透平膨脹發電機制造技術

本實用新型專利技術提供了一種透平膨脹發電機，其主要運動部件都設置在外殼內部。外殼主體的一端端面設有凹陷，透平安裝在凹陷內，凹陷內設有環形件，環形件與透平之間形成工質做功通道，外殼主體對應該凹陷的部分相比外殼中段具有增大的外徑，而環形件與外殼主體之間具有徑向間隔，這樣設計可使得該透平膨脹發電機可根據實際需求更換不同型號的透平，且可通過更換適合的環形件以在保持機組主體設計的情況下實現不同的性能參數。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種利用流體發電的發電機，特別涉及一種利用管道氣或壓縮天然氣發電的透平膨脹發電機。
技術介紹
在現有技術中，有利用管道氣推動透平繼而帶動發電機發電的技術。在這種現有技術中，透平設置在封閉殼體內，這個封閉殼體的入口和出口與上游管道和下游管道連接。發電機設置在殼體外部，通過轉軸與透平連接進行發電。由于管道內與管道外的巨大壓力差，因此在封閉殼體與轉軸連接處，有管道氣泄漏的風險。本申請人為改進此缺點，曾提出過一種減壓膨脹透平發電機組，其發電機也位于殼體內，因此消除了貫穿殼體的轉軸，且在管道內設置閥芯以調節進氣流量，獲得了良好效果。但經過不斷研發，申請人認為之前提出的減壓膨脹透平發電機組還有可改進之處，以提高電機性能。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出一種可解決上述問題的透平膨脹發電機。本專利技術提供的透平膨脹發電機包括外殼以及容置在所述外殼內的透平和發電機。所述外殼包括外殼主體，所述外殼主體呈中空柱狀，具有用于進氣的第一端和排氣的第二端，所述外殼主體在其第二端的端面上設有環形凹陷，所述外殼主體對應所述凹陷的部分相比所述外殼主體的中段具有增大的外徑。所述發電機包括一轉軸。所述透平安裝在所述轉軸上，所述透平在徑向上與所述凹陷對應，所述透平外周環設一環形件，所述環形件與所述透平之間形成工質做功通道，所述環形件與所述外殼主體之間具有一徑向間隔。在一實施例中，所述環形件包括環形部和環形連接部，所述環形部與所述透平對應，在工質流向上，所述環形連接部位于所述環形部的上游。在一實施例中，所述透平包括導向器和動葉，所述導向器相對于所述環形件固定，所述動葉與所述環形件間隔一間隙以使得所述動葉能相對于所述環形件旋轉。在一實施例中，所述發電機包括發電機機殼以及設置在所述發電機機殼內的轉子和定子，所述轉子包括所述轉軸以及固定在所述轉軸上的永磁極，所述定子包括安裝在所述發電機機殼內表面的定子繞組，所述定子繞組與所述轉子之間形成氣隙，所述發電機機殼與所述外殼主體之間在徑向上隔開以形成工質流道，所述工質流道與所述工質做功通道連通，所述環形連接部靠近所述工質流道的一端的內表面與所述工質流道的徑向外側平齊。在一實施例中，所述發電機包括一法蘭，所述定位于所述凹陷內，所述環形連接部靠近所述工質流道的所述端抵靠在所述法蘭上，所述法蘭安裝有一軸承，所述軸承可轉動地支撐所述轉軸，所述法蘭上固定安裝有一端蓋，在軸向上所述端蓋位于所述法蘭和所述透平之間，在徑向上所述端蓋與所述環形連接部對應，所述端蓋的徑向外端設有一過渡面，所述過渡面與所述環形連接部之間形成過渡通道，所述過渡通道連通所述工質流道和所述工質做功通道，所述過渡面的軸向一側與所述工質流道的徑向內側平齊，所述過渡面的軸向另一側與所述透平的輪盤的徑向外端平齊。在一實施例中，沿所述工質流向方向上，所述端蓋的外徑漸縮，所述環形連接部的內徑漸縮，以使得所述過渡通道是均勻的。在一實施例中，所述外殼主體的第二端的端面上固定安裝一端板，所述端板抵靠所述環形件的環形部的端部使得所述環形件定位于所述法蘭和所述端板之間。