本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種溫差發(fā)電裝置。
背景技術(shù):
地球上的能源絕大部分來自于太陽,在能源日益緊缺的今天,新的可再生綠色潔凈發(fā)電技術(shù)日益受到重視?;鹆Πl(fā)電既要燃燒燃料,又對(duì)大氣造成污染。因此環(huán)保發(fā)電已成為一種新的發(fā)電趨勢。
太陽能熱發(fā)電,也叫聚焦型太陽能熱發(fā)電,通過大量反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚集起來,在集熱器或蒸氣發(fā)生器加熱工質(zhì)(水或熔鹽或空氣……),產(chǎn)生高溫高壓的蒸氣,蒸氣驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。從汽輪機(jī)排出的廢汽進(jìn)入冷凝器,待廢汽冷卻成液態(tài)后再用工質(zhì)泵抽到蒸氣發(fā)生器處將工質(zhì)加熱成高溫高壓的蒸氣。
現(xiàn)有的海水溫差發(fā)電技術(shù)根據(jù)所用工質(zhì)及流程的不同,一般可分為開式循環(huán)、閉式循環(huán)和混合式循環(huán),接近實(shí)用化的是閉式循環(huán)方式。
閉式循環(huán)系統(tǒng)采用一些低沸點(diǎn)的物質(zhì)(如丙烷、異丁烷、氟利昂、氨等)作為工作流體,在閉合回路中反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因?yàn)橄到y(tǒng)使用低沸點(diǎn)工作流體,蒸氣的壓力得到提高。系統(tǒng)工作時(shí),溫水泵把表層溫海水抽上送往蒸發(fā)器,通過蒸發(fā)器內(nèi)的盤管把一部分熱量傳遞給低沸點(diǎn)的工作流體,例如氨水,氨水從溫海水吸收足夠的熱量后,開始沸騰并變?yōu)榘睔?。氨氣?jīng)過汽輪機(jī)的葉片通道,膨脹做功,推動(dòng)汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。汽輪機(jī)排出的氨氣進(jìn)入冷凝器,被冷水泵抽上的深層冷海水冷卻后重新變?yōu)橐簯B(tài)氨,用氨泵把冷凝器中的液態(tài)氨重新壓進(jìn)蒸發(fā)器,以供循環(huán)使用。
斯特林發(fā)電機(jī)是通過氣缸內(nèi)工作介質(zhì)(氫氣或氦氣、氮?dú)?、空氣)?jīng)過冷卻、壓縮、吸熱、膨脹為一個(gè)周期的循環(huán)來輸出動(dòng)力,這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī),使燃料連續(xù)地燃燒,在熱腔內(nèi)膨脹氫氣(或氦氣、氮?dú)狻⒖諝猓┳鳛閯?dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng),膨脹氣體在冷腔冷卻,反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過程。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w,如:天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等,也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料,還可以燃燒木材,以及利用太陽能等。只有熱腔達(dá)到700℃,設(shè)備才可做功運(yùn)行,環(huán)境溫度越低,發(fā)電效率越高。
在現(xiàn)有的太陽能熱發(fā)電站和海水發(fā)電站發(fā)電系統(tǒng)里,存在著三大缺點(diǎn):第一,發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備冷凝器、汽輪機(jī)效率低,在所有循環(huán)系統(tǒng)都是將工質(zhì)變?yōu)檎魵馔苿?dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),而汽輪機(jī)排出的依然是蒸氣進(jìn)入冷凝器,另外汽輪機(jī)在高溫下運(yùn)行,損失大量熱能,熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能效率低;第二,汽輪機(jī)在高溫高壓下運(yùn)行,對(duì)制造設(shè)備的材質(zhì)要求極高,造成制造成本高;第三,發(fā)電系統(tǒng)都需要工質(zhì)泵,消耗了大量的電能,發(fā)電成本高。
普通斯特林發(fā)電機(jī)存在幾個(gè)缺點(diǎn):第一,斯特林發(fā)電機(jī)屬外燃機(jī),燃料需在外部燃燒,熱量損失是內(nèi)燃機(jī)2-3倍,致使總效率偏低,這是造成不能工業(yè)化生產(chǎn)的主要原因;第二,采用氫氣或氦氣、氮?dú)狻⒖諝獾葰怏w作為工質(zhì),熱腔內(nèi)溫度需達(dá)700度時(shí)設(shè)備才做功,設(shè)備在高溫高壓下運(yùn)行,損失大量熱能,熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能效率低;第三,由于采用氫氣或氦氣、氮?dú)?、空氣等氣體作為工質(zhì),工質(zhì)推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)要求活塞桿與活塞缸之間密封非常好,否則工質(zhì)容易外泄,這種情況下,工質(zhì)密封技術(shù)較難,密封件的可靠性和壽命存在問題。
