專利名稱：一種高溫排氣余熱的利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用那些以燃燒燃料而工作并排放高溫氣體的設(shè)施(如鍋爐、內(nèi)燃機(jī)等)的所排氣體的熱量的裝置，屬一種高溫排氣余熱的利用裝置。
當(dāng)前，內(nèi)燃機(jī)、鍋爐等利用燃料燃燒而進(jìn)行工作的設(shè)施，一般都是將其燃燒后的高溫廢氣直接排入大氣中，造成了能源的浪廢。
本實(shí)用新型的目的旨在提供一種能將燃燒后的高溫排氣中的相當(dāng)部份余熱轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎媚芰康难b置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的用排氣管道將高溫排氣引到裝有沸點(diǎn)不高的工作介質(zhì)的工作介質(zhì)箱下面通過(guò)，讓高溫排氣對(duì)導(dǎo)熱性良好的工作介質(zhì)箱加熱，使工作介質(zhì)氣化并將氣化的工作介質(zhì)導(dǎo)入氣動(dòng)馬達(dá)和散熱器(以對(duì)外界做機(jī)械功和釋放可利用的熱量)后再導(dǎo)入另一個(gè)將氣態(tài)工作介質(zhì)冷凝的工作介質(zhì)箱，當(dāng)產(chǎn)生氣化工作介質(zhì)的工作介質(zhì)箱不能再提供可工作的工作介質(zhì)氣體時(shí)，則可將原來(lái)用于冷凝的工作介質(zhì)箱轉(zhuǎn)變?yōu)闅饣ぷ鹘橘|(zhì)箱，而原先氣化的工作介質(zhì)箱則轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠ぷ鹘橘|(zhì)箱，這樣往復(fù)循環(huán)即能不斷地將高溫排氣中的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎玫臒崮芎蜋C(jī)械能，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型提出的目的。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)闡述


圖1為本實(shí)用新型中高溫排氣系統(tǒng)與工作介質(zhì)箱組合后的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中工作介質(zhì)箱與能量利用機(jī)構(gòu)(氣動(dòng)馬達(dá)和散熱器)組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型對(duì)外提供機(jī)械能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
一個(gè)一端與可排出高溫氣體的設(shè)施(如內(nèi)燃機(jī)或鍋爐等)的高溫氣體排出口相連通的排氣管(1)，其另一端與排氣支管(3)的一端和排氣支管(11)的一端三者相連，在這三條管道相連處裝有一可被控制著封堵排氣支管(3)或(11)的相連管道端口的閥門(2)[閥門(2)使排氣管(1)在任何時(shí)候都只能與排氣支管(3)或(11)兩者之一的內(nèi)管相連通]，排氣支管(3)和(11)的另一端則分別與加熱筒(6)和(8)的前段相連通，前端口被封閉而尾端口開通的加熱筒(6)和(8)的外表上面分別固定安裝著工作介質(zhì)箱(7)和(9)，相互緊貼著并可很好地進(jìn)行熱交換的加熱筒(6)和工作介質(zhì)箱(7)固定安裝在通筒狀的護(hù)腔(5)內(nèi)，而相互緊貼著并可很好地進(jìn)行熱交換的加熱筒(8)和工作介質(zhì)箱(9)則固定在與護(hù)腔(5)相隔離的護(hù)腔(10)內(nèi)，在護(hù)腔(5)和護(hù)腔(10)內(nèi)可分別裝有一電風(fēng)扇(4)和(12)。若本實(shí)用新型用于移動(dòng)的運(yùn)輸工具上時(shí)，在護(hù)腔(5)和(10)的前端口需裝有一可封閉護(hù)腔(5)或護(hù)腔(10)的前端口的封閉門(13)[它使護(hù)腔(5)或護(hù)腔(10)的前端口平時(shí)只能打開一個(gè)，而另一個(gè)則被封閉]。