本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种利用液态制冷剂做功的液轮机。
背景技术：
目前，世界能源紧缺。
火力发电、太阳能热发电、地热能和海水温差发电都是在蒸发器将低温低压液态工质加热变成高温高压气态工质，高温高压气态工质输入汽轮机内，汽轮机旋转带动发电机发电；高温高压气态第一工质对汽轮机做功后变成低温低压气态工质，低温低压气态工质进入冷凝器被冷水冷凝变成低温低压液态工质。
根据卡诺定理效率=1-热力学冷源温度/热力学热源温度，可知在热源温度不变情况下热力学冷源温度越低，效率越高。由于水在常压下零度时已结冰，所以用水作冷源时冷源温度不低于零度即热力学中的273度。
在蒸发器将低温低压液态工质加热变成高温高压气态工质以及低温低压气态工质进入冷凝器冷凝变成低温低压液态工质这两个过程都是等温过程，吸收或者放出的热量都不能对外做功，是影响效率的主要原因。
同时要提高效率，必须提高热源温度，这样制作的设备受高温高压影响，令制造成本大幅度增加，大大提高了单位投资成本。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对上述问题，提供一种利用液态制冷剂做功的液轮机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机包括主轴、转轮和轴承；所述主轴一端设有入液口，另一端设有出液口；所述转轮包括做功轮，做功轮设有导液槽，导液槽一端设有导入液口，另一端设有导出液口；转轮安装在主轴中间，轴承分别安装在位于转轮两端的主轴上；主轴的入液口与导液槽的导入液口相通，导液槽的导出液口与主轴的出液口相通。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述转轮还包括引液轮，所述引液轮设有引入液槽，引入液槽一端设有引入液口，另一端设有引出液口；引液轮安装在做功轮靠入液口方向的主轴上；引入液口与入液口相通，引出液口与做功轮的导入液口相通。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机还包括两个或两个以上做功轮，引液轮的引出液口与每个做功轮的导入液口都相通，每个做功轮的导出液口都与主轴的出液口相通；每个做功轮的导液槽都呈螺旋型。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述主轴的入液口和出液口、引液轮的引入液槽以及做功轮的导液槽均内含相互连通的高压管。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机还包括高压液体入液盘和防高压液体泄漏盘；所述高压液体入液盘包括高压液体入液口和高压盘内园表面，高压液体入液口一端与其它输送高压液体的装置连接，另一端与主轴的入液口内的高压管相通，高压液体入液盘内园表面与设有入液口的主轴一端外园表面活动相连；所述防高压液体泄漏盘内设置有热交换管，热交换管一端设为防高压液体泄漏盘入气口，另一端设为防高压液体泄漏盘出气口，防高压液体泄漏盘底部设置有防高压液体泄漏盘排液口；防高压液体泄漏盘入气口、防高压液体泄漏盘出气口、防高压液体泄漏盘排液口均与其它装置相连；防高压液体泄漏盘与高压液体入液盘通过法兰相连。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机还包括低压液体出液盘和防低压液体泄漏盘；所述低压液体出液盘包括低压液体出液口和低压盘内园表面，低压液体出液口一端与外部输送低压液体的高压管连接，另一端与主轴的出液口内的高压管相通，低压液体出液盘内园表面与设有出液口的主轴一端外园表面活动连接；所述防低压液体泄漏盘内设置有换热管，换热管一端设为防低压液体泄漏盘入气口，另一端设为防低压液体泄漏盘出气口，防低压液体泄漏盘底部设置有防低压液体泄漏盘排液口；防低压液体泄漏盘入气口、防低压液体泄漏盘出气口、防低压液体泄漏盘排液口均与外部装置相连；防低压液体泄漏盘与低压液体出液盘通过法兰相连。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机还包括机身外壳，所述机身外壳包括上下两部分；转轮设置在机身外壳内。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述引液轮与每个做功轮之间用螺栓及螺母固定。
