CN207538865U - 一种应用液态气体进行发电的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电技术领域，特别涉及一种应用液态气体进行发电的设备；在本实用新型中，将液态气体进行贮存，将该液态气体进行汽化产生带有压力的气体并贮存，将该气体的压力能转化为机械能并将该机械能转化为电能，进行电力发电；本实用新型操作方便且实用性强，可以应用在移动空调、移动风扇、冷藏车、冷藏箱、临时需要电力或临时制冷的场所且使用不会产生污染。

Description

一种应用液态气体进行发电的设备

技术领域

本实用新型涉及发电技术领域，特别涉及一种应用液态气体进行发电的设备。

背景技术

目前我国发电模式有很多种，如水力、火力、风力、核能、太阳能等非电能转换成电能的发电模式，这些发电模式还主要是大型发电模式，核能发电又非常用发电模式，且安全系数要求很高；水力、风力和太阳能是作为自然界的能源进行发电，受限因素比较多；火力发电需要进行燃烧，从而转化机械能再转化为电能，排放大量二氧化碳、二氧化硫等，对环境影响比较大，特别是火力发电，燃烧排放有害气体，严重污染环境。

在一些暂时无电力或者移动车辆上，需要发电时，常采用小型发电模式，现在小型发电模式还主要采用柴油发电机，柴油发电机是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械；柴油发电机广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部门，是工矿企业和住宅的应急备用电源，军事与野外作业、车辆与船舶等特殊用途的独立电源；然而柴油发电机会污染环境，不便于使用，操作麻烦。

在临时展棚、临时办公场所、冷藏车等需要降温应急场所内，特别是在夏天，天气比较炎热，需要进行降温，先要电力临时铺设，再需要拉来移动空调、移动风扇，进行接电，进行降温；然而在这些场所内，比较麻烦和费事，需要大量人力和物力，且成本比较高，如果电力是采用柴油发电机进行发电，使用起来会污染环境且噪音比较大。

发明内容

为了克服上述所述的不足，本实用新型的目的是提供一种应用液态气体进行发电的设备，无需火力发电那样进行燃烧发电，无有害气体排放，将该液态气体进行汽化产生带有压力的气体并贮存，将该气体的压力能转化为机械能并将该机械能转化为电能，进行电力发电。

本实用新型解决其技术问题的技术方案是：

一种应用液态气体进行发电的设备，其中，包括用于贮存液态气体的贮存装置、用于液态气体进行汽化同时收集冷能量且贮存汽化产生带压力的气体的汽化蓄冷装置及用于将汽化产生带压力的气体的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的发电装置。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于将电能进行存储的电力收集装置。

作为本实用新型的更进一步改进，所述贮存装置包括真空贮罐及设置在所述真空贮罐上用于控制所述真空贮罐的释放控制机构。

作为本实用新型的更进一步改进，所述释放控制机构包括用于控制所述真空贮罐内的液态气体释放出来的第一电磁阀、用于对所述真空贮罐进行增压的增压组件、用于对所述真空贮罐进行安全监测的安全监测组件；所述安全监测组件包括用于对所述真空贮罐进行液位监测的液位计、用于控制所述真空贮罐的安全阀、用于对所述真空贮罐的压力进行监测的压力显示器。

作为本实用新型的更进一步改进，所述汽化蓄冷装置包括相连通的蓄冷管道和气体贮罐。

作为本实用新型的更进一步改进，所述发电装置包括用于将气体引导出来使气体的压力能转化为机械能的气动马达和用于将该机械能转化为电能的发电机。

作为本实用新型的更进一步改进，所述电力收集装置包括依次连接的电力调节器、用于将电能转为直流电进行储存的蓄电池和用于将所述蓄电池输出的直流电转化为交流电的逆变器。

在本实用新型中，将液态气体进行贮存，将该液态气体进行汽化产生带有压力的气体并贮存，将该气体的压力能转化为机械能并将该机械能转化为电能，进行电力发电，可以与电器进行连接；本实用新型操作方便且实用性强，可以直接发电与移动空调或移动风扇等电器连接，在临时场所内可以驱动这些电器进行降温，且无需火力发电，使用不会产生污染，不排放有害气体。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本实用新型的发电的方法的步骤流程框图；

