一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，屬低品位能源利用領(lǐng)域。把冷凝器（1）、主泵（2）、蒸發(fā)器（3）、油分離器（6）、膨脹機(jī)（4）順次用工質(zhì)管道首尾依次連接起來構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)環(huán)路，油分離器（6）潤滑油出口、和膨脹機(jī)（4）的注油孔之間用油管連接，管路內(nèi)充注有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油混合物。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于把油分離器（6）置于蒸發(fā)器（3）和膨脹機(jī)（4）之間，這樣可以省去潤滑油泵以及減小油分離器壓力損失對(duì)膨脹機(jī)出力的影響。
【專利說明】一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)潤滑油供應(yīng)系統(tǒng)，屬于低品位能源利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]緩解目前環(huán)境污染和能源短缺問題的辦法之一就是充分利用各種余熱資源，以及開發(fā)利用地?zé)崮?、太陽能等可再生能源。有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)由于其系統(tǒng)簡(jiǎn)單、傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn)有望得到廣泛應(yīng)用。膨脹機(jī)是有機(jī)朗肯循環(huán)的關(guān)鍵部件，其性能對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)效率有著重要影響。用于有機(jī)朗肯循環(huán)的膨脹機(jī)一般分為兩類，一種是速度式膨脹機(jī)，比如徑向透平或軸向透平機(jī)械，另一種是容積式膨脹機(jī)，比如渦旋式、螺桿式、往復(fù)式以及滑片式等。由于容積式膨脹機(jī)具有膨脹比大、效率較高、回轉(zhuǎn)速度低以及能進(jìn)行兩相膨脹等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展前景十分看好。但是，容積式膨脹機(jī)往往需要可靠的潤滑油供應(yīng)系統(tǒng)來進(jìn)行潤滑、冷卻和密封。對(duì)于用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油方案通常有有兩種，第一種參見附圖1。該方案在膨脹機(jī)出口設(shè)油分離器，利用潤滑油泵供油。具體流程為從膨脹機(jī)出來的油氣混合物進(jìn)入油分離器后，氣體工質(zhì)進(jìn)入冷凝器循環(huán)，分離出來的潤滑油經(jīng)油泵加壓，并被冷卻后重新進(jìn)入膨脹機(jī)。這種方案的缺點(diǎn)是供油系統(tǒng)比較復(fù)雜，油分離器壓力損失對(duì)膨脹機(jī)出力影響很大，而且由于普通油泵無法做到全密封，這會(huì)使有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)泄漏加劇。第二方案見附圖2。該方案在不設(shè)油分離器，工質(zhì)與潤滑油始終處于混合狀態(tài)。其缺點(diǎn)是膨脹機(jī)內(nèi)部軸承、機(jī)械密封以及其它嚙合處無法得到充足的潤滑油，相應(yīng)位置缺乏有效的冷卻和潤滑，容易導(dǎo)致泄漏加劇、磨損嚴(yán)重以及局部超溫等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)單、可靠的用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的潤滑油供應(yīng)系統(tǒng)。
[0004]一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，把冷凝器1、主泵2、蒸發(fā)器3、油分離器6、膨脹機(jī)4順次用工質(zhì)管道首尾依次連接起來構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)環(huán)路，油分離器6潤滑油出口、和膨脹機(jī)4的注油孔之間用油管連接，管路內(nèi)充注有機(jī)工質(zhì)和潤滑油混合物；有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油混合物的液態(tài)混合物經(jīng)主泵2加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器3，從蒸發(fā)器3出來的有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)變成氣態(tài)，而潤滑油為液態(tài)；氣態(tài)有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和液態(tài)潤滑油進(jìn)入油分離器6，從油分離器6分離出來的液態(tài)潤滑油注入膨脹機(jī)4內(nèi)；從膨脹機(jī)4排出的氣態(tài)有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油進(jìn)入冷凝器1，有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)冷凝成液態(tài)后，和液態(tài)潤滑油一起進(jìn)入主泵2加壓重新循環(huán)。
[0005]油分離器6潤滑油出口和膨脹機(jī)4的注油孔之間還連接有油冷卻器7、從油分離器6分離出來的液態(tài)潤滑油經(jīng)油冷卻器7冷卻后注入膨脹機(jī)4。
[0006]油冷卻器7為管道內(nèi)自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷形式。
[0007]油分離器6為旋風(fēng)分離式或?yàn)V芯分離式。[0008]膨脹機(jī)4為容積式膨脹、包括往復(fù)式、渦旋式、滑片式或螺桿式。
