透平膨脹發(fā)電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種透平膨脹發(fā)電機(jī)，外殼主體兩端分別設(shè)置法蘭，法蘭上設(shè)置軸承以對轉(zhuǎn)軸及安裝在轉(zhuǎn)軸上的發(fā)電機(jī)和透平加以支撐固定，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部分別設(shè)置一導(dǎo)流錐，導(dǎo)流錐分別固定在法蘭和蓋板上以對入口處和出口處的工質(zhì)進(jìn)行疏導(dǎo)，保證工質(zhì)穩(wěn)定地流入和流出，不會出現(xiàn)氣流紊亂，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。所述發(fā)電機(jī)主要運(yùn)動部件都設(shè)置在外殼內(nèi)部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，在施工現(xiàn)場，只需要將外殼的工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部與上下游管道連接即可，因此本發(fā)明采用模塊化安裝，施工容易。
【專利說明】
透平膨脹發(fā)電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種利用流體發(fā)電的發(fā)電機(jī)，特別涉及一種利用管道氣或壓縮天然氣發(fā)電的透平膨脹發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，有利用管道氣推動透平繼而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的技術(shù)。在這種現(xiàn)有技術(shù)中，透平設(shè)置在封閉殼體內(nèi)，這個(gè)封閉殼體的入口和出口與上游管道和下游管道連接。發(fā)電機(jī)設(shè)置在殼體外部，通過轉(zhuǎn)軸與透平連接進(jìn)行發(fā)電。由于管道內(nèi)與管道外的巨大壓力差，因此在封閉殼體與轉(zhuǎn)軸連接處，有管道氣泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。本
【申請人】為改進(jìn)此缺點(diǎn)，曾提出過一種減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組，其發(fā)電機(jī)也位于殼體內(nèi)，因此消除了貫穿殼體的轉(zhuǎn)軸，且在管道內(nèi)設(shè)置閥芯以調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量，獲得了良好效果。但經(jīng)過不斷研發(fā)，
【申請人】認(rèn)為之前提出的減壓膨脹透平發(fā)電機(jī)組還有可改進(jìn)之處，以提高電機(jī)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出一種可解決上述問題的透平膨脹發(fā)電機(jī)。
[0004]—種透平膨脹發(fā)電機(jī)，包括外殼以及容置在所述外殼內(nèi)的透平和發(fā)電機(jī)，所述外殼包括外殼主體、工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部;所述外殼主體呈中空柱狀，具有相反的第一端和第二端，所述外殼主體在其第一端的端面上設(shè)有第一凹陷，在其第二端的端面上設(shè)有第二凹陷;所述工質(zhì)入口部安裝至所述外殼主體的第一端，具有第一內(nèi)腔;所述工質(zhì)出口部安裝在所述外殼主體的第二端，具有第二內(nèi)腔;所述發(fā)電機(jī)包括第一法蘭和第二法蘭，所述第一法蘭安裝在所述外殼主體的第一端的第一凹陷，所述第一法蘭上固定安裝第一軸承，所述第二法蘭安裝在所述外殼主體的第二端的第二凹陷，所述第二法蘭上固定安裝第二軸承;所述發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)機(jī)殼以及設(shè)置在所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子;所述轉(zhuǎn)子包括可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述