一种多级多螺杆氢轮机制造技术

本发明专利技术涉及一种多级多螺杆氢轮机，由至少两个单级膨胀机或/和压缩机串接而成。单级膨胀机或压缩机包括机体、前轴承箱和后轴承箱。机体内装有互相配合的阳转子和至少一个阴转子。阳转子两侧的阳轴端和阴转子两侧的阴轴端由轴承支承。多级多螺杆氢轮机的阳转子共用一根通轴，阳转子轴和阴转子轴装有相互啮合的同步齿轮，同步齿轮位于前轴承箱或后轴承箱内。前一级单级膨胀机或/和压缩机的后轴承箱与后一级单级膨胀机或/和压缩机的前轴承箱连接，依次连接成多级多螺杆氢轮机。本发明专利技术利用多级多螺杆氢轮机串联共轴，以低沸点气体为工质膨胀做功，带动用功设备运行，提高了压力或做功能力，结构紧凑，能够实现设备小型化，并具有级间再热或再冷功能。间再热或再冷功能。间再热或再冷功能。

【技术实现步骤摘要】
一种多级多螺杆氢轮机


[0001]本专利技术属于旋转动力机械
，涉及一种膨胀机或压缩机，具体涉及一种多级多螺杆氢轮机。

技术介绍

[0002]常规的透平膨胀机对介质的进口状态有严格的限制，当在进气中含有液滴和在膨胀过程中产生液滴会严重影响透平膨胀机的寿命和效率，在介质中含有尘埃等固体颗粒时，会对透平膨胀机的叶片产生严重的磨损。螺杆膨胀机是依靠气体体积膨胀，驱动螺杆转子旋转，将热能转换为机械能的热机，是21世纪获得长足发展的一种新兴动力机械，可广泛应用于工业余热回收、地热发电、生物质发电等领域，可直接驱动发电机，也可直接拖动泵、风机等机械设备。由于双螺杆膨胀机其独特的机构特点和工作原理，对于工业排放的废热液、废热气具有很高的利用率。
[0003]目前，国内一般都采用单循环单级螺杆机系统回收余热，膨胀比小，压降小，效率低，对热源要求也高。公开号为CN 102182528 A的专利技术专利公开“一种双循环两级螺杆膨胀机动力系统,包括:蒸发器和冷凝器,形成在蒸发器和冷凝器之间的工质循环通路,由蒸发器与热源入口和热源出口形成的加热通路,以及由冷凝器与冷却水入口和冷却水出口形成的冷却通路，在位于蒸发器的工质流出侧与冷凝器的工质流入侧之间的工质循环通路上设置有两级螺杆膨胀机动力装置”。该专利使用低沸点有机工质,系统热效率可达到15%，热效率仍然较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多级多螺杆氢轮机，利用多级多螺杆氢轮机串联共轴，以低沸点气体为工质进行膨胀做功，带动用功设备运行，以提高设备的压力或做功能力，结构紧凑，能够实现设备小型化，并具有级间再热或再冷功能。
[0005]本专利技术的技术方案是：多级多螺杆氢轮机，由至少两个单级膨胀机或/和压缩机串接而成。单级膨胀机或压缩机包括机体、前轴承箱和后轴承箱。机体上设有进气口和出气口，机体内装有互相配合的阳转子和至少一个阴转子。前轴承箱和后轴承箱设有轴承，阳转子两侧的阳轴端和阴转子两侧的阴轴端由轴承支承。轴承内侧端面和转子齿形外侧端面之间设有密封结构。多级多螺杆氢轮的阳转子共用一根通轴，阳转子轴和阴转子轴装有相互啮合的同步齿轮，同步齿轮位于前轴承箱或后轴承箱内。前一级单级膨胀机或/和压缩机的后轴承箱通过螺栓与后一级单级膨胀机或/和压缩机的前轴承箱连接，两个单级膨胀机之间设有密封垫，依次连接成多级多螺杆氢轮机。
[0006]单级膨胀机或/和压缩机之间设有再热器或/和再冷器，前一级膨胀机的出气口通过再热器或再冷器连接到下一级膨胀机的进气口。多级多螺杆氢轮机末级输出端通过阳转子轴与用功设备或功率输出设备直接串联连接。用功设备包括发电机、液体压缩机和气体风机，功率输出设备为电机、膨胀机、蒸汽透平或烟气轮机。机体的外部设置有真空夹层。密
封结构为气体密封、迷宫密封或机械密封，或上述密封的组合。前轴承箱和后轴承箱上均设有密封气入口和轴承润滑注油口。
[0007]前一级单级膨胀机或/和压缩机与后一级单级膨胀机或/和压缩机之间连接处可以共用一套轴承箱。氢轮机的阳转子和阴转子的齿形选用SRM齿形、sigma齿形、X齿形、SKK齿形、GHH齿形、CF齿形和单边非对称摆线
‑
销齿圆弧齿形中的一种，也可以是不同级选用不同的齿形或同级选用不同的齿形。氢轮机各级单级膨胀机或/和压缩机的阴转子统一布置在氢轮机的一侧或两侧，或交替的布置在氢轮机的两侧，或阴转子围绕阳转子360
°
任意设置。进气口13设置在机体的一侧，或设置成绕机体内壁周圈进气。膨胀机的工质为氢气、氮气、氦气、甲烷、乙烷、二氧化碳或蒸汽等无机或有机气体。多级多螺杆氢轮机为2～10级、2或3螺杆膨胀机或/和压缩机，2或3螺杆为一个阳转子和1～2两个阴转子，两个阴转子位于阳转子的两侧。
[0008]专利技术利用多级多螺杆氢轮机串联共轴，以低沸点气体为工质进行膨胀做功，带动用功设备运行，提高了设备的压力或做功能力，并且具备结构紧凑，级间再热或再冷，及设备小型化的功能。与现有技术相比本专利技术的优点是：
①
采用多级螺杆膨胀机或/和压缩机串联连接，结构紧凑，能够实现设备小型化。
