CN208456770U - 能量转换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能量转换装置，包括绕其中心旋转的旋动装置，沿所述旋动装置的周向设置的环状的气箱组件，输送气体的输送装置，控制所述输送装置通断的进气输送开关；所述进气输送开关设置在所述旋动装置上；所述气箱组件由间隔件分隔为互不相通的多个气箱；所述气箱包括高压气箱和低压气箱，所述高压气箱设置于所述低压气箱至少一侧的壁上；所述输送装置的出气端位于所述能量转换装置的下部并能够向所述气箱中导入空气，所述旋动装置至少一部分浸没于浮力介质中，所述浮力介质的密度大于空气密度。本实用新型介绍的能量转换装置能够较大程度的提高压缩空气的能量转化效率，可用于发电。

Description

能量转换装置

技术领域

本实用新型属于能量转换技术领域，具体地说，涉及一种能量转换装置。

背景技术

现有技术中的能量转换装置最具代表性的为汽轮发电机。汽轮发电机功率大，适合大规模的能量转换，这也导致其使用时具有一定的限制。比如，汽轮发电机占地大，气体排放亦需要较大的空间，配合连接的部件复杂，使得其整体对使用空间要求较高，一定程度的也限制了其使用灵活性；汽轮发电机工作温度高，推动其运转的高压蒸汽温度至少为300℃，工作环境恶劣，运行安全保障难度较大，恶劣的使用环境也限制了其场合，使得其使用环境受到严格限制；汽轮发电机结构复杂，运转过程复杂，其运转过程中需要专业程度较高的人工控制，对用户的技术水平要求较高；汽轮发电机运转剧烈，运转过程中高压蒸汽与汽轮发电机叶片接触时间短，导致能量转换率低，并且，汽轮发电机溢出的气体温度、压力均较高，该部分能量无法在短时间内有效转换，现有技术中的汽轮发电机的热电转换效率一般不会超过60％，能量转换过程中伴随着明显的能量损失。同时，高温蒸汽储存难度较大，一旦生成，若不及时使用，则后续的运输过程伴随着温度下降，不利于能量保持；另一方面，也对配合的高温蒸汽发生装置的运行协同性提出了更高的要求。可见，现有技术中的能量转换装置存在明显的设备占地空间大、设备工作环境恶劣、设备运行人工要求较高、能量损耗大、能量转换可持续性低、能量输送困难等等问题。上述各问题严重限制了现有技术中的能量转换装置的使用，并且不利于资源的节约，严重时，还会造成不可逆转的环境污染，威胁操作人员及周边环境的人的人身安全。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能量转换装置，对气箱的结构进行了设计和改进，通过双压气箱的设计使得气箱充气更快，保证充气效率，提高设备的能量转化效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种能量转换装置，包括绕其中心旋转的旋动装置，沿所述旋动装置的周向设置的环状的气箱组件，输送气体的输送装置，控制所述输送装置通断的进气输送开关；所述进气输送开关设置在所述旋动装置上；所述气箱组件由间隔件分隔为互不相通的多个气箱；所述气箱包括高压气箱和低压气箱，所述高压气箱设置于所述低压气箱至少一侧的壁上；所述输送装置的出气端位于所述能量转换装置的下部并能够向所述气箱中导入空气，所述旋动装置至少一部分浸没于浮力介质中，所述浮力介质的密度大于空气密度。

本实用新型进一步设置为：所述旋动装置为轮状，所述旋动装置包括至少部分位于所述浮力介质上方的第一旋动装置和浸没于所述浮力介质中的第二旋动装置，第一旋动装置和第二旋动装置的径向处于同一平面内；所述进气输送开关设置于所述第二旋动装置上。

本实用新型进一步设置为：所述进气输送开关包括对应于高压气箱的高压进气输送开关和对应于低压气箱的低压进气输送开关；所述高压气箱的容积小于低压气箱的容积。

本实用新型进一步设置为：所述气箱上设置有与所述进气输送开关对应的压力开关；所述旋动装置上设置有与所述压力开关对应的、控制所述压力开关开启/关闭的开关控制件。

本实用新型进一步设置为：所述能量转换装置包括辅助导轨，所述辅助导轨设置于所述气箱相对于所述第一旋动装置的另一侧；所述辅助导轨迎向所述第一旋动装置的转动方向的一侧距所述第一旋动装置外侧的距离大于等于所述气箱充气后的尺寸；所述辅助导轨背向所述第一旋动装置的转动方向的一侧距所述第一旋动装置外侧的距离等于所述气箱排气后的尺寸。

