圆柱形的第二磁性件620。而该第二磁性件620包括外支撑件622，该外支撑件具有与其内部固定相连的多个第二磁体部624。
最佳如图6(b)所示，第一旋转件602可具有围绕其至少圆柱形部分的合成包壳626，从而在高速旋转过程中将第一磁体部610保持固定。包壳可由合成物例如碳纤维增强塑料(CFRP)、凯夫拉尔、或玻璃纤维增强塑料(GRP)制成。
图6(c)为沿着图6(a)的A-A的横剖图。图6(c)详细示出了第一磁体部610和第二磁体部614：在这种情况下，它们各具有四个部分。磁体部为细长的，其剖面类似于圆盘的扇面。磁体部为适当材料例如铁氧体材料、钐钴或钕铁硼形成的永磁体。磁体部的北-南方向为径向，如图6(d)示意性所示。
回到图6(e)，其示出了一种可选择的实施例，其中第一磁性件606′和第二磁性件620′基本都是圆盘形。第一磁性件606′包括第一安装部628和第一磁体部610′，第二磁性件620′包括第二安装部630和第二磁体部624′。如以前，壳体的非磁性部614′(类似于614并由上述的非磁性材料制成)将非常接近的圆盘形磁性件606′和620′的面分离。
图6(f)示意性地示出了第一和第二磁性件606′，620′之一或两个的磁体部的磁极的布局。而且如图6(g)所示，随着你沿着切向从磁体部走向磁体部，磁体部610′(或624′)的极性面发生改变。
这些磁体布置允许旋转能和扭矩从涡轮轴604至交流发电机的轴618的耦合和传递，并适于在相对高速例如25,000-50,000rpm时这么做。
图7提供了基于微型涡轮的系统的各个视图，(a)为独立的，(b)具有同流换热器，(c)和(d)分别与(a)和(b)的系统相同，但分别结合有本发明的能量回收系统。
参照图7(a)，其示出了微型涡轮系统700。这种系统一般额定为60kW并用于中等至较大建筑物(住宅、商业、政府等)以从就地燃烧的燃料产生电力。
微型涡轮系统700包括由燃料供给管线704和提供含氧气体例如空气的空气供给管线706供给的燃烧室702。经管线704提供的燃料可以是例如天然气、柴油、或煤油。来自燃烧室702的废热气体经废气管道708输送至涡轮710，它们在该涡轮中将旋转能传递给涡轮轴712。涡轮轴712将发电机714(例如包括本领域公知的交流发电机，由此产生电能)和压缩机716。压缩机716经入口718获得空气，将空气压缩并将该升高压力的空气经空气供给管线706提供给燃烧室702。
涡轮710的废气口720一般将仍然热的气体释放至大气中，从而浪费了热量；虽然废气中的一些热能可用来为建筑物内提供热量，但在微型涡轮中至少一些热量在释放热气的过程中会损失掉。例如，在一些系统中，所产生的电力可以是大约60kW，所产生的热量可以是大约400kW。所述系统的电效率可通过增加部件来提高。
图7(b)示出了图7(a)的微型涡轮系统700的另一种构造：这里，另外使用了同流换热器722，涡轮710的出口720处的热废气供给该同流换热器722。同流换热器722可以是现有的热交换器，但可以是为了某种目的而定制设计的适当热交换器。这里，空气供给管线706不与燃烧室702相连但与同流换热器722相连。因此，在使用中，同流换热器722将热量从涡轮710的废气中提取出来，将它用来预热空气，该空气经同流换热的空气供给管线724传送至燃烧室702。尽管如此，同流换热器722经同流换热器出口726仍然释放仍温暖的废气。
同流换热器对所述系统的作用可从表2的头两行中看出。
表2
  系统   电功率输出(kW)   热输出(至100℃)   电效率
  微型涡轮   ERS   总计
  微型涡轮   60.0   0.0   60.0   200.0   16.0
  同流换热的涡轮机   60.0   0.0   60.0   100.0   26.0
  具有ERS的微型涡轮   60.0   32.5   92.5   13.5   24.7
  具有ERS的同流换热微型涡轮   60.0   14.5   74.5   13.0   34.8
以下将讨论第二两行中的数据。可以看出，同流换热器提供的空气的热量促使热利用率提高，所以图7(b)中的系统的电效率增加(26％对16％)。但是，缺点在于，废气的热中仍含有许多能量，电效率也没有被优化。而且，同流换热器昂贵且不可靠，如果它们在操作过程中失败，它们将使整个系统停止运转。
图7(c)和(d)分别示出了与(a)和(b)相同的系统，它们分别结合有本发明的能量回收系统(ERS)100。该能量回收系统100同样适于和上文的图1(a)所述的系统，所以这里不再详述。
在7(c)的配置中，涡轮710的涡轮废气口720经管线728与中间热交换器730相连，该中间热交换器又具有中间热交换器废气口732，在使用中，该废气口732释放的废气温度低于涡轮废气口720处的废气。在操作中，传热油(例如，BP Tanscal N)在能量回收系统100的中间热交换器730与主热交换器(或锅炉)102之间经管线734和736循环。传热油中的热被传递给主热交换器中的工作流体，由此提供热源，电能如上文参照图1等所述地来源于该热源。
在图7(d)的配置中，是同流换热器出口726连接中间热交换器730，这样在中间热交换器730中可被传递的热量小于前面所述的配置。然而，它们的操作相同。
