管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊的制作方法
【專利摘要】一種管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其包括：一具有內(nèi)中心腔室的封閉式筒狀外殼體，前后端側(cè)壁上分別開設(shè)用于聯(lián)通等流量氣體管道的進氣口和排氣口；在中心腔室內(nèi)置有至少包括一臺氣體發(fā)動機和至少一臺與該氣體發(fā)動機同軸連接且同步轉(zhuǎn)動的發(fā)電機；在殼體內(nèi)部設(shè)置做功氣流通道和通路氣流通道；其中，所述的做功氣流通道為氣流由進氣口進，穿經(jīng)開啟的氣體發(fā)動機后再由排氣口出的一組氣流通道，各做功氣流通道中均設(shè)排氣閥；所述的通路氣流通道為氣流由進氣口進并直接由排氣口出的一組氣流通道，各通路氣流通道中均設(shè)泄洪閥。其可以有效回收氣體管道所浪費掉的氣體壓力能，并能很好地解決大流量長輸管道取小流量發(fā)電、管道有害氣體零泄露的問題。
【專利說明】管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種節(jié)能減排裝置，尤其涉及一種管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣、氮氣、氧氣、蒸汽、氨氣等當(dāng)前應(yīng)用廣泛的工業(yè)與民用氣體的輸配、凈化等諸環(huán)節(jié)中，存在許多工序需將高壓流體經(jīng)減壓閥降壓，甚至直接排放。減壓和排放過程中，大量的流體機械能和熱能散失在環(huán)境中。以天然氣為例，在長輸管道城市門站的調(diào)壓過程中，高壓天然氣需由IOMPa降壓至1.7?4MPa，甚至更低，以配合各級輸氣管網(wǎng)的正常運行。如此多的潛在能量被白白浪費掉，造成了巨大的經(jīng)濟損失，有悖于節(jié)約高效、清潔環(huán)保的新型能源發(fā)展道路。因此，對余壓進行回收的有效利用刻不容緩。
[0003]長輸管道壓力能回收必須解決兩個問題:一是如何在大流量的管道流體中取出一小部分流量來發(fā)電，同時還要保證管道流體總體上的壓力和流量；二是如何在壓力能回收過程中，保證天然氣、氨氣等易燃易爆、有毒有害氣體零泄露。目前市面上尚無成熟的管道壓力能回收工程，對大流量取出一小部分流量進行壓力能回收的問題也并無成熟的解決方案；對于易燃易爆、有毒有害氣體零泄露的問題，在一些化工行業(yè)有所研究和應(yīng)用，雖然能夠有效解決，但成本聞昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其可以有效回收氣體管道所浪費掉的氣體壓力能，并能很好地解決大流量長輸管道取小流量發(fā)電、管道有害氣體零泄露的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案:
[0006]一種管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其包括有:
[0007]—具有內(nèi)中心腔室的封閉式筒狀外殼體，前后端側(cè)壁上分別開設(shè)用于聯(lián)通等流量氣體管道的進氣口和排氣口；
[0008]在中心腔室內(nèi)置有氣流壓力能回收發(fā)電模塊，該氣流壓力能回收發(fā)電模塊至少包括一臺氣體發(fā)動機和至少一臺與該氣體發(fā)動機同軸連接且同步轉(zhuǎn)動的發(fā)電機；
[0009]在殼體內(nèi)部設(shè)置做功氣流通道和通路氣流通道；其中，所述的做功氣流通道為氣流由進氣口進，穿經(jīng)開啟的氣體發(fā)動機后再由排氣口出的一組氣流通道，各做功氣流通道中均設(shè)排氣閥；所述的通路氣流通道為氣流由進氣口進并直接由排氣口出的一組氣流通道，各通路氣流通道中均設(shè)泄洪閥。
[0010]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間分別獨立設(shè)置。
[0011]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，若所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間可以通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)；或各氣體發(fā)動機之間通過同步裝置聯(lián)接以使各氣體發(fā)動機同步同向轉(zhuǎn)動。
[0012]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，若所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有三臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間為相互獨立設(shè)置、通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)和通過同步裝置以同步同向轉(zhuǎn)動三種形式中的至少兩種形式設(shè)置。
[0013]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，當(dāng)所述做功氣流通道和通路氣流通道均為兩條以上時，各類通道集中為一側(cè)設(shè)置。
[0014]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，所述的通路氣流通道是在關(guān)閉氣體發(fā)動機或者是在有超過氣體發(fā)動機運行所需的多余氣體流量時，氣流由進氣口進并經(jīng)排氣口出的通道。
[0015]所述管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊中，所述的前后端側(cè)壁通過法蘭與外氣體管道實現(xiàn)連接。
