CN110700912A - 能量转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能量转换装置，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿所述转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排设置气箱，向所述气箱内部导入气体的送气装置，辅助多个所述气箱之间调整相对角度的调整装置；相邻两个所述气箱连接的面为形状、尺寸相同，并且平整的平面；所述气箱由硬质材质制得；所述至少四个转轮在同一竖直平面内设置，所述至少四个转轮的相对高度不同，所述调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，所述调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向所述能量转换装置的外侧延伸。本发明介绍的能量转换装置能够较大程度的提高压缩空气的能量转化效率，可用于发电。

Description

能量转换装置

技术领域

本发明属于能量转换技术领域，具体地说，涉及一种能量转换装置。

背景技术

现有技术中的能量转换装置最具代表性的为汽轮发电机。汽轮发电机功率大，适合大规模的能量转换，这也导致其使用时具有一定的限制。比如，汽轮发电机占地大，气体排放亦需要较大的空间，配合连接的部件复杂，使得其整体对使用空间要求较高，一定程度的也限制了其使用灵活性；汽轮发电机工作温度高，推动其运转的高压蒸汽温度至少为300℃，工作环境恶劣，运行安全保障难度较大，恶劣的使用环境也限制了其场合，使得其使用环境受到严格限制；汽轮发电机结构复杂，运转过程复杂，其运转过程中需要专业程度较高的人工控制，对用户的技术水平要求较高；汽轮发电机运转剧烈，运转过程中高压蒸汽与汽轮发电机叶片接触时间短，导致能量转换率低，并且，汽轮发电机溢出的气体温度、压力均较高，该部分能量无法在短时间内有效转换，现有技术中的汽轮发电机的热电转换效率一般不会超过60％，能量转换过程中伴随着明显的能量损失。同时，高温蒸汽储存难度较大，一旦生成，若不及时使用，则后续的运输过程伴随着温度下降，不利于能量保持；另一方面，也对配合的高温蒸汽发生装置的运行协同性提出了更高的要求。可见，现有技术中的能量转换装置存在明显的设备占地空间大、设备工作环境恶劣、设备运行人工要求较高、能量损耗大、能量转换可持续性低、能量输送困难等等问题。上述各问题严重限制了现有技术中的能量转换装置的使用，并且不利于资源的节约，严重时，还会造成不可逆转的环境污染，威胁操作人员及周边环境的人的人身安全。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能量转换装置，本发明介绍的能量转换装置能够较大程度的提高压缩空气的能量转化效率，可用于发电。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种能量转换装置，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿所述转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排设置气箱，向所述气箱内部导入气体的送气装置，辅助多个所述气箱之间调整相对角度的调整装置；相邻两个所述气箱连接的面为形状、尺寸相同，并且平整的平面；所述气箱由硬质材质制得；所述至少四个转轮在同一竖直平面内设置，所述至少四个转轮的相对高度不同，所述调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，所述调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向所述能量转换装置的外侧延伸。

本发明进一步设置为：所述气箱沿所述轨迹周期性设置，所述气箱背离所述传动链运动方向的一侧设置有供气体/液体流入/流出通口，所述气箱沿所述轨迹做顺时针/逆时针运动。

本发明进一步设置为：所述送气装置包括一端与高压气源连通的主进气管，呈环状并与所述传动链连接的环状气道，所述环状气道对应于所述通口的位置设置有向所述气箱内部注入高压气的通气控制装置，所述环状气道与所述主进气管通过过度管可转动地连接。

本发明进一步设置为：所述能量转换装置下侧临近所述气箱向下运动的一侧设置有控制所述通气控制装置开启的开启装置，当通气控制装置经过所述开启装置时，所述通气控制装置开启，并向气箱内部注气。

本发明进一步设置为：所述能量转换装置上侧临近所述气箱向上运动的一侧设置有控制所述通气控制装置关闭的关闭装置，当通气控制装置经过所述关闭装置时，所述通气控制装置关闭，并停止向气箱内部注气。

