[发明专利]一种多级组合式涡旋膨胀机及金属储氢材料发电系统

说明书

本发明涉及膨胀机技术领域，具体涉及一种多级组合式涡旋膨胀机及金属储氢材料发电系统。其中，多级组合式涡旋膨胀机包括太阳齿轮，以及分别通过行星齿轮与太阳齿轮啮合的多个涡旋膨胀机。本申请实施例提供的多级组合式涡旋膨胀机，通过太阳齿轮和行星齿轮将多个涡旋膨胀机组合设置在一个平面上，使得多级组合式涡旋膨胀机呈现出星型排布结构，实现了膨胀机的小型化设计，拓展了膨胀机的应用场合。应用本申请实施例提供的多级组合式涡旋膨胀机，配合金属储氢材料的吸放氢功能，能够实现高压工质的高效做功，实现了氢能的安全、高效利用。

技术领域

本发明涉及膨胀机技术领域，具体涉及一种多级组合式涡旋膨胀机及金属储氢材料发电系统。

背景技术

膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的以获得能量的机械。目前，透平膨胀机和活塞膨胀机是获取低温的关键设备。随着膨胀机应用范围的不断扩展和人们对其应用要求的不断提高，这两种形式的膨胀机已经不能满足人们对其更高的要求。涡旋式膨胀机具有涡旋式压缩机结构上的特点，而且膨胀与压缩互为可逆过程，因此涡旋式膨胀机也具有涡旋式压缩机的所具有高效率、高可靠性、低能耗、低噪声、结构紧凑等突出优点，从而能适用于某些特殊场合并较其他结构类型的膨胀机取得更好的效果。现有的各类膨胀机一般体积较大，难以在手机、手表等小型设备中应用。

发明内容

本申请针对普通膨胀机体积较大的问题，提供了一种多级组合式涡旋膨胀机及金属储氢材料发电系统，实现了膨胀机的小型化设计，拓展了膨胀机的应用场合。

本申请实施例提供了一种多级组合式涡旋膨胀机，包括：太阳齿轮，以及分别通过行星齿轮与太阳齿轮啮合的多个涡旋膨胀机；涡旋膨胀机分别设有对应的进气口和排气口；初级涡旋膨胀机的进气口为多级组合式涡旋膨胀机的进气口；末级涡旋膨胀机的排气口为多级组合式涡旋膨胀机的排气口。

进一步的，在部分或全部相邻的两级涡旋膨胀机之间设有工质再热器。

进一步的，当相邻的两级涡旋膨胀机之间设有工质再热器时，将上一级涡旋膨胀机的排气口与对应的工质再热器的管程进口连接；将对应的工质再热器的管程出口与下一级涡旋膨胀机的进气口连接；工质再热器的壳程进口和壳程出口分别与空气或其他热源相连通。

进一步的，多级组合式涡旋膨胀机还包括发电机；发电机与太阳齿轮连接，并在太阳齿轮的驱动下发电。

进一步的，多级组合式涡旋膨胀机还包括一个或多个工质压缩机；工质压缩机通过对应的行星齿轮与太阳齿轮啮合。

进一步的，多级组合式涡旋膨胀机还包括一个或多个风机；风机通过对应的行星齿轮与太阳齿轮啮合。

进一步的，涡旋膨胀机的机体内设有膨胀机轴承，涡旋膨胀机的偏心输出轴通过膨胀机轴承固定，并且偏心输出轴的一端与其对应的行星齿轮键合；偏心输出轴的另一端与涡旋膨胀机的动涡盘连接；动涡盘上未与偏心输出轴相连接的一端设置有静涡盘；静涡盘的一侧设置有进气腔；在进气腔的中央设有进气口；在进气腔与静涡盘之间设有膨胀腔；在膨胀腔的一侧设有排气腔和排气口。

进一步的，在涡旋膨胀机的偏心输出轴伸出机体之处，设置有动密封；在动涡盘上设置有防自传机构，用于防止动涡盘出现自转。

进一步的，工质压缩机为涡旋式压缩机；风机为涡旋风机。

进一步的，在任一涡旋膨胀机的对侧设置一个涡旋膨胀机或一个工质压缩机或一个风机；任一涡旋膨胀机及其对侧的涡旋膨胀机或工质压缩机或风机共用一个行星齿轮。

进一步的，将两个或两个以上涡旋膨胀机或工质压缩机或风机串联形成一组串联设备组；两组或两组以上串联设备组中的末级设备分别通过对应的行星齿轮与太阳齿轮啮合。