專利名稱：微型熱發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種發(fā)電機(jī)技術(shù)，尤其是一種直接利用熱能作為動(dòng)力的微型熱發(fā)電機(jī)組。
背景技術(shù)：
發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，國防，科技及日常生活中有廣泛的用途。 當(dāng)前的發(fā)電機(jī)主要由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng)，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過曲軸輸出傳給發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。這類傳統(tǒng)式的發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu)上存著著難以克服的缺點(diǎn)而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的機(jī)械能量利用不充分，造成能量損失，限制了發(fā)電機(jī)的發(fā)電量不能提高，同時(shí)也導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的體積龐大。 由于現(xiàn)在的世界性的能源緊張，發(fā)電效率的提高對節(jié)省能源是非常的有利。同時(shí)，渦旋機(jī)械自19世紀(jì)初期由法國工程師克拉斯(CRUEX)提出后，經(jīng)過多年的發(fā)展，已取得了工業(yè)化的應(yīng)用。由于渦旋機(jī)械具有容積效率高、體積小、噪聲低、動(dòng)力平衡良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬廣，在空調(diào)、泵送液體、增壓氣體等方面已有應(yīng)用，也有將渦旋機(jī)械作為膨脹機(jī)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上的構(gòu)思。這種構(gòu)思的渦旋式發(fā)動(dòng)機(jī)，屬于外燃式熱機(jī)，由外界將高溫高壓氣體輸入渦旋機(jī)械中讓其膨脹做功輸出動(dòng)力。
發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明就是針對上述熱機(jī)的缺點(diǎn)，結(jié)合渦旋機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開發(fā)出高效節(jié)能的微型熱發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明將液態(tài)的工作介質(zhì)直接輸入渦旋機(jī)械的中心壓縮腔中受熱瞬間蒸發(fā)膨脹，推動(dòng)渦旋盤工作而輸出動(dòng)力，輸出的動(dòng)力通過傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作輸出電力實(shí)現(xiàn)發(fā)電目的。由于工作介質(zhì)是在渦旋盤的中心壓縮腔吸熱膨脹做功，做功后排出的同時(shí)也將渦旋盤相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的熱帶走，這樣既解決了渦旋盤相對運(yùn)動(dòng)時(shí)由于高溫而變形咬死的現(xiàn)象，也降低了潤滑性能及高溫密封材料的要求，從而大大降低了微型熱發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)難度。同時(shí)，由于本發(fā)明系統(tǒng)是直接將工作介質(zhì)以液態(tài)輸入而不是將高溫高壓氣體輸入，可以節(jié)省了制造高溫高壓氣體的能量與機(jī)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，降低制造成本的目標(biāo)。

附圖1是本實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其中包括熱源1、循環(huán)泵2、換熱盤管3、渦旋盤4、渦旋盤5、動(dòng)力輸出軸6、散熱器7、循環(huán)泵8、熱馬達(dá)9、進(jìn)液口 10、渦盤進(jìn)液口 11、液管12、排氣口 13、發(fā)電機(jī)14。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。[0008] 如附圖1所示，首先將熱源1的輸出口與循環(huán)泵2的入口連接，循環(huán)泵2的出口與 熱馬達(dá)9內(nèi)的換熱盤管3入口連接，換熱盤管3的出口再與熱源1的輸入口連接，形成熱循 環(huán)。換熱盤管3也可以是板式換熱器、管殼式換熱器、管翅式換熱器、板翅式換熱器 熱馬達(dá)9的排氣口 13與散熱器7相連，散熱器7出口與循環(huán)泵8的入口相接，循 環(huán)泵8的出口與熱馬達(dá)9的進(jìn)液口 10相接，熱馬達(dá)9的進(jìn)液口 IO與渦盤進(jìn)液口 ll之間通 過液管12相連，形成一個(gè)膨脹循環(huán)，而液管12是通過換熱盤管3的中心進(jìn)行吸熱。 換熱盤管3是置于熱馬達(dá)9之內(nèi)，與渦旋盤4、渦旋盤5、液管12組成熱馬達(dá)9的 主體。同時(shí)，換熱盤管3也可以置于熱馬達(dá)9主體外殼之外。渦旋盤5通過動(dòng)力輸出軸6 與發(fā)電機(jī)14相連。 