本发明进一步设置为：所述调整装置为向所述能量转换装置外侧凸起的拱形结构，使得位于所述设备上侧和下侧轨迹向外侧凸出。

本发明进一步设置为：所述气箱为矩形，所述气箱向上/向下运动一侧的轨迹的延伸方向为竖直方向，在该方向上相邻的两个气箱之间的接触为面接触。

本发明进一步设置为：所述至少四个转轮中的至少一个凸出于液面设置，并且所述至少四个转轮中的至少一个浸没于所述液面设置

本发明进一步设置为：所述转轮为结构对称的多边形结构，所述多边形的边长等于所述气箱靠近所述转轮一侧的边长，使得所述多边形的角能够卡入相邻两个气箱之间的夹角内。

本发明进一步设置为：所述转轮沿其轴向的断面为三角形或四边形或五边形或六边形。

本发明进一步设置为：所述能量转换装置包括沿所述轨迹设置的传动链，所述传动链设置于所述转轮与所述气箱之间，所述传动链为首尾相接的带状结构，所述传动链与所述气箱连接，并跟随所述气箱一起沿所述轨迹运动；所述设备包括与所述转轮连接的发电机，以及与所述发电机连接的蓄电装置，所述蓄电装置与所述传动链连接，为所述传动链的运动提供至少一部分能量。

本发明进一步设置为：所述至少四个转轮中位于上侧的转轮的径向尺寸大于位于下侧的转轮的径向尺寸，所述凸出于液面的转轮的尺寸大于其他转轮的尺寸；所述浸没于所述液面的转轮的尺寸小于其他转轮的尺寸。

本发明进一步设置为：包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿所述转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排连续设置的气箱，向所述气箱内部导入气体的送气装置，辅助多个所述气箱调整运行轨迹的角度的调整装置；多个所述气箱均为可变形材质制得；所述至少四个转轮在同一竖直平面内设置，所述至少四个转轮的相对高度不同，所述调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，所述调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向所述能量转换装置的外侧延伸。

本发明进一步设置为：所述多个气箱的远离运动方向的一侧设置有出气口，所述出气口向所述能量转换装置外侧突出于所述气箱表面设置，所述出气口为管道状。采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、通过本发明介绍的能量转换装置，能够提高对高压气体的能量的转换率，通常情况下，火力发电站产生的高压气体通过汽轮机之后仍然保持较大的内能，将该高压气体释放到大气中将导致该部分能量的浪费。将此种高压气体回收并加以利用能够提高高压气体的能量转换率。

2、通过本发明介绍的能量转换装置，为设置增加了电机，用于为旋动装置的旋转提供至少部分动力。本设备旨在将压缩气体内蕴含的内能转化为电能，该过程中难免出现摩擦阻力等导致的能量损耗，电机的设置有利于将能量转换装置产生的能量储存起来，当设备需要外界提供动力时，则由蓄电装置将一部分能量提供给旋动装置用于为其转动提供动力，保证设备使用的连续性。

3、通过本发明介绍的能量转换装置，占地面积小，结构设计灵活，可根据需要设计设备的大小，并且本发明介绍的能量转换装置结构简单，无需人工操作或复杂的维护操作。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本发明一个实施例中的能量转换装置结构示意图；