优选的，一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机通过皮带轮、齿轮或者连轴器与其它转动设备相连。
本发明的有益效果在于，用液轮机代替汽轮机，高温高压液态工质在液轮机变成低温低压液态工质这一过程中对外做功，高温高压液态工质不必要吸热气化成高温高压气态工质再对外做功，从而提高了工质对外做功的效率，减少了投资和运营成本。
附图说明：
图1是主轴的结构示意图；
图2是做功轮的结构示意图;
图3是引液轮的结构示意图;
图4是防高压液体泄漏盘和防低压液体泄漏盘的结构示意图;
图5是液轮机的结构示意图;
图6是图5中a—a向的结构示意图；
图7是含有机身外壳的液轮机的结构示意图；
图8是高压液体入液盘和低压液体出液盘安装在主轴上的另一种形式的结构示意图；
图9是实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
图1是主轴的结构示意图；主轴11一端设有入液口111，另一端设有出液口112。
入液口111入口可在主轴11的端面上，亦可以在主轴11的外园表面上（如图8）,入液口111出口在主轴11的外园表面上,入液口111包括入液口111入口、主轴11一端中心通道和入液口111出口。入液口111入口、主轴11一端中心通道和入液口111相互连通。
出液口112入口在主轴11的外园表面上,出液口112出口可在主轴11的端面上，亦可以在主轴11的外园表面上（如图8），出液口112包括出液口112入口、主轴11另一端中心通道和出液口112出口。出液口112入口、主轴11另一端中心通道和出液口112出口相互连通。
图2是做功轮的结构示意图;做功轮121设有导液槽，导液槽一端设有导入液口1211，另一端设有导出液口1212。做功轮121的导液槽呈螺旋型。图中→方向表示液态工质在导液槽运动方向。
图3是引液轮的结构示意图;引液轮122设有引入液槽，引入液槽一端设有引入液口1221，另一端设有引出液口1222。
图4是防高压液体泄漏盘和防低压液体泄漏盘的结构示意图;
防高压液体泄漏盘16内设置有热交换管161，热交换管161一端设为防高压液体泄漏盘入气口1611，另一端设为防高压液体泄漏盘出气口1612，防高压液体泄漏盘16底部设置有防高压液体泄漏盘排液口162。
防低压液体泄漏盘18内设置有换热管181，换热管181一端设为防低压液体泄漏盘入气口1811，另一端设为防低压液体泄漏盘出气口1812，防低压液体泄漏盘18底部设置有防低压液体泄漏盘排液口182。
图5是液轮机的结构示意图;
一种利用液态制冷剂做功的液轮机，所述液轮机包括主轴11、转轮12和轴承13；所述主轴11一端设有入液口111，另一端设有出液口112；所述转轮12包括做功轮121，做功轮121设有导液槽，导液槽一端设有导入液口1211，另一端设有导出液口1212；转轮12安装在主轴11中间，轴承13分别安装在位于转轮12两端的主轴11上；主轴11的入液口111与导液槽的导入液口1211相通，导液槽的导出液口1212与主轴11的出液口112相通。
所述转轮12还包括引液轮122，所述引液轮122设有引入液槽，引入液槽一端设有引入液口1221，另一端设有引出液口1222；引液轮122安装在做功轮121靠入液口111方向的主轴11上；引入液口1221与入液口111相通，引出液口1222与做功轮121的导入液口1211相通。