[0009]該系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)就是把潤滑油分離器置于膨脹機(jī)和蒸發(fā)器之間。即從蒸發(fā)器出來的是高壓有機(jī)工質(zhì)飽和氣和液態(tài)潤滑油的混合物，進(jìn)入油分離器后，氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)做功，而油分離器分離出來的潤滑油由于處于高壓狀態(tài)，無需油泵可直接注入膨脹機(jī)內(nèi)部機(jī)械密封、軸承以及其它需要潤滑油和冷卻的位置。該潤滑油回路上也可以增設(shè)一個(gè)油冷卻器，這樣可以更好的進(jìn)行冷卻相應(yīng)位置。從膨脹機(jī)排出有低壓液態(tài)潤滑油和有機(jī)工質(zhì)(可能是氣態(tài)或氣液兩相)的混合物進(jìn)入冷凝器，全部冷凝成液體后由主泵加壓再進(jìn)入蒸發(fā)器重新循環(huán)。
[0010]本發(fā)明設(shè)計(jì)的供油系統(tǒng)中本發(fā)明的效益是:供油系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無需油泵；油分離器壓力損失對(duì)膨脹機(jī)出力的影響大為減小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖1，傳統(tǒng)供油方式一原理圖；
[0012]附圖2，傳統(tǒng)供油方式二原理圖；
[0013]附圖3，本發(fā)明供油方式系統(tǒng)圖。
[0014]圖中:1、冷凝器、2、主泵、3、蒸發(fā)器、4、容積式膨脹機(jī)、5、用功部件、6、油分離器、7、油冷卻器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)于本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖3所示，該系統(tǒng)包括冷凝器1、主泵2、蒸發(fā)器3、容積式膨脹機(jī)4、用功部件5、油分離器6以及油冷卻器7。把冷凝器1、主泵2、蒸發(fā)器3、油分離器6、膨脹機(jī)4順次用工質(zhì)管道連接起來，再把油分離器6潤滑油出口、油冷卻器7、膨脹機(jī)機(jī)注油孔用油管連接，系統(tǒng)內(nèi)充注有機(jī)工質(zhì)和潤滑油混合物。經(jīng)過部件冷凝器1、主泵2和蒸發(fā)器3的是潤滑油與有機(jī)工質(zhì)的混合物，該混合物進(jìn)入部件油分離器6后，有機(jī)工質(zhì)與潤滑油分離，其中有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)4，而分離出來的潤滑油則經(jīng)過油冷卻器7注入膨脹機(jī)內(nèi)部需要潤滑油或冷卻的位置。膨脹機(jī)4為用功部件5提供做功動(dòng)力。
[0017]系統(tǒng)中無潤滑油泵，利用主泵2同時(shí)提高潤滑油有液態(tài)有機(jī)工質(zhì)的壓力。
[0018]用功部件5 —般為發(fā)電機(jī)。
[0019]油冷卻器7可以為利用管路自然冷卻、風(fēng)扇冷卻或水冷等形式。當(dāng)膨脹機(jī)4內(nèi)部機(jī)械密封、軸承等處可以允許較高溫度時(shí)，也可不設(shè)油冷卻器。
【權(quán)利要求】
1.一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于:把冷凝器(I)、主泵(2)、蒸發(fā)器(3)、油分離器(6)、膨脹機(jī)(4)順次用工質(zhì)管道首尾依次連接起來構(gòu)成工質(zhì)循環(huán)環(huán)路，油分離器(6)潤滑油出口、和膨脹機(jī)(4)的注油孔之間用油管連接，管路內(nèi)充注有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油混合物；有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油混合物的液態(tài)混合物經(jīng)主泵(2)加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器(3)，從蒸發(fā)器(3)出來的有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)變成氣態(tài)，而潤滑油為液態(tài)；氣態(tài)有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和液態(tài)潤滑油進(jìn)入油分離器(6)，從油分離器(6)分離出來的液態(tài)潤滑油注入膨脹機(jī)(4)內(nèi)；從膨脹機(jī)(4)排出的氣態(tài)有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)和潤滑油進(jìn)入冷凝器(I )，有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)冷凝成液態(tài)后，和液態(tài)潤滑油一起進(jìn)入主泵(2)加壓重新循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于:油分離器(6)潤滑油出口和膨脹機(jī)(4)的注油孔之間還連接有油冷卻器(7)、從油分離器(6)分離出來的液態(tài)潤滑油經(jīng)油冷卻器(7)冷卻后注入膨脹機(jī)(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，其特征在于:油冷卻器(7)為管道內(nèi)自然冷卻、強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于:油分離器(6)為旋風(fēng)分離式或?yàn)V芯分離式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于有機(jī)朗肯循環(huán)容積式膨脹機(jī)的供油系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于:膨脹機(jī)(4)為容積式膨脹、包括往復(fù)式、渦旋式、滑片式或螺桿式。
【文檔編號(hào)】F01C21/06GK103726882SQ201410016432
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】馬重芳, 吳玉庭, 王景甫, 王偉, 雷標(biāo), 張業(yè)強(qiáng), 劉閃威 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)