CN2413051Y - 一种能源装置 - Google Patents

Abstract

一种能源装置它是在由陶瓷隔热漆处理的需要隔热的容器和管路中至少设有三个内有蛇管热交换器的气液换热器,其排出的气流穿过与之对应的气轮机后进入另一个气液换热器的蛇管,经换热器内的低温工质如液氮或液氦冷却成液体经降压缸降压后被注入另一个气液换热器内形成低温工质的循环微动。温差启动器的排气管可与第一个气轮机相连,下通孔可与第一个气液换热器相连。另外还设有与最后一个气液换热器相连的低温液化装置。本发明能为发电机等提供动力。

Description

一种能源装置

本实用新型及一种利用冷能发电装置，特别是汽轮发动机的动力装置。

目前为汽轮发电机提供动力的装置仍是锅炉，其内的被加热工质——水被外面燃烧的燃料加热而汽化产生高压蒸汽，驱动汽轮机进而带动发电机旋转发电。它的不足之处是不仅要消耗大量的水，更主要的是要消耗大量的用于加热的燃料如石油、煤、天然气等能源。为开采、运输和储存这些能源不仅要耗费大量的人力和财力，而且它们在燃烧后排出的废气和废渣又对环境造成污染。本人于1995年6月26日申请的“一种能源装置”中的不足之处在于：在气液交换器内的蛇管下端与相邻的气液交换器的下端通孔相连处，在实践中发现道管在同一个压力状态下，液氮很难完全顺利进入相邻的气液交换器的下端通孔，因而装置运转有一定困难。

本实用新型的目的是设计一种不消耗燃料的以环境温度为高温热源，以液氮液氦，为低温热源经气液交换产生高压常温气流，为气轮机提供动力的能源装置。

本实用新型的目的可认通过以下措施来实现：一种能源装置其特征是：在装置内由陶瓷隔热漆处理的需要隔热的容器和管路中至少设有三个气液换热器，其上下、中心处和侧面液氮添加管口和设有通孔的中空球形壳体内设有上下、两端分别穿过壳体上下部分的蛇管热交换器，每个气液换热器的上通孔均和与之相对应的气轮机的进气口相连，而每个可与发电机相连的气轮机排气口又与相邻的气液换热器的蛇管上端相连，但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，每前一个气液换热器的蛇管下端与相邻的气液换热器的下通孔与降压缸下端相连降压缸上端与蛇管入口管相连，但最后一个气液换热器蛇管的下端则由降压缸与第一个气液换热器的下通孔相连。温差启动器其倒锥形中空壳体半球体顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管，壳体下部的通孔通过设在气液交换器侧下部的添加液阀门的管路可与第一个气液换热器的侧通孔相连，入口处设有低温泵的氮或氦的低温液化装置的输入管与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则穿过与最后一个气液换热器的下通孔相连。温差启动器的外壁上设有换热翅片。降压缸是由缸体和活塞及缸体上端的三通式电磁阀上配有高压气体注入管口和排气管口，缸体下端的三通式电磁阀上配有蛇管下端出液管口和高压注液管和缸内的液面传感器。

本实用新型是利用低温工质经气液换热器与环境温度进行循环温差交换，使临界温度的低温工质迅速气化，产生高压常温气流驱动气轮机及发电机转动进而发电的装置。

本实用新型主要包括有：气液换热器、降压缸、气轮机、发电机、温差起动器、低温泵、低温液化装置和陶瓷隔热漆层。其中气液换热器是由耐低温的金属材料如高锰高镍低碳钢制成的中空球体，在壳体的上下部分最好是中心处各设一个通孔。在壳体的侧壁上设有与低温工质添加管相连的侧通孔。在气液换热器壳体内设有蛇管形热交换器，其上下两端分别穿过壳体上下两部分，最好与壳体的上下通孔相邻。上述气液换热器至少有三个。每个气液换热器的上通孔均通过管路和与之相对应的气轮机的进气口相连，而每个可与发电机或其它动力装置相连的气轮机排气口又通过管路与相邻的气液换热器的蛇管上端相连。但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，使之形成一个循环回路。同时每前一个气液换热器的蛇管下端均通过管路与下面相邻的气液换热器的下通孔由降压缸与下端相连，降压缸上端与蛇管入口由管路相连，但第一个气液换热器蛇管的下端则通过管路与最后一个气液换热器的下通孔相连，其又形成一个循环回路。上述的气液换热器。上外还设有温差起动器，它有一个易脱冰的中空倒锥形壳体，球形顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管。其下部的通孔与之相连的管路和阀门可将其与第一个气液换热器的低温工质的添加管相连，并可使其内的液态循环低温工质，如液氮或液氦进入温差起动器内，使低温工质通过温差起动器壳体与环境温度进行热交换。液态循环低温工质受热迅速升温气化，产行常温高压气液。为增加热交换效果，最好在温差起动器的外壁上设有换热翅片。温差起动器产生的高压气流进入第一个气轮机驱动其旋转，由气轮机排出的气流则进入第二个与之相邻的气液换热器的蛇管上端，在蛇管通过气液换热器时被蛇管外的液态低温工质冷却又变成液态低温工质，从蛇管的下端排出经降压缸下端的入口，进入降压缸底部随着液体的增多缸内活塞上浮，至顶部时，活塞触动液面控制仪开关及串联控制的降压缸下的三通式电磁阀，使进液阀口关闭，出液阀口并启，同时降压缸上端的三通式电磁阀。将排气阀开关关闭。增压气阀开启，使气液交换器蛇管入口管内高压气推动活塞下压。使液氮在高压和重力下被注入气液换热器内。而第二个气液换热器内的液态低温工质在冷却蛇管内的气态常温工质温差交换下又被升温气化，产生高压气流进入第二个气轮机。依此类推，使每一个气液换热器及气轮机都工作起来，这时可关闭与温差起动器相连的阀门。为减少低温工质冷能的损失，要将温差起动器与循环系统断开，于是低温工质在各气液换热器和气轮机之间进行闭路循环。低温工质在运行过程中也会有微量的冷能损失，因此，需设有补偿冷损失的相对于液氮或液氦的低温液化装置。管路上设有低温泵的低温液化装置的输入管通过管路与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则通过管路与最后一个气液换热器的下通孔相连。该低温液化装置除具有上述作用，还能控制低温工质气化产生的高压气流的压力，使它保持在一定的压力范围内。如果低温液化装置将系统中的低温工质全部冷至临界温度以下则整个系统停止运行。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、一次性投资少，仅是同等发电功率的火力发电厂的20％。

