CN103967687A - 温差能转换为机械能用于发电的装置 - Google Patents

Abstract

温差能转换为机械能用于发电的装置，它可用低端热源提供的热能转换成机械能实现高效率的发电；它通过热源加热容器中的液体产生压缩功推动液体从一个容器流至另一个容器或从一个低位置容器转移到高位置的容器，利用释放的流动液体的动能﹑势能推动水轮机运转带动发电机用于发电或其他类设备运转等用途，它具有结构简单，能充分利用低端热源的特点，也可用于电网峰谷的调节。

Description

温差能转换为机械能用于发电的装置

技术领域

本发明涉及一种温差能转换为机械能并且可用于发电等目的的能量转换﹑蓄能技术，尤其是能利用太阳能等低端热源转换为机械能带动发电机组发电或其他类设备运行等用途。

背景技术

因为现有技术在低温低压热能机械发电技术效率低，现在使用的热能机械发电技术都使用高温高压以提高发电效率，以致一些低端的热能无法利用的缺陷，而且高温热电厂或其他工厂排出的低端热源白白浪费，影响了人门全方面﹑低成本的使用热能的目标。

发明内容

针对现有低端的热能发电技术存在能量转换低的缺陷，本发明公开了一种温差能转换为机械能用于发电的装置，可以使用太阳能等低端热源而实现高效的发电，本发明采用的技术方案是：a方案；第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑水轮机（3）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，而且第一压力容器（21）在低点（低海拔）位置，第二压力容器（22）在高点（高海拔）位置，在所述封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体，通过用热源（1）对第一压力容器（21）加热使其容器内部分液体汽化而使容器内压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体经过第二阀门（5）流入第二压力容器（22）存储，转为势能，让第一压力容器（21）的热源（1）停止加热并用散热器（6）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，开启第一阀门（4）关闭第二阀门（5），第二压力容器（22）内的液体经第一阀门（4）快速冲击流过水轮机（3）回到第一压力容器（21），从而带动水轮机（3）运转就能用于带动发电机发电，把存储在第二压力容器（22）的势能﹑动能转换成机械能﹑电能；

同一构思的另一技术方案是：b方案；第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，在封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体，通过用第一热源（11）对第一压力容器（21）加热使其容器内的部分液体汽化而使容器内压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体快速冲击流过第一水轮机（31）进入了用第二散热器（52）降温的第二压力容器（22），快速冲击流过第一水轮机（31）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他设备运转等用途，让第一压力容器（21）的第一热源（11）停止加热并用第一散热器（51）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，关闭第一阀门（4），通过用第二热源（12）对第二压力容器（22）加热使其容器内部分液体汽化而使其压力升高，第二压力容器（22）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第二压力容器（22）内的液体快速冲击流过第二水轮机（32）进入了用第一散热器（51）降温的第一压力容器（21），快速冲击流过第二水轮机（32）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他设备运转等用途，用多个由上所述的基本的循环就能组成不间断的运行模式。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明

图1是本发明的第一实施例的***示意图

图2是本发明的第二实施例的***示意图

图3是本发明的第三实施例的***示意图

图4是本发明的第四实施例的***示意图

图5是本发明的部分可选项的***示意图

图6是本发明的部分可选项的***示意图。

具体实施方式

第一实施例

图（1）中，第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑水轮机（3）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，连接方式是：第一压力容器（21）放置在低海拔位置，第二压力容器（22）放置在高海拔位置；第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第二阀门（5）然后通过管道（7）连接至第二压力容器（22）的进液端口，第二压力容器（22）的进液端口设置在第二压力容器（22）的中上部或顶部；第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第一阀门（4）和水轮机（3）然后通过管道（7）连接至第一压力容器（21）；在所述的封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体；采用来自太阳能升温的蒸汽﹑热水或是热电厂﹑工厂排出的低端热源（1）对第一压力容器（21）的中上部加热使其容器内上部的部分液体汽化而使其压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体经过第二阀门（5）流入第二压力容器（22）存储，转为势能，让第一压力容器（21）的热源（1）停止加热并用散热器（6）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，开启第一阀门（4）关闭第二阀门（5），第二压力容器（22）内的液体经第一阀门（4）快速冲击流过水轮机（3）回到第一压力容器（21），从而带动水轮机（3）运转就能用于带动发电机发电，把存储在压力容器（22）的势能﹑动能转换成机械能﹑电能； 所述的水轮机（3）能适用于各类液体情况下工作；水轮机（3）运转用于带动发电机发电，可选地用水轮机（3）运转而带动其他种类设备运行；所述的第一阀门（4）﹑第二阀门（5）是手动阀门或自动阀门，也包含单向阀；

