專利名稱：熱動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種熱動(dòng)力裝置。
熱動(dòng)力機(jī)自18世紀(jì)問世以來，經(jīng)不斷的改進(jìn)完善，現(xiàn)已達(dá)到相當(dāng)成熟的階段，該技術(shù)為人類文明進(jìn)步，促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展，發(fā)揮了巨大的作用，取得了卓越的成就。但是，這類技術(shù)仍然有兩個(gè)方面不能令人滿意。1、熱機(jī)效率低；2、廢熱排放量大。特別是熱機(jī)效率的問題，根據(jù)法國工程師卡諾提出的理想熱機(jī)最高效率的模型(其最高效率的計(jì)算公式為 式中T1為發(fā)熱器溫度，T2為冷凝器溫度)來分析，常溫狀態(tài)下的熱利用效率很低，特別是低溫差的熱能利用效率更低，這樣造成大部分甚至可以說是絕大部分的熱能白白浪費(fèi)，同時(shí)，還造成巨量的低溫差能不能取得有效利用。
本發(fā)明的目的在于提供一種熱動(dòng)力裝置，它不僅排熱量小，而且熱能利用率高，特別是在常溫條件下利用低溫差能也具有較高效率。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，設(shè)熱源蒸汽發(fā)生器、汽動(dòng)機(jī)、冷凝器、隔壓回質(zhì)裝置(1)，在熱源蒸汽發(fā)生器與隔壓回質(zhì)裝置(1)之間設(shè)換熱蒸汽發(fā)生器，在換蒸汽發(fā)生器與熱源蒸汽發(fā)生器之間設(shè)隔壓回質(zhì)裝置(2)，由體管道按照熱源蒸汽發(fā)生器流體出口與汽動(dòng)機(jī)進(jìn)汽口，汽動(dòng)機(jī)排汽口與換熱蒸發(fā)生器排汽通道流體進(jìn)口，該通道流體出口與冷凝器流體進(jìn)口，冷凝器流體出口與隔壓回質(zhì)裝置(1)流體進(jìn)口，隔壓回質(zhì)裝置(1)流體出口與換熱蒸汽發(fā)生器回質(zhì)通道流體進(jìn)口，該回質(zhì)通道流體出口與隔壓回質(zhì)裝置(2)的流體進(jìn)口，隔壓回質(zhì)裝置(2)的流體出口與熱源蒸汽發(fā)生器流體進(jìn)口的順序銜接。
汽動(dòng)機(jī)主動(dòng)件與隔壓回質(zhì)機(jī)(1)的從動(dòng)件可以聯(lián)動(dòng)銜接。
汽動(dòng)機(jī)的主動(dòng)件與隔壓回質(zhì)機(jī)(2)的從動(dòng)件可以聯(lián)動(dòng)銜接。
聯(lián)動(dòng)通過同軸或通過傳動(dòng)軸、桿、變速器等傳動(dòng)件相互銜接的技術(shù)手段來完成。
隔壓回質(zhì)裝置可以與輔設(shè)的動(dòng)力裝置聯(lián)動(dòng)銜接。
熱源蒸汽發(fā)生器是工質(zhì)接收熱能的設(shè)備。
熱源蒸汽發(fā)生器可以為蒸汽鍋爐，也可為太陽能集熱蒸汽發(fā)生器等。該各類設(shè)備均可采用現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)，也可專設(shè)。
汽動(dòng)機(jī)包括蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)及其它氣動(dòng)作功設(shè)備。各種汽動(dòng)機(jī)均可采用現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)，也可專門設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)。
換熱蒸汽發(fā)生器是排汽工質(zhì)與回質(zhì)工質(zhì)進(jìn)行熱交換的設(shè)備。
換熱蒸汽發(fā)生器可采用現(xiàn)有的熱交換器式結(jié)構(gòu)，其主要技術(shù)特征為內(nèi)部設(shè)有雙流體通道，即排汽通道、回質(zhì)通道，本設(shè)備的回質(zhì)通道內(nèi)要求有相對(duì)較大的一點(diǎn)空間，以作為氣室。
換熱蒸汽發(fā)生器可根據(jù)需要進(jìn)行專設(shè)。
冷凝器可采用現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)，也可專設(shè)。
隔壓回質(zhì)裝置(1)、隔壓回質(zhì)裝置(2)為強(qiáng)制回送工質(zhì)的裝置設(shè)備。
隔壓回質(zhì)裝置(1)負(fù)責(zé)將冷凝器內(nèi)的液態(tài)為主的工質(zhì)強(qiáng)制送入換熱蒸汽發(fā)生器內(nèi)；裝置(2)負(fù)責(zé)將換熱蒸汽發(fā)生器內(nèi)汽態(tài)為主的工質(zhì)返送至熱源蒸汽發(fā)生器。
