[发明专利]集成有毛细管道气体压缩机的能量回收循环涡轮

权利要求书

1.一种用于气体压缩机的能量回收系统，气体压缩机具有通过原动机旋转的输入轴，能量回收系统包括：

所述气体压缩机，其包括由所述原动机可旋转地驱动的基本上中空的圆柱形壳体；所述中空圆柱形壳体具有内侧表面，所述内侧表面远离旋转轴线并且靠近形成在所述中空圆柱形壳体内的环形腔，所述气体压缩机被构造为在所述中空圆柱形壳体中的径向近端腔的入口处接收液体和气体，并且通过离心地旋转所述中空圆柱形壳体并在所述环形腔中形成液体和压缩气体的环形湖来压缩通过径向延伸的多个毛细管道的所述气体和所述液体，所述多个毛细管道从靠近旋转轴线的所述径向近端腔径向延伸到所述中空圆柱形壳体内的径向远端环形区域；

涡轮，所述涡轮可旋转地定位在所述环形腔内，并且独立于所述中空圆柱形壳体旋转，所述涡轮具有输出轴；

所述环形腔限定环形压缩气体腔，并且包括由所述气体压缩机形成的液体和压缩气体的所述环形湖；

所述涡轮包括一个或更多个涡轮动叶，所述一个或更多个涡轮动叶被构造为从所述环形湖捕获所述液体，以将所述液体返回至所述气体压缩机的所述入口，并且将所述环形湖中所述液体的角速度和角动量之一或两者都转换为施加在所述输出轴上的涡轮轴扭矩。

2.根据权利要求1的能量回收系统，其中：

所述涡轮包括在一个轴向端处的压力板和在另一轴向端处的所述一个或更多个涡轮动叶，所述压力板和所述一个或更多个涡轮动叶具有基本上相同的径向范围并且在其间形成所述环形压缩气体腔；

所述环形湖在所述压力板和所述一个或更多个涡轮动叶之间形成液体密封，所述环形湖在所述压力板和所述一个或更多个涡轮动叶之间具有轴向长度和径向深度，所述深度大于所述一个或更多个涡轮动叶和所述中空圆柱形壳体的所述内侧表面之间的径向空间；

在所述环形湖下方的坝从所述中空圆柱形壳体的所述内侧表面径向地向内突出，所述坝的径向高度小于所述环形湖的所述径向深度；

所述环形湖中的一部分所述液体溢出所述坝，以作为溢出液体；并且

所述溢出液体驱动所述一个或更多个涡轮动叶。

3.根据权利要求2的能量回收系统，其中：

所述涡轮包括多个流体捕获静叶，所述流体捕获静叶向远侧延伸进入所述溢出液体，所述流体捕获静叶在所述溢出液体和径向内侧位置之间包括多个连续弯曲的弧形通道。

4.根据权利要求3的能量回收系统，其中：

所述涡轮包括在所述一个或更多个涡轮动叶和所述压力板之间的中空同轴截头锥形底座；

每个所述连续弯曲的弧形通道流体地联接至中心锥形液体收集腔，所述中心锥形液体收集腔限定在所述中空同轴截头锥形底座中；

径向内侧液体环形空间轴向地位于所述压力板附近，并且位于所述中心锥形液体收集腔的与所述一个或更多个涡轮动叶的轴向位置相对的一个轴向端处；并且

从所述径向内侧液体环形空间向所述气体压缩机的所述入口供应液体。

5.根据权利要求4的能量回收系统，包括：

堰，所述堰在所述径向内侧液体环形空间中以控制其中的液体的径向深度，所述堰形成待供给到所述气体压缩机的所述入口的液体的环形池。

6.根据权利要求5的能量回收系统，其中：

所述多个毛细管道中的每一个均具有虹吸通道，所述虹吸通道在通至相应的毛细管道输出口的所述环形池和用于每个相应毛细管道的各自的输入端口之间延伸，并且所述气体压缩机包括向每个相应的虹吸通道供应气体的气体入口；

从而所述气体与供给到所述气体压缩机的所述入口的所述液体混合，通过所述虹吸通道、所述气体入口和所述环形池产生乳液。

7.根据权利要求6的能量回收系统，其中所述多个毛细管道中的每一个包括形成在径向近侧终端处的一个或更多个雉堞形管道端。

8.根据权利要求1的能量回收系统，包括传热子系统，所述传热子系统包括一个或更多个内部传热翅片和一个或更多个外部散热翅片，所述内部传热翅片将热量传递到所述外部散热翅片。