[实用新型]一种串联式单螺杆膨胀机组及发电装置

说明书

本实用新型涉及一种串联式单螺杆膨胀机组及发电装置，包括第一单螺杆膨胀机(1)、第二单螺杆膨胀机(2)、第一联轴器(3)、第二联轴器(4)和管道(6)，第一单螺杆膨胀机(1)和第二单螺杆膨胀机(2)通过第一联轴器(3)反向串联，第二单螺杆膨胀机(2)通过第二联轴器(4)与发电机(5)连接，管道(6)连通第一单螺杆膨胀机(1)和第二单螺杆膨胀机(2)。现有技术中单螺杆膨胀机数量通常仅为一台，存在能量转化效率低、系统不稳定和工作转速过高的不足，本膨胀机组采用多机反向串联分段膨胀，可降低单个膨胀机的焓降比,提高系统的能量转换效率以及稳定性和经济性。

技术领域

本实用新型涉及单螺杆膨胀机技术领域，具体说，是一种串联式单螺杆膨胀机组及发电装置。

背景技术

我国工业的余热余压资源丰富，大规模重化型工业生产企业已经实现利用, 但由于膨胀机技术的限制，广泛存在的分散式小规模余热余压资源还未被有效利用。

单螺杆膨胀机作为一种将热能转换为机械能的新型装置，主要由星轮、螺杆、螺杆轴和机壳构成。相比于传统的汽轮机，单螺杆膨胀机结构简单、经济性好、可靠性高、安装维修方便、受力平衡性好、耐高压、易于小型化设计，是回收分散式小规模余热余压资源的理想装置。但是，在现有的单螺杆膨胀机用于余热余压资源回收的技术方案中，单螺杆膨胀机数量一般为一台，现有技术存在单机膨胀比过大、效率低、工作转速过高的问题，影响着余热余压资源回收的高效率、稳定性和经济性。因此，有必要基于现有技术中应用单螺杆膨胀机的技术问题进行改进，提高余热余压资源的利用效率，同时兼顾膨胀机系统的稳定性和经济性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能量转化效率更高，稳定性更好和经济性更佳的单螺杆膨胀机组。

为解决上述问题，本实用新型提供一种串联式单螺杆膨胀机组，包括第一单螺杆膨胀机1、第二单螺杆膨胀机2、第一联轴器3、第二联轴器4、管道6，第一单螺杆膨胀机1和第二单螺杆膨胀机2通过第一联轴器3反向串联，第二单螺杆膨胀机2通过第二联轴器4与发电机5连接，管道6连通第一单螺杆膨胀机1和第二单螺杆膨胀机2。

第一单螺杆膨胀机1包括第一机壳11、第一星轮12、第一螺杆13与第一螺杆轴14，其中，第一星轮12分布在第一螺杆13两侧，且第一螺杆13与第一星轮12相互啮合并安装在第一机壳11内；第二单螺杆膨胀机2包括第二机壳21、第二星轮22、第二螺杆23、与第二螺杆轴24，其中，第二星轮22分布在第二螺杆23两侧，且第二螺杆23与第二星轮22相互啮合并安装在第二机壳22内。

第一机壳11的一侧开有第一单螺杆膨胀机进气口111，第一机壳11的另一侧开有第一单螺杆膨胀机出气口112。第二机壳21的一侧开有第二单螺杆膨胀机进气口211，第二机壳21的另一侧开有第二单螺杆膨胀机出气口212。管道6分别与第一单螺杆膨胀机出气口112和第二单螺杆膨胀机进气口211气密连接。

第一螺杆轴14两端分别为第一螺杆轴输入端141和第一螺杆轴输出端 142，第二螺杆轴24两端分别为第二螺杆轴输入端241和第二螺杆轴输出端 242。第一螺杆轴输出端142与第二螺杆轴输入端241通过所述第一联轴器3 对接。

由于本实用新型采取的新的技术方案为将多个单螺杆膨胀机串联在一起，可使余热余压气体分段膨胀，减小了各单机的膨胀比，可以使各单机在更接近理想焓降比的状态下工作，提高了热能转化为机械能的效率。单机膨胀比降低，还可以大大减小气体流速，改善流动特性，减少气体的流动损失。由于单螺杆膨胀机是容积式膨胀机，容积流量正比于转速，采用多机串联分段膨胀后，单机膨胀比降低，机壳内容积流量随之减小，因此每个单螺杆膨胀机机壳内的螺杆和星轮转动副的转速降低，有利于提高轴承和密封件的使用寿命，系统稳定性增强；此外，在转化具有同样多能量的余热余压气体时，使用串联式单螺杆膨胀机组的方案与仅使用一个单螺杆膨胀机的方案相比，与发电机输入端连接的螺杆轴输出端转速可以大幅降低，可以在不需要减速机构的条件下通过联轴器与发电机直联，经济性更好。