涡轮膨胀机的低摩擦入口喷嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109983204A(43)申请公布日2019.07.05(21)申请号201680090438.0(51)Int.Cl.(22)申请日2016.11.18F01D17/16(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2019.04.26(86)PCT国际申请的申请数据PCT/CN2016/1063232016.11.18(87)PCT国际申请的公布数据WO2018/090307EN2018.05.24(71)申请人液化空气（中国）投资有限公司地址200233上海市闵行区古美路1515号18号楼知识产权部3层(72)发明人刘京锋(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人吴鹏马江立权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称涡轮膨胀机的低摩擦入口喷嘴(57)摘要提供了一种涡轮膨胀机的低摩擦入口喷嘴(100)。该入口喷嘴包括：喷嘴盖环(101)，该喷嘴盖环包括面(102)；一组喷嘴叶片(105)，其中，每个喷嘴叶片(105)包括面(107)；一组压力弹簧(112)；以及一组轴向加载螺栓(113)。该轴向加载螺栓(113)可以被配置用于接受该组压力弹簧(112)在该喷嘴盖环(101)与这些喷嘴叶片(105)的面之间引起的全部或至少一部分力，由此使该喷嘴叶片(105)的第一面位于离该喷嘴盖环(101)的面预定距离处。该预定距离可能在0.02mm与0.04mm之间。CN109983204ACN109983204A权利要求书1/1页1.一种涡轮膨胀机的低摩擦入口喷嘴，该低摩擦入口喷嘴包括：喷嘴盖环，其中，该喷嘴盖环包括面，一组喷嘴叶片，其中，每个喷嘴叶片包括面，一组压力弹簧，以及一组轴向加载螺栓其中，该轴向加载螺栓被配置用于接受该组压力弹簧在该喷嘴盖环与这些喷嘴叶片的面之间引起的全部或至少一部分力，由此使喷嘴叶片的第一面位于离喷嘴盖环的面预定距离处。2.如权利要求1所述的低摩擦入口喷嘴，其中，该预定距离在0.02mm与0.04mm之间。2CN109983204A说明书1/4页涡轮膨胀机的低摩擦入口喷嘴背景技术[0001]最近，对于从高温或高压气体中回收能量的关注有所增加。然而，可用装置并不是尽可能高效的并且受到某些限制，这些稍后进行讨论。由于任何高温或高压气体都是能量回收的潜在资源，装有发电机的膨胀机、涡轮机或涡轮膨胀机可以被定制成对工艺中可用的大量有用能量进行回收。[0002]涡轮膨胀机发挥作用的一个领域是废热回收。单独地使用涡轮膨胀机-发电机或作为更复杂的系统中的部件，可以将废热转变成有用的能量。潜在的热源包括来自工业熔炉或燃烧发动机的尾气、来自工业炉或燃烧发动机的废蒸气、来自化学和石油化工过程的废蒸气、以及来自平面反射镜或抛物面反射镜的太阳热。废气是热的并且可以包含溶剂或催化剂。膨胀机不仅可以回收能量并且使排到大气中的废气冷却，它还可以分离溶剂或催化剂。[0003]可使用涡轮膨胀机的另一领域是在压力泄放应用中提取有用功。在诸如在不同压力下或在气体分布系统的域门处合并两个传输管线等压力泄放应用中，涡轮膨胀机-发电机可以在以电力形式回收能量的同时减小体积较大的气体流的压力。因此，膨胀机可以是对诸如控制阀和调节器等其他压力调节设备的有利替换。[0004]涡轮膨胀机，也被称为涡轮膨胀机或膨胀式涡轮机，是离心式或轴流式涡轮机，通过该涡轮膨胀机，高压气体被膨胀以产生经常用来驱动压缩机的功。由于功是从膨胀的高压气体中提取的，气体膨胀可以接近等熵过程(即，恒定熵过程)，并且来自涡轮机的低压废气处于较低温度，有时低至-90摄氏度或更低。[0005]由于所产生的低温，涡轮膨胀机在诸如从天然气中提取乙烷并形成液化天然气(NGL)、气体(例如氧气、氮气、氦气、氩气和氪气)的液化以及其他低温过程等工业过程中被广泛用作制冷源。[0006]图1和图2示出了涡轮膨胀机的代表性但非限制性的实例，这是美国专利号5,851,104的重现，该专利的全部内容通过援引并入本文。图1示出了安排在径向流入式涡轮机中的可变喷嘴。固定环109被定位在环形入口114的一侧。喷嘴调节系统设置在环形入口114的同一侧。调节环115安排在固定环109的径向外侧。调节环115能够围绕固定环109旋转，防止该固定环通过锚定在固定环109中的喷嘴枢轴销106旋转。[0007]入口喷嘴105位于环形入口114周围。这些叶片105一侧定位在固定环109与调节环115之间、并且另一侧定位在固定环与喷嘴盖环101之间。叶片105被配置成在叶片之间提供改进的流动路径。该路径可以基于叶片105的旋转位置增大或减小截面面积。叶片105枢转地安装在喷嘴枢轴销106周围。通过图2中叠加的假想线展示了叶片105相