CN202031792U - 一种新型温差发动机装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种新型温差发动机装置,属于将热能转化为机械功的装置,其特征在于该装置是由低沸点工质汽轮机(1),吸热器(2),保温式低温逆流换热器(3),循环泵(4),制冷系统(5)相互连接、组合而成的密闭的循环系统,系统中充满低沸点工质流体;提供了一种能在热能转化为机械功的过程中,尽量避开升压过程,直接将分子的热运动的能量转换为机械功的发动机装置。能够将自然界存在的流体携带的热能高效率地转化为机械功。适用于自然界具备热源流体环境的任何空间。
Description
技术领域
本实用新型是一种新型温差发动机装置。属于将热能转化为机械功的装置。
背景技术
将热能转化为机械功,是人类利用能源最主要的方式。传统的转化方式是首先将热能转化为压力势能,然后再对外做功,这样会形成能量损失,还会额外消耗化石能源。
实用新型内容
本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处,而提供一种能在热能转化为机械功的过程中,尽量避开升压过程,直接将分子的热运动的能量转换为机械功的发动机装置。
本实用新型的目的还在于通过本实用新型的新型发动机装置,将自然界存在的流体携带的热能高效率地转化为机械功。
本实用新型的目的可以通过如下措施来达到:
本实用新型的新型温差发动机装置,是由低沸点工质汽轮机1,吸热器2,保温式低温逆流换热器3,循环泵4,制冷系统5彼此顺序相互连接相通、组合而成的密闭的循环系统,系统中充满低沸点工质流体;其中:
a.低沸点工质汽轮机1与吸热器2彼此相互连接、相通,构成低密度的工质吸热做功系统,循环泵4与制冷系统5彼此相互连接、相通,构成高密度工质制冷循环系统,通过保温式低温逆流换热器3实现流体间的横向热传递;
b.保温式低温逆流换热器3分为高温端A与低温端B,在换热器内,换热器壁间纵向通过隔热层隔热,流体的温度从高温端向低温端纵向缓慢渐变,而且,流体通过换热壁横向之间相互换热;
c.低沸点工质离开吸热做功系统以后,流入保温式低温逆流换热器3,从高温端A流向低温端B时,由气态变为液态或者高密度态;流经制冷循环系统,再从低温端B流向高温端A时,由液态或者高密度态变为气态;二者在保温式低温逆流换热器3中逆流换热;
d.吸热器2可装在低沸点工质汽轮机1之前或之后,用以补偿低沸点工质汽轮机1对外做功能量输出后体系的热能消耗,维持系统能量平衡。
低沸点工质汽轮机1是向外输出机械能的装置。通过吸热器2吸收外部热量。保温式低温逆流换热器3的主要功能之一是尽量阻断流向低温区B的工质将热量带进低温区B,确保低温区工质处于液态或者高密度状态,降低冷冻循环系统的负荷。循环泵4的主要功能是确保工质能在系统中按照设计的方向循环,因为系统压差很小,工质在液态时流速较低,所以功耗很小。制冷系统5主要功能是将由流体带入的热量、因隔热不彻底而导入的热量及因循环泵4做功而产生的热量带走,确保工质的低温恒定。
保温式低温逆流换热器3将系统分割成制冷循环的低温部分与吸热做功的高温部分,无论是低温部分还是高温部分,其温度都比为吸热器2提供热量的外部流体的温度低。高密度流体工质制冷循环系统,其低温环境由制冷系统及保温层来维持;高温部分由低沸点工质汽轮机1与吸热器2组成,由吸热器2从外部流体吸收热量,供低沸点工质汽轮机1做功;低沸点工质汽轮机1做功后,再由吸热器2从外部流体中吸热,以补偿系统热量消耗,维持系统能量平衡。
本实用新型的目的还可以通过如下措施来达到:
本实用新型的新型温差发动机装置,
所述之保温式低温逆流换热器3是从板式换热器、管式换热器、翅片式换热器中选择出来的一种或其任意两种以上组合。
本实用新型的新型温差发动机装置,所述之保温式低温逆流换热器3沿流体方向由多级组成,级与级之间加隔热垫层。以防热量通过换热器壁沿流体方向低温区传热;进入与流出(逆流)流体横向间通过换热器壁相互换热。
本实用新型的温差发动机装置,所述之吸热器2与低沸点工质汽轮机1可由多组连续循环串联装配而成。其串连的越多,对外输出的机械能也越多,但并不增加低温部分中制冷系统5与循环泵4的负担。
本实用新型的温差发动机装置,所述保温式低温逆流换热器3可以省去不用。在采用多组吸热器2与低沸点工质汽轮机1进行串联的情况下,由于机械输出功较多,本实用新型中的保温式低温逆流换热器3也可以省去不用,其保持低温条件的任务可以完全由制冷系统5承担。制冷系统5及循环泵4所消耗的能源将小于多个汽轮机1的输出能源总和。
本实用新型的新型温差发动机装置,驱动所述低沸点工质汽轮机1转动的工质气流的流速可通过汽轮机入口管径变化进行调节。以适应各种不同需求的发动机的技术条件。
