[發明專利]復合單螺桿膨脹機

無效

• 申請號: 201510150368.0
• 申請日: 2015-04-01
• 公開（公告）號: CN104747239A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: F·阿西夫;韓東;何瑋峰;岳晨;蒲文灝
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F01D1/38
• 分類號: F01D1/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種復合單螺桿膨脹機。

背景技術

熱轉化成功的過程是最為常見的熱力過程，普遍存在于動力設備、熱回收、發電等裝置中。其中最為研究者所關注的是如何提高熱轉化為功的效率。許多裝置都存在熱效率不高的問題，熱功轉化過程中最核心的部件就是膨脹機，它是將熱能轉換成機械能的關鍵設備。膨脹機的結構和效率直接影響了熱力過程的效率和經濟性。另外，隨著工業水平的進步，設備對環境的影響以及可靠性越來越受到人們的關注。因此，提出一種噪音小、振動小、可靠性高、運行穩定而又熱效率高的膨脹設備有很大的現實意義。

發明內容

本發明提出了一種新型的復合單螺桿膨脹機。該膨脹機與現有的膨脹機相比，噪音小，運行穩定，膨脹比高并且做功能力更強。

一種復合單螺桿膨脹機，該膨脹機包括錐形殼體和位于錐形殼體內的螺桿轉子。其中錐形殼體的小徑端具有小徑端口、大徑端具有大徑端口，螺桿轉子由軸、錐體、螺紋組成。軸兩端分別穿過小徑端口和大徑端口，錐體固定在軸上或與軸為一體式結構，錐體小徑端位于小徑端口側，錐體大徑端位于大徑端口側。螺紋布置在錐體上；上述螺紋的螺紋間距由錐體的小徑端至大徑端逐漸增大。

該復合單螺桿膨脹機的錐形殼體的小徑端可以單獨設置流體入口，流體入口位于小徑端口側面。錐形殼體的大徑端可以單獨設置流體出口，流體處口位于大徑端口側面。錐形殼體也可以不單獨設置流體入口、流體出口，該錐形殼體的小徑端口即為流體入口，上述大徑端口即為流體出口。

該單螺桿膨脹機的轉子部分采用變直徑的錐體結構，同時外周面的相鄰螺紋間距由錐體的小徑端至大徑端逐漸增大。螺桿轉子相鄰螺紋之間形成槽，槽和殼體之間形成流體通道。由于殼體直徑和螺紋間距逐漸增大，流體在通道內膨脹。相較于間距一定的螺桿轉子，此種變間距的結構擁有更大的膨脹比，更強的做功能力。流體出口和入口的布置方式取決于功的輸出方式，原則是利于功輸出裝置的安裝。螺旋的形狀可以是多種方式：非對稱曲面、梯形或者拋物形。

附圖說明

圖1?是流體軸向流進軸向流出情況下殼體剖開后膨脹機整體的側視圖；

圖2?是流體軸向流進軸向流出情況下殼體剖開后膨脹機整體的軸向視圖；

圖3?是膨脹機的轉子側視圖；

圖4?是螺桿轉子上螺旋形狀剖面圖；

圖5?是流體徑向流進徑向流出情況下殼體剖開后膨脹機整體的側視圖；

圖6?是流體軸向流進徑向流出情況下殼體剖開后膨脹機整體的側視圖；

圖7?是流體徑向流進軸向流出情況下殼體剖開后膨脹機整體的側視圖；

圖中標號名稱：1、大徑端口，2、錐形殼體，3、小徑端口，4、螺紋，5、錐體，6、軸，7、非對稱曲面螺紋，8、梯形截面螺紋，9、拋物型截面螺紋。

具體實施方式

參照附圖1，流體從轉子外徑較小側流進膨脹機。螺桿轉子相鄰螺紋之間形成槽，槽和殼體之間形成流體通道。流體在流道中流動實際相當于一個膨脹過程,壓力和溫度降低，焓值下降，驅動轉子旋轉，減小的焓值轉化成輸出功。

參照附圖3，由于從流體流進側到流出側，相鄰螺紋之間的間距逐漸增大，意味著：相較于間距一定的的螺旋轉子，該結構具有更大的膨脹比，即更強的做功能力。