第一軸承和第二軸承上的轉(zhuǎn)軸以及固定在所述轉(zhuǎn)軸上的永磁極，所述轉(zhuǎn)軸穿出所述第二法蘭形成一轉(zhuǎn)軸延伸段;所述定子包括安裝在所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)表面的定子繞組，所述定子繞組與所述轉(zhuǎn)子之間形成氣隙，所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼固定在所述第一法蘭和第二法蘭之間，所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼與所述外殼主體之間徑向上隔開以形成工質(zhì)流道，所述工質(zhì)流道與所述工質(zhì)入口部的第一內(nèi)腔和工質(zhì)出口部的第二內(nèi)腔連通;所述透平安裝在所述轉(zhuǎn)軸延伸段。
[0005]在一實(shí)施例中，所述透平在徑向上與所述第二凹陷對應(yīng)，所述透平外周環(huán)設(shè)一環(huán)形件，所述環(huán)形件與所述透平的動葉的葉尖間隔一間隙，使得所述透平動葉能相對于所述環(huán)形件旋轉(zhuǎn)，所述環(huán)形件與所述透平之間形成工質(zhì)做功通道，所述工質(zhì)做功通道與所述工質(zhì)流道連通。
[0006]在一實(shí)施例中，所述外殼主體第二端的端面上安裝一端板，所述環(huán)形件固定在所述端板和第二法蘭之間。
[0007]在一實(shí)施例中，所述工質(zhì)出口部固定安裝在所述端板上。
[0008]在一實(shí)施例中，所述工質(zhì)出口部包括一錐形部和一連接部，所述錐形部與所述端板連接，所述連接部用于與一下游管道連接，所述錐形部的內(nèi)徑沿氣流行進(jìn)方向上漸縮。
[0009]在一實(shí)施例中，所述端板上固定安裝一導(dǎo)流錐，沿氣流行進(jìn)方向上，所述導(dǎo)流錐的外徑漸縮，所述導(dǎo)流錐的外表面與所述錐形部的內(nèi)表面之間形成一工質(zhì)排放通道，所述工質(zhì)排放通道與所述工質(zhì)做功通道連通。
[0010]在一實(shí)施例中，所述第二法蘭面向所述透平的一側(cè)固定安裝有一端蓋，所述端蓋的徑向外端設(shè)有一過渡面，所述過渡面的軸向一側(cè)與所述工質(zhì)流道的徑向內(nèi)側(cè)平齊，所述過渡面的軸向另一側(cè)與所述透平的輪盤徑向外端平齊。
[0011]在一實(shí)施例中，所述外殼主體對應(yīng)所述第二凹陷的部分相比所述外殼的中段具有增大的外徑。
[0012]在一實(shí)施例中，所述工質(zhì)入口部包括連接部和錐形部，所述連接部用以與一上游管道連接，所述錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述錐形部的內(nèi)徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，一導(dǎo)流錐安裝在所述第一法蘭上并位于所述第一內(nèi)腔內(nèi)，所述導(dǎo)流錐的外徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，所述錐形部的內(nèi)表面與所述導(dǎo)流錐的外表面之間形成一工質(zhì)入口通道，所述工質(zhì)入口通道與所述工質(zhì)流道連通。
[0013]在一實(shí)施例中，所述工質(zhì)入口部包括第一連接部和第一錐形部，所述第一連接部用以與一上游管道連接，所述第一連接部的端部具有一工質(zhì)入口，所述第一錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述錐形部的內(nèi)徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，所述工質(zhì)出口部包括第二錐形部和第二連接部，所述第二錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述第二連接部用于與一下游管道連接，所述第二連接部的端部具有一工質(zhì)出口，所述第二錐形部的內(nèi)徑沿氣流行徑方向上漸縮，所述工質(zhì)入口的孔徑小于所述工質(zhì)出口的孔徑。