[0016]本實用新型管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊是工業(yè)或民用氣體管道余壓能量回收的有效裝置，對工業(yè)管網(wǎng)類企業(yè)節(jié)能減排方面有著重要意義。對于國土遼闊資源豐富的國內(nèi)市場具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0017]本實用新型的優(yōu)點是:其有效解決壓力能回收過程中的大流量取小流量、管道氣流零泄露的問題，且結(jié)構(gòu)精巧、安裝方便，制作及維修成本較低，其操作簡單、使用方便，作業(yè)效果好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊原理示意圖(設(shè)進氣口端為前，排氣口端為后)。
[0019]圖2為本實用新型管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖1中的C-C向截面圖。
[0021]圖中標(biāo)注:
[0022]1、殼體，I1、氣體發(fā)動機+發(fā)電機模塊，II1、氣路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，IV、管道連接結(jié)構(gòu)；
[0023]A、進氣口，Al、做功氣流通道，A2、通路氣流通道，B、排氣口 ；
[0024]1、進氣端連接法蘭，2、發(fā)電機，3、前端殼體端蓋，4、發(fā)電機輸出電纜，5、防爆電纜接頭，6、殼體圓管，7、氣體發(fā)動機排氣通道，8、后端殼體端蓋，9、氣體發(fā)動機排氣通道連接件，10、排氣閥和泄洪閥氣路結(jié)構(gòu)，11、排氣閥，12、排氣端連接法蘭，13、泄洪閥，14氣體發(fā)動機，15、聯(lián)軸器。
[0025]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，本實用新型管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊主要由殼體1、氣體發(fā)動機+發(fā)電機模塊I1、氣路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)III和管道連接結(jié)構(gòu)IV四個主要部分組成。
[0027]參見圖1和圖2，所述的殼體I為內(nèi)具有內(nèi)中心腔室的封閉式筒狀，圓筒狀為佳，可以由前端殼體端蓋3、殼體圓管6和后端殼體端蓋8圍設(shè)而成，前后端蓋上分別開設(shè)用于聯(lián)通等流量氣體管道的進氣口 A和排氣口 B。
[0028]在中心腔室內(nèi)置有氣流壓力能回收發(fā)電模塊(氣體發(fā)動機+發(fā)電機模塊II )，該氣流壓力能回收發(fā)電模塊至少包括一臺氣體發(fā)動機和至少一臺發(fā)電機，參見圖2，其為本實用新型的一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，示出的是由一臺氣體發(fā)動機14和至少一臺發(fā)電機2組合構(gòu)成，發(fā)電機2通過聯(lián)軸器15與氣體發(fā)動機14聯(lián)接，在本裝置中，首先是由氣體發(fā)動機14旋轉(zhuǎn)做功，帶動發(fā)電機2旋轉(zhuǎn)，最后由發(fā)電機2將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電能輸出，通過防爆電纜接頭5引出發(fā)電機的輸出電纜4以接上用電器或蓄電池。
[0029]對于氣流壓力能回收發(fā)電模塊中所設(shè)置的氣體發(fā)動機和發(fā)電機的臺數(shù)不設(shè)上限，可根據(jù)具體的工程需要而具體加以設(shè)計:當(dāng)所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機時，各氣體發(fā)動機之間可以分別獨立設(shè)置，或可以通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)，亦或各氣體發(fā)動機之間通過同步裝置聯(lián)接以使各氣體發(fā)動機同步同向轉(zhuǎn)動。若所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有三臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間還可以是相互獨立設(shè)置、通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)和通過同步裝置以同步同向轉(zhuǎn)動三種形式中的至少兩種形式設(shè)置。對應(yīng)著這些氣體發(fā)動機的不同設(shè)置形式，發(fā)電機亦可采用匹配的設(shè)計，以達(dá)最有效及最佳的使用效果。
[0030]所述的氣路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)III中設(shè)有了兩類氣流通道且至少有兩路:一類為做功氣流通道(至少有一路)，一類為通路氣流通道(至少有一路);根據(jù)氣體發(fā)動機轉(zhuǎn)速及管道氣體壓力要求，做功氣流通道或通路氣流通道均可以各設(shè)置為多路(一組)。當(dāng)所述做功氣流通道和通路氣流通道均為兩路以上時，同類通道集中為一側(cè)設(shè)置為佳，參見圖3，做功氣流通道Al集中在一半側(cè)內(nèi)，通路氣流通道A2集中在另一半側(cè)內(nèi)。所述做功氣流通道Al的個數(shù)和通路氣流通道的個數(shù)可以同亦可以不同；所述做功氣流通道Al通路的截面積和通路氣流通道的通路的截面積可以同亦可以不同。在各路氣流通道中都設(shè)有控制氣體流量的閥，如圖2中所示，在做功氣流通道中設(shè)有排氣閥11，在通路氣流通道中設(shè)有泄洪閥13。為保證形成有效的做功氣流通道，圖2所示的實施例中，在氣體發(fā)動機至排氣口 B間通過氣體發(fā)動機排氣通道7和氣體發(fā)動機排氣通道連接件9構(gòu)筑一段做功氣流通道。
