CN104819088A - 水-冰相变发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水-冰相变发电系统，包括高压油管、液压发电机、储油箱、沿着高压油管长度均布的高压罐和解冻系统，液压发电机包括叶片式液压马达和发电机组，叶片式液压马达的叶片安装在高压油管内，其通过将水和油充装在高压罐的油腔和水腔内，当气温下降到零下以后，水腔内的水逐渐结冰，在水结冰的过程中，体积不断膨胀，挤压高压罐内的隔膜，将油腔内的油向外挤出，并在高压油管内流动，流动的油冲击安装在高压管内的叶片转动，实现发电，结冰的高压罐置于解冻井内解冻后，隔膜回复初始状态，能够重复利用，充分利用相变过程中的能量，将其转换为可直接利用的清洁能源，本发明尤其适用于气温处于零下、且有水的区域，成本低廉。

Description

水-冰相变发电系统

技术领域

本发明涉及发电装置技术领域，尤其涉及一种水-冰相变发电系统。

背景技术

自然界中的能源主要有太阳能、热能、风能和海洋潮汐能等。为了将以上能源转化为电能，采用以半导体装置(如太阳能电池组)及电磁感应装置为基础的发电机进行能源转化，但这些装置都没有利用密闭空间内水-冰及冰-水相变时产生的内压能量。发生水-冰相变过程时或冰-水相变过程时，水的体积增加或减少约10％，因此，将水-冰相变过程或冰-水相变过程产生的能量转变为其他能量，成本低廉，也是一种取之不竭，用之不尽的能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供水-冰相变发电系统，通过将水和油充装在高压罐的油腔和水腔内，当气温下降到零下以后，水腔内的水逐渐结冰，而油腔内的油仍然处于流动状态，在水结冰的过程中，体积不断膨胀，挤压高压罐内的隔膜，将油腔内的油向外挤出，并在高压油管内流动，流动的油冲击安装在高压管内的液压马达转动，实现发电，结冰的高压罐置于解冻井内解冻后，隔膜回复初始状态，能够重复利用，充分利用相变过程中的能量，将其转换为可直接利用的清洁能源，本发明尤其适用于气温在零下，而且有水的区域，成本低廉。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种水-冰相变发电系统，包括高压油管、液压发电机、储油箱、沿着高压油管长度均布的高压罐和解冻系统，所述高压罐包括罐体、位于上部的油腔、位于下部的水腔、用于分割油腔和水腔的隔膜以及与油腔连通的出口，所述出口与高压油管连通，所述液压发电机包括叶片式液压马达和发电机组，叶片式液压马达动力输出轴与发电机组主轴连接，所述叶片式液压马达的叶片安装在高压油管内，所述罐体外壁上固定安装两套挂接块，所述液压发电机的电力输出端接入电网。

所述解冻系统包括解冻井、安装在解冻井内的高压罐提升系统和高压罐循环系统，所述解冻井中部设置竖向固定柱，所述固定柱上部设置高压罐提升系统，其下部设置高压罐循环系统，所述固定柱中部设置横向通道，所述高压罐提升系统包括设于固定柱顶端和横向通道两端的四套链轮以及安装在四套链轮上的提升链条，所述提升链条外侧设有沿其长度均布的用于和高压罐上的挂接块对接的挂钩，所述固定柱下部设有弧形通道，所述高压罐循环系统包括安装在横向通道下侧和弧形通道两端的四套链轮以及安装在四套链轮上的循环链条，所述循环链条上也设有用于和高压罐上的挂接块对接的挂钩。

所述高压罐的水腔内设有贯通其侧壁的导管。

所述高压罐侧壁上的两套挂接块沿高压罐轴线方向均布。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过将水和油充装在高压罐的油腔和水腔内，当气温下降到零下以后，水腔内的水逐渐结冰，而油腔内的油仍然处于流动状态，在水结冰的过程中，体积不断膨胀，挤压高压罐内的隔膜，将油腔内的油向外挤出，并在高压油管内流动，流动的油冲击安装在高压管内的叶片转动，叶片带动叶片式液压马达转动，叶片式液压马达驱动发电机组实现发电，结冰的高压罐置于解冻井内解冻后，隔膜回复初始状态，能够重复利用，充分利用相变过程中的能量，将其转换为可直接利用的清洁能源，本发明尤其适用于气温处于零下，而且有水的区域，成本低廉。

