CN219740229U - 一种涡流管温差发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涡流管温差发电装置，包括扇叶，圆环支架，中空支撑圆柱，支架，传动轴，主动齿轮Ⅰ，从动齿轮Ⅰ，连接轴，主动齿轮Ⅱ，从动齿轮Ⅱ，齿轮支架，涡轮增压器，进气管，空气滤清器，出气管，涡流管，冷端出气管，热端出气管，温差发电模块。装置利用高层建筑的顶楼气流吹动扇叶带动涡轮增压器压缩气体，最终产生冷热温差并利用温差发电片进行发电。由于采用垂直轴扇叶，占用空间小，而且装置发电所需的风力不高，因此在高层建筑楼顶可以安装多台，最大限度的利用顶层的面积，产生的电能可以利用储能装置存储起来为公用设施进行供电，达到节约能源的目的。装置采用温差发电原理进行发电，运行声音低，不会造成噪音污染。

Description

一种涡流管温差发电装置

技术领域

本实用新型涉及风力发电技术利用领域，尤其涉及一种涡流管温差发电装置。

技术背景

能源是推动社会经济发展的重要动力。近年来，越来越多的国家开始改变传统能源结构，降低社会以及工业生产对化石能源的利用，加大对清洁新能源的研发投入，使其能够在未来代替化石燃料，从而改善环境问题。

城市建筑普遍以高层建筑居多，楼顶风速一般在2～3m/s之间，如果将这些风资源利用起来进行发电，产生的电量也会很可观。传统的风力发电机由于扇叶结构以及发电机转动的阻力，需要较大的安装环境以及较高的风速，并且在运行过程中会产生噪音，因此提出了一种涡流管温差发电装置，涡流管是一种将压缩气体进行冷热分离的装置，其冷端和热端的温度差别较大，将涡流管与温差发电片结合起来，利用风扇和压缩机将空气压缩，产生的压缩气体导入涡流管中生成温差，利用温差发电片进行发电，产生的电能可以利用蓄电池储存起来为公用设施供电，达到节能减排的目的。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种涡流管温差发电装置，涡流管与温差发电片结合起来，利用风扇和压缩机将空气压缩，产生的压缩气体导入涡流管中生成温差，利用温差发电片进行发电，达到节能减排的目的。

一种涡流管温差发电装置，包括扇叶，圆环支架，中空支撑圆柱，支架，传动轴，主动齿轮Ⅰ，从动齿轮Ⅰ，连接轴，主动齿轮Ⅱ，从动齿轮Ⅱ，齿轮支架，涡轮增压器，进气管，空气滤清器，出气管，涡流管，冷端出气管，热端出气管，温差发电模块。所述扇叶由三个叶片以及上下侧的圆环支架组成，叶片间隔120℃；所述圆环支架内侧安装有轴承，减少扇叶转动时的摩擦阻力；所述中空支撑圆柱外侧上下两端有卡槽，固定圆环支架内侧的轴承；所述上侧的圆环支架中心有键槽孔，传动轴通过平键固定在键槽孔上；所述传动轴穿过中空支撑圆柱内侧，并且传动轴下端安装轴承；所述轴承外圈紧贴中空支撑圆柱内壁，保证传动轴绕中心旋转；所述传动轴下端安装在齿轮组的主动齿轮Ⅰ上；所述齿轮组的主动齿轮Ⅰ与从动齿轮Ⅰ啮合，从动齿轮Ⅰ与主动齿轮Ⅱ通过连接轴连接在一起，连接轴安装在齿轮支架上，从动齿轮Ⅱ安装在涡轮增压器驱动轴上；所述涡轮增压器进气口和空气滤清器通过进气管相连；所述涡轮增压器出气口和涡流管进气口通过出气管连接；所述涡流管有两个出气口，分别通过冷端出气管和热端出气管连接到温差发电模块；所述温差发电模块由两侧的铜质导温管和中间的温差发电片组成；所述支架上端固定在中空支撑圆柱上，下端支撑杆安装发电装置的各个模块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述齿轮组由主动齿轮Ⅰ、从动齿轮Ⅰ、连接轴、主动齿轮Ⅱ、从动齿轮Ⅱ、齿轮支架组成。

作为上述技术方案的进一步改进，所述涡流管产生的冷热气流通过冷端出气管和热端出气管输送到导温管内部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架下侧焊接有三角形固定骨架，增强支架稳定性，并且为装置的各个部件提供安装位置。

