[发明专利]一种带锥形转子发电机的余热发电系统

摘要

本发明公开了一种带锥形转子发电机的余热发电系统，由做功工质、换热装置及电气系统三部分组成，其中做功工质是有机介质；本发明的锥形转子发电机可分为有轴承或无轴承两种结构，当为有轴承结构时，径向涡轮膨胀机产生轴向拉力FR与同轴联接发电机的锥形转子产生电磁轴向力FL方向相反，且FL还可随FR变化进行调节，并可完全抵消；当为无轴承结构时，发电机定子中一并嵌入功率绕组和悬浮绕组两套绕组，将发电机转子和同轴的径向涡轮膨胀机悬浮起来；达到无轴承的效果，同时也兼顾了功率绕组作用。因此本发电系统具备结构简单，维护周期长，效率高特点。为无轴承结构时，发电系统的做功介质的纯度得到保障，增加系统的使用寿命。

主权项

1.一种带锥形转子发电机的余热发电系统，其发电机为锥形转子发电机（5），它由做功工质、换热装置及电气系统三部分组成；其中做功工质为有机介质（2）选R245fa、R123、R134a、R600a任一种；换热装置包括冷凝器（1）、蒸发器（4）及工质泵（3）；电气系统包括径向涡轮膨胀机（7）、PWM变流装置（6）及锥形转子发电机（5）；经工质泵（3）加压后的有机介质（2）经蒸发器（4）加热，高温高压的有机介质（2）经管道进入径向涡轮膨胀机（7）内腔，驱动径向涡轮膨胀机（7）旋转，实现热能与机械能转换；径向涡轮膨胀机（7）直接固定在所述锥形转子发电机（5）轴伸端，旋转的径向涡轮膨胀机（7）带动发电机转子进行机械能转换成电能；锥形转子发电机（5）外接PWM变流装置，对外输出电能，最后做功后乏气经管道在所述冷凝器（1）里进行冷却，再经工质泵（3）加压后进入蒸发器（4）进行热能交换，从而完成一次循环；其特征在于：所述锥形转子发电机（5）为有轴承或无轴承结构其中一种；所述锥形转子发电机（5）为有轴承结构时，径向涡轮膨胀机（7）产生一个轴向拉力FR，发电机中的锥形转子（9）上产生电磁轴向力FL，且轴向拉力FR和电磁轴向力FL方向相反，而发电机中的锥形转子（9）的电磁轴向力FL可以随着径向涡轮膨胀机（7）随有机介质（2）的压力变化时产生轴向拉力FR可进行调节，并可完全抵消；所述锥形转子发电机（5）为无轴承结构时，在所述锥形转子发电机（5）的发电机定子（8）中，一并嵌入极对数相差为二倍的功率绕组和悬浮绕组两套绕组，系统工作时，两套绕组通入同频率的三相交流电，将锥形转子发电机（5）和径向涡轮膨胀机（7）悬浮起来，达到无轴承结构的效果，同时也兼顾了功率绕组作用。