[0014]綜上所述，本發(fā)明提供了一種透平膨脹發(fā)電機(jī)，其主要運(yùn)動部件都設(shè)置在外殼內(nèi)部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，在施工現(xiàn)場，只需要將外殼的工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部與上下游管道連接即可，因此本發(fā)明采用模塊化安裝，施工容易。外殼主體兩端分別設(shè)置法蘭，法蘭上設(shè)置軸承以對轉(zhuǎn)軸及安裝在轉(zhuǎn)軸上的發(fā)電機(jī)和透平加以支撐固定，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部分別設(shè)置一導(dǎo)流錐，導(dǎo)流錐分別固定在法蘭和端板上以對入口處和出口處的工質(zhì)氣流進(jìn)行引導(dǎo)，保證工質(zhì)穩(wěn)定地流入和流出，不會出現(xiàn)氣流紊亂，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。此外，外殼主體的一端端面設(shè)有凹陷，透平安裝在凹陷內(nèi)，凹陷內(nèi)設(shè)有環(huán)形件，環(huán)形件與外殼主體之間具有一徑向間隔，環(huán)形件與透平之間形成工質(zhì)做功通道，外殼主體對應(yīng)該凹陷的部分相比外殼中段具有增大的外徑，而環(huán)形件與外殼主體之間具有徑向間隔，這樣設(shè)計(jì)可使得該透平膨脹發(fā)電機(jī)可根據(jù)實(shí)際需求更換不同型號的透平，且可通過更換適合的環(huán)形件以在保持機(jī)組主體設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)不同的性能參數(shù)。
【附圖說明】
[0015]圖1是透平膨脹發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的簡化示意圖。
[0016]圖2是圖1中透平膨脹發(fā)電機(jī)的外殼的簡化示意圖。
[0017]圖3是圖1中透平膨脹發(fā)電機(jī)機(jī)殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在詳細(xì)描述實(shí)施例之前，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)或元件排布。本發(fā)明可為其它方式實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。而且，應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的措辭及術(shù)語僅僅用作描述用途，不應(yīng)作限定性解釋。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等類似措辭意為包含其后所列出之事項(xiàng)、其等同物及其它附加事項(xiàng)。特別是，當(dāng)描述“一個(gè)某元件”時(shí)，本發(fā)明并不限定該元件的數(shù)量為一個(gè)，也可以包括多個(gè)。
[0019]如圖1-3所示，本發(fā)明提供一種透平膨脹發(fā)電機(jī)10，包括外殼12、透平14、發(fā)電機(jī)16。發(fā)電機(jī)16和透平14都設(shè)置在外殼12內(nèi)，且發(fā)電機(jī)16與透平14驅(qū)動連接，從管道氣流向看，透平14設(shè)置在發(fā)電機(jī)16下游。這樣，進(jìn)入外殼12的管道氣，例如液化氣，天然氣等推動透平14旋轉(zhuǎn)，繼而驅(qū)動發(fā)電機(jī)16進(jìn)行發(fā)電。由于發(fā)電機(jī)16位于外殼12內(nèi)的管道氣中，因此可以利用管道氣對發(fā)電機(jī)16進(jìn)行散熱。在管道氣傳輸過程中，溫度也是一個(gè)需要維持在預(yù)定范圍內(nèi)的參數(shù)。在一些低溫環(huán)境下，經(jīng)常需要對傳輸中的管道氣進(jìn)行加溫。發(fā)電機(jī)16的熱量剛好可以用以對管道氣進(jìn)行加溫或者為管道氣加熱至預(yù)定溫度提供部分熱量。
[0020]外殼12包括基本呈圓柱形的外殼主體18以及與外殼主體18連接的工質(zhì)入口部20和工質(zhì)出口部22。本文中，工質(zhì)即為進(jìn)入外殼12內(nèi)的液化氣、壓縮天然氣等在透平14上做功的氣體。具體來說，外殼主體I8呈中空柱狀，具有相反的第一端24和第二端26。工質(zhì)入口部20固定安裝至外殼主體18的第一端24，例如螺栓固定。工質(zhì)出口部22安裝在外殼主體18的第二端26，例如螺栓固定。
