CN107947641A - 热气流利用装置及温差发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热气流利用装置及温差发电系统，所述热气流利用装置包括热流体加热器、涡轮、液流泵与第一管件。热流体加热器包括排气管与外壳。外壳套设在排气管外侧壁，外壳与排气管外侧壁之间形成有用于装设导热介质的容纳空间，外壳设有第一介质入口与第一介质出口。涡轮设置在排气管中。液流泵设置在排气管外部，所述涡轮的转轴贯穿所述排气管与所述液流泵的转轴连接，液流泵设有第二介质入口与第二介质出口。第一介质出口通过所述第一管件与所述第二介质入口相连通。上述的热气流利用装置不仅能够对热气流的热能进行吸收利用，还能够对热气流的流动动能进行利用，使得能够充分利用热气流中所存储的能量。
Description
技术领域
本发明涉及热气流利用技术领域，特别是涉及一种热气流利用装置及温差发电系统。
背景技术
热气流，包括发动机的高温排汽、电动机的高温排汽、锅炉的高温排汽、汽轮机的高温排汽或蒸汽机的高温排汽，具有较高的温度，即存储有较大的热能。传统地，通常将热气流给换热水管进行加热后向外排放，换热水管中的水相应被加热成热水；或者，将热气流直接通入至温差发电器中接触温差发电器的高温端面后向外排放，温差发电器能够将吸收的热能转换成电能。然而，传统的热气流的存储能量并没有得到充分的利用。
发明内容
基于此，有必要克服现有技术的缺陷，提供一种热气流利用装置及温差发电系统，它能够对热气流的存储能量进行充分利用。
其技术方案如下：一种热气流利用装置，包括：
热流体加热器，所述热流体加热器包括排气管与外壳，所述外壳套设在所述排气管外侧壁，所述外壳与所述排气管外侧壁之间形成有用于装设导热介质的容纳空间，所述外壳设有第一介质入口与第一介质出口；
涡轮、液流泵与第一管件，所述涡轮设置在所述排气管中，所述液流泵设置在所述排气管外部，所述涡轮的转轴贯穿所述排气管与所述液流泵的转轴连接，所述液流泵设有第二介质入口与第二介质出口，所述第一介质出口通过所述第一管件与所述第二介质入口相连通。
上述的热气流利用装置，将热气流通入至排气管过程中，热气流与容纳空间中的导热介质进行热交换后再向外排出，热气流排出过程中，热气流能够带动涡轮转动，涡轮相应带动与其同轴连接的液流泵转动，液流泵转动后便能将容纳空间中被加热的导热介质通过第一管件向外抽出。另外，被加热的导热介质通过第二介质出口送出至需要热源的装置，例如温差发电器或热水加热装置，同时会通过第一介质入口不断地向容纳空间中补入导热介质。如此，上述的热气流利用装置不仅能够对热气流的热能进行吸收利用，还能够对热气流的流动动能进行利用，使得能够充分利用热气流中所存储的能量。
进一步地，所述排气管外侧壁设置有多个换热翅片，所述换热翅片绕所述排气管外侧壁周向间隔设置在所述容纳空间中。
进一步地，所述的热气流利用装置还包括消声器，所述消声器与所述排气管的排气端相连。
一种温差发电系统，包括温差发电器、第二管件、第三管件及所述的热气流利用装置；所述温差发电器包括热介质管、冷介质管及温差发电片；所述热介质管侧壁与所述温差发电片的热端面接触配合，所述热介质管的一端通过所述第二管件与所述第二介质出口相连通，所述热介质管的另一端通过所述第三管件与所述第一介质入口相连通；所述冷介质管与所述温差发电片的冷端面接触配合。
上述的温差发电系统，由于包括了上述的热气流利用装置，便包括了上述的热气流利用装置的有益效果；此外，由于热气流不直接进入温差发电器，而是将加热的导热介质送入到温差发电器中的热介质管中，这样便避免了热气流中的有害成分对热介质管的腐蚀及堵塞问题；另外，若热气流为发动机高温排汽时，也能避免发动机进排气受到温差发电器的管道过长、阻力过大而无法较好地外排。
进一步地，所述温差发电器为两个以上，所述热介质管并联设置后的两端分别与所述第二管件、所述第三管件相连通。
进一步地，所述的温差发电系统还包括设置在所述第二管件与所述温差发电器之间的储油箱及进油管，所述储油箱设有第三介质入口与第三介质出口，所述第三介质入口与所述第二管件相连通，所述第三介质出口通过所述进油管与所述热介质管相连通。
进一步地，所述储油箱的顶部设有加油口，所述加油口处设有可打开的盖子。
进一步地，所述储油箱的底部设有放油口，所述放油口处设有塞子。
进一步地，所述第三管件上设有调速阀。
进一步地，所述外壳的底部还设有第四介质出口。
附图说明