本实用新型进一步设置为：所述气箱上设置有与所述辅助导轨滑动配合卡接的辅助杆。

本实用新型进一步设置为：所述能量转换装置包括设置于所述旋动装置上的电机，以及与所述旋动装置连接的发电机，与所述发电机连接的蓄电装置；所述蓄电装置与所述电机连接。

本实用新型进一步设置为：所述发电机与所述进气输送开关连接。

本实用新型进一步设置为：所述能量转换装置包括与所述旋动装置连接的发电机，以及与所述发电机连接的蓄电装置。

本实用新型进一步设置为：所述第一旋动装置的径向尺寸大于所述径向第二旋动装置的尺寸，两者中心的连线与竖直方向呈一定角度，所述角度的范围为0°～45°。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

1、通过本实用新型介绍的能量转换装置，能够提高对高压气体的能量的转换率，通常情况下，火力发电站产生的高压气体通过汽轮机之后仍然保持较大的内能，将该高压气体释放到大气中将导致该部分能量的浪费。将此种高压气体回收并加以利用能够提高高压气体的能量转换率。

2、通过本实用新型介绍的能量转换装置，将高压气箱和低压气箱配合设置，两者中充入的气体的压力均高于常压大气，但高压气箱中的气压更高，将高压气箱设置于低压气箱的至少一个侧壁上，当高压气箱中充入气体时气箱能够以较快的充气速度被撑起，有利于提高气箱的充气速度，有利于低压气箱的充气效果。

3、通过本实用新型介绍的能量转换装置，将能量转换装置的下部浸没于水中，气箱绕旋动装置做周向运动，当气箱运动到下方时被充入气体，气箱被撑起，在浮力的作用下向上浮起，当气箱浮出水面时，压力开关开启，气箱内的气体被排出，气箱收缩变形，并在旋动装置的带动下向下运动，再次浸没于水中。

4、通过本实用新型介绍的能量转换装置，占地面积小，结构设计灵活，可根据需要设计设备的大小，并且本实用新型介绍的能量转换装置结构简单，无需人工操作或复杂的维护操作。

5、通过本实用新型介绍的能量转换装置，为设置增加了电机，用于为旋动装置的旋转提供至少部分动力。本设备旨在将压缩气体内蕴含的内能转化为电能，该过程中难免出现摩擦阻力等导致的能量损耗，电机的设置有利于将能量转换装置产生的能量储存起来，当设备需要外界提供动力时，则由蓄电装置将一部分能量提供给旋动装置用于为其转动提供动力，保证设备使用的连续性。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本实用新型一个实施例中的能量转换装置整体结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例中的气箱主视方向结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例中的气箱右视方向结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图；

图5是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图；

图6是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图；

图7是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图；

图8是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图；

图9是本实用新型一个实施例中的能量转换装置的旋动装置排布方式示意图。

图中：11、第一旋动装置；12、第二旋动装置；2、气箱；21、高压气箱；22、低压气箱；23、间隔件；3、输送装置；5、进气输送开关；6、压力开关；61、第一压力开关；62、第二压力开关；63、开关控制件；7、辅助导轨；8、辅助杆；9、发电机。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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。

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。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。

实施例一

如图1至图3所示，本实施例中的能量转换装置，包括绕其中心旋转的旋动装置，沿旋动装置的周向设置的环状的气箱组件2，与气箱2内部连通并向气箱内导入空气的输送装置3；控制输送装置通断的进气输送开关5；进气输送开关5设置在旋动装置上；气箱2由间隔件23分隔为互不相通的多个；气箱2包括高压气箱21和低压气箱22，高压气箱21设置于低压气箱22至少一侧的壁上，或者将低压气箱22包裹在高压气箱21内；输送装置3与气箱2连接的出气端位于能量转换装置的下部，旋动装置至少一部分浸没于浮力介质中，浮力介质的密度大于空气密度。浮力介质为水等液体。

通过本实施例介绍的能量转换装置，能够提高对高压气体的能量的转换率，通常情况下，火力发电站产生的高压气体通过汽轮机之后仍然保持较大的内能，将该高压气体释放到大气中将导致该部分能量的浪费。将此种高压气体回收并加以利用能够提高高压气体的能量转换率。