所述液轮机还包括两个或两个以上做功轮121，引液轮122的引出液口1222与每个做功轮121的导入液口1211都相通，每个做功轮121的导出液口1212都与主轴11的出液口112相通；每个做功轮121的导液槽都呈螺旋型。所述引液轮122与每个做功轮121之间在外园周上用螺栓201固定，在内园周上用螺母20在主轴11上固定。
所述主轴11的入液口111和出液口112、引液轮122的引入液槽以及做功轮121的导液槽均内含相互连通的高压管14。
所述液轮机还包括高压液体入液盘15和防高压液体泄漏盘16；所述高压液体入液盘15包括高压液体入液口151和高压盘内园表面，高压液体入液口151一端与其它输送高压液体的装置连接，另一端与主轴11的入液口111内的高压管14相通，高压液体入液盘内园表面与设有入液口111的主轴11一端外园表面活动相连；所述防高压液体泄漏盘16内设置有热交换管161，热交换管161一端设为防高压液体泄漏盘入气口1611，另一端设为防高压液体泄漏盘出气口1612，防高压液体泄漏盘16底部设置有防高压液体泄漏盘排液口162；防高压液体泄漏盘入气口1611、防高压液体泄漏盘出气口1612、防高压液体泄漏盘排液口162均与其它装置相连；防高压液体泄漏盘16与高压液体入液盘15通过法兰相连。
所述液轮机还包括低压液体出液盘17和防低压液体泄漏盘18；所述低压液体出液盘17包括低压液体出液口171和低压盘内园表面，低压液体出液口171一端与外部输送低压液体的高压管连接，另一端与主轴11的出液口112内的高压管14相通，低压液体出液盘内园表面与设有出液口112的主轴11一端外园表面活动连接；所述防低压液体泄漏盘18内设置有换热管181，换热管181一端设为防低压液体泄漏盘入气口1811，另一端设为防低压液体泄漏盘出气口1812，防低压液体泄漏盘18底部设置有防低压液体泄漏盘排液口182；防低压液体泄漏盘入气口、防低压液体泄漏盘出气口、防低压液体泄漏盘排液口182均与外部装置相连；防低压液体泄漏盘18与低压液体出液盘17通过法兰相连。
所述液轮机主轴11安装有皮带轮202或者齿轮。
液态工质在液轮机的运动过程：由高压液体入液盘15的高压液体入液口151进入→主轴11的入液口111→引液轮122的引入液槽→做功轮121的导液槽→主轴11的出液口112→低压液体出液盘17的低压液体出液口171。
液态工质在液轮机的运动过程除上述形式外，亦可以以上述形式的倒序进行：由低压液体出液盘17的低压液体出液口171进入→主轴11的出液口112→做功轮121的导液槽→引液轮122的引入液槽→主轴11的入液口→高压液体入液盘15的高压液体入液口151。
设立引液轮122防止采用高压管连接主轴11的入液口111和做功轮121的导液槽时，高压管外露。做功轮121旋转做功时损伤高压管。
设立高压液体入液盘15和低压液体出液盘17，目的在主轴11旋转时液态工质能顺利出入液轮机。
设立防低压液体泄漏盘18和防高压液体泄漏盘16，目的回收从高压液体入液盘15和主轴11连接间隙处泄漏的工质以及从低压液体出液盘17和主轴11连接间隙处泄漏的工质。
防高压液体泄漏盘16内设置有热交换管161目的往热交换管161通入冷量，令外泄工质保持为液态，方便回收。防低压液体泄漏盘18内设置有换热管181同理。
主轴11的入液口111和出液口112、引液轮122的引入液槽以及做功轮121的导液槽均内含相互连通的高压管14目的在于：防止当高温高压液态工质温度高于环境温度时，在液轮机对外做功同时通过主轴11、引液轮122和做功轮121对外释放热量，降低效率。当高温高压液态工质温度不高于环境温度时，主轴11的入液口111和出液口112、引液轮122的引入液槽以及做功轮121的导液槽不用安装高压管14，引液轮122和做功轮121之间采用胶垫连接，防止工质外泄。