[0021]在所示的實(shí)施例中，外殼主體18在其第一端24的端面上設(shè)有第一凹陷28，外殼主體18在其第二端26的端面上設(shè)有第二凹陷30。從軸向上看，第一凹陷28和第二凹陷30皆呈圓形。
[0022]發(fā)電機(jī)16包括第一法蘭32和第二法蘭34，第一法蘭32安裝在外殼主體18的第一端24的第一凹陷28內(nèi)，且第一法蘭32上固定安裝有第一軸承36;第二法蘭34安裝在外殼主體18的第二端26的第二凹陷30內(nèi)，且第二法蘭34上固定安裝有第二軸承38。第一法蘭32與第二法蘭34平行且間隔一段距離，第一軸承36的中心和第二軸承38的中心都位于外殼主體的軸線上。
[0023]發(fā)電機(jī)16還包括發(fā)電機(jī)機(jī)殼46以及設(shè)置在發(fā)電機(jī)機(jī)殼46內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子。發(fā)電機(jī)機(jī)殼46固定在第一法蘭32和第二法蘭34之間，發(fā)電機(jī)機(jī)殼46與外殼主體18之間在徑向上隔開以形成工質(zhì)流道52。
[0024]轉(zhuǎn)子包括可旋轉(zhuǎn)地支撐在第一軸承36和第二軸承38上的轉(zhuǎn)軸40，以及固定在轉(zhuǎn)軸40上的永磁極42。在本實(shí)施例中，永磁極42為沿軸向布置的若干個(gè)永磁體形成。在其它實(shí)施例中，永磁極42也可以是被周向磁化成間隔N和S極的環(huán)形磁體形成。轉(zhuǎn)軸40穿出第二法蘭34的第二軸承38形成一轉(zhuǎn)軸延伸段44，透平14安裝在轉(zhuǎn)軸延伸段44上以隨轉(zhuǎn)軸40旋轉(zhuǎn)。
[0025]定子包括安裝在發(fā)電機(jī)機(jī)殼46內(nèi)表面的定子繞組48。定子繞組48環(huán)繞轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)并與轉(zhuǎn)子之間形成氣隙50，從而允許轉(zhuǎn)子相對于定子的轉(zhuǎn)動。
[0026]在所示的實(shí)施例中，透平14安裝在第二凹陷30內(nèi)。外殼主體18對應(yīng)第二凹陷30的部分相比外殼12的中段具有增大的外徑，也即第二凹陷30對應(yīng)的外殼主體18部分的內(nèi)徑大于發(fā)電機(jī)機(jī)殼46對應(yīng)的外殼主體18部分的內(nèi)徑。這樣的設(shè)計(jì)使得透平具有可根據(jù)實(shí)際需求更換不同型號的條件，而且可以通過更換與透平14配合的其他配件，如環(huán)形件(將在后面描述)的型號以在保持機(jī)組主體設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)不同的性能參數(shù)。
[0027]外殼主體18第二端26的端面上固定安裝一端板54。透平14在徑向上與第二凹陷30對應(yīng)，透平14外周環(huán)設(shè)一環(huán)形件56，環(huán)形件56固定連接在端板54與第二法蘭34之間。應(yīng)當(dāng)指出的是，在軸向上，環(huán)形件56—端固定在外殼主體18第二端26的端面的端板54上，另一端固定連接在第二法蘭34上，因此環(huán)形件56對于第二法蘭34在軸向上具有限位的作用。
[0028]在所示的實(shí)施例中，環(huán)形件56包括一體成型的環(huán)形部58和環(huán)形連接部60，環(huán)形部58與透平14對應(yīng)，環(huán)繞在透平14外周，使得環(huán)形件56與透平14之間形成工質(zhì)做功通道78，工質(zhì)做功通道78與工質(zhì)流道52連通。
