[发明专利]膨胀机以及包括膨胀机的流体循环系统

说明书

本公开涉及一种膨胀机，其包括外壳、膨胀机构、排气管、油池和润滑剂排出通道。膨胀机构设置在外壳内并且构造成将高压流体膨胀变为低压流体。排气管构造成将低压流体排出膨胀机并且包括端部，所述端部配装在外壳的第一开口中且具有排气口，其中，低压流体经由排气口进入排气管中。油池位于外壳内并且存储有润滑剂。润滑剂排出通道构造成将油池中的润滑剂排出至排气管和/或与排气管连通的外部系统管路中，并且润滑剂排出通道包括具有入口的进口端和具有出口的出口端，其中，入口位于油池的预定油位处，进入润滑剂排出通道内的润滑剂经由出口排出至排气管和/或外部系统管路中。本公开还涉及一种包括该膨胀机的流体循环系统。

技术领域

本公开涉及一种膨胀机以及包括膨胀机的流体循环系统。

背景技术

本部分的内容仅提供了与本公开相关的背景信息，，其可能并不构成现有技术。

膨胀机是利用高压流体膨胀成低压流体向外输出机械功或电功的装置。一种常见的膨胀机为涡旋膨胀机。涡旋膨胀机的膨胀机构包括动涡旋部件和定涡旋部件。动涡旋部件和定涡旋部件彼此接合以在其叶片之间形成一系列体积逐渐增大的膨胀腔，由此使得高压流体变为低压流体。在流体膨胀过程中产生驱动力矩，例如带动轴旋转以输出机械功或电功。

通常，膨胀机内还包括存储有润滑剂的油池，润滑剂被提供至各个相关可动部件(例如主轴承)以对其进行润滑。此外，，在包含膨胀机的系统中，润滑剂会随着高压工作流体进入膨胀机的膨胀机构，并且随着膨胀后的低压工作流体排出膨胀机，由此在该系统中循环。在系统中循环的润滑剂可以对膨胀机构进行润滑。特别是对于低压侧膨胀机而言，由于油池中的润滑剂处于低压环境而难以供给至膨胀机构中，因此膨胀机构主要是通过在系统中循环的润滑剂进行润滑。

然而，系统中的润滑剂在流经膨胀机内的各个部件时会与工作流体分离而流入膨胀机内的油池中。这样，可能会导致油池内润滑剂的量过多，相应地，系统中循环的润滑剂的量会过少。这会导致膨胀机中各个相关可动部件、特别是膨胀机构的润滑情况劣化，从而影响膨胀机的正常操作并且降低膨胀效率。

因此，需要一种能够改善润滑剂分布并维持良好润滑的膨胀机。

发明内容

本发明的一个或多个实施方式的一个目的是提供一种能够改善润滑剂分布并维持良好润滑的膨胀机。

本发明的一个或多个实施方式的另一个目的是提供一种结构简单且成本较低的膨胀机。

根据本发明的一个方面，提供了一种膨胀机，其包括外壳、膨胀机构、排气管、油池和润滑剂排出通道。膨胀机构设置在外壳内并且构造成将高压流体膨胀变为低压流体。排气管构造成将低压流体排出膨胀机并且包括端部，所述端部配装在外壳的第一开口中且具有排气口，其中，低压流体经由排气口进入排气管中。油池位于外壳内并且存储有润滑剂。润滑剂排出通道构造成将油池中的润滑剂排出至排气管和/或与排气管连通的外部系统管路中，并且润滑剂排出通道包括具有入口的进口端和具有出口的出口端，其中，入口位于油池的预定油位处，进入润滑剂排出通道内的润滑剂经由出口排出至排气管和/或外部系统管路中。

根据上述膨胀机，由于提供了用于将过量的润滑剂从油池排出至排气管中的润滑剂排出通道，因此可以确保油池中的润滑剂的量不会过多，同时避免经由排气管进入系统中的润滑剂不会太少，由此保证膨胀机构得以良好润滑。此外，本发明利用伯努利效应(即，工作流体本身的流速差引起的压差)将润滑剂从油池排出至排气管，以及/或者利用管路阻力损失带来的压降来将油池排出至排气管，因此本发明的膨胀机的结构简化。

在本公开的其他示例中，所述润滑剂排出通道由单独的排油管提供。这样，可以避免对膨胀机的某些结构进行改进或加工。

在本公开的其他示例中，所述排油管固定至所述外壳的内壁。这样，可以使膨胀机的结构紧凑，以减小占地空间。

在本公开的其他示例中，所述排气管上设置有孔口，所述排油管的出口端配装在所述孔口中。