]其中,该吸热子系统的过热器103和第一阀门104之间还设置一换热器,该换热器的进气口连接过热器的出气口,其出气口连接第一阀门的进气口,发动机排烟管403先接入换热器,再依次接入过热器103和蒸发器102。
[0053]当过热器103中生成的过热有机工质蒸气温度过高时,过热有机工质蒸气进入换热器中与发动机排烟管中的烟气进行热交换,烟气吸收过热有机工质蒸气的热量温度升高,换热后的烟气再进入过热器103和蒸发器102与有机工质进行热交换。
[0054]本发明的第二实施例的基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统,可对温度过高的过热有机工质蒸气的多余热量进行利用,进一步增强了烟气余热的梯级利用效率,降低了系统的不可逆损失。
[0055]本发明的第三实施例的基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统,为了达到简要说明的目的,上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。
[0056]其中,该回收子系统的混合器301和冷凝器303之间还设置一旁通阀305,该旁通阀的进气口连接混合器的出气口,其出气口连接冷凝器的入口。旁通阀305打开后,由混合器流出的做功后的过热有机工质蒸气可经由旁通阀305直接进入冷凝器303,冷凝热量可以给发动机所在的车辆内部供热。
[0057]本发明的第三实施例的基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统,可通过控制旁通阀的开度,调节流经回热器302和直接流入冷凝器的过热有机工质蒸气量,热量利用方法灵活多样。
[0058]本发明的第四实施例的基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统,为了达到简要说明的目的,上述任一实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。请参见图2和图3,图2为分别本发明第四实施例的一体化集成透平发电机组的后视图、右视图和上视图,图3为本发明第四实施例的一体化集成透平发电机组的A-A方向的剖面图。
[0059]第一膨胀透平201、第二膨胀透平202和发电机203集成为一体,形成一体化集成透平发电机组,第一膨胀透平201与第二膨胀透平202相互对称,其包括运动组件和静止组件,静止组件包括机壳501、永磁电机绕组504、第一径向永磁悬浮轴承502、第二径向永磁悬浮轴承503、第一角接触球轴承505、第二角接触球轴承506、第一蜗壳507和第二蜗壳508;运动组件包括第一涡轮509、转轴510、永磁电机转子511和第二涡轮512。
[0060]其中,第一蜗壳507和第二蜗壳508分别固定于机壳501左、右两侧板,转轴510贯穿机壳501左、右两侧板并延伸至第一蜗壳507内和第二蜗壳508内,第一径向永磁悬浮轴承502包括第一径向永磁悬浮轴承动环515和第一径向永磁悬浮轴承静环516,第二径向永磁悬浮轴承503包括第二径向永磁悬浮轴承动环517和第二径向永磁悬浮轴承静环518,第一径向永磁悬浮轴承静环516和第二径向永磁悬浮轴承静环518分别固定于机壳501内腔的两端,机壳501内腔的第一径向永磁悬浮轴承静环516右侧部位固定第一角接触球轴承505,第二径向永磁悬浮轴承静环518左侧部位固定第二角接触球轴承506,第一、第二角接触球轴承505、506对转轴510进行轴向和径向支撑,第一径向永磁悬浮轴承502和第二径向永磁悬浮轴承503提供径向辅助支撑,转轴的正中位置布置永磁电机转子511,永磁电机绕组504镶嵌于机壳501内腔与永磁电机转子对应的位置,第一涡轮509和第二涡轮512为完全相同的两块涡轮,其分别位于第一蜗壳507和第二蜗壳508,对称固定于转轴的两端,即第一涡轮509、永磁电机转子511以及第二涡轮512固定在同一根转轴510上。