使用这种中间热交换器730的有利效果包括将(兰金循环)能量回收系统与潜在的非常高的废气温度分离，能够更佳地控制该系统，以及允许涡轮700在没有(也即，独立于)能量回收系统100的情况下操作。
当考虑了特定实例(见表2的第三和第三行)时，更多的优点将会显而易见，在这种情况下，微型涡轮为60kW。
1.所述系统的总的电效率基本增加：在图7(c)的系统中，电效率几乎增加至图7(b)的同流换热系统的水平。在同流换热系统(图7(d))中，电效率增加至差不多35％，对这种尺寸的单元来说很高。
2.总的电输出增加。未经同流换热的涡轮(图7(c))现在提供92.5kW，并且经同流换热的微型涡轮(图7(d))提供74.5kW。
如图所示，和图7(b)的系统中的同流换热器722不同，使用能量回收系统100的其它优点在于，如果在操作过程中失败或不得不停止，微型涡轮系统700不受影响并且继续运转而不用考虑能量回收系统100的状态。所述系统的唯一缺点是，废气中得可用热(表2第5列)现在要低得多：废气被排出时处于约50℃，由于太低而不能太多地使用。然而，目的是为了提取更多的有用电力。
图8中(a)示出了基于IC发动机的能量产生系统，(b)中的系统与(a)相同，但结合有本发明另一方面的能量回收系统。参照图8(a)，能量产生系统，一般表示为800，包括具有燃料供给管线804和空气供给管线806的往复式IC发电机802。通过冷却水入口808和出口810来促进IC发动机802冷却从而在操作过程中降低发动机的温度。IC发动机，采用公知的技术，借助适当的齿轮、联轴器等和轴812给发电机814例如交流发电机提供驱动。在所述系统中，众所周知，废热气在IC发动机802的废气冲程中经废气口816排出：这些废热气给用于将热量和功率应用相结合的热交换器或锅炉818供应废气。
返回图8(b)，其示出了与图1(a)能量回收系统相结合的图8(a)系统。这里，锅炉818由中间热交换器730(见图7(c))取代，该中间热交换器通过管线734和736所提供的传热油路将热量传递给能量回收系统100。
在图8(b)的系统中，从出口810输出的发动机冷却水也可用于加热，在该系统中这不受利用能量回收系统100的影响。
如同图7(c)和(d)的系统一样，能量回收系统的存在增加了电功率输出并提高了电效率。表3例示了典型的90kW的往复式天然气发动机的结果。
表3
  系统   电功率输出(kW)   热输出-发动机冷却水(kW)(90℃)   热输出-废气(kW)   电效率(％)
  往复式发动机   ERS   总计
  往复式发动机   90   0.0   90.0   63.0   77.0   33.0
  具有ERS的往复式发动机   90.0   7.0   97.0   63.0   0.0   35.6
图9示出了基于火炬烟囱的能量产生系统，其结合有本发明另一方面的能量回收系统100。火炬烟囱是在垃圾填埋地点、油田、以及其它地点所用的塔状结构，其中所述的其它地点具有过剩物、或废品，含有燃烧气体的气源。
在垃圾填埋地点，填埋气体聚集且必须处理，它通常非常污染。填埋气体主要为具有许多杂质的甲烷。表4中表示了其中一个典型地点的组分。然而，据了解，其它地点超过50％甲烷；成分的类型和数量的变化取决于填埋的废物类型。
表4
  成分   体积含量
  甲烷(CH4)   35％
  氮气(N2)   20％
  氧气(O2)   5％
  二氧化碳(CO2)   40％
  硫化氢(H2S)   232ppmv
  VOCs   743ppmv
返回图9，可以看出，火炬烟囱900包括基底级902，空气由送风机904吹入该基底级902。燃烧级904直接位于基底级上方，填埋气体经入口906被传入(包括通过泵送)该燃烧级。混合器阶段908位于燃烧级904上方，填埋气体在该混合器阶段与空气供源混合，该空气供源是经空气入口910进入混合器阶段908的。
如同图7和8的实施例一样，设置中间热交换器730，这时它作为烟囱900的上部阶段。再次，采用在管线734和736中循环的传热油，中间热交换器730因此为上述的图1(a)中能量回收系统100的主热交换器102提供热源。
在火炬烟囱中，典型的热输出处于大约5MW的范围中。借助中间传热油路采用能量回收系统100，可从烟囱的废气中回收热量。能量回收系统100产生的电输出可被输出至栅极。可选择地或附加地，能量回收系统100与送风机904电耦合以将其电发动。将增加的空气吹入烟囱900(处于基底级902)的作用是通过降低燃烧温度来降低烟囱本身的排放；氧化氮排放可因此降低。此外，烟囱900中的停留时间由于附加了热交换器730而增加，这给了更多的时间进行化学反应，由此也减少了来自烟囱的有害排放。
数据表明，在一些国家可采用这些技术的火炬烟囱的数目为几百个，而在其它国家约为几千个。还可设想一种输出总计1MW的烟囱，使用上述系统可回收约200-250kW的电能。当许多烟囱处于遥远的、农村地区(填埋场、油田)时这也特别有用，并且这对于就地产生尽可能多的电能特别理想。

Claims (111)

1.一种用于从热源提取电能的能量回收系统，所述系统具有循环的工作流体，并包括：
