[發(fā)明專利]用于在朗肯循環(huán)中使有機(jī)工作流體膨脹的方法和渦輪機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280067570.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104066937A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬里奧·蓋亞;羅伯特·比尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TURBODEN責(zé)任有限公司
• 主分類號(hào): F01K25/10
• 分類號(hào): F01K25/10;F01D9/04;F01D1/04;F01D1/06;F01D1/12
• 代理公司: 上海衡方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31234
• 代理人: 卞孜真;趙麗莉

1.一種用于在朗肯循環(huán)中使有機(jī)工作流體膨脹的方法，其包括將所述有機(jī)工作流體供應(yīng)到配備有多個(gè)級(jí)的渦輪機(jī)(1)上的步驟，每個(gè)級(jí)通過(guò)與約束到關(guān)于對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線(X)旋轉(zhuǎn)的軸(2)上的轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)交替的定子葉片陣列(S₁，S_n)來(lái)界定，其特征在于以下步驟：

a)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)徑向級(jí)引起所述工作流體的第一次膨脹，以及

b)使葉片陣列(AR)(稱為角葉片)中的所述工作流體從所述實(shí)質(zhì)上徑向的膨脹方向轉(zhuǎn)移到相對(duì)于與所述角葉片(AR)成一體的觀測(cè)器實(shí)質(zhì)上軸向以及切向的膨脹方向上，以及

c)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)軸向級(jí)誘導(dǎo)第二次流體膨脹，

其中所述步驟b)對(duì)應(yīng)于所述工作流體的焓變，所述焓變等于經(jīng)提供用于完成在所述渦輪機(jī)(1)中的所述流體膨脹的平均焓變的至少50％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)在所述徑向方向上引導(dǎo)所述工作流體使之經(jīng)過(guò)彼此交替安置的至少一個(gè)定子葉片陣列(S₁，S_n)與一個(gè)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)來(lái)執(zhí)行所述步驟a)，通過(guò)在所述軸向方向上引導(dǎo)所述工作流體使之經(jīng)過(guò)彼此交替安置的至少一個(gè)定子葉片陣列(S₁，S_n)和一個(gè)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)來(lái)執(zhí)行所述步驟c)，以及通過(guò)引導(dǎo)所述流體使之經(jīng)過(guò)定子或轉(zhuǎn)子角葉片陣列(AR)來(lái)執(zhí)行所述步驟b)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述角葉片(AR)是轉(zhuǎn)子葉片并且其中在所述步驟b)與c)之間執(zhí)行以下步驟：

d)反轉(zhuǎn)在所述角葉片陣列(AR)的下游的所述流體膨脹方向的路線。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中通過(guò)在所述步驟b)中所述工作流體的膨脹引起的所述焓變的至少10％轉(zhuǎn)化為退出所述角葉片陣列(AR)的所述工作流體的動(dòng)能。

5.一種用于在朗肯循環(huán)中使有機(jī)工作流體膨脹的渦輪機(jī)(1)，其包括定子葉片陣列(S₁，S_n)以及與前者交替的轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)，以及關(guān)于對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線(X)旋轉(zhuǎn)的用于支撐所述轉(zhuǎn)子葉片(R₁，R_n)的軸(2)，其特征在于在所述渦輪機(jī)的第一部分(A)中，所述定子葉片陣列(S₁，S_n)和所述轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)在實(shí)質(zhì)上徑向的方向上交替，在所述渦輪機(jī)的第二部分(B)中，所述定子葉片陣列(S₁，S_n)和所述轉(zhuǎn)子葉片陣列(R₁，R_n)在實(shí)質(zhì)上軸向的方向上交替，以及在所述渦輪機(jī)的所述第一部分與所述第二部分之間存在至少一個(gè)定子或轉(zhuǎn)子葉片陣列(AR)(稱為角葉片)，所述陣列經(jīng)布置以使所述工作流體從實(shí)質(zhì)上徑向的膨脹方向轉(zhuǎn)移到實(shí)質(zhì)上軸向和/或切向的膨脹方向上，

其中，通過(guò)所述角葉片(AR)膨脹的所述工作流體的焓變等于經(jīng)提供用于完成在所述渦輪機(jī)(1)中的所述流體膨脹的平均焓變的至少50％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪機(jī)(1)，其中所述角葉片(AR)的所述前緣(ARi)在實(shí)質(zhì)上軸向方向上延伸并且所述對(duì)應(yīng)的后緣(ARo)在實(shí)質(zhì)上徑向方向上延伸。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的渦輪機(jī)，其中所述角葉片(AR)在實(shí)質(zhì)上彎曲的徑向和軸向方向上延伸。

8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任一權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)，其中所述角葉片(AR)至少部分在切向方向上延伸，以便至少在通過(guò)與所述角葉片(AR)成一體的觀測(cè)器觀測(cè)到的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中增加所述流體速度矢量的切向分量。

9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任一權(quán)利要求所述的渦輪機(jī)，其包括經(jīng)布置與所述軸(2)對(duì)準(zhǔn)的所述工作流體的軸向進(jìn)氣歧管(6)，并且其中所述軸(2)通過(guò)從相對(duì)于所述進(jìn)氣歧管(6)的相反側(cè)提供的軸承以懸臂方式支撐并且其中所述角葉片(AR)是定子或轉(zhuǎn)子葉片。