[发明专利]一种高效可靠涡旋膨胀发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种涡旋膨胀发电技术，运用于ORC(有机郎肯循环)系统中，实现热能到电能的转换。

背景技术

由于全球资源日益短缺，人们对新能源的开发及有限能源的合理利用更加关注，运用ORC(有机郎肯循环)的中小型热能回收技术已经成为业界人士研究的焦点。

涡旋机构的效率高、结构紧凑、可靠性好、噪音低等优点在涡旋压缩机领域已经得到很好的体现，但由于涡旋结构的局限性使得涡旋结构一般适用于中小排量的装置。

大功率膨胀发电技术已经在螺杆膨胀机中得到较好的运用，中小型膨胀发电技术还未得到很好的开发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是通过设计高效可靠地涡旋机械结构和密封润换技术，提供一种能量转换效率高、运行稳定可靠的高效可靠涡旋膨胀发电机。

本发明采取的设计方案为：

一种高效可靠涡旋膨胀发电机，包括，

壳体组件，具有一内部中空、上端开口的壳体，在壳体上设置有工质流出的出气孔；

定盘组件，包括覆盖于壳体上端且与壳体密封安装的上盖，在上盖中设置有用于工质进入的进气孔，在上盖下表面设置有上涡卷；

动盘组件，包括一公转的动盘，动盘上表面设置有下涡卷，下涡卷与上涡卷匹配形成膨胀腔，动盘下表面中心设置有安装孔，该安装孔为沉孔；

支架组件，具有周边固定于壳体组件上的支架盘，在支架盘中间设置有穿插曲轴组件的通孔；

曲轴组件，具有一曲轴，曲轴上端安装于动盘安装孔中，下端与电机组件连接； 

发电组件，具有定子、转子以及设置于壳体侧壁用于输出电源的输出端子,其中，所述的工质混合有润滑油；

所述的曲轴组件包括一平衡块，该平衡块设置于曲轴一侧与曲轴同步转动，经过动盘组件后的工质通过平衡块的旋转碰撞以及离心力的作用向周围飞溅，使工质中的润滑油能够喷洒至平衡块周围的部件上； 

所述出气孔位于壳体底部。

其中，在曲轴上端与动盘安装孔之间设置有滑动轴承，动盘中设置有用于混合有润滑油的工质进入曲轴上端与动盘安装孔之间用于对滑动轴承进行润滑的通道，该通道一端开口位于动盘外边沿，另一端开口位于安装孔顶部。

其中，在上盖内壁设置有与定盘涡卷相匹配的耐磨垫。

其中，在下涡卷上端面、上涡卷下端面均设置有密封条。支架盘通过多个螺钉固定于壳体内部。电机定子以热套的方式设置于壳体内部。

并且，在安装发电机组件的壳体内壁设置有多个从上向下的纵向通气槽。

并且，在动盘与支架之间设置有球铰防自转机构，该球铰防自转机构由多个设置于动盘与支架之间沿圆周向均布的滚珠、固定于动盘与支架上的导轨以及嵌入于动盘、支架中的垫板构成。

并且，在壳体中部设置有电能输出接线孔，在壳体四周外壁设置有四个安装固定孔。

并且，在壳体中设置有导引内含润滑油的工质从进气孔流向出气孔的工质通道，该工质通道依次包括设置于上盖中心与进气孔对接的上盖通气孔、膨胀腔、位于动盘外周与壳体内壁之间的动盘缝隙及通气缺口、设置于支架侧壁的支架通气侧孔、位于电机组件外壁与壳体内壁之间的纵向通气槽及电机组件缝隙，上盖通气孔连通进气孔与膨胀腔，动盘缝隙及通气缺口连通膨胀腔与支架上方空间，工质由动盘缝隙及通气缺口进入支架上方空间，再从曲轴与支架之间的滚动轴承缝隙以及支架通气侧孔进入壳体下部，经电机组件外壁与壳体内壁之间的纵向通气槽及电机组件缝隙，到达壳体底部，并通过出气孔排出。

本发明通过设计高效可靠的涡旋机械结构和密封润滑技术，使整个发电机中各活动部件能得到充分的润滑，减少部件磨损以及能量损耗，各部件传动效率高，密封性好，稳定性强，实现能量转换效率的提高。

说明书附图

图1为本发明实施例工质流体通道示意图。

图2为本发明实施例剖面结构示意图。

图3为本实施例壳体组件结构示意图。

图4为本实施例壳体组件剖视图。

图5为本实施例壳体俯视示意图。

图6为本实施例定盘组件横截面结构示意图。

图7为本实施例定盘组件内部结构示意图。

图8为本实施例动盘组件底部结构示意图。

图9本实施例动盘组件横截面结构示意图。

图10为本实施例动盘组件顶部结构示意图。

图11为本实施例支架组件横截面结构示意图。

图12为本实施例支架组件顶部结构示意图。

图13为本实施例曲轴组件结构示意图。