第一热交换器，用于接收流体源和接收所述工作流体，该流体源结合有热源的至少部分热量，由此热量被从流体源传递给工作流体；
膨胀单元，其被设置成接收从第一热交换器输出的工作流体，由此将机械能传递给膨胀单元；
机电转换单元，其与膨胀单元耦合，用于将所述机械能转化成电能；
冷却系统，其与膨胀单元耦合并与第一热交换器耦合，用于接收来自膨胀单元的工作流体，将流体冷却，并将流体提供给第一热交换器。
2.根据权利要求1的系统，其特征在于：
所述系统是具有循环的工作流体的封闭系统，
第一热交换器适于接收处于第一温度的结合有热量的流体源，并输出处于第二温度的所述废流体，以及用于接收处于第三温度的所述工作流体并输出处于第四温度的工作流体，所述第四温度高于所述第三温度以及高于工作流体的沸点；
膨胀单元包括涡轮单元，该涡轮单元被设置成接收从第一热交换器输出的处于第一压力的工作流体并输出处于第二压力的工作流体，所述第二压力低于第一压力，涡轮单元由此将旋转能传递给安装在该涡轮单元内的涡轮轴；和
机电转换单元与涡轮轴相连，用于将所述旋转能转化成电能。
3.根据权利要求2的系统，其特征在于，冷却系统包括第二热交换器，该第二热交换器与涡轮单元耦合并与第一热交换器耦合，用于将接收来自涡轮单元的处于第五温度的工作流体的第一供源并输出处于第六温度的来自所述的第一供源的工作流体，所述第六温度低于所述第五温度；
其中，第二热交换器还适于接收处于第七温度的液态形式的工作流体的第二供源并在所述第三温度将来自流体的第二供源的工作流体输出至所述第一热交换器。
4.根据权利要求3的系统，其特征在于，冷却系统还包括冷凝单元，该冷凝单元与第二热交换器耦合并适于接收冷却流体供源，用于接收处于所述第六温度的由第二热交换器输出的工作流体并输出处于所述第七温度的液态形式的工作流体，所述第七温度低于所述第六温度并低于工作流体的沸点。
5.根据权利要求4的系统，其特征在于，冷却系统包括泵，该泵与冷却系统耦合，用于接收处于所述第七温度的工作流体并将所述工作流体泵送至所述第二热交换器，由此将所述工作流体的第二供源提供给第二热交换器。
6.根据权利要求1-5中任一项的系统，其特征在于，所述第一温度约110-225℃。
7.根据权利要求1-6中任一项的系统，其特征在于，所述第二温度约80-140℃。
8.根据权利要求1-7中任一项的系统，其特征在于，所述第一温度约180℃，所述第二温度约123℃。
9.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，所述第一压力约10-30绝对巴。
10.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，所述第二压力约0.5-2绝对巴。
11.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，涡轮轴安装在所述涡轮单元内的轴承上，所述工作流体渗透入所述涡轮单元，由此提供所述轴承的润滑。
12.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，工作流体包括选自烷烃的单一组分流体。
13.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，工作流体包括沸点约30-110℃的流体。
14.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，机电转换单元包括适于输出电流的交流发电机。
15.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，机电转换单元包括电调节单元，该电调节单元与所述交流发电机耦合，用于改变从交流发电机得到的电流的频率并输出处于电源频率的电流。
16.根据前面任一项权利要求的系统，其特征在于，膨胀单元包括涡轮单元，该涡轮单元具有轴和安装于该轴上的至少一个涡轮级，该涡轮级或每个涡轮级具有一组叶片。
17.根据权利要求16的系统，其特征在于，至少一个涡轮级由铝或钢制成。
18.根据权利要求16的系统，其特征在于，至少一个涡轮级由塑料材料制成。
19.根据权利要求18的系统，其特征在于，所述塑料材料为(a)含有碳纤维的聚醚醚酮(PEEK)，例如具有40％碳纤维的PEEK，(b)Ultern 2400，或(c)Valox 865。
20.一种基本如上文参照附图所述的能量回收系统。
21.将HFE-7100或己烷或水用作于前面任一权利要求的能量转化系统中的工作流体和/或润滑流体。
22.将烷烃中的一种用作任一随附权利要求的能量转化系统中的工作流体和/或润滑流体。
23.一种电能产生系统，包括：
微型涡轮系统，该微型涡轮系统包括：
燃烧单元，其与燃料源相连，用于燃烧所述燃料并输出第一废流体，
涡轮，其被连接成用于接收所述第一废流体，由此在使用中将旋转能传递给涡轮的涡轮轴，该涡轮适于输出第二废流体，
中间传热单元，其被耦合成用于接收所述第二废流体并适于把来自该第二废流体的热量传递给中间传热流体并在所述热量传递之后输出该中间传热流体，和
根据权利要求1-20中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述第一热交换器，该第一热交换器被耦合成用于接收所述中间传热流体，该中间传热流体包括有所述热源。