图2为本实用新型的发电的设备的连接框图；

图3为本实用新型的一个实施例的连接结构示意图；

图4为本实用新型中气动马达的结构示意图；

图5为图4的爆炸图；

图6为本实用新型中发电机的结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为本实用新型的另一个实施例的连接结构示意图；

附图标记：S1-步骤S1，S2-步骤S2，S3-步骤S3，S4-步骤S4，A-贮存装置，B-汽化蓄冷装置，C-发电装置，D-电力收集装置，1-真空贮罐，2-释放控制机构，3-汽化蓄冷装置，31-蓄冷管道，31A-实施例中与附图标记31中相同的另一个蓄冷管道，31B-实施例中与附图标记31中相同的再另一个蓄冷管道，32-蓄冷板，4-气体贮罐，4A-实施例中与附图标记4中相同的另一个气体贮罐，4B-实施例中与附图标记4中相同的再另一个气体贮罐，5-气动发电机组，51-气动马达，511-外壳，512-缸体，513-第一转子，514-叶片槽，515-上端盖，516-下端盖，517-进气口，518-出气口，519第一转轴，5110-叶片，52-发电机，521-底座，522-机体，523-第二转轴，524-第二转子，525-定子，526-永磁体，527-引出线，528-端盖，529-线圈绕组，6-第一电磁阀，7-液体单向阀，8-压力开关，9-第二电磁阀，10-输入管，11-输出管，12-蓄电机构，121-电力调节器，122-蓄电池，123-逆变器，124-直流负载，125-交流负载。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种应用液态气体进行发电的方法，包括如下步骤：

步骤S1：将液态气体在专用容器中贮存；

步骤S2：将步骤S1内的液态气体进行汽化，汽化后将产生带压力的气体，并收集该气体；

步骤S3：将该气体的压力能转化为机械能；

步骤S4：将步骤S3产生的机械能转化为电能。

在本实用新型中，将液态气体进行贮存，将该液态气体进行汽化产生带有压力的气体并贮存，将该气体的压力能转化为机械能并将该机械能转化为电能，进行电力发电，可以与电器进行连接。

本实用新型跟火力发电，其具有明显区别且更好环保实用，无需进行火力燃烧，产生机械能，本实用新型通过液态气体进行汽化，产生带压力的气体，使之压力能转化为机械能，再转化为电能，不燃烧产物，也不排放有害气体，更加环保。

进一步，在步骤S1中，液态气体选用液氮（液氮为液态氮气），液氮比较安全，且制取液氮成本比较低，液氮汽化成氮气，不易发生反应，所以比较安全，且排出去，因其本身占空气的很大部分，无污染。

更进一步，在步骤S2中，将液氮进行汽化转化为氮气，同时将汽化过程中产生的冷能量进行存储，该存储的冷能量可以应用于制冷间（如冷藏车、制冷箱）内，节省成本，增加制冷效果；比如，本实用新型进行发电，给制冷压缩机进行供电，制冷压缩机给制冷间（如冷藏车、制冷箱）进行制冷，同时还可以将汽化过程中产生的冷能量输入至制冷间（如冷藏车、制冷箱），进行双层供冷，保证制冷效果的同时，还可以节约能源，利用有限的氮气最大化地进行制冷。

本实用新型提供一个实施例，包括如下步骤：

步骤S1：将液氮在零下205℃~零下196℃的温度下进行贮存；

步骤S2：将液氮进行汽化产生氮气，将汽化产生的氮气进行贮存；

步骤S3：将氮气引导出来，将该氮气的压力能转化为机械能；

步骤S4：将步骤S3产生的机械能转化为电能。

在步骤S1内，作为优选，将液氮在零下196℃或零下198℃的温度下进行贮存，在这样条件下，处于标准气压下，一份液氮可以汽化成近700份氮气，液氮汽化后产生带有压力的氮气，氮气的压力能转化为机械能，再转化为电能。

如图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本实用新型提供一种应用液态气体进行发电的设备，包括用于贮存液态气体的贮存装置A、用于液态气体进行汽化同时收集冷能量且贮存汽化产生带压力的气体的汽化蓄冷装置B及用于将汽化产生的气体的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的发电装置C。