图2是本发明一个实施例中的能量转换装置的调整装置结构示意图；

图3是本发明一个实施例中的能量转换装置结构示意图；

图4是本发明一个实施例中的能量转换装置结构示意图。

图中：1、转轮；2、气箱；21、通口；22、通气控制装置；31、主进气管；33、环状气道；34、过度管；4、出气口；41、上调整装置；42、下调整装置；5、关闭装置；6、开启装置；8、传动链。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本发明介绍的能量转换装置，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮1，沿转轮外侧构成的轨迹运动的多个气箱2，向气箱2内部导入气体的送气装置，辅助多个气箱之间调整相对角度的调整装置；至少四个转轮1在同一竖直平面内设置，至少四个转轮1的相对高度不同，调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置41以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置42，调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向能量转换装置的外侧延伸。如图1所示的设备中，气箱沿其设置轨迹做顺时针运动。气箱为结构相同的矩形，中气箱处于相对向上运动时，气箱的开口位置朝下，当气箱处于竖直向上或竖直向下运动时，由于运动方向垂直，相邻的两个气箱的顶端正好封住与其连接的气箱的底端，则将开口封住，防止气体流出。当气箱运动到设备上方时，由于气箱之间呈一定的角度，则气箱的低端向上方倾斜，开口一定程度的暴露，则气箱内的气体排出，并且灌入水填充气箱的内部。当气箱运动到设备的右侧时，则气箱处于上升阶段，此时输送装置将气体再次充入气箱中，气体的压力将气箱内的水排出。周而复始。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，气箱2沿轨迹周期性设置，气箱2背离传动链运动方向的一侧设置有供气体/液体流入/流出通口21，气箱2沿轨迹做顺时针/逆时针运动。通过本发明介绍的能量转换装置，对气箱的结构和输送装置的结构以及两者之间的配合关系进行了改进，使得设备使用时气箱的结构、容积不会随其所处的位置发生变化，则极大程度的简化了对气箱的结构设计。气箱的材质为硬质材料，使得气箱的抗压、抗变形能力增加，有利于延长气箱的使用寿命以及气箱结构性的保护。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，送气装置包括一端与高压气源连通的主进气管31，呈环状并与传动链连接的环状气道33，环状气道33对应于通口21的位置设置有向气箱内部注入高压气的通气控制装置，环状气道33与主进气管31通过过度管34可转动地连接。通过本发明介绍的能量转换装置，增加了环状气道的设计，使得在气箱上升运动的整个过程均能对气箱内部进行充气，保证了充气的效果。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，调整装置为向能量转换装置外侧凸起的拱形结构，使得位于设备上侧和下侧轨迹向外侧凸出。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，气箱3为矩形，气箱3向上/向下运动一侧的轨迹的延伸方向为竖直方向，在该方向上相邻的两个气箱之间的接触为面接触。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，至少四个转轮中的至少一个凸出于液面设置，并且至少四个转轮中的至少一个浸没于液面设置

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，转轮为结构对称的多边形结构，多边形的边长等于气箱靠近转轮一侧的边长，使得多边形的角能够卡入相邻两个气箱之间的夹角内。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，转轮沿其轴向的断面为三角形或四边形或五边形或六边形。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，能量转换装置包括沿轨迹设置的传动链8，传动链8设置于转轮与气箱之间，传动链8为首尾相接的带状结构，传动链8与气箱2连接，并跟随气箱2一起沿轨迹运动；设备包括与转轮1连接的发电机(图中未示出)，以及与发电机连接的蓄电装置(图中未示出)，蓄电装置与设置于传动链上的电机(图中未示出)连接，为传动链的运动提供至少一部分能量。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，至少四个转轮中位于上侧的转轮的径向尺寸大于位于下侧的转轮的径向尺寸，凸出于液面的转轮的尺寸大于其他转轮的尺寸；浸没于液面的转轮的尺寸小于其他转轮的尺寸。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，能量转换装置下侧临近气箱2向下运动的一侧设置有控制通气控制装置22开启的开启装置6，当通气控制装置22经过开启装置6时，通气控制装置22开启，并向气箱2内部注气。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，能量转换装置上侧临近气箱2向上运动的一侧设置有控制通气控制装置22关闭的关闭装置5，当通气控制装置22经过关闭装置5时，通气控制装置22关闭，并停止向气箱2内部注气。

本发明进一步介绍另外一种能量转换装置，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排连续设置的气箱2，向气箱2内部导入气体的送气装置22，辅助多个气箱调整运行轨迹的角度的调整装置；多个气箱均为可变形材质制得；至少四个转轮1在同一竖直平面内设置，至少四个转轮的相对高度不同，调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向能量转换装置的外侧延伸，使得调整装置为弧形结构。则连续的气箱在调整装置的调整下改变轨迹，为排气、进气提供条件。

