一種燃?xì)鉁夭顭崮馨l(fā)電裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于熱能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱能轉(zhuǎn)換器兩端有微小溫差能擺動(dòng)發(fā)電的熱能發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)化生產(chǎn)用的熱能發(fā)電裝置有以下幾種:燃煤火力發(fā)電、燃?xì)饣鹆Πl(fā)電、核能熱力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電和太陽(yáng)熱能發(fā)電裝置等。雖然它們規(guī)模有很大差別，但都是用水產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，用高壓蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)(或汽輪機(jī))，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。問(wèn)題是都需要保溫抗高壓的設(shè)備或管線，另外要有加熱和冷凝循環(huán)系統(tǒng)。這種熱能發(fā)電裝置投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，系統(tǒng)復(fù)雜，生產(chǎn)成本和維護(hù)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了避免現(xiàn)有熱能發(fā)電中高溫高壓模式，克服存在的對(duì)熱資源要求高，熱能轉(zhuǎn)化率低，投資大，設(shè)備復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性難保證等問(wèn)題，本發(fā)明推出一種燃?xì)鉁夭顭崮馨l(fā)電裝置。該熱能發(fā)電裝置可以利用燃?xì)饧訜釤崮苻D(zhuǎn)換器一端，使轉(zhuǎn)換器兩端產(chǎn)生溫差，熱能轉(zhuǎn)換器發(fā)生擺動(dòng)，不產(chǎn)生高溫高壓，不需要加熱和冷凝循環(huán)系統(tǒng)，將熱能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由間隙轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閯蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，由低速轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)楦咚俎D(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:該熱能發(fā)電裝置由三部分組成:熱能轉(zhuǎn)換器，棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和發(fā)電輸入裝置。
[0005]熱能轉(zhuǎn)換器
[0006]該轉(zhuǎn)換器含兩個(gè)一端開口的長(zhǎng)管頸容器，一個(gè)口徑管徑大，另一個(gè)口徑管徑小。另一端不開口，是大于管徑的大頭。管部可以是圓筒形或非圓筒形；頭部可以是空心的球形或非球形；容器材質(zhì)是金屬的。將兩容器開口相對(duì)，口徑管徑小的插入口徑管徑大的里面，進(jìn)行套接。在套接前向口徑管徑小的容器中注入一定量的低溶點(diǎn)液體物質(zhì)(可以是單質(zhì)的，也可以是混合物)，將口徑管徑小的容器垂直放置，將口徑管徑大的容器從上套入，套接到位后，將套接的兩管壁之間用密封材料進(jìn)行密封，使容器內(nèi)的氣體和液體無(wú)法溢出。形成一個(gè)兩端大頭的密封大整體，其傾斜時(shí)在頭部形成兩個(gè)氣室(如圖2)。
[0007]先將密封大整體容器兩端水平放置，在管頸中部找出垂直管頸的水平位置平衡軸線，從平衡軸線向左端作水平位移，找出合適的支撐軸線(如圖3)。該支撐軸線須滿足下面條件:
[0008]以該軸線為軸心，重心一端(A端)力矩變大，向下擺動(dòng)，使A端降低而另一端(B端)升高，上端部的液體水平面高于下端部的水平面，并在兩端部形成兩個(gè)氣室。在A端安裝燃?xì)馊紵鳎?dāng)A端降低，燃燒器燃燒，低端(A端)溫度增高，其頭部氣室內(nèi)液體的飽和蒸氣壓變大，相對(duì)高端(B端)氣室空間內(nèi)的飽和蒸氣壓為正氣壓差，推動(dòng)液體向上移動(dòng)，造成重心移向支撐軸線，繼而越過(guò)支撐軸線，使A端上擺，B端下擺。在擺動(dòng)的過(guò)程中，由于管內(nèi)的液體流向B端頭部，向下力矩逐步加大，再加上動(dòng)壓頭的作用，擺動(dòng)加快。將擺動(dòng)到水平位置附近時(shí)，A、B兩端氣室的氣體貫通，兩端氣體壓力差為零，動(dòng)壓頭亦為零。由于A端的力矩又變大，又開始向下擺動(dòng)，恢復(fù)成原先的兩個(gè)隔斷氣室，此時(shí)恢復(fù)到起始狀態(tài)，完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。這樣在溫度差的作用下，熱能不斷地轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，周而復(fù)始，循環(huán)不斷。
[0009]滿足上述條件的支撐軸線為該熱能轉(zhuǎn)換器的合適支撐軸線。A端在下時(shí)燃?xì)馊紵P被點(diǎn)火，而當(dāng)該端上擺時(shí)燃?xì)馊紵P熄火。
[0010]兩個(gè)一端開口的長(zhǎng)管頸容器，管徑和口徑可以不同，如上述；也可以是相同的，當(dāng)相同時(shí)，可用加中間套管套接密封方式或金屬焊接方式。
[0011]棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0012]設(shè)熱能轉(zhuǎn)換器的中間管部為圓筒形。(如圖4)有兩個(gè)可鎖定在一起的半圓散熱瓦件，兩個(gè)半圓散熱瓦件形成的圓孔直徑等于熱能轉(zhuǎn)換器外管徑。在一個(gè)散熱瓦件兩側(cè)有兩個(gè)同心軸，同心軸的兩個(gè)外端面有錐形中心孔。同心軸軸心線與兩半圓散熱瓦件形成的圓孔中心線垂直交叉，組裝時(shí)，將同心軸軸心線與熱能轉(zhuǎn)換器支撐軸線重合，用瓦件包住熱能轉(zhuǎn)換器的外管頸部，鎖定兩瓦件形成支撐同心軸，使之為一體。在一側(cè)同心軸上有一臺(tái)階，臺(tái)階外圓帶螺紋，與飛輪內(nèi)孔螺紋匹配(飛輪即鏈輪和內(nèi)齒圈棘輪復(fù)合件，結(jié)構(gòu)及工作原理與自行車飛輪相同，如圖8)，將飛輪旋固在同心軸臺(tái)階上，這樣熱能轉(zhuǎn)換器與兩瓦件和飛輪就成為一組裝件。
[0013]兩個(gè)半圓散熱瓦件是金屬件并設(shè)計(jì)有散熱脊，有好的導(dǎo)熱性和散熱性，可以保持熱能轉(zhuǎn)化器上端部液態(tài)物質(zhì)的溫度和環(huán)境溫度一致。
[0014]傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩側(cè)是支撐架，兩架下部剛性連接，其上部各有一個(gè)螺紋孔，兩螺紋孔同心且水平。將上述組裝件放置于兩架之間，支撐同心軸的兩個(gè)外端面的錐形中心孔與支撐架上的螺紋孔對(duì)正，從螺紋孔各旋入一個(gè)帶螺紋的錐頭頂絲，頂絲的錐頭頂入錐形中心孔，形成一對(duì)滑動(dòng)軸承，再?gòu)膬身斀z外端旋入兩固緊螺帽，將兩個(gè)錐頭頂絲固定在支撐架上。
[0015]這樣熱能轉(zhuǎn)換器兩端的上下擺動(dòng)傳遞到飛輪，通過(guò)內(nèi)齒圈棘輪，形成飛輪外大鏈輪的間隙轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)過(guò)鏈條傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞到小鏈輪和小鏈輪軸上。
[0016]為了獲得小鏈輪軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，若干個(gè)上述攜帶熱能轉(zhuǎn)換器的棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿支撐同心軸軸向并列運(yùn)行，其小鏈輪安裝在同一水平長(zhǎng)軸上，動(dòng)力通過(guò)各自鏈條傳遞到各自對(duì)應(yīng)的小鏈輪上，帶動(dòng)長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，各個(gè)熱能轉(zhuǎn)換器液體質(zhì)量或成分是不同的，這就使各個(gè)熱能轉(zhuǎn)換器擺動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短和幅度大小不同。在若干個(gè)小鏈輪作用下使小鏈輪長(zhǎng)軸上間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的間隙變得無(wú)限小，成為工程意義上的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]在熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過(guò)程中可以利用上述帶有內(nèi)齒圈棘輪的飛輪機(jī)構(gòu)，也可以采用其他齒嚙式棘輪機(jī)構(gòu)加鏈輪的組合。也可以是摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)加鏈輪的組合。