[0029]在環(huán)形件56的環(huán)形連接部60對應(yīng)的徑向方向上，也即第二法蘭34與透平14之間具有一空間，經(jīng)過工質(zhì)流道52的工質(zhì)可能會流向該空間，這樣會降低經(jīng)過透平14的工質(zhì)的壓力，也會產(chǎn)生紊流，從而降低透平14的工作效率。為了避免這一現(xiàn)象，在所示的實(shí)施例中，第二法蘭34面向透平14的一側(cè)固定安裝一端蓋80，端蓋80的徑向外端設(shè)有一過渡面82，過渡面82的軸向一側(cè)與工質(zhì)流道52的徑向內(nèi)側(cè)平齊，過渡面82的軸向另一側(cè)與透平14的輪盤的徑向外端平齊。過渡面82與環(huán)形連接部60間隔并正對，從而在過渡面82與環(huán)形連接部60之間形成一過渡通道，該過渡通道連通工質(zhì)流道52和工質(zhì)做功通道78。本實(shí)施例中，環(huán)形連接部60的內(nèi)表面為流線型表面，環(huán)形連接部60的內(nèi)徑沿工質(zhì)流向方向漸縮，與之對應(yīng)地，端蓋80的外徑沿工質(zhì)流向方向也是漸縮的，使得環(huán)形連接部60與過渡面82之間的過渡通道是均勻的，以保證經(jīng)過流體通道52和過渡通道進(jìn)入工質(zhì)做功通道78的工質(zhì)的流量穩(wěn)定性。
[0030]如圖1所示，環(huán)形件56與外殼主體之間具有一徑向間隔d。如果更換的透平的直徑增加，則環(huán)形件56也應(yīng)具有增大的直徑，因此在外殼主體不變的情況下，環(huán)形件56會更靠近外殼主體內(nèi)壁面，該徑向間隔會減小。換句話說，由于外殼主體18對應(yīng)第二凹陷30的部分具有增大的外徑，使得第二凹陷30可具有較大的直徑，為更換透平等部件提供了條件。
[0031 ]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)環(huán)形件56更換型號時(shí)，例如更換為環(huán)形連接部60的內(nèi)徑沿工質(zhì)流向方向漸擴(kuò)，端蓋80也隨之更換為端蓋80的外徑沿工質(zhì)流向方向漸擴(kuò)，以保證過渡通道的穩(wěn)定性。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)施例中，環(huán)形部58與環(huán)形連接部60為一體成型的，在其他實(shí)施例中，環(huán)形部58與環(huán)形連接部60也可以其他方式固定連接，例如焊接，本發(fā)明不對此限定。
[0033]也應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)施例中，環(huán)形連接部60的內(nèi)徑沿工質(zhì)流向方向漸縮，本發(fā)明對此并不限定，當(dāng)透平14選用其他型號時(shí)，環(huán)形件56也需更換成與之相配的其它型號，以保證工質(zhì)行進(jìn)通道的穩(wěn)定。例如，如果透平的直徑增加，此時(shí)，環(huán)形連接部60的內(nèi)徑沿工質(zhì)流向方向也可以是不變的，或者是漸擴(kuò)的。
[0034]透平14可包括一級或多級透平，每一級透平包括導(dǎo)向器和動葉，其中導(dǎo)向器固定至環(huán)形部58，動葉固定至轉(zhuǎn)軸延伸段44以在工質(zhì)的推動作用下繞一旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。本實(shí)施例中，透平14設(shè)有兩級，一級透平包括第一級導(dǎo)向器62和第一級動葉64，第一級導(dǎo)向器62包括第一輪盤66及固定連接在第一輪盤66徑向外端的導(dǎo)向部68，第一級動葉64包括第二輪盤70及固定連接在第二輪盤70徑向外端的葉片72; 二級透平包括第二級導(dǎo)向器74和第二級動葉76，第二級導(dǎo)向器74包括第一輪盤66及固定連接在第一輪盤66徑向外端的導(dǎo)向部68，第二級動葉76包括第二輪盤70及固定連接在第二輪盤70徑向外端的葉片72。其中，第一級導(dǎo)向器62和第二級導(dǎo)向器74與環(huán)形件56固定連接并設(shè)有供轉(zhuǎn)軸穿過的中心孔，即第一級導(dǎo)向器62的導(dǎo)向部68和第二級導(dǎo)向器74的導(dǎo)向部68與環(huán)形件56的環(huán)形部58固定連接，例如第一級導(dǎo)向器62的導(dǎo)向部68和第二級導(dǎo)向器74的導(dǎo)向部68的外圈焊接或以其他方式固定至環(huán)形部58的內(nèi)圓表面。第一級動葉64和第二級動葉76的第二輪盤70固定連接至轉(zhuǎn)軸延伸段44，第一級動葉64和第二級動葉76的葉片72的葉尖均與環(huán)形部58間隔一間隙，使得第一級動葉64和第二級動葉76能相對于環(huán)形部58旋轉(zhuǎn)。
[0035]在其他實(shí)施例中，根據(jù)實(shí)際需要，透平14可以僅設(shè)置一級或多于兩級。