2、低温工质的原料取自大气空间，特别是氮气在大气中约占80％，是取之不尽的，而且低温工质只是在闭路中进行温差交换下消耗。

3、本实用新型的低温液化装置可由与系统相连的一个发电机供电，因此不需外界能源。

4、由于不需要燃料燃烧提供动力因而节约大量的劳动力和占国民经济60％的物力，也节约了大量的发电用水及冷却用水，同时还不会产生任何环境污染。

5、该能源装置可使电站建在城市中心，这样可以减少远距离输变电过程中的电损失及输电设备的一次性投资和维护费用。它也可安装在航天或航空工具上，为其提供发电动力。

图面说明如下；

图1是本实用新型的示意简图。

图2是图1中气液换热器的主视剖面示意图。

图3是图1中降压缸主视剖面示意简图。

图4是图1中温差起动器主观示意简图。

图5是图1中温差起动器A—A视图。

在图1所示的本实用新型的一种能源装置的主视剖面示意简图中，其特征是：装置内由陶瓷隔热漆处理的需要隔热的容器和管路中至少设有三个气液换热器1，其上下11、12中心处和侧面液氮添加管口16和设有通孔的中空球形壳体10内设有上下14、15端分别穿过壳体上下部分的蛇管热交换器13，每个气液换热器的上通孔均和与之相对应的气轮机2的进气口相连，而每个可与发电机3相连的气轮机排气口又与相邻的气液换热器的蛇管上端相连，但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，每前一个气液换热器的蛇管下端与相邻的气液换热器的下通孔与降压缸7下端相连降压缸上端与蛇管入口管相连，但最后一个气液换热器蛇管的下端则由降压缸与第一个气液换热器的下通孔相连。温差启动器8其倒锥形中空壳体17半球体顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管18，壳体下部的通孔19通过设在气液交换器侧下部的添加液阀门6的管路可与第一个气液换热器的侧通孔相连，入口处设有低温泵5的氮或氦的低温液化装置4的输入管与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则穿过与最后一个气液换热器的下通孔相连。

在图2所示的本实用新型的气液热器的主视剖面示意简图中，由高锰高镍低碳钢制成的中空球体10上下中心处各设一通孔11、12，该壳体内设有蛇管形热交换器13，其上下两端14、15分别穿过壳体上下两部分并与上下通孔相邻。在该壳体的侧壁上设有侧通孔16。

在图3所示的本实用新型的降压缸的主视剖视面简图中，由缸体21和活塞22及缸体上端的三通式电磁阀24上配有高压气体注入管口25和排气管口23、缸体下端的三通式电磁阀27上配有蛇管下端液体图流管口26和高压注液管口28及缸内液面传感器29。

在图4和图5所示的本实用新型温差起动器的示意简图中，由高锰高镍低碳钢制成的中空倒锥形壳体17球形顶上设有排气18。在壳体的下部设有通孔19。在温差起动器的外壁上设有换热翅片20。

Claims (3)

1、一种能源装置，其特征是：装置内由陶瓷隔热漆处理的需要隔热的容器和管路中至少设有三个气液换热器(1)，其上下(11)、(12)中心处和侧面液氮添加管口(16)和设有通孔的中空球形壳体(10)内设有上下(14)、(15)两端分别穿过壳体上下部分的蛇管热交换器(13)，每个气液换热器的上通孔均和与之相对应的气轮机(2)的进气口相连，而每个可与发电机(3)相连的气轮机排气口又与相邻的气液换热器的蛇管上端相连，但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，每前一个气液换热器的蛇管下端与相邻的气液换热器的下通孔与降压缸(7)下端相连降压缸上端与蛇管入口管相连，但最后一个气液换热器蛇管的下端则由降压缸与第一个气液换热器的下通孔相连。温差启动器(8)其倒锥形中空壳体(17)半球体顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管(18)，壳体下部的通孔(19)通过设在气液交换器侧下部的添加液阀门(6)的管路可与第一个气液换热器的侧通孔相连，入口处设有低温泵(5)的氮或氦的低温液化装置(4)的输入管与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则穿过与最后一个气液换热器的下通孔相连。

2、根据权利要求1所述的一种能源装置，其特征是：温差启动器的外壁上设有换热翅片(20)。

3、根据权利要求1所述的一种能源装置其特征是：降压缸是由缸体(21)和活塞(22)及缸体上端的三通式电磁阀(24)上配有高压气体注入管口(25)和排气管口(23)，缸体下端的三通式电磁阀(27)上配有蛇管下端出液管口(26)和高压注液管(28)和缸内的液面传感器(29)。

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