透平膨胀发电机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种透平膨胀发电机，其主要运动部件都设置在外壳内部。外壳主体的一端端面设有凹陷，透平安装在凹陷内，凹陷内设有环形件，环形件与透平之间形成工质做功通道，外壳主体对应该凹陷的部分相比外壳中段具有增大的外径，而环形件与外壳主体之间具有径向间隔，这样设计可使得该透平膨胀发电机可根据实际需求更换不同型号的透平，且可通过更换适合的环形件以在保持机组主体设计的情况下实现不同的性能参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用流体发电的发电机，特别涉及一种利用管道气或压缩天然气发电的透平膨胀发电机。
技术介绍
在现有技术中，有利用管道气推动透平继而带动发电机发电的技术。在这种现有技术中，透平设置在封闭壳体内，这个封闭壳体的入口和出口与上游管道和下游管道连接。发电机设置在壳体外部，通过转轴与透平连接进行发电。由于管道内与管道外的巨大压力差，因此在封闭壳体与转轴连接处，有管道气泄漏的风险。本申请人为改进此缺点，曾提出过一种减压膨胀透平发电机组，其发电机也位于壳体内，因此消除了贯穿壳体的转轴，且在管道内设置阀芯以调节进气流量，获得了良好效果。但经过不断研发，申请人认为之前提出的减压膨胀透平发电机组还有可改进之处，以提高电机性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种可解决上述问题的透平膨胀发电机。本专利技术提供的透平膨胀发电机包括外壳以及容置在所述外壳内的透平和发电机。所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体呈中空柱状，具有用于进气的第一端和排气的第二端，所述外壳主体在其第二端的端面上设有环形凹陷，所述外壳主体对应所述凹陷的部分相比所述外壳主体的中段具有增大的外径。所述发电机包括一转轴。所述透平安装在所述转轴上，所述透平在径向上与所述凹陷对应，所述透平外周环设一环形件，所述环形件与所述透平之间形成工质做功通道，所述环形件与所述外壳主体之间具有一径向间隔。在一实施例中，所述环形件包括环形部和环形连接部，所述环形部与所述透平对应，在工质流向上，所述环形连接部位于所述环形部的上游。在一实施例中，所述透平包括导向器和动叶，所述导向器相对于所述环形件固定，所述动叶与所述环形件间隔一间隙以使得所述动叶能相对于所述环形件旋转。在一实施例中，所述发电机包括发电机机壳以及设置在所述发电机机壳内的转子和定子，所述转子包括所述转轴以及固定在所述转轴上的永磁极，所述定子包括安装在所述发电机机壳内表面的定子绕组，所述定子绕组与所述转子之间形成气隙，所述发电机机壳与所述外壳主体之间在径向上隔开以形成工质流道，所述工质流道与所述工质做功通道连通，所述环形连接部靠近所述工质流道的一端的内表面与所述工质流道的径向外侧平齐。在一实施例中，所述发电机包括一法兰，所述定位于所述凹陷内，所述环形连接部靠近所述工质流道的所述端抵靠在所述法兰上，所述法兰安装有一轴承，所述轴承可转动地支撑所述转轴，所述法兰上固定安装有一端盖，在轴向上所述端盖位于所述法兰和所述透平之间，在径向上所述端盖与所述环形连接部对应，所述端盖的径向外端设有一过渡面，所述过渡面与所述环形连接部之间形成过渡通道，所述过渡通道连通所述工质流道和所述工质做功通道，所述过渡面的轴向一侧与所述工质流道的径向内侧平齐，所述过渡面的轴向另一侧与所述透平的轮盘的径向外端平齐。在一实施例中，沿所述工质流向方向上，所述端盖的外径渐缩，所述环形连接部的内径渐缩，以使得所述过渡通道是均匀的。在一实施例中，所述外壳主体的第二端的端面上固定安装一端板，所述端板抵靠所述环形件的环形部的端部使得所述环形件定位于所述法兰和所述端板之间。在一实施例中，所述外壳包括工质入口部和工质出口部，所述工质入口部安装至所述外壳主体的第一端，所述工质入口部具有第一内腔，所述工质出口部安装在所述外壳主体的第二端，所述工质出口部具有第二内腔。在一实施例中，所述工质入口部包括第一锥形部和第一连接部，所述第一连接部用以与一上游管道连接，所述第一连接部的端部具有一工质入口，所述第一锥形部固定安装至所述外壳主体第一端，所述第一锥形部的内径在气流行进方向上渐扩，所述工质出口部包括第二锥形部和第二连接部，所述第二连接部用以与一下游管道连接，所述第二连接部的端部具有一工质出口，所述第二锥形部固定安装在所述外壳主体第二端的端板上，所述第二锥形部的内径沿气流行径方向上渐缩，所述工质入口的孔径小于所述工质出口的孔径。在一实施例中，所述第一法兰上固定安装第一导流锥，所述第一导流锥位于所述第一内腔内，所述第一导流锥的外径在气流行进方向上渐扩，所述第一锥形部的内表面与所述第一导流锥的外表面之间形成一工质入口通道，所述工质入口通道与所述工质流道连通，所述端板上固定安装第二导流锥，所述第二导流锥位于所述第二内腔内，所述第二导流锥的外径在气流行进方向上渐缩，所述第二导流锥的外表面与所述第二锥形部的内表面之间形成一工质排放通道，所述工质排放通道与所述工质做功通道连通。综上所述，本专利技术提供了一种透平膨胀发电机，其主要运动部件都设置在外壳内部，因此管道气泄漏的问题得以解决。而且，在施工现场，只需要将外壳的工质入口部和工质出口部与上下游管道连接即可，因此本专利技术采用模块化安装，施工容易。