在一實施例中，所述外殼包括工質入口部和工質出口部，所述工質入口部安裝至所述外殼主體的第一端，所述工質入口部具有第一內腔，所述工質出口部安裝在所述外殼主體的第二端，所述工質出口部具有第二內腔。在一實施例中，所述工質入口部包括第一錐形部和第一連接部，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入口，所述第一錐形部固定安裝至所述外殼主體第一端，所述第一錐形部的內徑在氣流行進方向上漸擴，所述工質出口部包括第二錐形部和第二連接部，所述第二連接部用以與一下游管道連接，所述第二連接部的端部具有一工質出口，所述第二錐形部固定安裝在所述外殼主體第二端的端板上，所述第二錐形部的內徑沿氣流行徑方向上漸縮，所述工質入口的孔徑小于所述工質出口的孔徑。在一實施例中，所述第一法蘭上固定安裝第一導流錐，所述第一導流錐位于所述第一內腔內，所述第一導流錐的外徑在氣流行進方向上漸擴，所述第一錐形部的內表面與所述第一導流錐的外表面之間形成一工質入口通道，所述工質入口通道與所述工質流道連通，所述端板上固定安裝第二導流錐，所述第二導流錐位于所述第二內腔內，所述第二導流錐的外徑在氣流行進方向上漸縮，所述第二導流錐的外表面與所述第二錐形部的內表面之間形成一工質排放通道，所述工質排放通道與所述工質做功通道連通。綜上所述，本專利技術提供了一種透平膨脹發電機，其主要運動部件都設置在外殼內部，因此管道氣泄漏的問題得以解決。而且，在施工現場，只需要將外殼的工質入口部和工質出口部與上下游管道連接即可，因此本專利技術采用模塊化安裝，施工容易。外殼主體兩端分別設置法蘭，法蘭上設置軸承以對轉軸及安裝在轉軸上的發電機和透平加以支撐固定，加強結構穩固性，保證發電機的穩定運行。在工質入口部和工質出口部分別設置一導流錐，導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氣流進行引導，保證工質穩定地流入和流出，不會出現氣流紊亂，提高發電機運行穩定性。此外，外殼主體的一端端面設有凹陷，透平安裝在凹陷內，凹陷內設有環形件，環形件與透平之間形成工質做功通道，外殼主體對應該凹陷的部分相比外殼中段具有增大的外徑，而環形件與外殼主體之間具有徑向間隔，這樣設計可使得該透平膨脹發電機可根據實際需求更換不同型號的透平，且可通過更換適合的環形件以在保持機組主體設計的情況下實現不同的性能參數。附圖說明圖1是透平膨脹發電機的一個實施例的簡化示意圖。圖2是圖1中透平膨脹發電機的外殼的簡化示意圖。圖3是圖1中透平膨脹發電機的發電機和透平部分的簡化示意圖。具體實施方式在詳細描述實施例之前，應該理解的是，本專利技術不限于本申請中下文或附圖中所描述的詳細結構或元件排布。本專利技術可為其它方式實現的實施例。而且，應當理解，本文所使用的措辭及術語僅僅用作描述用途，不應作限定性解釋。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、其等同物及其它附加事項。特別是，當描述“一個某元件”時，本專利技術并不限定該元件的數量為一個，也可以包括多個。如圖1-3所示，本專利技術提供一種透平膨脹發電機10，包括外殼12、透平14、發電機16。發電機16和透平14都設置在外殼12內，且發電機16與透平14驅動連接，從管道氣流向看，透平14設置在發電機16下游。這樣，進入外殼12的管道氣，例如液化氣，天然氣等推動透平14旋轉，繼而驅動發電機16進行發電。由于發電機16位于外殼12內的管道氣中，因此可以利用管道氣對發電機16進行散熱。