进一步，本实用新型的一种应用液态气体进行发电的设备还包括用于将电能进行存储的电力收集装置D。

贮存装置A包括真空贮罐1及设置在真空贮罐1上用于控制真空贮罐1的释放控制机构2；释放控制机构2包括用于控制真空贮罐1内的液态气体释放出来的第一电磁阀6、用于对真空贮罐1进行增压的增压组件、用于对真空贮罐1进行安全监测的安全监测组件；安全监测组件包括用于对真空贮罐1进行液位监测的液位计、用于控制真空贮罐1的安全阀、用于对真空贮罐1的压力进行监测的压力显示器；真空贮罐1可以在零下196℃或零下198℃的温度下贮存液氮，通过第一电磁阀6对液氮进行释放开启，使液氮释放出来，增压组件可以有利于对真空贮罐1进行加压，使真空贮罐1内压强增大，有利于输出液氮，同时还可以利用压力显示器对真空贮罐1进行压力监测和显示，液位计对真空贮罐1进行显示真空贮罐1内的液氮含量，安全阀对真空贮罐1进行安全控制，保证真空贮罐1不易爆炸。

更进一步，汽化蓄冷装置3包括相连通的蓄冷管道31和气体贮罐4。

更进一步，发电装置C采用气动发电机组5，气动发电机组5包括用于将气体引导出来使气体的压力能转化为机械能的气动马达51和用于将该机械能转化为电能的发电机52。

更进一步，电力收集装置D采用蓄电机构12，蓄电机构12包括依次连接的电力调节器121、用于将电能转为直流电进行储存的蓄电池122和用于将蓄电池122输出的直流电转化为交流电的逆变器123。

本实用新型提供一种应用液态气体进行发电的设备的一个实施例，包括用于贮存液态气体的真空贮罐1、用于液态气体进行汽化的蓄冷管道31、用于贮存汽化产生的气体贮罐4、用于将产生的气体引导出来使该气体的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的气动发电机组5、用于将真空贮罐1内的液态气体释放出来的释放控制机构2。

在本实施例中，真空贮罐1贮存液态气体，将液态气体导入蓄冷管道31内进行汽化，将汽化产生的气体导入气体贮罐4贮存，气动发电机组5将气体引导出来使该气体的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能，从而可以进行发电。

本实用新型提供另一个实施例，在该实施例中，液态气体选用液氮（液态氮气），本实施例包括用于在零下196℃或零下198℃的温度下贮存液氮的真空贮罐1、用于将真空贮罐1内的液氮释放出来的释放控制机构2、用于液氮进行汽化的蓄冷管道31、用于贮存汽化产生的氮气的气体贮罐4、用于将氮气引导出来使氮气的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的气动发电机组5。

在该实施例中，为了更好地贮存液氮，真空贮罐1内填加冷媒剂在在零下196℃或零下198℃的温度下贮存液氮；液氮转化为氮气时，会吸热，从而使附近的温度下降，为了更好地利用这些冷源，蓄能管道31内设置有用于保存冷能量的蓄冷板32，蓄冷板32可与外界的制冷设备相连接，比如，可以与空调等制冷设备连接，使这些冷能可以传导过去；可以应用于冷藏车或冷库里，利用本实用新型进行发电，进而驱动制冷设备进行制冷，同时蓄冷板32可以将其保存的冷能量传导至这些制冷设备中，从而使冷藏车或冷库可以更好地进行制冷，从而可以进行节能，降低制冷成本。

在该实施例中，气动发电机组5包括用于将氮气引导出来使该氮气的压力能转化为机械能的气动马达51和用于将该机械能转化为电能的发电机52；真空贮罐1上连接有释放控制机构2（第一电磁阀6），且通过输入管10与蓄冷管道31连通，输入管10上设置有液体单向阀7，蓄冷管道31通过输出管11与气体贮罐4连通，输出管11上设置有压力开关8，气体贮罐4的出气口设置有第二电磁阀9，其出气口与气动马达51连通，气动马达51与发电机52连接。

在该实施例中，为了更好地汽化，汽化蓄冷装置3包括若干根蓄冷管道31，蓄冷管道31的两端分别与真空贮罐1、气体贮罐4相通；为了方便更快速的进行汽化，蓄冷管道31上安装有铝汽化器。