[0036]工質(zhì)經(jīng)由工質(zhì)流道52和工質(zhì)做功通道78，在對應(yīng)的導(dǎo)向器62，74的導(dǎo)向作用下，推動對應(yīng)的動葉64，76旋轉(zhuǎn)，帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，發(fā)出電力。發(fā)出的電力可通過電線等導(dǎo)電結(jié)構(gòu)輸出至外殼12之外。工質(zhì)流過發(fā)電機(jī)機(jī)殼46時(shí)，對安裝其內(nèi)的發(fā)電機(jī)部件，如定子繞組48進(jìn)行散熱。
[0037]上述發(fā)電機(jī)可以使用在管道氣門站(如城市門站)中。在這里，上游來氣的壓力在經(jīng)過透平膨脹之后被降低。
[0038]工質(zhì)入口部20安裝至外殼主體18的第一端24，具有第一內(nèi)腔84。工質(zhì)出口部22安裝在外殼主體18的第二端26，具有第二內(nèi)腔86。
[0039]在所示的實(shí)施例中，工質(zhì)入口部20包括第一連接部88和第一錐形部90。第一連接部88用以與一上游管道連接，第一連接部88的端部具有一工質(zhì)入口 92，第一錐形部90固定安裝至外殼主體18的第一端24，第一錐形部90的內(nèi)徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)。第一導(dǎo)流錐94安裝在第一法蘭32上并位于第一內(nèi)腔84內(nèi)，第一導(dǎo)流錐94的外徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，第一錐形部90的內(nèi)表面與第一導(dǎo)流錐94的外表面之間形成均勻的工質(zhì)入口部通道96，工質(zhì)入口部通道96與工質(zhì)流道52連通。
[0040]本實(shí)施例中，第一法蘭32安裝在外殼主體18第一端24形成的第一凹陷28內(nèi)，第一錐形部90固定安裝至外殼主體18第一端24，第一錐形部90的端面抵觸在第一法蘭32的側(cè)面上，因此第一錐形部90對于第一法蘭32在軸向上具有一支撐固定的作用。
[0041 ] 工質(zhì)出口部22包括第二連接部98和第二錐形部100。第二連接部98用以與一下游管道連接，以向下游輸出膨脹后的工質(zhì)。第二連接部98的端部具有一工質(zhì)出口 102，工質(zhì)入口 92的孔徑小于工質(zhì)出口 102的孔徑。第二錐形部100固定安裝在外殼主體18的第二端26，具體來說，第二錐形部100固定安裝在端板54上，第二錐形部100的內(nèi)徑沿氣流行進(jìn)方向上漸縮。端板54上固定安裝一第二導(dǎo)流錐104，第二導(dǎo)流錐104位于第二內(nèi)腔86內(nèi)，第二導(dǎo)流錐104的外徑沿氣流行進(jìn)方向上漸縮，第二導(dǎo)流錐104的外表面與第二錐形部100的內(nèi)表面之間形成均勻的工質(zhì)排放通道106，工質(zhì)排放通道106與工質(zhì)做功通道78連通。
[0042]在一些實(shí)施例中，工質(zhì)入口部通道96、工質(zhì)流道52、過渡通道、工質(zhì)做功通道78、工質(zhì)排放通道106的截面積實(shí)質(zhì)上相同。在一些實(shí)施例中，上游管道、下游管道與工質(zhì)入口部通道96、工質(zhì)流道52、工質(zhì)做功通道78、工質(zhì)排放通道106的截面積實(shí)質(zhì)上相同。保持相同截面積，可以盡量防止工質(zhì)在進(jìn)入透平14前發(fā)生膨脹，從而提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。此外，也可以保證經(jīng)透平膨脹后的工質(zhì)在輸出時(shí)具有一定壓力，保證工質(zhì)穩(wěn)定地流入和流出，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提供了一種透平膨脹發(fā)電機(jī)，其主要運(yùn)動部件都設(shè)置在外殼內(nèi)部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，在施工現(xiàn)場，只需要將外殼的工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部與上下游管道連接即可，因此本發(fā)明采用模塊化安裝，施工容易。