进一步地，本实施例中的旋动装置为轮状，旋动装置包括位于浮力介质上方的第一旋动装置11和浸没于浮力介质中的第二旋动装置12，第一旋动装置11和第二旋动装置12的径向处于同一平面内；进气输送开关5设置于第二旋动装置12上，图1中的A线为浮力介质的浸没高度。B箭头为能量转换装置的运转方向，本实施例中的能量转换装置为顺时针运转。本实施例中的第一旋动装置11和第二旋动装置12尺寸相同。将能量转换装置的下部浸没于水中，气箱绕旋动装置做周向运动，当气箱运动到下方时被充入气体，气箱被撑起，在浮力的作用下向上浮起，当气箱浮出水面时，压力开关开启，气箱内的气体被排出，气箱收缩变形，并在旋动装置的带动下向下运动，再次浸没于水中。

进一步地，本实施例中的能量转换装置，进气输送开关包括对应于高压气箱的高压进气输送开关和对应于低压气箱的低压进气输送开关；高压气箱的容积小于低压气箱的容积，高压气箱充气速度高于低压气箱的充气速度，则高压气箱能够为低压气箱提供支撑。将高压气箱和低压气箱配合设置，两者中充入的气体的压力均高于常压大气，但高压气箱中的气压更高，将高压气箱设置于低压气箱的至少一个侧壁上，当高压气箱中充入气体时气箱能够以较快的充气速度被撑起，有利于提高气箱的充气速度，有利于低压气箱的充气效果。

进一步地，本实施例中的能量转换装置，气箱上设置有与进气输送开关5对应的压力开关6。随着旋动装置的旋转，当气箱转到设备的下侧时，压力开关6与进气输送开关5对接，由于气箱2内此时没有气体处于低压，输送装置3与气源连接，其内部气压较高，此时进气输送开关5开启，并且，与进气输送开关5对应的压力开关6同时开启，进而向气箱2内部注气。当气箱2内部的气体足够时压力也随之增加，当气箱中的充气量达到阈值时，进气输送开关5和与之对应的压力开关6旋转至分离姿态，两者分离，并且两者同时关闭。

进一步地，本实施例中的能量转换装置，第一旋动装置11上设置有与压力开关6对应的开关控制件63。开关控制件63与第一旋动装置11为固定连接，并在第一旋动装置11的带动下随之旋转。当旋转至一定位置时，开关控制件63与压力开关6接触，并在挤压作用下将压力开关6打开，进而实现气箱2的放气进程。如图1所示的C区域，为开关控制件63开启压力开关6后，气箱正在放气的状态。随着设备继续运行，当开关控制件63与压力开关6分离时，其对压力开关的控制作用随即停止。

实施例二

如图1所示，本实施例中的能量转换装置与上述实施例的区别在于：能量转换装置包括辅助导轨7，辅助导轨7设置于气箱2相对于第一旋动装置11的另一侧；辅助导轨7迎向第一旋动装置11的转动方向的一侧距第一旋动装置11外侧的距离大于等于气箱2充气后的尺寸；辅助导轨7背向第一旋动装置11的转动方向的一侧距第一旋动装置11外侧的距离等于气箱2排气后的尺寸。本实施例的气箱2上设置有与辅助导轨7滑动配合卡接的辅助杆8。如图1所示的能量转换装置中，气箱沿顺时针方向旋转，当气箱充气后在浮力的作用下向上运动，进而辅助杆8卡入辅助导轨7中，气箱开始排气。当气箱脱离辅助导轨7的控制范围时，其内部的气体基本排出，压缩后的气箱重新沿运动轨迹进入浮力介质中。进一步地，本实施例中的辅助杆8上设置有辅助其运动的轴承，使得其运动更加流畅，减小摩擦阻力。

实施例三

如图1所示，本实施例的能量转换装置与上述实施例的区别在于：能量转换装置包括设置于旋动装置上的电机(图中未示出)，以及与旋动装置连接的发电机9，与发电机9连接的蓄电装置(图中未示出)；蓄电装置与电机连接。旋动装置通过旋转带动发电机9，进而发电，并将产生的电能导入蓄电装置中储存起来。