在该实施例中，为了更好地进行蓄冷，且把储存的冷能量进行利用，节省能源，蓄冷管道31内设置有用于储存冷能量的蓄冷板32，蓄冷板32可与外界的制冷设备相连接，将蓄冷板32储存的冷能量进行利用。

为了方便控制，真空贮罐1与蓄冷管道31通过输入管10连通，输入管10上设置有液体单向阀7，蓄冷管道31与气体贮罐4通过输出管11连通，输出管11上设置有压力开关8，释放控制机构2包括用于控制真空贮罐1内的氮气释放出来的第一电磁阀6；液体单向阀7可以使蓄冷管道31内的液氮或汽化成的氮气回流，蓄冷管道31内液氮汽化成氮气，氮气通过压力开关8的控制流入气体贮罐4内，使蓄冷管道31内的压力控制在真空贮罐1的压力，通过第一电磁阀6的控制，使真空贮罐1内的液氮在由压力高向压力低的地方流动，从而自然只要打开第一电磁阀6就可以从真空贮罐1向蓄冷管道31内流动，从而进行汽化，产生氮气，一份液氮可以汽化成近700分氮气，从而使氮气带有压力，使该带有压力的氮气通过气体贮罐4进行贮存。

在本实施例中，真空贮罐1与若干个蓄冷管道31连接，如图2所示，真空贮罐1与蓄冷管道31、蓄冷管道31A、蓄冷管道31B（蓄冷管道31、蓄冷管道31A、蓄冷管道31B为一样的，只是为了更好地说明，估且用多个附图标记分开标记说明），比如蓄冷管道31内在起始压力为零，真空贮罐1的压力为5MP，打开蓄冷管道31上的输入管10上的液体单向阀7，因压力差，真空贮罐1内液氮流入蓄冷管道31内，液氮在蓄冷管道31内进行汽化，因汽化转化为氮气，会产生压力，但蓄冷管道31内的压力值达到3MP，输出管11上的压力开关8自动打开，氮气因压力原因，会流入气体贮罐4内，同时蓄冷管道31内的压力大于5_MP时，真空贮罐1内液氮因蓄冷管道31的压力大于5MP，将不会向蓄冷管道31内流入，因输入管10上设置的是液体单向阀7，使氮气不会向真空贮罐1内流入，只会向气体贮罐5流入；当真空贮罐1的液氮不会向蓄冷管道31，不代表其不工作，因为真空贮罐1还与蓄冷管道31A、蓄冷管道31B等多个蓄冷管道连通，其原理是一样的，相当于真空贮罐1内循环一直持续向蓄冷管道31、蓄冷管道31A、蓄冷管道31B输送液氮，进行汽化，供气体贮罐4驱动气动马达51工作，使发电机52持续发电，不会断续，从而保证电量的供应，为了更好地保证电量的供应，可以采用下面所述的第三个实施例，通过蓄电池122进行存储电量。

在本实施例中，为了更好地进行控制气动马达51的运行，气体贮罐4与气动马达51之间相连通的管道上设置有第二电磁阀9，通过第二电磁阀9可以进行无级调速。

在本实施例中，如图4和图5，气动马达51采用叶片式气动马达，气动马达41包括外壳43、缸体44和转子45，缸体44的上下两端分别通过上端盖431、下端盖432固定连接在外壳43上，转子45处于缸体44内，转子45套接有转轴451，转轴451的两端分别轴接在上端盖431和下端盖432，转子45的外圆周上均匀分布有若干个叶片槽452，叶片槽452内插有叶片453，缸体44的外壁上设置有进气口441和出气口442；在实用新型中，压缩的氮气从进气口441进入，通过冲击使叶片453进行旋转，从而推动转子45旋转，从而带动转轴451转动，进而可以带动发电机45进行工作。

在本实施例中，如图6和图7所示，发电机52采用永磁发电机；该永磁发电机包括底座521及连接在所述底座521上的机体522，机体522的外表面连接有两个端盖528，用于密封和防尘，机体522内设置有第二转子524、定子525和永磁体526，定子525上缠绕有线圈绕组529，定子525和永磁体526间隔式地连接在机体522的内壁上，第二转子524正对定子525和永磁体526，第二转子524与通过轴承连接在机体522上的第二转轴523轴接，第二转轴523与气动马达51的第一转轴519轴接，线圈绕组529与引出线527电性连接，引出线527伸出机体522，第二转轴523在第一转轴519的带动下，第二转轴523带动第二转子524转动，应用第二转子524与定子525、永磁体526的电磁感应效应，产生电能，通过引出线527将电能传导出去，可以各类电器连接。