附图说明

图1是本发明原理图；

图2是高压罐结构示意图；

在附图中：1、高压油管；2、液压发电机；3、储油罐；4、高压罐；4-1、油腔；4-2、隔膜；4-3、导管；4-4、水腔；4-5、挂接块；5、提升链条；6、链轮；7、解冻井；8、横向通道；9、循环链条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了充分发挥水-冰相变过程中产生的势能，本发明公开了一种如图1所示的包括高压油管1、液压发电机2、储油箱3、沿着高压油管1长度均布的高压罐4和解冻系统，所述高压罐4包括罐体、位于上部的油腔4-1、位于下部的水腔4-4、用于分割油腔4-1和水腔4-4的隔膜4-2以及与油腔4-1连通的出口，所述出口与高压油管1连通，所述液压发电机2包括叶片式液压马达和发电机组，叶片式液压马达动力输出轴与发电机组主轴连接，所述叶片式液压马达的叶片安装在高压油管1内，所述罐体外壁上固定安装两套挂接块4-5，所述液压发电机2的电力输出端接入电网；所述解冻系统包括解冻井7、安装在解冻井7内的高压罐4提升系统和高压罐4循环系统，所述解冻井7中部设置竖向固定柱，所述固定柱上部设置高压罐4提升系统，其下部设置高压罐4循环系统，所述固定柱中部设置横向通道8，所述高压罐4提升系统包括设于固定柱顶端和横向通道8两端的四套链轮6以及安装在四套链轮6上的提升链条5，所述提升链条5外侧设有沿其长度均布的用于和高压罐4上的挂接块4-5对接的挂钩，所述固定柱下部设有弧形通道，所述高压罐4循环系统包括安装在横向通道8下侧和弧形通道两端的四套链轮6以及安装在四套链轮6上的循环链条9，所述循环链条9上也设有用于和高压罐4上的挂接块4-5对接的挂钩；所述高压罐4的水腔4-4内设有贯通其侧壁的导管4-3；所述高压罐4侧壁上的两套挂接块4-5沿高压罐4轴线方向均布。

在具体应用过程中，本发明最好在气温处于零下、且有水的地区使用，配套设置多套高压罐4，高压罐4内预先分别在油腔4-1和水腔4-4内灌满油和水，并将油腔4-1与高压油管1连通，在水腔4-4内的水结冰过程中催动油腔4-1内的油向外流动，汇流后发电，为了避免在结冰过程中，水腔4-4中部的水不能很快结冰，在水腔4-4中部设置贯通其侧壁的导管4-3，方便冷空气流过，同时，在解冻井7内设置提升链条5和循环链条9，已经结冰的高压罐4通过一套挂接块4-5直接挂接在提升链条5上，随着驱动提升链条运动的驱动装置逐步进入解冻井7内，当遇到循环链条9时，高压罐4外壁上的另外一个挂接块4-5与循环链条9对接，由循环链条9带动高压罐4持续向解冻井7深处运动，在通过弧形通道后向上运动，根据解冻时间可以设置循环链条9的驱动装置的速度，当循环链条9将已经解冻的高压罐4运送至横向通道对应位置时，位于上部的挂接块4-5与提升链条5挂接，提升链条5将其运送至地面上，以此循环使用。

总之，本发明通过将水和油充装在高压罐的油腔和水腔内，当气温下降到零下以后，水腔内的水逐渐结冰，而油腔内的油仍然处于流动状态，在水结冰的过程中，体积不断膨胀，挤压高压罐内的隔膜，将油腔内的油向外挤出，并在高压油管内流动，流动的油冲击安装在高压管内的叶片转动，叶片驱动叶片式液压马达转动，液压马达驱动发电机组实现发电，结冰的高压罐置于解冻井内解冻后，隔膜回复初始状态，能够重复利用，充分利用相变过程中的能量，将其转换为可直接利用的清洁能源，本发明尤其适用于气温处于零下、且有水的区域，成本低廉。

Claims (4)

1.一种水-冰相变发电系统，其特征在于：包括高压油管(1)、液压发电机(2)、储油箱(3)、沿着高压油管(1)长度均布的高压罐(4)和解冻系统，所述高压罐(4)包括罐体、位于上部的油腔(4-1)、位于下部的水腔(4-4)、用于分割油腔(4-1)和水腔(4-4)的隔膜(4-2)以及与油腔(4-1)连通的出口，所述出口与高压油管(1)连通，所述液压发电机(2)包括叶片式液压马达和发电机组，叶片式液压马达动力输出轴与发电机组主轴连接，所述叶片式液压马达的叶片安装在高压油管(1)内，所述罐体外壁上固定安装两套挂接块(4-5)，所述液压发电机(2)的电力输出端接入电网。

2.根据权利要求1所述的水-冰相变发电系统，其特征在于：所述解冻系统包括解冻井(7)、安装在解冻井(7)内的高压罐(4)提升系统和高压罐(4)循环系统，所述解冻井(7)中部设置竖向固定柱，所述固定柱上部设置高压罐(4)提升系统，其下部设置高压罐(4)循环系统，所述固定柱中部设置横向通道(8)，所述高压罐(4)提升系统包括设于固定柱顶端和横向通道(8)两端的四套链轮(6)以及安装在四套链轮(6)上的提升链条(5)，所述提升链条(5)外侧设有沿其长度均布的用于和高压罐(4)上的挂接块(4-5)对接的挂钩，所述固定柱下部设有弧形通道，所述高压罐(4)循环系统包括安装在横向通道(8)下侧和弧形通道两端的四套链轮(6)以及安装在四套链轮(6)上的循环链条(9)，所述循环链条(9)上也设有用于和高压罐(4)上的挂接块(4-5)对接的挂钩。

3.根据权利要求2所述的水-冰相变发电系统，其特征在于：所述高压罐(4)的水腔(4-4)内设有贯通其侧壁的导管(4-3)。

4.根据权利要求3所述的水-冰相变发电系统，其特征在于：所述高压罐(4)侧壁上的两套挂接块(4-5)沿高压罐(4)轴线方向均布。