专利汇可以提供热力能量发生系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种功率生成系统,其包括为 涡轮 回路供热的热源回路。提供的热可为来自 蒸汽 涡轮、工业处理或制冷或 空调 系统、 太阳能 集热器或地热源的废热。热源回路还可包括储热媒介,以允许即使在热源间断时也能持续工作。在涡轮回路中, 工作 流体 蒸发 、注入涡轮、再利用、 液化 和回收。该功率生成系统还包括热回收回路,该回路具有从涡轮回路获取热量的流体。热回收回路的流体然后升高到更高的 温度 并置于与涡轮回路的工作流体换热。涡轮包括安装在旋转元件上的一个或多个 叶片 。涡轮还包括一个或多个 喷嘴 ,这些喷嘴能以非常小的 角 度和非常高的速度将气态工作流体引入到叶片的表面上。叶片的上游表面和下游表面之间的压 力 差和高速热气流的方向变化产生影响旋转元件的旋转的合力。,下面是热力能量发生系统专利的具体信息内容。
1.一种燃气轮机,包括:
旋转部件,所述旋转部件配置为具有第一平面和第二平面的大致为圆形的盘,所述旋转部件还包括与所述第一平面和所述第二外表面相邻的周边外表面;
叶片,安装在所述旋转部件的所述周边外表面上,并且所述叶片具有由所述周边外表面径向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之间延伸的宽度,所述叶片在其第一侧上具有凹面,在其第二侧上具有凸面,所述凸面和所述凹面从邻近于所述第一平面的位置延伸至邻近于所述第二平面的位置;
气态工作流体源;
机架,包围所述旋转部件,所述机架具有至少一个气体入口、至少一个气体排放口以及腔体,所述腔体的大小被配置为用于容纳所述旋转部件,所述至少一个气体入口中的每个均包括产生很高速率的气流的喷嘴,所述喷嘴在其出口处具有锥形末端,以用于以非常小的角度将很高速率的气流引导至所述叶片的所述凹面上。
2.如权利要求1所述的燃气轮机,其中所述高速气流流出所述喷嘴并几乎垂直地入射到所述叶片的所述凹面上,然后,所述高速气流转变方向并沿着所述凹面的曲率前进,并且以与所述高速气流入射到所述叶片的所述凹面上的方向呈几乎180度的方向流动离开所述叶片的所述凹面,从而施加几乎两倍于所述高速气流的动量的动量。
3.如权利要求2所述的燃气轮机,其中越过所述叶片的所述凹面的所述高速气流在邻近于所述叶片的所述凹面产生的压强比在邻近于所述叶片的所述凸面产生的压强大,从而由所述叶片的所述表面乘以压强差所产生的力用于使所述旋转部件转动。
4.如权利要求3所述的燃气轮机,其中所述喷嘴具有会聚的内流动路径,以使热的气体以很高的速率流动。
5.如权利要求4所述的燃气轮机,其中所述喷嘴还具有发散的内流动路径,所述发散的内流动路径将使所述速率加速至超声流动,从而使热的气体的有用动量增加。
6.如权利要求2所述的燃气轮机,其中所述旋转部件具有至少一个燕尾形安装槽,所述叶片能够从侧面滑入所述安装槽内,所述叶片具有楔形基座,所述楔形基座具有安装孔,螺钉和螺栓穿过所述安装孔安装,从而使所述叶片在滑入所述安装槽中后保持所述叶片的位置。
7.如权利要求6所述的燃气轮机,其中所述旋转部件具有多个燕尾安装槽,并且所述叶片中的一个安装在每个所述安装槽中。
8.如权利要求2所述的燃气轮机,其中在所述流动入口和所述叶片之间以大约10度的很小的角度引导气流。
9.如权利要求1所述的燃气轮机,其中所述机架包括左端钟状件、右端钟状件和环状件,所述左端钟状件、右端钟状件和环状件的大小配置为包围、密封并支撑所述旋转部件。
10.如权利要求9所述的燃气轮机,其中所述旋转部件安装在轴上,所述轴由轴承支撑,所述轴承安装在所述左端钟状件和所述右端钟状件中。
11.如权利要求10所述的燃气轮机,其中所述轴在操作中连接于发电机或其他机械装置,从而从所述旋转部件获取能量。
12.一种功率生成系统,包括:
热力热源回路,具有约250℉或更高的外部热源以及与热源具有热交换关系的第一工作流体;
第一泵,处于所述热源回路内,以使所述第一工作流体和换热器循环;
热力热引擎回路,具有第二工作流体和泵,所述第二工作流体为制冷剂,所述泵处于所述热力热引擎回路内,以使所述第二工作流体循环,并在热循环过程中提高所述第二工作流体的压强;所述热力热引擎回路还具有热引擎,所述热引擎与所述第二工作流体以流体的方式连通,并且所述换热器将热量从所述第一工作流体转移至所述第二工作流体;
热力热量回收回路,具有第三工作流体和压缩机,所述第三工作流体为制冷剂,所述压缩机处于所述热力热量回收回路中,以使所述第三工作流体循环并提高所述热量回收回路中的所述第三工作流体的压强和温度,所述热量回收回路具有热量输入换热器和单独的热量输出换热器,从而使所述输入换热器将热量从所述热引擎回路转移至所述热量回收回路,并使所述输出换热器将热量从所述热量回收回路转移至所述热引擎回路。
13.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述第二工作流体将在小于300℉的温度下、小于200psig的压强下工作,并且所述工作流体在通过所述热力热引擎回路循环时,将在80℉低的温度下凝结,并在约70℉汽化。
14.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路包括包含热量存储介质的保持罐,所述热量存储介质为相变材料,所述相变材料将在给定的恒定温度下由固态转变为液态,从而所述热量存储材料的熔解热使得在小体积中存储大量热量。
