靜渦盤及渦旋膨脹機及發電機組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及發電機領域和熱電轉換領域，具體涉及一種渦旋膨脹機及其靜渦盤部件以及采用該渦旋膨脹機的發電機組，應用于有機朗肯循環系統，實現熱能到電能的轉換。
【背景技術】
[0002]活塞式膨脹機、轉子膨脹機、渦旋膨脹機、螺桿膨脹機等結構形式的膨脹機常用于小型有機朗肯循環發電機組，其中渦旋膨脹機因其結構緊湊、體積小、效率高、氣流脈動小、噪音低、壽命長等優點而得到廣泛的研究與應用。渦旋膨脹機通常按照設計工況設計，膨脹機的內容積比是固定值，其內膨脹比(內膨脹比=內容積比的K次方，K為工質氣體常數)不可以調節，變工況性能較差。但是膨脹機運行中，實際工況多數是偏離設計工況的，也就是運行膨脹比不等于設計膨脹比，易出現過膨脹或者欠膨脹狀態。一般情況下過膨脹都是暫時的，膨脹機膨脹機構部出口壓力會自動升至排氣壓力，但是欠膨脹會一直存在，不能有效利用熱源回收動力，膨脹機輸出軸功大幅降低，不利于有機朗肯循環發電機組整體運行。

【發明內容】

[0003]有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是:提供一種靜渦盤及采用該靜渦盤的渦旋膨脹機以及采用該渦旋膨脹機的發電機組，靜渦盤結構使膨脹機內容積比可調節，達到防止過膨脹或欠膨脹的目的，提高渦旋膨脹機的變工況適應性，確保發電機組穩定運行。
[0004]為解決上述關于靜渦盤的技術問題，本發明提供如下技術方案:
[0005]靜渦盤，包括:靜渦盤盤體，所述靜渦盤盤體一側設有渦旋狀的靜渦盤側壁，所述靜渦盤盤體的中部設有進氣口，其特征在于，所述進氣口處設置有進氣管，所述進氣管包括套裝在一起的粗進氣管和細進氣管，所述粗進氣管和細進氣管之間留有間隙。
[0006]其中，所述粗進氣管和細進氣管上分別設置有控制閥。
[0007]進一步地，所述細進氣管設有彎折部，所述彎折部穿出所述粗進氣管的管壁，所述細進氣管上的控制閥設在所述彎折部上。
[0008]為解決上述關于渦旋膨脹機的技術問題，本發明提供如下技術方案:
[0009]渦旋膨脹機，包括膨脹機構部，所述膨脹機構部包括靜渦盤和動渦盤，所述靜渦盤包括靜渦盤盤體，所述靜渦盤盤體一側設有渦旋狀的靜渦盤側壁，所述靜渦盤盤體的中部設有進氣口，所述進氣口處設置有進氣管，所述進氣管包括套裝在一起的粗進氣管和細進氣管，所述粗進氣管和細進氣管之間留有間隙，所述粗進氣管和細進氣管上分別設置有控制閥；所述動渦盤包括動渦盤盤體，所述動渦盤盤體一側設有渦旋狀的動渦盤側壁，所述動渦盤側壁與所述靜渦盤側壁嚙合并形成膨脹腔。
[0010]其中，所述細進氣管設有彎折部，所述彎折部穿出所述粗進氣管的管壁，所述細進氣管上的控制閥設在所述彎折部上。
[0011]進一步地，所述動渦盤和靜渦盤之間設置有防止所述動渦盤自轉的防轉機構。
[0012]優選地，所述防轉機構包括套設在所述動渦盤外的圓環體，所述圓環體的一個端面上沿直徑方向設有兩個第一凸塊，所述圓環體的另一個端面上沿直徑方向設有兩個第二凸塊，兩個所述第一凸塊的連線垂直于兩個所述第二凸塊的連線；所述靜渦盤盤體上設置有與所述第一凸塊滑動配合的靜渦盤滑槽；所述動渦盤盤體上設置有與所述第二凸塊滑動配合的動渦盤滑槽。
