CN201433858Y - 温差气流发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温差气流发电装置，包括排风管，所述排风管的进口至少连接一个加热器，所述加热器的进口处设置有涡轮发电机，其中，在加热装置的加热下，所述加热器内的气体温度升高后从所述排风管内排出，进入所述加热器内的气体带动所述涡轮发电机发电。本实用新型温差气流发电装置可通过加热气体形成负压气流通道来实现发电，发电功率大，成本低，清洁环保，发电装置维护成本低，便于推广和应用。

Description

温差气流发电装置

技术领域

本实用新型涉及发电技术，特别是涉及一种温差气流发电装置。

背景技术

目前人类的生活和工业生产用电主要依靠煤炭、石油等不可再生能源进行发电，其发电过程中会带来极大的环境污染问题，破坏了人类生存的环境。随着人们对环境保护的意识越来越高，且随着不可再生能源的逐渐枯竭，如何减少具有较强污染等不可再生能源的使用，提高人们的生存环境变得非常必要。

其中，风能作为自然界常见的一种可再生能源，已经被人们认识和利用，如利用风车发电就是一种主要的应用。但是，由于自然界的风速和风向变化是不定的，同一地点不同时间的风能差异很大，风能不稳定，使得风车的发电功率极低，同时，由于风能不集中，风向变化大，现有风能利用中需要在同一个地方设置多台风车进行发电，现有技术利用分能发电的成本高，阻碍了风力发电的推广和应用。此外，太阳能也是自然界常见的一种可再生能源，如可利用太阳能进行发电等，但是，将太阳能转换为电能的太阳能发电装置的光电转换效率低且成本较高，发电功率低，同样不利于太阳能发电的推广和应用。因此，如何有效地利用自然界的可再生能源进行发电是一个需要持续研究的课题。

发明人在实现本实用新型的过程中发现现有技术至少存在如下技术缺陷：现有技术中由于自然界的风能不稳定且不集中，降低了风车的发电功率，提高了风能发电的成本，阻碍了风力发电的推广和应用；而现有技术中利用太阳能发电的成本过高，同样阻碍了太阳能发电的推广和应用。可以看出，现有技术中利用风能和太阳能进行发电的成本过高，阻碍了风能和太阳能等不可再生能源的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种温差气流发电装置，可以有效克服现有技术风能和太阳能发电的技术缺陷，利用温差形成的高速气流发电，可具有较高的发电功率和较低的发电成本，同时具有清洁环保的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种温差气流发电装置，包括排风管，所述排风管的进口至少连接一个加热器，所述加热器的进口处设置有涡轮发电机，其中，在加热装置的加热下，所述加热器内的气体温度升高后从处于高处的排风管的出口内排出，所述加热器下端的管道内形成负压区，使进入所述加热器内的气体带动所述涡轮发电机发电。

其中，所述加热装置为太阳能加热装置。所述太阳能加热装置包括多个太阳能集热器，所述太阳能集热器用于将太阳光聚焦在所述加热器上，加热所述加热器内的气体。或者，所述加热装置还可为气体加热装置，所述气体加热装置设置在所述加热器上，用于为所述加热器内的气体加热。所述加热器内设置有导热装置，用于将所述加热器内的气体均匀加热。其中，所述导热装置为设置在所述加热器内表面的散热器，或者，所述导热装置为设置在加热器内部的导热管。所述加热器可为中部径向尺寸大于两端径向尺寸的加热器。

此外，上述温差气流发电装置中的所述排风管可沿具有一定高度的山坡设置。所述排风管进口可通过进气管与各加热器连通。

本实用新型通过对加热器内的气体进行加热，可以在整个发电装置内形成气流通道，并利用气流通道进行发电，气流通道的流速稳定、集中，涡轮发电机的发电功率高；同时，本实用新型技术方案采用太阳能加热装置加热，太阳能清洁环保，整个发电过程不需要其它能源，清洁环保，且太阳能加热可达到较高的加热温度，提高了发电装置气流通道的流速，提高了发电装置的发电功率。

附图说明

图1为本实用新型温差气流发电装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型温差气流发电装置实施例加热器的结构示意图；

图3为本实用新型温差气流发电装置实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型温差气流发电装置实施例三中加热器的结构示意图；

图5为本实用新型温差气流发电装置实施例四中加热器的结构示意图；

图6为本实用新型温差气流发电装置实施例五的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本实用新型温差气流发电装置实施例一的结构示意图。该发电装置包括排风管1、加热器2和加热装置3，其中，排风管1的进口连接有加热器2，加热器2的进口处设置有涡轮发电机4，在加热装置3的加热作用下，加热器2内的气体经太阳能加热温度升高后在大气压力的作用下从排风管1内向上排出，并在加热器2的下部形成负压区，这样使进入加热器2内的气体带动涡轮发电机4发电。本实施例中，加热器2下部的两端分别设置有进口，并在每个进口均设置有涡轮发电机4。

