CN107061047A - 一种利用冷热水温差发电的装置 - Google Patents

一种利用冷热水温差发电的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107061047A
CN107061047A CN201710050110.2A CN201710050110A CN107061047A CN 107061047 A CN107061047 A CN 107061047A CN 201710050110 A CN201710050110 A CN 201710050110A CN 107061047 A CN107061047 A CN 107061047A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hot
cold
chamber
crank
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710050110.2A
Other languages
English (en)
Inventor
罗振波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710050110.2A priority Critical patent/CN107061047A/zh
Publication of CN107061047A publication Critical patent/CN107061047A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/044Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines having at least two working members, e.g. pistons, delivering power output
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053Component parts or details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • F02G1/053Component parts or details
    • F02G1/057Regenerators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

一种利用冷热水温差发电的装置。本发明涉及发电技术领域,具体涉及一种温差发电装置,包括发电机以及驱动所述发电机运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置、盛有第一流体工质的第一热腔和第一冷腔、联通所述第一热腔和第一冷腔的第一回热器以及与所述第一热腔相联通的第一热活塞;所述第一热活塞的第一热活塞杆通过曲轴与所述发电机相联;所述第一热腔内设有热腔传热管,所述第一冷腔内设有冷腔传热管。本发眀应用极为广泛,对能够提供冷热水共存的地方都适用,例如海水、太阳能热水、地热能、工矿企业的废热……。所需热源除了热水,还可以使用热气体;所需冷源除了冷水,还可以使用冷气体。

Description

一种利用冷热水温差发电的装置
技术领域
本发明涉及能源技术领域,具体涉及一种温差发电装置。
背景技术
地球上的能源绝大部分来自于太阳,在能源日益紧缺的今天,新的可再生绿色洁净发电技术日益受到重视。火力发电既要燃烧燃料,又对大气造成污染,核发电又存在核幅射的危险。因此环保发电已成为一种新的发电趋势。
太阳能热发电,也叫聚焦型太阳能热发电,通过大量反射镜以聚焦的方式将太阳能直射光聚集起来,在集热器或蒸气发生器加热工质(水或熔盐或空气……),产生高温高压的蒸气,蒸气驱动汽轮机旋转,带动发电机发电。从汽轮机排出的废汽进入冷凝器,待废汽冷却成液态后再用工质泵抽到蒸气发生器处将工质加热成高温高压的蒸气。
现有的海水温差发电技术根据所用工质及流程的不同,一般可分为开式循环、闭式循环和混合式循环,接近实用化的是闭式循环方式。
闭式循环系统采用一些低沸点的物质(如丙烷、异丁烷、氟利昂、氨等)作为工作流体,在闭合回路中反复进行蒸发、膨胀、冷凝。因为系统使用低沸点工作流体,蒸气的压力得到提高。系统工作时,温水泵把表层温海水抽上送往蒸发器,通过蒸发器内的盘管把一部分热量传递给低沸点的工作流体,例如氨水,氨水从温海水吸收足够的热量后,开始沸腾并变为氨气。氨气经过汽轮机的叶片通道,膨胀作功,推动汽轮机旋转。汽轮机排出的氨气进入冷凝器,被冷水泵抽上的深层冷海水冷却后重新变为液态氨,用氨泵把冷凝器中的液态氨重新压进蒸发器,以供循环使用。
斯特林发电机是通过气缸内工作介质(氢气或氦气、氮气、空气)经过冷却、压缩、吸热、膨胀为一个周期的循环来输出动力,这是一种外燃发动机,使燃料连续地燃烧,在热腔内膨胀氢气(或氦气、氮气、空气)作为动力气体使活塞运动,膨胀气体在冷腔冷却,反复地进行这样的循环过程。外燃机可以燃烧各种可燃气体,如:天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等,也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料,还可以燃烧木材,以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃,设备即可做功运行,环境温度越低,发电效率越高。
在现有的太阳能热发电站和海水发电站发电系统里,存在着三大缺点:第一,发电系统设备冷凝器、汽轮机效率低,在所有循环系统都是将工质变为蒸气推动汽轮机转动,而汽轮机排出的依然是蒸气进入冷凝器,另外汽轮机在高温高压下运行,损失大量热能,热能转化为机械能效率低;第二,汽轮机在高温高压下运行,对制造设备的材质要求极高,造成制造成本高;第三,发电系统都需要工质泵,消耗了大量的电能,发电成本高。
普通斯特林发电机存在几个缺点:第一,斯特林发电机属外燃机,燃料需在外部燃烧,热量损失是内燃机2-3倍,致使总效率偏低,这是造成不能工业化生产的主要原因;第二,采用氢气或氦气、氮气、空气等气体作为工质,热腔内温度需达700度时设备才做功,设备在高温高压下运行,损失大量热能,热能转化为机械能效率低;第三,由于采用氢气或氦气、氮气、空气等气体作为工质,工质推动活塞运动时要求活塞杆与活塞缸之间密封非常好,否则工质容易外泄,这种情况下,工质密封技术较难,密封件的可靠性和寿命存在问题。
现有的热电厂、钢铁厂等工厂常常产生多余的废热,很多地方存在不少地热能,很多家庭的太阳能热水器的热水过剩,而这些热能很少被利用起来,造成能源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,第一,针对现有太阳能热发电装置及海水温差发电装置结构复杂、发电成本高、能量转换效率低等技术上的缺陷,提供一种利用冷热水温差发电的装置。第二,针对现有斯特林发电机不能利用热水作为热源,同时不能在工业化中普及使用的情况下,对斯特林发电机內部进行一系列实质性改造,使之能利用热水做热源冷水做冷源进行发电,并在工业上普及使用。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种利用冷热水温差发电的装置,包括发电机和驱动所述发电机运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置、盛有第一流体工质的第一热腔和第一冷腔、联通所述第一热腔和第一冷腔的第一回热器以及与所述第一热腔相联通的第一热活塞;所述第一热活塞的第一热活塞杆通过曲轴与所述发电机相联;所述第一热腔内设有热腔传热管,所述热腔传热管包括贯穿第一热腔壁的热水进入口和热水排出口;所述第一冷腔内设有冷腔传热管,所述冷腔传热管包括贯穿第一冷腔壁的冷水进入口和冷水排出口;所述第一冷热水供应装置包括第一热水供应装置和第一冷水供应装置,所述第一热水供应装置与热腔传热管相联通,所述第一冷水供应装置与冷腔传热管相联通;所述第一回热器包括第一回热器开关。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括变速装置,所述变速装置输入端与所述曲轴相联,输出端与所述发电机相连。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括启停保护装置,所述启停保护装置包括设置于所述发电机与所述变速装置的输出端之间的惯性轮;所述启停保护装置还包括用于带动所述发电机启动的电动机以及设置于所述电动机与发电机之间的离合装置。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括第一热液压装置,所述第一热液压装置包括第一热液压箱与第一热膨胀袋,所述第一热液压箱设有第一热液体注入管及第一热液体出入管,所述第一热膨胀袋设有第一热工质出入口,所述第一热液体出入管与第一热活塞联通,所述第一热工质出入口与第一热腔联通。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括第二冷热水供应装置、第二热腔、第二冷腔、第二回热器、第二热活塞和第二热液压装置;所述曲轴含有第一曲柄和第二曲柄部位,所述第二曲柄和第一曲柄呈90度,所述第一曲柄与第一热活塞相联,所述第二曲柄与第二热活塞相联。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括第三冷热水供应装置、第三热腔、第三冷腔、第三回热器、第三热活塞、第三热液压装置、第四冷热水供应装置、第四热腔、第四冷腔、第四回热器、第四热活塞和第四热液压装置;所述曲轴还含有第三曲柄和第四曲柄部位,所述第三曲柄和第二曲柄呈90度,所述第四曲柄和第三曲柄呈90度,所述第一曲柄和第四曲柄呈90度;所述第三曲柄与第三热活塞相联,所述第四曲柄与第四热活塞相联。