[0013]進一步優選地，所述動渦盤盤體的外周上對應于每一個所述動渦盤滑槽處分別設有兩個向外延伸的限位部，兩個所述限位部之間形成所述動渦盤滑槽。
[0014]為解決上述關于渦旋膨脹發電機組的技術問題，本發明提供如下技術方案:
[0015]渦旋膨脹發電機組，包括:封閉殼體和設置于所述封閉殼體內的渦旋膨脹機以及由所述渦旋膨脹機驅動的發電機，所述封閉殼體的一端設有吸氣口，所述封閉殼體的另一端設有排氣口，所述渦旋膨脹機靠近所述吸氣口，所述發電機靠近所述排氣口 ；所述渦旋膨脹機為上述任一項所述的渦旋膨脹機。
[0016]其中，所述發電機包括發電機定子和發電機轉子，所述發電機轉子的轉軸第一端與所述動渦盤連接，所述轉軸的內部設有潤滑油通道，所述潤滑油通道包括沿軸向貫通的軸向潤滑油通道以及與所述軸向潤滑油通道連通的徑向潤滑油通道，所述徑向潤滑油通道的位置與所述轉軸上的軸承安裝位置相對應；所述轉軸的第二端內部設置有由所述轉軸驅動的用于向所述軸向潤滑油通道供油的供油件；所述供油件大致呈人字形結構，包括與所述轉軸的內壁固定安裝的安裝部和固設于所述安裝部上的兩個葉片，兩個所述的葉片分別傾斜設于所述安裝部的兩側，且傾斜方向相反。
[0017]從上述技術方案可以看出，本發明提供的靜渦盤，由于在其進氣口處設置有套裝在一起的粗進氣管和細進氣管，細進氣管與渦旋膨脹機膨脹機構部入口的連通容積小，粗進氣管與膨脹機構部入口的連通容積大，渦旋膨脹發電機組運行時，根據實際工況，通過控制相應控制閥的開啟與關閉即可選擇由粗進氣管進氣或者由細進氣管進氣，由于膨脹終了容積固定，因此，通過選擇不同進氣通道，即可實現膨脹機構部進氣容積可變，從而調節渦旋膨脹機的內容積比，使膨脹機的內容積比與實際運行工況相適應，防止出現過膨脹或欠膨脹現象，提高了渦旋膨脹機的變工況適應性，確保了有機朗肯循環發電機組的穩定運行，提高了有機朗肯循環系統的運行效率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明實施例的渦旋膨脹發電機組結構剖視示意圖；
[0019]圖2是圖1中的靜渦盤立體結構示意圖；
[0020]圖3是圖2沿軸向的剖視結構示意圖；
[0021]圖4是圖1中的防轉機構立體結構示意圖；
[0022]圖5是圖1中的動渦盤立體結構示意圖；
[0023]圖6是圖1中的動渦盤與靜渦盤嚙合示意圖；
[0024]圖7是圖1中的轉軸剖視結構示意圖；
[0025]圖8是圖1中的供油件放大結構示意圖；
[0026]圖9是圖8的左視不意圖；
[0027]圖10是圖8的俯視示意圖；
[0028]圖中:1-封閉殼體；Ia-上殼體；Ib-中殼體；Ic-下殼體；2-高低壓分隔板；3-靜渦盤；31-靜渦盤側壁；32_靜渦盤滑槽；34_膨脹腔；3a-細進氣管；3al_彎折部；3b_粗進氣管；4_動渦盤；41_動渦盤側壁；42_動渦盤滑槽；421_限位部；5_上軸承；6_上平衡塊；7-主軸承；8_轉軸；8a-供油件安裝孔；8b-下平衡塊固定螺紋孔；8c-軸向潤滑油通道；Sd-主軸承徑向潤滑油通道；8e-上平衡塊安裝槽；8f-上軸承徑向潤滑油通道；9_發電機定子；10_發電機轉子；11_供油件；lla-安裝部；llb-葉片；llc-葉片；12_下軸承；13_下平衡塊；14_排氣口 ；15_防轉機構；151-圓環體；15a-第一凸塊；15b_第二凸塊；16_吸氣口 ；17a-細管控制閥；17b-粗管控制閥；A-高壓腔。
