CN1851237A - 低温换能发电装置 - Google Patents

Abstract

一种低温换能发电装置，在换能器中采用低温高膨胀介质换能后送入高压储能罐中，高压储能罐连接高压缸，高压缸回连换能器，高压缸中设有柱塞通过杠杆连接低压缸中的低压活塞，低压缸连接低压储能罐，低压储能罐连接工作缸，工作缸回连回液罐，回液罐回连低压缸，工作缸中有工作活塞，经连杆经变速机连接发电机，在高压缸活塞相应位置设有位置检测装置一，分别检测高压缸活塞的上下位置，控制高压缸的工作，工作缸活塞相应位置安装位置检测装置二，控制工作缸的工作，工作缸可以多个钢通过曲轴并联。本发明低温换能发电装置，实现了低温热源的利用，开拓了新型发电和节能路子，可以成为很多具有低温热源地方的发电利器，并洁净环保。

Description

低温换能发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，特别是涉及一种利用低温热量的低温换能发电装置。

背景技术

电，是现代社会的基本能源。

发电是现代社会中一项关键的工业生产。目前主要有水力发电、核能发电和热力发电集中，在热力发电中又主要是高温发电，除了必须较高的加温温度外，本身通常也在释放不少的低温热源。

然而在我们周围还存在着众多的低温热源，比如温泉、工业余热、生活预热等等，这些热源由于温度低，不易利用，多被浪费了。但是这些热源总数量还是相当可观的。

发明内容

为充分利用低温热源，本发明提供一种低温换能发电装置。

本发明低温换能发电装置，设一装有低温高膨胀介质的换能器，所述换能器经单向阀连接高压储能罐中，所述高压储能罐通过可控阀门一和单向阀连接高压缸，所述高压缸经可控回流阀一回连换能器，所述高压缸中设有柱塞通过杠杆连接低压缸中的低压活塞，所述低压缸经单向阀连接低压储能罐，所述低压储能罐经输入管道、可控阀门二连接工作缸，所述工作缸经可控回流阀二、回流管道回连回液罐，所述回液罐经单向阀连接低压缸，所述工作缸中有工作活塞，该活塞经连杆连接变速机输入轴上的偏心轮，所述变速机的输出轴连接发电机。

本发明低温换能发电装置，所述杠杆以支点为定点运动。

本发明低温换能发电装置，所述柱塞杆相应位置安装设有柱塞位置检测装置，在所述偏心轮相应位置设置工作活塞位置检测装置。

本发明低温换能发电装置，所述柱塞位置检测装置电气连接可控阀门一和可控回流阀一，所述工作活塞位置检测装置电气连接可控阀门二和可控回流阀二。

本发明低温换能发电装置，在所述输入管道和回流管道上可以并联若干个工作缸二，所述输入管道经可控阀门三连接工作缸二，所述工作缸二经可控回流阀三连接回流管道，所述工作缸二内的工作活塞二经连杆、曲轴连接变速器的输入轴，在所述活塞二相应位置设置活塞二位置检测装置，所述活塞二位置检测装置电气连接可控阀门三和可控回流阀三。

附图说明

图1是本发明低温换能发电装置的系统示意图。

图2是本发明低温换能发电装置的多工作缸示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明，下面结合实施例作更详尽的说明。

图1所示是一个70KW的低温换能发电装置的系统示意图，由换能器4、高压储能罐7、高压缸12、低压缸17、工作缸19、变速器22和发电机24组成。

换能器4是一个管式换热器，在箱体1中安放换热器4，低温热水通过入口3加入，对换能器4中的介质加热后从出口3排出。

换能器4中，充低温高膨胀率的介质，比如柴油、煤油、水银等。

换能器4通过管道5、单向阀6连接高压储能罐7，高压储能罐7中留有一定体积的空气，起缓冲和保持介质压力的作用，高压储能罐7通过管道8、可控阀门25、单向阀9连接高压缸12，高压缸12又通过可控回流阀一11和管道10回连换能器4。这是第一个介质回路。

高压缸12中有一高压活塞13，本实施例中该活塞的面积约2平方厘米。

低温高膨胀率的介质，在低温热源的加热后，能够产生每10摄氏度6％的体积膨胀率，50度左右的热度加热的介质，可以在高压活塞13上产生约700kg/平方米的强大压强，足以推动高压活塞13运动。

系统中另设一低压缸17，该低压缸17中的低压活塞18和高压活塞13利用杠杆14连接，在杠杆14上有一定点15，杠杆14两端一定点为轴上下运动，也就是说低压活塞18在高压活塞13的带动下上下往复运动。

本实施例中，低压活塞18的面积为高压活塞13面积的7倍，当高压活塞13得到700kg/平方米的压强时，面积更大的低压活塞18可以产生90kg/平方米的压强，推动低压缸18中的介质。

当低压活塞18的面积为高压活塞13面积的七倍时，杠杆14上的定点15选在杠杆14的正中央；如果低压活塞18的面积和高压活塞13面积相同时，顶点15应在杠杆14的一侧，具体比例为7∶1，就是低压活塞端为7，高压活塞端为1，让低压活塞有7倍于高压活塞的行程。总之通过高低压缸，产生压力较低(90kg/平方米)，体积更大的压力介质。

低压缸18通过单向阀33连接低压储能罐32，低压储能罐32又通过可控阀门二27连接工作缸19，工作缸19通过可控阀门三28和管道29回连回液罐50，回液罐50经单向阀51连接低压缸17，形成第二个介质回路。回液罐50为非密封容器，其中介质不再有压力。