一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括与所述第一冷腔相联通的第一冷活塞;所述第一冷活塞通过曲轴与所述发电机相联;所述曲轴含有第一曲柄和第二曲柄部位,所述第一曲柄和第二曲柄呈90度或者180度,所述第一曲柄与第一热活塞相联,所述第二曲柄与第一冷活塞相联。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括变速装置,所述变速装置输入端与所述曲轴相联,输出端通过启停保护装置与所述发电机相连,所述启停保护装置包括设置于所述发电机与所述变速装置的输出端之间的惯性轮;所述启停保护装置还包括用于带动所述发电机启动的电动机以及设置于所述电动机与发电机之间的离合装置;所述驱动装置还包括联接第一热腔和第一热活塞的第一热液压装置以及联接第一冷腔和第一冷活塞的第一冷液压装置。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括第二冷热水供应装置、第二热腔、第二冷腔、第二回热器、第二热活塞、第二热液压装置、第二冷活塞和第二冷液压装置;所述曲轴还含有第三曲柄和第四曲柄部位,所述第二曲柄和第三曲柄呈90度;所述第三曲柄与第二热活塞相联,所述第四曲柄与第二冷活塞相联。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述驱动装置还包括第一热水排出管和第一冷水排出管;所述第一热水排出管的出水口与热水进入口标高相同,所述第一冷水排出管的出水口与冷水进入口标高相同;所述第一冷腔底部高于所述第一热腔顶部。
上述的一种利用冷热水温差发电的装置,所述热腔传热管内装有第二流体工质,所述冷腔传热管内装有第三流体工质。
本发明的有益效果在于,本发明克服了现有斯特林发电机不能利用热水发电的缺点,与现有斯特林发电机相比,能量转换直接在热腔和冷腔内进行,大大提高能量转化率,同时亦克服了现有斯特林发电机在热腔外对工质进行加热浪费能源的缺点,同时亦解决了工质容易外泄的问题。另外还对太阳能热发电、冷热水温差发电进行技术上的重大创新,克服现有同类温差发电装置结构复杂、发电成本高、能量转换效率低的缺陷,本发眀结构简单,与现有技术相比,本发明提供的发电装置无需流体工质泵、蒸发器、冷凝器、汽轮机,具有发电成本低、能量转化效率高的特点。本发眀应用极为广泛,对能够提供冷热水共存的地方都适用,例如海水、太阳能热水、地热能、工矿企业的废热……。所需热源除了热水,还可以使用热气体;所需冷源除了冷水,还可以使用冷气体。
附图说明:
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是第一热腔主视图;
图2是图1中E-E线结构示意图;
图3是第一热腔俯视图;
图4是第一冷腔主视图;
图5是图4中F-F线结构示意图;
图6是第一冷腔俯视图;
图7是连杆和曲轴运动示意图;
图8是第一流体工质和液压油运动的结构示意图;
图9是第一热液压装置的结构示意图;
图10是实施例1的基本原理结构示意图;
图11是实施例1具有两套冷热源供应装置的原理图;
图12是实施例1具有四套冷热源供应装置的原理图
图13是实施例2的基本原理结构示意图;
图14是实施例2具有两套冷热源供应装置的原理图;
图15是实施例3的基本原理结构示意图;
图16是实施例3具有两套冷热源供应装置的原理图;
图17是实施例4的基本原理结构示意图;
图18是热腔传热管内装有第二流体工质的第一热腔主视图;
图19是图18中G-G线结构示意图;
图20是冷腔传热管内装有第三流体工质的第一冷腔主视图;
图21是图20中N-N线结构示意图。
图中:11﹒第一冷热水供应装置,12﹒第二冷热水供应装置,13﹒第三冷热水供应装置,14﹒第四冷热水供应装置,11001﹒第一热水供应装置,11002﹒第一冷水供应装置,21﹒第一热腔,22﹒第二热腔,23﹒第三热腔,24﹒第四热腔,201﹒热腔工质排放管,202﹒热腔箱体,203﹒热腔传热管,204﹒热腔连通管,205﹒热腔工质注入管,206﹒热腔工质出入管,207﹒热腔上盖,208﹒热水进入口,209﹒热水排出口,210﹒热水进入箱,211﹒热水进入管,212﹒热水排出箱,213﹒热水排出管,214﹒水银,215﹒水, 216﹒热腔排空管, 217﹒热腔挡板,218﹒第二工质排出管,219﹒第二工质排出阀,220.稳固板, 31﹒第一冷腔,32﹒第二冷腔,33﹒第三冷腔,34﹒第四冷腔,302﹒冷腔箱体,303﹒冷腔传热管,304﹒冷腔连通管, 306﹒冷腔工质出入管,307﹒冷腔上盖,308﹒冷水进入口,309﹒冷水排出口,310﹒冷水进入箱,311﹒冷水进入管,312﹒冷水排出箱,313﹒冷水排出管,314﹒水银,315﹒水, 316﹒冷腔排空管, 317﹒冷腔挡板,318﹒第二工质排出管,319﹒第二工质排出阀,320.稳固板, 41﹒第一回热器,42﹒第二回热器,43﹒第三回热器,44﹒第四回热器,411﹒第一回热器开关,421﹒第二回热器开关,431﹒第三回热器开关,441﹒第四回热器开关,412﹒第一回热管,413.第一回热器开关二,414﹒第一回热器开关三,423﹒第二回热器开关二,424﹒第二回热器开关三,51﹒第一热活塞,52﹒第二热活塞,53﹒第三热活塞,54﹒第四热活塞,511﹒第一热活塞缸,512﹒第一热活塞杆,513﹒第一热活塞开关,522﹒第二热活塞杆,532﹒第三热活塞杆,542﹒第四热活塞杆,61﹒第一冷活塞,62﹒第二冷活塞,612﹒第一冷活塞杆,622﹒第二冷活塞杆,7﹒曲轴, 711﹒第一曲柄,712﹒第二曲柄,713﹒第三曲柄,714﹒第四曲柄, 8﹒发电机, 9﹒变速装置, 10﹒启停保护装置, 1011﹒惯性轮,1012﹒离合装置,1013﹒电动机,111﹒第一热液压装置,112﹒第二热液压装置,113﹒第三热液压装置,114﹒第四热液压装置,121﹒第一冷液压装置,122﹒第二冷液压装置,1101﹒第一热液压箱,1102﹒第一热膨胀袋,1103﹒第一热液体注入管,1104﹒第一热液体出入管,1105﹒第一热工质出入口,1106﹒第一热液压装置开关,121﹒第一热水排出管,122﹒第一冷水排出管,1211﹒第一热水排出管开关,1221﹒第一冷水排出管开关,130﹒连杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、2、3所示,是第一热腔21三视图,所述第一热腔21包括热腔上盖207、热腔箱体202,所述热腔上盖207上设有热腔连通管204、热腔工质注入管205、热腔工质出入管206,所述热腔箱体202內设热腔传热管203和稳固板220,所述热腔传热管203包括贯穿第一热腔壁的热水进入口208和热水排出口209,侧壁上设有热腔工质排放管201、所述第一热腔21外壁上设有热水进入箱210和与之联接通的热水进入管211、热水排出箱212和与之联通的热水排出管213,所述热水进入箱210与所述热水进入口208相通,所述热水排出箱212与所述热水排出口209相通,所述热水进入管211前还设有热腔排空管216。所述热腔排空管216带有排空开关。所述热水进入箱210、热水排出箱212与所述热腔箱体202之间,所述热水进入管211与热腔排空管216之间均用螺栓联接。所述稳固板220用来固定热腔传热管203,所述热水进入管211前设有热腔排空管216目的方便停机时让热水排放畅顺。
如图4—6所示是第一冷腔31的三视图,结构与第一热腔21大致相同,相同之处不在重复描术,不同之处有两点:第一,连接回热器的连通管位置不同,热腔连通管204位于第一热腔21上部,冷腔连通管304位于第一冷腔31下部;第二,第一热腔有热腔工质注入管205和热腔工质排放管201,冷腔不用工质注入管和热腔工质排放管。
图7是连杆130和曲轴7运动示意图,主要用以描术连杆130与曲轴7的运动状况。
