[发明专利]一种自由柱塞膨胀机及液压式发电机组

说明书

本发明公开了一种自由柱塞膨胀机及液压式发电机组，具体涉及膨胀机领域，包括多个能量回收及转换单元组和一个发电机组，多个能量回收及转换单元组输出端均与发电机组输入端连接；所述能量回收及转换单元组包括液压油箱、单向阀、自由柱塞膨胀缸一、自由柱塞膨胀缸二、活塞式液压泵、电磁液控单向阀组、安全阀组和蓄能器，所述活塞式液压泵两端分别通过柔性联轴器与自由柱塞膨胀缸一和自由柱塞膨胀缸二连接；所述液压油箱、单向阀、活塞式液压泵、电磁液控单向阀组、安全阀组、蓄能器、液压马达通过油管相互连接构成了液压系统回路。本发明具有较好的转化效率、稳定性以及经济性有利于的余热余压能源回收的实施和推广。

技术领域

本发明涉及膨胀机技术领域，更具体地说，本发明涉及一种自由柱塞膨胀机及液压式发电机组。

背景技术

根据《中华人民共和国节约能源法》第一条：为了加强工业节能管理，健全工业节能管理体系，持续提高能源利用效率，推动绿色低碳循环发展，促进生态文明建设；且面对目前日益严峻的能源问题，国际社会对于余热余压能源回收再利用的重视程度越来越高。

膨胀机技术作为热力能源回收转换环节中的重要一环，其转化效率、稳定性以及经济性影响着能源回收再利用的推广和实施。

专利申请公布号CN 104533604B的专利公开了一种基于活塞膨胀机的发动机余热回收系统，该系统包括发动机及一套基于活塞膨胀机的余热回收装置。本系统可以回收发动机排气与冷却水中的废热，经由有机朗肯循环将其转化为机械能。与现有余热回收系统相比，本发明的特点在于将活塞膨胀机与活塞发动机进行集成，余热回收系统回收的能量可直接用于发动机在排气过程和压缩过程上能量的消耗，由于无额外的发电机和其他能量转化装置，系统内能量传递损失小，且具有结构紧凑、增加额外组件少等优点，有较为广泛的应用前景。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点，如余热回收系统回收的能量只能用于发动机在排气过程和压缩过程上能量的消耗，使用范围较小。

专利申请公布号CN 103334795A的专利公开了一种利用高压气体输出电能的自由行程活塞膨胀机发电装置，该装置包括自由行程活塞膨胀机、直线发电机、电控单元ECU、整流器及电能存储装置；此装置通过输入高压气体推动自由活塞膨胀机中的两个活塞，使直线发电机中的动子作往复运动并切割磁力线直接输出电能。

但是上述技术方案在实际运用时，仍旧存在较多缺点，如直接通过高压气体推动活塞运动，使直线发电机输出电能，只有活塞推动时能够做功，回复时不能够做功，电能输出效率低，且活塞膨胀机工作过程中会产生不稳定的瞬间压力和流量。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种自由柱塞膨胀机及液压式发电机组，通过利用柔性联轴器将两个自由柱塞膨胀缸和一个活塞式液压泵连接，并且配合电磁液控单向阀组的阀一、阀二、阀三和阀四使用，控制其组合开启/关闭，在直线推杆做一次往复运动时，完成两次膨胀做功，实现两次的发电，发电效率高，并且在液压系统回路中，蓄能器和安全阀组的设置，具有缓冲和吸收压力脉动的能力，能够平衡自由柱塞膨胀机的输出脉动，使液压系统回路中液压传动输出稳定。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自由柱塞膨胀机及液压式发电机组，包括多个能量回收及转换单元组和一个发电机组，多个能量回收及转换单元组输出端均与发电机组输入端连接；

所述能量回收及转换单元组包括液压油箱、单向阀、自由柱塞膨胀缸一、自由柱塞膨胀缸二、活塞式液压泵、电磁液控单向阀组、安全阀组和蓄能器，所述活塞式液压泵两端分别通过柔性联轴器与自由柱塞膨胀缸一和自由柱塞膨胀缸二连接；

所述液压油箱、单向阀、活塞式液压泵、电磁液控单向阀组、安全阀组、蓄能器、液压马达通过油管相互连接构成了液压系统回路；