TWM609711U - 穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機 - Google Patents

Abstract

本創作係為一種穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機，包含有一馬達、壓縮裝置與緩衝氣室；其中，該馬達係與壓縮裝置連接；該壓縮裝置具有一偏心輪，該偏心輪係與馬達連接並可受其驅動而旋轉，該偏心輪外側環設排列有複數個活塞缸，每一活塞缸各設有一活塞與活塞軸，該些活塞軸之末端係與偏心輪連接，該些活塞軸之末端係與偏心輪連接，令偏心輪旋轉時可依序驅動該些活塞軸於活塞缸內作往復運動；又，該些活塞缸並利用入口連接環管、出口連接環管連接連通，且該入口連接環管具有一入口端，該入口端係與流體輸入裝置連接，用以輸入工作流體，該出口連接環管具有一出口端，該出口端則與緩衝氣室連接；該緩衝氣室另一端則與熱交換器及渦輪發電裝置連接；藉此，俾提供一種可連續壓縮、且可使壓縮後之高流率流體壓力輸出穩定、減少工作脈衝之穿臨界二氧化碳朗肯循環發電系統之壓縮機。

Description

穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機

本創作係為一種穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機，特別是一種可連續壓縮、且可使壓縮後之流體壓力輸出穩定、減少工作脈衝之壓縮機裝置。

目前朗肯循環發電，係將工作流體壓縮後形成高壓流體，然後將高壓流體加熱使形成飽和蒸汽，令飽和蒸汽膨脹後推動渦輪機發電，接著飽和蒸汽的溫度和壓力減少成為濕蒸氣，然後濕蒸氣經由冷凝後成為工作流體，該工作流體可再重複上述循環來持續推動渦輪機發電。

而就以目前朗肯循環發電之系統裝置而言，其皆以單一壓縮機來壓縮工作流體達到臨界壓力後再加熱形成穿臨界狀態，然後可推動渦輪機發電；惟查，由於其僅由單一台壓縮機進行壓縮，因此其並無法連續壓縮，造成壓縮機出口脈衝較大、無法持續、穩定輸出高流率工作流體，使得無法穩定且順暢推動渦輪機發電，甚至會造成渦輪機間歇式發電，進而容易造成渦輪機損壞。

本創作之目的，即在於改善上述有機朗肯循環中壓縮機所具有之缺失，俾提供一種可連續壓縮、且可使壓縮後之高流率流體壓力輸出穩定、減少工作脈衝之穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機。

為達到上述目的，本創作穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機，包含有一馬達、壓縮裝置與緩衝氣室；其中：

馬達，其連接有一調速器，該調速器可接收控制命令來控制馬達之轉速，該馬達並連接有一減速機；

壓縮裝置，包含有一偏心輪，該偏心輪係與馬達之減速機連接，該偏心輪可受減速機之驅動而旋轉，該偏心輪外側環設排列有複數個活塞缸，每一活塞缸各設有一活塞與活塞軸，令偏心輪旋轉時可依序驅動該些活塞軸於活塞缸內作往復運動；又，該些活塞缸並利用入口連接環管、出口連接環管連接連通，且該入口連接環管具有一入口端，該入口端係與流體輸入裝置連接，用以輸入工作流體，該出口連接環管具有一出口端，該出口端則與緩衝氣室連接；

緩衝氣室，係與壓縮裝置所設出口連接環管之出口端連接，緩衝氣室另一端則與熱交換器及渦輪發電裝置連接；

藉此，俾提供一種可連續壓縮、且可使壓縮後之高流率流體壓力輸出穩定、減少工作脈衝之穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機。

有關本創作為達到目的所運用之技術手段及其構造，茲謹再配合圖1至圖4所示之實施例，詳細說明如下：

如圖1所示，本創作之壓縮機，包含有一馬達10、壓縮裝置20與緩衝氣室30；其中：

馬達10（請參閱圖1所示），其連接有一調速器11，該調速器11可接收控制命令來控制馬達10之轉速，該馬達10並連接有一減速機12。

壓縮裝置20（請同時參閱圖2所示），包含有一偏心輪21，該偏心輪21係與馬達10之減速機12連接，該偏心輪21可受減速機12之驅動而旋轉，該偏心輪21外側環設排列有複數個活塞缸22（如圖所示為6個活塞缸），每一活塞缸22各設有一活塞221與活塞軸222，該些活塞軸222之末端係與偏心輪21連接，令偏心輪21旋轉時可依序驅動該些活塞軸222，藉以令活塞221可於活塞缸22內作往復運動；又，該些活塞缸22並利用入口連接環管23、出口連接環管24連接連通，且該入口連接環管23具有一入口端231，該入口端231係與流體輸入裝置40連接，用以輸入工作流體，該出口連接環管24具有一出口端241，該出口端241則與緩衝氣室30連接。