图8、9所示第一热液压装置111包括第一热液压箱1101和第一热膨胀袋1102;第一热液压箱1101包括第一热液体注入管1103和第一热液体出入管1104,第一热液体注入管1103用以注入液压油用,第一热液体出入管1104连通第一热活塞51,第一热膨胀袋1102包括第一热工质出入口1105,所述第一热工质出入口1105与第一热腔21的热腔工质出入管206相联通,所述第一热膨胀袋1102一般选用伸缩性极好的丁睛橡胶制作,亦可以选用伸缩性极好的其它材料制作。第一热活塞51包括第一热活塞缸511、第一热活塞杄512和第一热活塞开关513,设置第一热活塞开关513目的让第一热液压装置111和第一热活塞缸511均能充满液压油。第一热腔21与第一热液压装置111,第一热液压装置111与第一热活塞51之间均采用管连接。当第一流体工质膨胀时由e→f方向运动,第一热膨胀袋1102膨胀,推动液压油由h→i处运动,继而推动第一热活塞杆512向外运动;当第一流体工质压缩时由f→e方向运动,第一热膨胀袋1102收缩,第一热活塞杆512向内运动,液压油由i→h处运动。
如图10所示,本发眀包括发电机和驱动所述发电机运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一热水供应装置11001和第一冷水供应装置11002、盛有第一流体工质的第一热腔21和第一冷腔31、联通所述第一热腔21和第一冷腔31的第一回热器41以及与所述第一热腔21相联通的第一热活塞51,所述第一热活塞51通过曲轴7与所述发电机8相联;所述第一热腔21内设有热腔传热管203,所述热腔传热管203贯穿第一热腔21外壁;所述第一冷腔31内设有冷腔传热管303,所述冷腔传热管303贯穿第一冷腔31外壁;所述第一热水供应装置11001与热腔传热管203相联通,所述第一冷水供应装置11002与冷腔传热管303相联通;所述第一回热器41包括第一回热器开关411和第一回热管412,第一回热器开关411与第一热腔21相联,第一回热管412与第一冷腔31相联;所述驱动装置还包括第一热水排出管121和第一冷水排出管122,第一热水排出管121还包括第一热水排出管开关1211,第一冷水排出管122还包括冷水排出管开关1221。所述热腔传热管203和所述冷腔传热管303密布在所述热腔和冷腔內,目的增大传热管传热面积,提高能量转化率。所述第一回热管412內置大量细长的金属管,目的增加金属管传热面积,减少第一流体工质从热腔移动到冷腔时能量的损失;所述第一热水排出管121排水管口标高与热水进入口208一致,所述第一冷水排出管122排水管口标高与冷水进入口308一致,目的防止热腔传热管203及冷腔传热管303管内低部位的水因为水位高差比顶部流速快,造成热腔传热管203及冷腔传热管303管内低部位的水不满管热交换面积减少而影响能量交换速度及效率;所述第一热水排出管121设有热水排出管开关1211以及所述第一冷水排出管122设有冷水排出管开关1221目的停机时便于排放热水。
在所有实施例中传热管横截面形状可以用方形(正方形或长方形),亦可以是园形或橢园形,或其它形状;材料一般选用导热性能好又不与水银发生汞齐现象的金属管或石墨烯管或其它材质的管;形状布局可以U型、直线、盘管或其它形状。此外,热腔和冷腔以及液压装置的形状可为方形,亦可以是圆柱形、橢圆形或者其它形状,材料一般优选外层金属內层衬高密度保温材料(如聚氨酯),外层选用金属确保传热管与热腔和冷腔箱壁的工艺上的联接,同时加强热腔和冷腔的稳定性,内层衬高密度保温材料目的防止热量散失,提高能量转换效率。
如图11所示,本发眀包括发电机8和驱动所述发电机8运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置11、第二冷热水供应装置12、第一热腔21、第二热腔22、第一冷腔31、第二冷腔32、第一回热器41、第二回热器42、第一热活塞51、第二热活塞52、第一热液压装置111、第二热液压装置112、曲轴7、变速装置9、启停保护装置10。所述曲轴7含有第一曲柄711和第二曲柄712部位,所述第二曲柄712和第一曲柄711呈90度;所述第一冷热水供应装置与11与第一热腔21和第一冷腔31相联,第二冷热水供应装置12与第二热腔22和第二冷腔32相联,第一热腔21通过第一回热器41和第一冷腔31相联,第二热腔22通过第二回热器42和第二冷腔32相联,第一热腔21通过第一热液压装置111与第一热活塞51相联;第二热腔22通过第二热液压装置112与第二热活塞52相联,第一热活塞51与所述第一曲柄711相联,第二热活塞52与所述第二曲柄712相联,所述曲轴7与变速装置9输入端相联,所述变速装置9输出端通过启停保护装置10与发电机8相联。
如图12所示,本发眀包括发电机8和驱动所述发电机8运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置11、第二冷热水供应装置12、第一热腔21、第一冷腔31、第一回热器41、第一热活塞51、第一热液压装置111、第二热腔22、第二冷腔32、第二回热器42、第二热活塞52、第二热液压装置112、第三冷热水供应装置13、第三热腔23、第三冷腔33、第三回热器43、第三热活塞53、第三热液压装置113、第四冷热水供应装置14、第四热腔24、第四冷腔34、第四回热器44、第四热活塞54和第四热液压装置114、曲轴7、变速装置9、启停保护装置10。所述曲轴7含有第一曲柄711、第二曲柄712、第三曲柄713和第四曲柄714部位,所述第二曲柄712和第一曲柄711呈90度,所述第三曲柄713和第二曲柄712呈90度,所述第四曲柄714和第三曲柄713呈90度,所述第一曲柄711和第四曲柄714呈90度;所述第一曲柄711与第一热活塞51相联,所述第二曲柄712与第二热活塞52相联,所述第三曲柄713与第三热活塞53相联,所述第四曲柄714与第四热活塞54相联。其它对应的联接部位与图12相同,这里不再重复叙述。
如图11、12所示,本发眀包括发电机和驱动所述发电机运转的驱动装置,所述驱动装置还包括启停保护装置10,所述启停保护装置10包括设置于发电机8与变速装置9的输出端之间的惯性轮1011;所述启停保护装置10还包括用于带动发电机8启动的电动机1013以及设置于所述电动机1013与发电机8之间的离合装置1012。设置惯性轮1011目的储能以及确保整个装置转速平稳,设置电动机1013目的带动整套发电装置顺利起动,设置离合装置1012目的在于发电装置起动后确保电动机1013与发电机8之间的分离。
如图11、12所示,本发眀包括发电机和驱动所述发电机运转的驱动装置,所述驱动装置还包括变速装置9,设置变速装置9目的匹配曲轴7与发电机8的转速。
以上为图文共同陈述一种利用冷热水温差发电的装置的各个部件形状和內部结构,下面具体陈述每一个实施例。
本发眀基本原理:利用热水对热腔流体工质输送能量,令流体工质膨胀推动活塞向外运动;同时利用冷水对冷腔流体工质吸收能量,令流体工质收缩拉动活塞向內运动,活塞向內外运动推动曲轴旋转运动,从而推动发电机旋转发电。
具体实施方式(一)如下:
如图7、10所示,第一热腔21箱体內下半箱装有液态第一流体工质(第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等),上半箱充满此种气态的第一流体工质,第一冷腔31通过第一回热器41与第一热腔21相联通,第一冷腔31箱体底部高于第一热腔21箱体顶部,此时第一冷腔31箱体內亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下,箱体內每处都受到一定的压强,但在此压强下,第一热活塞51的第一热活塞杆512所受的力未能推动发电机8运转。
连杆130对应曲轴初此位置如图7所示k点时,关闭第一回热器开关411,打开第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21的热腔传热管203和第一冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图10中A→B所示,从第一热水供应装置11001开始,经热腔传热管203最后由第一热水排出管121排走,冷水按图10中C→D所示,从第一冷水供应装置11002开始,经冷腔传热管303最后由第一冷水排出管122排走;第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中热水通过热腔传热管203传热到第一热腔21箱体內的液态的第一流体工质,液态的第一流体工质温度上升沸腾,一部分由液态转为气态,第一热腔21箱体內压强逐渐增大,气态第一流体工质按图10由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动通过连杆130推动曲轴7旋转,继而推动发电机8旋转发电;同时冷水通过冷腔传热管303带走第一冷腔31箱体內的气态第一流体工质的部分能量,第一冷腔31箱体內压强减少,温度下降,部分气态第一流体工质冷凝成液态。