本实施例中，排风管1具有一定的垂直高度差，当加热器2受热且其内部的气体温度升高，加热器2内的气体温度就会与排风管1在高空的出口处的大气具较大的温度差，从而在排风管1两端形成的气压差，加热器2内的高温气体即在该气压差的作用下通过排风管1的出口排出，而加热器2的下部形成负压区，在大气压的作用下外界的气体会以加热器2内气体的排出速度流入设置在加热器2。设置在加热器2气流进口处的涡轮发电机4处于该气流通道，可在该气流通道内转动，利用气流的流速(风速)来进行发电。

具体地，本实施例中的排风管1需具有较高的垂直高度，即排风管1的出口处于天空的空气稀薄区和低温区域，如在高山的山顶部，以保证加热器2内的气体与排风管1的出口处大气之间具有较高的温度差，从而使得加热的气体从排风管1排出，即利用排风管1的烟囱效应将加热器2内加热的高温气体排出，使得加热器2内加热的气体可以较高的流速从排风管1内排出，使得发电装置内的气流通道具有较高的流速，提高发电装置的发电功率。实际应用中，排风管1的垂直高度可根据加热器2内气体可被加热到的温度，以及涡轮发电机所需要的气体的流速(风速)，设定合适值，如600m、800m或1000m等，通常地，排风管1的垂直高度越大，排风管1的出口处的大气温度就会越低，排风管1出口处的大气温度与排风管1进口处的温度差就会越大，发电装置内形成气流通道的气体的流速就越大，设置在该气流通道内的涡轮发电机4的发电功率也就越大。

本实施例中的加热器2内的气体通过加热装置3来进行加热，当加热器2内的气体的温度达到一定值时，就会在加热器2的进口处产生一定流速的气流，带动涡轮发电机发电。实际应用中，根据实际的需要加热装置3可以选择合适的加热装置，本实施例中加热装置3为太阳能加热装置。具体地，如图1所示，该太阳能加热装置可为由多个太阳能集热器31排列组成的太阳能加热阵列，各太阳能集热器31用于将太阳光聚焦在加热器2的表面上，将聚焦的高热加热加热器2的金属表面，并通过金属表面将热量传导至加热器2内的气体，将气体加热成较高温度。实际应用中，该加热器2的表面由具有较高导热性能的金属材料制成，当太阳能集热器31将太阳光聚焦在加热器2的金属表面时，会在加热器2的金属表面产生非常高的温度，金属被加热后可迅速将热量传导至加热器2内的气体，加热其内的气体。可以看出，通过利用太阳能装置来为加热器2加热，加热过程中不需要消耗其它能源，可以实现零无污染发电，清洁环保，同时，利用太阳能加热可达到较高的加热温度，提高加热器2内气体的温度，使得发电装置内形成的气流通道具有更高的流速，可有效提高涡轮发电机4的发电功率。

图2为本实用新型温差气流发电装置实施例加热器的结构示意图。如图2所示，加热器2内可设置有导热装置21，用于将加热器2内的气体均匀的加热。实际应用中，该加热装置3可以为设置在加热器2内表面的散热器，或者，该导热装置21也可以为设置在加热器2内部的导热管，或者，为两者的结合，以有效将加热器2的表面温度传导至加热器2内部，提高加热器2内气体加热的均匀性，使得气流通道的流速更加稳定集中。具体地，如图2所示，本实施例中的加热装置31利用作为导热管的热管来进行传热，实际应用中，可在金属表面设置多个热管，其中热管的一端设置在加热器金属的外表面或凸出外表面部分，热管的另一端设置在加热器内部，从而可以有效将加热器内的气体均匀加热，提高加热器内气体的加热效果。

此外，本实施例中的加热器2可以为各种结构，具体地，本实施例加热器2为中部径向尺寸大于两端径向尺寸的加热器。加热器2的该种结构形式，可使得加热器2内的气体更加利于集中加热，提高加热器2的加热效果，加热器2内的气体可以被加热到更高的温度，提高气流通道的流速，可有效提高加热器2进口处气体的流速，提高涡轮发电机4的发电效果。

本实施例通过对加热器内的气体进行加热，可以在整个发电装置内形成气流通道，并利用气流通道进行发电，气流通道的流速稳定、集中，涡轮发电机的发电功率高；同时，本实施例技术方案采用太阳能加热装置加热，太阳能清洁环保，整个发电过程不需要其它能源，清洁环保，且太阳能加热可达到较高的加热温度，提高了发电装置气流通道的流速，提高了发电装置的发电功率。

图3为本实用新型温差气流发电装置实施例二的结构示意图。在上述实施例技术方案的基础上，本实施例中加热器2的数量还可以设置为两个或两个以上。实际应用中，根据实际的需要可设定合适数量的加热器，以达到较高的发电功率，且各加热器2均可具自身的加热装置，同时各加热器2可具有相同的结构。具体地，本实施例加热器2的数量设置为2个，对称设置在排风管1的进口处，并分别与排风管1的进口连接，2个加热器2的结构相同，且各有自己独立的加热装置。加热器2可通过进气管与排风管1的进口连通，且进气管一般设置为倾斜向上的结构，以便加热器2内加热后的气体可更好的流入排风管1。

