行磁懸浮時(shí)，由所述機(jī)械接觸式軸承(110)代替旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行支撐。
[0102]然而，在可以進(jìn)行正常的發(fā)電，即可以施加正常的交流電流的情況下，需通過(guò)徑向電磁軸承單元￠0)來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，因此，優(yōu)選地，所述徑向電磁軸承單元￠0)與旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的輥結(jié)構(gòu)體之間的間隔“G1”、或者徑向電磁軸承單元的永磁體(64)之間的間隔“G3”，大于所述機(jī)械式軸承(110)、旋轉(zhuǎn)軸(組裝構(gòu)件)和連接軸24之間的間隔。
[0103]例如，所述電磁軸承單元側(cè)間隔“G1”、“G3”為80-200 μπι，所述機(jī)械接觸式軸承(110)側(cè)間隔形成為40-70 μ m，僅在電磁軸承停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)械接觸式軸承(110)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的支撐。
[0104]此時(shí)，雖在圖2a及圖2b中沒(méi)有用額外的附圖標(biāo)記示出，所述機(jī)械接觸式軸承(110)可以設(shè)置在設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸(20)的輥結(jié)構(gòu)體(22)的端部的固定環(huán)(未圖示)和殼體單元(30)的第一帽構(gòu)件(31)之間。
[0105]例如，如圖2b所示，基于永磁體的徑向電磁軸承單元(60)的永磁體(64)間的間隔“G3”優(yōu)選為5-200 μm，所述軸向電磁軸承(80)的電磁體(82)和輪盤單元(90)的第一、二輪盤(92)、(94)的間隔“G2”優(yōu)選為100-500 μ m左右。
[0106]接著，圖1示出了包括上文中說(shuō)明的本發(fā)明的渦輪裝置⑴的廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)(200)。
[0107]首先，從本發(fā)明的渦輪裝置(I)的發(fā)電單元(40)所生產(chǎn)的電力，經(jīng)過(guò)電力傳送部(110)(例如，傳送線路和高壓變電所、壓變電所及架桿變壓器)降低電壓后，向需要電力的家庭(120)或工業(yè)設(shè)施等輸送。
[0108]另外，如圖1所示，本發(fā)明的渦輪裝置(I)設(shè)置在與外部隔離而密閉的箱體(2)內(nèi)部，在所述箱體(2)連接有:工作流體的供應(yīng)線；用于提取在發(fā)電之后待提取的被加熱而膨脹的工作流體的提取線。
[0109]因此，本發(fā)明的廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)(200)包括:所述渦輪裝置⑴；工作流體供應(yīng)部(230)，其利用廢熱向所述渦輪裝置供應(yīng)工作流體；及工作流體處理部(210)，其對(duì)從所述渦輪裝置提取的工作流體進(jìn)行處理。
[0110]此時(shí)，具體而言，本發(fā)明的工作流體供應(yīng)部(230)可以是，與廢熱供應(yīng)源(240)(即產(chǎn)生高溫廢氣(廢熱)的煉鋼廠的燒結(jié)爐、高爐等)連接的加熱器；所述工作流體處理部(210)可以是，使從本發(fā)明的渦輪裝置(I)提取的被加熱而膨脹的低壓低溫的工作流體凝結(jié)，從而生成凝結(jié)的工作流體(制冷劑)的凝結(jié)器。
[0111]因此，如上所述，本發(fā)明的廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)(200)可以是將(低壓)低溫工作流體作為媒介回收大致低溫的溫度范圍(60°C -300°C )的熱源而產(chǎn)生電的系統(tǒng)。
[0112]另外，凝結(jié)器(210)將從本發(fā)明的渦輪裝置(I)提取的低溫工作流體相變?yōu)橐后w，經(jīng)過(guò)被凝結(jié)器(210)被凝結(jié)的工作流體即制冷劑通過(guò)泵體(250)來(lái)供應(yīng)至加熱器(230)，此時(shí)，在所述泵體上流側(cè)和下流側(cè)可分別配置有凝結(jié)槽(250)和預(yù)熱器(260)，并且在加熱器和渦輪裝置之間可配置過(guò)熱器(270)。
[0113]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0114]據(jù)此，上文中描述的本發(fā)明的渦輪裝置及包括其的發(fā)電系統(tǒng)，用非接觸式電磁軸承代替機(jī)械(接觸)式軸承結(jié)構(gòu)而延長(zhǎng)渦輪壽命，同時(shí)提高發(fā)電效率，并且還容易利用廢熱利用，另一方面，通過(guò)輪盤單元的結(jié)構(gòu)改善和機(jī)械式軸承單元的適當(dāng)配置來(lái)穩(wěn)定地保持裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0115]在上文中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的權(quán)利范圍并不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改及變形是顯而易見(jiàn)的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪裝置，其包括: 旋轉(zhuǎn)軸，其與從工作流體接收旋轉(zhuǎn)力的葉輪連接； 發(fā)電單元，其連接于所述旋轉(zhuǎn)軸并用于產(chǎn)生電； 徑向電磁軸承單元，其分別在所述發(fā)電單元的前側(cè)和后側(cè)的至少一處以與所述旋轉(zhuǎn)軸之間形成間隔而非接觸地支撐所述旋轉(zhuǎn)軸的方式設(shè)置；以及 軸向電磁軸承單元，其設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸的至少一處以控制旋轉(zhuǎn)軸的軸向位移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述軸向電磁軸承單元在設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)軸的輪盤單元之間形成間隔以控制軸向位移。