一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆容积式膨胀机。其利用有机朗肯工质和润滑油混合物在蒸发器中可以分成气态工质和液态润滑油，来完成有机朗肯循环单螺杆膨胀机的润滑系统，使单螺旋膨胀机在最佳润滑条件下工作，有效提高有机朗肯循环效率。
【专利说明】
-种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统
技术领域
[0001] 本发明膨胀机技术领域，具体设及一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统。
【背景技术】
[0002] 单螺杆膨胀机是20世纪70年代末发展起来的新型余热发电装置，其原理是蒸汽进 入机内齿槽，推动螺杆转动，随着螺杆转动，齿槽间的容积逐渐增大，介质降压降溫膨胀做 功，最后从齿槽末端排出。目前，单螺杆膨胀机还未配有理想的润滑系统，运对主转子与星 轮之间的摩擦和散热十分不利，严重影响了单螺杆膨胀机的功率输出。因此，对于单螺杆膨 胀机来说，润滑系统尤为重要。
[0003] 油润滑的方法一般包括:人工加油润滑、滴油润滑和油绳润滑、油环和油链润滑、 浸油润滑和飞瓣润滑、油雾润滑、压力供油润滑。人工加油润滑是用油壶、油枪直接向需要 润滑零件的油孔中注油，而单螺杆膨胀机密封要求较高，不可能在机壳上设计油孔和油道， 所W不便采用人工加油润滑的方法。滴油润滑和油绳润滑需要在单螺杆膨胀机的外壳附加 油杯，运将影响单螺杆膨胀机的结构设计，并且滴油润滑和油绳润滑的润滑油量较少，不能 满足单螺杆膨胀机的润滑需求。油环和油链润滑是在轴上挂一油环或油链，环或链的下部 浸在油池内，利用轴转动时的摩擦力，带动油环或油链旋转，将浸在油池中的润滑油带到轴 颈上润滑摩擦表面，运种方法不适合齿轮间的润滑。浸油润滑和飞瓣润滑都需要润滑零件 浸入油池中，零件转动时将润滑油带到润滑部位，对于由主转子和两个星轮组成的传动机 构不适合采用此种润滑方法。油雾润滑是W压缩空气为动力，使润滑油雾化，经管道输送到 润滑部位，虽然有润滑效果均匀，散热效果好等优点，但是在油雾润滑排出的气体中，含有 部分悬浮的微小油粒，对人体的健康有害。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨 胀机润滑系统，利用有机朗肯工质和润滑油混合物在蒸发器中可W分成气态工质和液态润 滑油，来完成有机朗肯循环单螺杆膨胀机的润滑系统。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采取了 W下技术方案：
[0006] -种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器1、工质 累2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆容积式膨胀机5,所述冷凝器1和所述单螺杆容积式膨胀 机5首尾连接起来构成循环环路;气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润滑油出口， 气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机5相连，液态润滑油出口和单螺杆 容积式膨胀机5的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机5的注油 孔之间还连接有冷却器7,冷却器7采用管道内自然冷却、风冷却或流水冷却等形式，单螺杆 容积式膨胀机5由同步发电机6控制。
[0007] 该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是:将液态的有机朗肯工质和润滑 油的混合物经过工质累2加压后，进入蒸发器3,将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物 进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油 的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆容积式 膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容积式膨胀机5的气态有机朗肯 工质从单螺杆容积式膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质 和润滑油的混合物进行循环。
[0008] 优选的，所述气液分离器4为旋风分离式或滤忍分离式。
[0009] 优选的，所述蒸发器3内的蒸发溫度为80-160°C，蒸发压力为0.7-0.9MPa。
[0010] 优选的，所述冷凝器1内的冷凝溫度为20-40°C，冷凝压力为0.3-0.4MPa。
[001。 优选的，所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2-1 Owt %的润滑油和90-98wt % 的有机朗肯工质组成。所述有机朗肯工质为2,3-二氯-1,1，1，3-四氣丙烷、正戊烧、1，1，3， 3，5，5-六甲基环Ξ娃氮烧按质量比（1-3): (1-3): (1-3)的混合物。
[0012]优选的，所述润滑油为累领域常规机械润滑油。
[001引本发明中，
[0014] 2，3-二氯-1，1，1，3-四氣丙烷，CAS 号：146916-90-7;
[001 引正戊烧，CAS 号：109-66-0;
[0016] 1，1，3，3，5，5-六甲基环 Ξ 娃氮烧，CAS号：1009-93-4。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明所述有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统的结构示意图。
[0018] 图2为测试例2的测试结果线形图。
[0019] 附图标记说明：1-冷凝器;2-工质累;3-蒸发器;4-气液分离器;5-单螺杆容积式膨 胀机;6-同步发电机;7-冷却器。
【具体实施方式】
[0020] 实施例中所述润滑油为欧贝尔WD66的±邦^合一通用型润滑油。
[0021] 实施例1
[0022] 如图1所示，一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷 凝器1、工质累2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆容积式膨胀机5,所述冷凝器1和所述单螺杆 容积式膨胀机5首尾连接起来构成循环环路;气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润 滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机5相连，液态润滑油出口 和单螺杆容积式膨胀机5的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀 机5的注油孔之间还连接有冷却器7,冷却器7采用风冷却，单螺杆容积式膨胀机5由同步发 电机6控制。
[0023] 该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是:将液态的有机朗肯工质和润滑 油的混合物经过工质累2加压后，进入蒸发器3,将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物 进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油 的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆容积式 膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容积式膨胀机5的气态有机朗肯 工质从单螺杆容积式膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质 和润滑油的混合物进行循环。
[0024] 所述气液分离器4为旋风分离式。
[0025] 所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由5wt%的润滑油和95wt%的有机朗肯工质 组成。所述有机朗肯工质为2,3-二氯-1,1,1,3-四氣丙烷、正戊烧、1,1,3,3,5,5-六甲基环 Ξ娃氮烧按质量比1:1:1的混合物。
[00%] 实施例2
[0027] 同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2,3-二氯-1，1，1，3-四氣丙烷、正戊烧按质 量比1:1的混合物。
[0028] 实施例3
[0029] 同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2，3-二氯-1，1，1，3-四氣丙烷、1，1，3，3，5， 5-六甲基环Ξ娃氮烧按质量比1:1的混合物。
[0030] 实施例4
[0031] 同实施例1，但将有机朗肯工质替换为正戊烧、1，1，3,3,5,5-六甲基环Ξ娃氮烧按 质量比1:1的混合物。
[0032] 测试例1
[0033] 将所述循环系统的参数设定为：
[0034] 蒸发器3内的蒸发溫度为95°C，蒸发压力为0.9MPa。
[0035] 冷凝器1内的冷凝溫度为20°C，冷凝压力为0.4MPa。
[0036] 对有机朗肯循环的性能进行测试，测试结果见表1。
[0037] 表1测试例1结果 [00；3 引
W]~由表1测试数据可见，本发明的使用本系统，有机朗肯循环的单位质量输出功率较I 高，有机朗肯循环效率高。尤其是实施例1使用了 2,3-二氯,3-四氣丙烷、正戊烧、1， 1，3,3,5,5-六甲基环Ξ娃氮烧按质量比1:1:1复配的有机朗肯基质，比实施例2-4使用其中 任意两种复配效果更好。
[0040] 测试例2
[0041 ]将蒸发器3内的蒸发溫度依次设定为80、100、120、140、160°C，蒸发压力为0.9MPa。
[0042] 冷凝器1内的冷凝溫度为20°C，冷凝压力为0.4MPa。
[0043] 对有机朗肯循环的性能进行测试，测试结果见图2。
[0044] 由图2可见，本发明的使用本系统，在80-160°C的蒸发溫度范围内，有机朗肯循环 的单位质量输出功率和有机朗肯循环效率都维持了较高水平，且随溫度升高而升高。尤其 是实施例1使用了 2，3-二氯-1，1，1，3-四氣丙烷、正戊烧、1，1，3，3，5，5-六甲基环Ξ娃氮烧 按质量比1:1:1复配的有机朗肯基质，比实施例2-4使用其中任意两种复配效果更好。
【主权项】
1. 一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质栗、 蒸发器、气液分离器、单螺杆容积式膨胀机，所述冷凝器和所述单螺杆容积式膨胀机首尾连 接起来构成循环环路;气液分离器上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出 口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机 的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机的注油孔之间还连接有 冷却器，单螺杆容积式膨胀机由同步发电机控制。 将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质栗加压后，进入蒸发器，将液态的 有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气 态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器进行分离后，液态润滑油经过油 管从注油孔进入单螺杆容积式膨胀机的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容 积式膨胀机的气态有机朗肯工质从单螺杆容积式膨胀机的出口排除，进入冷凝器，重新转 变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环； 所述气液分尚器为旋风分尚式或滤芯分尚式。 所述蒸发器内的蒸发温度为80-160°C，蒸发压力为0.7-0.9MPa。 所述冷凝器内的冷凝温度为20_40°C，冷凝压力为0.3-0.4MPa。 所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2-lOwt%的润滑油和90-98wt%的有机朗肯工 质组成;所述有机朗肯工质为2，3-二氯-1，1，1，3-四氟丙烷、正戊烷、1，1，3，3，5，5-六甲基 环三硅氮烷按质量比（1-3): (1-3): (1-3)的混合物。
【文档编号】F01C21/04GK105971673SQ201610506935
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】王斐芬
【申请人】王斐芬