24.根据权利要求23的电能产生系统，其特征在于，微型涡轮系统还包括压缩机，该压缩机与涡轮和燃烧单元耦合，并在使用中由涡轮轴驱动，该压缩机接收含氧流体供源并在使用中将压缩状态的所述含氧流体提供给燃烧单元。
25.根据权利要求23或24的电能产生系统，其特征在于，微型涡轮系统还包括发电机，该发电机与涡轮耦合并且在使用中由涡轮轴驱动，该发电机适于输出电能。
26.根据权利要求23-25中任一项的电能产生系统，还包括设置在涡轮和中间传热单元之间的同流换热器，该同流换热器被耦合成用于接收所述第二废流体并将第三废流体输出至中间传热单元，该同流换热器还适于接收来自例如压缩机的含氧流体供源，以及在传递自所述第二废流体到其的热量之后将所述含氧流体传送给压缩机。
27.根据权利要求26的电能产生系统，同流换热器包括热交换器。
28.一种电能产生系统，包括：
内燃系统，该内燃系统包括：
与燃料源连接的内燃机，用于燃烧所述燃料并输出发动机废流体，该内燃机被设置成在使用中将旋转能传递给驱动轴，
中间传热单元，其被耦合成用于接收所述发动机废流体并适于将来自发动机废流体的热量传递给中间传热流体并将在所述的热量传递之后输出该中间传热流体，和
根据权利要求1-20中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述的被耦合成用于接收所述中间传热流体的第一热交换器，该中间传热流体包含有所述热源。
29.根据权利要求28的电能产生系统，其特征在于，内燃系统还包括发电机，该发电机与内燃机耦合并且在使用中由驱动轴驱动，以及该发电机适于输出电能。
30.根据权利要求28或29的电能产生系统，其特征在于，内燃机与燃料供源相连并与含氧流体供源相连。
31.一种电能产生系统，包括：
废气处理烟囱，其包括：
基底级，该基底级包括用于将含氧气体吹入废气处理烟囱的送风机，
燃烧级，其邻接基底级并与废气源相连，废气是易燃气体或包含易燃气体，在使用中该燃烧级适于燃烧所述含氧气体中的所述废气，
混合器级，其邻接所述燃烧级并适于产生混合气体，该混合气体包括混合有所述燃烧级产生的燃烧废气的空气，
中间传热单元，其被耦合成用于接收所述混合气体并适于将来自混合气体的热量传递给中间传热流体并在所述热量传递之后输出该中间传热流体，和
根据权利要求1-20中任一项的能量回收系统，能量转化系统具有所述的被耦合成用于接收所述中间传热流体的第一热交换器，该中间传热流体包含有所述热源。
32.根据权利要求31的电能产生系统，其特征在于，送风机包括电激励送风机，该送风机与机电转换单元电耦合，在使用中至少部分由能量转化系统产生的电能激励该送风机。
33.根据权利要求23-32中任一项的电能产生系统，其特征在于，中间传热单元包括热交换器，和/或包含传热油的中间传热流体。
34.一种径流式涡轮单元，包括：
壳体，其具有用于接收处于第一压力的流体的入口；
安装在壳体内的轴承上的轴，其具有旋转轴线；
设置在所述轴上的涡轮，该涡轮包括：
第一涡轮级，包括安装所述轴上的第一组叶片，由入口接收的所述流体径向入射至所述第一组叶片上并以第三压力沿着第一预定方向离开第一涡轮级，
第二涡轮级，包括安装在所述轴上的第二组叶片，
用于将离开第一涡轮级的流体传送至第二涡轮级的管道，
由第二涡轮级接收的所述流体径向入射在所述第二组叶片上并以第二压力沿着第二预定方向离开所述第二涡轮级，
其中，所述流体在所述第一和第二涡轮级将旋转能传递给所述轴。
35.根据权利要求34的涡轮单元，其特征在于，第一压力高于第三压力，而第三压力高于第二压力。
36.根据权利要求34或35的涡轮单元，其特征在于，第一压力约为第二压力的2-10倍。
37.根据权利要求34-35中任一项的涡轮单元，其特征在于，第三压力约为第二压力的3-4倍。
38.根据权利要求34-37中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述第二涡轮级的径向尺寸大于第一涡轮级的径向尺寸。
39.根据权利要求38的涡轮单元，其特征在于，第二涡轮级的径向尺寸约为第一涡轮级的径向尺寸的1.25倍。
40.根据权利要求34-39中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述第一涡轮级的轴向尺寸约为第一涡轮级的径向尺寸的0.3-0.375倍。
41.根据权利要求34-40中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述第二涡轮级的轴向尺寸约为第二涡轮级的径向尺寸的0.35-0.4倍。
42.根据权利要求34-41中任一项的涡轮单元，还包括：
第三涡轮级，其包括安装在所述轴上的第三组叶片，
用于将离开第二涡轮级的流体传输至第三涡轮级的管道，
由第三涡轮级接收的所述流体径向入射在所述第三组叶片上并以第四压力沿着第三预定方向离开第三涡轮级，
其中，所述流体在所述第一、第二和第三涡轮级将旋转能传递给所述轴。
43.根据权利要求42的涡轮单元，其特征在于，所述第三涡轮级的轴向尺寸约为第三涡轮级的径向尺寸的1/3倍。