現(xiàn)有的熱電廠、鋼鐵廠等工廠常常產(chǎn)生多余的廢熱,很多地方存在不少地?zé)崮?,很多家庭的太陽能熱水器的熱水過剩,而這些熱能很少被利用起來,造成能源的浪費(fèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,第一,針對(duì)現(xiàn)有太陽能熱發(fā)電裝置及海水溫差發(fā)電裝置發(fā)電成本高、能量轉(zhuǎn)換效率低等技術(shù)上的缺陷,提供一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置。第二,針對(duì)現(xiàn)有斯特林發(fā)電機(jī)燃料需在外部燃燒,熱量損失嚴(yán)重,不能在工業(yè)化中普及使用的情況下,提供一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,并在工業(yè)上普及使用。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,包括直線發(fā)電機(jī)7和驅(qū)動(dòng)所述直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電的驅(qū)動(dòng)裝置,所述直線發(fā)電機(jī)7包括直線發(fā)電機(jī)定子71和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72;所述驅(qū)動(dòng)裝置包括冷熱水供應(yīng)裝置1、盛有第一流體工質(zhì)的熱腔21和冷腔31、連通所述熱腔21和冷腔31的回?zé)崞?、雙作用液壓缸5;所述熱腔21內(nèi)設(shè)有熱腔傳熱管203,所述熱腔傳熱管203包括貫穿熱腔21壁的熱水進(jìn)入口208和熱水排出口209;所述冷腔31內(nèi)設(shè)有冷腔傳熱管303,所述冷腔傳熱管303包括貫穿冷腔31壁的冷水進(jìn)入口308和冷水排出口309;所述冷熱水供應(yīng)裝置1包括熱水供應(yīng)裝置11和冷水供應(yīng)裝置12,所述熱水供應(yīng)裝置11與熱腔傳熱管203相連通,所述冷水供應(yīng)裝置12與冷腔傳熱管303相連通;所述雙作用液壓缸5包含第一進(jìn)油口51和第二進(jìn)油口52和液壓桿53,所述第一進(jìn)油口51與熱腔21相連通,所述第二進(jìn)油口52與冷腔31相連通,所述雙作用液壓缸5通過液壓桿53與直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72相連;所述回?zé)崞?包括回?zé)崞鏖_關(guān)41。
上述的一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括液壓裝置6,所述液壓裝置6包括用于連接熱腔21與雙作用液壓缸5之間的熱液壓裝置61以及連接冷腔31與雙作用液壓缸5之間的冷液壓裝置62;所述熱液壓裝置61包括熱液壓箱611與熱膨脹袋612,所述熱膨脹袋612與熱腔21相連通,所述熱液壓箱611與所述第一進(jìn)油口51相連通,所述冷液壓裝置(62)包括冷液壓箱621與冷膨脹袋622,所述冷膨脹袋622與冷腔31相連通,所述冷液壓箱621與所述第二進(jìn)油口52相連通。
上述的一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括彈簧裝置8,所述彈簧裝置8包括彈簧81以及彈簧座82,所述彈簧81與直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72相連。
上述的一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括托輪裝置9,所述托輪裝置9與直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72相連。
上述的一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括冷熱水排走裝置9,所述冷熱水排走裝置9包括熱水排走裝置91和冷水排走裝置92;所述熱水排走裝置91的出水口與熱水進(jìn)入口208標(biāo)高相同,所述冷水排走裝置92的出水口與冷水進(jìn)入口308標(biāo)高相同;所述冷腔31底部高于所述熱腔21頂部。
上述的一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置,所述熱腔傳熱管203內(nèi)裝有第二流體工質(zhì),所述冷腔傳熱管303內(nèi)裝有第三流體工質(zhì)。
本發(fā)明的有益效果在于,本發(fā)明現(xiàn)有斯特林發(fā)電機(jī)相比,能量轉(zhuǎn)換直接在熱腔和冷腔內(nèi)進(jìn)行,大大提高能量轉(zhuǎn)化率,克服了現(xiàn)有斯特林發(fā)電機(jī)在熱腔外對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱浪費(fèi)能源的缺點(diǎn),同時(shí)亦解決了工質(zhì)容易外泄的問題。另外還對(duì)太陽能熱發(fā)電、海水溫差發(fā)電進(jìn)行技術(shù)上的重大創(chuàng)新,克服現(xiàn)有同類溫差發(fā)電裝置發(fā)電成本高、能量轉(zhuǎn)換效率低的缺陷,本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的發(fā)電裝置無需流體工質(zhì)泵、汽輪機(jī),具有發(fā)電成本低、能量轉(zhuǎn)化效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明應(yīng)用極為廣泛,對(duì)能夠提供冷熱水共存的地方都適用,例如海水、太陽能熱水、地?zé)崮堋⒐さV企業(yè)的廢熱……。所需熱源除了熱水,還可以使用熱氣體;所需冷源除了冷水,還可以使用冷氣體。
附圖說明:
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是熱腔主視圖;
圖2是圖1中e-e線結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是熱腔俯視圖;
圖4是冷腔主視圖;
圖5是圖4中f-f線結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是冷腔俯視圖;