外殼主體兩端分別設(shè)置法蘭，法蘭上設(shè)置軸承以對轉(zhuǎn)軸及安裝在轉(zhuǎn)軸上的發(fā)電機(jī)和透平加以支撐固定，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，保證發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。在工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部分別設(shè)置一導(dǎo)流錐，導(dǎo)流錐分別固定在法蘭和端板上以對入口處和出口處的工質(zhì)氣流進(jìn)行引導(dǎo)，保證工質(zhì)穩(wěn)定地流入和流出，不會出現(xiàn)氣流紊亂，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。此外，外殼主體的一端端面設(shè)有凹陷，透平安裝在凹陷內(nèi)，凹陷內(nèi)設(shè)有環(huán)形件，環(huán)形件與外殼主體之間具有一徑向間隔，環(huán)形件與透平之間形成工質(zhì)做功通道，外殼主體對應(yīng)該凹陷的部分相比外殼中段具有增大的外徑，而環(huán)形件與外殼主體之間具有徑向間隔，這樣設(shè)計(jì)可使得該透平膨脹發(fā)電機(jī)可根據(jù)實(shí)際需求更換不同型號的透平，且可通過更換適合的環(huán)形件以在保持機(jī)組主體設(shè)計(jì)的情況下實(shí)現(xiàn)不同的性能參數(shù)。
[0044]本文所描述的概念在不偏離其精神和特性的情況下可以實(shí)施成其它形式。所公開的具體實(shí)施例應(yīng)被視為例示性而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求，而不是根據(jù)之前的這些描述進(jìn)行確定。在權(quán)利要求的字面意義及等同范圍內(nèi)的任何改變都應(yīng)屬于這些權(quán)利要求的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種透平膨脹發(fā)電機(jī)，包括外殼以及容置在所述外殼內(nèi)的透平和發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述外殼包括外殼主體、工質(zhì)入口部和工質(zhì)出口部； 所述外殼主體呈中空柱狀，具有相反的第一端和第二端，所述外殼主體在其第一端的端面上設(shè)有第一凹陷，在其第二端的端面上設(shè)有第二凹陷； 所述工質(zhì)入口部安裝至所述外殼主體的第一端，具有第一內(nèi)腔； 所述工質(zhì)出口部安裝在所述外殼主體的第二端，具有第二內(nèi)腔； 所述發(fā)電機(jī)包括第一法蘭和第二法蘭，所述第一法蘭安裝在所述外殼主體的第一端的第一凹陷，所述第一法蘭上固定安裝第一軸承，所述第二法蘭安裝在所述外殼主體的第二端的第二凹陷，所述第二法蘭上固定安裝第二軸承； 所述發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)機(jī)殼以及設(shè)置在所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)子和定子； 所述轉(zhuǎn)子包括可旋轉(zhuǎn)地支撐在所述第一軸承和第二軸承上的轉(zhuǎn)軸以及固定在所述轉(zhuǎn)軸上的永磁極，所述轉(zhuǎn)軸穿出所述第二法蘭形成一轉(zhuǎn)軸延伸段； 所述定子包括安裝在所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼內(nèi)表面的定子繞組，所述定子繞組與所述轉(zhuǎn)子之間形成氣隙，所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼固定在所述第一法蘭和第二法蘭之間，所述發(fā)電機(jī)機(jī)殼與所述外殼主體之間徑向上隔開以形成工質(zhì)流道，所述工質(zhì)流道與所述工質(zhì)入口部的第一內(nèi)腔和工質(zhì)出口部的第二內(nèi)腔連通； 所述透平安裝在所述轉(zhuǎn)軸延伸段。2.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述透平在徑向上與所述第二凹陷對應(yīng)，所述透平外周環(huán)設(shè)一環(huán)形件，所述環(huán)形件與所述透平的動葉的葉尖間隔一間隙，使得所述透平動葉能相對于所述環(huán)形件旋轉(zhuǎn)，所述環(huán)形件與所述透平之間形成工質(zhì)做功通道，所述工質(zhì)做功通道與所述工質(zhì)流道連通。