[0031]本實用新型的構(gòu)成原理是:殼體I的兩端可通過管道連接結(jié)構(gòu)IV連接管徑相近的氣體管道，管道高壓區(qū)氣流從進氣口 A進入壓力能回收發(fā)電模塊殼體I，從管道低壓區(qū)排氣口 B流出。進入殼體I內(nèi)的氣流可走兩路通道，分別為做功氣流通道Al和通路氣流通道A2 ;做功氣流通道Al是氣流帶動氣體發(fā)動機做功的通道，通路氣流通道A2是為了降低氣體發(fā)動機轉(zhuǎn)速或關(guān)閉氣體發(fā)動機而讓氣流直接流通至排氣口的通道。不管是做功氣流通道Al還是通路氣流通道A2，其氣流最終都會流至排氣口 B，進入管道低壓區(qū)，做到管道氣體零泄露。
[0032]本實用新型的工作原理是:如圖2所示，使用前，將管道高壓區(qū)域管路通過進氣端連接法蘭I連接到管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊進氣端，將管道低壓區(qū)域管路通過排氣端連接法蘭12連接到管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊排氣端。將防爆電纜接頭5引出的發(fā)電機輸出電纜4接上用電器或蓄電池，并接上電壓表、電流表。打開所有的排氣閥11和泄洪閥13。打開氣路管道節(jié)流閥，氣流將從進氣口 A流入由左端殼體端蓋3、殼體圓管6、右端殼體端蓋8、排氣閥和泄洪閥氣路結(jié)構(gòu)10組成的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊殼體I，并從排氣口 B流出。正常情況下，此時的氣流通路為通路氣流通道A2，即氣流進入殼體I后經(jīng)過泄洪閥13進入排氣口 B流出，此時發(fā)電機無電能輸出或有微弱波動的電壓、電流信號。逐個關(guān)閉泄洪閥13，并適當(dāng)調(diào)節(jié)各個排氣閥11，并實時觀察發(fā)電機2輸出的電壓、電流數(shù)值，直到發(fā)電機2輸出穩(wěn)定的電能，鎖緊各個排氣閥11和泄洪閥13。此時的氣流通路為做功氣流通道Al，即氣流進入殼體I后經(jīng)過氣體發(fā)動機14、氣體發(fā)動機排氣通道7、氣體發(fā)動機排氣通道連接件9、排氣閥11進入排氣口 B流出，此時氣流帶動氣體發(fā)動機14旋轉(zhuǎn)做功，并通過聯(lián)軸器15帶動發(fā)電機2旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機2將旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電能。至此，本實用新型管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊即可持續(xù)穩(wěn)定地工作，實現(xiàn)了大流量氣流中取出一部分流量供氣體發(fā)動機使用，并將氣體壓力能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電能供用戶儲存或使用。
[0033] 上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于包括有: 一具有內(nèi)中心腔室的封閉式筒狀外殼體，前后端側(cè)壁上分別開設(shè)用于聯(lián)通等流量氣體管道的進氣口和排氣口； 在中心腔室內(nèi)置有氣流壓力能回收發(fā)電模塊，該氣流壓力能回收發(fā)電模塊至少包括一臺氣體發(fā)動機和至少一臺與該氣體發(fā)動機同軸連接且同步轉(zhuǎn)動的發(fā)電機； 在殼體內(nèi)部設(shè)置做功氣流通道和通路氣流通道；其中，所述的做功氣流通道為氣流由進氣口進，穿經(jīng)氣體發(fā)動機后再由排氣口出的一組氣流通道，各做功氣流通道中均設(shè)排氣閥；所述的通路氣流通道為氣流由進氣口進并直接由排氣口出的一組氣流通道，各通路氣流通道中均設(shè)泄洪閥。
2.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間分別獨立設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有兩臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間通過同步裝置聯(lián)接以使各氣體發(fā)動機同步同向轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:所述的氣流壓力能回收發(fā)電模塊中包括有三臺以上的氣體發(fā)動機，各氣體發(fā)動機之間為相互獨立設(shè)置、通過聯(lián)軸器相互串聯(lián)和通過同步裝置以同步同向轉(zhuǎn)動三種形式中的至少兩種形式設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:當(dāng)所述做功氣流通道和通路氣流通道均為兩路以上時，各類通道集中為一側(cè)設(shè)置。
7.如權(quán)利要求1所述的管道氣流壓力能回收發(fā)電模塊，其特征在于:所述的前后端側(cè)壁通過法蘭與外氣體管道實現(xiàn)連接。
【文檔編號】F03G7/00GK203560048SQ201320582175
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】姚其槐, 姚鎮(zhèn) 申請人:北京星旋世紀(jì)科技有限公司