图1为本发明实施例所述的温差发电系统的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的温差发电系统中涡轮与液流泵连接的结构示意图；
图3为本发明实施例所述的温差发电系统中热流体加热器的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的温差发电系统中储油箱的结构示意图。
附图标记：
10、热流体加热器，11、排气管，12、外壳，121、第一介质入口，122、第一介质出口，123、第四介质出口，124、螺塞，13、容纳空间，14、换热翅片，20、涡轮，21、转轴，22、转子，30、液流泵，31、第二介质入口，32、第二介质出口，40、第一管件，50、消声器，60、温差发电器，70、第二管件，80、第三管件，81、调速阀，90、储油箱，91、第三介质入口，92、第三介质出口，93、加油口，94、盖子，95、滤网，96、放油口，97、塞子，100、进油管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。
在一个实施例中，请参阅图1与图2，一种热气流利用装置，包括：热流体加热器10、涡轮20、液流泵30与第一管件40。所述热流体加热器10包括排气管11与外壳12。所述外壳12套设在所述排气管11外侧壁，所述外壳12与所述排气管11外侧壁之间形成有用于装设导热介质的容纳空间13(如图3所示)，所述外壳12设有第一介质入口121与第一介质出口122。所述涡轮20设置在所述排气管11中。所述液流泵30设置在所述排气管11外部。所述涡轮20的转轴21贯穿所述排气管11与所述液流泵30的转轴连接，这样涡轮20的转子22带动涡轮20的转轴21转动时，会相应带动液流泵30的转轴转动，使得液流泵30的叶片转动工作。所述液流泵30设有第二介质入口31与第二介质出口32。所述第一介质出口122通过所述第一管件40与所述第二介质入口31相连通。
上述的热气流利用装置，将热气流通入至排气管11过程中，热气流与容纳空间13中的导热介质进行热交换后再向外排出，热气流排出过程中，热气流能够带动涡轮20转动，涡轮20相应带动与其同轴连接的液流泵30转动，液流泵30转动后便能将容纳空间13中被加热的导热介质通过第一管件40向外抽出。另外，被加热的导热介质通过第二介质出口32送出至需要热源的装置，例如温差发电器60或热水加热装置，同时会通过第一介质入口121不断地向容纳空间13中补入导热介质。如此，上述的热气流利用装置不仅能够对热气流的热能进行吸收利用，还能够对热气流的流动动能进行利用，使得能够充分利用热气流中所存储的能量。
其中，导热介质可以为导热油或水。导热油具有良好的导热性能和热稳定性，且密度高、热容量大。导热介质为导热油时，由于导热油在热流体加热器10中仅起到导热作用，受到的压力不高，如此可以由涡轮20直接带动液流泵30。
此外，进一步地，参阅图3，所述排气管11外侧壁设置有多个换热翅片14。所述换热翅片14绕所述排气管11外侧壁周向间隔设置在所述容纳空间13中。如此，换热翅片14能增加换热面积，相对减小热流体加热器10的体积，能够较好地将热气流的热量传递给导热介质。
进一步地，参阅图1，所述的热气流利用装置还包括消声器50。所述消声器50与所述排气管11的排气端相连。如此，排气管11中的热气流的能量被充分利用后再经消声器50处理后向外排出，避免噪音污染。
再参阅图1，一种温差发电系统，包括温差发电器60、第二管件70、第三管件80及所述的热气流利用装置。所述温差发电器60包括热介质管、冷介质管及温差发电片。所述热介质管侧壁与所述温差发电片的热端面接触配合，所述热介质管的一端通过所述第二管件70与所述第二介质出口32相连通，所述热介质管的另一端通过所述第三管件80与所述第一介质入口121相连通。所述冷介质管与所述温差发电片的冷端面接触配合。
上述的温差发电系统，由于包括了上述的热气流利用装置，便包括了上述的热气流利用装置的有益效果；此外，由于热气流不直接进入温差发电器60，而是将加热的导热介质送入到温差发电器60中的热介质管中，这样便避免了热气流中的有害成分对热介质管的腐蚀及堵塞问题；另外，若热气流为发动机高温排汽时，也能避免发动机进排气受到温差发电器60的管道过长、阻力过大而无法较好的外排现象。
可以理解的是，热介质管中通入的热介质可以是导热油，冷介质管中通入的冷介质可以是冷却水，导热油与冷却水共同作用，能够使得温差发电片处于额定工作温差状态。