与现有技术相比，本实用新型的主要优点在于：城市建筑普遍以高层建筑居多，楼顶风速一般在2～3m/s之间，传统的风力发电机由于扇叶结构以及发电机转动的阻力，需要较大的安装环境以及较高的风速，并不适合在高层安装。本实用新型装置扇叶采用垂直螺旋形状，受风面积大，在风速较低的情况下也可以为装置提供足够的动力，而且装置利用扇叶带动涡轮增压器压缩气体，最终产生冷热温差并利用温差发电片进行发电。由于本实用新型扇叶的结构特殊性，不会占用很大的空间，而且在低风速下也可以正常发电，因此在高层建筑楼顶可以进行多台环绕式布置，最大限度的利用顶层的面积，产生的电能可以利用储能装置存储起来为公用设施进行供电，达到节约能源的目的。除此之外由于本实用新型采用温差发电原理进行发电，装置运行声音低，不会对周围居民造成噪音污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为装置主视图。

图2为装置右侧示意图。

图3为装置后视图。

图中各标号表示为：1-扇叶、2-圆环支架、3-中空支撑圆柱、4-支架、5-传动轴、6-主动齿轮Ⅰ、7-从动齿轮Ⅰ、8-连接轴、9-主动齿轮Ⅱ、10-从动齿轮Ⅱ、11-齿轮支架、12-涡轮增压器、13-进气管、14-空气滤清器、15-出气管、16-涡流管、17-冷端出气管、18-热端出气管、19-温差发电模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图3所示，本实施例中的涡流管温差发电发电装置，包括扇叶1、圆环支架2、中空支撑圆柱3、支架4、传动轴5、主动齿轮Ⅰ6、从动齿轮Ⅰ7、连接轴8、主动齿轮Ⅱ9、从动齿轮Ⅱ10、齿轮支架11、涡轮增压器12、进气管13、空气滤清器14、出气管15、涡流管16、冷端出气管17、热端出气管18、温差发电模块19。扇叶1由三个叶片以及上下侧的圆环支架2组成，叶片间隔120℃，圆环支架2内侧安装有轴承，减少扇叶1转动时的摩擦阻力；中空支撑圆柱3外侧上下两端有卡槽，固定圆环支架2内侧的轴承，从而使得扇叶1绕中空支撑圆柱3旋转；上侧圆环支架2中心有键槽孔，安装有传动轴5，两者通过平键固定；传动轴5穿过中空支撑圆柱3内侧，下端安装轴承，轴承外圈紧贴中空支撑圆柱3内壁，保证传动轴5绕中心旋转，传动轴5下端安装在齿轮组的主动齿轮Ⅰ6上；齿轮组由主动齿轮Ⅰ6、从动齿轮Ⅰ7、连接轴8、主动齿轮Ⅱ9、从动齿轮Ⅱ10、齿轮支架11组成，主动齿轮Ⅰ6与从动齿轮Ⅰ7啮合，从动齿轮Ⅰ7与主动齿轮Ⅱ9通过连接轴8连接在一起，连接轴8安装在齿轮支架11上，从动齿轮Ⅱ10安装在涡轮增压器12驱动轴上；涡轮增压器12进气口和空气滤清器14通过进气管13相连，涡轮增压器12出气口和涡流管16进气口通过出气管15连接；涡流管16有两个出气口，分别通过冷端出气管17和热端出气管18连接到温差发电模块19；支架4保证装置的稳定性，顶端固定在中空支撑圆柱3上，下端支撑杆安装发电装置的各个模块。

发电状态具体工作方式为：风吹动扇叶1转动，带动圆环支架2一同旋转，上侧圆环支架2和传动轴5相连，从而驱动传动轴5转动。传动轴5下端与主动齿轮Ⅰ6相连，将动力传递给齿轮传动组，从动齿轮Ⅱ10安装在涡轮增压器12驱动轴上，齿轮传动组可以将传动轴5传递的转速进行放大，通过从动齿轮Ⅱ10驱动涡轮增压器12进行工作。涡轮增压器12与空气滤清器14通过进气管13相连，通过空气滤清器14过滤灰尘的空气流通至涡轮增压器12，经过涡轮增压器12进行压缩后将压缩空气通过出气管15输送至涡流管16内。涡流管16可以将高压气体转化成冷空气和热空气分别通过两端的出气口排出，经由涡轮增压器12压缩之后生成的高压气体被输送至涡流管16中，产生冷热两种气流，再通过两端连接的冷端出气管17和热端出气管18将气流输送至温差发电模块19。温差发电模块19由两侧的铜质盘状导温管和中间的温差发电片组成，两种气流流经导温管后，由于铜的温度传导能力好，会在温差发电片两侧形成温度差，从而使得温差发电片进行发电。