[0018]在機(jī)械能傳遞中可以是上述鏈輪鏈條傳動(dòng)，也可以是齒輪傳動(dòng)。
[0019]小鏈輪長(zhǎng)軸可以是一根，也可以是若干根短軸對(duì)接而成的。
[0020]支撐架與支撐同心軸間可以是滑動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)或滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以是磁懸浮軸承轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)電輸入裝置
[0021]低速轉(zhuǎn)動(dòng)的大鏈輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行一級(jí)增速。小鏈輪的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)增速齒輪箱，進(jìn)行二級(jí)增速，增速齒輪箱輸出軸轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要求，將動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，從而使熱能通過(guò)機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。
[0022]有益效果
[0023]1，與傳統(tǒng)的熱能發(fā)電相比，本發(fā)電裝置不產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低，安全性高，有很高經(jīng)濟(jì)性。
[0024]2，本發(fā)電裝置熱能轉(zhuǎn)換率高，可以利用低儲(chǔ)量礦區(qū)的甲烷氣、井煤氣、頁(yè)巖氣、煤化氣等燃燒發(fā)電，可以提高燃?xì)饫寐屎徒?jīng)濟(jì)效益，而且能進(jìn)一步減少?gòu)U氣廢熱的排放。
[0025]3，本發(fā)電裝置運(yùn)行不需要其它資源消耗，如水，輔助電源等，對(duì)環(huán)境無(wú)污染無(wú)破壞。
[0026]4，本發(fā)電裝置可大可小，有好的適用性，發(fā)的電可并入電網(wǎng)輸出，也可自成單元，各自解決各種用電需求，對(duì)用電困難地區(qū)有特別意義。
【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]圖1，是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2，是實(shí)施例中的熱能轉(zhuǎn)換原理起始態(tài)透視圖。
[0030]圖3，是實(shí)施例中熱能轉(zhuǎn)換原理平衡態(tài)透視圖。
[0031]圖4，是實(shí)施例中棘輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖。
[0032]圖5，是實(shí)施例中發(fā)電輸入裝置圖。
[0033]圖6，是實(shí)施例中帶燃燒器的熱能轉(zhuǎn)換器與棘輪機(jī)構(gòu)組裝示意圖。
[0034]圖7，是實(shí)施例中的燃燒器構(gòu)造透視圖。
[0035]圖8，是旋式飛輪實(shí)物圖。
[0036]圖9，是旋式飛輪主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖中1.球頭小圓管頸開口金屬容器，2.球頭大圓管頸開口金屬容器，3.平衡軸線，4.支撐軸線，5.B端液體，6.B端氣室，7.A端氣室，8.A端液體，9.兩管壁間密封膠，10.散熱脊，11.連體支撐架，12.錐頭頂絲，13.頂絲固定螺帽，14.旋式飛輪，15.鏈條，16.金屬瓦件同心軸，17.帶軸半圓散熱金屬瓦件，18.半圓散熱金屬瓦件，19.瓦件螺紋孔，20.瓦件通孔，21.瓦件緊固螺栓，22.小鏈輪長(zhǎng)軸，23.小鏈輪，24.齒輪箱輸入軸套，25.增速齒輪箱，26.齒輪箱輸入軸，27.發(fā)電機(jī)，28.齒輪箱輸出軸套，29.齒輪箱輸出軸，30.燃?xì)夤埽?1.調(diào)節(jié)閥，32.主供氣開關(guān)，33.主供氣開關(guān)觸頭，34.主供氣開關(guān)觸角，35.大鏈輪，36.棘輪內(nèi)齒圈，37.千斤，38.棘輪內(nèi)螺紋孔，39.支撐架螺紋孔，40.錐形中心孔，41.火種軟管，42.主供氣軟管，43.燃?xì)馊紵鳎?