44.根据权利要求34-43中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述第一、第二和/或第三预定方向一般为轴向。
45.根据权利要求34-44中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述流体为气体。
46.根据权利要求34-45中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述流体为HFE-7100或己烷或水。
47.根据权利要求34-45中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述流体为烷烃中的一种。
48.根据权利要求34-47中任一项的涡轮单元，其特征在于，所述流体渗透入壳体，由此提供轴承润滑。
49.基本如上文参照附图所描述的涡轮单元。
50.一种用于从废热源提取能量的废能回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，包括热交换器、机电转换单元、冷却系统和根据权利要求34-49中任一项的涡轮单元，在使用中，热交换器将工作流体提供给所述涡轮单元。
51.一种轴承，用于支撑可围绕一轴线旋转的轴并至少局部设置在一壳体内，该轴承包括：
轴承件，其固定地连接于壳体上并具有：第一轴承面；位于所述轴上的相对的第二轴承面，所述第一和第二轴承面一般横向于所述轴线延伸；以及圆柱形内部通道，其限定第三轴承面，该第三轴承面一般平行于所述轴线延伸并与第四轴承面相对地设置在所述轴上，
轴承件包括管道，该管道适于将润滑流体传输给至少第三和第四轴承面之间的空间内。
52.根据权利要求51的轴承，其特征在于，轴承件的剖面一般为T型。
53.根据权利要求51或52的轴承，其特征在于，轴承件在其与第一轴承面相对的端部上具有一般横向于所述轴线延伸的第五轴承面。
54.根据权利要求52的轴承，其特征在于，轴承件上的第一轴承面由凸圆面限定，该凸圆面位于在轴承件的径向内末端与径向外末端之间局部延伸的‘T’的顶部上。
55.根据权利要求53的轴承，其特征在于，多个细长的第一凹槽径向延伸地设置在第一轴承面上，由此促进润滑流体流向与该第一轴承面相对的空间。
56.根据权利要求55的轴承，其特征在于，第一凹槽在第一轴承面的径向内末端与径向外末端之间局部地延伸。
57.根据权利要求53-56中任一项的轴承，其特征在于，多个细长第二凹槽径向延伸地设置在第五轴承面上，由此促进润滑流体流向与第四轴承面相对的空间内。
58.根据权利要求57的轴承，其特征在于，第二凹槽在第五轴承面的径向内末端与径向外末端之间局部地延伸。
59.根据权利要求52-58中任一项的轴承，其特征在于，在‘T’型轴承件的细长部的相对端之间的一个位置处，周向凹槽被限定在轴承件的径向外末端处的表面上。
60.根据权利要求59的轴承，其特征在于，多个第一润滑通道径向延伸地设置在轴承件的周向凹槽与径向内末端之间，由此允许轴承件的外部与内圆柱通道之间的润滑流体流动。
61.根据权利要求58-60中任一项的轴承，其特征在于，轴承件包括多个第二润滑通道，每个通道在第一轴承面上的第一细长凹槽与第五轴承面上的各自相对的第二细长凹槽之间轴向延伸。
62.根据权利要求51-61中任一项的轴承，其特征在于，第一和/或第二细长凹槽的数目为2至8之间，优选为6。
63.根据权利要求51-62中任一项的轴承，其特征在于，第二润滑通道的数目为2至8之间。
64.根据权利要求51-63中任一项的轴承，还包括垫圈，其中，在使用中，垫圈的一个表面邻接轴承件的第五轴承面，垫圈的另一表面适于邻接驱动元件例如涡轮的相应表面。
65.基本如上文参照附图描述的轴承。
66.一种用于从废热源提取能量的能量回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，包括热交换器、机电转换单元、冷却系统和涡轮单元，热交换器在使用中将工作流体作为气体提供给所述涡轮单元，其中涡轮单元通过一轴机械耦合到该机电转换单元上，该轴由根据权利要求51-65中任一项所述的轴承支撑。
67.根据权利要求66的系统，还包括从冷却系统至轴承的第二工作流体供给管线，由此工作流体被提供给轴承件的外部，从而提供用于所述轴承的润滑流体。
68.根据权利要求67的系统，其特征在于，工作流体作为液体被提供给轴承。
69.一种旋转的磁耦合装置，包括：
第一旋转件，包括第一轴，该第一轴具有设置在其上的第一磁性件，所述第一轴在使用中由旋转能源驱动，
第二旋转件，包括第二轴，该第二轴具有设置在其上的第二磁性件，所述第二旋转件在使用中通过第一和第二磁性件的耦合接收来自第一旋转件的旋转能，
其中，所述第一和第二磁性件之一，或者二者包括多个磁体部，该磁体部相对于所述第一和第二轴的轴线设置在不同的角位置上。
70.根据权利要求69的磁耦合装置，其特征在于，第一旋转件设置在气密密封的壳体内，一部分壳体位于第一旋转件和第二旋转件之间并由非磁性材料制成。
71.根据权利要求70的磁耦合装置，其特征在于，非磁性材料包括不锈钢、尼莫尼克合金、或塑料。
72.根据权利要求69或70的磁耦合装置，其特征在于，第一磁性件包括与第一轴一体形成的一般为圆柱形的内电枢部，和固定连接至该电枢部的外部的多个第一磁体部。