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述輪盤單元包括: 旋轉(zhuǎn)軸的徑向方向上的第一輪盤，其設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置在與葉輪連接并組裝于旋轉(zhuǎn)體的連接軸；和 旋轉(zhuǎn)軸的軸向方向上的第二輪盤，其設(shè)置在所述第一輪盤。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述發(fā)電單元包括:轉(zhuǎn)子，其包括設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸的永磁體；和定子，其包括排列在所述轉(zhuǎn)子的外側(cè)的線圈， 在所述發(fā)電單元的永磁體中，具有互不相同的極性的磁體在所述旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向和徑向方向上堆疊并沿著旋轉(zhuǎn)軸交替排列，或者具有互不相同的極性的磁體在所述旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向上互相隔開間隔而配置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪裝置，其特征在于: 作為所述發(fā)電單元的轉(zhuǎn)子的永磁體具有其截面積在旋轉(zhuǎn)軸的徑向方向上越向外側(cè)越大的四邊形結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述徑向電磁軸承單元包括由磁性體而形成的電磁體，所述電磁體可產(chǎn)生磁懸浮，使得在所述徑向電磁軸承單元與旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的輥結(jié)構(gòu)體之間形成間隔， 所述軸向電磁軸承單元包括由磁性體而成的電磁體，所述電磁體可產(chǎn)生磁懸浮，使得在設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的輪盤單元之間形成間隔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述徑向電磁軸承單元包括:永磁體，其設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置在設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的輥結(jié)構(gòu)體；相鄰永磁體，其用于在與永磁體之間形成間隔。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 還包括裝置殼體單元，其與所述旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的輥結(jié)構(gòu)體連接，并且包圍且支撐電磁軸承單元。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪裝置，其特征在于: 還包括機(jī)械接觸式軸承，其設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)軸和裝置殼體單元之間，并在電磁軸承單元停止工作時(shí)用于支撐旋轉(zhuǎn)軸。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪裝置，其特征在于: 所述徑向電磁軸承單元與旋轉(zhuǎn)軸或者設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸的輥結(jié)構(gòu)體之間的間隔、或者設(shè)置于徑向電磁軸承單元的永磁體之間的間隔，大于所述機(jī)械接觸式軸承的間隔， 所述機(jī)械接觸式軸承在電磁軸承單元停止工作時(shí)進(jìn)行工作。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪裝置，其特征在于: 還包括傳感器單元，其用于感應(yīng)所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。12.—種廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)，其包括: 權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的渦輪裝置； 工作流體供應(yīng)部，其利用廢熱向所述渦輪裝置供應(yīng)工作流體；以及 工作流體處理部，其對(duì)從所述渦輪裝置提取的工作流體進(jìn)行處理。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種渦輪裝置及包括其的廢熱回收發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)這種本發(fā)明，可以得到如下改善效果：用非接觸式電磁軸承代替機(jī)械(接觸)式軸承結(jié)構(gòu)而延長(zhǎng)渦輪壽命，同時(shí)提高發(fā)電效率，并且還容易利用廢熱，另一方面，通過(guò)輪盤單元的結(jié)構(gòu)改善和機(jī)械式軸承單元的適當(dāng)配置來(lái)穩(wěn)定地保持裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)。
【IPC分類】F01K25/10, F01D25/16, F16C32/04, F01D15/10
【公開號(hào)】CN104884748
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380068789
【發(fā)明人】張?zhí)┤? 權(quán)容焄, 池昌運(yùn), 金正國(guó)
【申請(qǐng)人】Posco公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日
【公告號(hào)】EP2940258A1, WO2014104659A1