所述的通过用热源（1）对压力容器（21）加热使其容器内部分液体汽化而使其容器内压力升高，所以在所述封闭***中的单一种类的液体或多种类液体混合的液体其液体的沸点温度低于热源（1）的加热温度。

第二实施例

图（2）中，第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑水轮机（3）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，连接方式是：第一压力容器（21）放置在低海拔位置，第二压力容器（22）放置在高海拔位置；第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第二阀门（5）然后通过管道（7）连接至第二压力容器（22）的进液端口，第二压力容器（22）的进液端口设置在第二压力容器（22）的中上部或顶部；第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第一阀门（4）和水轮机（3）然后通过管道（7）连接至第一压力容器（21）；在所述的封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体；让太阳光热源（1）的照射加热压力容器（21）的中上部使其容器内上部的部分液体汽化而使其压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体经过第二阀门（5）流入第二压力容器（22）存储，转为势能，让第一压力容器（21）的热源（1）停止加热并用散热器（6）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，开启第一阀门（4）关闭第二阀门（5），第二压力容器（22）内的液体经第一阀门（4）快速冲击流过水轮机（3）回到第一压力容器（21），从而带动水轮机（3）运转就能用于带动发电机发电，把存储在压力容器（22）的势能﹑动能转换成机械能﹑电能； 所述的水轮机（3）能适用于各类液体情况下工作；水轮机（3）运转用于带动发电机发电，可选地用水轮机（3）运转而带动其他种类设备运行；图（5）中可选地，太阳光热源（1）采用大面积的受热面，而且设置在第一压力容器（21）外部，采用传热管道连接至第一压力容器（21）内，在传热管道上设置有液体泵（8）用于增加换热效果；所述的热源（1）与散热器（6）设计成一体既能加热也能散热，根据工作需要进行功能切换既能用作热源又能用作散热器。

第三实施例

图（3）中，第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，连接方式是：第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第一阀门（4）和第一水轮机（31）然后通过管道（7）连接至第二压力容器（22），第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第二阀门（5）和第二水轮机（32）然后通过管道（7）连接至第一压力容器（21）；在所述的封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体，采用来自太阳能升温的蒸汽﹑热水或是热电厂﹑工厂排出的低端第一热源（11）对第一压力容器（21）的中上部加热使其容器内上部的部分液体汽化而使其容器内压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体快速冲击流过第一水轮机（31）进入了用第二散热器（62）降温的第二压力容器（22），快速冲击流过第一水轮机（31）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他类设备运转等用途，让第一压力容器（21）的第一热源（11）停止加热并用第一散热器（61）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，关闭第一阀门（4），通过用第二热源（12）对第二压力容器（22）加热使其容器内部分液体汽化而使其容器内压力升高，第二压力容器（22）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第二压力容器（22）内的液体快速冲击流过第二水轮机（32）进入了用第一散热器（61）降温的第一压力容器（21），快速冲击流过第二水轮机（32）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他类设备运转等用途；所述的第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）可选的用单机双向运行的水轮机替代；可选的第一热源（11）与第一散热器（61）设计成一体既能加热也能散热，第二热源（12）与第二散热器（62）设计成一体既能加热也能散热；所述的第一阀门（4）﹑第二阀门（5）是手动阀门或自动阀门，也包含单向阀；

所述的通过用第一热源（11）对第一压力容器（21）或第二热源（12）对第二压力容器（22）加热使其容器内部分液体汽化而使其容器内压力升高，所以在所述封闭***中的单一种类的液体或多种类液体混合的液体其液体的沸点温度低于第一热源（11）和第二热源（12）的加热温度。

第四实施例

图（4）中，第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）﹑第一阀门（4）﹑第二阀门（5）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，连接方式是：第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第一阀门（4）和第一水轮机（31）然后通过管道（7）连接至第二压力容器（22），第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接第二阀门（5）和第二水轮机（32）然后通过管道（7）连接至第一压力容器（21）；

在所述的封闭***中加入单一种类的液体或多种类液体混合的液体，让第一热源（11）太阳光照射加热第一压力容器（21）中上部使其容器内上部的部分液体汽化而使其容器内压力升高，第一压力容器（21）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第一压力容器（21）内的液体快速冲击流过第一水轮机（31）进入了用第二散热器（62）降温的第二压力容器（22），快速冲击流过第一水轮机（31）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他类设备运转等用途，让第一压力容器（21）的第一热源（11）停止加热并用第一散热器（61）冷却，使第一压力容器（21）内的压力降低，关闭第一阀门（4），通过用第二热源（12）对第二压力容器（22）加热使其容器内部分液体汽化而使其容器内压力升高，第二压力容器（22）吸收的热量就转换为动能，表现为膨胀功推动第二压力容器（22）内的液体快速冲击流过第二水轮机（32）进入了用第一散热器（61）降温的第一压力容器（21），快速冲击流过第二水轮机（32）的动能转化为机械能带动发电机用于发电或其他类设备运转等用途；所述的第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）可选的用单机双向运行的水轮机替代；