在工作介質(zhì)箱(7)和(9)內(nèi)裝有一種特殊的工作介質(zhì)，該介質(zhì)的沸點(diǎn)為20℃-100℃(之間的一個(gè)溫度(此溫度高于平常自然環(huán)境能達(dá)到的最高溫度，而低于高溫排放氣體的溫度，如50℃)，在工作介質(zhì)箱(7)的頂板上通過(guò)閥(14)固定連接著導(dǎo)管(15)和(16)的一端[閥(14)使導(dǎo)管(15)和(16)中只能有一條導(dǎo)管的內(nèi)管與工作介質(zhì)箱(7)的內(nèi)腔相通，即一條開通，另一條被堵1，同樣，在工作介質(zhì)箱(9)的頂板上通過(guò)閥(21)固定連接著導(dǎo)管(19)和(20)的一端[閥(21)也使導(dǎo)管(19)和(20)兩者之一的內(nèi)管與工作介質(zhì)箱(9)內(nèi)腔相通，即一條開通而另一條被封堵]。道管(16)不被閥(14)固定的另一端與導(dǎo)管(19)相連通，導(dǎo)管(20)不被閥(21)固定的另一端則與導(dǎo)管(15)相連通，導(dǎo)管(15)和(19)之間串連地裝有散熱器(17)和氣動(dòng)馬達(dá)(18)[氣動(dòng)馬達(dá)(18)是一種能被氣流驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)]，氣動(dòng)馬達(dá)兩側(cè)伸出的傳動(dòng)軸可分別通過(guò)離合器(23)和(24)傳動(dòng)發(fā)電機(jī)(22)和制冷動(dòng)力設(shè)備(25)(如空調(diào)制冷壓縮機(jī))。導(dǎo)管(15)、(16)、(19)、(20)、散熱器(17)和氣動(dòng)馬達(dá)(18)以及工作介質(zhì)箱(7)和(9)的內(nèi)腔形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，排氣管(1)、排氣支管(3)和(11)以及加熱筒(6)和(8)組成一個(gè)高溫氣體排放系統(tǒng)[即高溫氣體從排氣管(1)進(jìn)入、經(jīng)排氣支管(3)或(11)后從加熱筒(6)或(8)前段進(jìn)入、尾端排出]，導(dǎo)管(15)、(16)、(19)、(20)、排氣管(1)、排氣支管(3)和(11)以及護(hù)腔(5)和(10)均為導(dǎo)熱性不好的材料制成，而散熱器(17)、加熱筒(6)和(8)以及工作介質(zhì)箱(7)和(9)均由導(dǎo)熱性良好的材料制成。
本實(shí)用新型可用于兩種環(huán)境狀態(tài)下一種是用于用燃料燃燒作為動(dòng)力能源的運(yùn)輸工具(如機(jī)動(dòng)車輛和飛機(jī))的高溫廢氣排放的熱能利用，此時(shí)，它們排出的高溫廢氣通過(guò)排氣管(1)、排氣支管(11)[設(shè)定此時(shí)閥門(2)將排氣支管(3)封堵，而封閉門(13)封閉護(hù)腔(10)的前端口]進(jìn)入加熱筒(8)后排出，熱傳導(dǎo)性好的加熱筒(8)對(duì)導(dǎo)熱性好的工作介質(zhì)箱(9)加熱而使箱內(nèi)工作介質(zhì)受熱后升溫達(dá)到沸點(diǎn)并氣化以在箱內(nèi)形成高壓氣體，此時(shí)，閥(21)使導(dǎo)管(20)與工作介質(zhì)箱(9)不通、導(dǎo)管(19)與工作介質(zhì)箱(9)開通，而閥(14)使導(dǎo)管(15)與工作介質(zhì)箱(7)開通、導(dǎo)管(16)與工作介質(zhì)箱(7)不通，這樣高壓高溫的工作介質(zhì)氣體通過(guò)導(dǎo)管(19)進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)(18)并驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)(18)對(duì)發(fā)電機(jī)(22)或制冷動(dòng)力設(shè)備(25)做功后進(jìn)入散熱器(17)[當(dāng)打開空調(diào)制冷開關(guān)時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)(18)通過(guò)離合器(24)驅(qū)動(dòng)制冷動(dòng)力設(shè)備(25)(以使其驅(qū)動(dòng)的空調(diào)制冷)并斷開離合器(23)而不驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(22)，且此時(shí)散熱器(17)不對(duì)室內(nèi)供熱(當(dāng)然可用于僅對(duì)裝有飲食的容具進(jìn)行保溫或加熱)；當(dāng)將開關(guān)打到升溫時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)(18