[发明专利]用于深低温精馏系统的透平膨胀机

权利要求书

1.一种能制冷的透平膨胀机，其包括：

—个在第一端和第二端之间延伸的中心壳体；

一个安装在所述中心壳体的所述第一端的透平壳体；

一根具有纵向轴线、安装于所述中心壳体上绕所述轴线转动的轴，所述轴的一第一端延伸到所述透平壳体之中，它的一第二端支承一个负载；

一个带有外周缘、安装在所述轴的所述第一端上并处于透平壳体内与所述轴一起转动的透平轮，所述透平轮上加工有若干个沿圆周方向间隔开的透平叶片，每个所述透平叶片在靠近所述透平轮的外周缘的位置与靠近所述纵向轴线的位置之间延伸；

所述透平壳体限定在远离所述纵向轴线的一个区域接受生产流体并将生产流体朝所述透平叶片排出的入口装置；并限定位于所述入口装置和所述透平轮的中间并包围所述透平轮的环形喷嘴装置，用来把生产流体从所述入口装置引向并通过所述透平叶片，所述喷嘴装置包括若干个导流叶片，每个所述导流叶片在离所述透平轮较远的进气边和离所述透平轮较近的出气边之间伸展，所述导流叶片的所述出气边和所述透平轮的所述外周缘之间的距离约在透平轮半径的1％至4％的范围。

2.如权利要求1所述的透平膨胀机，其中所述导流叶片的所述进气边和所述出气边之间的距离为一条弦；且所述弦长约为透平轮直径的5％至15％的范围。

3.如权利要求2所述的透平膨胀机，其中所述每个导流叶片在所述进气边和所述出气边之间大体不是等高的(uncontoured)，而且所述进气边大体上比所述出气边厚。

4.如权利要求3所述的透平膨胀机，其中每个所述导流叶片在所述进气边处的厚度约在0.05英寸至0.15英寸的范围；而每片所述导流叶片在所述出气边处的厚度约在0.01英寸至0.10英寸的范围。

5.如权利要求1所述的透平膨胀机，其还包括：

安装在所述中心壳体上用于支承所述轴并使其可旋转的轴承装置；

用于将润滑剂供给到所述轴承装置及使润滑剂从其中离开的装置；以及

隔热屏装置，用以使所述透平壳体和所述透平壳体中的生产流体与所述中心壳体和所述中心壳体中的润滑剂隔热。

6.如权利要求5所述的透平膨胀机，其包括：沿着所述轴承装置和所述透平壳体之间的所述轴的长度方向设置的迷宫式密封装置，以阻止润滑剂沿所述轴流入所述透平壳体中，同时阻止生产流体沿所述轴流出所述透平壳体并流入所述中心壳体。

7.如权利要求6所述的透平膨胀机，其包括：用来给所述迷宫式密封装置提供密封气体的装置以及从所述迷宫式密封装置中排出密封气体的装置，作为一种附加措施来阻止润滑剂沿所述轴流入所述透平壳体，同时也阻止生产流体沿所述轴流出所述透平壳体并流入所述中心壳体。

8.如权利要求1所述的透平膨胀机，其包括：设置在所述中心壳体的所述第二端上的一个压缩机壳体，所述轴的所述第二端伸入所述压缩机壳体中；以及安装于所述轴的所述第二端上并位于所述压缩机壳体内与所述轴一起转动的一个压缩机轮。

9.如权利要求1所速的透平膨胀机，其包括：与所述中心壳体的所述第二端相连的负载装置壳体，所述轴的所述第二端伸入该负载装置壳体中。

10.一种能制冷的透平膨胀机，其包括：

一个在第一端和第二端之间延伸的中心壳体；

一个装于所述中心壳体的所述第一端上的透平壳体；

一根具有纵向轴线、安装于所述中心壳体上用以绕所述轴线转动的轴，所述轴具有伸入所述透平壳体中的一第一端和支承负载的一第二端；

一个带有外周缘、安装在所述轴的所述第一端上并处于所述透平壳体内与所述轴一起转动的透平轮，所述透平轮上加工有若干个沿圆周方向间隔开的透平叶片，每个所述透平叶片在靠近所述透平轮的所述外周缘的位置与靠近所述纵向轴线的位置之间延伸；所述透平壳体限定在远离所述纵向轴线的一个区域接受生产流体并将生产流体朝所述透平叶片排出的入口装置；以及

位于所述入口装置和所述透平轮的中间并包围所述透平轮的环形喷嘴装置，用来把生产流体从所述入口装置引向并通过所述透平叶片，上述喷嘴装置包括若干个导流叶片，每个所述导流叶片在离所述透平轮较远的进气边和离所述透平轮较近的出气边之间延伸，所述进气边和出气边之间的距离为一条弦，所述弦的长度约为透平轮直径的5％至15％的范围。