涡轮膨胀机、透平膨胀发电机及车辆制造技术

本发明专利技术提出一种涡轮膨胀机、透平膨胀发电机及车辆。其中，涡轮膨胀机包括蜗壳、第一叶轮和第二叶轮。所述蜗壳具有腔室、进气蜗道、第一排气口和第二排气口，所述进气蜗道和所述腔室连通，所述腔室包括沿预设方向排列的第一排气腔和第二排气腔，其中所述进气蜗道在所述预设方向上位于所述第一排气腔的至少一部分与所述第二排气腔的至少一部分之间；所述第一叶轮和所述第二叶轮背对背地设在所述腔室内，所述第一叶轮和所述第二叶轮中的每一者的旋转轴线的延伸方向与所述预设方向一致。因此，本发明专利技术的涡轮膨胀机能够在高速旋转状态下保持较长的使用寿命。长的使用寿命。长的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
涡轮膨胀机、透平膨胀发电机及车辆


[0001]本专利技术涉及透平膨胀机发电
，尤其是涉及一种涡轮膨胀机、透平膨胀发电机及车辆。

技术介绍

[0002]有机朗肯循环(ORC)是一种以制冷剂、烷烃物等低沸点有机物为工质的朗肯循环，可以将工质气体中的内能转化为机械能最终输出为电能。膨胀机是ORC系统中的核心部件，它利用气体的内能对外输出机械功，对整个系统的性能有重要影响。向心式透平膨胀机作为膨胀机的一种，具有单级焓降大、膨胀比高的特点，同时在较小的流量下有较高的效率，非常适合用于内燃机等移动装置的余热回收。
[0003]对于小功率的车用ORC涡轮膨胀机，在较高的膨胀比和转速的要求下，其叶轮需要能够高速旋转，由此便会产生较大的轴向力而影响轴承和膨胀机的使用寿命。故高速、高膨胀比的涡轮膨胀机的设计制造难度大。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种轴向力能够相互抵消的涡轮膨胀机。
[0005]本专利技术的实施例还提出一种透平膨胀发电机。
[0006]本专利技术的实施例还提出一种车辆。
[0007]本专利技术实施例的一种涡轮膨胀机，包括：
[0008]蜗壳，所述蜗壳具有腔室、进气蜗道、第一排气口和第二排气口，所述进气蜗道和所述腔室连通，所述腔室包括沿预设方向排列的第一排气腔和第二排气腔，所述第一排气口设在所述第一排气腔的周壁面上，所述第二排气口设在所述第二排气腔的周壁面上，其中所述进气蜗道在所述预设方向上位于所述第一排气腔的至少一部分与所述第二排气腔的至少一部分之间；和
[0009]第一叶轮和第二叶轮，所述第一叶轮和所述第二叶轮背对背地设在所述腔室内，所述第一叶轮位于所述第一排气腔内，所述第二叶轮位于所述第二排气腔内，所述第一叶轮和所述第二叶轮中的每一者的旋转轴线的延伸方向与所述预设方向一致。
[0010]根据本专利技术实施例的涡轮膨胀机，第一叶轮和第二叶轮背对背布设，在工质气体带动第一叶轮和第二叶轮转动时产生相反的轴向力，两个方向相反的轴向力之间相互抵消，从而降低了叶轮所在主轴的轴向受力，从而能够在高速旋转状态下保持较长的使用寿命。
[0011]在一些实施例中，本专利技术实施例的涡轮膨胀机还包括喷嘴环，所述喷嘴环位于所述腔室内，所述喷嘴环位于所述第一叶轮和所述第二叶轮中的每一者的外侧，所述喷嘴环在所述预设方向上位于所述第一叶轮和所述第二叶轮之间。
[0012]在一些实施例中，所述喷嘴环包括喷嘴盘、第一导叶和第二导叶，所述喷嘴盘具有
在所述预设方向上相对设置的第一表面和第二表面，所述第一导叶设在所述第一表面上，所述第二导叶设在所述第二表面上，其中所述第一导叶具有在所述预设方向上相对的第一端面和第二端面，所述第一端面与所述第一表面相贴合，所述第二端面与所述腔室的壁面相贴合，第二导叶具有在所述预设方向上相对的第三端面和第四端面，所述第三端面与所述第二表面相贴合，所述第四端面与所述腔室的壁面相贴合。
[0013]在一些实施例中，所述喷嘴盘为环形且具有容纳孔，所述第一叶轮和所述第二叶轮中的每一者具有轮盘和叶片组，所述喷嘴盘环绕所述轮盘设置，所述轮盘的至少一部分位于所述容纳孔内，所述叶片组设在所述轮盘上，其中所述第一叶轮和所述第二叶轮相对所述喷嘴盘对称地设置，所述第一导叶和所述第二导叶相对所述喷嘴盘对称地设置。
[0014]根据本专利技术实施例的一种透平膨胀发电机，包括：
[0015]壳体，所述壳体具有容纳腔；
[0016]主轴，所述主轴可转动地设置在所述壳体的容纳腔内；
[0017]定子，所述定子设在所述容纳腔内且套设在所述主轴上；和
[0018]涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机为上述任一实施例所述的涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机的蜗壳设在所述壳体上，其中所述主轴的第一部分伸出所述容纳腔且伸入到所述腔室内，所述第一叶轮和所述第二叶轮中的每一者设置在所述主轴的所述第一部分上。
[0019]根据本专利技术实施例的透平膨胀发电机的主轴承受的轴向力较小，主轴转速高，能够高效地将工质气体的内部势能转化为电能。
[0020]在一些实施例中，所述壳体设有冷却通道，所述冷却通道为环形或螺旋形。