当连杆运动到如图7所示p点时,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动;打开第一回热器开关411,由于此时第一热腔21箱体內的压强比第一冷腔31箱体內的压强大,第一曲柄711从 p点运动到m点位置过程中,第一热腔21內的气态第一流体工质通过第一回热器41向第一冷腔31箱体内移动,第一热腔21箱体內的压强逐渐减少,温度逐渐下降,连杆130推动第一热活塞杆512向內运动,气态第一流体工质按图10由b→a方向运动,发电机8继续旋转发电;第一热腔21內的气态第一流体工质通过第一回热器41向第一冷腔31箱体内,移动过程中在第一回热412管处释放热量,而第一冷腔31箱体内冷凝了的液态第一流体工质在重力作用下通过第一回热器41向第一热腔21箱体內移动,移动过程中在第一回热管412处吸收热量。
当连杆130运动到如图7所示j点时,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动,关闭第一回热器开关411,第一曲柄711从 j点运动到p点位置过程中,第一热腔21內的液态第一流体工质在热水作用下继续沸腾,部分第一流体工质又由液态转为气态,第一热腔21箱体內压强逐渐增大,气态第一流体工质又由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动通过连杆130继续推动曲轴7旋转,发电机8继续旋转发电;在冷水作用下,第一冷腔31箱体內部分气态第一流体工质继续冷凝,压强逐渐减少,温度逐渐下降。
当连杆又运动到如图7所示p点时,重复打开第一回热器开关411这一动作,第一回热器开关411不断重复第一曲柄711运行到在图7中p点位置打开,j点位置关闭这个程序,令曲轴7旋转不断旋转,继而推动发电机8旋转发电。
下面是发电装置发电过程优选方案的描述:
如图7、12所示,开机前打开第一回热器开关411、第二回热器开关421、第三回热器开关431、第四回热器开关441。
开机时先合上离合装置1012,启动电动机1013,整个发电装置进入运转状态。当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,启动第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21和第一冷腔31注入热水和冷水,关闭第一回热器开关411,此时第一热腔21內压强开始增大,推动第一热活塞杆512向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,此时第二曲柄712处于j点,启动第二冷热水供应装置12,分别向第二热腔22和第二冷腔32注入热水和冷水,关闭第二回热器开关421,此时第二热腔22內压强开始增大,推动第二热活塞杆522向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴p点时,此时第二曲柄712处于k点,第三曲柄713处于j点,打开第一回热器开关411,第一热腔21內压强开始减少,拉动第一热活塞杆512向內运动;启动第三冷热水供应装置13,分别向第三热腔23和第三冷腔33注入热水和冷水,关闭第三回热器开关431,第三热腔23內压强开始增大,推动第三热活塞杆532向外运动;
当第一曲柄711运行到图7曲轴m点时,此时第二曲柄712处于p点,第三曲柄713处于k点,第四曲柄714处于j点,打开第二回热器开关421,第二热腔22內压强开始减少,拉动第二热活塞杆522向內运动;启动第四冷热水供应装置14,分别向第四热腔24和第四冷腔34注入热水和冷水,关闭第四回热器开关441,第四热腔24內压强开始增大,推动第四热活塞杆542向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,此时第二曲柄712处于m点,第三曲柄713处于p点,第四曲柄714处于k点,打开第三回热器开关431,第三热腔23內压强开始减少,拉动第三热活塞杆532向內运动;同时关闭第一回热器开关411,第一热腔21內压强开始增大,推动第一热活塞杆512向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,此时第二曲柄712处于j点,第三曲柄713处于m点,第四曲柄714处于p点,打开第四回热器开关441,第四热腔24內压强开始减少,拉动第四热活塞杆542向內运动;同时关闭第二回热器开关421,第二热腔22內压强开始增大,推动第二热活塞杆522向外运动。
所有回热器开关重复着打开关闭这两个动作,每个回热器开关对应的曲柄运动到图7曲轴j点时,这个回热器开关这时关闭,对应的热腔压强开始增加,推动对应的活塞杆向外运动;每个回热器开关对应的曲柄运动到图7曲轴p点时,这个回热器开关打开,对应的热腔压强开始减少,拉动对应的活塞杆向內运动;令曲轴7旋转不断旋转,继而推动发电机8旋转发电。
当起动完毕,发电装置转入正常运转状态,离合装置1012分离,关闭电动机1013,发电装置转入正常运转状态。
关机时,打开所有回热器开关;关闭所有冷热水供应装置,打开所有热水排出管开关、冷水排出管开关、热腔排空管开关、冷腔排空管开关,让冷热水排走。
实施例2
图13所示,主结构与图10大同小异,相同之处不再叙述,不同之处:所述第一冷腔31与第一冷活塞61相联通;所述第一冷活塞61通过曲轴7与所述发电机8相联;所述曲轴7含有第一曲柄711和第二曲柄712部位,所述第一曲柄711和笫二曲柄712呈180度,所述第一曲柄711与第一热活塞21相联,所述第二曲柄712与第一冷活塞31相联。
如图14所示,本发眀包括发电机8和驱动所述发电机8运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置11、第二冷热水供应装置12、第一热腔21、第一冷腔31、第一回热器41、第一热活塞51、第一热液压装置111、第一冷活塞61、第一冷液压装置121、第二热腔22、第二冷腔32、第二回热器42、第二热活塞52、第二热液压装置112、第二冷活塞62、第二冷液压装置122、曲轴7、变速装置9、启停保护装置10。所述曲轴7含有第一曲柄711、第二曲柄712、第三曲柄713和第四曲柄714部位,所述第二曲柄712和第一曲柄711呈180度,所述第四曲柄714和第三曲柄713呈180度,所述第一曲柄711和第三曲柄713呈90度;所述第一曲柄711与第一热活塞51相联,所述第二曲柄712与第一冷活塞61相联,所述第三曲柄713与第二热活塞52相联,所述第四曲柄714与第二冷活塞62相联。
具体实施方式(二)如下:
如图7、13所示,第一热腔21箱体內下半箱装有液态第一流体工质(第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等),上半箱充满此种气态的第一流体工质,第一冷腔31通过第一回热器41与第一热腔21相联通,第一冷腔31箱体底部高于第一热腔21箱体顶部,此时第一冷腔31箱体內亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下,箱体內每处都受到一定的压强,但在此压强下,第一热活塞51的第一热活塞杆512所受的力未能推动发电机8运转。
开始状态,第一热活塞杆512对应的第一曲柄711处在图7中k点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中m点位置,第一回热器开关411处于打开状态。
关闭第一回热器开关411,打开第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21的热腔传热管203和第一冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图13中A→B所示,从第一热水供应装置11001开始,经热腔传热管203最后由第一热水排出管121排走,冷水按图13中C→D所示,从第一冷水供应装置11002开始,经冷腔传热管303最后由第一冷水排出管122排走;第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,热水通过热腔传热管203传热到第一热腔21箱体內的液态的第一流体工质,液态的第一流体工质温度上升沸腾,一部分由液态转为气态,第一热腔21箱体內的压强增大,第一热腔21的气态第一流体工质按图13由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动推动曲轴7旋转,继而推动发电机8旋转发电;冷水通过冷腔传热管303传热到第一冷腔31箱体內的气态的第一流体工质,气态的第一流体工质温度下降,一部分由气态冷凝为液态,第一冷腔31箱体內的压强减少,温度降低,第一冷腔31的气态第一流体工质按图13由d→c方向运动,第一冷活塞杆612向内运动拉动曲轴7旋转。
