[发明专利]复合单螺杆膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合单螺杆膨胀机。

背景技术

热转化成功的过程是最为常见的热力过程，普遍存在于动力设备、热回收、发电等装置中。其中最为研究者所关注的是如何提高热转化为功的效率。许多装置都存在热效率不高的问题，热功转化过程中最核心的部件就是膨胀机，它是将热能转换成机械能的关键设备。膨胀机的结构和效率直接影响了热力过程的效率和经济性。另外，随着工业水平的进步，设备对环境的影响以及可靠性越来越受到人们的关注。因此，提出一种噪音小、振动小、可靠性高、运行稳定而又热效率高的膨胀设备有很大的现实意义。

发明内容

本发明提出了一种新型的复合单螺杆膨胀机。该膨胀机与现有的膨胀机相比，噪音小，运行稳定，膨胀比高并且做功能力更强。

一种复合单螺杆膨胀机，该膨胀机包括锥形壳体和位于锥形壳体内的螺杆转子。其中锥形壳体的小径端具有小径端口、大径端具有大径端口，螺杆转子由轴、锥体、螺纹组成。轴两端分别穿过小径端口和大径端口，锥体固定在轴上或与轴为一体式结构，锥体小径端位于小径端口侧，锥体大径端位于大径端口侧。螺纹布置在锥体上；上述螺纹的螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。

该复合单螺杆膨胀机的锥形壳体的小径端可以单独设置流体入口，流体入口位于小径端口侧面。锥形壳体的大径端可以单独设置流体出口，流体处口位于大径端口侧面。锥形壳体也可以不单独设置流体入口、流体出口，该锥形壳体的小径端口即为流体入口，上述大径端口即为流体出口。

该单螺杆膨胀机的转子部分采用变直径的锥体结构，同时外周面的相邻螺纹间距由锥体的小径端至大径端逐渐增大。螺杆转子相邻螺纹之间形成槽，槽和壳体之间形成流体通道。由于壳体直径和螺纹间距逐渐增大，流体在通道内膨胀。相较于间距一定的螺杆转子，此种变间距的结构拥有更大的膨胀比，更强的做功能力。流体出口和入口的布置方式取决于功的输出方式，原则是利于功输出装置的安装。螺旋的形状可以是多种方式：非对称曲面、梯形或者抛物形。

附图说明

图1 是流体轴向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；

图2 是流体轴向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的轴向视图；

图3 是膨胀机的转子侧视图；

图4 是螺杆转子上螺旋形状剖面图；

图5 是流体径向流进径向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；

图6 是流体轴向流进径向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；

图7 是流体径向流进轴向流出情况下壳体剖开后膨胀机整体的侧视图；

图中标号名称：1、大径端口，2、锥形壳体，3、小径端口，4、螺纹，5、锥体，6、轴，7、非对称曲面螺纹，8、梯形截面螺纹，9、抛物型截面螺纹。

具体实施方式

参照附图1，流体从转子外径较小侧流进膨胀机。螺杆转子相邻螺纹之间形成槽，槽和壳体之间形成流体通道。流体在流道中流动实际相当于一个膨胀过程,压力和温度降低，焓值下降，驱动转子旋转，减小的焓值转化成输出功。

参照附图3，由于从流体流进侧到流出侧，相邻螺纹之间的间距逐渐增大，意味着：相较于间距一定的的螺旋转子，该结构具有更大的膨胀比，即更强的做功能力。