本实用新型的新型温差发动机装置,适用于自然界具备热源流体环境的任何空间。包括空气热源和水体热源。
本实用新型的新型温差发动机装置适用于汽车、轮船、飞机的发动机以及热发电系统的发动机。
本实用新型公开的温差发动机装置及其应用的技术方案,相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的技术进步:
1.提供了一种能在热能转化为机械功的过程中,尽量避开升压过程,直接将分子的热运动的能量转换为机械功的发动机装置。
2.能够将自然界存在的流体携带的热能高效率地转化为机械功。
3.提供了一种不受自然环境温度与光照限制的发动机装置。
附图说明
本实用新型下面将结合附图作进一步说明:
图1是本实用新型的温差发动机装置原理示意图
图中
1-低沸点工质汽轮发动机
2-吸热器
3-保温式低温逆流换热器
4-循环泵
5-制冷系统。
具体实施方式
本实用新型下面将结合实施例作进一步详述:
实施例1
一种本实用新型的新型温差发动机装置,
是由低沸点工质汽轮机1,吸热器2,保温式低温逆流换热器3,循环泵4,制冷系统5彼此顺序相互连接相通、组合而成的密闭的循环系统,系统中充满低沸点工质流体;其中:
a.低沸点工质汽轮机1与吸热器2彼此相互连接、相通,构成低密度的工质吸热做功系统,循环泵4与制冷系统5彼此相互连接、相通,构成高密度工质制冷循环系统,通过保温式低温逆流换热器3实现流体间的横向热传递;
b.保温式低温逆流换热器3分为高温端A与低温端B,在换热器内,换热器壁间纵向通过隔热层隔热,流体的温度从高温端向低温端纵向缓慢渐变,而且,流体通过换热壁横向之间相互换热;
c.低沸点工质离开吸热做功系统以后,流入保温式低温逆流换热器3,从高温端A流向低温端B时,由气态变为液态或者高密度态(液化);流经制冷循环系统,再从低温端B流向高温端A时,由液态或者高密度态变为气态(蒸发);二者在保温式低温逆流换热器3中逆流换热;
d.吸热器2可装在低沸点工质汽轮机1之前或之后,用以补偿低沸点工质汽轮机1对外做功能量输出后体系的热能消耗,维持系统能量平衡。
所述之保温式低温逆流换热器3是翅片式换热器。
所述之保温式低温逆流换热器3沿流体方向由多级组成,级与级之间加隔热垫层。
所述之吸热器2与低沸点工质汽轮机1由多组连续循环串联装配。
用于热量吸收、传递及将热能转换为机械能的工质是制冷工质R22。
该发动机装置,适用于汽车、轮船、飞机的发动机以及发电系统的发动机。
Claims (5)
1.一种新型温差发动机装置,其特征在于该装置是由低沸点工质汽轮机(1),吸热器(2),保温式低温逆流换热器(3),循环泵(4),制冷系统(5)彼此顺序相互连接相通、组合而成的密闭的循环系统,系统中充满低沸点工质流体;其中:
a.低沸点工质汽轮机(1)与吸热器(2)彼此相互连接、相通,构成低密度的工质吸热做功系统,循环泵(4)与制冷系统(5)彼此相互连接、相通,构成高密度工质制冷循环系统,通过保温式低温逆流换热器(3)实现流体间的横向热传递;
b.保温式低温逆流换热器(3)分为高温端A与低温端B,在换热器内,换热器壁间纵向通过隔热层隔热,流体的温度从高温端向低温端纵向缓慢渐变,而且,流体通过换热壁横向之间相互换热;
c.低沸点工质离开吸热做功系统以后,流入保温式低温逆流换热器(3),从高温端A流向低温端B时,由气态变为液态或者高密度态;流经制冷循环系统,再从低温端B流向高温端A时,由液态或者高密度态变为气态;二者在保温式低温逆流换热器(3)中逆流换热;
d.吸热器(2)可装在低沸点工质汽轮机(1)之前或之后,用以补偿低沸点工质汽轮机(1)对外做功能量输出后体系的热能消耗,维持系统能量平衡。
2.按照权利要求1所述的温差发动机装置,其特征是保温式低温逆流换热器(3)是从板式换热器、管式换热器、翅片式换热器中选择出来的一种或其任意两种以上组合。
3.根据权利要求1所述的新型温差发动机装置,其特征是保温式低温逆流换热器(3)沿流体方向由多级组成,级与级之间加隔热垫层。
4.根据权利要求1所述的新型温差发动机装置,其特征是吸热器(2)与低沸点工质汽轮机(1)可由多组连续循环串联装配而成。
5.根据权利要求1所述的温差发动机装置,其特征是保温式低温逆流换热器(3)可以省去不用。
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2012
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Cited By (2)
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