设立多个做功轮121，目的增大液态工质的流量，增大液轮机的功率。
图6是图5中a—a向的结构示意图；主要显示高压管14、主轴11和做功轮121之间的安装形式。
图7是含有机身外壳的液轮机的结构示意图；主要显示主轴11、转轮12在机身外壳所处的位置。设立机身外壳确保液轮机对外做功的对人安全。
图8是高压液体入液盘和低压液体出液盘安装在主轴上的另一种形式的结构示意图；液态工质在主轴11外园表面出入，主轴11可采用连轴器方式与其它旋转设备相连。
以下以实施例来阐述液轮机与其它设备联合，液轮机对外做功过程以及工质在生产流程中运动变化。
图9是本实施例的结构示意图。
如图1—9所示，蒸发器3底部液态工质出口通过第三开关43与液轮机1的高压液体入液盘15的高压液体入液口151相连，液轮机1的低压液体出液盘17的低压液体出液口171与减压阀10工质入口相连，减压阀10工质出口通过第一开关41与第一低压储液罐21顶部入液口相连，第一低压储液罐21底部出液口通过第二开关42与蒸发器3顶部液态工质入口相连；减压阀10工质出口还通过第四开关44与第二低压储液罐22顶部入液口相连，第二低压储液罐22底部出液口通过第五开关45与蒸发器3顶部液态工质入口相连；蒸发器3位于第二开关42和第五开关45底部；液轮机1的皮带轮202通过皮带与旋转设备5（如发电机、水泵、空气压缩机等）相连。
第一低压储液罐21和第二低压储液罐22均内置换热管；压缩机6工质出口与冷凝器7工质入口相连，冷凝器7工质出口与毛细管8或膨胀阀工质入口相连，毛细管8或膨胀阀工质出口通过第六开关46与第一低压储液罐21的换热管工质入口相连，第一低压储液罐21的换热管工质出口通过第七开关47与压缩机6工质入口相连；毛细管8或膨胀阀工质出口还通过第八开关48与第二低压储液罐22的换热管工质入口相连，第二低压储液罐22的换热管通过第九开关49与压缩机6工质入口相连。
以上所有图中→方向表示工质运动方向。
本文中所述蒸发器3泛指一切可对工质进行加热，令工质由低温低压液态变成高温高压气态的加热设备，当高温高压液态工质达到液轮机1入液口所需压力时，蒸发器3顶部是高温高压气态工质，中部和底部是高温高压液态工质。
工质选择：
主流程工质（指流经液轮机1的工质）选择常温常压易液化并且焓值高的制冷剂，选择焓值高的制冷剂可使液轮机1单位制造成本降低。
副流程工质（指流经压缩机6的工质）选择常温下压力较低的制冷剂，可使压缩机6运转制造冷量时压力较低，延长压缩机6使用寿命。
初始状态，对液轮机1、第一低压储液罐21、第二低压储液罐22以及管路抽空，关闭所有开关。蒸发器3顶部是低温低压气态工质，中部和底部是低温低压气态工质液态工质。冷凝器7内顶部是常温高压气态工质，中部和底部是常温高压液态工质。
对蒸发器3进行加热，蒸发器3顶部的低温低压气态工质变成高温高压气态工质，中部和底部的低温低压液态工质有小部分汽化成高温高压气态工质并升至蒸发器3顶部，此时蒸发器3气态工质和液态工质压力相同。
当蒸发器3液态工质压力达到液轮机1所需的入液口压力时，打开第一开关41和第三开关43，蒸发器3内的高温高压液态工质经第三开关43和高压液体入液盘15的高压液体入液口151进入液轮机1内。
在液轮机1内工质按以下方向运动，高压液体入液盘15的高压液体入液口151→主轴11的入液口111→引液轮122的引入液槽→做功轮121的导液槽→主轴11的出液口112→低压液体出液盘17的低压液体出液口171→减压阀10。
刚进入液轮机1时，由于液轮机1处于接近真空状态，高温高压液态工质绝热膨胀气化，压力降低。当气态工质到达做功轮121时对做功轮121做功，推动做功轮121慢慢转动，同时液轮机1通过皮带轮202带动旋转设备5旋转。由于高温高压液态工质释放出大量的汽化潜热变成低温低压气态工质，气态工质到达减压阀10时压力大大降低，未能达到通过减压阀10所需的最低压力，此时减压阀10仍处于关闭状态。
