CN103104368A - 防泄漏热气机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防泄漏热气机，包括由气体做功机构、气体压缩机构和连通通道构成的工质闭合回路，所述气体做功机构和/或所述气体压缩机构的不凝气泄漏区设为密封结构，所述防泄漏热气机还包括气体工质回流通道，所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道与所述工质闭合回路连通。本发明所公开的防泄漏热气机，将所述不凝气泄漏区设置成密封结构，同时将所述不凝气泄漏区与所述工质闭合回路连通，使得整个热气机成为一个密闭环境，能有效地防止热气机中参与循环流动气体工质的泄漏；即使气体工质泄漏至不凝气泄漏区，也可采用单向通道回送至热气机的工质闭合回路中，减少了气体工质的损失，节约了成本，同时提高了热气机的效率。

Description

防泄漏热气机

技术领域

本发明涉及热气机领域，尤其是一种防泄漏热气机。

背景技术

热气机（如图1所示）中循环流动的气体工质，包含有价格昂贵的不凝气，如氩气，由于在被加热而形成高压，容易发生泄漏，造成浪费。气体工质主要泄漏发生在曲轴1与曲轴箱2的连接处，由于曲轴1的高速旋转导致该连接处难以形成良好密封，造成气体工质存在泄漏的可能。因此需要发明一种防止热气机中气体工质发生泄漏的热气机。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

方案1：一种防泄漏热气机，包括由气体做功机构、气体压缩机构和连通通道构成的工质闭合回路，所述气体做功机构和/或所述气体压缩机构的不凝气泄漏区设为密封结构，所述防泄漏热气机还包括气体工质回流通道，所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道与所述工质闭合回路连通。

方案2：在方案1的基础上，所述气体做功机构设为活塞式气体做功机构。

方案3：在方案1的基础上，所述气体压缩机构设为活塞式气体压缩机构。

方案4：在方案1的基础上，所述气体做功机构和所述气体压缩机构一体化设置为气缸活塞机构。

方案5：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述曲轴箱中设有减速器，所述减速器与所述曲轴箱中的曲轴齿啮合，所述减速器的轴伸出所述曲轴箱，所述减速器与所述曲轴箱转动密封设置。

方案6：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述曲轴箱中设有发电机，所述发电机的动力输入轴与所述曲轴箱中的曲轴连接。

方案7：在方案2至4任一方案的基础上，所述不凝气泄漏区设为曲轴箱，所述防泄漏热气机还包括有磁极匹配的两个磁铁：一个所述磁铁设在所述曲轴箱中，与所述曲轴箱的曲轴固定连接，另一个所述磁铁设在所述不凝气泄漏区外，与动力输出轴固定连接。

方案8：在方案1的基础上，在所述气体工质回流通道上设由所述曲轴箱向所述工质闭合回路单向流通的逆止阀。

方案9：在方案1的基础上，所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道与所述工质闭合回路的低压区连通。

方案10：在方案1的基础上，所述防泄漏热气机还包括不凝气储罐，所述不凝气储罐设在所述气体工质回流通道上。

方案11：在方案1的基础上，所述防泄漏热气机还包括不凝气回收压缩机，所述不凝气回收压缩机的进气口与所述不凝气泄漏区连通，所述不凝气回收压缩机的气体出口经逆止阀与所述不凝气储罐连通。

方案12：在方案1至11任一方案的基础上，所述防泄漏热气机采用外燃加热的工质加热方式。

本发明的原理是：将活塞式热气机的所述气缸活塞机构中所述曲轴箱设为密封结构，同时所述曲轴箱与所述工质闭合回路通过所述气体工质回流通道连通，将泄漏至所述曲轴箱中的气体工质导回至所述工质闭合回路中，避免了所述工质闭合回路中气体工质进一步泄漏出去。而所述曲轴箱密封后，其动力输出采用减速输出、直接在所述曲轴箱中转化为电力输出或采用磁力透过所述曲轴箱而导出的三种方式，既克服了现有热气机气体工质的泄漏，又不影响所述曲轴的动力输出。

本发明中，所述气体压缩机构是指一切可以对气体进行压缩的机构，例如螺杆式气体压缩机构、叶轮式气体压缩机构、罗茨式气体压缩机构、活塞式气体压缩机构等，其作用是将所述热气机内的气体工质进行压缩或压缩及平移，所谓的平移是指将工质从一个地方移动到另一个地方的过程。

