技术领域
[0001] 本
发明涉及天然气减压压
力能回收再利用技术领域，特别是涉及一种天然气减压发电用膨胀机机组。
背景技术
[0002] 我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了资源和环境被破坏的巨大代价，这两者之间的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。因而大力发展
循环经济，提高资源利用效率成为必然。合理用电，节约用电，以及将一些废弃
能源转化为
电能已经成为节能减排工作中的重中之重。
[0003] 当前天然气作为一种洁净能源使用量越来越大，天然气进入千家万户不仅让老百姓免去了烧
煤、烧柴和换煤气罐的麻烦，而且对改善环境
质量意义重大。目前天然气的输送方式主要通过高压管网输送，主干管网内压力通常能达到10Mpa，而市政管网内通常不到1MPa，这是经过各个
站点多级减压而来的。全国范围内各级大小天然气减压点非常多。现在天然气的减压方式大多采用的是通过减压
阀直接减压，天然气的压力能没有得到利用而浪费掉，但是要利用该压力能，也存在较高的技术
门槛。天然气压力高，还是易燃易爆气体，因此采用一般的回收方式，机器复杂且成本高，使得天然气减压压力能的回收难以推进实施。
[0004] 因此，如何改变
现有技术中，天然气的压力能被浪费的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种天然气减压发电用膨胀机机组，以解决上述现有技术存在的问题，将天然气的压力回收作发电用，节约能源。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种天然气减压发电用膨胀机机组，包括本体、
涡轮、
转子和润滑装置，所述本体内设置膨胀腔室，所述本体设置气体流入通道和气体流出通道，所述气体流入通道和所述气体流出通道均与所述膨胀腔室相连通，所述气体流入通道能够与天然气高压管网相连通，所述气体流出通道能够与天然气低压管网相连通，所述涡轮设置于所述气体流出通道与所述膨胀腔室之间，所述本体内还设置转动腔室，所述转子竖直、可转动地设置于所述转动腔室内，所述润滑装置能够为所述转子提供
润滑油，所述转子的一端伸出所述转动腔室与所述涡轮相连，所述转子与所述涡轮同轴设置，所述转子靠近所述涡轮的一端与所述转动腔室的内壁之间设置密封元件。
[0007] 优选地，所述膨胀腔室设置
喷嘴，所述喷嘴正对所述涡轮设置，所述喷嘴与所述气体流出通道相连通。
[0008] 优选地，所述膨胀腔室为环形，所述喷嘴设置于所述膨胀腔室的
内圈，所述气体流入通道设置于所述膨胀腔室的
外圈。
[0009] 优选地，所述气体流出通道、所述膨胀腔室、所述涡轮均同轴设置，所述气体流入通道的轴线与所述气体流出通道的轴线相垂直。
[0010] 优选地，所述气体流入通道的直径较所述气体流出通道的直径小。
[0011] 优选地，所述转子与所述膨胀腔室的
侧壁之间设置
轴承，所述润滑装置能够为所述轴承提供润滑油。
[0012] 优选地，所述润滑装置包括能够容纳润滑油的底油箱，所述底油箱设置于所述转动腔室的底部，所述底油箱通过供油管路与所述轴承相连，所述底油箱与所述轴承之间设置油
泵。
[0013] 优选地，所述密封元件套设于所述转子的外部，所述密封元件与所述本体的内壁相抵接，所述密封元件具有梳齿状结构。
[0014] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的天然气减压发电用膨胀机机组，包括本体、涡轮、转子和润滑装置，本体内设置膨胀腔室，本体设置气体流入通道和气体流出通道，气体流入通道和气体流出通道均与膨胀腔室相连通，气体流入通道能够与天然气高压管网相连通，气体流出通道能够与天然气低压管网相连通，涡轮设置于气体流出通道与膨胀腔室之间，本体内还设置转动腔室，转子竖直、可转动地设置于转动腔室内，润滑装置能够为转子提供润滑油，转子的一端伸出转动腔室与涡轮相连，转子与涡轮同轴设置，转子靠近涡轮的一端与转动腔室的内壁之间设置密封元件。本发明的天然气减压发电用膨胀机机组，在本体内设置了膨胀腔室，高压天然气由气体流入通道进入膨胀腔室内，
压缩天然气膨胀后降压并推动涡轮转动，涡轮带动与之相连的转子转动，转子转动将机械能转换为电能，润滑装置能够为转子转动提供润滑，降压后的天然气由气体流出通道进入天然气低压管网，在转子与转动腔室之间设置密封元件，避免天然气与外界
氧气
接触引发易燃易爆的问题，本发明的天然气减压发电用膨胀机机组结构简单，利用天然气的压力能发电，节约能源。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为本发明的天然气减压发电用膨胀机机组的结构示意图；
[0017] 图2为图1中A处的放大结构示意图；