进一步地，本实施例中的发电机与进气输送开关连接。通过发电机产生的电能为进气输送开关提供能量。

进一步地，本实施例中的能量转换装置包括与旋动装置连接的发电机，以及与发电机连接的蓄电装置。为设置增加了电机，用于为旋动装置的旋转提供至少部分动力。本设备旨在将压缩气体内蕴含的内能转化为电能，该过程中难免出现摩擦阻力等导致的能量损耗，电机的设置有利于将能量转换装置产生的能量储存起来，当设备需要外界提供动力时，则由蓄电装置将一部分能量提供给旋动装置用于为其转动提供动力，保证设备使用的连续性。

实施例四

如图4至图6所示，本实施例的能量转换装置与上述实施例的区别在于：第一旋动装置11的尺寸大于第二旋动装置12的尺寸，两者中心的连线与竖直方向呈一定角度，角度的范围为0°～45°。

实施例五

如图7、图8所示，本实施例的能量转换装置与上述实施例的区别在于：第一旋动装置11的数量为一个，第二旋动装置12的数量为两个，两个第二旋动装置12处于同一水平高度。该设计能够增加气箱在进气阶段的行走路程，延长进气时间，保证进气的充分性。该设计能够有效的减小设备运行成本。

或者，本实施例中的能量转换装置在如图7、图8所示结构呈顺时针方向运转是，两个第二旋动装置12中靠近图示左侧的第二旋动装置12的相对位置高于或略高于图示右侧的第二旋动装置12。使得气箱在两个第二旋动装置12之间的运动轨迹为向上爬坡。

实施例六

如图9所示，本实施例中的能量转换装置与上述实施例的区别在于：第一旋动装置11的尺寸小于第二旋动装置12的尺寸，两者中心的连线与竖直方向呈一定角度，角度的范围为0°～45°。该设计能够在不增加旋动装置的数量的基础上增加气箱在进气阶段的行走路程，延长进气时间，保证进气的充分性。进而有效的减小设备运行成本。

过本实施例介绍的能量转换装置，占地面积小，结构设计灵活，可根据需要设计设备的大小，并且本实用新型介绍的能量转换装置结构简单，无需人工操作或复杂的维护操作。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括绕其中心旋转的旋动装置，沿所述旋动装置的周向设置的环状的气箱组件，输送气体的输送装置，控制所述输送装置通断的进气输送开关；所述进气输送开关设置在所述旋动装置上；所述气箱组件由间隔件分隔为互不相通的多个气箱；所述气箱包括高压气箱和低压气箱，所述高压气箱设置于所述低压气箱至少一侧的壁上；所述输送装置的出气端位于所述能量转换装置的下部并能够向所述气箱中导入空气，所述旋动装置至少一部分浸没于浮力介质中，所述浮力介质的密度大于空气密度。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述旋动装置为轮状，所述旋动装置包括至少部分位于所述浮力介质上方的第一旋动装置和浸没于所述浮力介质中的第二旋动装置，第一旋动装置和第二旋动装置的径向处于同一平面内；所述进气输送开关设置于所述第二旋动装置上。

3.根据权利要求1或2所述的能量转换装置，其特征在于，所述进气输送开关包括对应于高压气箱的高压进气输送开关和对应于低压气箱的低压进气输送开关；所述高压气箱的容积小于低压气箱的容积。

4.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述气箱上设置有与所述进气输送开关对应的压力开关；所述旋动装置上设置有与所述压力开关对应的、控制所述压力开关开启/关闭的开关控制件。

5.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括辅助导轨，所述辅助导轨设置于所述气箱相对于所述第一旋动装置的另一侧；所述辅助导轨迎向所述第一旋动装置的转动方向的一侧距所述第一旋动装置外侧的距离大于等于所述气箱充气后的尺寸；所述辅助导轨背向所述第一旋动装置的转动方向的一侧距所述第一旋动装置外侧的距离等于所述气箱排气后的尺寸。

6.根据权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，所述气箱上设置有与所述辅助导轨滑动配合卡接的辅助杆。

7.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括设置于所述旋动装置上的电机，以及与所述旋动装置连接的发电机，与所述发电机连接的蓄电装置；所述蓄电装置与所述电机连接。

8.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，所述发电机与所述进气输送开关连接。

9.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括与所述旋动装置连接的发电机，以及与所述发电机连接的蓄电装置。

10.据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一旋动装置的径向尺寸大于所述径向第二旋动装置的尺寸，两者中心的连线与竖直方向呈一定角度，所述角度的范围为0°～45°。