膨胀机的润滑的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种热力学循环装置，包括具有润滑添加剂的工作介质以及用于将工作介质中的恰转换成机械能的膨胀机。
现有技术
[0002]在现有技术中已知膨胀机的运行，例如汽轮机，例如在有机朗肯循环(ORC)方法的帮助下进行，该方法用于通过利用有机介质产生电能，例如具有低蒸发温度的有机介质，其相比于作为工作介质的水在相同温度下通常具有更高的蒸发压力。ORC设备实现克劳修斯朗肯循环，其中，例如原理上通过工作介质的绝热和等压的状态变化而获得电能。通过工作介质的蒸发、膨胀和随后的冷凝，获取机械能且被转换成电能。原理上，工作介质通过供给栗被置于运行压力，且通过燃烧或通过废热流或任何其他热源提供的热形式的能量在蒸发器中被提供至工作介质。工作介质从蒸发器流动通过压力管至膨胀机，其中，其膨胀至更低压力。然后，膨胀的工作介质蒸汽流通通过冷凝器，其中，在蒸汽工作介质与冷却介质之间发生热交换，然后被冷凝的工作介质再次通过供给栗被加压，且在循环中返回蒸发器。
[0003]—种特殊类的膨胀机是容积运行膨胀机，也被称为位移膨胀机，且包括一个或多个工作室，且在工作室容积增加期间在工作介质膨胀期间进行工作。例如以活塞膨胀机、螺杆膨胀机或涡旋膨胀机的形式实现这种膨胀机。这样的容积运行膨胀机特别用在小功率级的ORC系统中(例如具有I至500kW的电功率)。然而，对比于涡轮机，容积运行膨胀机要求通过润滑剂润滑，特别要求润滑活塞或相互滚动的膨胀室的轮廓(侧面)，且润滑滚动轴承以及工作室的滑壁。因此要求润滑轴承点和接触的侧面。
[0004]在文献GB 2427002公开的现有技术中已知一种用于润滑膨胀机的轴承的方法，其中，具有润滑添加剂的工作介质在增压之后被供给栗分流，且被提供至轴承。
[0005]在根据内部现有技术使用的膨胀机中，通过分别提供润滑剂实现对高压侧和低压侧轴承的润滑。润滑剂被导至轴承点，通过轴承，且通过至低压侧的连接离开轴承，且进入废汽路径。在此，液态油与废汽混合，且被运输至冷凝器。两个轴承点大致在相同的压力水平，因为这两个轴承点通过孔/管道相互连接。轴承点处的压力水平在膨胀机的排出口处的压力的数量级中。
[0006]然而在此，在通过供给栗压力增大到工作压力之后分流包含润滑剂的工作介质时有下述缺点。为了提供润滑剂/工作介质溶液，压力必须在轴承点的压力水平之上。过大的压力可导致轴承中的改变的且不期望的流动状态。此外，过打大量的流体可流向轴承方向。因此，采用节流阀限制压力水平。压力增加超过所要求的程度，并随后节流在能量方面是不利的。此外，必须安装另一组件(即，节流阀)。
[0007]因此，需要提供一种用于润滑膨胀机的方法，其中，可消除或至少减弱上述问题。这是本发明的目的。
【发明内容】
[0008]上述目的通过热力学循环装置实现，其具有:带有润滑添加剂的工作介质；用于将工作介质中的焓转换成机械能的膨胀机；用于逐步增压工作介质的多级增压装置(例如供给栗)；用于将部分工作介质在多级增压装置的两个级之间分流的部件；以及用于将工作介质被分流部分提供至膨胀机的一个或多个轴承点的部件。对用于分流部分工作介质的多级增压装置开口有如下优点，即，具有润滑剂的工作介质直接从多级增压装置以合适的压力水平被分流。通过该方式，可以取消在提供至轴承之前用于限制压力而另外要求的部件。工作介质的焓的热力学量通常包括内热能和待完成的体积变化功(“压力能”)。
[0009]根据热力学循环装置的一扩展方案，多级增压装置可包括多级栗，特别是多级离心栗；或多个直接连续的栗。在此，在多个栗的情况下，特别在两个栗的情况下，其可基于不同的工作原理，其例如可以被设计成往复栗，离心栗，螺杆栗等。另一方面，增压级也可具有相同的工作原理，且优选被容纳在壳体中(“栗”)。
[0010]热力学循环装置的一个扩展方案在于，用于分流部分工作介质的部件可包括在多级栗的两个级之间的分流部，特别是孔；或在两个栗之间的分流部。这简单实际地实现了分流部件。
[0011]根据热力学循环装置的又一扩展方案，用于将工作介质被分流部分提供至膨胀机的一个或多个轴承点的部件包括一个或多个管道。
[0012]根据热力学循环装置的另一扩展方案，在具有两个或多个叶轮的多级栗的情况下，用于分流部分工作介质的部件可被布置在栗的传送方向上在两个直接相邻的叶轮之间。在该扩展方案中，工作介质的逐步增压可借助于叶轮而被利用，且部分工作介质(工作剂(Arbeitsmittel)和润滑剂的混合物)可在合适的点被分流。
[0013]根据热力学循环装置的又一扩展方案，其还可包括用于将具有润滑添加剂的工作介质从轴承点排出的部件，在此，用于排出工作介质的部件可特别与膨胀机的排出口流体连接。这样的优点在于，包括润滑剂在内的工作介质可被排出且返回循环。
[0014]该循环装置可以是有机朗肯循环装置，和/或膨胀机可选自下述组:活塞膨胀机，螺杆膨胀机，涡旋膨胀机，叶片机以及根膨胀机。
[0015]根据热力学循环装置的又一扩展方案，以有机工作介质的形式提供工作介质，在此，工作介质可以特别包括氟化工作介质或由其构成，例如氟化烃，氟化碳，氟代醚或氟化酮，和/或润滑剂可特别包括冷冻油或由其构成，和/或其中，工作介质的润滑剂比例可以在0.1至10质量％之间。
[0016]根据本发明的热力学循环装置或其扩展方案可以是蒸汽热力站的部分。
[0017]此外，上述目的通过用于润滑热力学循环装置中的膨胀机的方法实现，其中，循环装置包括膨胀机，多级增压装置以及具有润滑添加剂的工作介质，且其中，该方法包括下述步骤:利用多级增压装置逐步增压工作介质；在多级增压装置的两个级之间分流部分工作介质；以及将工作介质的被分流部分提供至膨胀机的至少一个或多个轴承点，用于润滑轴承点。优点对应于结合根据本发明的装置所提到的优点。
[0018]此外，根据本发明的方法的扩展方案和其优点对应于结合根据本发明的装置所提到的优点。
[0019]下文中参考附图更加详细地描述本发明的其他特征和示范实施方案以及