15.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热源来自空调系统的废弃热量、其他功率设备或其他热力系统的废弃热量。
16.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热源包括热太阳能电池组。
17.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热源是地热产生的。
18.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热引擎包括:
旋转部件,所述旋转部件配置为具有第一平面和第二平面的大致为圆形的盘,所述旋转部件还包括与所述第一平面和所述第二外表面相邻的周边外表面;
叶片,安装在所述旋转部件的所述周边外表面上,并且所述叶片具有由所述周边外表面径向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之间延伸的宽度,所述叶片在其第一侧上具有凹面,在其第二侧上具有凸面,所述凸面和所述凹面从邻近于所述第一平面的位置延伸至邻近于所述第二平面的位置;
气态工作流体源;
机架,包围所述旋转部件,所述机架具有至少一个气体入口、至少一个气体排放口以及腔体,所述至少一个气体入口用于将所述第二工作流体引入所述热引擎,所述腔体的大小被配置为用于容纳所述旋转部件,所述至少一个气体入口中的每个均包括产生很高速率的气流的喷嘴,所述喷嘴在其出口处具有锥形末端,以用于以非常小的角度将很高速率的气流引导至所述叶片的所述凹面上。
19.如权利要求18所述的功率生成系统,其中所述高速气流流出所述喷嘴并几乎垂直地入射到所述叶片的所述凹面上,然后,所述高速气流转变方向并沿着所述凹面的曲率前进,并且以与所述高速气流入射到所述叶片的所述凹面上的方向呈几乎180度的方向流动离开所述叶片的所述凹面,从而施加几乎两倍于所述高速气流的动量的动量。
20.如权利要求19所述的功率生成系统,其中越过所述叶片的所述凹面的所述高速气流在邻近于所述叶片的所述凹面生成的压强比在邻近于所述叶片的所述凸面生成的压强大,从而由所述叶片的所述表面乘以压强差所产生的力用于使所述旋转部件转动。
21.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热力热引擎回路包括废弃热量输出换热器和单独的热量回收输入换热器,所述废弃热量输出交换器与所述热量回收回路热量输入换热器为间接热量交换关系,所述热量回收输入换热器与所述热量回收回路热量输出换热器为间接热量交换关系。
22.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路包括膨胀阀,从而使热量回收回路中的压强减小,并且使所述压缩机平衡,并同时生成从所述热力热引擎回路中去除热量所必需的冷却作用。
23.如权利要求22所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括防止来自于所述膨胀阀的压强下降得过低的第一压强调整阀,从而避免所述回收回路输出换热器的过冷却,而且所述热力热量回收回路还包括防止来自于所述压缩机的压强下降得过低的第二压强调整器。
24.如权利要求23所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括储蓄器,所述储蓄器获取分散的液体,从而防止分散的液体到达所述压缩机并防止造成损坏,所述热力热量回收回路还包括储备容器,所述储备容器保持足够的制冷剂,以防止所述第三工作流体的短缺。
25.如权利要求24所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括子冷却换热器,所述子冷却换热器根据需要从所述热量回收回路向外界排出多余的热量,从而保持所述第三工作流体不会产生能够导致所述阀发生故障的不需要的气泡,所述热力热量回收回路还包括过滤干燥元件,所述过滤干燥元件从所述第三工作流体中去除分散的粒子和水蒸气,从而防止结冰、损坏和腐蚀。
26.如权利要求12所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路包括旁路阀,所述旁路阀允许所述热源在需要时绕过所述换热器,从而使热量旁路至卸载负载。
27.如权利要求26所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路包括安全阀,从而避免形成损坏性的压强过大。
28.一种功率生成系统,包括:
热力热源回路,具有约250℉或更高的外部热源以及与热源具有热交换关系的第一工作流体;
第一泵,处于所述热源回路中,以使所述第一工作流体循环至热量存储罐和缓冲热源回路,所述缓冲热源回路包括第二泵,所述第二泵将热量从所述热量存储罐转移至换热器;
热力热引擎回路,具有第二工作流体和泵,所述第二工作流体为制冷剂,所述泵处于所述热力热引擎回路内,以使所述第二工作流体循环,并在热力循环过程中提升所述第二工作流体的压强;所述热力热引擎回路还具有热引擎,所述热引擎与所述第二工作流体流体连通,并且所述换热器将热量从所述第一工作流体转移至所述第二工作流体;