【具體實施方式】
[0029]本發明的核心在于提供一種靜渦盤及采用該靜渦盤的渦旋膨脹機以及采用該渦旋膨脹機的發電機組，靜渦盤結構使膨脹機內容積比可調節，達到防止過膨脹或欠膨脹的目的，提高渦旋膨脹機的變工況適應性，確保發電機組穩定運行。
[0030]為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，以下結合附圖和具體實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0031]本文中述及的“上、下”等表示方位的用語是基于附圖的位置關系，不應將其理解為對保護范圍的絕對限定；同理，“第一、第二”等用語僅是為了便于描述，以區分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關系。
[0032]如圖1所示，以發電機組立式設置為例，本實施例的渦旋膨脹發電機組包括:封閉殼體I和設置于封閉殼體I內的渦旋膨脹機以及由渦旋膨脹機驅動的發電機；為便于渦旋膨脹機和發電機的安裝與維護，封閉殼體I采用組件結構，包括依次密封連接的上殼體la、中殼體Ib和下殼體lc，在上殼體Ia上設有吸氣口 16，在下殼體Ic上設有排氣口 14 ;其中，渦旋膨脹機靠近吸氣口 16，渦旋膨脹機與吸氣口 16之間設有高低壓分隔板2，高低壓分隔板2與上殼體Ia圍出的空間為高壓腔A，發電機靠近排氣口 14。
[0033]如圖1、圖2、圖3、圖5和圖6共同所示，其中，渦旋膨脹機包括:膨脹機構部，該膨脹機構部包括互為共軛曲線的靜渦盤3和動渦盤4。其中，靜渦盤3包括靜渦盤盤體，在靜渦盤盤體的下側設有渦旋狀的靜渦盤側壁31，在靜渦盤盤體的中部設有進氣口，在進氣口處固定設置有進氣管，所述進氣管包括套裝在一起的細進氣管3a和粗進氣管3b，粗進氣管3b和細進氣管3a之間留有間隙，在粗進氣管3b上設有粗管控制閥17b，在細進氣管3a上設置有細管控制閥17a，兩個控制閥優選采用電磁閥，受控于發電機組的電控單元；其中，細進氣管3a設有彎折部3al，該彎折部3al穿出粗進氣管3b的管壁，細管控制閥17a設在彎折部3al上；細進氣管3a和粗進氣管3b的上端位于高壓腔A中。其中，動渦盤4包括動渦盤盤體，在動渦盤盤體上側設有渦旋狀的動渦盤側壁41，動渦盤側壁41與靜渦盤側壁31嚙合并形成多個膨脹腔34。
[0034]上述結構的靜渦盤3，由于在其進氣口處設置有套裝在一起的細進氣管3a和粗進氣管3b，細進氣管3a與渦旋膨脹機膨脹機構部入口的連通容積小，粗進氣管3b與膨脹機構部入口的連通容積大，渦旋膨脹發電機組運行時，根據實際工況，通過控制細管控制閥17a或粗管控制閥17b的開啟與關閉即可選擇由粗進氣管3b進氣或者由細進氣管3a進氣，由于膨脹終了容積固定，因此，通過選擇不同進氣通道，即可實現膨脹機構部進氣容積可變，從而調節渦旋膨脹機的內容積比，使膨脹機的內容積比與實際運行工況相適應，防止出現過膨脹或欠膨脹現象，提高了渦旋膨脹機的變工況適應性，確保了有機朗肯循環發電