圖7是第一雙作用液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是冷液壓裝置和熱液壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是第一流體工質(zhì)和液壓油運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是實(shí)施例1的基本原理結(jié)構(gòu)示意圖;
圖11是實(shí)施例1的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖(1);
圖12是實(shí)施例1的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖(2);
圖13是熱腔傳熱管內(nèi)裝有第二流體工質(zhì)的熱腔主視圖;
圖14是圖13中g(shù)-g線結(jié)構(gòu)示意圖;
圖15是冷腔傳熱管內(nèi)裝有第三流體工質(zhì)的冷腔主視圖;
圖16是圖15中n-n線結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1﹒冷熱水供應(yīng)裝置,11﹒熱水供應(yīng)裝置,12﹒冷水供應(yīng)裝置,21﹒熱腔,201﹒熱腔工質(zhì)排放管,202﹒熱腔箱體,203﹒熱腔傳熱管,204﹒熱腔連通管,205﹒熱腔工質(zhì)注入管,206﹒熱腔工質(zhì)出入管,207﹒熱腔上蓋,208﹒熱水進(jìn)入口,209﹒熱水排出口,210﹒熱水進(jìn)入箱,211﹒熱水進(jìn)入管,212﹒熱水排出箱,213﹒熱水排出管,214﹒水銀,215﹒水,216﹒熱腔排空管,217﹒熱腔擋板,218﹒第二工質(zhì)排出管,219﹒第二工質(zhì)排出閥,220.穩(wěn)固板,31﹒冷腔,302﹒冷腔箱體,303﹒冷腔傳熱管,304﹒冷腔連通管,306﹒冷腔工質(zhì)出入管,307﹒冷腔上蓋,308﹒冷水進(jìn)入口,309﹒冷水排出口,310﹒冷水進(jìn)入箱,311﹒冷水進(jìn)入管,312﹒冷水排出箱,313﹒冷水排出管,314﹒水銀,315﹒水,316﹒冷腔排空管,317﹒冷腔擋板,318﹒第二工質(zhì)排出管,319﹒第二工質(zhì)排出閥,320.穩(wěn)固板,4﹒回?zé)崞鳎?1﹒回?zé)崞鏖_關(guān),42﹒回?zé)峁埽?﹒雙作用液壓缸,51﹒第一進(jìn)油口,52﹒第二進(jìn)油口,53﹒液壓桿,54﹒雙作用液壓缸缸體,6﹒液壓裝置,61﹒熱液壓裝置,611﹒熱液壓箱,612﹒熱膨脹袋,6111﹒熱液體出入管,6112﹒熱液體注入管,6113﹒熱液壓裝置開關(guān),6121﹒熱工質(zhì)出入口,62﹒冷液壓裝置,621﹒冷液壓箱,622﹒冷膨脹袋,6211﹒冷液體出入管,6212﹒冷液體注入管,6213﹒冷液壓裝置開關(guān),6221﹒冷工質(zhì)出入口,7﹒直線發(fā)電機(jī),71﹒直線發(fā)電機(jī)定子,72﹒直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子,8﹒彈簧裝置,81﹒彈簧,82﹒彈簧座,9﹒冷熱水排走裝置,91﹒熱水排走裝置,92﹒冷水排走裝置,911﹒熱水排走開關(guān),921﹒冷水排走開關(guān),10﹒托輪裝置。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1
如圖1、2、3、10所示,其中圖1、2、3是熱腔21三視圖,所述熱腔21包括熱腔上蓋207、熱腔箱體202,所述熱腔上蓋207上設(shè)有熱腔連通管204、熱腔工質(zhì)注入管205、熱腔工質(zhì)出入管206,所述熱腔箱體202內(nèi)設(shè)熱腔傳熱管203和穩(wěn)固板220,所述熱腔傳熱管203包括貫穿熱腔壁的熱水進(jìn)入口208和熱水排出口209,側(cè)壁上設(shè)有熱腔工質(zhì)排放管201、所述熱腔21外壁上設(shè)有熱水進(jìn)入箱210和與之聯(lián)接通的熱水進(jìn)入管211、熱水排出箱212和與之聯(lián)通的熱水排出管213,所述熱水進(jìn)入箱210與所述熱水進(jìn)入口208相通,所述熱水排出箱212與所述熱水排出口209相通,所述熱水進(jìn)入管211前還設(shè)有熱腔排空管216。所述熱腔排空管216帶有排空開關(guān)。所述熱水進(jìn)入箱210、熱水排出箱212與所述熱腔箱體202之間,所述熱水進(jìn)入管211與熱腔排空管216之間均用螺栓聯(lián)接。所述穩(wěn)固板220用來固定熱腔傳熱管203,所述熱水進(jìn)入管211前設(shè)有熱腔排空管216目的方便停機(jī)時(shí)讓熱水排放暢順。熱腔連通管204用于與冷腔31的連接,熱腔工質(zhì)注入管205用于注入第一流體工質(zhì),熱腔工質(zhì)出入管206用于連接雙作用液壓缸5。
如圖4—6所示是冷腔31的三視圖,結(jié)構(gòu)與熱腔21大致相同,相同之處不在重復(fù)描術(shù),不同之處有兩點(diǎn):第一,連接回?zé)崞鞯倪B通管位置不同,熱腔連通管204位于熱腔21上部,冷腔連通管304位于冷腔31下部;第二,熱腔有熱腔工質(zhì)注入管205和熱腔工質(zhì)排放管201,冷腔沒有工質(zhì)注入管和熱腔工質(zhì)排放管。
圖7是雙作用液壓缸5的結(jié)構(gòu)示意圖,所述雙作用液壓缸5包含第一進(jìn)油口51和第二進(jìn)油口52和液壓桿53以及雙作用液壓缸缸體54。
如圖8和9所示,圖8所示是液壓裝置6的結(jié)構(gòu)示意圖,所述液壓裝置6包括熱液壓裝置61和冷液壓裝置62,所述熱液壓裝置61包括熱液壓箱611與熱膨脹袋612,熱液壓箱611包括熱液體注入管6112和熱液體出入管6111以及熱液壓裝置開關(guān)6113,熱液體注入管6112用以注入液壓油用,熱液體出入管6111連通雙作用液壓缸5的第一進(jìn)油口51,熱膨脹袋612包括熱工質(zhì)出入口6121,所述熱工質(zhì)出入口6121與熱腔21的熱腔工質(zhì)出入管206相連通;所述冷液壓裝置62包括冷液壓箱621與冷膨脹袋622,冷液壓箱621包括冷液體注入管6212和冷液體出入管6211以及冷液壓裝置開關(guān)6213,冷液體注入管6212用以注入液壓油用,冷液體出入管6211連通雙作用液壓缸5的第二進(jìn)油口52,冷膨脹袋622包括冷工質(zhì)出入口6221,所述冷工質(zhì)出入口6221與冷腔31的冷腔工質(zhì)出入管306相連通,所述熱膨脹袋612及冷膨脹袋622一般選用伸縮性極好的丁睛橡膠制作,亦可以選用伸縮性極好的其它材料制作。
