[實(shí)用新型]用于輸出從工作流體中提取的功率的渦輪膨脹機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020856732.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212774423U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·M·休舍爾;P·安舍爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 博格華納公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D1/22
• 分類(lèi)號(hào): F01D1/22;F01D9/02;F02G5/02
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 范莉

提供了一種用于輸出從工作流體中提取的功率的渦輪膨脹機(jī)。所述渦輪膨脹機(jī)基于工作流體輸出功率，并且包括能夠被所述工作流體旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片、聯(lián)接到所述渦輪機(jī)葉片并且能夠被所述渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)并且沿縱向軸延伸的軸、以及用于將所述工作流體引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉片以用于使渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的噴嘴組件。所述噴嘴組件包括繞所述軸布置并且鄰近所述渦輪機(jī)葉片的噴嘴殼體、以及用于使所述工作流體加速的噴嘴。所述噴嘴部件限定了具有幾何構(gòu)型的噴嘴喉部。所述廢熱回收系統(tǒng)進(jìn)一步包括聯(lián)接到所述噴嘴部件以用于引導(dǎo)所述工作流體的無(wú)源控制件。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2020年3月30日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?6/825,765 的權(quán)益，該美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)通過(guò)引用以其全文結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本披露總體上涉及一種用于回收內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱的廢熱回收系統(tǒng)，尤其是用于輸出從工作流體中提取的功率的渦輪膨脹機(jī)。

背景技術(shù)

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)在運(yùn)行期間將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為軸功，并將熱量作為副產(chǎn)品舍棄。廢熱回收系統(tǒng)將這種廢棄的熱轉(zhuǎn)化成可以用于減少機(jī)動(dòng)車(chē)輛燃料消耗的有用功。

有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)廢熱回收系統(tǒng)可以包括泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)和冷凝器。膨脹機(jī)將從加壓的工作流體中提取的功率輸出。常見(jiàn)類(lèi)型的膨脹機(jī)包括：能夠被工作流體旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片、聯(lián)接到渦輪機(jī)葉片并且能夠被渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)并且沿縱向軸線(xiàn)延伸的軸、以及將工作流體引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉片以用于使渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的通路。

ORC廢熱回收系統(tǒng)采用了在閉環(huán)熱力學(xué)循環(huán)中將有機(jī)流體用作工作流體的朗肯過(guò)程。在ORC中，液相工作流體被泵送至較高壓力，工作流體被蒸發(fā)成蒸汽相，高壓蒸汽膨脹以提取機(jī)械功或電功，隨后工作流體被冷凝回到液體、返回到泵。汽車(chē)ORC循環(huán)使用來(lái)自ICE的通常從發(fā)動(dòng)機(jī)舍棄到環(huán)境中的熱量。

標(biāo)題為“廢熱回收系統(tǒng)和用于其的渦輪膨脹機(jī)”且轉(zhuǎn)讓給博格華納公司(BorgWarner Inc.)的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)2019/0264606披露了一種ORC廢熱回收系統(tǒng)，其中基于傳感器反饋由控制器主動(dòng)致動(dòng)渦輪機(jī)噴嘴。雖然此類(lèi)型的解決方法具有性能優(yōu)勢(shì)，但是帶有運(yùn)動(dòng)零件的部件數(shù)量增大使系統(tǒng)成本增加，并且增加的復(fù)雜性可能帶來(lái)可靠性問(wèn)題。

這樣，仍然需要提供一種改進(jìn)的廢熱回收系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

在本披露的一個(gè)描述的實(shí)施例中，描述了一種用于基于工作流體輸出功率的渦輪膨脹機(jī)。所述渦輪機(jī)可以包括：能夠被工作流體旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片，以及聯(lián)接到所述渦輪機(jī)葉片并且能夠被所述渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的軸，所述軸沿縱向軸線(xiàn)延伸。進(jìn)一步包括噴嘴組件，所述噴嘴組件用于將所述工作流體引導(dǎo)到所述渦輪機(jī)葉片、并且用于使所述渦輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)。所述噴嘴組件包括繞所述軸布置并且鄰近所述渦輪機(jī)葉片的噴嘴殼體、以及用于使所述工作流體加速的噴嘴部件。所述噴嘴部件限定了具有幾何構(gòu)型的噴嘴喉部。無(wú)源控制件聯(lián)接到所述噴嘴部件并且引導(dǎo)所述工作流體。所述無(wú)源控制件可以具有與所述噴嘴處于流體連接的通道，并且所述通道包括可以橫跨所述通道的內(nèi)部寬度并置的密封件。所述密封件被構(gòu)造成從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開(kāi)位置。