图（6）中太阳光热源（11）采用大面积的受热面而且设置在第一压力容器（21）外部，采用传热管道连接至第一压力容器（21）内，在传热管道上设置有液体泵（81）用于增加换热效果；太阳光热源（12）采用大面积的受热面而且设置在第二压力容器（22）外部，采用传热管道连接至第二压力容器（22）内，在传热管道上设置有液体泵（82）用于增加换热效果；所述的第一热源（11）与第一散热器（61）设计成一体既能加热也能散热，根据工作需要进行功能切换既能用作热源又能用作散热器；所述的第二热源（12）与第二散热器（62）设计成一体既能加热也能散热，根据工作需要进行功能切换既能用作热源又能用作散热器。

Claims (5)

1.温差能转换为机械能用于发电的装置，包括第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑水轮机（3）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，在封闭***中加入单一种类的液体或两种混合﹑两种以上的多种类液体混合的液体；其特征在于：第一压力容器（21）放置在低海拔位置，第二压力容器（22）放置在高海拔位置；最优选地，第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接至第二压力容器（22）的进液端口，第二压力容器（22）的进液端口设置在第二压力容器（22）的中上部或顶部；最优选地，第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接至第一压力容器（21），而且第二压力容器（22）连接第一压力容器（21）的管道（7）之间设置有水轮机（3）；

第一压力容器（21）设有热源（1），优选地，热源（1）对第一压力容器（21）的加热限定在压力容器上部空间或者热源（1）对第一压力容器（21）的加热促使第一压力容器（21）内上部空间的液体受热汽化膨胀，从而推动第一压力容器（21）内的液体通过管道（7）流向第二压力容器（22）；

最优选地，所述的第一压力容器（21）设有散热器（6）用于冷却第一压力容器（21）；

第二压力容器（22）内的液体通过管道（7）快速冲击流过水轮机（3）回到第一压力容器（21），带动水轮机（3）运转。

2.温差能转换为机械能用于发电的装置，包括第一压力容器（21）﹑第二压力容器（22）﹑第一水轮机（31）﹑第二水轮机（32）用管道（7）依序连接形成一个封闭***，在封闭***中加入单一种类的液体或两种混合﹑两种以上的多种类液体混合的液体；其特征在于：最优选地，第一压力容器（21）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接至第二压力容器（22），第二压力容器（22）的中下部或底部设置有出液端口而且通过管道（7）连接至第一压力容器（21）；

第一压力容器（21）连接第二压力容器（22）的管道（7）之间设置有水轮机（31），第二压力容器（22）连接第一压力容器（21）的管道（7）之间设置有水轮机（32）；

第一压力容器（21）设有第一热源（11），优选地，第一热源（11）对第一压力容器（21）的加热限定在压力容器上部空间或者第一热源（11）对第一压力容器（21）的加热促使第一压力容器（21）内上部空间的液体受热汽化膨胀，从而推动第一压力容器（21）内的液体通过管道（7）快速冲击流过第一水轮机（31）至第二压力容器（22），带动第一水轮机（31）运转；第二压力容器（22）设有第二热源（12），优选地，第二热源（12）对第二压力容器（22）的加热限定在压力容器上部空间或者第二热源（12）对第二压力容器（22）的加热促使第二压力容器（22）内上部空间的液体受热汽化膨胀，从而推动第二压力容器（22）内的液体通过管道（7）快速冲击流过第二水轮机（32）至第一压力容器（21），带动第二水轮机（32）运转；

所述的第一压力容器（21）设有第一散热器（61），用于对第一压力容器（21）散热，第二压力容器（22）设有第二散热器（62）用于对第二压力容器（22）散热。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的温差能转换为机械能用于发电的装置，其特征在于：所述的热源对压力容器加热，加热方式是间接加热或直接加热方式，加热介质包括热液体﹑蒸汽﹑热气体﹑太阳光﹑微波﹑电加热。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的温差能转换为机械能用于发电的装置，其特征在于：可选地，所述的热源对压力容器加热，热源的加热点不在压力容器内而是把热源放置在压力容器外部，通过管道连接压力容器。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的温差能转换为机械能用于发电的装置，其特征在于：可选地，所述的热源与散热器设计成一体既能加热也能散热，既是热源又是散热器。