熱腔21與熱液壓裝置61,熱液壓裝置61與雙作用液壓缸5,冷腔31與冷液壓裝置62,冷液壓裝置62與雙作用液壓缸5之間均采用高壓管連接。當(dāng)熱腔21的第一流體工質(zhì)膨脹時(shí)由a→b方向運(yùn)動(dòng),熱膨脹袋612膨脹,推動(dòng)液壓油由c→d處運(yùn)動(dòng),繼而推動(dòng)液壓桿53向外運(yùn)動(dòng);反之,當(dāng)?shù)谝涣黧w工質(zhì)壓縮時(shí)由b→a方向運(yùn)動(dòng),熱膨脹袋612收縮,拉動(dòng)液壓油由d→c處運(yùn)動(dòng),繼而拉動(dòng)液壓桿53向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)冷腔31的第一流體工質(zhì)膨脹時(shí)由e→f方向運(yùn)動(dòng),冷膨脹袋622膨脹,推動(dòng)液壓油由h→i處運(yùn)動(dòng),繼而推動(dòng)液壓桿53向內(nèi)運(yùn)動(dòng);反之,當(dāng)?shù)谝涣黧w工質(zhì)壓縮時(shí)由f→e方向運(yùn)動(dòng),冷膨脹袋622收縮,拉動(dòng)液壓油由i→h處運(yùn)動(dòng),繼而拉動(dòng)液壓桿53向外運(yùn)動(dòng)。
如圖10所示,是本實(shí)施例的基本原理結(jié)構(gòu)示意圖,本發(fā)明包括直線發(fā)電機(jī)7和驅(qū)動(dòng)所述直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電的驅(qū)動(dòng)裝置,所述直線發(fā)電機(jī)7包括所述直線發(fā)電機(jī)定子71所述直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72;所述驅(qū)動(dòng)裝置包括冷熱水供應(yīng)裝置1、盛有第一流體工質(zhì)的熱腔21和冷腔31、聯(lián)通所述熱腔21和冷腔31的回?zé)崞?以及與所述熱腔21和冷腔31相連通的雙作用液壓缸5,所述雙作用液壓缸5通過液壓桿53與所述直線發(fā)電機(jī)7相連;所述熱腔21內(nèi)設(shè)有熱腔傳熱管203,所述熱腔傳熱管203貫穿熱腔21外壁;所述冷腔31內(nèi)設(shè)有冷腔傳熱管303,所述冷腔傳熱管303貫穿冷腔31外壁;所述冷熱水供應(yīng)裝置1包括熱水供應(yīng)裝置11和冷水供應(yīng)裝置12,所述熱水供應(yīng)裝置11與熱腔傳熱管203相連通,所述冷水供應(yīng)裝置12與冷腔傳熱管303相連通;所述回?zé)崞?包括回?zé)崞鏖_關(guān)41和回?zé)峁?2,回?zé)崞鏖_關(guān)41通過回?zé)峁?2與熱腔21的熱腔連通管204和冷腔31的冷腔連通管304相連。
在所有實(shí)施例中傳熱管橫截面形狀可以用方形(正方形或長方形),亦可以是園形,或其它形狀;材料一般選用導(dǎo)熱性能好又不與水銀發(fā)生汞齊現(xiàn)象的金屬管或石墨烯管或其它材質(zhì)的管;形狀布局可以u(píng)型、直線、盤管或其它。此外,熱腔和冷腔以及液壓裝置的形狀可為方形,亦可以是圓柱形或者其它形狀,材料一般優(yōu)選外層金屬內(nèi)層襯高密度保溫材料(如聚氨酯),外層選用金屬確保傳熱管與熱腔和冷腔箱壁的工藝上的聯(lián)接,同時(shí)加強(qiáng)熱腔和冷腔的穩(wěn)定性,內(nèi)層襯高密度保溫材料目的防止熱量散失,提高能量轉(zhuǎn)換效率。
以上為圖文共同陳述一種利用冷水和熱水發(fā)電的直線發(fā)電機(jī)裝置的各個(gè)部件形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu),下面具體陳述每一個(gè)實(shí)施例。
基本原理:本發(fā)明利用熱水和冷水存在溫差,熱水變冷時(shí)釋放出能量,將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。流體工質(zhì)(制冷劑)在熱水作用下對(duì)熱腔箱內(nèi)產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于在冷水作用下對(duì)冷腔箱內(nèi)產(chǎn)生的壓強(qiáng),因而對(duì)液壓缸產(chǎn)生伸展力大于收縮力,繼而推動(dòng)液壓桿向外運(yùn)動(dòng);在伸展力減小的時(shí)侯利用收縮力增大、液壓桿和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子自身重力以及彈簧力作用下推動(dòng)液壓桿向內(nèi)運(yùn)動(dòng);液壓桿向內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。
如圖1—7、10所示,打開回?zé)崞?的回?zé)崞鏖_關(guān)41,熱腔21箱體內(nèi)下半箱裝有液態(tài)第一流體工質(zhì)(第一流體工質(zhì)一般選擇低沸點(diǎn)的制冷劑如甲烷、異丁烷、氟利昂等),上半箱充滿此種氣態(tài)的第一流體工質(zhì),冷腔31通過回?zé)崞?與熱腔21相連通,冷腔31箱體底部高于熱腔21箱體頂部,此時(shí)冷腔31箱體內(nèi)亦充滿此種氣態(tài)的第一流體工質(zhì)。在任何情況下,盛有第一流體工質(zhì)的熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)每處都受到相等的壓強(qiáng)。
