CN201887703U

CN201887703U - 发电装置

Info

Publication number: CN201887703U
Application number: CN2010202620896U
Authority: CN
Inventors: 郭钟荣; 毛之成; 谢升汎; 林铭赐
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: US20120013219A1; EP2408033A3; EP2408033B1; US8692438B2; EP2408033A2

Abstract

本实用新型公开一种发电装置，其包括多个磁热发电机与一流量控制器。每一该热磁发电机包含：磁热材料；线圈，围绕该磁热材料；以及流体混合器，用以混合第一流体与第二流体，并将混合的流体输出至该磁热材料，这些热磁发电机各自取得第一流体，流量控制器用以控制第二流体流入各个热磁发电机的流量，其中第一、第二流体的温度不同，从而可有效率地利用热磁效应来供应电力。

Description

发电装置

技术领域

本新型涉及一种能源供应装置，且特别是涉及一种发电装置。

背景技术

热磁效应由外加磁场或物质内部磁状态改变引起的该物质热性质(如热导率、温度梯度)或电性质(如温差电势)的变化，或由于热或热流引起的物质磁性的变化。

热磁效应的运用相当广泛，对深受环境污染与能源缺乏困扰的人类而言，如何能有效率的利用热磁效应来供应电力，实为一重要课题。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种发电装置，用以有效率地利用热磁效应来供应电力。

本实用新型的目的是这样实现的，即提供一种发电装置包含多个热磁发电机与一流量控制器。这些热磁发电机各自取得第一流体，该流量控制器连通于每一个该热磁发电机，以使该第二流体由该流量控制器流入每一个该热磁发电机。

该发电装置另包含：多个第一流体导管，其各自连通至该些热磁发电机，其中每一该第一流体导管用以输送该第一流体。

该发电装置另包含：多个第二流体导管，其从该流量控制器分别连通至该些热磁发电机，其中每一个该第二流体导管用以输送该第二流体。

每一该热磁发电机另包含：第一止逆阀，其连接该第一流体导管，用以供该第一流体进入该流体混合器；以及第二止逆阀，其连接该第二流体导管，用以供该第二流体进入该流体混合器。

该流量控制器包含：分流器；控制阀，其设置于该分流器内；以及马达；其中该分流器包含：入口通道，用以取得该些第二流体的总合；及多个出口通道，各自连通至该些第二流体导管，该马达连接该控制阀，用以带动该控制阀，进而调节每一该出口通道输出该第二流体的流量。

该控制阀为偏心轮或球阀。

该流量控制器另包含：飞轮，其位于该控制阀与该马达之间，其中该马达经由该飞轮的轴心连接至该控制阀。

每一该第一流体导管均连接于一废热回收装置，以取得来自该废热回收装置的该第一流体，该第一流体的温度相对高于该第二流体的温度。

每一该热磁发电机另包含：至少一磁铁；以及至少一轭铁，连接该磁铁，其中该磁铁、该轭铁及该磁热材料构成一封闭磁路。

每一该热磁发电机包括两磁铁与两轭铁，该两磁铁与该磁热材料设置于该两轭铁之间，该两轭铁于端部连接该两磁铁，于中央连接该磁热材料。

每一该热磁发电机包括两磁铁与一轭铁，该两磁铁上下连接该磁热材料，该轭铁的两端夹置并连接该两磁铁。

该线圈为一超导线圈。

每一该热磁发电机另包含：用以调节该超导线圈温度的超导线圈低温恒温器。

该第一、第二流体为水、液体或气体。

本实用新型还提供一种发电装置，该发电装置至少包含：多个热磁发电机，各自取得第一流体；以及流量控制器，与各个该热磁发电机连通，以使第二流体由该流量控制器流入每一个该热磁发电机，其中该第一、第二流体的温度不同。

该流量控制器包含：分流器，其包含：入口通道，用以供该第二流体流入；及多个出口通道，各自连通至该些热磁发电机；控制阀，设置于该分流器内；以及马达，连接该控制阀，用以带动该控制阀，进而调节每一该出口通道输出该第二流体的流量。

该控制阀为偏心轮或球阀。

每一该热磁发电机包含：磁热材料；线圈，围绕该磁热材料；第一止逆阀，取得该第一流体；第二止逆阀，从该些出口通道其中之一取得该第二流体；以及流体混合器，连接该第一、第二止逆阀，用以混合该第一流体与该第二流体以输出混合的流体给该磁热材料。

