CN1177234A

CN1177234A - 直热发电机

Info

Publication number: CN1177234A
Application number: CN 97109264
Authority: CN
Inventors: 邱德强; 李德
Original assignee: Xingyuan Science & Tech Co Ltd Wuhan
Current assignee: Xingyuan Science & Tech Co Ltd Wuhan
Priority date: 1997-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1998-03-25

Abstract

本发明涉及的是一种直热发电机,它由高温供给器、冷却进出水管、换能器、驱动系统、配置电路、电源输出和机壳等组成。其特征是换能器由若干片按一定间距均匀排列的热感电片和密封筒组成。热感电片组在驱动系统的作用下,不断地在高温与低温区间发生热交换,从而产生感电电流。本发明具有构思新颖、工艺简单、成本低廉、转换效率高、对环境无污染等特点,可以广泛利用大自然再生能源。本发明问世后可广泛应用于能源、交通、科研等领域。

Description

直热发电机

本发明涉及的是一种能量转换装置，特别是一种将热温差势能转换为电能的直热发电机。

众所周知，目前人类直接可利用的能源日益紧张。传统的能源转换装置，如磁动力发电机，是将机械能源(水力、风力、蒸汽热动力等)转换为电能。其特点是功率大、技术成熟、转换效率高、应用广泛，主要利用不可再生的能源，但是，再生能源利用少，受资源限制，且对自然环境有一定破坏和污染。又如光伏电池，是将太阳光直接转化为电能，其特点是直接利用无尽的太阳能无污染、无破坏、技术比较成熟，但是功率低、成本高、转换效率低应用有局限性。例如发明名称为“太阳能源发电机”(见公告号2200253，分类号H02J 7/00)属于此类型。检索现有文献，例如发明名称为“热能发电机”(公告号1109141，分类号F03G 7/05，F03B 13/12，F01D 1/04)，又如发明名称为“超导温差发电机”(公告号1040118，分类号H02N11/00)，它们从原理到技术方案的提出基本上属于传统原理即变换空间磁场来实现能量转换。

本发明的目的是提供一种直接把温差形式的洁净能源(光和热)转化为电能的直热发电机。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，本发明的直热发电机由高温区、低温区、换能器、驱动系统、配置电路和电能源输出构成。高温区由高温供热器将热能源传入机体上盖内腔，直接加热换能器，产生较高的温度；高温供热器可以是燃料型或太阳能型，当设计为燃料型时，高温供热器由固定在上盖外部的供油管、喷嘴和电子点火器组成，喷嘴将燃料喷入，由电子点火器引燃形成高温；当设计为太阳能型时，高温供热器由大幅面太阳反射聚光镜和聚光孔组成，通过聚光镜和聚光孔将光热能聚集在换能器上产生高温。低温区由底座、冷却进水管和冷却出水管组成，冷却水直接冷却换能器，产生10--30℃的低温。驱动系统由电机、带轮、传动轴等组成。电机通过带轮和传动轴去带动换能器低速旋转，从而不断地把高温区的热量带到低温区，有效地发生热交换。置入换能器内的配置电路由桥式整流电路(D1--D2n)，补偿电场(Da、Db)和逆变器M组成，由换能器产生的热感电流i经桥式整流变成直流，经过逆变器M转变成一定频率的交流电输出。补偿电场的作用是将一小部分经整流后的电流用来补偿换能器的漏电电流。电能源输出由装在传动轴上的电刷将热感电流输送到电流导出盒对外输出电能。本发明的特征是换能器由热感电片组和密封筒组成，热感电片组由若干片按一定间距排列的热感电片相互组合而成；密封筒的两端面各有一个密封盖(热感电片是本人于97年10月5日向中国专利局提交的发明名称为热感电片的实用新型专利，申请号为97241353.7)。热感电片的柄区利用热感电片支撑盘插入密封筒内，密封盖的中心孔用螺纹连接传动轴，传动轴是内装有热感电流导线的空心导轴；热感电片组通过内环固定扣与空心导轴用轴承支撑于底座之上，热感电片组在驱动系统的作用下不停旋转，把高温区的热量不断地带到低温区发生热交换，其热感电片的感电区分别经过高温区和低温区来该改变自身的电容量大小，从而产生热感电流I通过密封筒内的配置电路把电流I由空心导轴上的电刷输送到电流导出盒对外输出电能。