3.如權(quán)利要求2所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述外殼主體第二端的端面上安裝一端板，所述環(huán)形件固定在所述端板和第二法蘭之間。4.如權(quán)利要求3所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述工質(zhì)出口部固定安裝在所述端板上。5.如權(quán)利要求4所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述工質(zhì)出口部包括一錐形部和一連接部，所述錐形部與所述端板連接，所述連接部用于與一下游管道連接，所述錐形部的內(nèi)徑沿氣流行進(jìn)方向上漸縮。6.如權(quán)利要求5所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述端板上固定安裝一導(dǎo)流錐，沿氣流行進(jìn)方向上，所述導(dǎo)流錐的外徑漸縮，所述導(dǎo)流錐的外表面與所述錐形部的內(nèi)表面之間形成一工質(zhì)排放通道，所述工質(zhì)排放通道與所述工質(zhì)做功通道連通。7.如權(quán)利要求2所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述第二法蘭面向所述透平的一側(cè)固定安裝有一端蓋，所述端蓋的徑向外端設(shè)有一過渡面，所述過渡面的軸向一側(cè)與所述工質(zhì)流道的徑向內(nèi)側(cè)平齊，所述過渡面的軸向另一側(cè)與所述透平的輪盤徑向外端平齊。8.如權(quán)利要求2所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述外殼主體對應(yīng)所述第二凹陷的部分相比所述外殼的中段具有增大的外徑。9.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述工質(zhì)入口部包括連接部和錐形部，所述連接部用以與一上游管道連接，所述錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述錐形部的內(nèi)徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，一導(dǎo)流錐安裝在所述第一法蘭上并位于所述第一內(nèi)腔內(nèi)，所述導(dǎo)流錐的外徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，所述錐形部的內(nèi)表面與所述導(dǎo)流錐的外表面之間形成一工質(zhì)入口通道，所述工質(zhì)入口通道與所述工質(zhì)流道連通。10.如權(quán)利要求1所述的透平膨脹發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述工質(zhì)入口部包括第一連接部和第一錐形部，所述第一連接部用以與一上游管道連接，所述第一連接部的端部具有一工質(zhì)入口，所述第一錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述錐形部的內(nèi)徑在氣流行進(jìn)方向上漸擴(kuò)，所述工質(zhì)出口部包括第二錐形部和第二連接部，所述第二錐形部固定安裝至所述外殼主體，所述第二連接部用于與一下游管道連接，所述第二連接部的端部具有一工質(zhì)出口，所述第二錐形部的內(nèi)徑沿氣流行徑方向上漸縮，所述工質(zhì)入口的孔徑小于所述工質(zhì)出口的孔徑。
【文檔編號】F01D15/10GK106050325SQ201610664125
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月12日 公開號201610664125.3, CN 106050325 A, CN 106050325A, CN 201610664125, CN-A-106050325, CN106050325 A, CN106050325A, CN201610664125, CN201610664125.3
【發(fā)明人】曹晶, 王崎文, 王志強(qiáng)
【申請人】深圳智慧能源技術(shù)有限公司