專利名稱：利用熱泵和雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備的能量源技術(shù)方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種利用熱泵和雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備從空氣和水中吸取能量的能量源，它能夠持續(xù)不斷的對(duì)外提供電力或動(dòng)力。
背景技術(shù)：
目前，隨著科技的進(jìn)步，人們已經(jīng)制造出了壓縮機(jī)，利用制冷劑(或制熱劑)，使熱量的傳遞按照人的意志從低溫物體向高溫物體進(jìn)行傳遞，例如空調(diào)，冰箱，熱泵熱水器等。它們已走入了人們的日常生活，其中熱泵已經(jīng)廣泛運(yùn)用于人們的日常生活。
現(xiàn)在已有的發(fā)電裝置有兩類汽輪機(jī)發(fā)電和雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備。汽輪發(fā)電機(jī)利用高溫的水(必須在180～200℃以上)推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備可以利用溫度不是很高的熱源(在100℃或更低溫情況下)下工作，其熱媒通常是有機(jī)化合物，如異丁烷或異戊烷組成，而且這兩項(xiàng)技術(shù)都已比較成熟。
以前，由于認(rèn)識(shí)上的局限，人們普遍認(rèn)為不斷進(jìn)行能量輸出的機(jī)器是不可能被制造出來的，所以在新的科技成果發(fā)明之后，也沒有人進(jìn)行深入的研究，對(duì)前人的結(jié)論進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，從而制約了科技的發(fā)展和進(jìn)步。

發(fā)明內(nèi)容
為了使能量源對(duì)外提供能量，主要解決的技術(shù)問題有3項(xiàng)，一是熱能提取系統(tǒng)，利用熱泵從空氣或海水中提取熱能；二是熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，利用雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備使這些熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和電能；三是能量供給和輸出系統(tǒng)，其中一部分能量用于維持能量源繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，剩余的能量即可以輸出，作為能量源對(duì)外源源不斷能量輸出。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一、熱能提取系統(tǒng)的技術(shù)方案。熱泵系統(tǒng)由壓縮機(jī)——換熱器——節(jié)流器——吸熱器——壓縮機(jī)等裝置構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。各裝置由封閉管道相連，制熱劑(也可稱制冷劑)在壓縮機(jī)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程(溫度高達(dá)100℃以上)，它進(jìn)入換熱器后釋放出高溫?zé)崃繛闊崦郊訜幔瑫r(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20℃-30℃，這時(shí)吸熱器周邊的空氣(海水)就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給制熱劑。制熱劑不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣(海水)中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜釤崦降倪^程。
二、熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的技術(shù)方案。雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備系統(tǒng)由換熱器——渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)——發(fā)電機(jī)等裝置構(gòu)成。其中換熱器和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由封閉管道相連，熱媒在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。熱媒在換熱器內(nèi)被加熱氣化(溫度在60℃-100℃以上)，用氣化后的蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。在離開渦輪后熱媒冷凝為液體，流回?fù)Q熱器再次被氣化。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)出機(jī)械能和電能。
三、能量供給和輸出系統(tǒng)。系統(tǒng)由電源控制器——啟動(dòng)電源——發(fā)電機(jī)——線路組成。其中啟動(dòng)電源部分負(fù)責(zé)能量源啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)用電的供給(啟動(dòng)電源可以是市電、油機(jī)或蓄電池)，發(fā)電機(jī)是能量源的發(fā)電部分，電源控制器用于控制能量源系統(tǒng)本身能量供給在啟動(dòng)電源和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)之間進(jìn)行切換，在啟動(dòng)能量源時(shí)，使用啟動(dòng)電源供電，在能量源進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，使用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)輸出能量，其中一部分用于維持能量源運(yùn)行，剩余部分即可輸出，線路則連接各個(gè)組成部分。
本發(fā)明的有益效果是，通過熱能提取系統(tǒng)和熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將空氣和海水中的熱能轉(zhuǎn)化為人類可以利用的能量，永遠(yuǎn)地解決人類能源短缺的問題。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的工作原理圖。
圖1中1.吸熱器，2.壓縮機(jī)，3.換熱器，4.節(jié)流器，5.風(fēng)機(jī)，6.封閉管道，7.制熱劑，8.渦輪機(jī)，9.發(fā)電機(jī)，10.封閉管道，11.熱媒，12.啟動(dòng)電源，13.電源控制器，14.電路線，15.電力輸出。
圖2是本發(fā)明的改進(jìn)型，為了減少能量轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，渦輪機(jī)直接通過機(jī)械傳動(dòng)桿帶動(dòng)壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和機(jī)械能輸出，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境可以提高工作效率。