为了更好地将发电机52发的电进行存储，如图8所示，本实用新型提供另一个实施例，该实施例包括用于在零下196℃或零下198℃的温度下贮存液氮的真空贮罐1、用于将真空贮罐1内的液氮释放出来的释放控制机构2、用于液氮进行汽化的蓄冷装置3、用于贮存汽化产生的氮气的气体贮罐4、用于将氮气引导出来使氮气的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的气动发电机组5及用于将气动发电机组5产生的电能进行储存的蓄电装置12；蓄电装置12包括依次连接的电力调节器121、用于将电能转为直流电进行储存的蓄电池122和用于将蓄电池122输出的直流电转化为交流电的逆变器123；气动发电机组5包括用于将氮气引导出来使该氮气的压力能转化为机械能的气动马达51和用于将该机械能转化为电能的发电机52；真空贮罐1上连接有释放控制机构2（第一电磁阀6），且通过输入管10与蓄冷管道31连通，输入管10上设置有液体单向阀7，蓄冷管道31通过输出管11与气体贮罐4连通，输出管11上设置有压力开关8，气体贮罐4的出气口设置有第二电磁阀9，其出气口与气动马达51连通，气动马达51与发电机52连接，电力调节器121与发电机52电性连接，电力调节器121与蓄电池122电性连接，蓄电池122可与直流负载124连接，给直流负载124直接供电，蓄电池122通过逆变器123可与交流负载125连接，给交流负载125供电。

本实用新型便于应用在无电力的情况下需要制冷的场景，比如：临时展棚、临时办公场所，本实用新型可以进行发电，使移动空调或风扇进行工作，同时还可以通过将蓄冷板32上冷能传导至这些制冷设备上，从而在无电力的情况可以进行更好地制冷；本实用新型也便于应用在冷藏车上，通过本实用新型进行发电的同时，还对冷藏车内进行提供冷源，进行多用化。

在本实用新型中，应用在冷藏车上时，为了方便利用，还可以直接将贮存在真空贮罐1内液氮汽化后将产生的氮气通入气动发电机组5内从而进行发电，由气动发电机组5对制冷压缩机进行供电，由制冷压缩机对冷藏车内的冷藏箱进行制冷，同时汽化过程中产生的冷能量输入至冷藏箱内（蓄冷管道31设置在冷藏箱的顶壁上）。

在本实用新型中也可以将液氮换成液氨。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，包括用于贮存液态气体的贮存装置、用于液态气体进行汽化同时收集冷能量且贮存汽化产生带压力的气体的汽化蓄冷装置及用于将汽化产生带压力的气体的压力能转化为机械能且使该机械能转化为电能的发电装置。

2.根据权利要求1所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，还包括用于将电能进行存储的电力收集装置。

3.根据权利要求1所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，所述贮存装置包括真空贮罐及设置在所述真空贮罐上用于控制所述真空贮罐的释放控制机构。

4.根据权利要求3所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，所述释放控制机构包括用于控制所述真空贮罐内的液态气体释放出来的第一电磁阀、用于对所述真空贮罐进行增压的增压组件、用于对所述真空贮罐进行安全监测的安全监测组件；所述安全监测组件包括用于对所述真空贮罐进行液位监测的液位计、用于控制所述真空贮罐的安全阀、用于对所述真空贮罐的压力进行监测的压力显示器。

5.根据权利要求1所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，所述汽化蓄冷装置包括相连通的蓄冷管道和气体贮罐。

6.根据权利要求1所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，所述发电装置包括用于将气体引导出来使气体的压力能转化为机械能的气动马达和用于将该机械能转化为电能的发电机。

7.根据权利要求2所述的一种应用液态气体进行发电的设备，其特征在于，所述电力收集装置包括依次连接的电力调节器、用于将电能转为直流电进行储存的蓄电池和用于将所述蓄电池输出的直流电转化为交流电的逆变器。