本发明中，所述气体做功机构是指一切可以利用气体工质膨胀和/或流动产生动力的机构，例如螺杆式气体做功机构、叶轮式气体做功机构、罗茨式气体做功机构、活塞式气体做功机构等，其作用是利用所述热气机内的处于高能状态下的气体工质进行做功，所谓的高能状态是指在所述热气机的循环中，气体工质处于温度最高、压力最大的状态。

本发明中，所述工质闭合回路是指由所述气体压缩机构和所述气体做功机构以及连通两者的所述连通通道构成的工质可以循环流动的空间。

本发明中，所谓低压区是指热气机在工作中所述工质闭合回路中气体工质压力较小的区域，如气体压缩机构的进气口处。

本发明中，所述连通通道是指连通所述气体压缩机构和所述气体做功机构的工质流动的通道。

本发明中，所述不凝气是指惰性气体、氮气等在所述工质闭合回路中参与循环而经冷却后不液化的气体。

本发明中，所述不凝气泄漏区是指系统中发生不凝气泄漏的部位，例如，当采用气缸活塞机构时，不凝气泄漏到曲轴箱，则所述曲轴箱即为不凝气泄漏区。

本发明中，所谓的两个装置连通，是指流体可以在两个装置之间单向或者双向流通。所谓的连通是指直接连通或经控制机构、控制单元或其他控制部件间接连通。

根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下：

本发明所公开的防泄漏热气机，将所述不凝气泄漏区设置成密封结构，同时将所述不凝气泄漏区与所述工质闭合回路连通，使得整个热气机成为一个密闭环境，能有效地防止热气机中参与循环流动气体工质的泄漏；即使气体工质泄漏至不凝气泄漏区，也可采用单向通道回送至热气机的工质闭合回路中，减少了气体工质的损失，节约了成本，同时提高了热气机的效率。

附图说明

图1所示的是现有热气机的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例6的结构示意图，

图中：

1曲轴、2曲轴箱、3减速器、4动力输出轴、5气体工质回流通道、6逆止阀、7磁铁组、8发电机、9连通通道、10气缸活塞机构、11活塞式气体做功机构、21活塞式气体压缩机构、31不凝气储罐、32不凝气回收压缩机。

具体实施方式

实施例1

如图2所示的防泄漏热气机，包括由气体做功机构、气体压缩机构和连通通道9构成的工质闭合回路，所述气体做功机构设为活塞式气体做功机构11，所述气体压缩机构设为活塞式气体压缩机构21，所述活塞式气体做功机构11和所述活塞式气体压缩机构21的不凝气泄漏区设为曲轴箱2，所述曲轴箱2为密封结构，所述防泄漏热气机还包括气体工质回流通道5，所述曲轴箱2经所述气体工质回流通道5与所述工质闭合回路连通。

在热气机的气体工质循环流动过程中，高压气体工质中会有少量渗入所述曲轴箱2中，所述气体工质回流通道5会将渗至所述曲轴箱2中的气体工质送回至工质闭合回路中；为避免所述工质闭合回路中气体工质经所述气体工质回流通道5流入所述曲轴箱2中，在所述气体工质回流通道5上设置一个只能由所述曲轴箱2向所述工质闭合回路单向流通的逆止阀6。

在实际使用中，所述气体工质回流通道5的出口将连通在所述工质闭合回路中的低压区，方便所述曲轴箱2中气体工质返回至所述工质闭合回路中。

具体实施时，所述气体做功机构可设为叶轮式气体做功机构，在所述叶轮式气体做功机构转动轴处设有密封结构，所述不凝气泄漏区设为所述叶轮式气体做功机构转动轴处的密封结构。可选择地，所述气体做功机构还可设为螺杆式气体做功机构或罗茨式气体做功机构；所述气体压缩机构可设为螺杆式气体压缩机构、叶轮式气体压缩机构或罗茨式气体压缩机构。

实施例2

如图3所示的防泄漏热气机，其与实施例1的区别在于：所述气体做功机构和所述气体压缩机构一体化设置为气缸活塞机构10。

实施例3

如图4所示的防泄漏热气机，其与实施例2的区别在于：所述曲轴箱2中设有减速器3，所述减速器3与所述气缸活塞机构10的曲轴1齿啮合，所述减速器3的轴伸出所述曲轴箱2，且与所述曲轴箱2转动密封设置。