当第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到在图7中p点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。打开第一回热器开关411,第一曲柄711从 p点运动到j点位置过程中,由于此时第一热腔21比第一冷腔31箱体內的压强大得多,气态的第一流体工质由第一热腔21通过第一回热器41向第一冷腔31箱体內流动,而第一冷腔31箱体内冷凝了的液态第一流体工质在重力作用下通过第一回热器41向第一热腔21箱体內移动,第一热腔21箱体內的压强减少,温度降低,第一热腔21的气态第一流体工质按图13由b→a方向运动,第一热活塞杆512向内运动拉动曲轴7旋转;同时第一冷腔31箱体內压强增大,温度升高,第一冷腔31的气态第一流体工质按图13由c→d方向运动,第一冷活塞杆612向外运动推动曲轴7旋转,发电机8继续旋转发电。
当第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到在图7中j点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中p点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。关闭第一回热器开关411,第一曲柄711从 j点运动到p点位置过程中,第一热腔21內的液态第一流体工质在热水作用下继续沸腾,温度升高,部分第一流体工质又由液态转为气态,第一热腔21箱体內压强逐渐增大,气态第一流体工质又由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动推动曲轴7旋转;第一冷腔31箱体內的气态的第一流体工质在冷水作用下,温度下降,一部分由气态冷凝为液态,第一冷腔31箱体內的压强减少,第一冷腔31的气态第一流体工质按图13由d→c方向运动,第一冷活塞杆612向内运动拉动曲轴7旋转;发电机8继续旋转发电。
当第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到在图7中p点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置,打开第一回热器开关411。第一回热器开关411不断重复第一曲柄711运行到在图7中p点位置打开,j点位置关闭这个程序,令曲轴7旋转不断旋转,继而推动发电机8旋转发电。
下面是发电装置发电过程优选方案的描述:如图1—9、14所示,本实施例同样包括有变速装置、液压装置、启停保护装置、冷腔底部高于热腔顶部等优选。所有优选与实施例1相同,这里不再描述。
开机前打开第一回热器开关411、第二回热器开关421。
开机时先合上离合装置1012,启动电动机1013,整个发电装置进入运转状态。当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,启动第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21和第一冷腔31注入热水和冷水,关闭第一回热器开关411,此时第一热腔21內压强开始增大,推动第一活塞杆512向外运动,第一冷腔31內压强开始减少,拉动第一冷塞杆612向內运动,推动曲轴旋转。
当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,此时第三曲柄713处于j点,启动第二冷热水供应装置12,分别向第二热腔22和第二冷腔32注入热水和冷水,关闭第二回热器开关421,此时第二热腔22內压强开始增大,推动第二热活塞杆522向外运动,第二冷腔32內压强开始减少,拉动第二冷塞杆622向內运动,第一热腔21內压强继续增大,推动第一活塞杆512向外运动,第一冷腔31內压强继续减少,拉动第一冷塞杆612向內运动,推动曲轴旋转;
当第一曲柄711运行到图7曲轴p点时,此时第三曲柄713处于k点,,打开第一回热器开关411,此时第一热腔21內压强开始减少,拉动第一活塞杆512向内运动,第一冷腔31內压强开始增大,推动第一冷塞杆612向外运动,第二热腔22內压强继续增大,推动第二热活塞杆522向外运动,第二冷腔32內压强继续减少,拉动第二冷塞杆622向內运动,推动曲轴旋转。
当第一曲柄711运行到图7曲轴m点时,此时第三曲柄713处于p点,打开第二回热器开关421,此时第二热腔22內压强开始减少,拉动第二热活塞杆522向内运动,第二冷腔32內压强开始增大,推动第二冷塞杆622向外运动,第一热腔21內压强继续减少,拉动第一活塞杆512向内运动,第一冷腔31內压强继续增大,推动第一冷塞杆612向外运动,推动曲轴旋转。
当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,此时第三曲柄713处于m点,,关闭第一回热器开关411,此时第一热腔21內压强开始增大,推动第一活塞杆512向外运动,第一冷腔31內压强开始减少,拉动第一冷塞杆612向內运动,第二热腔22內压强继续减少,拉动第二热活塞杆522向内运动,第二冷腔32內压强继续增大,推动第二冷塞杆622向外运动,推动曲轴旋转。
两个回热器开关重复着打开关闭这两个动作,每个回热器开关对应的曲柄运动到图7曲轴j点时,这个回热器开关这时关闭,对应的热腔压强开始增加,推动对应的活塞杆向外运动,对应的冷腔压强开始减少,拉动对应的活塞杆向內运动;每个回热器开关对应的曲柄运动到图7曲轴p点时,这个回热器开关打开,对应的热腔压强开始减少,拉动对应的活塞杆向內运动,对应的冷腔压强开始增大,推动对应的活塞杆向外运动;令曲轴7旋转不断旋转,继而推动发电机8旋转发电。冷腔中由气态冷凝而成的液态第一流体工质由于重力通过回热器流回冷腔。
当起动完毕,发电装置转入正常运转状态,离合装置1012分离,关闭电动机1013,发电装置转入正常运转状态。
关机时,打开所有回热器开关;关闭所有冷热水供应装置,打开所有热水排出管开关、冷水排出管开关、热腔排空管开关、冷腔排空管开关,让冷热水排走。
实施例3
图15所示,主结构与图10大同小异,相同之处不再叙述,不同之处:所述发电机8运转的驱动装置还包括第一冷活塞61,所述曲轴7含有第一曲柄711和第二曲柄712部位,所述第一曲柄711和笫二曲柄712呈90度,所述第一回热器41包括第一回热器开关411、第一回热器开关二413和第一回热器开关三414;所述第一曲柄711与第一热活塞21相联,所述第二曲柄712与第一冷活塞31相联。所述第一冷活塞31通过第一回热器开关二413与第一冷腔31相联,亦通过第一回热器开关三414与第一热腔21相联。
具体实施方式(三)如下:
如图7、15所示,第一热腔21箱体內下半箱装有液态第一流体工质(第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等),上半箱充满此种气态的第一流体工质,第一冷腔31通过第一回热器41与第一热腔21相联通,第一冷腔31箱体底部高于第一热腔21箱体顶部,此时第一冷腔31箱体內亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下,箱体內每处都受到一定的压强,但在此压强下,第一热活塞51的第一热活塞杆512所受的力未能推动发电机8运转。
开始状态,第一热活塞杆512对应的第一曲柄711处在图7中k点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置,第一回热器开关411处于关闭,第一回热器开关二413关闭和第一回热器开关三414打开状态。
打开第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21的热腔传热管203和第一冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图15中A→B所示,从第一热水供应装置11001开始,经热腔传热管203最后由第一热水排出管121排走,冷水按图15中C→D所示,从第一冷水供应装置11002开始,经冷腔传热管303最后由第一冷水排出管122排走;第一曲柄711从k点运动到p点位置过程中,热水通过热腔传热管203传热到第一热腔21箱体內的液态的第一流体工质,液态的第一流体工质温度上升沸腾,一部分由液态转为气态,第一热腔21的气态第一流体工质按图15由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动推动曲轴7旋转,继而推动发电机8旋转发电;第一流体工质亦按图15由q→d方向运动,第一冷活塞杆612受到压力增大,向外运动推动曲轴7旋转,继而推动发电机8旋转发电;而同时第一冷腔31在冷水作用下腔内气态第一流体工质不断液化,压强不断减少,温度不断降低。