低压储能罐32中同样有一定的空气，可以起到缓冲和保持介质压力的作用。

在第二个介质回路中，介质的工作压强低了，但是由于低压活塞18的面积大了，从低压缸17到工作缸19的介质更多了，便能够推动工作活塞20左足够长的往复运动。

工作活塞20通过连杆21连接变速器23输入轴上的偏心轮22，变往复运动为旋转运动；变速器23的输出轴直接连接发电机，带动发电机旋转发电。由于工作活塞20的往复运动速度不是太高，但是力量较大，变速器23为一加速变速器，就是把工作活塞20的低速往复运动变成发电机的高速旋转运动。在本实施例中工作活塞20的直径选在22-30厘米之间，发电机选用670-680转/分的8级发电机或1000转/分的6级发电机。

为保证系统的正常循环工作，装有两个位置检测装置30、31，一个装在高压活塞13的相应位置，检测高压活塞13的上下位，为高压活塞顶位检测装置30；一个装在工作活塞20的相应位置，检测工作活塞18的上下位，为工作活塞顶位检测装置31。

高压活塞位置检测装置控制可控阀门25和可控回流阀一11：当当检测到下定位时可控阀门25打开，可控回流阀一11关闭，储能罐7中的高压介质通过单向阀9压入高压缸12，推动高压活塞13向上顶点运动；高压活塞13的向上运动，通过杠杆14，带动低压活塞18向下运动，低压缸17中的介质通过单向阀33流向低压储能罐32。

当高压活塞13到上顶点时，再次触发高压活塞顶位检测装置30，高压顶位检测装置30的触发，通过电气回路控制关闭可控阀门25，打开可控回流阀一11，介质回流，高压活塞13向下运动，第一介质回路中的介质通过可控回流阀一11流回换能器4，等候加热。

由于有低压储能罐32和回液罐50的存在，工作活塞的运动不受高低压缸运动的影响，而只受工作活塞位置检测装置31的控制，当该装置检测到工作活塞20在上顶点时，关闭可控回流阀28，打开可控阀门27，低压储能罐32中的压力介质流入工作缸19，强迫工作活塞20下行，从而通过连杆21、变速器23带动发电机24运转；当工作活塞20运行到下顶点时，出发工作活塞位置检测装置31，进而控制关闭可控阀门二27，打开可控回流阀二28，介质回流回液罐50，工作活塞20上行。

低压储能罐32和回流罐50的使用，增加了多工作缸运行方案，可见图2，在工作缸19旁，并联工作缸二35，其活塞二36通过连杆38、曲轴39和工作活塞20连接的偏心轮22连接，两缸相位成180度；工作缸二35的进口经可控阀门三40连接在输入管道26上，出口经可控回流阀41连接在回流管道29上；在活塞36的相应位置安置本活塞二的位置检测装置37，控制可控阀门三40和可控回流阀41的启闭进而控制工作缸二的运行。

依同理，还可以做成三缸四缸方式仅只是各缸中的活塞相位差不同，三缸为120度，四缸为90度，采用不同的曲轴即可实现。

在本实施例中，采用了两个独立的介质回路，才而将难以利用的低温热能产生的高压膨胀量变成可利用的低压大位移物理运动，从而实现了低温换能发电，可以利用低至40余度的热水，变废为宝，同时还利用环境保护，不会产生任何废气、有害废水，对于建设一个节约型社会具有难以想象的利处。

Claims (5)

1、一种低温换能发电装置，其特征在于装有低温高膨胀介质的换能器(4)经单向阀(6)连接高压储能罐(7)中，所述高压储能罐(7)通过可控阀门一(25)和单向阀(9)连接高压缸(12)，所述高压缸(12)经可控回流阀一(11)回连换能器(4)，所述高压缸(12)中设有柱塞(13)通过杠杆(14)连接低压缸(17)中的低压活塞(18)，所述低压缸(17)经单向阀(33)连接低压储能罐(32)，所述低压储能罐(32)经输入管道(26)、可控阀门二(27)连接工作缸(19)，所述工作缸(19)经可控回流阀二(28)、回流管道(29)回连回液罐(50)，所述回液罐(50)经单向阀(51)连接低压缸(17)，所述工作缸(19)中有工作活塞(20)，该活塞(20)经连杆(21)连接减速机(23)输入轴(22)上的偏心轮，所述减速机(23)的输出轴连接发电机(24)。

2、根据权利要求1的低温换能发电装置，其特征在于所述杠杆(14)以支点(15)为定点运动。

3、根据权利要求2的低温换能发电装置，其特征在于所述柱塞(13)的柱塞杆相应位置安装设有柱塞位置检测装置(30)，在所述活塞(20)相应位置设置工作活塞位置检测装置(31)。

4、根据权利要求3的低温换能发电装置，其特征在于所述柱塞位置检测装置(30)电气连接可控阀门一(25)和可控回流阀一(11)，所述工作活塞位置检测装置(31)电气连接可控阀门二(27)和可控回流阀二(28)。

5、根据权利要求4的低温换能发电装置，其特征在于在所述输入管道(26)和回流管道(29)上并联若干个工作缸二(35)，所述输入管道(26)经可控阀门三(40)连接工作缸二(35)，所述工作缸二(35)经可控回流阀三(41)连接回流管道(29)，所述工作缸二(35)内的工作活塞二(36)经连杆(38)、曲轴(39)连接变速器(23)的输入轴(22)，在所述活塞二(35)相应位置设置活塞二位置检测装置(37)，所述活塞二位置检测装置(37)电气连接可控阀门三(40)和可控回流阀三(41)。

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