外壳主体两端分别设置法兰，法兰上设置轴承以对转轴及安装在转轴上的发电机和透平加以支撑固定，加强结构稳固性，保证发电机的稳定运行。在工质入口部和工质出口部分别设置一导流锥，导流锥分别固定在法兰和端板上以对入口处和出口处的工质气流进行引导，保证工质稳定地流入和流出，不会出现气流紊乱，提高发电机运行稳定性。此外，外壳主体的一端端面设有凹陷，透平安装在凹陷内，凹陷内设有环形件，环形件与透平之间形成工质做功通道，外壳主体对应该凹陷的部分相比外壳中段具有增大的外径，而环形件与外壳主体之间具有径向间隔，这样设计可使得该透平膨胀发电机可根据实际需求更换不同型号的透平，且可通过更换适合的环形件以在保持机组主体设计的情况下实现不同的性能参数。附图说明图1是透平膨胀发电机的一个实施例的简化示意图。图2是图1中透平膨胀发电机的外壳的简化示意图。图3是图1中透平膨胀发电机的发电机和透平部分的简化示意图。具体实施方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本专利技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。如图1-3所示，本专利技术提供一种透平膨胀发电机10，包括外壳12、透平14、发电机16。发电机16和透平14都设置在外壳12内，且发电机16与透平14驱动连接，从管道气流向看，透平14设置在发电机16下游。这样，进入外壳12的管道气，例如液化气，天然气等推动透平14旋转，继而驱动发电机16进行发电。由于发电机16位于外壳12内的管道气中，因此可以利用管道气对发电机16进行散热。在管道气传输过程中，温度也是一个需要维持在预定范围内的参数。在一些低温环境下，经常需要对传输中的管道气进行加温。发电机16的热量刚好可以用以对管道气进行加温或者为管道气加热至预定温度提供部分热量。外壳12包括基本呈圆柱形的外壳主体18以及与外壳主体18连接的工质入口部20和工质出口部22。本文中，工质即为进入外壳12内的液化气、压缩天然气等在透平14上做功的气体。具体来说，外壳主体18呈中空柱状，具有相反的第一端24和第二端26。工质入口部20固定安装至外壳主体18的第一端24，例如螺栓固定。工质出口部22安装在外壳主体18的第二端26，例如螺栓固定。在所示的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透平膨胀发电机，包括外壳以及容置在所述外壳内的透平和发电机，其特征在于，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体呈中空柱状，具有用于进气的第一端和排气的第二端，所述外壳主体在其第二端的端面上设有环形凹陷，所述外壳主体对应所述凹陷的部分相比所述外壳主体的中段具有增大的外径；所述发电机包括一转轴；所述透平安装在所述转轴上，所述透平在径向上与所述凹陷对应，所述透平外周环设一环形件，所述环形件与所述透平之间形成工质做功通道，所述环形件与所述外壳主体之间具有一径向间隔。

【技术特征摘要】
1.一种透平膨胀发电机，包括外壳以及容置在所述外壳内的透平和发电机，其特征在于，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体呈中空柱状，具有用于进气的第一端和排气的第二端，所述外壳主体在其第二端的端面上设有环形凹陷，所述外壳主体对应所述凹陷的部分相比所述外壳主体的中段具有增大的外径；所述发电机包括一转轴；所述透平安装在所述转轴上，所述透平在径向上与所述凹陷对应，所述透平外周环设一环形件，所述环形件与所述透平之间形成工质做功通道，所述环形件与所述外壳主体之间具有一径向间隔。2.如权利要求1所述的透平膨胀发电机，其特征在于，所述环形件包括环形部和环形连接部，所述环形部与所述透平对应，在工质流向上，所述环形连接部位于所述环形部的上游。3.如权利要求2所述的透平膨胀发电机，其特征在于，所述透平包括导向器和动叶，所述导向器相对于所述环形件固定，所述动叶与所述环形件间隔一间隙以使得所述动叶能相对于所述环形件旋转。4.如权利要求2所述的透平膨胀发电机，其特征在于，所述发电机包括发电机机壳以及设置在所述发电机机壳内的转子和定子，所述转子包括所述转轴以及固定在所述转轴上的永磁极，所述定子包括安装在所述发电机机壳内表面的定子绕组，所述定子绕组与所述转子之间形成气隙，所述发电机机壳与所述外壳主体之间在径向上隔开以形成工质流道，所述工质流道与所述工质做功通道连通，所述环形连接部靠近所述工质流道的一端的内表面与所述工质流道的径向外侧平齐。5.如权利要求4所述的透平膨胀发电机，其特征在于，所述发电机包括一法兰，所述法兰位于所述凹陷内，所述环形连接部靠近所述工质流道的所述端抵靠在所述法兰上，所述法兰安装有一轴承，所述轴承可转动地支撑所述转轴，所述法兰上固定安装有一端盖，在轴向上所述端盖位于所述法兰和所述透平之间，在径向上所述端盖与所述环形连接部对应，所述端盖的径向外端设有一过渡面，所述过渡面与所述环形连接部之间形成过渡通道，所述过渡通道连通所述工质流道和...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晶，王崎文，王志强，
申请(专利权)人：深圳智慧能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44