)通過(guò)離合器(23)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(22)并斷開離合器(24)而不驅(qū)動(dòng)制冷動(dòng)力設(shè)備(25)，此時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)將室內(nèi)空氣循環(huán)流經(jīng)散熱器(17)而對(duì)室內(nèi)加熱；當(dāng)溫控開關(guān)處于既不升溫也不制冷時(shí)，氣動(dòng)馬達(dá)(18)通過(guò)離合器(23)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(22)發(fā)電并斷開離合器(24)而不驅(qū)動(dòng)制冷動(dòng)力設(shè)備(25)，此時(shí)，散熱器(17)也不對(duì)室內(nèi)供熱。]后經(jīng)導(dǎo)管(15)進(jìn)入工作介質(zhì)箱(7)冷凝[此時(shí)因護(hù)腔(10)的端口被封閉，所以工作介質(zhì)箱(9)不易散熱，而護(hù)腔(5)的端口是打開的，機(jī)動(dòng)運(yùn)輸工具在運(yùn)動(dòng)中使空氣流動(dòng)而讓工作介質(zhì)箱(7)的熱量很快地散去以使箱內(nèi)工作介質(zhì)冷凝，若自然空氣流動(dòng)的散熱效果不好則可安裝和使用電風(fēng)扇(4)和(12)分別在需要時(shí)對(duì)工作介質(zhì)箱(7)和(9)吹風(fēng)散熱]。當(dāng)工作介質(zhì)箱(9)內(nèi)的工作介質(zhì)被消耗得難以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)(18)時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)控制閥門(2)封閉排氣支管(11)而開通排氣支管(3)、控制封閉門(13)封閉護(hù)腔(5)的前端端口而打開護(hù)腔(10)的前端端口、控制閥(14)封堵導(dǎo)管(15)而開通導(dǎo)管(16)、控制閥(21)封堵導(dǎo)管(19)而開通導(dǎo)管(20)，此時(shí)，高溫排氣進(jìn)入加熱筒(6)以對(duì)工作介質(zhì)箱(7)加熱而使該箱內(nèi)工作介質(zhì)升溫氣化后經(jīng)導(dǎo)管(16)進(jìn)入導(dǎo)管(19)上段后流經(jīng)氣動(dòng)馬達(dá)(18)、散熱器(17)、導(dǎo)管(15)上段和導(dǎo)管(20)后進(jìn)入工作介質(zhì)箱(9)冷凝[氣動(dòng)馬達(dá)(18)、散熱器(17)的具體工作方式與前面的說(shuō)明相同。另外，在運(yùn)輸工具冷起動(dòng)時(shí)因工作介質(zhì)一時(shí)難達(dá)到沸點(diǎn)，如若需要，可由內(nèi)燃機(jī)或電機(jī)通過(guò)離合器(26)驅(qū)動(dòng)制冷動(dòng)力設(shè)備(25)，而此時(shí)離合器(24)斷開]。
本實(shí)用新型的另一種工作環(huán)境是將本實(shí)用新型安裝在非運(yùn)動(dòng)的高溫排氣的設(shè)施(如鍋爐和非運(yùn)輸工具上的內(nèi)燃機(jī)等)上，其具體的工作方案與用于運(yùn)輸工具上的方案一致，但由于此時(shí)本實(shí)用新型處于靜止不運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在護(hù)腔(5)和護(hù)腔(10)內(nèi)應(yīng)分別安裝電風(fēng)扇(4)和(12)以供工作介質(zhì)箱(7)或(9)需散熱時(shí)吹風(fēng)[當(dāng)然，不用電風(fēng)扇(4)和(12)而改用將冷水引進(jìn)降溫(而升溫時(shí)將水排出)也可]。
由上可見(jiàn)，本實(shí)用新型完成了本實(shí)用新型所提出的目的，是一種高效的節(jié)能裝置。