随着高温高压液态工质不断进入液轮机1，高温高压液态工质对液轮机1内的低温低压气态工质进行压缩，当高温高压液态工质到达做功轮121时对做功轮121做功，推动做功轮121由慢变快转动，高温高压液态工质焓值减少，压力降低，温度下降。
液轮机1内低温低压气态工质在压力增大下又变成液态工质，当液态工质达到通过减压阀10所需的最低压力时，减压阀10打开，液态工质通过减压阀10和第一开关41进入第一低压储液罐21。
此时液轮机1内所有工质均以液态工质存在，高温高压液态工质对做功轮121做功，做功轮121由慢变快转动并达到恒定转速。高温高压液态工质对做功轮121做功后焓减少，压力降低，温度下降，变为低温低压液态工质。
液轮机1进入正常运转状态。
进入第一低压储液罐21的低温低压液态工质绝热膨胀气化，温度压力降低，变成超低温低压气态工质。
随着低温低压液态工质不断进入第一低压储液罐21，低温低压液态工质对超低温低压气态工质进行压缩，部分超低温低压气态工质又变成低温低压液态工质，并降至第一低压储液罐21底部。
随着低温低压液态工质进入第一低压储液罐21的增多，第一低压储液罐21底部的低温低压液态工质不断上升。
当第一低压储液罐21内工质压力达到（或者略小于）减压阀10出口压力时，打开第四开关44后，关闭第一开关41。经过减压阀10的低温低压液态工质进入第二低压储液罐22，停止进入第一低压储液罐21。
打开第二开关42，蒸发器3顶部的高温高压气态工质在压力作用下从第一低压储液罐21底部出液口进入第一低压储液罐21，第一低压储液罐21的低温低压液态工质在重力作用下进入蒸发器3。
气态工质和液态工质相互进入时进行热量交换，结果是高温高压气态工质进入第一低压储液罐21后变成中温中压气态工质，低温低压液态工质进入蒸发器3后变成中温中压液态工质。
当低温低压液态工质全部进入蒸发器3后，关闭第二开关42。
此时第一低压储液罐21的工质分子数量大大减少。
打开第六开关46和第七开关47，启动压缩机6，冷凝器7内的常温高压液态工质经毛细管8时变成低温低压液态工质，低温低压液态工质经第六开关46进入第一低压储液罐21的换热管，压力减少温度降低，气化变成超低温低压气态工质，同时通过第一低压储液罐21的换热管大量吸收第一低压储液罐21的中温中压气态工质的热量。
中温中压气态工质释放出大量热量后变成低温低压液态工质。
当第一低压储液罐21压力低于减压阀10出口压力时，关闭第六开关46、第七开关47和压缩机6。此时第一低压储液罐21底部有小部分低温低压液态工质，底部、中部和顶部均是低温低压气态工质。
经过减压阀10的低温低压液态工质进入第二低压储液罐22后，重复进入第一低压储液罐21的操作过程，工质亦重复上述变化过程，这里不再阐述。最后第二低压储液罐22底部有小部分低温低压液态工质，底部、中部和顶部均是低温低压气态工质。
经过减压阀10的低温低压液态工质进入第二低压储液罐22，当第二低压储液罐22内工质压力达到（或者略小于）减压阀10出口压力时，先打开第一开关41，然后关闭第四开关44。经过减压阀10的低温低压液态工质再次进入第一低压储液罐21，停止进入第二低压储液罐22。
经过减压阀10的低温低压液态工质循环进入第一低压储液罐21和第二低压储液罐22。
不断给蒸发器3提供热能，液态工质在液轮机1的做功轮121不断做功，令转轮不断旋转……
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书容不应理解为对本发明的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，不论在其方法及设备上作任何变化或改进，凡是具有与本发明申请相同或相近似的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。