73.根据权利要求69-72中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第二磁性件包括与第二轴一体形成的一般为圆柱形的外支撑部，和固定连接至该支撑部的内部的多个第二磁体部。
74.根据权利要求69-73中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第一磁性件还包括设置在第一磁体部的外部的包壳，用于在第一轴的高速旋转过程中将所述的第一磁体部保持在位置上。
75.根据权利要求73-74中任一项的磁耦合装置，其特征在于，包壳由合成材料例如CFRF、Kevlar或GRP制成。
76.根据权利要求70-75中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第一磁性件设置在第二磁性件内部并通过所述一部分壳体与该第二磁性件分离。
77.根据权利要求69-76中任一项的磁耦合装置，其特征在于，磁体部包括偶极磁体，每个磁体在N-S方向上径向延伸。
78.根据权利要求69-72中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第一磁性件一般为圆盘形并包括第一安装部，多个第一磁体部固定安装于该第一安装部中，该第一磁体部由此形成圆盘形。
79.根据权利要求78的磁耦合装置，其特征在于，第二磁性件一般为圆盘形并包括第二安装部，多个第二磁体部固定安装于该第二安装部中，该第二磁体部由此形成圆盘形。
80.根据权利要求69-79中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第一和第二磁体部构成圆盘的扇区。
81.根据权利要求78-80中任一项的磁耦合装置，其特征在于，第一和第二磁体部包括偶极磁体，每个磁体在N-S方向上轴向延伸。
82.根据权利要求78-81中任一项的磁耦合装置，其特征在于，所述第一圆盘形磁性件与第二圆盘形磁性件轴向对齐地相邻设置，并通过所述一部分壳体分离。
83.根据权利要求69-82中任一项的磁耦合装置，其特征在于，所述第一磁性件和/或所述第二磁性件的磁体部的数目为偶数2或更大的偶数。
84.根据权利要求69-83中任一项的磁耦合装置，其特征在于，所述第一磁性件和/或所述第二磁性件的磁体部的数目为4。
85.根据权利要求69-84中任一项的磁耦合装置，其特征在于，所述磁体部由铁氧体材料、钐钴或钕铁硼制成。
86.基本如上文参照附图所描述的磁耦合装置。
87.一种用于从废热源提取能量的废能回收系统，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，包括热交换器、机电转换单元、冷却系统和涡轮单元，该涡轮被气密地密封并通过权利要求69-86中任一项的磁耦合装置而与机电转换单元耦合。
88.一种在能量回收系统中实施从废热源提取能量的方法，该系统是具有循环的工作流体的封闭系统，包括热交换器、具有交流发电机的机电转换单元、冷却系统、涡轮单元、和与机电转换单元耦合并适于改变从交流发电机获得的电压的控制系统，所述方法包括以下步骤：
(a)将电压增加一个电压阶跃；
(b)测量交流发电机的输出功率；
(c)如果步骤(b)中所测得的输出功率小于或等于先前的输出功率，
(i)将电压降低一个电压阶跃
(ii)重复下述步骤
(1)将电压降低一个电压阶跃
(2)测量交流发电机的输出功率；
只要步骤(c)(ii)(2)中所测得的输出功率大于先前测得的输出功率，
如果步骤(b)中所测得的输出功率大于先前的输出功率，重复以下步骤
(iii)将电压增加一个电压阶跃
(iv)测量交流发电机的输出功率
只要步骤(c)(iv)中所测得的输出功率大于先前测得的输出功率。
89.根据权利要求88的方法，其特征在于，将电压增加一个电压阶跃的每个步骤由将电压降低一个电压阶跃的步骤来替换，反之亦然。
90.根据权利要求88或89的方法，其特征在于，电压阶跃约为平均电压的1％-2.5％。
91.根据权利要求88，89或90的方法，其特征在于，步骤(a)约每2秒执行一次。
92.根据权利要求88-91中任一项的方法，其特征在于，测量交流发电机的输出功率的步骤包括：测量从交流发电机的输出获得的输出电压V，测量从交流发电机的输出获得的输出电流I，以及计算输出功率＝V*I。
93.根据权利要求88-91中任一项的方法，其特征在于，测量交流发电机的输出功率的步骤包括用独立功率测量装置来测量输出功率。
94.根据权利要求88-93中任一项的方法，还包括将交流发电机的电压从第一频率转变成第二频率。
95.根据权利要求94的方法，其特征在于，第一频率高于第二频率，第二频率大约为电源频率。
96.根据权利要求94或95的方法，所述的转变电压的步骤包括：
利用校正电路来校正交流发电机输出的电压，由此获得直流电压，和
利用功率调节单元从所述直流电压产生交流电压。
97.根据权利要求88-96中任一项的方法，还包括存储输出功率的最后测量值。
98.基本如上文参照附图所述的用于控制能量回收系统的方法。
99.一种可编程的控制系统，其被适当地设计成用于实施权利要求88-98中的任一方法，所述系统包括处理器、存储器、与机电转换单元耦合的界面、以及用户界面。