[0021]在一些实施例中，所述壳体设有泄露口，所述泄露口与所述容纳腔连通，所述透平膨胀发电机还包括篦齿密封件，所述篦齿密封件套设在所述主轴上，所述篦齿密封件的内周面与所述主轴间隔开。
[0022]在一些实施例中，所述壳体具有在所述主轴的轴向上相对的第一端部和第二端部，所述第一端部具有过孔，所述主轴的所述第一部分通过所述过孔伸出所述容纳腔，其中所述蜗壳设在所述第一端部上，所述篦齿密封件的至少一部分设在所述过孔内。
[0023]在一些实施例中，所述主轴的周面和所述定子的内周面中的至少一者上设有凹槽，所述凹槽沿所述主轴的轴向延伸。
[0024]本专利技术实施例的一种车辆，包括上述任一实施例的所述的透平膨胀发电机。
[0025]根据本专利技术实施例的车辆能够高效地对内燃机有机朗肯循环余热进行回收利用。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例透平膨胀发电机的结构示意图；
[0027]图2(a)是本专利技术实施例透平膨胀发电机的剖面结构示意图；
[0028]图2(b)是图2(a)中A处的局部放大图；
[0029]图3是本专利技术实施例涡轮膨胀机的结构示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例涡轮膨胀机的局部结构示意图；
[0031]图5是本专利技术实施例叶轮和喷嘴环的结构示意图；
[0032]图6是本专利技术实施例泄露阀的安装位置示意图；
[0033]图7是本专利技术实施例的工质气体的流向图。
[0034]附图标记：
[0035]透平膨胀发电机100；
[0036]壳体10,容纳腔101，第一端部102，第二端部103；
[0037]冷却通道11，接头111，密封套112，冷却凹槽113；
[0038]泄露口12，泄露阀121；
[0039]篦齿密封件13，篦齿环131；
[0040]定子20；
[0041]主轴30；
[0042]径向气浮轴承41，止推气浮轴承42；
[0043]涡轮膨胀机50；
[0044]蜗壳51，左侧蜗壳5101，右侧蜗壳5102，腔室510，进气蜗道511，第一排气口512，第二排气口513，第一排气腔514，第二排气腔515；
[0045]第一叶轮521，第二叶轮522，轮盘523，单叶片524；
[0046]喷嘴环53，喷嘴盘531，第一表面5311，第二表面5312，第一导叶532，第二端面5321，第二导叶533，第四端面5331。
具体实施方式
[0047]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮膨胀机，其特征在于，包括：蜗壳(51)，所述蜗壳(51)具有腔室(510)、进气蜗道(511)、第一排气口(512)和第二排气口(513)，所述进气蜗道(511)和所述腔室(510)连通，所述腔室(510)包括沿预设方向排列的第一排气腔(514)和第二排气腔(515)，所述第一排气口(512)设在所述第一排气腔(514)的周壁面上，所述第二排气口(513)设在所述第二排气腔(515)的周壁面上，其中所述进气蜗道(511)在所述预设方向上位于所述第一排气腔(514)的至少一部分与所述第二排气腔(515)的至少一部分之间；和第一叶轮(521)和第二叶轮(522)，所述第一叶轮(521)和所述第二叶轮(522)背对背地设在所述腔室(510)内，所述第一叶轮(521)位于所述第一排气腔(514)内，所述第二叶轮(522)位于所述第二排气腔(515)内，所述第一叶轮(521)和所述第二叶轮(522)中的每一者的旋转轴线的延伸方向与所述预设方向一致。2.根据权利要求1所述的涡轮膨胀机，其特征在于，还包括喷嘴环(53)，所述喷嘴环(53)位于所述腔室(510)内，所述喷嘴环(53)位于所述第一叶轮(521)和所述第二叶轮(522)中的每一者的外侧，所述喷嘴环(53)在所述预设方向上位于所述第一叶轮(521)的至少一部分和所述第二叶轮(522)的至少一部分之间。3.根据权利要求2所述的涡轮膨胀机，其特征在于，所述喷嘴环(53)包括喷嘴盘(531)、第一导叶(532)和第二导叶(533)，所述喷嘴盘(531)具有在所述预设方向上相对设置的第一表面(5311)和第二表面(5312)，所述第一导叶(532)设在所述第一表面(5311)上，所述第二导叶(533)设在所述第二表面(5312)上，其中所述第一导叶(532)具有在所述预设方向上相对的第一端面和第二端面(5321)，所述第一端面与所述第一表面(5311)相贴合，所述第二端面(5321)与所述腔室(510)的壁面相贴合，第二导叶(533)具有在所述预设方向上相对的第三端面和第四端面(5331)，所述第三端面与所述第二表面(5312)相贴合，所述第四端面(5331)与所述腔室(510)的壁面相贴合。4.根据权利要求3所述的涡轮膨胀机，其特征在于，所述喷嘴盘(531)为环形且具有容纳孔，所述第一叶轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫灵丽，张学峰，钟明桥，李清林，孙逍遥，张鹍，
申请(专利权)人：势加透博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：