CN103912465A - 一种温差动力转换方法 - Google Patents

Abstract

本方法发明公开一种温差动力转换方法，属于蒸汽的发生方法技术领域，该方法可以让常态温差实现动力输出，技术方案是温差动力转换系统中的温差动力转换核心组件的制造过程中是用先抽真空再注入易挥发液体作为工作介质的方法制造出的，用引导法，置换法，直接接触法进行温差采集并作用于温差动力转换核心组件使温差动力转换系统实现动力输出，主要用于动力输出或将其动力再转换成电能并输送给用电户。

Description

一种温差动力转换方法

技术领域

本发明涉及一种利用高低温度之间差来实现动力输出的方法，归属于蒸汽的发生方法技术领域，更具体地说是用蒸汽的发生方法实现动力输出。

背景技术

就本人所知目前利用热动力的系统要与外界进行物质交换，如汽车要吸入氧气排放出二氧化碳，并需要高温加热才可以驱动，如火电汽轮机，其优点在于运行速度快，缼点是在于排放高温产物二氧化碳，本人认为这是走入了一个能源利用的误区。其实可以用密闭系统和常温差能量交换来实现动力输出并减少或避免附加碳排放的。

发明内容

本方法发明目的是克服现有技术中的不足，提供一种使用结构简单、易于加工制造的低能耗密闭温差动力转换系统，让常态温差实现动力输出的方法。

该方法发明技术方案主要由温差动力转换系统的制造和温差采集方法两部份组成。

温差动力转换系统制造方法：用管道两端分别连接至两个体积形状相同的容器内壁最底端形成一个相联通密闭整体；通过密闭阀门用真空泵将密闭容器内空气抽出形成密闭真空容器，为确保有更高的真空度可以在抽真空的同时在确保不会破坏容器的前题下对容器外壁进行高温加热；用相当于单个容器容积的90％左右体积的易挥发液体作为工作介质(下称工质)注入密闭真空容器内形成一个密闭的温差动力转换核心组件，工质主要有水、乙醇、乙醚、汽油、水银、丁烷、液化天然气、液化甲烷、液氮等等；在两个容器之间的中间位置装上轴承，再装到有偏向定位装置的支架上形成密闭的温差动力转换系统，偏向定位装置用于垂直定位及定向偏转控制引导温差动力转换核心组件向外输送动能。

温差动力转换系统运行机理是由于工质是在已抽真空的低压容器内极易受温度变化的影响而产生汽化和液化相互转换，通过适当的手段将自然界和工业生产话动产生的温差加以引导利用到温差动力转换核心组件上，形成温差动力转换核心组件下面容器受热上面容器降温的温差，温差传导到工质使工质引起相应转换。温差动力转换核心组件的转换过程是当上下两个容器没有温度差时工质在下面的容器里处在静止状态，当工质受热蒸发汽化或上面容器内蒸汽受冷冷凝，使工质通过管道转移到上面容器内从而形成重力势能，这时只需一点偏向定位装置引导力就可以让上面的容器向下运动完成动力动输出的一个运行周期循环。

水具有良好的流动性，易于控制引导，有1至99℃温差区间可供应用，可以作为优良温差载体使用，是常用的温差载体。

温差采集方法：(1)引导法，可以将冷热源水分别通过输水管道引到温差动力转换核心组件，如部份工业冷却余热水、地热水、地表水等；(2)置换法，即用常温水流通过管道输送到冷热源，在冷热源设置温度交换环路管道置换出冷热源的温度后分别输送到温差动力转换核心组件，如深层海水、太阳集热水、山体内部温度等可以用这方法；(3)直接接触法，直接让温差动力转换核心组件接触冷热源。

本方法发明的有益效果是：(1)可以在上下两个容器间用低至一两度的温差即可实现动力输出，温差越大些效果越好，只要有适当的温差存在，可以一直持续运行；(2)密闭系统无排放，工质不参以化学变化；(3)结构简单，实际应用中针对使用环境不同作出必要的改进即可；(4)工质来源广泛，可有效控制成本，可以在环境温度变化区间选择相应的工质。

具体实施方式

下面结合附图对本方法发明作进一步的描述。

附图是温差动力转换系统简要结构示意图(注：附图所示非实物形状，仅用于方便理解转换系统的工作过程)：1、9是相互联通的密闭容器；2、6是密闭阀门；3是偏向定位装置；4是轴承；5是管道；7是支架；8是工质；10、11是相对独立的饱和蒸汽；1、2、5、6、8、9、10、11组合形成温差动力转换核心组件。现在就附图所示对其温差动力转换过程作简要描述，当1、9两个容器没有温度差时工质在9容器里处在静止状态。在给9容器加热时热量传导到8工质，8工质受热汽化增加将容器内工质通过5管道往1容器上顶，或让1容器降温，1容器内蒸汽受冷体积减小而向下面容器吸取工质补充空缺，持续的温差将全部工质由下面容器转移到上面容器内从而形成向下的的重力势能，这时只需一点3偏向定位装置引导力就可以让1容器向下运动9容器向上运动，从而通过4轴承完成动力动输出的一个周期循环。在转换过程中10、11相对独立的饱和蒸汽只有容积比例变化，容积总和不变。