打開冷水供應(yīng)裝置12,冷水按圖10中c→d所示,從冷水供應(yīng)裝置12開始,經(jīng)冷腔傳熱管303最后由冷水排出管313排走;冷水通過冷腔傳熱管303與熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)第一流體工質(zhì)交換能量,第一流體工質(zhì)溫度最終與冷水溫度相同,在此溫度下第一流體工質(zhì)沸騰,熱腔21內(nèi)部分第一流體工質(zhì)氣化并在熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)產(chǎn)生壓強(qiáng),雙作用液壓缸5的第一進(jìn)油口51與熱腔21相連通,第一流體工質(zhì)在此壓強(qiáng)下對(duì)雙作用液壓缸5的液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1,雙作用液壓缸5的第二進(jìn)油口52與冷腔31相連通,第一流體工質(zhì)在此壓強(qiáng)下對(duì)雙作用液壓缸5的液壓桿53產(chǎn)生收縮力f2,f1與f2方向相反,數(shù)值略大于f2,液壓桿53所受的力(f1-f2)未能推動(dòng)直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。
關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41,打開熱水供應(yīng)裝置11,向熱腔21的熱腔傳熱管203注入熱水。熱水按圖10中a→b所示,從熱水供應(yīng)裝置11開始,經(jīng)熱腔傳熱管203最后由熱水排出管213排走。熱水通過熱腔傳熱管203傳熱到熱腔21箱體內(nèi)的液態(tài)的第一流體工質(zhì),液態(tài)的第一流體工質(zhì)溫度上升沸騰,一部分由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),熱腔21箱體內(nèi)壓強(qiáng)逐漸增大,氣態(tài)第一流體工質(zhì)按圖10由a→d方向運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1逐漸增大,推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向外運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。冷腔31在冷水作用下箱體內(nèi)溫度保持不變,壓強(qiáng)不變,收縮力f2不變。
當(dāng)直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖10所示m點(diǎn)時(shí),打開回?zé)崞鏖_關(guān)41,由于此時(shí)熱腔21箱體內(nèi)的壓強(qiáng)比冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)大,熱腔21內(nèi)的氣態(tài)第一流體工質(zhì)通過回?zé)崞?向冷腔31箱體內(nèi)移動(dòng),熱腔21箱體內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減少,溫度逐漸下降,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由d→a方向運(yùn)動(dòng),伸展力f1逐漸減??;冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸增大,溫度逐漸上升,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由e→i方向運(yùn)動(dòng),收縮力f2逐漸增大,在收縮力f2以及液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72自身重力作用下推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向內(nèi)運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)差逐漸減少并趨向零,(f1-f2)數(shù)值逐漸減少。
當(dāng)直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖10所示n點(diǎn)時(shí),關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41,此時(shí)熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)和溫度都相近。熱水通過熱腔傳熱管203傳熱到熱腔21箱體內(nèi)的液態(tài)的第一流體工質(zhì),液態(tài)的第一流體工質(zhì)溫度又開始上升沸騰,又一部分由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),熱腔21箱體內(nèi)壓強(qiáng)逐漸增大,氣態(tài)第一流體工質(zhì)按圖10由a→d方向運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1逐漸增大,推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向外運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電;在冷水作用下,冷腔31箱體內(nèi)部分氣態(tài)第一流體工質(zhì)開冷凝,溫度逐漸下降并趨向冷水溫度,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由i→e方向運(yùn)動(dòng),壓強(qiáng)逐漸減少,收縮力f2逐漸減少。
