CN101532478A

CN101532478A - 液压式温差能源动力装置

Info

Publication number: CN101532478A
Application number: CN200810060141A
Authority: CN
Inventors: 占丰存
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-09-16

Abstract

本发明涉及一种通过工质温差的变化形成压力来源并驱动水轮机发电的液压式温差能源动力装置，现有技术中不能输出持续动力，造成动力中断的缺点，包括由水轮机驱动的发电机，水轮机设置在液体回路中，其特征在于所述的液体回路与一套压力气体循环系统相连，液体回路包括储液罐及与之连接的液压管路，液压管路上设有单向阀并形成导通回路，水轮机设置在导通回路的两端单向阀之间，保证液体总是从水轮机的进口进入，出口排出。无需流体通道，通过低沸点工质汽化产生的压力推动液体流动，从而推动水轮机做功，可降低成本，使用方便，整体结构简单。

Description

液压式温差能源动力装置

技术领域

本发明涉及一种流体发动机，尤其是通过工质温差的变化形成压力来源并驱动水轮机发电的液压式温差能源动力装置。

背景技术

人类对能源的需求越来越大，各国都在寻求新的能源利用技术，不断提高能源利用率，大力提倡节能减排，太阳能等底密度能量由于现有技术成本高的原因，无法产生产业化结构。

当前通常使用的流体发动机为滑片式液压马达、齿轮液压马达之类，滑片式液压马达主要由蜗壳、滑片、转子、转动轴、端盖组成，流体从滑片式液压马达进口处流入，由于滑片正、背面的流体存在压差，在该压差的推动下，滑片将该压力传递给转子，使转子和转动轴旋转，流体从滑片式液压马达出口流出，于是把流体的压力位能转换位转子转动做功的机械能输出，齿轮液压马达是流体在齿的正、背面出现压差，从而推动齿轮转动，在此过程中流体将压力位能转换为机械能输出，实现做功。但是滑片式液压马达的结构复杂，摩擦损耗大，效率低，而齿轮液压马达齿的啮合面容易磨损及侵蚀，这两种结构的发动机对流体中的污物都比较敏感，容易出故障，造成使用寿命降低。

于是有人进行研究，并取得成果，一个名称为一种用低沸点物质为工质进行热功转换的动力装置方案，其公告号为CN1773081A，专利号为ZL200510056117.2，包括一个能用低沸点物质为工质从热源吸收热量的蒸发器，一个能用低沸点物质的过热蒸汽推动旋转的汽轮机，一台增压机，蒸发器、汽轮机、增压机之间用管道依次联接组成的一个密闭循环装置。但是这种结构的动力装置对能量压力要求较高，难以大面积推广使用。

发明内容

本发明解决了现有技术中对流体通道精度要求较高增加加工难度的缺点，提供一种无需流体通道，通过低沸点工质汽化产生的压力推动液体流动，从而推动水轮机做功的液压式温差能源动力装置。

本发明还解决了现有技术中不能输出持续动力，造成动力中断的缺点，提供一种通过换向阀转换压力方向，实现输出持续动力的液压式温差能源动力装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液压式温差能源动力装置，包括由水轮机驱动的发电机，水轮机设置在液体回路中，其特征在于所述的液体回路与一套压力气体循环系统相连，液体回路包括储液罐及与之连接的液压管路，液压管路上设有单向阀并形成导通回路，水轮机设置在导通回路的两端单向阀之间，保证液体总是从水轮机的进口进入，出口排出。压力气体循环系统产生持续的压力气体，推动储液罐内的液体沿着液压管路流动，使设置在导通回路上的水轮机做功，从而带动与水轮机相连的发电机工作；由于推动储液罐内液体的压力气体可以持续产生，而且液体总是从水轮机的进口进入，出口排出，所以，能保证水轮机的旋转方向保持不变，从而使发电机持续工作。

压力气体循环系统内装有低沸点工质，压力气体循环系统与液体回路上的储液罐相连，两者之间设有换向阀。压力气体持续循环产生是由低沸点工质吸热汽化，产生压力，然后冷凝成液体重新进入压力气体循环系统内循环；压力气体推动储液罐内的液体，使液体循环流动，通过换向阀来控制压力作用的位置，保证一个储液罐的液体流到另一个储液罐后，通过换向阀能保证压力气体总是作用在内含液体的储液罐上，换向阀与一个感应装置相连，感应装置用来感应储液罐内液体的容量；压力气体循环系统内使用的低沸点工质可以采用丙烯，其在40°时可产生压力为1.66MPa的蒸汽，在20°时可产生1.0MPa的压力蒸汽，也可以采用其他无毒环保的低沸点工质，比如乙烯、丁烯等。