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中p点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中k点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。第一冷活塞杆612继续向外运动,打开第一回热器开关411,第一曲柄711从 p点运动到m点位置过程中,第一热腔21内气态第一流体工质由r→s方向运动,第一热活塞51內气态第一流体工质由b→a方向运动,拉动第一热活塞杆512向内运动;第一热腔21压强减少,温度下降,同时第一冷腔31压强增大,温度上升。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中m点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中p点位置,在发电机8转子惯性力及第一热活塞杆512被拉动向内运动作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。打开第一回热器开关二413和关闭第一回热器开关三414,第一曲柄711从 m点运动到j点位置过程中,第一冷活塞61气态第一流体工质由d→c方向运动,压强逐渐减小并最终与第一冷腔31一致,同时拉动第一冷活塞杆612向内运动;第一热活塞51內气态第一流体工质由b→a方向运动,拉动第一热活塞杆512向内运动;第一热腔21内气态第一流体工质由r→s方向运动,第一热腔21压强减少,温度下降,同时第一冷腔31压强增大,温度上升。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中j点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中m点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。关闭第一回热器开关411,第一曲柄711从 j点运动到k点位置过程中,在热水作用第一热腔21压强增大,第一热活塞51气态第一流体工质由a→b方向运动,推动第一热活塞杆512向外运动,从而推动曲轴旋转,第一冷活塞杆612惯性力作用下向內运动。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中k点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置,在发电机8转子惯性力和第一热活塞杆512推力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。关闭第一回热器开关二413和打开第一回热器开关三414,第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,在热水作用第一热腔21压强继续增大,第一热活塞51气态第一流体工质由a→b方向运动,同时由q→d方向运动,推动第一热活塞杆512向外运动,第一冷活塞杆612向外运动从而推动曲轴7旋转,继而推动发电机8发电。
重复着第一曲柄711运行到图7中j点位置第一回热器开关411关闭,k点位置第一回热器开关二413关闭和第一回热器开关三414打开,p点位置第一回热器开关411打开,m点位置第一回热器开关二413打开和第一回热器开关三414关闭这个程序,连续推动曲轴7旋转,令发电机8不断发电。
下面是发电装置发电过程优选方案的描述:如图1—9、15、16所示,本实施例同样包括有变速装置、液压装置、启停保护装置、冷腔底部高于热腔顶部等优选。所有优选与实施例1相同,这里不再描述。
如图16所示,本发眀包括发电机8和驱动所述发电机8运转的驱动装置,所述驱动装置包括第一冷热水供应装置11、第二冷热水供应装置12、第一热腔21、第一冷腔31、第一回热器41、第一热活塞51、第一热液压装置111、第一冷活塞61、第一冷液压装置121、第二热腔22、第二冷腔32、第二回热器42、第二热活塞52、第二热液压装置112、第二冷活塞62、第二冷液压装置122、曲轴7、变速装置9、启停保护装置10。所述曲轴7含有第一曲柄711、第二曲柄712、第三曲柄713和第四曲柄714部位,所述第二曲柄712和第一曲柄711呈90度,第三曲柄713和第二曲柄712呈90度,第四曲柄714和第三曲柄713呈90度,第一曲柄711和第四曲柄714呈90度;所述第一曲柄711与第一热活塞51相联,所述第二曲柄712与第一冷活塞61相联,所述第三曲柄713与第二热活塞52相联,所述第四曲柄714与第二冷活塞62相联。所述第一回热器41包括第一回热器开关411、第一回热器开关二413和第一回热器开关三414;所述第一热活塞51通过第一热液压装置111与第一热腔21相联,所述第一冷活塞31通过第一回热器开关二413和第一冷液压装置121与第一冷腔31相联,亦通过第一回热器开关三414和第一冷液压装置121与第一热腔21相联。所述第二回热器42包括第二回热器开关421、第二回热器开关二423和第二回热器开关三424;所述第二热活塞52通过第二热液压装置112与第二热腔22相联,所述第二冷活塞62通过第二回热器开关二423和第二冷液压装置122与第二冷腔32相联,亦通过第二回热器开关三424和第二冷液压装置122与第二热腔22相联。
如图7、16所示,开机前打开所有回热器开关。
开机时先合上离合装置1012,启动电动机1013,整个发电装置进入运转状态。当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,启动第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21和第一冷腔31注入热水和冷水,关闭第一回热器开关411和第一回热器开关三414,此时第一热腔21內压强开始增大,推动第一热活塞杆512向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,此时第二曲柄712处于j点,关闭第一回热器开关二413和打开第一回热器开关三414,第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,第一热腔21內压强继续增大,推动第一热活塞杆512和第一冷活塞杆612向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴p点时,此时第二曲柄712处于k点,第三曲柄712处于j点,打开第一回热器开关411,启动第二冷热水供应装置12,分别向第二热腔22和第二冷腔32注入热水和冷水,关闭第二回热器开关421,关闭第二回热器开关三424;第一曲柄711从 p点运动到m点位置过程中,第一热腔21內压强开始减小,拉动第一热活塞杆512向內运动,同时第二热腔22內压强开始增大,推动第二热活塞杆522向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴m点时,此时第二曲柄712处于p点,第三曲柄712处于k点,打开第一回热器开关二413和关闭第一回热器开关三414,同时关闭第二回热器开关二423和打开第二回热器开关三424,第一曲柄711从 m点运动到j点位置过程中,第一热腔21內压强继续减小,拉动第一热活塞杆512向內运动,同时第二热腔22內压强继续增大,推动第二热活塞杆522和第二冷活塞杆622向外运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,此时第二曲柄712处于m点,第三曲柄712处于p点,关闭第一回热器开关411和打开第二回热器开关421,第一热腔21內压强开始增大,推动第一热活塞杆512向外运动,同时第二热腔22內压强开始减少,拉动第二热活塞杆522向內运动。
当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,此时第二曲柄712处于j点,第三曲柄712处于m点,关闭第一回热器开关二413和打开第一回热器开关三414,同时打开第二回热器开关二423和关闭第二回热器开关三424,第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,第一热腔21內压强继续增大,推动第一热活塞杆512和第一冷活塞杆612向外运动,同时第二热腔22內压强继续减少,拉动第二热活塞杆522向內运动。
两个回热器所有开关重复着打开关闭这两个动作,当第一曲柄711运行到图7曲轴j点时,关闭第一回热器开关411和打开第二回热器开关421;当第一曲柄711运行到图7曲轴k点时,关闭第一回热器开关二413和打开第一回热器开关三414,同时打开第二回热器开关二423和关闭第二回热器开关三424;当第一曲柄711运行到图7曲轴p点时,打开第一回热器开关411和关闭第二回热器开关421;当第一曲柄711运行到图7曲轴m点时,打开第一回热器开关二413和关闭第一回热器开关三414,同时关闭第二回热器开关二423和打开第二回热器开关三424;所有活塞向內向外循环运动,令曲轴7旋转不断旋转,继而推动发电机8旋转发电。冷腔中由气态冷凝而成的液态第一流体工质由于重力通过回热器流回冷腔。