将现有活塞式热气机的所述曲轴1整体设在所述曲轴箱2，即所述曲轴1两端不伸出所述曲轴箱2，将所述曲轴1与所述减速器3齿啮合连接，降低了动力输出轴4的转速。由于所述动力输出轴4的转速降低，其与所述曲轴箱2的转动密封相对于现有高速转动的密封情况将得到大大改善。

实施例4

如图5所示的防泄漏热气机，其与实施例2的区别在于：所述曲轴箱2中所述曲轴1是经由一对磁极匹配的磁铁组7输出动力，其中一个磁铁固定连接所述曲轴箱2内的所述曲轴1的一端；而另一个磁铁则设在所述曲轴箱2外，与所述曲轴箱2内的磁铁的磁极对应；所述动力输出轴4固定在所述曲轴箱2外的磁铁上。

所述曲轴箱2为密封设置，所述曲轴1的动力经由磁铁组7得到输出。

实施例5

如图6所示的防泄漏热气机，其与实施例2的区别在于：在所述曲轴箱2中设有发电机8，将所述曲轴1与所述发电机8的动力输入轴连接，而所述发电机8产生的交流电（图中所示）可采用导线输出所述曲轴箱2外，不影响所述曲轴箱2的密封性能。

也可将所述发电机8设为直流发电机，即可产生直流电。

实施例6

如图7所示的防泄漏热气机，其与实施例1的区别在于：所述防泄漏热气机还包括不凝气储罐31和不凝气回收压缩机32，所述不凝气回收压缩机32的进气口与所述曲轴箱2连通，所述不凝气回收压缩机32的气体出口经逆止阀6与所述不凝气储罐31连通，所述不凝气储罐31与所述工质闭合回路的连通通道9连通。

所述不凝气储罐31用来存储从不凝气泄漏区收集来的不凝气，所述不凝气回收压缩机32是用来收集不凝气泄漏区的不凝气的装置。

具体实施时，可选择地，所述曲轴箱2可直接与所述不凝气储罐31连通。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防泄漏热气机，包括由气体做功机构、气体压缩机构和连通通道（9）构成的工质闭合回路，其特征在于：所述气体做功机构和/或所述气体压缩机构的不凝气泄漏区设为密封结构，所述防泄漏热气机还包括气体工质回流通道（5），所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道（5）与所述工质闭合回路连通。

2.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：所述气体做功机构设为活塞式气体做功机构（11）。

3.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：所述气体压缩机构设为活塞式气体压缩机构（21）。

4.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：所述气体做功机构和所述气体压缩机构一体化设置为气缸活塞机构（10）。

5.如权利要求2至4中任一权利要求所述防泄漏热气机，其特征在于：所述不凝气泄漏区设为曲轴箱（2），所述曲轴箱（2）中设有减速器（3），所述减速器（3）与所述曲轴箱（2）中的曲轴（1）齿啮合，所述减速器（3）的轴伸出所述曲轴箱（2），所述减速器（3）与所述曲轴箱（2）转动密封设置。

6.如权利要求2至4中任一权利要求所述防泄漏热气机，其特征在于：所述不凝气泄漏区设为曲轴箱（2），所述曲轴箱（2）中设有发电机（8），所述发电机（8）的动力输入轴与所述曲轴箱（2）中的曲轴（1）连接。

7.如权利要求2至4中任一权利要求所述防泄漏热气机，其特征在于：所述不凝气泄漏区设为曲轴箱（2），所述防泄漏热气机还包括有磁极匹配的两个磁铁：一个所述磁铁设在所述曲轴箱（2）中，与所述曲轴箱（2）的曲轴（1）固定连接，另一个所述磁铁设在所述不凝气泄漏区外，与动力输出轴（4）固定连接。

8.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：在所述气体工质回流通道（5）上设由所述曲轴箱（2）向所述工质闭合回路单向流通的逆止阀（6）。

9.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：所述不凝气泄漏区经所述气体工质回流通道（5）与所述工质闭合回路的低压区连通。

10.如权利要求1所述防泄漏热气机，其特征在于：所述防泄漏热气机还包括不凝气储罐（31），所述不凝气储罐（31）设在所述气体工质回流通道（5）上。

Images