緩衝氣室30（請參閱圖1所示），係與壓縮裝置20所設出口連接環管24之出口端21連接，緩衝氣室30另一端則與熱交換器及渦輪發電裝置50連接。

藉由上述構造，由於本創作壓縮裝置20之複數個活塞缸22為環狀排列於偏心輪21周緣，且該些活塞缸22利用入口連接環管23予以相連，因此工作流體（如：二氧化碳）可由流體輸入裝置40經入口連接環管23匯入該些活塞缸22中（如圖3所示），藉以令每一活塞缸22內都含有工作流體。而當偏心輪21旋轉時，其可驅動活塞軸222並令活塞221作往復運動，使得活塞缸22內的工作流體可經壓縮形成高壓流體後，再由出口連接環管24、出口端241進入緩衝氣室30（如圖4所示），該緩衝氣室30可穩定緩衝壓縮裝置20所輸出高壓流體之工作脈衝，接著該高壓流體匯入熱交換器及渦輪發電裝置50以進行加熱、推動渦輪發電。

而由於本創作之活塞缸22為環狀設置於偏心輪21周緣（如圖2所示），藉由偏心輪21旋轉依序驅動活塞軸222以令活塞221作往復運動，使得該些活塞缸21可保持一致的間隔壓縮輸出，當某一活塞缸22為輸出時，與其對應之另一個活塞缸22則為吸入工作流體之狀態，因此壓縮裝置20可平穩、均勻地輸出高壓流體至緩衝氣室30，進而可有效降低高壓流體之工作脈衝，使熱交換器及渦輪發電裝置50可穩定受高壓流體之驅動來發電，避免熱交換器及渦輪發電裝置50因工作脈衝、間歇式發電損壞之情事發生。

另，當壓縮裝置20、緩衝氣室30所輸出高壓流體之壓力較大（或較小）時，其可藉由調速器11控制馬達10，令馬達10降低（或提高）轉速，以同步控制偏心輪21降低（或提高）轉速，調整活塞221壓縮之速率及壓縮值，藉以使壓縮裝置20、緩衝氣室30可輸出所需之高壓流體。

又，本創作可應用目前常見之流體（如：水、冷媒）來作為共做流體，而當選擇二氧化碳作為本創作之工作流體時，由於二氧化碳經壓縮、加熱後會形成穿臨界狀態，縱使經匯入熱交換器及渦輪發電裝置50推動渦輪發電會降溫，該二氧化碳流體內會同時存有氣、液態之二氧化碳；而因本創作之壓縮裝置20係由複數個活塞缸22所組成，因此仍可對該些氣、液態之二氧化碳流體進行壓縮輸出，以維後續熱交換器及渦輪發電裝置50持續順利發電。

再，由於本創作之壓縮裝置20可依據壓縮需求調整偏心輪21、活塞221及活塞軸222之衝程距離，並可調整馬達10之轉速來控制壓縮及活塞軸往復運動的時間、速度，因此本創作確可達到可連續壓縮、且可使壓縮後之高流率流體壓力輸出穩定、減少工作脈衝之壓縮機。

由以上所述可知，本創作除可應用於穿臨界流體之朗肯發電，亦可應用於常見工作流體之朗肯發電，因此本創作確具有顯著之進步性，且確為未曾有過，誠已符合新型專利之要件，爰依法提出專利申請，並祈賜專利為禱，至感德便。

惟以上所述，僅為本創作之可行實施例，該實施例主要僅在於用以舉例說明本創作為達到目的所運用之技術手段及其構造，因此並不能以之限定本創作之保護範圍，舉凡依本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化或修飾，皆應仍屬本創作所涵蓋之保護範圍者。

10:馬達 11:調速器 12:減速機 20:壓縮裝置 21:偏心輪 22:活塞缸 221:活塞 222:活塞軸 23:入口連接環管 231:出口端 24:出口連接環管 241:出口端 30:緩衝氣室 40:流體輸入裝置 50:熱交換器及渦輪發電裝置

〔圖1〕係本創作之系統裝置圖。 〔圖2〕係本創作之壓縮裝置的構造示意圖。 〔圖3〕係本創作之系統裝置圖，及流體輸入裝置輸入流體之示意圖。 〔圖4〕係本創作之系統裝置圖，及流體輸入裝置輸入流體且壓縮後之流體輸入緩衝氣室、熱交換器及渦輪發電裝置之示意圖。

10:馬達

11:調速器

12:減速機

20:壓縮裝置

21:偏心輪

22:活塞缸

23:入口連接環管

231:出口端

24:出口連接環管

241:出口端

30:緩衝氣室

40:流體輸入裝置

50:熱交換器及渦輪發電裝置

Claims (1)

1. 一種穿臨界朗肯循環發電系統之壓縮機，包含有一馬達、壓縮裝置與緩衝氣室；其中：馬達，其連接有一調速器，該調速器可接收控制命令來控制馬達之轉速，該馬達並連接有一減速機；壓縮裝置，包含有一偏心輪，該偏心輪係與馬達之減速機連接，該偏心輪可受減速機之驅動而旋轉，該偏心輪外側環設排列有複數個活塞缸，每一活塞缸各設有一活塞與活塞軸，該些活塞軸之末端係與偏心輪連接，令偏心輪旋轉時可依序驅動該些活塞軸，藉以令活塞可於活塞缸內作往復運動；又，該些活塞缸並利用入口連接環管、出口連接環管連接連通，且該入口連接環管具有一入口端，該入口端係與流體輸入裝置連接，用以輸入工作流體，該出口連接環管具有一出口端，該出口端則與緩衝氣室連接；緩衝氣室，係與壓縮裝置所設出口連接環管之出口端連接，緩衝氣室另一端則與熱交換器及渦輪發電裝置連接。

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