本发明所涉及的直热发电机运用温差生电的原理，即利用热温差势能，通过换能元件一热感电片使空间电场变化，从而产生电流，因此，它可广泛利用大自然的再生能源，具有成本低、对环境无污染、转换效率高等特点；本发明构思新颖、结构合理、工艺简单、易于推广；本发明用于洁净能源(如太阳能、地热等)的开发利用以及对现有已利用的能源(油、气、煤等)的充分化和洁净化利用，可广泛地用于能源、电力、交通运输、科研教学等领域。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为燃料型直热发电机结构示意图；

图2为燃料型直热发电机俯视图；

图3为燃料型直热发电机侧视图；

图4为燃料型直热发电机换能器结构示意图：

图5为燃料型直热发电机换能器A--A剖视图；

图6为太阳能型直热发电机结构示意图；

图7为太阳能型直热发电机俯视图；

图8为太阳能型直热发电机侧视图；

图9为太阳能型直热发电机换能器结构示意图；

图10为太阳能型直热发电机换能器侧视图；

图11为直热发电机配置电路原理图；

图12为直热发电机工作流程图；

图中：1--高温区，2--低温区，3--换能器，4--驱动系统，5--配置电路，6--电能源输出，7--冷却进水管，8--冷却出水管，9--螺栓，10--底座，11--上盖，12--密封筒，13--高温供给器，14--带轮，15--热感电片组，16--电流导出盒，17--空心导轴，18--电刷，19--螺钉，20--挡油环，21--轴承，22--热感电片支撑盘，23--通气孔，24--电子点火器，25--定位扁担，26--电机，27--内环固定扣，28--密封盖，29--油(气)导管，30--燃烧喷嘴，31--聚光孔。

实施例1。结合图1--5，图11--12叙述如下：本发明由高温区[1]、低温区[2]、换能器[3]、驱动系统[4]、配置电路[5]和电能源输出[6]构成；高温区[1]由用冷轧板制成的上盖[11]、燃料导管[29]、喷嘴[30]和电子点火器[24]组成，燃料导管[29]、喷嘴[30]固定在上盖[11]的外上部，点火器[24]装在喷嘴[30]的附近且在上盖[11]上，喷嘴[30]开口朝内部，并且每二个热感电片之间配有一个喷嘴[30]；低温区由底座[10]、冷却进水管[7]和冷却出水管[8]组成，冷却水直接冷却换能器[3]，底座[10]用金属材料或工程塑料等制成，水管是一般金属管，其直径随发电机功率大小而定，例如，输出功率为500W的发电机，其进出冷却水管的内径为20--30mm；换能器[3]由热感电片组[15]和密封筒[12]组成，热感电片组[15]由400片热感电片(输出功率为500W)按一定间距在三维空间平行排列叠放，构成园柱体型的热感电片组[15]，密封筒[12]的两端面各有一个密封盖[28]并用螺钉与密封筒[12]的外筒相连，密封盖[28]的作用是起密封绝缘的效果，使热感电片组[15]的柄区和配置电路[5]不受外界的影响；热感电片组[15]的柄区利用热感电片支撑盘[22]插入密封筒[12]内，密封盖[28]的中心孔与内装有感电电流导线的空心导轴[17]用螺纹连接，密封筒[12]与空心导轴[17]为一般金属材料(铝材)和绝缘材料相组合制成，装配好后，在缝口涂上耐热耐水的密封胶；热感电片[15]通过内环固定扣[27]与导轴[17]用轴承[21]支撑于底座[10]上，热感电片组[15]在由电机[26]带轮[14]和导轴[17]等组成的驱动系统[4]的作用下不停地旋转，把高温区[1]的热量带到低温区[2]发生热交换，从而产生感电电流I，电流I通过密封筒[12]内的配置电路[5]由导轴[17]上的电刷[18]输送到电流导出盒[16]，电机[26]为外配小功率低速电机，用螺钉固定在底座[10]上，在电机[26]的两侧装有起定位作用的定位扁担[25]；带轮[14]用一般金属材料制成，安装在导轴[17]外端部且用键连接，带轮[14]用三角带经电机[26]带动旋转；底座[10]与上盖[11]壳上有通气孔[23]，起空气对流作用，座[10]与盖[11]之间用铜轴套与导轴[17]相接，起导电效果，并装有挡油环[20]，座[10]与盖[11]用螺栓[9]装配。