综上所述，本揭示内容的技术方案与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。通过上述技术方案，可达到相当的技术进步，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1.无需使用泵或是电磁阀作开关动作以阻隔流体，由此避免浪费多余的电力给泵或是电磁阀；以及

2.流量控制器无需像电磁阀或泵般把水量完全阻隔，只需引导流体分配到各个热磁发电机，所以流量控制器无完全密合问题，也就没有机械摩擦与功耗问题。

以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本揭示内容的技术方案提供更进一步的解释。

附图说明

为让本新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1为本实用新型一实施例的磁热材料的导磁率对温度变化图；

图2为本实用新型一实施例的一种发电装置的示意图；

图3为本实用新型另一实施例的一种发电装置的示意图；

图4A为图2的流量控制器于一实施例的立体图；

图4B为图4A的流量控制器的局部透视图；

图5A为图2的流量控制器于另一实施例的立体图；

图5B为图5A的流量控制器的局部透视图；

图6为依照本实用新型一实施例的一种废热回收装置的方块图；

图7A为图2的热磁发电机于一实施例的示意图；以及

图7B为图2的热磁发电机于另一实施例的示意图。

主要元件符号说明

100：发电装置 312a、312b：入口通道

200：热磁发电机 314a、314b：出口通道

210：磁热材料 320a、320b：控制阀

220：线圈 330a、330b：马达

230：流体混合器 340a、340b：飞轮

240：第一止逆阀 400：第一流体导管

242：第二止逆阀 410：第二流体导管

250：磁铁 420：第三流体导管

260：轭铁 500：废热回收装置

300：流量控制器 600：超导线圈低温恒温器

310a、310b：分流器

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件并未描述于实施例中，以避免对本新型造成不必要的限制。

图1为依照本实用新型一实施例的磁热材料的导磁率对温度变化图。如图1所示，一阶磁热材料200a或二阶磁热材料200b在小量的温度范围内即可从导磁材料变为非导磁材料，故将在磁场中的磁热材料给予热量使其温度上升，达到材料去磁性；去除其热量，使材料降低温度，磁热材料变为导磁性。因此，若在足以产生感应电势的磁场路径内放置磁热材料，例如在磁热材料上绕线圈且依据冷次定律的阐述，使此材料的导磁、非导磁变化的特性能快速、持续的变化，则随之对应产生的电即可被线圈引发出来。

实务上，热量可通过某些工作流体带入或带出磁热材料，由此来控制磁热材料的温度，以下将搭配图2来说明本揭示内容的控制工作流体的架构。

图2为依照本新型一实施例的一种发电装置100的示意图。发电装置100包含多个热磁发电机200与一流量控制器300。这些热磁发电机200各自取得第一流体，流量控制器300用以控制第二流体流入各个热磁发电机200的流量，其中第一、第二流体的温度不同。

每一热磁发电机200包含磁热材料210、线圈220与流体混合器230。在热磁发电机200中，线圈220围绕磁热材料210，流体混合器230混合第一流体与第二流体并将混合的流体输出至磁热材料210，该流体混合器230可为第一流体与第二流体汇流处的一段管路。

如此，通过流量控制器300控制第二流体的流量变化，使得流体混合器 230输出至磁热材料210的混合流体的温度得以改变，以转换磁热材料210在导磁、非导磁变化的特性，则随之对应产生的电即可由线圈220引发出来。

在本实施例中，第一、第二流体可为液体，以便于输送，举例来说，第一、第二流体分别为相对较热的水和相对较冷的水；或者，在本实施例中，第一、第二流体可为气体。

关于输送第一、第二流体的管路，如图2所示，发电装置100包含多个第一流体导管400、多个第二流体导管410与一第三流体导管420。

在结构上，第一流体导管400各自连通至热磁发电机200，每一第一流体导管400均用以输送第一流体。第三流体导管420连通至流量控制器300，第二流体导管410从流量控制器300分别连通至这些热磁发电机200，每一第二流体导管410及第三流体导管420皆用以输送第二流体。

在运作上，第一流体经由第一流体导管流入热磁发电机200。流量控制器300经由第三流体导管420取得第二流体的总和，再经由第二流体导管410将第二流体分配至热磁发电机200。

为了防止流入热磁发电机200的流体发生回流，每一热磁发电机200可包含第一止逆阀240与第二止逆阀242。在结构上，第一止逆阀240设置于第一流体导管400与流体混合器230之间，连接第一流体导管400与流体混合器230；第二止逆阀242设置于第二流体导管410与流体混合器230，连接第二流体导管410与流体混合器230。在使用时，第一止逆阀240用以供第一流体进入流体混合器230；第二止逆阀242用以供第二流体进入流体混合器230。由此，确保混合的流体不易从流体混合器230逆流回第一流体导管400与/或第二流体导管410。