[0018] 其中，1为本体，2为涡轮，3为转子，4为膨胀腔室，5为气体流入通道，6为气体流出通道，7为转动腔室，8为密封元件，9为喷嘴，10为轴承，11为底油箱，12为油泵，13为供油管路。
具体实施方式
[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020] 本发明的目的是提供一种天然气减压发电用膨胀机机组，以解决上述现有技术存在的问题，将天然气的压力回收作发电用，节约能源。
[0021] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 请参考图1-2，其中，图1为本发明的天然气减压发电用膨胀机机组的结构示意图，图2为图1中A处的放大结构示意图。
[0023] 本发明提供一种天然气减压发电用膨胀机机组，包括本体1、涡轮2、转子3和润滑装置，本体1内设置膨胀腔室4，本体1设置气体流入通道5和气体流出通道6，气体流入通道5和气体流出通道6均与膨胀腔室4相连通，气体流入通道5能够与天然气高压管网相连通，气体流出通道6能够与天然气低压管网相连通，涡轮2设置于气体流出通道6与膨胀腔室4之间，本体1内还设置转动腔室7，转子3竖直、可转动地设置于转动腔室7内，润滑装置能够为转子3提供润滑油，转子3的一端伸出转动腔室7与涡轮2相连，转子3与涡轮2同轴设置，转子3靠近涡轮2的一端与转动腔室7的内壁之间设置密封元件8。
[0024] 本发明的天然气减压发电用膨胀机机组，在本体1内设置了膨胀腔室4，高压天然气由气体流入通道5进入膨胀腔室4内，压缩天然气膨胀后降压并推动涡轮2转动，涡轮2带动与之相连的转子3转动，转子3转动将机械能转换为电能，润滑装置能够为转子3转动提供润滑，降压后的天然气由气体流出通道6进入天然气低压管网，在转子3与转动腔室7之间设置密封元件8，避免天然气与外界氧气接触引发易燃易爆的问题，本发明的天然气减压发电用膨胀机机组结构简单，将发
电机部分与膨胀机部分合二为一，实现利用天然气的压力能发电，节约能源。此处需要说明的是，本发明的转子3转动继而将机械能转换为电能，因发电机结构、发电机原理以及转子3所包含的线圈等属于本领域技术人员的惯用手段，此处
能量转换不属于本发明相对于现有技术所做出的新的改进，因此，此处不再赘述，发电机部分可以是永磁
同步发电机或
铜转子异步发电机。
[0025] 具体地，膨胀腔室4设置喷嘴9，喷嘴9的出口正对涡轮2设置，喷嘴9与气体流出通道6相连通，降压后的天然气由喷嘴9喷出，推动涡轮2转动，然后通过气体流出通道6进入天然气低压管网。
[0026] 在本具体实施方式中，膨胀腔室4为环形，喷嘴9设置于膨胀腔室4的内圈，涡轮2同样设置于膨胀腔室4的内圈，气体流入通道5设置于膨胀腔室4的外圈。
[0027] 更具体地，气体流出通道6、膨胀腔室4、涡轮2均同轴设置，使得天然气的气流更均匀，同时提高涡轮2的转动
稳定性，气体流入通道5的轴线与气体流出通道6的轴线相垂直，气体流入通道5设置于膨胀腔室4的一侧。
[0028] 另外，为了避免高压天然气进入膨胀腔室4的速率过快，天然气无法充分膨胀降压，将气体流入通道5的直径设置较小，气体流入通道5的直径较气体流出通道6的直径小，同样地，为了避免降压后的天然气无法及时排出在气体流出通道6处被压缩，将气体流出通道6的直径设置较大，提高用户端天然气使用安全系数。
[0029] 进一步地，转子3与膨胀腔室4的侧壁之间设置轴承10，转子3的两端均设置轴承10，保证转子3转动顺畅，润滑装置能够为轴承10提供润滑。
[0030] 其中，润滑装置包括能够容纳润滑油的底油箱11，底油箱11设置于转动腔室7的底部，底油箱11通过供油管路13与轴承10相连通，底油箱11与轴承10之间设置油泵12，油泵12通过供油管路13将底油箱11中的润滑油输送至轴承10处，为轴承10提供润滑。在本发明的其他具体实施方式中，润滑装置还可以为轴承10提供脂润滑。
[0031] 更进一步地，密封元件8套设于转子3的外部，密封元件8与本体1的内壁相抵接，密封元件8具有梳齿状结构，密封元件8的梳齿状结构能够提供多重密封，即使其中一重“齿”密封失效，其他“齿”密封仍然能够避免天然气
泄漏，提高密封元件8的可靠性。
[0032] 本发明的天然气减压发电用膨胀机机组，在本体1内设置了膨胀腔室4，高压天然气由气体流入通道5进入膨胀腔室4内，高压天然气膨胀后降压并由喷嘴9喷出，喷出的天然气推动涡轮2转动，进而涡轮2带动与之相连的转子3转动，转子3转动进而将机械能转换为电能，在转子3靠近涡轮2的一端套设有密封元件8，密封元件8具有梳齿状结构，梳齿状结构能够提供多重密封，避免天然气泄漏，提高安全系数。在本发明中，转子3竖直设置，轴承10
载荷小，使用寿命长，且涡轮2直接与转子3相连，使得发电机部分与膨胀机部分称为一个整体，结构紧凑，占用空间小。
[0033] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本
说明书内容不应理解为对本发明的限制。