圖2中1.吸熱器，2.壓縮機(jī)，3.換熱器，4.節(jié)流器，5.風(fēng)機(jī)，6.封閉管道，7.制熱劑，8.渦輪機(jī)，9.發(fā)電機(jī)，10.封閉管道，11.熱媒，12.啟動(dòng)電源，13.電源控制器，14.電路線，15.電力輸出，16.機(jī)械傳動(dòng)桿，17，機(jī)械能輸出。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，吸熱器(1)、壓縮機(jī)(2)、換熱器(3)、節(jié)流器(4)通過封閉管道(6)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制熱劑(7)在壓縮機(jī)(2)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程(溫度高達(dá)100℃以上)，它進(jìn)入換熱器(3)后釋放出高溫?zé)崃繛闊崦?11)加熱，同時(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器(1)后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20℃-30℃，由風(fēng)機(jī)(5)吹風(fēng)加速換熱速度，這時(shí)吸熱器(1)周邊的空氣(海水)就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給制熱劑(7)。制熱劑(7)不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣(海水)中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜釤崦?11)的過程。同時(shí)，換熱器(3)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)通過封閉管道(10)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，熱媒(11)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。熱媒(11)在換熱器(3)內(nèi)被加熱氣化(溫度在60℃-100℃以上)，用氣化后的蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)。在離開渦輪后熱媒(11)冷凝為液體，流回?fù)Q熱器(3)再次被氣化。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)和發(fā)電機(jī)(9)發(fā)出機(jī)械能和電能。電力系統(tǒng)中啟動(dòng)電源(12)和發(fā)電機(jī)(9)分別與電源控制器(13)通過線路(14)相連，電源控制器(13)控制電力的輸入輸出，啟動(dòng)時(shí)由啟動(dòng)電源(12)供電，能量源正常工作后，由發(fā)電機(jī)(9)供電，電能輸出給壓縮機(jī)(2)、風(fēng)機(jī)(5)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若啟動(dòng)電源(12)是蓄電池，也要由輸出電能充電，剩余的電能輸出(15)。
在圖2中，吸熱器(1)、壓縮機(jī)(2)、換熱器(3)、節(jié)流器(4)通過封閉管道(6)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制熱劑(7)在壓縮機(jī)(2)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程(溫度高達(dá)100℃以上)，它進(jìn)入換熱器(3)后釋放出高溫?zé)崃繛闊崦?11)加熱，同時(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器(1)后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20℃-30℃，由風(fēng)機(jī)(5)吹風(fēng)加速換熱速度，這時(shí)吸熱器(1)周邊的空氣(海水)就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給制熱劑(7)。制熱劑(7)不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣(海水)中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜釤崦?11)的過程。同時(shí)，換熱器(3)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)通過封閉管道(10)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，熱媒(11)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。熱媒(11)在換熱器(3)內(nèi)被加熱氣化(溫度在60℃-100℃以上)，用氣化后的蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)，在離開渦輪后熱媒(11)冷凝為液體，流回?fù)Q熱器(3)再次被氣化。渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)(8)發(fā)出機(jī)械能進(jìn)而通過機(jī)械傳動(dòng)桿(16)帶動(dòng)壓縮機(jī)(2)、風(fēng)機(jī)(5)、發(fā)電機(jī)(9)。一部分能量維持系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，多余能量以機(jī)械能(17)或電能(15)形式輸出，電力系統(tǒng)中啟動(dòng)電源(12)和發(fā)電機(jī)(9)分別與電源控制器(13)通過線路(14)相連，電源控制器(13)控制電力的輸入輸出，啟動(dòng)時(shí)由啟動(dòng)電源(12)供電，啟動(dòng)后為啟動(dòng)電源(12)蓄電池充電。
權(quán)利要求
1.本能量源技術(shù)方案利用熱泵從自然界(空氣、海洋或河流湖泊等)中吸取熱能，利用雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備將所吸取的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能，所產(chǎn)生的機(jī)械能或電能一部分用于維持能量源自身需要，多余部分用于能量輸出。
2.熱泵用于吸取自然界的熱量，并對(duì)熱媒進(jìn)行加熱升溫。熱泵主要由壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流器、吸熱器、風(fēng)機(jī)、封閉管道和制熱劑(如氟里昂或其替代品)組成。
3.雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備用于將被熱泵加熱的熱媒(如異丁烷或異戊烷等低沸點(diǎn)有機(jī)物)中所含的熱能通過渦輪機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生機(jī)械能和電能，雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備主要由換熱器、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、封閉管道和熱媒等裝置構(gòu)成。
4.使用雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備所產(chǎn)生的電能用于維持能量源正常工作，多余部分進(jìn)行能量輸出。
5.為了減少能量轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，提高工作效率，渦輪機(jī)可以直接通過機(jī)械傳動(dòng)桿帶動(dòng)能量源運(yùn)轉(zhuǎn)(壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等)，
6.當(dāng)啟動(dòng)電源使用蓄電池時(shí)，能量源電力輸出部分需給蓄電池充電，以備下次啟動(dòng)之用。
7.電源控制器用于不同工作狀態(tài)下電能輸入輸出切換，當(dāng)能量源啟動(dòng)時(shí)，由啟動(dòng)電源供給啟動(dòng)能量，當(dāng)能量源進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，切換到由渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)給能量源供給能量。
全文摘要
本發(fā)明是一種從自然界中吸取熱能并加以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和電能的能量源，該技術(shù)方案主要由熱泵、雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備、能量供給和輸出系統(tǒng)構(gòu)成。利用熱泵從自然界中吸取熱能，利用雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備將所吸取的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能，所產(chǎn)生的機(jī)械能或電能一部分用于維持能量源自身需要，多余部分用于能量輸出?？梢杂肋h(yuǎn)地解決人類能源短缺的問題。
文檔編號(hào)F03G7/00GK1786466SQ200410097600
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者王剛 申請(qǐng)人:王剛