在一实验例中，若移除如图2的流量控制器300与第三流体导管420，则需加入多个泵或多个电磁阀一对一的对各个热磁发电机200切换工作流体的供给。具体而言，每一热磁发电机200需搭配两个电磁阀或两个泵，其中一电磁阀(或泵)只能控制第一流体导管400内的第一流体完全流入或完全不流入热磁发电机200，另一电磁阀(或泵)只能控制第二流体导管410内的第二流体完全流入或完全不流入热磁发电机200。

举例来说，若一电磁阀让第一流体导管400内的热水流入热磁发电机200，则第二流体导管410内的冷水被另一电磁阀阻隔而不会流入热磁发电机200；反之，若第一流体导管400内的热水被一电磁阀阻隔而不会流入热磁发电机200，则另一电磁阀让第二流体导管410内的冷水流入热磁发电机200。由此，由一下通热水、一下通冷水的方式来对磁热材料210的温度进行变化。

然而，在实作上泵或电磁阀的开关动作是无法在短时间内达到，尤其是越大尺寸的阀件其开关越更加耗时与耗功，且在大流量条件时，要完全切断流水是相当困难的。再者，电磁阀开关次数有一定的数目，之后便会毁损，故须汰换更新。由于发电装置100的目的是希望能获得电能，使用太多的泵或是电磁阀皆会耗损电能，对生电的效率是越不利，故减少使用耗电物件是需要被注意的。

有鉴于此，在本实施例中，无需使用泵或是电磁阀，仅需要一个流量控制器300。流量控制器300无须像电磁阀般把水流完全阻隔，只需引导流体分配到各个热磁发电机200，所以流量控制器300无完全密合问题，也就没有机械摩擦与功耗问题。

以图2的状态来说，发电装置100有两个热磁发电机200，若第一流体为热水，第二流体为冷水，流量控制器300可引导冷水流往右端，冷水流往左端的量将会被大幅降低，因此，通往左端热磁发电机200的热水虽会与小量的冷水相混合但整体而言水温仍趋偏高，其磁热材料210会被去磁；对于右端热磁发电机200而言，大量的冷水会被导入，虽然热水会持续的流入，但相混合之后整体的水温仍偏低，其磁热材料210会导磁。接着，流量控制器300可引导冷水流往左端，冷水流往右端的量将会被大幅降低，因此，通往右端热磁发电机200的热水虽会与小量的冷水相混合但整体而言水温仍趋偏高，其磁热材料210会被去磁；对于左端热磁发电机200而言，大量的冷水会被导入，虽然热水会持续的流入，但相混合之后整体的水温仍偏低，其磁热材料210会导磁。然后再反复的执行上述运作，相对的冷水热水快速流过各个热磁发电机200，即可达到发电的功能。

举例来说，磁热材料210所需变化的温度范围约10-15℃，第一流体为50℃的热水，第二流体为15℃的冷水，其中热水的流量为1L/sec保持不变。流量控制器300可分配流量为1L/sec的冷水至左方的热磁发电机200并分配流量为4L/sec的冷水至右方的热磁发电机200；或者，流量控制器300可分配流量为4L/sec的冷水至左方的热磁发电机200并分配流量为1L/sec的冷水至右方的热磁发电机200。对每个热磁发电机200而言，由于热水的流量持续为1L/sec，若冷水流量1L/sec，则冷热水后的水温变为32.5℃，但当冷水流量变为4L/sec时，混合的水温为22℃，其混合所营造的10.5℃的温差即可提供磁热材料210改变导磁率所需的热量。

再者，一个流量控制器300也可以搭配更多组热磁发电机，请参照图3，图3为依照本新型另一实施例的一种发电装置的示意图。如图3所示，此发电装置包含一个流量控制器300、四个热磁发电机200a，200b，200c，200d、四条第一流体导管400a，400b，400c，400d以及四条第二流体导管410a，410b，410c，410d。

在结构上，热磁发电机200a，200b，200c，200d均如同图1的热磁发电机200，第一流体导管400a，400b，400c，400d均如同图1的第一流体导管400，第二流体导管410a，410b，410c，410d均如同图1的第二流体导管410。

在操作时，第一流体导管400a，400b，400c，400d将第一流体分别输送至热磁发电机200a，200b，200c，200d。流量控制器300可控制第二流体流入某些热磁发电机及分配第二流体的流量。