100.根据权利要求99的控制系统，包括用于改变交流电压的频率的频率转换装置。
101.一种用于能量转换系统的工作流体净化系统，能量转换系统是具有循环的工作流体的封闭系统，并包括膨胀装置例如涡轮机，工作流体沿着穿过该封闭系统的路径循环，所述工作流体净化系统包括：膨胀槽；
位于膨胀槽内的隔膜，由此限定一可变容积，该可变容积连接成用于接收所述工作流体；以及
设置在所述路径和膨胀槽之间的控制阀，该控制阀适于控制流体流向所述可变容积和/或从所述可变容积流出；
其中，控制阀经管道与所述路径中的接点相连，所述接点处于所述路径中的最高点。
102.根据权利要求101的系统，其特征在于，控制阀安装在比所述接点高的点处。
103.根据权利要求101或102的系统，其特征在于，膨胀槽安装在比所述控制阀高的点处。
104.根据前面任一项权利要求的系统，还包括控制器，该控制器适于打开和关闭所述控制阀。
105.根据权利要求104的系统，其特征在于，控制器被构造成执行净化循环，所述净化循环包括将控制阀打开第一预定时段，和将控制阀关闭第二预定时段。
106.根据权利要求105的系统，其特征在于，控制器被构造成在接通所述系统之后在启动程序的预定持续时间内执行多个所述净化循环。
107.根据权利要求106的系统，其特征在于，所述多个净化循环包括约3-5个净化循环。
108.根据权利要求105-107的系统，其特征在于，第一预定时段约为1分钟，第二预定时段约为10分钟。
109.根据权利要求101-108中任一项的系统，还包括与控制器耦合的压力传感器；其中，控制器被构造成当传感器指示的压力在预定水平之上时执行至少一个净化循环。
110.一种基本如上文参照附图所描述的工作流体净化系统。
111.一种用于从热源提取电能的能量回收系统，包括：权利要求101-110中任一项的工作流体净化系统，涡轮，热交换器，机电转换单元，和冷却系统，该热交换器在使用中将工作流体提供给所述涡轮。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101387241B (zh) * 2007-09-14 2010-12-15 株式会社电装 废热利用装置
CN101978139A (zh) * 2008-02-07 2011-02-16 城市大学 从中温热源生成功率
CN102482950A (zh) * 2009-09-30 2012-05-30 三菱重工业株式会社 发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法
CN103090576A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 Ifp新能源公司 控制执行朗肯循环的闭合回路的方法及使用该方法的回路
CN103224038A (zh) * 2013-03-01 2013-07-31 北京航空航天大学 舱外航天服生保系统二轮能量回收系统
CN103485867A (zh) * 2013-08-29 2014-01-01 李建营 一种汽车尾气热能储存转换的方法及装置
CN104093961A (zh) * 2012-04-04 2014-10-08 三菱重工业株式会社 船舶的发电控制装置、船舶及船舶的发电控制方法
CN104583544A (zh) * 2012-06-26 2015-04-29 萨克塞斯股份有限公司 利用一orc回路产生电能的装置
CN105102769A (zh) * 2013-03-25 2015-11-25 德纳有限公司 废热回收系统和控制这种系统中所包括的正排量膨胀机的质量流率的方法
CN102265002B (zh) * 2008-11-13 2016-01-06 戴姆勒股份公司 克劳修斯-朗肯循环回路、控制其工作的方法、机动车辆
CN107923416A (zh) * 2014-12-04 2018-04-17 突破技术有限责任公司 混合式压力和热量交换器

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0511864D0 (en) 2005-06-10 2005-07-20 Univ City Expander lubrication in vapour power systems
WO2006131759A2 (en) * 2005-06-10 2006-12-14 City University Expander lubrication in vapour power systems
CA2645646C (en) * 2006-03-14 2015-09-22 John D. Pickard Rotor assembly for a radial turbine
JP2008255900A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Toyota Motor Corp 動力伝達機構及び排熱回収装置
WO2013028088A1 (en) * 2011-08-19 2013-02-28 Siemens Aktiengesellschaft Device for the production of electric current from waste heat

