TWM482040U - 有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備 - Google Patents

Description

有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備

一種有機朗肯循環裝置，尤指一種將膨脹機運用並聯方式增加發電機效能之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備。

按，有機朗肯循環的熱力循環主要由蒸發器、膨脹機、冷凝器及昇壓泵浦組成，其中利用蒸發器擷取熱源熱能用以蒸發在整體迴路中的工作流體(亦可為有機工作流體)，擷取熱源的工作流體經由膨脹機轉換工作流體的熱能及壓力成為機械軸功，透過機械軸功藉由發電機產生電能。流經膨脹機的工作流體呈現降溫降壓狀態，再利用冷凝器帶走氣態工作流體的熱能，使其冷凝成為液態的工作流體，而後透過昇壓泵浦汲取將液態的工作流體輸送至蒸發器，藉以完成整體循環。

而過往的做法其用來作功的膨脹機僅為單一配置，因此當需配合環境冷熱源供應與需求時，則必須增加多個有機朗肯循環裝置以充分運用，雖然此方式可解決前述問題，惟，增加有機朗肯循環裝置不僅必須增加整體成本費用及工程施工量，亦必須具備足夠的占地面積等問題。

有鑑於前述習用結構設計不良，而產生各種之問題，本創作人乃積極努力研究，經潛心研發，終於發展出確具實用功效之本創作。

本創作之主要目的在於：在有機朗肯循環系統中將膨脹機以並聯方式設置，可充分利用熱源能量同時可達到最大發電量。

為達上述目的，本創作係一種有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，該設備包括：一冷凝器；一升壓泵，該升壓泵係以管線連接於該冷凝器；一蒸發器，該蒸發器係以管線連接於該升壓泵，藉由該升壓泵作用將該管線內之該工作流體增壓輸送至該蒸發器內；複數膨脹機，各該膨脹機係以並聯方式設置且以管線連接該蒸發器，其中分別連接至各該膨脹機之各該管線係裝設一第一閥體，而各該膨脹機再由管線連接至該冷凝器以形成迴路；及複數發電機，各該發電機係分別連接各該膨脹機。

根據本創作之一實施例，更包括一裝設於連接該膨脹機與該冷凝器之該管線的第二閥體。

根據本創作之一實施例，其中該膨脹機進一步可為全密式膨脹機、半密式膨脹機或開放式膨脹機其中一者。

根據本創作之一實施例，其中該全密式膨脹機進一步可為正位移全密式膨脹機或動力全密式膨脹機。

根據本創作之一實施例，其中該半密式膨脹機進一步可為正位移半密式膨脹機或動力半密式膨脹機。

根據本創作之一實施例，其中該開放式膨脹機進一步可為正位移開放式膨脹機或動力開放式膨脹機。

根據本創作之一實施例，其中該發電機進一步可為同步發電機或異步發電機其中一者。

本創作之次要目的在於：將膨脹機並聯設置，能以相同的佔 地面積達到最大的發電效果，且大幅降低工程施工量同時節省成本。

本創作之另一目的在於：運用第一閥體能視熱源多寡而隨時增減膨脹機的使用數量，透過本創作可有效達到熱源回收發電之最大效益。

1‧‧‧有機朗肯循環系統

10‧‧‧冷凝器

11‧‧‧升壓泵

12‧‧‧蒸發器

13‧‧‧膨脹機

14‧‧‧發電機

15‧‧‧第一閥體

16‧‧‧第二閥體

2‧‧‧管線

圖1 係本創作較佳實施例之設備示意圖；及圖2 係本創作較佳實施例之使用狀態示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

請參閱圖1所示，係本創作較佳實施例之設備示意圖。本創作係一種有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，有機朗肯循環系統1主要由冷凝器10、升壓泵11、蒸發器12、複數膨脹機13及發電機14(可為同步發電機或異步發電機)組成，其中冷凝器10將工作流體冷凝為低壓液體，升壓泵11以管線2連接於冷凝器10，蒸發器12以管線2連接於升壓泵11，藉由升壓泵11作用將管線2內之該工作流體(低壓液體)增壓輸送至蒸發器12內，另外各膨脹機13以並聯方式設置且以管線2連接蒸發器12，其中分別連接至各膨脹機13之各管線2均裝設一第一閥體15，而各膨脹機13再由管線2連接至冷凝器10以形成完整迴路，此迴路稱為朗肯循環，而各發電機14則分別連接各膨脹機13。其中在膨脹機13與冷凝器10相連的管線2上裝設有第二閥體16，利用第二閥體16可有效控制膨脹機13與冷凝器10之間管線2的工作流體流通狀態。