当起动完毕,发电装置转入正常运转状态,离合装置1012分离,关闭电动机1013,发电装置转入正常运转状态。
关机时,打开所有回热器开关;关闭所有冷热水供应装置,打开所有热水排出管开关、冷水排出管开关、热腔排空管开关、冷腔排空管开关,让冷热水排走。
实施例4
图17所示,主结构与图10大同小异,相同之处不再叙述,不同之处所述发电机8运转的驱动装置还包括第一冷活塞61;所述曲轴7含有第一曲柄711和第二曲柄712部位,所述第一曲柄711和笫二曲柄712呈90度,所述第一曲柄711与第一热活塞21相联,所述第二曲柄712与第一冷活塞31相联。
具体实施方式(四)如下:
如图7、17所示,第一回热器开关411处于常开状态,第一热腔21箱体內下半箱装有液态第一流体工质(第一流体工质一般选择低沸点的制冷剂如甲烷、异丁烷、氟利昂等),上半箱充满此种气态的第一流体工质,第一冷腔31通过第一回热器41与第一热腔21相联通,第一冷腔31箱体底部高于第一热腔21箱体顶部,此时第一冷腔31箱体內亦充满此种气态的第一流体工质。在没有热源和冷源供应的情况下,箱体內每处都受到一定的压强,但在此压强下,第一热活塞51的第一热活塞杆512所受的力未能推动发电机8运转。
开始状态,第一热活塞杆512对应的第一曲柄711处在图7中k点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置。
打开第一冷热水供应装置11,分别向第一热腔21的热腔传热管203和第一冷腔31的冷腔传热管303注入热水和冷水。热水按图17中A→B所示,从第一热水供应装置11001开始,经热腔传热管203最后由第一热水排出管121排走,冷水按图17中C→D所示,从第一冷水供应装置11002开始,经冷腔传热管303最后由第一冷水排出管122排走;第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,热水通过热腔传热管203传热到第一热腔21箱体內的液态的第一流体工质,液态的第一流体工质温度上升沸腾,一部分由液态转为气态,第一热腔21第一热腔21的气态第一流体工质按图17由a→b方向运动,第一热活塞杆512受到压力增大,向外运动推动曲轴7旋转,继而推动发电机8旋转发电;因为第一热腔21和第一冷腔31箱体联通,第一流体工质气化速度大于液化速度,气态第一流体工质从第一热腔21向第一冷腔31流动,第一冷腔31箱体內的压强同时增大,第一冷腔31的气态第一流体工质按图17由c→d方向运动,第一冷活塞杆612向外运动推动曲轴7旋转。第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中气态第一流体工质体积变大。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中p点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中k点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。第一热活塞杆512向内运动,第一冷活塞杆612向外运动,第一曲柄711从 p点运动到m点位置过程中此时气态第一流体工质从第一热腔21快速向第一冷腔31流动,气态第一流体工质总体积不变,第一热腔21的气态第一流体工质体积变小,第一冷腔31的气态第一流体工质体积变大。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中m点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中p点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。第一热活塞杆512向内运动,第一冷活塞杆612向內运动,第一曲柄711从 m点运动到j点位置过程中,因为热水作用令第一热腔21压强增大,冷水作用令第一冷腔31压强减少,此时气态第一流体工质从第一热腔21慢速向第一冷腔31流动,气态第一流体工质总体积变小,第一热腔21的气态第一流体工质体积变小,第一冷腔31的气态第一流体工质体积变小。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中j点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中m点位置,在发电机8转子惯性力作用下,曲轴7按原运动方向继续运动。第一热活塞杆512向外运动,第一冷活塞杆612向內运动,第一曲柄711从 j点运动到k点位置过程中,因为第一冷活塞杆612向內运动,此时气态第一流体工质从第一冷腔31向第一热腔21流动,在热水作用令第一热腔21压强增大,推动第一热活塞杆512向外运动,从而推动曲轴旋转,气态第一流体工质总体积不变,第一热腔21的气态第一流体工质体积变大,第一冷腔31的气态第一流体工质体积变小。
第一热活塞杆512对应的第一曲柄711运行到图7中k点位置,第一冷活塞杆612对应的第二曲柄712处在图7中j点位置,在第一热活塞杆512推力作用和发电机8转子惯性力下,曲轴7按原运动方向继续运动,此时第一冷腔31气态第一流体工质停止向第一热腔21流动。第一曲柄711从 k点运动到p点位置过程中,在热水作用下,部分液态第一流体工质气化,第一热腔21压强增大,推动第一热活塞杆512继续向外运动,因为第一热腔21和第一冷腔31箱体联通,部分气态第一流体工质由第一热腔21向第一冷腔31流动,第一冷腔31箱体內的压强同时增大,第一冷腔31的气态第一流体工质按图17由c→d方向运动,推动第一冷活塞杆612向外运动从而推动曲轴7旋转。在冷热水作用下,第一热活塞杆512和第一冷活塞杆612不停地向内向外运动,推动曲轴7旋转,在曲轴7带动下发电机8不停旋转发电。
实施例5
如图18、19、20、21所示,热腔传热管203内装有第二流体工质,冷腔传热管303内装有第三流体工质。第二流体工质和第三流体工质均选择导热性能高,的液体(例如水银214),主要目的是加快能量转换速度,减少热腔和冷腔的体积,提高能量转换效率。
图18和19是热腔传热管203内装有水银的第一热腔21主视图和左视图,所述第一热腔21包括热腔上盖207、热腔箱体202,所述热腔上盖207上设有热腔连通管204、热腔工质注入管205、热腔工质出入管206,所述热腔箱体202內设热腔传热管203和稳固板220,所述热腔传热管203包括贯穿第一热腔壁的热水进入口208和热水排出口209,侧壁上设有热腔工质排放管201、所述第一热腔21外壁上设有热水进入箱210和与之联通的热水进入管211、热水排出箱212和与之联通的热水排出管213,所述热水进入箱210与所述热水进入口208相通,所述热水排出箱212与所述热水排出口209相通。
进一步地所述热水进入箱210外壁设有第二流体工质排出口218及第二流体工质排出阀219,内部设有挡板217。所述热腔传热管203內充满第二流体工质水银214(一般采用导热系数高的流体例如水银作为第二流体工质),目的利用水银214导热系数高的特点,热流体大部分能量先与水银221交换热量再通过水银214和热腔传热管203与第一热腔21箱体內第一流体工质进行交换热量。在热腔传热管203內加入第二流体工质水银214最终目的加快热流体和第一流体工质之间能量交换速度,提高能量转换效率,同时减少第一热腔21的体积。因为连通,所述热水进入箱210和热水排出箱212亦装有水银214,水银214水平面与所述热水排出口209标高一致,所述热水进入箱210和热水排出箱212的水银214顶部装有水,标高与热水排出管213管口底部一致,水银214顶部装水目的防止水银214在空气中挥发。热水进入箱210内部设有挡板217,目的使热水在所述热水进入箱210处顺利进入所述传热管203,而不流向所述热水进入箱210顶部。第一热腔21装有稳固板220,目的加强热腔传热管203的稳定性。所述第一热腔21内密布着热腔传热管203,目的是为了增大能量交换面积,提高热量传递效率。
如图20、21是热腔传热管203内装有水银的第一热腔21主视图和左视图,结构与第一热腔21大致相同,相同之处不在重复描术,不同之处有两点:第一,连接回热器的连通管位置不同,热腔连通管204位于第一热腔21上部,冷腔连通管304位于第一冷腔31下部;第二,第一热腔有热腔工质注入管205和热腔工质排放管201,第一冷腔31不用工质注入管和热腔工质排放管。
本发明说明书、权利要求书和附图中出现的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。