本实用新型提供的涡流管温差发电装置，利用高层建筑的顶楼气流吹动扇叶带动涡轮增压器压缩气体，最终产生冷热温差并利用温差发电片进行发电。由于装置扇叶的结构特殊性，不会占用很大的空间，而且装置发电所需的风力不高，因此在高层建筑楼顶可以进行多台环绕式布置，最大限度的利用顶层的面积，产生的电能可以利用储能装置存储起来为公用设施进行供电，达到节约能源的目的。除此之外由于本实用新型采用温差发电原理进行发电，装置运行声音低，不会对周围居民造成噪音污染。

本实施例中，齿轮组由两组圆锥齿轮啮合，且主动齿轮Ⅰ6和主动齿轮Ⅱ9均为大齿轮，且从动齿轮Ⅰ7和主动齿轮Ⅱ9通过连接轴8传动，连接轴8中间安装轴承，轴承外圈嵌套在齿轮支架11上。齿轮组可以将传动轴5传输的转速进行放大处理后经由从动齿轮Ⅱ10传递给涡轮增压器12驱动轴，驱动涡轮增压器12中的涡轮高速旋转，进行压缩空气。

本实施例中，空气滤清器14的作用是过滤空气中的灰尘杂质以及沙尘颗粒物，防止颗粒物堵塞管道以及损伤涡轮增压器12叶片，造成空气压力不足，发电效率下降。

本实施例中，发电所用的动力来源为风能，产生的电能可以通过储能电池存储起来为其他设施供电，节省公共资源运行成本，且装置结构简单，占地空间小，成本低廉，对安装环境要求不高，而且运行声音小，可以在高层楼顶规模化布置安装。

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。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种涡流管温差发电装置，其特征在于：包括扇叶(1)，圆环支架(2)，中空支撑圆柱(3)，支架(4)，传动轴(5)，主动齿轮Ⅰ(6)，从动齿轮Ⅰ(7)，连接轴(8)，主动齿轮Ⅱ(9)，从动齿轮Ⅱ(10)，齿轮支架(11)，涡轮增压器(12)，进气管(13)，空气滤清器(14)，出气管(15)，涡流管(16)，冷端出气管(17)，热端出气管(18)，温差发电模块(19)，所述扇叶(1)由三个叶片以及上下侧的圆环支架(2)组成，叶片间隔120℃；所述圆环支架(2)内侧安装有轴承，减少扇叶(1)转动时的摩擦阻力；所述中空支撑圆柱(3)外侧上下两端有卡槽，固定圆环支架(2)内侧的轴承；所述上侧的圆环支架(2)中心有键槽孔，传动轴(5)通过平键固定在键槽孔上；所述传动轴(5)穿过中空支撑圆柱(3)内侧，并且传动轴(5)下端安装轴承；所述轴承外圈紧贴中空支撑圆柱(3)内壁，保证传动轴(5)绕中心旋转；所述传动轴(5)下端安装在齿轮组的主动齿轮Ⅰ(6)上；所述齿轮组的主动齿轮Ⅰ(6)与从动齿轮Ⅰ(7)啮合，从动齿轮Ⅰ(7)与主动齿轮Ⅱ(9)通过连接轴(8)连接在一起，连接轴(8)安装在齿轮支架(11)上，从动齿轮Ⅱ(10)安装在涡轮增压器(12)驱动轴上；所述涡轮增压器(12)进气口和空气滤清器(14)通过进气管(13)相连；所述涡轮增压器(12)出气口和涡流管(16)进气口通过出气管(15)连接；所述涡流管(16)有两个出气口，分别通过冷端出气管(17)和热端出气管(18)连接到温差发电模块(19)；所述温差发电模块(19)由两侧的铜质导热管和中间的温差发电片组成；所述支架(4)上端固定在中空支撑圆柱(3)上，下端支撑杆安装发电装置的各个模块。

2.根据权利要求1所述的一种涡流管温差发电装置，其特征在于：所述齿轮组由主动齿轮Ⅰ(6)、从动齿轮Ⅰ(7)、连接轴(8)、主动齿轮Ⅱ(9)、从动齿轮Ⅱ(10)、齿轮支架(11)组成。

3.根据权利要求1所述的一种涡流管温差发电装置，其特征在于：所述涡流管(16)产生的冷热气流通过通过冷端出气管(17)和热端出气管(18)输送到导温管内部。

4.根据权利要求1所述的一种涡流管温差发电装置，其特征在于：所述支架(4)下侧焊接有三角形固定骨架，增强支架(4)稳定性，并且为装置的各个部件提供安装位置。