在管道氣傳輸過程中，溫度也是一個需要維持在預定范圍內的參數。在一些低溫環境下，經常需要對傳輸中的管道氣進行加溫。發電機16的熱量剛好可以用以對管道氣進行加溫或者為管道氣加熱至預定溫度提供部分熱量。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連接的工質入口部20和工質出口部22。本文中，工質即為進入外殼12內的液化氣、壓縮天然氣等在透平14上做功的氣體。具體來說，外殼主體18呈中空柱狀，具有相反的第一端24和第二端26。工質入口部20固定安裝至外殼主體18的第一端24，例如螺栓固定。工質出口部22安裝在外殼主體18的第二端26，例如螺栓固定。在所示的實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種透平膨脹發電機，包括外殼以及容置在所述外殼內的透平和發電機，其特征在于，所述外殼包括外殼主體，所述外殼主體呈中空柱狀，具有用于進氣的第一端和排氣的第二端，所述外殼主體在其第二端的端面上設有環形凹陷，所述外殼主體對應所述凹陷的部分相比所述外殼主體的中段具有增大的外徑；所述發電機包括一轉軸；所述透平安裝在所述轉軸上，所述透平在徑向上與所述凹陷對應，所述透平外周環設一環形件，所述環形件與所述透平之間形成工質做功通道，所述環形件與所述外殼主體之間具有一徑向間隔。

【技術特征摘要】
1.一種透平膨脹發電機，包括外殼以及容置在所述外殼內的透平和發電機，其特征在于，所述外殼包括外殼主體，所述外殼主體呈中空柱狀，具有用于進氣的第一端和排氣的第二端，所述外殼主體在其第二端的端面上設有環形凹陷，所述外殼主體對應所述凹陷的部分相比所述外殼主體的中段具有增大的外徑；所述發電機包括一轉軸；所述透平安裝在所述轉軸上，所述透平在徑向上與所述凹陷對應，所述透平外周環設一環形件，所述環形件與所述透平之間形成工質做功通道，所述環形件與所述外殼主體之間具有一徑向間隔。2.如權利要求1所述的透平膨脹發電機，其特征在于，所述環形件包括環形部和環形連接部，所述環形部與所述透平對應，在工質流向上，所述環形連接部位于所述環形部的上游。3.如權利要求2所述的透平膨脹發電機，其特征在于，所述透平包括導向器和動葉，所述導向器相對于所述環形件固定，所述動葉與所述環形件間隔一間隙以使得所述動葉能相對于所述環形件旋轉。4.如權利要求2所述的透平膨脹發電機，其特征在于，所述發電機包括發電機機殼以及設置在所述發電機機殼內的轉子和定子，所述轉子包括所述轉軸以及固定在所述轉軸上的永磁極，所述定子包括安裝在所述發電機機殼內表面的定子繞組，所述定子繞組與所述轉子之間形成氣隙，所述發電機機殼與所述外殼主體之間在徑向上隔開以形成工質流道，所述工質流道與所述工質做功通道連通，所述環形連接部靠近所述工質流道的一端的內表面與所述工質流道的徑向外側平齊。5.如權利要求4所述的透平膨脹發電機，其特征在于，所述發電機包括一法蘭，所述法蘭位于所述凹陷內，所述環形連接部靠近所述工質流道的所述端抵靠在所述法蘭上，所述法蘭安裝有一軸承，所述軸承可轉動地支撐所述轉軸，所述法蘭上固定安裝有一端蓋，在軸向上所述端蓋位于所述法蘭和所述透平之間，在徑向上所述端蓋與所述環形連接部對應，所述端蓋的徑向外端設有一過渡面，所述過渡面與所述環形連接部之間形成過渡通道，所述過渡通道連通所述工質流道和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹晶，王崎文，王志強，
申請(專利權)人：深圳智慧能源技術有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44