當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，循環(huán)泵2將熱介質(zhì)從熱源1中泵入換熱盤管3中，與液管12進(jìn)行 熱交換，使液管12中的工作介質(zhì)吸收熱量進(jìn)行預(yù)熱；被吸收了熱量而降低溫度的熱介質(zhì)循 環(huán)回到熱源1中再吸收熱量進(jìn)行周而復(fù)始的熱交換循環(huán)。在液管12中吸收了熱量進(jìn)行預(yù) 熱的工作介質(zhì)通過渦旋盤4上的渦盤進(jìn)液口 ll進(jìn)入到渦旋盤對的中心壓縮腔中迅速蒸發(fā) 膨脹吸熱，推動(dòng)渦旋盤5運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力，動(dòng)力則通過動(dòng)力輸出軸6傳輸?shù)桨l(fā)電機(jī)14上驅(qū)動(dòng) 其工作輸出電力，實(shí)現(xiàn)發(fā)電的目的。同時(shí)汽化并吸收了渦旋盤熱量的工作介質(zhì)從熱馬達(dá)9 的排氣口 13排出進(jìn)入散熱器7，將熱量散去冷凝為液態(tài)，液態(tài)的工作介質(zhì)通過循環(huán)泵8泵入 熱馬達(dá)9中的液管12預(yù)熱再進(jìn)入渦旋盤的中心壓縮腔汽化膨脹吸熱，就這樣進(jìn)行周而復(fù)始 的膨脹循環(huán)，使到動(dòng)力源源不斷的輸出，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定電力輸出功能。在這個(gè)發(fā)電系統(tǒng) 中，熱馬達(dá)9中的渦巻對可以是兩對以上進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)以加大動(dòng)力輸出的總量。 綜上所述，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn) (1)結(jié)構(gòu)簡潔緊湊本發(fā)明利用工作介質(zhì)的熱脹冷縮的特性，將渦旋機(jī)械的中心 壓縮腔作為膨脹腔直接在其中膨脹推動(dòng)渦旋盤工作，省卻了提供高溫高壓氣體的設(shè)備，從 結(jié)構(gòu)上大簡化了發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。 (2)節(jié)能能源直接膨脹，可以節(jié)省高溫高壓氣體在輸送過程中的熱量散失，減少 了能源的浪費(fèi)。同時(shí)工作介質(zhì)膨脹時(shí)主要是吸收了渦旋機(jī)械本身的熱量，需要要外界提供 的熱量較少，所以耗費(fèi)的提供熱量的能源較少。 (3)環(huán)保膨脹做完功的介質(zhì)再循環(huán)工作，沒有將大量的廢氣排入大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn) 環(huán)保目標(biāo)。
權(quán)利要求一種微型熱發(fā)電機(jī)組，其主要特征是由熱源、兩個(gè)循環(huán)泵、熱馬達(dá)、動(dòng)力輸出軸、散熱器及液管構(gòu)成；熱源與循環(huán)泵、熱馬達(dá)內(nèi)的換熱盤管相繼連通；熱馬達(dá)內(nèi)的渦旋機(jī)構(gòu)排氣口與散熱相連，散熱器與另一循環(huán)泵相連，該散熱器之后的循環(huán)泵的出口通過液管與熱馬達(dá)內(nèi)的渦旋機(jī)構(gòu)的渦盤進(jìn)液口相連，液管通過熱馬達(dá)內(nèi)換熱盤管的中心。
2. 如權(quán)利要求1所述的微型熱發(fā)電機(jī)組，其特征是動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)與熱馬達(dá)內(nèi)的渦旋盤相連。
3. 如權(quán)利要求1所述的微型熱發(fā)電機(jī)組，其特征是熱馬達(dá)內(nèi)的換熱盤管可以置于熱馬達(dá)外。
4. 如權(quán)利要求1所述的微型熱發(fā)電機(jī)組，其特征是散熱后的循環(huán)泵到熱馬達(dá)的渦盤進(jìn)口這段管是液管。
5. 如權(quán)利要求1所述的小型發(fā)電機(jī)，其特征在于給工作介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱的換熱盤管可以是板式換熱器、管殼式換熱器、管翅式換熱器、板翅式換熱器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型熱發(fā)電機(jī)組，其特征在于作為膨脹機(jī)的渦旋機(jī)構(gòu)最少有一對。
專利摘要一種微型熱發(fā)電機(jī)組，針對熱機(jī)的熱效率轉(zhuǎn)化率低的缺點(diǎn)，結(jié)合渦旋機(jī)械的渦旋結(jié)構(gòu)及其容積效率高、動(dòng)力平衡性好的特點(diǎn)，將液態(tài)的工作介質(zhì)直接輸入渦旋機(jī)械的中心壓縮腔中瞬間蒸發(fā)膨脹輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作輸出電力。其主要特征是由熱源、兩個(gè)循環(huán)泵、熱馬達(dá)、動(dòng)力輸出軸、散熱器及液管構(gòu)成；熱源與循環(huán)泵、熱馬達(dá)內(nèi)的換熱盤管相繼連通；熱馬達(dá)內(nèi)的渦旋機(jī)構(gòu)排氣口與散熱相連，散熱器與另一循環(huán)泵相連，該散熱器之后的循環(huán)泵的出口通過液管與熱馬達(dá)內(nèi)的渦旋機(jī)構(gòu)的渦盤進(jìn)液口相連，液管通過熱馬達(dá)內(nèi)換熱盤管的中心。
文檔編號F01K25/02GK201461010SQ20092010837
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者孫江榕, 歐陽昌朋, 胡欣, 郎風(fēng) 申請人:神朗通(北京)新能源科技有限公司