權(quán)利要求1．一種由排氣管(1)、排氣支管(3)和(11)、加熱筒(6)和(8)、工作介質(zhì)箱(7)和(9)以及散熱器(17)和氣動(dòng)馬達(dá)(18)等組成的高溫排氣余熱的利用裝置，其特征在于一個(gè)一端與可排出高溫氣體的設(shè)施的高溫氣體排出口相連通的排氣管(1)，其另一端與排氣支管(3)的一端和排氣支管(11)的一端三者相連，在這三條管道相連處裝有一可被控制著封堵排氣支管(3)或(11)的相連管道端口的閥門(2)，閥門(2)使排氣管(1)在任何時(shí)候都只能與排氣支管(3)或(11)兩者之一的內(nèi)管相連通，排氣支管(3)和(11)的另一端則分別與加熱筒(6)和(8)相連通，加熱筒(6)和(8)的外表上面分別固定安裝著工作介質(zhì)箱(7)和(9)，相互緊貼著并可很好地進(jìn)行熱交換的加熱筒(6)和工作介質(zhì)箱(7)固定安裝在通筒狀的護(hù)腔(5)內(nèi)，而相互緊貼著并可很好地進(jìn)行熱交換的加熱筒(8)和工作介質(zhì)箱(9)則固定安裝在與護(hù)腔(5)相隔離的護(hù)腔(10)內(nèi)，在工作介質(zhì)箱(7)的頂板上通過(guò)閥(14)固定連接著導(dǎo)管(15)和(16)的一端，閥(14)使導(dǎo)管(15)和(16)中只能有一條導(dǎo)管的內(nèi)管與工作介質(zhì)箱(7)的內(nèi)腔相通，同樣，在工作介質(zhì)箱(9)的頂板上通過(guò)閥(21)固定連接著導(dǎo)管(19)和(20)的一端，閥(21)也使導(dǎo)管(19)和(20)兩者之一的內(nèi)管與工作介質(zhì)箱(9)內(nèi)腔相通，道管(16)不被閥(14)固定的另一端與導(dǎo)管(19)相連通，導(dǎo)管(20)不被閥(21)固定的另一端則與導(dǎo)管(15)相連通，導(dǎo)管(15)和(19)之間串連地裝有散熱器(17)和氣動(dòng)馬達(dá)(18)，氣動(dòng)馬達(dá)兩側(cè)伸出的傳動(dòng)軸可分別通過(guò)離合器(23)和(24)傳動(dòng)發(fā)電機(jī)(22)和制冷動(dòng)力設(shè)備(25)。
2．如權(quán)利要求1所述的高溫排氣余熱的利用裝置，其特征在于導(dǎo)管(15)、(16)、(19)、(20)、散熱器(17)和氣動(dòng)馬達(dá)(18)以及工作介質(zhì)箱(7)和(9)的內(nèi)腔形成一個(gè)封閉的系統(tǒng)，排氣管(1)、排氣支管(3)和(11)與前端口被封閉而尾端口開通的加熱筒(6)和(8)組成了一個(gè)高溫氣體可從排氣管(1)進(jìn)入、經(jīng)排氣支管(3)或(11)后從加熱筒(6)或(8)前段進(jìn)入、尾端排出的高溫氣體排放系統(tǒng)，導(dǎo)管(15)、(16)、(19)、(20)、排氣管排氣支管(3)和(11)以及護(hù)腔(5)和(10)均為導(dǎo)熱性不好的材料制成，而散熱器(17)、加熱筒(6)和(8)以及工作介質(zhì)箱(7)和(9)均由導(dǎo)熱性良好的材料制成。
3．如權(quán)利要求1和2所述的高溫排氣余熱的利用裝置，其特征在于閥門(2)將排氣支管(3)封堵而開通排氣支管(11)時(shí)，封閉門(13)封閉護(hù)腔(10)的前端口，閥(21)使導(dǎo)管(20)與工作介質(zhì)箱(9)不通、導(dǎo)管(19)與工作介質(zhì)箱(9)開通，閥(14)使導(dǎo)管(15)與工作介質(zhì)箱(7)開通、導(dǎo)管(16)與工作介質(zhì)箱(7)不通，閥門(2)封閉排氣支管(11)而開通排氣支管(3)時(shí)，封閉門(13)封閉護(hù)腔(5)的前端端口而打開護(hù)腔(10)的前端端口、閥(14)封堵導(dǎo)管(15)而開通導(dǎo)管(16)、閥(21)封堵導(dǎo)管(19)而開通導(dǎo)管(20)。
4．如權(quán)利要求1、2、3所述的高溫排氣余熱的利用裝置，其特征在于在工作介質(zhì)箱(7)和(9)內(nèi)裝有一種工作介質(zhì)，該介質(zhì)的沸點(diǎn)為20℃-100℃之間的一個(gè)溫度，此溫度高于平常自然環(huán)境能達(dá)到的最高溫度而低于高溫排放氣體的溫度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用那些以燃燒燃料而工作并排放高溫氣體的設(shè)施的所排氣體的熱量裝置,主要由排氣管、排氣支管、加熱筒、工作介質(zhì)箱以及和氣動(dòng)馬達(dá)等組成,通過(guò)將高溫排放氣體與工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換而利用高溫排放氣體的熱量,是一種高效的節(jié)能裝置。
文檔編號(hào)F01N5/00GK2424300SQ0023751
公開日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月7日
發(fā)明者陳劍波 申請(qǐng)人:陳劍波