[发明专利]蒸汽驱动的涡轮发电机系统

说明书

背景技术

本发明涉及蒸汽涡轮机，并且更特别地涉及使用蒸汽涡轮机从蒸汽提供动力的系统内的多余的蒸汽压力产生电力的系统和方法。

诸如冷冻机、加热器、和类似物的蒸汽提供动力的系统典型地使用限定的压力的蒸汽提供动力。而且典型地，这样的系统需要压力低于供应蒸汽的压力的蒸汽。在这些情况下，已知使用调压阀来去掉多余的蒸汽压力的目的并且由此递送希望的水平的蒸汽压力。不幸地，这导致蒸汽压力的浪费。

本发明的主要目的为提供这样的系统和方法，其中，蒸汽压力不被浪费。

本发明的再一个目的为提供这样的系统，其中，多余的蒸汽压力用于为电设备提供动力。

本发明的另一个目的为提供占据小的底面积的系统。

其它目的和优点将在下文中呈现。

附图说明

接下来参考附图详细描述本发明的优选的实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的系统；和

图2更进一步地示出了根据本发明的系统。

具体实施方式

本发明涉及蒸汽提供动力的系统，并且更特别地涉及用于转换这样的系统内的多余的蒸汽动力以用于产生电力的系统和方法。此电力能够用于为相关的或不相关的系统提供动力，并且导致实际使用这样的动力而不是通过之前用于将来自蒸汽源的压力减小到蒸汽负载需要的压力的压力减小机构浪费动力。

在附图中，提供了系统的示意图，并且还示出了本发明的部件的有利的垂直的设置，由此，系统以小的占地面积提供对多余的蒸汽动力的希望的使用。

图1示意性地示出了根据本发明的系统10，并且包括蒸汽提供动力的系统12，包括通过线路20连通的蒸汽源14和一个或多个蒸汽操作的负载16、18。典型地，蒸汽能够容易地以通常大约100psig的高压力提供。诸如吸收式冷冻机、蒸汽加热或其它蒸汽负载的典型的部件需要低得多的压力的蒸汽，典型地大约14psig或更低。传统地，膨胀阀22沿线路20定位并且用于根据需要减小压力，以便达到希望的水平。这样减小的压力被浪费。

根据本发明，提供围绕或与膨胀阀22并行地流动的旁路支路或回路24。蒸汽涡轮机26沿旁路支路24定位，蒸汽涡轮机26连接到马达，由此涡轮机驱动产生电流的马达。以此方式，本发明的系统将否则被浪费掉的蒸汽动力转换为电流。根据本发明，涡轮机能够用于根据需要减小蒸汽的压力，而且还将多余的蒸汽动力转换为有用的产物，即，能够有利地用于为其它负载提供动力的电流。

根据本发明，涡轮机26可以为诸如在美国专利号6,354,800中披露的单级涡轮机，或二级涡轮机和/或带罩的轮涡轮机，或本领域中的普通技术人员可以容易地知道的任何其它类型的涡轮机。根据本发明，涡轮机有利地具有将蒸汽动力转换为电力的高效率。

优选地，适合的涡轮机将具有在大约2和大约10之间的压力减小率，并且还优选地具有至少大约60％的效率。

蒸汽负载可以为任何蒸汽提供动力的HVAC部件，诸如加热部件、冷却部件、L.P.吸收单元、吸收式冷冻机、和/或通过蒸汽提供动力并且优选地在上面讨论的领域内的任何其它部件。

蒸汽负载的一个优选的实施例为冷冻机和/或加热单元的结合。另一个优选的蒸汽负载为L.P.吸收单元。

在一个实施例中，冷冻机和加热器全部通过蒸汽源提供动力，并且冷冻机和加热器能够有利地根据需要以并行的设置定位。

当加入用于操作HVAC蒸汽提供动力的部件的系统时，本发明的蒸汽涡轮机旁路回路能够有利地用于将电流提供给如上所述并且在本发明的范围内的用电提供动力的单元，以便提供对否则被浪费掉的蒸汽能量的有利的使用。

要被提供动力的电动负载或部件可以为任何电操作的设备，并且能够例如为形成能够通过与蒸汽涡轮机连通以接收由此产生的电流的配电板提供动力的建筑物电气系统的一部分的电部件。

涡轮机能够提供为具有至少大约150千瓦的额定出力，更优选地具有至少大约220千瓦的额定出力。

在本发明的一个实施例中，蒸汽负载能够采取吸收式冷冻机的形式并且动力负载能够采取电动冷冻机的形式。

动力负载从包括电动马达、泵、压缩机、风扇和它们的结合的组中选择。