[發(fā)明專(zhuān)利]渦旋膨脹機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310130916.4
• 申請(qǐng)日: 2013-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103375174B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宇波厚;藤岡完
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 阿耐思特巖田株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): F01C1/02
• 分類(lèi)號(hào): F01C1/02
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)渦旋體和從動(dòng)渦旋體同步旋轉(zhuǎn)的雙旋轉(zhuǎn)型渦旋膨脹機(jī)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)以數(shù)百kW以上的大型設(shè)備為主，小型發(fā)電中以簡(jiǎn)單構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式發(fā)電機(jī)等為主流。但是，最近因節(jié)能意愿增強(qiáng)、再生能量特別措施法成立等使小型發(fā)電的需要和市場(chǎng)增大。一方面，太陽(yáng)能發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電還未提高性?xún)r(jià)比。另一方面，開(kāi)發(fā)出將75～150℃的熱水或蒸汽用于熱源，經(jīng)由低沸點(diǎn)的工作介質(zhì)驅(qū)動(dòng)小型發(fā)電機(jī)的雙燃料發(fā)電系統(tǒng)。

在這樣的應(yīng)對(duì)措施中，渦旋膨脹機(jī)為向膨脹室供給高壓的工作介質(zhì)而獲得驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)矩變動(dòng)少，所以作為適合于小型發(fā)電系統(tǒng)的膨脹機(jī)而受到矚目。渦旋型流體機(jī)械是通過(guò)一對(duì)渦旋體的端板和螺旋形狀的卷板形成壓縮室或膨脹室的結(jié)構(gòu)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種單側(cè)回旋方式的渦旋膨脹機(jī)，其一方為固定渦旋體，另一方為回旋渦旋體，使回旋渦旋體相對(duì)于固定渦旋體回旋，從而形成膨脹室。在所述結(jié)構(gòu)的渦旋型流體機(jī)械中，由于成為動(dòng)態(tài)密封，所以呈在形成膨脹室的端板或卷板的接觸部位產(chǎn)生明顯的噪音或磨損的趨勢(shì)。由此，膨脹室的密封性可能會(huì)受損。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種雙旋轉(zhuǎn)型渦旋型流體機(jī)械。雙旋轉(zhuǎn)型渦旋型流體機(jī)械通過(guò)使驅(qū)動(dòng)渦旋體和從動(dòng)渦旋體經(jīng)由連動(dòng)機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)而能夠降低在接觸部位的噪音或磨損。在雙旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)渦旋體使從動(dòng)渦旋體偏心旋轉(zhuǎn)來(lái)形成壓縮室或膨脹室。

專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的雙旋轉(zhuǎn)型渦旋型流體機(jī)械具有在從動(dòng)渦旋體的端板的兩面形成有壓縮室或膨脹室的所謂“雙卷板·渦旋構(gòu)造”。如此，通過(guò)在兩側(cè)形成壓縮室或膨脹室，能夠增加工作流體的處理容量或輸出(轉(zhuǎn)矩)。另外，由于能夠使施加在驅(qū)動(dòng)渦旋體和從動(dòng)渦旋體上的推力方向載荷抵消，所以具有能夠使驅(qū)動(dòng)渦旋體和從動(dòng)渦旋體的支承構(gòu)造簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2009-299653號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平6-341381號(hào)公報(bào)

發(fā)明概要

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

但是，在采用雙旋轉(zhuǎn)型渦旋膨脹機(jī)的情況下，由于使驅(qū)動(dòng)渦旋體及從動(dòng)渦旋體同步旋轉(zhuǎn)，所以與單側(cè)回旋方式相比，需要較大的驅(qū)動(dòng)力。因此，為了獲得高輸出，需要防止向膨脹室供給前的工作介質(zhì)的泄漏或溫度下降所引起的事先膨脹而向膨脹室供給。但是，在雙旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)中，與單側(cè)回旋方式相比，難以確保符合所述條件的工作介質(zhì)供給路。

在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的雙旋轉(zhuǎn)型渦旋型流體機(jī)械中，驅(qū)動(dòng)軸在軸向上分割成兩個(gè)。因此，存在分割后的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的軸心對(duì)位困難的問(wèn)題。另外，在作為渦旋膨脹機(jī)而使用的情況下，由于是從分割后的一方的驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置的高壓流體導(dǎo)入孔首先向一方的膨脹室供給高壓的工作介質(zhì)，接著通過(guò)在膨脹室的隔壁上設(shè)置的孔而向另一方的膨脹室供給工作介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所以存在工作介質(zhì)通過(guò)該孔時(shí)產(chǎn)生壓力損失，工作介質(zhì)無(wú)法向兩膨脹室均等地供給的問(wèn)題。另外，從動(dòng)渦旋體具備覆蓋膨脹室形成部的殼體，所以重量增加，使從動(dòng)渦旋體旋轉(zhuǎn)需要較大的驅(qū)動(dòng)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而提出，其目的在于在雙旋轉(zhuǎn)型且具有雙膨脹室的渦旋膨脹機(jī)中，不需要驅(qū)動(dòng)軸的軸心對(duì)位，并且形成沒(méi)有工作介質(zhì)的泄漏或溫度下降所引起的事先膨脹的工作介質(zhì)供給路，且能夠向雙膨脹室均等地供給工作介質(zhì)。

解決方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的渦旋膨脹機(jī)包括：驅(qū)動(dòng)軸；在該驅(qū)動(dòng)軸上一體地設(shè)置的驅(qū)動(dòng)渦旋體；具有相對(duì)于該驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)軸偏心的旋轉(zhuǎn)軸線的從動(dòng)渦旋體；使該驅(qū)動(dòng)渦旋體和該從動(dòng)渦旋體同步旋轉(zhuǎn)的連動(dòng)機(jī)構(gòu)；將驅(qū)動(dòng)軸及從動(dòng)渦旋體旋轉(zhuǎn)自如地支承于固定框架的軸承。通過(guò)所述連動(dòng)機(jī)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)渦旋體和從動(dòng)渦旋體同步旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)而，驅(qū)動(dòng)渦旋體具有在從動(dòng)渦旋體的兩側(cè)配置的兩片第一端板、從該兩片第一端板向內(nèi)方突出的螺旋形狀的第一卷板，從動(dòng)渦旋體具有配置在驅(qū)動(dòng)渦旋體的兩片第一端板間的第二端板、從第二端板的兩面突出的第二卷板。通過(guò)驅(qū)動(dòng)渦旋體及從動(dòng)渦旋體的端板和卷板在第二端板的兩側(cè)形成從中心部朝向半徑方向的膨脹室。如此，通過(guò)形成雙膨脹室，能夠增大輸出(轉(zhuǎn)矩)，并且能夠使施加在驅(qū)動(dòng)渦旋體及從動(dòng)渦旋體上的推力方向載荷抵消，從而能夠簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)渦旋體及從動(dòng)渦旋體的支承構(gòu)造。