[0061]由于一体化集成透平发电机组的两个膨胀透平对称,需要保证进入两个膨胀透平中的过热有机工质蒸气相同。当一体化集成透平发电机组工作时,分流器105将过热有机工质蒸气均分为两股相同的气流:第一股过热有机工质蒸气和第二股过热有机工质蒸气,第一股过热有机工质蒸气由第一蜗壳进气口 513进入第一蜗壳507,第二股过热有机工质蒸气由第二蜗壳进气口 519进入第二蜗壳508,过热有机工质蒸气先通过蜗壳的渐缩管,气体速度逐渐增加,然后由蜗壳的导气环引入到第一涡轮509和第二涡轮512,过热有机工质蒸气推动第一涡轮509和第二涡轮512旋转做功,第一涡轮509和第二涡轮512旋转带动同轴的永磁电机转子511旋转,永磁电机绕组504切割旋转的永磁电机转子的磁场磁力线,产生电能,推动第一涡轮509和第二涡轮512旋转做功后的过热有机工质蒸气由第一蜗壳排气口 514和第二蜗壳排气口 520排出。
[0062]本实施例中的一体化集成透平发电机组,采用双膨胀透平结构,发电机203布置在一体化集成透平发电机组内部,且同轴布置,使透平发电机组的结构更紧凑,体积更小,在体积增加不大的情况下,输出功率可以增加进一倍;采用角接触球轴承混合径向永磁悬浮轴承支撑,径向永磁悬浮轴承系统的轴向稳定通过左右两侧的角接触球轴承来实现,径向由两对成中间截面对称的耦合磁环-动环和静环之间的磁斥力来实现稳定。径向永磁悬浮轴承作为角接触球轴承的辅助支撑,可为转轴提供径向的悬浮力,将角接触球轴承的承载卸载60%左右,大大延长角接触球轴承的使用寿命。转轴工作转速可达60000?80000转/分钟。与主动控制的电磁轴承相比,径向永磁悬浮轴承不需要复杂的控制系统,结构简单、可靠性高、成本低,适合应用于需要长期稳定运行的微小型动力装置。与常规气体轴承支承相比,无需外接供气装置,降低了系统的复杂程度,增加了系统的整体能效,启动方便,容易保管维护,可靠性好。与常规滚动轴承相比,联合径向永磁悬浮轴承使用,降低了滚动轴承的径向承载,减小了轴承摩擦带来的功率损失,不损失工艺气体,可改善系统循环的效率。永磁电机转子布置在转轴上,与透平转子共用同一转轴,减少了中间的减速和连接机构,机械效率更高,结构更为紧凑。
[0063]需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状,本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换,例如:
[0064](I)还可以采用其他类型膨胀透平;
[0065](2)本文可提供包含特定值的参数的示范,但这些参数无需确切等于相应的值,而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值;
[0066](3)实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本发明的保护范围;
[0067](4)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑,彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用,即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
[0068]综上所述,本发明提供的一种基于有机朗肯循环的发动机余热回收发电系统,可以对发动机缸套水余热和烟气余热进行梯度利用,能量利用率高,回收效果好;可对温度过高的过热有机工质蒸气的多余热量进行利用,进一步增强了烟气余热的梯级利用效率,降低了系统的不可逆损失;可通过控制旁通阀的开度,调节流经回热器302和直接流入冷凝器的过热有机工质蒸气量,热量利用方法灵活多样;采用双膨胀透平结构,发电机布置在一体化集成透平发电机组内部,且同轴布置,使透平发电机组的结构更紧凑,体积更小,在体积增加不大的情况下,输出功率可以增加进一倍,轴承支撑不需要复杂的控制系统,结构简单、可靠性高、成本低;无需外接供气装置,降低了系统的复杂程度,增加了系统的整体能效,启动方便,容易保管维护,可靠性好;降低了滚动轴承的径向承载,减小了轴承摩擦带来的功率损失,不损失工艺气体,可改善系统循环的效率;永磁电机转子布置在转轴上,与透平转子共用同一转轴,减少了中间的减速和连接机构,机械效率更高,结构更为紧凑。
[0069]以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.基于有机朗肯循环的发动机余