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1084356A (zh) *
US3940939A (en) * 1975-04-14 1976-03-02 Thermo Electron Corporation Vapor cycle engine having a trifluoroethanol and ammonia working fluid
EP0026584A1 (en) * 1979-09-05 1981-04-08 Robert Williams Needham Improvements in and relating to turbo electric generators
US5437157A (en) * 1989-07-01 1995-08-01 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for cooling hot fluids
JPH08338207A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収装置
DE10033052A1 (de) * 2000-07-07 2002-01-24 Alstom Power Nv Verfahen zum Betreiben einer Gasturbinenanlage sowie Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens
JP2002122006A (ja) * 2000-10-14 2002-04-26 Minoru Matsuo 低温排熱を利用した発電設備

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101387241B (zh) * 2007-09-14 2010-12-15 株式会社电装 废热利用装置
CN101978139A (zh) * 2008-02-07 2011-02-16 城市大学 从中温热源生成功率
CN101978139B (zh) * 2008-02-07 2014-12-10 城市大学 从中温热源生成功率
CN102265002B (zh) * 2008-11-13 2016-01-06 戴姆勒股份公司 克劳修斯-朗肯循环回路、控制其工作的方法、机动车辆
CN102482950A (zh) * 2009-09-30 2012-05-30 三菱重工业株式会社 发电系统的控制装置及发电系统及发电系统的控制方法
CN103090576A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 Ifp新能源公司 控制执行朗肯循环的闭合回路的方法及使用该方法的回路
CN104093961A (zh) * 2012-04-04 2014-10-08 三菱重工业株式会社 船舶的发电控制装置、船舶及船舶的发电控制方法
CN104093961B (zh) * 2012-04-04 2016-02-03 三菱重工业株式会社 船舶的发电控制装置、船舶及船舶的发电控制方法
CN104583544A (zh) * 2012-06-26 2015-04-29 萨克塞斯股份有限公司 利用一orc回路产生电能的装置
CN103224038B (zh) * 2013-03-01 2015-07-08 北京航空航天大学 舱外航天服生保系统二轮能量回收系统
CN103224038A (zh) * 2013-03-01 2013-07-31 北京航空航天大学 舱外航天服生保系统二轮能量回收系统
CN105102769A (zh) * 2013-03-25 2015-11-25 德纳有限公司 废热回收系统和控制这种系统中所包括的正排量膨胀机的质量流率的方法
CN103485867A (zh) * 2013-08-29 2014-01-01 李建营 一种汽车尾气热能储存转换的方法及装置
CN107923416A (zh) * 2014-12-04 2018-04-17 突破技术有限责任公司 混合式压力和热量交换器
CN107923416B (zh) * 2014-12-04 2019-06-28 突破技术有限责任公司 混合式压力和热量交换器

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Publication number Publication date
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ZA200602322B (en) 2007-01-31
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GB0320021D0 (en) 2003-10-01

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