热力热量回收回路,具有第三工作流体和压缩机,所述第三工作流体为制冷剂,所述压缩机处于所述热力热量回收回路内,以使所述第三工作流体循环并抬高所述热量回收回路内的所述第三工作流体的压强和温度,所述热量回收回路具有热量输入换热器和单独的热量输出换热器,从而使所述输入换热器将热量从所述热引擎回路转移至所述热量回收回路,并使所述输出换热器将热量从所述热量回收回路转移至所述热引擎回路,所述热引擎包括:
旋转部件,所述旋转部件配置为具有第一平面和第二平面的大致为圆形的盘,所述旋转部件还包括与所述第一平面和所述第二外表面相邻的周边外表面;
叶片,安装在所述旋转部件的所述周边外表面上,并且所述叶片具有由所述周边外表面径向向外延伸的高度以及在所述第一平面和所述第二平面之间延伸的宽度,所述叶片在其第一侧上具有凹面,在其第二侧上具有凸面,所述凸面和所述凹面从邻近于所述第一平面的位置延伸至邻近于所述第二平面的位置;
机架,包围所述旋转部件,所述机架具有至少一个气体入口、至少一个气体排放口以及腔体,所述至少一个气体入口用于将所述第二工作流体引入所述热引擎,所述腔体的大小被配置为用于容纳所述旋转部件,所述至少一个气体入口中的每个均包括产生非常高速率的气流的喷嘴,所述喷嘴在其出口处具有锥形末端,以用于以非常小的角度将非常高速率的气流引导至所述叶片的所述凹面上,
其中,所述高速气流流出所述喷嘴并几乎垂直地入射到所述叶片的所述凹面上,然后,所述高速气流转变方向并沿着所述凹面的曲率前进并且以与所述高速气流入射到所述叶片的所述凹面上的方向呈几乎180度的方向流动离开所述叶片的所述凹面,从而施加几乎两倍于所述高速气流的动量的动量,并且
其中,越过所述叶片的所述凹面的所述高速气流在邻近于所述叶片的所述凹面生成的压强比在邻近于所述叶片的所述凸面生成的压强大,从而由所述叶片的所述表面乘以压强差所产生的力用于使所述旋转部件转动。
29.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述第二工作流体将在小于300℉的温度下、小于200psig的压强下工作,并且所述工作流体在通过所述热力热引擎回路循环时,将在80℉低的温度下凝结,并在约70℉汽化。
30.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热量存储罐包括包含热量存储介质的保持罐,所述热量存储介质为相变材料,所述相变材料将在给定的恒定温度下由固态转变为液态,从而所述热量存储材料的熔解热使得在小体积中存储大量热量。
31.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热源源于空调系统的废弃热量、其他功率设备或其他热力系统的废弃热量。
32.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热源包括热太阳能电池组。
33.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热源是地热生成的。
34.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热力热引擎回路包括废弃热量输出换热器和单独的热量回收输入换热器,所述废弃热量输出交换器与所述热量回收回路热量输入换热器为间接热量交换关系,所述热量回收输入换热器与所述热量回收回路热量输出换热器为间接热量交换关系。
35.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路包括膨胀阀,从而使热量回收回路中的压强减小,并且使所述压缩机平衡,并同时产生从所述热力热引擎回路中去除热量所必需的冷却作用。
36.如权利要求35所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括防止来自于所述膨胀阀的压强下降得过低的第一压强调整阀,从而避免所述回收回路输出换热器的过冷却,而且所述热力热量回收回路还包括防止来自于所述压缩机的压强下降得过低的第二压强调整器。
37.如权利要求36所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括储蓄器,所述储蓄器获取分散的液体,从而防止分散的液体到达所述压缩机并防止造成损坏,所述热力热量回收回路还包括储备容器,所述储备容器保持了制冷剂的足够供给,以防止所述第三工作流体的短缺。
38.如权利要求37所述的功率生成系统,其中所述热力热量回收回路还包括子冷却换热器,所述子冷却换热器根据需要从所述热量回收回路向外界排出多余的热量,从而保持所述第三工作流体不会产生能够导致所述阀发生故障的不需要的气泡,所述热力热量回收回路还包括过滤干燥元件,所述过滤干燥元件从所述第三工作流体中去除分散的粒子和水蒸气,从而防止结冰、损坏和腐蚀。
39.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路包括旁路阀,所述旁路阀允许所述热源在需要时绕过所述换热器,从而使热量旁路到卸载负载。
40.如权利要求39所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路包括安全阀,从而避免形成损坏性的压强过大。
41.如权利要求28所述的功率生成系统,其中所述热力热源回路和所述缓冲回路均包括膨胀箱,以防止吸入压强过低并导致泵气蚀,还防止了腐蚀。
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