本实施例通过设置多个加热器，可有效提高整个发电装置的发电功率，满足实际的发电需要。

图4为本实用新型温差气流发电装置实施例三中加热器的结构示意图。在上述各实施例技术方案的基础上，如图4所示，本实施例中的加热器2还可包括气体加热装置32，具体地，如图4所示，该气体加热装置32为设置在加热器内的多个气体喷嘴，该气体加热装置32可利用各种可燃气体为加热器2内的气体加热，如可利用沼气、天燃气等。

实际应用中，该气体加热装置32可包括可燃气体发生器以及气体喷嘴，当需要利用该气体加热装置32为加热器内的气体进行加热时，可打开可燃气体发生器，并点燃气体喷嘴，为加热器加热。为提高发电装置的利用率，白天可以利用太阳能加热装置为加热器2内的气体加热，而晚上或者阴天时可通过气体加热装置32为加热器2内的气体加热，从而可以实现24小时连续加热、发电，提高整个发电装置的利用率。同时，当白天太阳光照较少时，也可利用气体加热装置32辅助太阳能加热装置加热气体，以满足涡轮发电机的发电需要，保证涡轮发电机的发电功率。

实际应用中，该发电装置可应用于农村等地区，由于农村地区有大量的可用于生产沼气的秸秆等农作物废料，因此，可利用大量农作物废料产生沼气，而利用沼气来进行加热加热器发电，利用沼气发电清洁，同时，可有效减少现有农作物废料直接燃烧造成的环境污染，可有效满足农村，特别是边远农村的用电需要。

图5为本实用新型温差气流发电装置实施例四中加热器的结构示意图。在上述各实施例技术方案的基础上，本实施例中的发电装置还可以包括电加热器33，利用电加热器33可以为加热器2内的气体进行加热。

实际应用中，当太阳光照不强时，可利用该电加热器33为加热器加热，具体地，该电加热器33可包括电热丝以及为该电热丝提供电源的电源提供装置。其中，电源提供装置可以通过涡轮发电机来存储电能，当阴天或太阳光照弱时，可利用该电源提供装置为电热丝供电，加热加热器内的气体，从而提高涡轮发电机的发电效率。

图6为本实用新型温差气流发电装置实施例五的结构示意图。在上述各实施例的基础上，本实施例中的排风管可沿具有一定高度的山坡设置，以降低整个发电装置的建设成本。具体地，如图6所示，本实施例温差气流发电装置中，排风管1沿着山坡设置，而加热器2可设置在山底，排风管1的出风口设置在一定高度的山顶上，利用山坡的高度差来建立该发电装置。

实际应用中，该山坡应具有一定的高度，如600m或1000m等，山坡的高度越高，其整个发电装置内的气流通道内气体的流速就越快，涡轮发电机的发电功率也就越高。可以看出，本实施例中的排风管沿着山坡设置，将排气管的出口设置在山顶；而加热器可设置在山底，并可通过各自的管道与排风管连通，同样可以达到发电的目的。此外，若排风管的出口的高度不够，还可以在山顶上垂直伸出一段距离，以达到排风管出口的所需求的高度为止，提高垂直气流负压发电装置的发电功率。

本实施例技术方案通过利用山坡的山势建造温差气流发电装置，在保证整个发电装置的发电功率的同时，还可有效降低整个发电装置的建造成本，便于温差气流发电装置的推广和应用，特别适用于临山区域的发电的需要，为山区的用电提供了方便。

此外，上述各实施例中，加热装置也可以只为气体加热装置用沼气对加热器加热，利用加热产生的高温气体形成的气流通道来进行发电，同样也可以有效提高发电装置的发电功率，减少沼气等资源的浪费。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1、一种温差气流发电装置，其特征在于，包括排风管，所述排风管的进口至少连接一个加热器，所述加热器的进口处设置有涡轮发电机，其中，在加热装置的加热下，所述加热器内的气体温度升高后从处于高处的排风管的出口内排出，所述加热器下端的管道内形成负压区，使进入所述加热器内的气体带动所述涡轮发电机发电。

2、根据权利要求1所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述加热装置为太阳能加热装置。

3、根据权利要求2所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述太阳能加热装置包括多个太阳能集热器，所述太阳能集热器用于将太阳光聚焦在所述加热器上，加热所述加热器内的气体。

4、根据权利要求1所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述加热装置为气体加热装置，所述气体加热装置设置在所述加热器上，用于为所述加热器内的气体加热。

5、根据权利要求1所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述加热器内设置有导热装置，用于将所述加热器内的气体均匀加热。

6、根据权利要求5所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述导热装置为设置在所述加热器内表面的散热器，或者，所述导热装置为设置在加热器内部的导热管。

7、根据权利要求1所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述加热器为中部径向尺寸大于两端径向尺寸的加热器。

8、根据权利要求1～7任一所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述排风管沿具有一定高度的山坡设置。

9、根据权利要求8所述的温差气流发电装置，其特征在于，所述排风管进口通过进气管与各加热器连通。

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