一併參考圖2所示，係本創作較佳實施例之使用狀態示意圖。箭頭方向為工作流體流動方向，當由膨脹機13輸出且已降溫降壓狀態的工作流體(係為低壓低溫氣體)流經冷凝器10，使其工作流體呈現低溫液體，而後藉由升壓泵11的加壓被輸送至蒸發器12內，工作流體在蒸發器12中吸收外部供應的熱能成為高壓高溫蒸氣，然後輸送至膨脹機13作功並啟動發電機14發電。而在本創作中主要是將多個膨脹機13係以並聯方式設置，因此當蒸發器12所產生的高壓高溫蒸氣可被平均地由各膨脹機13膨脹作功並帶動發電機14，透過並聯的多個膨脹機13進行高壓高溫蒸氣的膨脹作功，讓被產生的高壓高溫蒸氣能充分利用，藉此讓各自連接到膨脹機13的發電機14得以運轉發電進而達到最大發電量。

值得一提的是，本創作中的蒸發器12連接至各膨脹機13的管線2上均須裝設第一閥體15，藉以可讓膨脹機13依照蒸發器12產生熱源的多寡而增減使用，當蒸發器12所產生的熱源僅足夠一台膨脹機13使用時，則會將所有第一閥體15關閉僅保留一個第一閥體15，藉此可有效將少量的高壓高溫蒸氣集中於單一膨脹機13以帶動發電機14，達到最高效益。

另外，在各膨脹機13與冷凝器10相連的管線2上裝設有第二閥體16，此第二閥體16搭配第一閥體15主要可有效控制蒸發器12、膨脹機13與冷凝器10之間管線2的工作流體流通狀態，當欲進行膨脹機13維修時可透過關閉第一閥體15及第二閥體16以防止任何高壓高溫蒸氣通過以防止意外發生。

前述高壓高溫蒸氣經過膨脹機13後則會經由管線2回到冷凝器10，將熱能帶走的蒸氣則又成為液體，此液體再經由管線2被升壓泵11加 壓輸送至蒸發器12進行加熱汽化成蒸氣，此循環則為有機朗肯循環。結合此循環並搭配有機朗肯循環系統中將膨脹機13以並聯方式設置，可充分利用熱源能量同時可達到最大發電量，不僅如此，將膨脹機13並聯設置能以相同的佔地面積達到最大的發電效果，且大幅降低工程施工量。另外，透過第一閥體15能視熱源多寡而隨時增加膨脹機13的使用數量以有效達到熱源回收發電之最大效益。

本創作的膨脹機13可為全密式膨脹機、半密式膨脹機或開放式膨脹機，而前述的全密式膨脹機進一步可為正位移全密式膨脹機或動力全密式膨脹機。前述的半密式膨脹機進一步可為正位移半密式膨脹機或動力半密式膨脹機。前述的開放式膨脹機進一步可為正位移開放式膨脹機或動力開放式膨脹機。

雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何本領域技術人員，在不脫離本創作的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本創作的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧有機朗肯循環系統

10‧‧‧冷凝器

11‧‧‧升壓泵

12‧‧‧蒸發器

13‧‧‧膨脹機

14‧‧‧發電機

15‧‧‧第一閥體

16‧‧‧第二閥體

2‧‧‧管線

Claims (7)

1. 一種有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，該設備包括：一冷凝器；一升壓泵，該升壓泵係以管線連接於該冷凝器；一蒸發器，該蒸發器係以管線連接於該升壓泵，藉由該升壓泵作用將該管線內之工作流體增壓輸送至該蒸發器內；複數膨脹機，各該膨脹機係以並聯方式設置且以管線連接該蒸發器，其中分別連接至各該膨脹機之各該管線係裝設一第一閥體，而各該膨脹機再由管線連接至該冷凝器以形成迴路；及複數發電機，各該發電機係分別連接各該膨脹機。
2. 如申請專利範圍第1項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，更包括一裝設於連接該膨脹機與該冷凝器之該管線的第二閥體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，其中該膨脹機進一步可為全密式膨脹機、半密式膨脹機或開放式膨脹機其中一者。
4. 如申請專利範圍第3項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，其中該全密式膨脹機進一步可為正位移全密式膨脹機或動力全密式膨脹機。
5. 如申請專利範圍第3項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，其中該半密式膨脹機進一步可為正位移半密式膨脹機或動力半密式膨脹機。
6. 如申請專利範圍第3項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，其中該開放式膨脹機進一步可為正位移開放式膨脹機或動力開放式膨脹 機。
7. 如申請專利範圍第1項所述之有機朗肯循環系統之膨脹機並聯設備，其中該發電機進一步可為同步發電機或異步發電機其中一者。