各隔壓回質(zhì)裝置的結(jié)構(gòu)可以為各類壓縮機(jī)式結(jié)構(gòu)，也可為各類泵式結(jié)構(gòu)，該兩大類結(jié)構(gòu)均可采用現(xiàn)有技術(shù)，也可專門設(shè)計(jì)。
各隔壓回質(zhì)裝置均要求具有非常良好的隔壓性能，采用離心泵式等隔壓性能不良的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)設(shè)置輔助隔壓設(shè)備(如單向閥等)來確保隔壓效果。
本裝置由于采用了在換熱設(shè)備的兩端都設(shè)置隔壓回質(zhì)裝置的隔壓換熱技術(shù)，使換熱蒸汽發(fā)生器內(nèi)的工質(zhì)能在隔壓的條件下相變汽化，從而使熱能的回收率大幅度提高，廢熱排放量大量減少，同時(shí)，汽化過程又可產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)，從而直接減少小了回質(zhì)工作的壓力，使輸出動(dòng)力增大，這樣就達(dá)到了提高熱機(jī)效率的目的。
本裝置由于采用了隔壓換熱的技術(shù)手段，使廢熱排放量大量減小，熱機(jī)效率大幅提高，這對(duì)熱能的充分利用將產(chǎn)生重大影響，主要包括有利于減少礦物資源的消耗，有利于中低溫?zé)崮芴貏e是巨量可用生性能源的有效利用，其中包括太陽能、地?zé)崮?、各種余熱能的有效利用，同時(shí)還直接影響有害及溫室氣體的排放量減少，從而有利于保護(hù)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)平衡。
下面對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。


圖1為一實(shí)施例原理流程示意2為另一實(shí)施例原理流程示意1所示是一太陽能動(dòng)力裝置原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1熱源蒸汽發(fā)生器(本例為太陽能集熱蒸汽發(fā)生器)；2、汽動(dòng)機(jī)；3、隔壓回質(zhì)裝置( 1)；4、隔壓回質(zhì)裝置(2)；5、流體管道；6、換熱蒸汽發(fā)生器；7、冷凝器；8、動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸，太陽能集熱蒸汽發(fā)生器采用現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)構(gòu)，汽動(dòng)機(jī)2為往復(fù)活塞式蒸汽機(jī)采用現(xiàn)有技術(shù)中無飛輪、連桿式結(jié)構(gòu)，隔回質(zhì)機(jī)裝置(2)4及隔壓回質(zhì)裝置(1)3均為現(xiàn)有技術(shù)中往復(fù)壓塞式雙向壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)，換熱蒸汽發(fā)生器6采用類同現(xiàn)有技術(shù)中熱交換器的結(jié)構(gòu)，冷凝器7采用現(xiàn)有技術(shù)，上述組件由流體管道5按前述及圖示的方式連接，汽動(dòng)機(jī)2缸內(nèi)活塞與兩隔壓回質(zhì)裝置缸內(nèi)活塞均由同一軸連接，并且，動(dòng)力輸出傳動(dòng)軸8也屬該傳動(dòng)軸桿的一部分，裝置內(nèi)注有較低沸點(diǎn)的工質(zhì)。
其工作過程為太陽能集熱蒸汽發(fā)生器在受到光照條件下，其內(nèi)部工質(zhì)產(chǎn)生相對(duì)高溫高壓的工質(zhì)蒸汽，該蒸汽在隔壓回質(zhì)裝置(2)方向無法通過時(shí)，只能通過汽動(dòng)機(jī)2并經(jīng)換熱蒸汽發(fā)生器6排汽通道向處于相對(duì)低溫低壓的冷凝器7的方向流動(dòng)，從而推動(dòng)汽動(dòng)機(jī)2工作并帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)的兩回質(zhì)裝置工作，蒸汽工質(zhì)在經(jīng)過換熱蒸汽發(fā)生器6排汽通道及冷凝器7換熱相變液化后，由聯(lián)動(dòng)的隔壓回質(zhì)裝置(1)3強(qiáng)制送入換熱蒸汽發(fā)生器6的回質(zhì)通道與排汽通道的工質(zhì)進(jìn)行換熱，汽化的工質(zhì)由聯(lián)動(dòng)工作的隔壓回質(zhì)裝置(2)4強(qiáng)制返送回?zé)嵩凑羝l(fā)生器1，從而完成整輪工作循環(huán)。