举例来说，流量控制器300可经由第二流体导管400a，400b将第二流体流入至热磁发电机200a，200b并分配第二流体的流量；或者，流量控制器300可经由第二流体导管400c，400d将第二流体流入至热磁发电机200c，200d并分配第二流体的流量。

为了对流量控制器300作更详细的描述，以下将搭配图4A-图4B和图5A-图5B来分别说明流量控制器300的两种不同态样。

图4A为图2的流量控制器于一实施例的立体图，图4B为图4A的流量控制器300的局部透视图。如图4A-图4B所示，流量控制器300包含分流器310a、控制阀320a与马达330a，其中分流器310a具有入口通道312a与多个出口通道314a。

以分流器310a的构造而言，入口通道312a可连通至如图2所示的第三流体导管420，用于供第二流体流入，使分流器310a取得第二流体的总合。多个出口通道314a各自连通至如图2所示的第二流体导管410，用以将第二流体分流至各个热磁发电机200。

如图4B所示，控制阀320a设置于分流器310a内，马达330a连接控制阀320a。在运作时，马达330a带动控制阀320a，进而调节每一出口通道314a输出第二流体的流量。

在本实施例中，控制阀320a为一偏心轮。利用马达330a带动偏心轮做到转换水流方向，由于马达的转速可以高达数千RPM，所以快速转换水流方向是可以达到的。

另外，如图4A-图4B所示，流量控制器300可包含一飞轮340a。在结构上，飞轮340a位于控制阀320a与马达330a之间，马达330a经由飞轮340a的轴心连接至控制阀320a。在使用时，通过加装飞轮340a可以减少马达330a在转动时的扭力及不稳定性。

图5A为图2的流量控制器于另一实施例的立体图，图5B为图5A的流量控制器的局部透视图。如图5A-图5B所示，流量控制器300包含分流器310b、控制阀320b与马达330b，其中分流器310b具有入口通道312b与多个出口通道314b。

以分流器310b的构造而言，入口通道312b可连通至如图2所示的第三流体导管420，用于供第二流体流入，使分流器310b取得第二流体的总合。多个出口通道314b各自连通至如图2所示的第二流体导管410，用以将第二流体分流至各个热磁发电机200。

如图5B所示，控制阀320b设置于分流器310b内，马达330b连接控制阀320b。在运作时，马达330b带动控制阀320b，进而调节每一出口通道314b输出第二流体的流量。在本实施例中，控制阀320b为一球阀。在使用上，利用马达330b转动球阀做到转换水流方向。

另外，如图5A-图5B所示，流量控制器300可包含一飞轮340b。在结构上，飞轮340b位于控制阀320b与马达330b之间，马达330b经由飞轮340b的轴心连接至控制阀320b。在使用时，通过加装飞轮340b可以减少马达330b在转动时的扭力及不稳定性。

在工业过程中，通常会有制作工艺热或废热，其通常排放至环境中且未经进一步利用，为了有效率的利用废热，请参照图6，图6为依照本新型一实施例的一种废热回收装置500的方块图。如图6所示，废热回收装置500可回收废热，并输出利用废热加温的第一流体。每一第一流体导管400自废热回收装置500取得第一流体，第一流体的温度相对高于第二流体的温度。由此，上述的热磁发电机200可以从第一流体导管400得到较热的流体。

在其他实施例中，可利用来自地热源的热能加热流体，以提供较热的流体给热磁发电机200。

图7A为图2的热磁发电机于一实施例的示意图。如图7A所示，热磁发电机可包含两磁铁250与两轭铁260。在导磁路径上，两磁铁250及磁热材料210设置于两轭铁260之间，两轭铁260于端部连接该两磁铁250，于中央连接磁热材料210，磁铁250、轭铁260及磁热材料210构成一封闭磁路。由此，将磁力线封闭在内部，使磁能被充份利用，进而提升热磁发电机的发电效率。

在图7A中，线圈220可为超导线圈，以降低输电过程中的电能损失。热磁发电机200可包含超导线圈低温恒温器600，超导线圈低温恒温器600用以调节超导线圈的温度，使超导线圈保持在超低温下可获得较小的电阻，甚至是趋近零电阻。

图7B为图2的热磁发电机于另一实施例的示意图。如图7B所示，热磁发电机可包含两磁铁250与一轭铁260。在结构上，两磁铁250上下连接磁热材料210，轭铁260的两端夹置并连接两磁铁250，磁铁250、轭铁260及磁热材料210构成一封闭磁路。由此，将磁力线封闭在内部，使磁能被充分利用，进而提高热磁发电机的发电效率。