重復(fù)著直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖10所示m點(diǎn)時(shí),打開回?zé)崞鏖_關(guān)41,運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)時(shí),關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41這一動(dòng)作,液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72不斷向外向內(nèi)運(yùn)動(dòng),直線發(fā)電機(jī)7持續(xù)發(fā)電。
實(shí)施例2
如圖11所示,是實(shí)施例1的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖,本發(fā)明包括直線發(fā)電機(jī)7和驅(qū)動(dòng)所述直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電的驅(qū)動(dòng)裝置,所述直線發(fā)電機(jī)7包括所述直線發(fā)電機(jī)定子71所述直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72;所述驅(qū)動(dòng)裝置包括冷熱水供應(yīng)裝置1、盛有第一流體工質(zhì)的熱腔21和冷腔31、聯(lián)通所述熱腔21和冷腔31的回?zé)崞?以及與所述熱腔21和冷腔31相連通的雙作用液壓缸5,所述雙作用液壓缸5通過液壓桿53與所述直線發(fā)電機(jī)7相連;所述熱腔21內(nèi)設(shè)有熱腔傳熱管203,所述熱腔傳熱管203貫穿熱腔21外壁;所述冷腔31內(nèi)設(shè)有冷腔傳熱管303,所述冷腔傳熱管303貫穿冷腔31外壁;所述冷熱水供應(yīng)裝置1包括熱水供應(yīng)裝置11和冷水供應(yīng)裝置12,所述熱水供應(yīng)裝置11與熱腔傳熱管203相連通,所述冷水供應(yīng)裝置12與冷腔傳熱管303相連通;所述回?zé)崞?包括回?zé)崞鏖_關(guān)41和回?zé)峁?2,回?zé)崞鏖_關(guān)41通過回?zé)峁?2與熱腔21的熱腔連通管204和冷腔31的冷腔連通管304相連。
所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括液壓裝置6,所述液壓裝置6包括用于連接熱腔21與雙作用液壓缸5之間的熱液壓裝置61以及連接冷腔31與雙作用液壓缸5之間的冷液壓裝置62;所述熱液壓裝置61包括熱液壓箱611與熱膨脹袋612,所述熱膨脹袋612與熱腔21相連通,所述熱液壓箱611與所述第一進(jìn)油口51相連通,所述冷液壓裝置62包括冷液壓箱621與冷膨脹袋622,所述冷膨脹袋622與冷腔31相連通,所述冷液壓箱621與所述第二進(jìn)油口52相連通。
所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括彈簧裝置8,所述彈簧裝置8包括彈簧81以及彈簧座82,所述彈簧81與直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72相連。
所述驅(qū)動(dòng)裝置還包括冷熱水排走裝置9,所述冷熱水排走裝置9包括熱水排走裝置91和冷水排走裝置92;所述熱水排走裝置91的出水口與熱水進(jìn)入口208標(biāo)高相同,所述冷水排走裝置92的出水口與冷水進(jìn)入口308標(biāo)高相同;熱水排走裝置91還包括熱水排出管開關(guān)911,冷水排走裝置922還包括冷水排出管開關(guān)921。
所述驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置彈簧裝置8目的讓直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72運(yùn)動(dòng)速度平穩(wěn)。
所述熱水排走裝置91排水管口標(biāo)高與熱水進(jìn)入口208一致,所述冷水排走裝置92排水管口標(biāo)高與冷水進(jìn)入口308一致,目的防止熱腔傳熱管203及冷腔傳熱管303管內(nèi)低部位的水因?yàn)樗桓卟畋软敳苛魉倏欤斐蔁崆粋鳠峁?03及冷腔傳熱管303管內(nèi)低部位的水不滿管熱交換面積減少而影響能量交換速度及效率;所述熱水排走裝置91設(shè)有熱水排出管開關(guān)911以及所述冷水排走裝置91設(shè)有冷水排出管開關(guān)921目的停機(jī)時(shí)便于排放水。
所述冷腔31底部高于所述熱腔21頂部,目的在相同壓強(qiáng)下讓冷腔31液態(tài)的第一流體工質(zhì)在重力作用下回流到熱腔21內(nèi)。
如圖1—9、11所示,打開回?zé)崞?的回?zé)崞鏖_關(guān)41,熱腔21箱體內(nèi)下半箱裝有液態(tài)第一流體工質(zhì)(第一流體工質(zhì)一般選擇低沸點(diǎn)的制冷劑如甲烷、異丁烷、氟利昂等),上半箱充滿此種氣態(tài)的第一流體工質(zhì),冷腔31通過回?zé)崞?與熱腔21相連通,冷腔31箱體底部高于熱腔21箱體頂部,此時(shí)冷腔31箱體內(nèi)亦充滿此種氣態(tài)的第一流體工質(zhì)。在任何情況下,盛有第一流體工質(zhì)的熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)每處都受到相等的壓強(qiáng)。
打開冷水供應(yīng)裝置12,冷水按圖11中c→d所示,從冷水供應(yīng)裝置12開始,經(jīng)冷腔傳熱管303最后由冷水排走裝置92排走;冷水通過冷腔傳熱管303與熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)第一流體工質(zhì)交換能量,第一流體工質(zhì)溫度最終與冷水溫度相同,在此溫度下第一流體工質(zhì)沸騰,熱腔21內(nèi)部分第一流體工質(zhì)氣化并在熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)產(chǎn)生壓強(qiáng),雙作用液壓缸5的第一進(jìn)油口51冷液壓裝置62與熱腔21相連通,第一流體工質(zhì)在此壓強(qiáng)下通過熱液壓裝置61的液壓油對(duì)雙作用液壓缸5的液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1,雙作用液壓缸5的第二進(jìn)油口52與冷腔31相連通,第一流體工質(zhì)在此壓強(qiáng)下通過冷液壓裝置62的液壓油對(duì)雙作用液壓缸5的液壓桿53產(chǎn)生收縮力f2,f1與f2方向相反,數(shù)值略大于f2,液壓桿53所受的力(f1-f2)未能推動(dòng)直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。