以上对本发明实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,不论在其方法及设备上作任何变化或改进,凡是具有与本发明申请相同或相近似的技术方案,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种利用冷热水温差发电的装置,包括发电机和驱动所述发电机运转的驱动装置,其特征在于:所述驱动装置包括第一冷热水供应装置、盛有第一流体工质的第一热腔和第一冷腔、联通所述第一热腔和第一冷腔的第一回热器以及与所述第一热腔相联通的第一热活塞;所述第一热活塞的第一热活塞杆通过曲轴与所述发电机相联;所述第一热腔内设有热腔传热管,所述热腔传热管包括贯穿第一热腔壁的热水进入口和热水排出口;所述第一冷腔内设有冷腔传热管,所述冷腔传热管包括贯穿第一冷腔壁的冷水进入口和冷水排出口;所述第一冷热水供应装置包括第一热水供应装置和第一冷水供应装置,所述第一热水供应装置与热腔传热管相联通,所述第一冷水供应装置与冷腔传热管相联通;所述第一回热器包括第一回热器开关。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括变速装置,所述变速装置输入端与所述曲轴相联,输出端与所述发电机相连。
3.根据权利要求2所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括启停保护装置,所述启停保护装置包括设置于所述发电机与所述变速装置的输出端之间的惯性轮;所述启停保护装置还包括用于带动所述发电机启动的电动机以及设置于所述电动机与发电机之间的离合装置。
4. 根据权利要求3所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括第一热液压装置,所述第一热液压装置包括第一热液压箱与第一热膨胀袋,所述第一热液压箱设有第一热液体注入管及第一热液体出入管,所述第一热膨胀袋设有第一热工质出入口 ,所述第一热液体出入管与第一热活塞联通,所述第一热工质出入口与第一热腔联通。
5.根据权利要求4所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括第二冷热水供应装置、第二热腔、第二冷腔、第二回热器、第二热活塞和第二热液压装置;所述曲轴含有第一曲柄和第二曲柄部位,所述第二曲柄和第一曲柄呈90度,所述第一曲柄与第一热活塞相联,所述第二曲柄与第二热活塞相联。
6.根据权利要求5所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括第三冷热水供应装置、第三热腔、第三冷腔、第三回热器、第三热活塞、第三热液压装置、第四冷热水供应装置、第四热腔、第四冷腔、第四回热器、第四热活塞和第四热液压装置;所述曲轴还含有第三曲柄和第四曲柄部位,所述第三曲柄和第二曲柄呈90度,所述第四曲柄和第三曲柄呈90度,所述第一曲柄和第四曲柄呈90度;所述第三曲柄与第三热活塞相联,所述第四曲柄与第四热活塞相联。
7.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括与所述第一冷腔相联通的第一冷活塞;所述第一冷活塞通过曲轴与所述发电机相联;所述曲轴含有第一曲柄和第二曲柄部位,所述第一曲柄和第二曲柄呈90度或者180度,所述第一曲柄与第一热活塞相联,所述第二曲柄与第一冷活塞相联。
8.根据权利要求7所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括变速装置,所述变速装置输入端与所述曲轴相联,输出端通过启停保护装置与所述发电机相连,所述启停保护装置包括设置于所述发电机与所述变速装置的输出端之间的惯性轮;所述启停保护装置还包括用于带动所述发电机启动的电动机以及设置于所述电动机与发电机之间的离合装置;所述驱动装置还包括联接第一热腔和第一热活塞的第一热液压装置以及联接第一冷腔和第一冷活塞的第一冷液压装置。
9.根据权利要求8所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括第二冷热水供应装置、第二热腔、第二冷腔、第二回热器、第二热活塞、第二热液压装置、第二冷活塞和第二冷液压装置;所述曲轴还含有第三曲柄和第四曲柄部位,所述第三曲柄与第二热活塞相联,所述第四曲柄与第二冷活塞相联;所述第二曲柄和第三曲柄呈90度;。
10.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述驱动装置还包括第一热水排出管和第一冷水排出管;所述第一热水排出管的出水口与热水进入口标高相同,所述第一冷水排出管的出水口与冷水进入口标高相同;所述第一冷腔底部高于所述第一热腔顶部。
11.根据权利要求1所述的一种利用冷热水温差发电的装置,其特征在于:所述热腔传热管内装有第二流体工质,所述冷腔传热管内装有第三流体工质。
CN201710050110.2A 2017-01-23 2017-01-23 一种利用冷热水温差发电的装置 Pending CN107061047A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710050110.2A CN107061047A (zh) 2017-01-23 2017-01-23 一种利用冷热水温差发电的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710050110.2A CN107061047A (zh) 2017-01-23 2017-01-23 一种利用冷热水温差发电的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107061047A true CN107061047A (zh) 2017-08-18

Family

ID=59599115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710050110.2A Pending CN107061047A (zh) 2017-01-23 2017-01-23 一种利用冷热水温差发电的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107061047A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104603570B (zh) 用于能量生产的装置
CN112554984B (zh) 一种带有储热的恒压型抽水压缩空气储能系统及运行方法
CN106567748B (zh) 非绝热气体膨胀的压缩空气储能系统
CN102549239A (zh) 发动机废热回收发电涡轮系统及具备该涡轮系统的往复移动式发动机系统
CN101892964B (zh) 万米单深井重力真空辅助热管循环干热岩发电方法及装置
CN102027223A (zh) 斯特林发动机
US20140298796A1 (en) Density engines and methods capable of efficient use of low temperature heat sources for electrical power generation
CN108425709A (zh) 一种二氧化碳低温朗肯循环发电系统
CN103047085A (zh) 一种深海能源综合利用系统
CN206801722U (zh) 一种利用冷热水温差发电的装置
CN201539373U (zh) 一种地热能或太阳能温差发动机装置
CN107124121A (zh) 一种利用冷热水的温差发电的装置
CN110043322A (zh) 一种活塞氢能做功系统
CN102536367A (zh) 斯特林发动机余热发电方法
CN104295328A (zh) 一种介质能发动机装置及其做功方式
CN106677850A (zh) 利用环境热能对外做功的装置
CN107061047A (zh) 一种利用冷热水温差发电的装置
CN206807324U (zh) 一种利用冷热水的温差发电的装置
CN206942822U (zh) 利用环境热能对外做功的装置
CN207150465U (zh) 一种利用冷水和热水发电的直线发电机装置
CN206759342U (zh) 一种利用冷热水温差发电的直线发电机装置
CN115289393A (zh) 基于中深层干热岩的地热能压缩二氧化碳储能系统及方法
US20230243599A1 (en) Thermoelectric device for storage or conversion of energy
CN108075686A (zh) 利用液体温差发电的系统及其发电方法
CN107196558A (zh) 一种利用冷水和热水发电的直线发电机装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170818

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication