本实用新型属于有机朗肯循环系统技术领域，具体涉及一种透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组。
背景技术：
随着我国经济的发展以及对环保要求的提高，各行业越来越重视对余热资源的利用。有机朗肯循环(简称ORC)是余热利用最有效的途径之一，其循环原理是采用比水沸点低的有机工质进行动力循环，将低品位热源转化为电能。ORC系统中的动力设备一般为透平膨胀机，对于小功率的ORC发电系统，为提高透平做功效率，通常采用高速旋转的方案。目前，高速透平发电机组常规的做法是，在透平膨胀机和发电机之间配套减速器，将透平机的转速降至发电机转速，各机器之间通过联轴器相连，形成三联机组。这种方式的优势在于可使用常规发电机，技术周期短，技术成熟，但此方式中由于三个机器用联轴器相连，整个机组体积庞大，占地面积宽，设备成本投入高，还需要一套润滑油系统，不但增加了机组的故障点，而且降低了能量转换的效率，不利于余热资源的高效利用。因此，有必要寻找其它更合理的方式，旨在提高有机朗肯循环的系统效率，使余热资源得到更大程度的利用。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其集成化程度高，占地面积小，减少了设备的投入成本和维护成本，减少了设备的故障点，提高了有机朗肯循环系统的发电效率。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：包括透平膨胀机和高速发电机，所述透平膨胀机包括气缸、向心式叶轮和透平膨胀机主轴，所述透平膨胀机主轴穿过气缸且与气缸转动连接，所述向心式叶轮固定安装在所述透平膨胀机主轴的输入端，所述向心式叶轮位于气缸内，所述气缸的内壁安装有多个喷嘴，所述气缸上设置有进气口和排气口，所述高速发电机固定安装在气缸上，所述透平膨胀机主轴和高速发电机的高速发电机主轴为同一根主轴。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：所述高速发电机主轴通过前轴承和后轴承与高速发电机的外壳转动连接。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：所述透平膨胀机主轴与气缸之间设置有密封组件，所述密封组件固定安装在气缸上，所述透平膨胀机主轴与密封组件转动连接。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：多个所述喷嘴形成环形喷嘴组，所述向心式叶轮位于所述环形喷嘴组的中心处。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：所述排气口设置在气缸的外侧中心处，所述进气口设置在气缸的侧壁上。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：所述喷嘴通过螺栓固定安装在气缸的内壁上。
上述的透平膨胀机和高速发电机为同轴的透平发电机组，其特征在于：所述高速发电机通过螺栓固定安装在气缸上。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型将透平膨胀机主轴和高速发电机主轴设计为同一根主轴，使得透平发电机组集成化程度高，占地面积小，且可有效提高整个有 机朗肯循环系统的发电效率。
2、本实用新型减少了减速器和两个联轴器的机械耗功，体现出明显的效率优势，在本透平发电机组中，还可实现整个发电系统的无油循环，不需要设置润滑油系统，使得系统配置大大简化；据数据分析，此透平发电机组比常规配置减速器的透平发电机组在体积上至少减少了一半，体现出明显的紧凑性高、高集成性的优势。
3、本实用新型通过在透平膨胀机主轴与气缸之间设置密封组件，可有效阻止流动在透平膨胀机内的工质进入高速发电机内部，从而提高了高能量工质的利用率。
4、本实用新型在现场可实现快速安装和启动，减少了设备的投入成本和维护成本，减少了设备的故障点。
下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记说明:
1—排气口； 2—向心式叶轮； 3—气缸；
4—进气口； 5—喷嘴； 6—密封组件；
7—前轴承； 8—主轴； 9—高速发电机；
10—后轴承。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括透平膨胀机和高速发电机9，所述透平膨胀机包括气缸3、向心式叶轮2和透平膨胀机主轴，所述透平膨胀机主轴穿过气缸3且与气缸3转动连接，所述向心式叶轮2固定安装在所述透平膨胀机主轴的输入端，所述向心式叶轮2位于气缸3内，所述气缸3的内壁安装有多个喷嘴5，所述气缸3上设置有进气口4和排气口1，所述 高速发电机9固定安装在气缸3上，所述透平膨胀机主轴和高速发电机9的高速发电机主轴为同一根主轴8。
如图1所示，所述高速发电机主轴通过前轴承7和后轴承10与高速发电机9的外壳转动连接。
如图1所示，所述透平膨胀机主轴与气缸3之间设置有密封组件6，所述密封组件6固定安装在气缸3上，所述透平膨胀机主轴与密封组件6转动连接。密封组件6可有效阻止流动在透平膨胀机内的工质进入高速发电机9内部，从而提高了高能量工质的利用率。
本实施例中，多个所述喷嘴5形成环形喷嘴组，所述向心式叶轮2位于所述环形喷嘴组的中心处。
本实施例中，所述排气口1设置在气缸3的外侧中心处，所述进气口4设置在气缸3的侧壁上。
本实施例中，所述喷嘴5通过螺栓固定安装在气缸3的内壁上，可采用止口设计对喷嘴5和气缸3实现定位。
本实施例中，所述高速发电机9通过螺栓固定安装在气缸3上。
工作时，气缸3、喷嘴5和密封组件6均静止不动，主轴8和向心式叶轮2共同转动，进气口4用于工质进气，排气口1用于工质排气。工质气体通过进气口4进入气缸3内，进入的工质气体通过喷嘴5喷向向心式叶轮2，则向心式叶轮2转动，带动主轴8转动，工质气体通过排气口1排出。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。