在实际应用当中根据需要可将温差动力转换核心组件及外围组件作一些改变以利于让温差及时传导到工质和蒸汽中及利于将动动力输出，如在密闭容器表面增加利于冷热交换的沟槽，内部增加载温流体的通道等利于温差能量交换的组件，这些组件不能影响容器的密闭性和过多挤占工质的空间，因为温差动力转换核心组件的运转动力来自于工质的重量。密闭性能良好是温差动力转换核心组件长久安全运行的保证。

温差动力转换核心组件的材质、形状、大小：主要用不锈钢作为温差动力转换核心组件的制造材料，因其化学性质相对稳定，特别是以水作为工质时用普通钢铁很显然比不锈钢更容易生锈。密闭容器主要以园桶形、园柱形、球形为主，大小由使用环境可以采集得到的温差和工质在这个温差的最佳向上输送距离决定，密闭容器间的管道数量可以并列增加，以不影响其效能为准。

温差的采集，通常用水作为温差载体，因为水的载热范围大，从1℃到99℃，在这个温度区间热量流失不会太多，有必要的话可以用一些保温组件进行输送过程的保温，水具有良好的流动性，比较容易控制，用输水管道就可以有效控制，还可以用保温罐体进行载温缓存。现在说采集，以太阳热能为例，用太阳集热组件将太阳光集中并将其用于加热输水管道中的水，使水受热再输送到温差动力转换核心组件下部的容器，容器装有流体管道的就将热水注入管道，没有管道直接让水作用于容器表面，同时可以用另一条管道引来常温水或置换出地下低温输送出来作用于温差动力转换核心组件上部的容器，使温差动力转换核心组件得以向外输出动能，当然也可以将集热组件采集的热量直接作用于温差动力转换核心组件，甚至可以只在温差动力转换核心组件上部的容器上方加一块可以挡住阳光的木板就能输出动能。对于工业余热、火电厂余热、深水浅水间的温差、地热水、沙漠沙表与沙山内部温差等的利用大同小异，各种采集方法灵活运用即可。

再说一下工质，水在低于标准气压条件下的沸点低于100℃，用降低气压的方法完全可以让水在常温下沸腾，温度在0℃时用真空泵对装有水的密闭容器内进行抽气，当抽到608.2Pa时水沸腾，持续抽空水持续沸腾，气压不再下降，从而得知有水在容器内很难达到真空，水在608.2Pa的压力下0℃时可以沸腾不会被冻结，关闭密闭阀门停止抽气时容器内压力保持在608.2Pa，这时只要向容器外壁加热1至2℃水就可以沸腾，这些内容是根椐本人可以找得到的一些资料推导出来的，这些内容成为本发明的技术核心的基础，根据这些内容进一步推导出先抽真空再注入水，这样做可以让水在更低的温度内实现沸腾汽化，为了得到更高的真空度还可以在抽真空的同时在容器外加热的方法使内部空气更容易被抽走，个人认为加热到1000℃以内比较安全，更高的真空度可以让水在更广的环境温度变化区间里沸腾汽化。其它工质如液化天然气可以用于高寒地区，冰雪环境也可实现温差动力转换。值得一提的是水银，水银密度每方厘米13.6g比钢铁还高，可以用比较小的温差动力转换核心组件容积实现较大输出臂力，应用时必需做好安全防范避免泄漏，如在温差动力转换系统周围设置对水银蒸汽密度敏感的传感器控制系统及可以覆盖整个温差动力转换系统的快速反应水源，一旦发生泄漏可以在第一时间进行有效控制，使其影响在有限范围内，水银泄漏的后期治理相对其它能源如核燃料泄漏的治理成本要低得多。为了提高效能有必要的话可以用两种工质或两种以上工质混合使用，只是要注意一种工质的存在不能引起另一种工质的冻结或引起另一种工质产生化学变化，这些情况是有可能发生的。水银可以与挥发性更强的部份工质一同使用，这样可以发挥水银的高比重优势和其它工质的易挥发优势进行结合。

有了动能可以用于(1)用其动能将水梯级送往高处并作为水势能储存起来，再通过水轮发电机组将水势能转换成电能向电用户输送；(2)将固体往高处输送并作为势能储存起来，再通过斜坡轨道车将势能转换成电能向用电户输送；(3)将动能通过空气压缩机将空气压缩并存储起来，再用压缩空气驱动发电机发电并输送到用电户；(4)用多组温差动力转换核心组件分时(间隔时间轮换驱动)驱动一根直轴轴承输出动能，使轴承不间断转动驱动发电机发电并输给用电户，温差动力转换核心组件与轴承的连接方式可以借鉴自行车后轮中轴单向驱动的机械结构；(5)一些工业用动能有匹配的可以使用。

以上内容用词有可能不准确，原因在于本人非专业技术人员，请见谅，如有错误或遗漏请给予指正。

Claims (3)

1.一种温差动力转换方法，该方法可以让常态温差实现动力输出，该方法发明技术方案主要由温差动力转换系统制造和温差采集方法两部份组成，其特征在于温差动力转换系统中的温差动力转换核心组件的制造过程中是先抽真空后再注入易挥发液体作为工作介质的方法制造出的，温差采集是用引导法，置换法，直接接触法的方法进行采集并作用于温差动力转换核心组件使温差动力转换系统实现动力输出。

2.根据权利要求1所述的温差动力转换核心组件的制造过程中的抽真空，其特征在于抽真空同时可以进行加热操作的。

3.根据权利要求1所述的温差动力转换核心组件的制造过程中注入的易挥发液体工作介质，其特征在于是可以用单种工作介质也可以用两种或两种以上的工作介质一同使用的。