同現(xiàn)有的技術(shù)相比，本技術(shù)采用了在同一循環(huán)系統(tǒng)中的換熱設(shè)備(即換熱蒸汽發(fā)生器)的兩端都設(shè)置具有隔壓功能的回質(zhì)裝置，使工質(zhì)在其回質(zhì)通道內(nèi)，不受來自熱源蒸汽發(fā)生器高溫高壓的影響，而在相對(duì)低溫低壓的條件仍能相變汽化。同時(shí)，又不會(huì)因蒸汽壓強(qiáng)的產(chǎn)生而影響冷凝器所處的低壓狀態(tài)，從而影響功率的輸出。工質(zhì)在相變汽化過程中，需要吸收相對(duì)巨量的汽化熱，這樣可以使排熱量大量減少，熱能回收率大量增加，同時(shí)，汽化過程產(chǎn)生的蒸汽壓強(qiáng)，直接減少了回質(zhì)工作所需的工作壓力，使內(nèi)耗功率減少，輸出功率增大，從而達(dá)到減少排熱量，增加輸出功率，提高熱機(jī)效率的全部目的。
而現(xiàn)有技術(shù)因換熱設(shè)備與發(fā)熱器之間。不設(shè)隔壓回質(zhì)裝置，換熱設(shè)備與發(fā)熱器之間直接相通。因此，回質(zhì)工質(zhì)在換熱器內(nèi)處于高壓的狀態(tài)，并且處于溫度環(huán)境低于發(fā)熱器，在這種條件下，工質(zhì)無法汽化，只能在換熱設(shè)備內(nèi)流動(dòng)過程中逐漸加溫，因此熱量吸收率極其有限，極大比例的汽化熱由冷凝器吸收，從而造成熱排放負(fù)荷量大，熱損量大，熱機(jī)效率低。
圖2為一燃料動(dòng)力裝置實(shí)施例原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為蒸汽鍋爐，其它標(biāo)碼與上例相同的均表示相同組件，隔壓回質(zhì)裝置(1)3與隔壓回質(zhì)機(jī)2為蒸汽機(jī)或汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)，其它組件可采用與上例相同的結(jié)構(gòu)，流體循環(huán)系統(tǒng)的連接方式與上例相同，其工作原理與上例也相同。區(qū)別在于工作過程中的回質(zhì)工作環(huán)節(jié)所需的動(dòng)力源是依靠輔助動(dòng)力裝置來提供的。
權(quán)利要求
1.一種熱動(dòng)力裝置，它包括熱源蒸汽發(fā)生器，汽動(dòng)機(jī)、冷疑器，隔壓回質(zhì)裝置(1)其特征是在隔壓回質(zhì)裝置(1)與熱源蒸汽發(fā)生器之間，設(shè)換熱蒸汽發(fā)生器，在換熱蒸汽發(fā)生器與熱源蒸汽發(fā)生器之間設(shè)隔壓回質(zhì)裝置(2)，由流體管道按照熱源蒸汽發(fā)生器流體出口與汽動(dòng)機(jī)進(jìn)汽口、汽動(dòng)機(jī)出氣口與換熱蒸汽發(fā)生器排汽通道流體進(jìn)口，該通道流體出口與冷凝器流體進(jìn)口、冷凝器流體出口與隔壓回質(zhì)裝置(1)流體進(jìn)口，該裝置流體出口與換熱蒸汽發(fā)生器回質(zhì)通道流體進(jìn)口，該發(fā)生器回質(zhì)通道流體出口與隔壓回質(zhì)裝置(2)流體進(jìn)口、該裝置流體出口與熱源蒸汽發(fā)生器流體進(jìn)口的順序銜接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是汽動(dòng)機(jī)主動(dòng)件與隔壓回質(zhì)機(jī)(1)從動(dòng)件聯(lián)動(dòng)銜接。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的裝置，其特征是汽動(dòng)機(jī)的主動(dòng)件與隔壓回質(zhì)機(jī)(2)的從動(dòng)件聯(lián)動(dòng)銜接。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種封閉式工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)的熱動(dòng)力裝置，該裝置通過在換熱設(shè)備與熱源蒸汽發(fā)生器之間加設(shè)隔壓回質(zhì)裝置的技術(shù)手段，使換熱設(shè)備內(nèi)的工質(zhì)能在兩端隔壓的條件下，通過熱交換相變汽化，從而能大量吸收汽化熱能，并產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)，大量的減少了熱排放，極大地提高了熱能的回收率。同時(shí)，在換熱蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生及增加的壓強(qiáng)可以減少回質(zhì)過程的工作壓差，從而減少了動(dòng)能內(nèi)耗，增大了功率輸送，大幅地提高了熱機(jī)效率。
文檔編號(hào)F01K7/00GK1590713SQ0312533
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者徐志勤 申請(qǐng)人:徐志勤