關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41,打開熱水供應(yīng)裝置11,向熱腔21的熱腔傳熱管203注入熱水。熱水按圖10中a→b所示,從熱水供應(yīng)裝置11開始,經(jīng)熱腔傳熱管203最后由熱水排走裝置91排走。熱水通過熱腔傳熱管203傳熱到熱腔21箱體內(nèi)的液態(tài)的第一流體工質(zhì),液態(tài)的第一流體工質(zhì)溫度上升沸騰,一部分由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),熱腔21箱體內(nèi)壓強(qiáng)逐漸增大,氣態(tài)第一流體工質(zhì)膨脹由a→b方向運(yùn)動(dòng),熱膨脹袋612膨脹,推動(dòng)液壓油由c→d處運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1逐漸增大,推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向外運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電;在冷水作用下,冷腔31箱體內(nèi)溫度不變,壓強(qiáng)不變,收縮力f2不變。
當(dāng)直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖11所示m點(diǎn)時(shí),打開回?zé)崞鏖_關(guān)41,由于此時(shí)熱腔21箱體內(nèi)的壓強(qiáng)比冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)大,熱腔21內(nèi)的氣態(tài)第一流體工質(zhì)通過回?zé)崞?向冷腔31箱體內(nèi)移動(dòng),熱腔21箱體內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減少,溫度逐漸下降,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由b→a方向運(yùn)動(dòng),熱膨脹袋612收縮,拉動(dòng)液壓油由d→c處運(yùn)動(dòng),液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1逐漸減少;冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸增大,溫度逐漸上升,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由e→f方向運(yùn)動(dòng),冷膨脹袋622膨脹,推動(dòng)液壓油由h→i處運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生收縮力f2逐漸增大;在收縮力f2、液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72自身重力以及彈簧力作用下推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向內(nèi)運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電。熱腔21和冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)差逐漸減少并趨向零。(f1-f2)數(shù)值逐漸減少并趨向停機(jī)狀態(tài)下的數(shù)值。
當(dāng)直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖11所示n點(diǎn)時(shí),關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41,在熱水作用下,熱腔21箱體內(nèi)的液態(tài)的第一流體工質(zhì)溫度又上升沸騰,一部分由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài),熱腔21箱體內(nèi)壓強(qiáng)逐漸增大,氣態(tài)第一流體工質(zhì)膨脹由a→b方向運(yùn)動(dòng),熱膨脹袋612膨脹,推動(dòng)液壓油由c→d處運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生伸展力f1逐漸增大,推動(dòng)液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向外運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7發(fā)電;在冷水作用下,冷腔31箱體內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸減少,溫度逐漸下降并趨向冷水溫度,氣態(tài)第一流體工質(zhì)由f→e方向運(yùn)動(dòng),冷膨脹袋622收縮,拉動(dòng)液壓油由i→h處運(yùn)動(dòng),對(duì)液壓桿53產(chǎn)生收縮力f2逐漸減少。