在图7B中，线圈220可为超导线圈，热磁发电机200可包含超导线圈低温恒温器600，用以将超导线圈的温度保持在低温。

另外，磁热材料210可以为多个颗粒状或块状的热磁物质，彼此间产生空隙，便于流体流入流出。为了防止流体中含有杂质影响磁热材料210，在一实施例中，可以在热磁物质表面镀膜；或者，可以将磁热材料210置于一封闭容器内，使流体流过该封闭容器，可避免杂质影响。

Claims

1.一种发电装置，其特征在于，至少包含：多个热磁发电机及流量控制器，每一个该热磁发电机包含：磁热材料；线圈，围绕该磁热材料；以及流体混合器，用以混合第一流体与第二流体，并将混合的流体输出至该磁热材料，其中该第一、第二流体的温度不同，该流量控制器连通于每一个该热磁发电机，以使该第二流体由该流量控制器流入每一个该热磁发电机。

2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，该发电装置另包含：多个第一流体导管，其各自连通至该些热磁发电机，其中每一该第一流体导管用以输送该第一流体。

3.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于，该发电装置另包含：多个第二流体导管，其从该流量控制器分别连通至该些热磁发电机，其中每一个该第二流体导管用以输送该第二流体。

4.如权利要求3所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机另包含：第一止逆阀，其连接该第一流体导管，用以供该第一流体进入该流体混合器；以及第二止逆阀，其连接该第二流体导管，用以供该第二流体进入该流体混合器。

5.如权利要求3所述的发电装置，其特征在于，该流量控制器包含：分流器；控制阀，其设置于该分流器内；以及马达；其中该分流器包含：入口通道，用以取得该些第二流体的总合；及多个出口通道，各自连通至该些第二流体导管，该马达连接该控制阀，用以带动该控制阀，进而调节每一该出口通道输出该第二流体的流量。

6.如权利要求5所述的发电装置，其特征在于，该控制阀为偏心轮或球阀。

7.如权利要求5所述的发电装置，其特征在于，该流量控制器另包含：飞轮，其位于该控制阀与该马达之间，其中该马达经由该飞轮的轴心连接至该控制阀。

8.如权利要求2所述的发电装置，其特征在于，每一该第一流体导管均连接于一废热回收装置，以取得来自该废热回收装置的该第一流体，该第一流体的温度相对高于该第二流体的温度。

9.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机另包含：至少一磁铁；以及至少一轭铁，连接该磁铁，其中该磁铁、该轭铁及该磁热材料构成一封闭磁路。

10.如权利要求9所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机包括两磁铁与两轭铁，该两磁铁与该磁热材料设置于该两轭铁之间，该两轭铁于端部连接该两磁铁，于中央连接该磁热材料。

11.如权利要求9所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机包括两磁铁与一轭铁，该两磁铁上下连接该磁热材料，该轭铁的两端夹置并连接该两磁铁。

12.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，该线圈为一超导线圈。

13.如权利要求12所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机另包含：用以调节该超导线圈温度的超导线圈低温恒温器。

14.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于，该第一、第二流体为水、液体或气体。

15.一种发电装置，其特征在于，该发电装置至少包含：多个热磁发电机，各自取得第一流体；以及流量控制器，与各个该热磁发电机连通，以使第二流体由该流量控制器流入每一个该热磁发电机，其中该第一、第二流体的温度不同。

16.如权利要求15所述的发电装置，其特征在于，该流量控制器包含：分流器，其包含：入口通道，用以供该第二流体流入；及多个出口通道，各自连通至该些热磁发电机；控制阀，设置于该分流器内；以及马达，连接该控制阀，用以带动该控制阀，进而调节每一该出口通道输出该第二流体的流量。

17.如权利要求16所述的发电装置，其特征在于，该控制阀为偏心轮或球阀。

18.如权利要求16所述的发电装置，其特征在于，该流量控制器另包含：飞轮，其位于该控制阀与该马达之间，其中该马达经由该飞轮的轴心连接至该控制阀。

19.如权利要求15所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机包含：磁热材料；线圈，围绕该磁热材料；第一止逆阀，取得该第一流体；第二止逆阀，从该些出口通道其中之一取得该第二流体；以及流体混合器，连接该第一、第二止逆阀，用以混合该第一流体与该第二流体以输出混合的流体给该磁热材料。

20.如权利要求19所述的发电装置，其特征在于，每一该热磁发电机另包含：至少一磁铁；以及至少一轭铁，连接该磁铁，其中该磁铁、该轭铁及该磁热材料构成一封闭磁路。