进一步地，所述温差发电器60为两个以上，所述热介质管并联设置后的两端分别与所述第二管件70、所述第三管件80相连通。如此，能对两个以上温差发电器60同步提供导热介质，以获得较大的功率输出。
进一步地，参阅图1与图4，所述的温差发电系统还包括设置在所述第二管件70与所述温差发电器60之间的储油箱90及进油管100。所述储油箱90设有第三介质入口91与第三介质出口92。所述第三介质入口91与所述第二管件70相连通，所述第三介质出口92通过所述进油管100与所述热介质管相连通。如此，导热油在低温状态下加入热流体加热器10内，并充满整个容纳空间13的，随着导热油温度的升高，体积也有所增加，这部分增加的导热油体积可以进入储油箱90中储存，并在需要时流回容纳空间13中。
加热后的高温导热介质流在流动过程中，为了防止热量的泄漏及损耗，可以对第一管件40、第二管件70、第三管件80、及进油管100采取隔热处理，如采取隔热材料包裹管道或采取绝热材料制造的管道连接，都是有效的节能措施。
进一步地，参阅图4，所述储油箱90的顶部设有加油口93。所述加油口93处设有可打开的盖子94。如此，打开盖子94，通过加油口93能够给储油箱90进行加油。储油箱90加油后，再通过盖子94盖住加油口93。具体地，加油口93中还设有滤网95，通过滤网95对进入储油箱90的导热油进行过滤处理。
进一步地，所述储油箱90的底部设有放油口96，所述放油口96处设有塞子97。如此，沉积在储油箱90中的杂质，可由放油口96放出，该放油口96不放油时可以通过塞子97堵住。
进一步地，再参阅图1，所述第三管件80上设有调速阀81。如此，能较好地控制导热介质进入到热流体加热器10中的流速。具体地，调速阀81是通过减压阀和节流阀的串联连接组成的，能够使管路中的压力保持恒定且液流的流速得到控制。
进一步地，所述外壳12的底部还设有第四介质出口123。如此，温差发电系统不工作时，通过第四介质出口123可以把全部导热油放出，工作时，则通过螺塞124封堵该第四介质出口123。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种热气流利用装置，其特征在于，包括：
热流体加热器，所述热流体加热器包括排气管与外壳，所述外壳套设在所述排气管外侧壁，所述外壳与所述排气管外侧壁之间形成有用于装设导热介质的容纳空间，所述外壳设有第一介质入口与第一介质出口；
涡轮、液流泵与第一管件，所述涡轮设置在所述排气管中，所述液流泵设置在所述排气管外部，所述涡轮的转轴贯穿所述排气管与所述液流泵的转轴连接，所述液流泵设有第二介质入口与第二介质出口，所述第一介质出口通过所述第一管件与所述第二介质入口相连通。
2.根据权利要求1所述的热气流利用装置，其特征在于，所述排气管外侧壁设置有多个换热翅片，所述换热翅片绕所述排气管外侧壁周向间隔设置在所述容纳空间中。
3.根据权利要求1所述的热气流利用装置，其特征在于，还包括消声器，所述消声器与所述排气管的排气端相连。
4.一种温差发电系统，其特征在于，包括温差发电器、第二管件、第三管件及如权利要求1至3任意一项所述的热气流利用装置；所述温差发电器包括热介质管、冷介质管及温差发电片；所述热介质管侧壁与所述温差发电片的热端面接触配合，所述热介质管的一端通过所述第二管件与所述第二介质出口相连通，所述热介质管的另一端通过所述第三管件与所述第一介质入口相连通；所述冷介质管与所述温差发电片的冷端面接触配合。
5.根据权利要求4所述的温差发电系统，其特征在于，所述温差发电器为两个以上，所述热介质管并联设置后的两端分别与所述第二管件、所述第三管件相连通。
6.根据权利要求4所述的温差发电系统，其特征在于，还包括设置在所述第二管件与所述温差发电器之间的储油箱及进油管，所述储油箱设有第三介质入口与第三介质出口，所述第三介质入口与所述第二管件相连通，所述第三介质出口通过所述进油管与所述热介质管相连通。
7.根据权利要求6所述的温差发电系统，其特征在于，所述储油箱的顶部设有加油口，所述加油口处设有可打开的盖子。
8.根据权利要求6所述的温差发电系统，其特征在于，所述储油箱的底部设有放油口，所述放油口处设有塞子。
9.根据权利要求4所述的温差发电系统，其特征在于，所述第三管件上设有调速阀。
10.根据权利要求4至9任意一项所述的温差发电系统，其特征在于，所述外壳的底部还设有第四介质出口。
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