压力气体循环系统包括用回液管相连的冷凝器和蒸发器，冷凝器的安装高度大于蒸发器的安装高度，使低沸点工质在重力的作用下能从冷凝器通过回液管回路向蒸发器流动。低沸点工质在蒸发器内蒸发变成压力气体，经过一个循环进入到冷凝器中凝固变成液体，在重力的作用下，从冷凝器流向蒸发器，重新进入循环；如果由于空间的限制，冷凝器的高度不能大于蒸发器的高度时，需要安装一个动力泵，将冷凝器内的液体工质输送到蒸发器内。

回液管内设有两个同方向开启的单向阀I和单向阀II，单向阀I与单向阀II之间设有两段气管支路，一段气管支路与冷凝器相连并用电磁阀I控制，另一段气管支路与蒸发器相连并用电磁阀II控制。低沸点工质冷凝后在重力作用下经过单向阀I流进回液管，原来的回液管内的气体经过打开的电磁阀I进入到冷凝器，当回液管内的液体工质积聚到足够量的时候，电磁阀I关闭，电磁阀II打开，回液管内的低沸点工质液体在重力作用下，经单向阀II进入蒸发器，回液管重新被压力气体充满，完成压力气体循环中最重要的一个环节。

储液罐包括储液罐I和储液罐II，导通回路上的单向阀包括单向阀III、单向阀IV、单向阀V和单向阀VI，共四个分两组。

作为优选，单向阀III和单向阀VI为一组，单向阀IV和单向阀V为一组，这两组形成一个并联的导通的回路，水轮机设置在并联交叉的位置。

作为优选，同一组的单向阀III和单向阀VI是同方向的，可同向开启；同一组的单向阀IV和单向阀V是同方向的，可同向开启。

作为优选，单向阀III和单向阀V设置在靠近储液罐I的一侧，单向阀IV和单向阀VI设置在靠近储液罐II的一侧。

储液罐I和储液罐II与压力气体循环系统为气管连接，所述的换向阀为二位四通换向阀。通过换向阀控制压力气体循环系统选择作用的储液罐。

储液罐I和储液罐II的容积相等，液体回路内的液体体积充满液体回路上的管路和其中一个储液罐。液体回路内的液体可以为水或者为液压油。

液体回路的管路以圆滑过渡为主，保证液体的导通回路中流动时不会产生冲击，减小噪音。

本发明的有益效果是：对温差要求低，无须加工精密的流体通道，通过低沸点工质汽化产生的压力推动液体流动，从而推动水轮机做功，可降低成本，不易造成工质泄露，通过换向阀转换压力方向，实现输出持续动力的，使用方便，针对不同的需要可以选用不同的低沸点工质，整体结构简单。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图中：1、蒸发器，2、冷凝器，3、单向阀II，4、电磁阀I，5、回液管，6、单向阀I，7、电磁阀II，8、二位四通换向阀，9、储液罐II，10、单向阀IV，11、单向阀VI，12、水轮机，13、单向阀V，14、单向阀III，15、丙烯，16、储液罐I，17、发电机。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种液压式温差能源动力装置(参见附图1)，一套压力气体循环系统与一套液体回路相连，压力气体循环系统包括回液管5相连的冷凝器2和蒸发器1，冷凝器的安装高度大于蒸发器的安装高度，回液管内设有两个同方向开启的单向阀I6和单向阀II3，都只能从冷凝器向蒸发器端开启，单向阀I与单向阀II之间设有两段气管支路，一段气管支路与冷凝器相连并用电磁阀I4控制，另一端气管支路与蒸发器相连并用电磁阀II7控制，压力气体循环系统内装有低沸点工质丙烯15，丙烯在重力作用下从冷凝器向蒸发器流动，液体回路包括储液罐I16和储液罐II9，储液罐整体呈椭球形，两者之间用一套并联的导通回路相连，压力气体循环系统与液体回路的储液罐之间通过二位四通换向阀8相连，压力气体循环系统的管路连接到储液罐的顶端，导通回路连接到储液罐的底端，导通回路的交叉部位设有水轮机12，水轮机上连着发电机17，导通回路上设有四个单向阀分两组，一组为单向阀III14和单向阀VI11，另一组为单向阀V13和单向阀IV10，这两组单向阀的开启方向都是从水轮机的进口到水轮机的出口，单向阀III和单向阀IV设置在水轮机的进口一端，单向阀V和单向阀VI设置在水轮机的出口位置，单向阀III和单向阀V设置在靠近储液罐I的一侧，单向阀IV和单向阀VI设置在靠近储液罐II的一侧，储液罐I和储液罐II的容积相等，液体回路内装有流动液体，液体的体积充满液体回路上的管路和其中一个储液罐，保证一个储液罐内的液体到另一个储液罐时只能通过一条导通回路，且只能从水轮机的进口进入，从水轮机的出口排出。