重復(fù)著直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到如圖11所示m點(diǎn)時(shí),打開回?zé)崞鏖_關(guān)41,運(yùn)動(dòng)到n點(diǎn)時(shí),關(guān)閉回?zé)崞鏖_關(guān)41這一動(dòng)作,液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72不斷向外向內(nèi)運(yùn)動(dòng),令直線發(fā)電機(jī)7持續(xù)發(fā)電。
停機(jī)時(shí)先關(guān)閉熱水供應(yīng)裝置11,待發(fā)電裝置停下來后關(guān)閉冷水供應(yīng)裝置12。
實(shí)施例3
如圖12所示,亦是實(shí)施例1的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖,優(yōu)選方式和發(fā)電過程與實(shí)施例2基本一致,相同之處不在敘述。不同之處,實(shí)施例2中液壓缸5、直線發(fā)電機(jī)7和彈簧裝置8垂直安裝,液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向內(nèi)運(yùn)動(dòng)依靠收縮力f2、液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72自身重力以及彈簧力作用;本實(shí)施例中液壓缸5、直線發(fā)電機(jī)7和彈簧裝置8水平安裝,并在直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72底部增加托輪裝置10,液壓桿53和直線發(fā)電機(jī)動(dòng)子72向內(nèi)運(yùn)動(dòng)依靠收縮力f2以及彈簧力作用。本實(shí)施例目的讓設(shè)備在運(yùn)行過程中更加安全平穩(wěn)。
實(shí)施例4
如圖13、14、15、16所示,熱腔傳熱管203內(nèi)裝有第二流體工質(zhì),冷腔傳熱管303內(nèi)裝有第三流體工質(zhì)。第二流體工質(zhì)和第三流體工質(zhì)均選擇導(dǎo)熱性能高的液體(例如水銀214),主要目的是加快能量轉(zhuǎn)換速度,減少熱腔和冷腔的體積,提高能量轉(zhuǎn)換效率。
圖13和14是熱腔傳熱管203內(nèi)裝有水銀214的熱腔21主視圖和左視圖,所述熱腔21包括熱腔上蓋207、熱腔箱體202,所述熱腔上蓋207上設(shè)有熱腔連通管204、熱腔工質(zhì)注入管205、熱腔工質(zhì)出入管206,所述熱腔箱體202內(nèi)設(shè)熱腔傳熱管203和穩(wěn)固板220,所述熱腔傳熱管203包括貫穿熱腔壁的熱水進(jìn)入口208和熱水排出口209,側(cè)壁上設(shè)有熱腔工質(zhì)排放管201、所述熱腔21外壁上設(shè)有熱水進(jìn)入箱210和與之聯(lián)通的熱水進(jìn)入管211、熱水排出箱212和與之聯(lián)通的熱水排出管213,所述熱水進(jìn)入箱210與所述熱水進(jìn)入口208相通,所述熱水排出箱212與所述熱水排出口209相通。
進(jìn)一步地所述熱水進(jìn)入箱210外壁設(shè)有第二流體工質(zhì)排出口218及第二流體工質(zhì)排出閥219,內(nèi)部設(shè)有擋板217。所述熱腔傳熱管203內(nèi)充滿第二流體工質(zhì)水銀214(一般采用導(dǎo)熱系數(shù)高的流體例如水銀作為第二流體工質(zhì)),目的利用水銀214導(dǎo)熱系數(shù)高傳熱快的特點(diǎn),熱流體大部分能量先與水銀221交換熱量再通過水銀214和熱腔傳熱管203與熱腔21箱體內(nèi)第一流體工質(zhì)進(jìn)行交換熱量。在熱腔傳熱管203內(nèi)加入第二流體工質(zhì)水銀214最終目的加快熱流體和第一流體工質(zhì)之間能量交換速度,提高能量轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)減少熱腔21的體積。因?yàn)檫B通,所述熱水進(jìn)入箱210和熱水排出箱212亦裝有水銀214,水銀214水平面與所述熱水排出口209標(biāo)高一致,所述熱水進(jìn)入箱210和熱水排出箱212的水銀214頂部裝有水,標(biāo)高與熱水排出管213管口底部一致,水銀214頂部裝水目的防止水銀214在空氣中揮發(fā)。熱水進(jìn)入箱210內(nèi)部設(shè)有擋板217,目的使熱水在所述熱水進(jìn)入箱210處順利進(jìn)入所述傳熱管203,而不流向所述熱水進(jìn)入箱210頂部。熱腔21裝有穩(wěn)固板220,目的加強(qiáng)熱腔傳熱管203的穩(wěn)定性。所述熱腔21內(nèi)密布著熱腔傳熱管203,目的是為了增大能量交換面積,提高熱量傳遞效率。
如圖15、16是冷腔傳熱管303內(nèi)裝有水銀的冷腔31主視圖和左視圖,結(jié)構(gòu)與熱腔21大致相同,相同之處不在重復(fù)描術(shù),不同之處有兩點(diǎn):第一,連接回?zé)崞鞯倪B通管位置不同,熱腔連通管204位于熱腔21上部,冷腔連通管304位于冷腔31下部;第二,熱腔有熱腔工質(zhì)注入管205和熱腔工質(zhì)排放管201,冷腔31不用工質(zhì)注入管和熱腔工質(zhì)排放管。
本發(fā)明說明書、權(quán)利要求書和附圖中出現(xiàn)的術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等是用于區(qū)別不同的對(duì)象,而并非用于描述特定的順序。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及設(shè)備;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本發(fā)明的思想,在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品,不論在其方法及設(shè)備上作任何變化或改進(jìn),凡是具有與本發(fā)明申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。