②
输出主轴与用功设备同轴联接，传动效率高，做功转换率高。
③
密封采用迷宫密封加气密封，更加可靠的实现对做功介质的密封。
④
各级阳转子共用一套轴承，简化了整体机器的结构和重量。
⑤
各级的阴转子布置在整个机器的一侧或两侧，使整体结构对称，重心居中，有利于安装、配管。
⑥
阳转子和阴转子的齿形根据不同功能需要多样选择。
⑦
进气口设置灵活多样，进气通畅，结构简单、紧凑、容易制作。
附图说明
[0009]图1为本专利技术多级多螺杆氢轮机结构示意图；图2为单级膨胀机结构示意图；图3为迷宫密封示意图；图4本专利技术另一实施方案的单级结构示意图；其中：1—1级膨胀机、2—2级膨胀机、3—3级膨胀机、4—4级膨胀机、5—5级膨胀机、6—6级膨胀机、7—7级膨胀机、8—联轴器、10—发电机、11—甲烷压缩机、12—甲烷风机、13—进气口、14—出气口、15—一级再热器、16—二级再热器、17—三级再热器、18—四级再热器、19—机体、20—前轴承箱、21—后轴承箱、22—阳转子、23—阴转子、24—同步齿轮、25—阳轴端、26—轴承润滑注油口、27—真空夹层、28—轴承、29—阴轴端、30—密封气入口、31—迷宫密封、32—第二阴转子。
具体实施方式
[0010]下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明。本专利技术保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本专利技术保护的范围。
[0011]实施例1本专利技术多级多螺杆氢轮机如图1所示，为七级双螺杆膨胀机，由7个单级双螺杆膨胀机与甲烷压缩机11、甲烷风机12和发电机10串连而成。在实际应用中，可以根据需要自由设置双螺杆膨胀机的数量，并且也可以选用其他类型的膨胀机代替双螺杆膨胀机。如图2所
示，每个单级膨胀机由机体19、前轴承箱20和后轴承箱21组成，机体19内设有阳转子22、阴转子23，机体19上设有进气口13和出气口14。前一级膨胀机的后轴承箱与后一级膨胀机的前轴承箱通过螺栓连接，两级膨胀机之间设有密封垫，依次连接成七级双螺杆膨胀机。每1级膨胀机的机体内装有互相配合的阳转子22和阴转子23，前轴承箱20和后轴承箱21设有轴承28，阳转子22两侧的阳轴端25由前轴承箱20和后轴承箱21的轴承28支承，阴转子23两侧的阴轴端29由前轴承箱20和后轴承箱21的轴承28支承。七个单级双螺杆膨胀机阳转子轴25为一根共轴，7级膨胀机7的阳转子轴25通过联轴器8与甲烷压缩机11、甲烷风机12和发电机1连接。阳转子轴和阴转子轴装有相互啮合的同步齿轮24，同步齿轮24置于后轴承箱21。
[0012]多级多螺杆氢轮机设有一级再热器15、二级再热器16、三级再热器17和4级再热器18，再热器的工质为甲烷，热源为空气，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级多螺杆氢轮机，其特征是：所述氢轮机由至少两个单级膨胀机或/和压缩机串接而成；所述单级膨胀机或压缩机包括机体（19）、前轴承箱（20）、和后轴承箱（21）；所述机体（19）上设有进气口（13）和出气口（14），机体内装有互相配合的阳转子（22）和至少一个阴转子（23），所述前轴承箱（20）和后轴承箱（21）设有轴承（28），所述阳转子（22）两侧的阳轴端（25）和阴转子（23）两侧阴轴端（29）由轴承（28）支承；在轴承内侧端面和转子齿形外侧端面之间的设有密封结构；所述多级多螺杆氢轮机的阳转子共用一根通轴，所述阳转子轴和阴转子轴装有相互啮合的同步齿轮（24），所述同步齿轮（24）位于前轴承箱（20）或后轴承箱（21）内；前一级单级膨胀机或/和压缩机的后轴承箱（21）通过螺栓与后一级单级膨胀机或/和压缩机的前轴承箱（20）连接，两个单级膨胀机或/和压缩机之间设有密封垫，依次连接成多级多螺杆氢轮机。2.根据权利要求1所述的多级多螺杆氢轮机，其特征是：所述单级膨胀机或/和压缩机之间设有再热器或/和再冷器，前一级膨胀机的出气口（14）通过再热器或再冷器连接到下一级膨胀机的进气口（13）；根据实际需要，允许设置或不设置再热器或/和再冷器；也允许在部分相邻的两级膨胀机或/和压缩机之间设置再热器或/和再冷器，而在其他相邻的两级膨胀机或/和压缩机之间不设再热器或/和再冷器。3.根据权利要求1所述的多级多螺杆氢轮机，其特征是：所述多级多螺杆氢轮机末级输出端通过阳转子轴与用功设备或功率输出设备直接串联连接；所述用功设备包括发电机（10）、液体压缩机（11）和气体风机（12），所述功率输出设备为电机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏，
申请(专利权)人：上海柯来浦能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：