实施例2。结合图6至图12叙述如下：本实施例所涉及是一种(太阳能型)直热发电机，与实施例1相比较，其技术方案与必要技术特征是一致的。所不同的是：其一，高温供给器[13]是由外配的大幅面聚光镜和聚光孔[31]组成，其工作原理是当太阳光照射到大幅面聚光镜，经聚焦后再通过聚光孔[31]后，光(热)能聚集在换能器[3]内的热感电片[15]上产生高温，热感电片组[15]在驱动系统[4]的作用下不停的旋转，把高温区(1)的热量带到低温区(2)产生热交换，从而产生感电电流I，通过密封筒[12]内的配置电路[5]把电流I由空心导轴[17]上的电刷[18]输送到电流导出盒[16]；其二，选用感光热涂料层的热感电片[15]80片(相当输出率领100瓦)按一定间距均匀地排列在一个园平面上，构成园盘型的热感电片组[15]；其三、省去了电子点火器[24]和通气孔[23]。

本发明的直热发电机与国际上通行的太阳能发电机比较：

机械名称武汉量源美桑迪亚大学日本松下能量转换装置直热电机太阳能发电器 CIS电池

转换率大于30％ 20.3％ 15.4％单位电成本 0.15元/KWH 0.15-0.23美元/KWH ＞0.1美元/KWH

Claims

1、一种直热发电机，由高温区[1]、低温区[2]、换能器[3]、驱动系统[4]、配置电路[5]和电能源输出机构[6]构成；高温区[1]由高温供给器[13]和上盖内空[11]组成，高温供给器[13]将热源传入上盖内空[11]，直接加热换能器[3]；低温区[2]由底座内空[10]、冷却进水管[7]和冷却出水管[8]组成；冷却液直接冷却换能器[3]；驱动系统[4]由电机[26]，带轮[14]和传动轴[17]等组成；配置电路[5]置入换能器[3]内，由桥式整流(D1--D2n)，补偿电场(Da、Db)和逆变器M组成；电能源输出[6]由装在传动轴[17]上的电刷[18]将感电电流输送到电流导出盒[16]；高温供给器[13]由燃料导管[29]，喷嘴[30]和电子点火器[24]组成，或由大幅面太阳能聚光镜和聚光孔[31]组成，其特征是，换能器[3]由热感电片组[15]和密封筒[12]构成，热感电片组[15]由若干片按一定间距排列的热感电片相互组合而成，密封筒[12]的两端面各有一个密封盖[28]，热感电片组[15]的柄区利用热感电片支撑盘[22]插入密封筒[12]内，密封盖[28]中心孔用螺纹连接在传动轴[17]上，热感电片组[15]通过内环固定扣[27]与传动轴[17]用轴承[21]支撑于底座[10]上，热感电片组[15]在驱动系统[4]的作用下不停旋转，把高温区[1]的热量带到低温区[2]，发生热交换，从而产生感电电流i，通过密封筒[12]内的配置电路[5]把电流i由传动轴[17]上的电刷[18]输送到电流导出盒[16]。

2、根据权利要求1所述的直热发电机，其特征是，热感电片组按一定间距在三维空间平行排列叠放，构成园柱体型的热该电片组[15]

3、根据权利要求1所述的直热发电机，其特征是，热感电片组按一定间距均匀地排列在一个园平面上，构成园盘型的热感电片组[15]，热感电片组[15]选用具有感光热涂层的热感电片。