[發明專利]一種單位進汽量與膨脹比可調活塞式膨脹機

在審

• 申請號: 202010334714.1
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111287798A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 李云叢
• 申請（專利權）人: 李云叢
• 主分類號: F01B3/00
• 分類號: F01B3/00;F01B3/10;F01B31/26;F01B31/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種單位進汽量與膨脹比可調活塞式膨脹機，包括機殼和設置在機殼一端的汽缸蓋，機殼內設置有與汽缸蓋相靠的旋轉汽缸，旋轉汽缸上繞圓周軸向均勻設有若干個活塞孔，活塞孔內設有可軸向移動的活塞，汽缸蓋上設有可依次與任意一個活塞孔相連通的進汽管和排汽管，旋轉汽缸的一端居中穿過設動力輸出軸，機殼內還設可調斜盤，可調斜盤的一端工作斜面與活塞一端的活塞滑蹄的斜面配合接觸，可調斜盤的另一端的上端和下端分別連接有進汽容積執行器和膨脹比執行器。本發明可分別改變各活塞在旋轉汽缸內軸向運動的限制范圍，而實現對進汽容積和膨脹后泛汽容積的獨立調節，以適應熱能與工作機轉速的波動，不再需要變速器連接工作機。

技術領域

發明涉及膨脹機領域，特別是涉及一種單位進汽量與膨脹比可調活塞式膨脹機。

背景技術

膨脹機是一種利用具有一定壓力的汽體膨脹對外輸出機械功的機械，主要用于低品位能源的回收，膨脹機的對外輸出機械功可以驅動發電機發電，也可以直接驅動機械設備。膨脹機與壓縮機是依據使用條件或功能不同來命名的，壓縮機的使用條件是由動力驅動，其功能是將低壓汽體壓縮為高壓汽體；膨脹機的使用條件是通入高壓汽體，從出口獲得低壓汽體，并推動轉子轉動，其功能是向外輸出動力。

膨脹機按運行工作模式一般分為兩類：一種是以汽體速度能對外做功的膨脹機（如：透平膨脹機），另一種是以汽體在設備可變容積中膨脹對外做功的膨脹機（如：活塞式膨脹機、螺桿式膨脹機、旋片式膨脹機等）。

其中活塞式膨脹機的原理是通過通入高溫高壓的汽體使活塞進行軸向移動，活塞的軸向移動再作用在曲軸上驅動曲軸進行轉動，實現動力的輸出。

現有大部分膨脹機的膨脹比根據理想的工況設計，在膨脹機運行中，因有些能源供給有波動，當膨脹機入口汽體工況(包括壓力和溫度)發生變化或出口汽體工況(包括壓力和溫度)，與原有膨脹比不匹配，就會造成過膨脹和欠膨脹情況的發生。膨脹機入口汽體壓力高于設計壓力或出口汽體壓力低于設計壓力時，會發生欠膨脹；膨脹機入口汽體壓力低于設計壓力或膨脹機出口壓力高于設計壓力時，會發生過膨脹。以上兩種情況都會導致膨脹機效率降低。

申請人之前申請過一個膨脹比可調活塞式膨脹機，其內部設置有可調斜盤，斜盤可以軸向移動，來調節膨脹比，能保證膨脹機的熱效率，但使用中有些工作機需求的轉速及扭矩也有波動，致使膨脹機與工作機之間需要用變速器匹配以保持膨脹機的最佳效率與滿足工作機的轉速及扭矩需求（如燃油汽車發動機需要變速器驅動車輪），如果活塞式膨脹機可以隨機調節進汽容積腔的進汽容積和泛汽容積腔的膨脹后泛汽容積，則可以實現膨脹機熱能輸入功率一定時膨脹機輸出轉速適應工作機轉速的波動，也可在工作機與膨脹機轉速一定時適應熱能輸入功率的波動，也可在熱能輸入功率與轉速雙相都波動時且保持膨脹機較佳膨脹比，所以需要對原來的活塞式膨脹機進行改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種單位進汽量與膨脹比可調活塞式膨脹機，可以調節可調斜盤的斜度及與汽缸蓋的距離，從而改變各活塞在旋轉汽缸內軸向運動的限制范圍，從而實現對進汽容積和膨脹后泛汽容積的獨立調節，以適應工作機轉速與熱能輸入的波動，保持膨脹機較佳的膨脹比。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種單位進汽量與膨脹比可調活塞式膨脹機，包括機殼和設置在機殼一端的汽缸蓋，所述的機殼的內部設置有與汽缸蓋相靠的旋轉汽缸，所述的旋轉汽缸上繞圓周軸向均勻設置有若干個活塞孔，所述的活塞孔內設置有可軸向移動的活塞，所述的汽缸蓋上設置有可依次與任意一個活塞孔相連通的進汽管和排汽管，所述的旋轉汽缸的一端居中穿過設置有動力輸出軸，所述的機殼的內部還設置有可調斜盤，所述的可調斜盤的一端的工作斜面與活塞一端的活塞滑蹄的斜面配合接觸，所述的可調斜盤的另一端的上端和下端分別連接有進汽容積執行器和膨脹比執行器，所述的可調斜盤的上端和下端分別與旋轉汽缸的進汽端以及泛汽端相對應，所述的進汽容積執行器和膨脹比執行器可單獨工作以調節可調斜盤與汽缸蓋之間的距離以及可調斜盤的斜度，即各活塞在旋轉汽缸內軸向運動的限制范圍。