蒸发器内的丙烯在在40°时产生压力为1.66MPa的蒸汽，蒸汽推动储液罐I内的液体经过单向阀III，进入到水轮机的进口，推动水轮机旋转，从而带动发电机，液体再从水轮机的出口排出经过单向阀VI进入到储液罐II内，储液罐内原来的低沸点工质通过二位四通换向阀进入到冷凝器冷凝，重新冷凝成液体，在重力的作用下，流入到回液管内，此时电磁阀I打开，回液管内原来的丙烯气体回到冷凝管冷凝，当回液管内的丙烯足够时，关闭单向阀I，打开单向阀II和电磁阀II使液体丙烯进入到蒸发器，继续加温蒸发，当储液罐I内的液体都流到储液罐II内时，通过感应装置，使二位四通换向阀动作，将蒸发器排出的压力气体作用到充满液体的储液罐II内，此时，液体从换向阀IV进入到导通回路，经过水轮机的进口进入，出口排出，继续推动水轮机同一方向旋转，持续发电，从水轮机出口排出的液体经过单向阀V，流到储液罐I，当感应装置，感应到储液罐I内的容积快满时，二位四通换向阀动作，然后重复上述步骤，使水轮机持续地按照同一方向旋转，完成持续的发电。

Claims

1、一种液压式温差能源动力装置，包括由水轮机(12)驱动的发电机(17)，水轮机设置在液体回路中，其特征在于所述的液体回路与一套压力气体循环系统相连，液体回路包括储液罐及与之连接的液压管路，液压管路上设有单向阀并形成导通回路，水轮机设置在导通回路的两端单向阀之间，保证液体总是从水轮机的进口进入，出口排出。

2、根据权利要求1所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的压力气体循环系统内装有低沸点工质，压力气体循环系统与液体回路上的储液罐相连，两者之间设有换向阀。

3、根据权利要求1或2所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的压力气体循环系统包括用回液管(5)相连的冷凝器(2)和蒸发器(1)，冷凝器的安装高度大于蒸发器的安装高度，使低沸点工质在重力的作用下能从冷凝器向蒸发器流动。

4、根据权利要求3所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的回液管内设有两个同方向开启的单向阀I(6)和单向阀II(3)，单向阀I与单向阀II之间设有两段气管支路，一段气管支路与冷凝器相连并用电磁阀I(4)控制，另一段气管支路与蒸发器相连并用电磁阀II(7)控制。

5、根据权利要求1所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的储液罐包括储液罐I(16)和储液罐II(9)，导通回路上的单向阀包括单向阀III(14)、单向阀IV(10)、单向阀V(13)和单向阀VI(11)，共四个分两组。

6、根据权利要求5所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的单向阀III和单向阀VI为一组，单向阀IV和单向阀V为一组，这两组形成一个并联的导通的回路，水轮机设置在并联交叉的位置。

7、根据权利要求6所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的同一组的单向阀III和单向阀VI是同方向的，可同向开启；同一组的单向阀IV和单向阀V是同方向的，可同向开启。

8、根据权利要求5或6或7所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的单向阀III和单向阀V设置在靠近储液罐I的一侧，单向阀IV和单向阀VI设置在靠近储液罐II的一侧。

9、根据权利要求1所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的储液罐I和储液罐II与压力气体循环系统为气管连接，所述的换向阀为二位四通换向阀(8)。

10、根据权利要求1或5或9所述的液压式温差能源动力装置，其特征在于所述的储液罐I和储液罐II的容积相等，液体回路内的液体体积充满液体回路上的管路和其中一个储液罐。