[發明專利]蘭金循環裝置

無效

• 申請號: 201210065797.4
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN102678208A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 榎島史修;井口雅夫;森英文
• 申請（專利權）人: 株式會社豐田自動織機
• 主分類號: F01K23/10
• 分類號: F01K23/10;F01C1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武樹辰;黃霖

技術領域

本發明涉及一種蘭金循環裝置，其具有包括泵、熱交換器以及膨脹部分的回路，該泵用于泵送工作流體，該熱交換器用于在從泵輸送的工作流體與來自廢熱源的流體之間引起熱交換，膨脹部分使已在熱交換器中進行熱交換的工作流體膨脹以產生機械能。

背景技術

用在蘭金循環裝置中的渦旋式膨脹部分包括通過驅動軸的旋轉而繞動的動渦旋以及固定至殼體的定渦旋。渦形部分形成于該動渦旋的端板上。另一渦形部分布置于該定渦旋的端板上。膨脹室形成于渦形部分之間。在熱交換器中獲得熱能之后，工作流體經由膨脹部分的吸入室流入膨脹室中并在該膨脹室中膨脹。這種膨脹引起動渦旋的繞動運動，因此產生了機械能(驅動力)。

為了改進用于通過渦旋式膨脹部分產生機械能的效率，重要的是工作流體在膨脹室中有效地膨脹。因此，重要的是防止工作流體從膨脹室泄漏，或者，換言之，改進膨脹室的密封性能。日本特開專利公開No.10-184567描述了一種用于改進渦旋式膨脹部分中的膨脹室的密封性能的技術。

在該公開文獻所述的技術中，背壓室形成于與動渦旋的端板的背側(與面向定渦旋的表面相反的表面)對應的一側。增大背壓室中的壓力以將背壓施加至動渦旋的背側上。該背壓使動渦旋沿驅動軸的軸向方向壓靠于定渦旋。結果，該動渦旋的渦形部分的遠端壓靠于該定渦旋的端板，而該動渦旋的端板壓靠于該定渦旋的渦形部分的遠端。這提高了膨脹室的密封性能。

然而，根據該技術，背壓通過將一些來自膨脹室的工作流體經由氣體通道引入背壓室中而產生。已經被輸送至背壓室中的工作流體的熱能因此不被用來利用渦旋式膨脹部分產生機械能。結果，雖然該技術改進了利用渦旋式膨脹部分的蘭金循環裝置中的膨脹室的密封性能，但在從熱能至機械能的轉化中引起損失。這降低了用于輸出機械能的效率。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種蘭金循環系統，其通過將背壓施加至動渦旋上而改進了膨脹室的密封性能，并防止用于產生機械能的效率的降低。

為了實現上述目的并且根據本發明的一個方面，提供一種蘭金循環裝置，該蘭金循環裝置具有回路。該回路包括用于泵送工作流體的泵、用于在從泵接收的工作流體與從廢熱源供應的流體之間引起熱交換的熱交換器、以及使已在熱交換器中進行熱交換的工作流體膨脹的膨脹部分由此通過膨脹產生機械能。該膨脹部分包括定渦旋、動渦旋以及背壓室，該動渦旋隨著驅動軸旋轉而相對于定渦旋繞動，該背壓室布置于與動渦旋的背側對應的一側，該背側與面向定渦旋的表面相反。該蘭金循環裝置進一步包括導入機構，該導入機構用于將工作流體從高壓區域引入至背壓室，由此產生使動渦旋沿著驅動軸的軸向方向壓靠于定渦旋的背壓。該高壓區域是從泵的出口側延伸至熱交換器的入口的區域。

結合通過示例示出本發明原理的附圖，從下文的描述中，本發明的其它方面及優點將變得顯而易見。

附圖說明

通過參考下文的對目前優選實施方式的描述以及附圖，可最清楚地理解本發明及其目的和優點，在所述附圖中：

圖1A是示出了根據本發明的第一實施方式的復合流體機械以及蘭金循環裝置的示意圖；

圖1B是示出了圖1A中所示的導入通道的放大示意圖；

圖1C是示出了圖1A中所示的導出通道的放大示意圖；

圖2是沿著圖1A的2-2線剖切的剖視圖；

圖3是示出了根據本發明的第二實施方式的復合流體機械以及蘭金循環裝置的示意圖；

圖4是示出了根據本發明的第三實施方式的復合流體機械以及蘭金循環裝置的示意圖；

圖5是示出了根據本發明的第四實施方式的復合流體機械以及蘭金循環裝置的示意圖；

圖6A是示出了圖5中所示的導入通道的入口附近的放大示意圖；

圖6B是示出了圖5中所示的導入通道的出口附近的放大示意圖；

圖6C是示出了圖5中所示的板以及汽化通道的平面圖；

圖7A是示出了根據本發明的第五實施方式的復合流體機械以及蘭金循環裝置的示意圖；

圖7B是示出了圖7A中所示的導入通道的出口附近的放大示意圖；以及

圖7C是示出了圖7A中所示的導入通道的入口附近的放大示意圖。

具體實施方式

(第一實施方式)

現將參考圖1A至圖1C以及圖2描述本發明的第一實施方式。