进一步地，本发明介绍的能量转换装置，多个气箱的远离运动方向的一侧设置有出气口，出气口向能量转换装置外侧突出于气箱表面设置，出气口为管道状。并且出气口朝向能量转换装置运转方向的反方向，其出气过程不会对气箱运转造成阻力。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (14)

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿所述转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排设置气箱，向所述气箱内部导入气体的送气装置，辅助多个所述气箱之间调整相对角度的调整装置；相邻两个所述气箱连接的面为形状、尺寸相同，并且平整的平面；所述气箱由硬质材质制得；所述至少四个转轮在同一竖直平面内设置，所述至少四个转轮的相对高度不同，所述调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，所述调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向所述能量转换装置的外侧延伸。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述气箱沿所述轨迹周期性设置，所述气箱背离所述传动链运动方向的一侧设置有供气体/液体流入/流出通口，所述气箱沿所述轨迹做顺时针/逆时针运动。

3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述送气装置包括一端与高压气源连通的主进气管，呈环状并与所述传动链连接的环状气道，所述环状气道对应于所述通口的位置设置有向所述气箱内部注入高压气的通气控制装置，所述环状气道与所述主进气管通过过度管可转动地连接。

4.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置下侧临近所述气箱向下运动的一侧设置有控制所述通气控制装置开启的开启装置，当通气控制装置经过所述开启装置时，所述通气控制装置开启，并向气箱内部注气。

5.根据权利要求4所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置上侧临近所述气箱向上运动的一侧设置有控制所述通气控制装置关闭的关闭装置，当通气控制装置经过所述关闭装置时，所述通气控制装置关闭，并停止向气箱内部注气。

6.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述调整装置为向所述能量转换装置外侧凸起的拱形结构，使得位于所述设备上侧和下侧轨迹向外侧凸出。

7.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述气箱为矩形，所述气箱向上/向下运动一侧的轨迹的延伸方向为竖直方向，在该方向上相邻的两个气箱之间的接触为面接触。

8.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述至少四个转轮中的至少一个凸出于液面设置，并且所述至少四个转轮中的至少一个浸没于所述液面设置。

9.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述转轮为结构对称的多边形结构，所述多边形的边长等于所述气箱靠近所述转轮一侧的边长，使得所述多边形的角能够卡入相邻两个气箱之间的夹角内。

10.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，所述转轮沿其轴向的断面为三角形或四边形或五边形或六边形。

11.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括沿所述轨迹设置的传动链，所述传动链设置于所述转轮与所述气箱之间，所述传动链为首尾相接的带状结构，所述传动链与所述气箱连接，并跟随所述气箱一起沿所述轨迹运动；所述设备包括与所述转轮连接的发电机，以及与所述发电机连接的蓄电装置，所述蓄电装置与所述传动链连接，为所述传动链的运动提供至少一部分能量。

12.根据权利要求6所述的能量转换装置，其特征在于，所述至少四个转轮中位于上侧的转轮的径向尺寸大于位于下侧的转轮的径向尺寸，所述凸出于液面的转轮的尺寸大于其他转轮的尺寸；所述浸没于所述液面的转轮的尺寸小于其他转轮的尺寸。

13.一种能量转换装置，其特征在于，包括分别绕其中心旋转的至少四个转轮，沿所述转轮外侧构成的轨迹运动的多个密排连续设置的气箱，向所述气箱内部导入气体的送气装置，辅助多个所述气箱调整运行轨迹的角度的调整装置；多个所述气箱均为可变形材质制得；所述至少四个转轮在同一竖直平面内设置，所述至少四个转轮的相对高度不同，所述调整装置包括设置在位于上侧的两个转轮之间的上调整装置以及设置在位于下侧的两个转轮之间的下调整装置，所述调整装置将与其临近的两个转轮之间形成的轨迹向所述能量转换装置的外侧延伸。

14.根据权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，所述多个气箱的远离运动方向的一侧设置有出气口，所述出气口向所述能量转换装置外侧突出于所述气箱表面设置，所述出气口为管道状。

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