專利名稱：溫差能源動力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體發(fā)動機，尤其是通過工質(zhì)溫差的變化形成壓力來源并 產(chǎn)生壓差的溫差能源動力裝置。
背景技術(shù)：
通常使用的流體發(fā)動機為滑片式液壓馬達、齒輪液壓馬達之類，滑片式液 壓馬達主要由蝸殼、滑片、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)動軸、端蓋組成，流體從滑片式液壓馬達 進口處流入，由于滑片正、背面的流體存在壓差，在該壓差的推動下，滑片將 該壓力傳遞給轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，流體從滑片式液壓馬達出口流出， 于是把流體的壓力位能轉(zhuǎn)換位轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動作共的機械能輸出，齒輪液壓馬達是流 體在齒的正、背面出現(xiàn)壓差，從而推動齒輪轉(zhuǎn)動，在此過程中流體將壓力位能 轉(zhuǎn)換為機械能輸出，實現(xiàn)做功。但是滑片式液壓馬達的結(jié)構(gòu)復雜，摩擦損耗大， 而齒輪液壓馬達齒的嚙合面容已磨損及侵蝕，這兩種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機對流體中的 污物都比較敏感，容易出故障，造成使用壽命降低。
于是有人進行研究，并取齊成果， 一個名稱為支靠式擺輪流體發(fā)動機，其
公告號為CN1075866C，專利號為ZL 94104112.3，由蝸殼、支靠式擺輪、支靠 式轉(zhuǎn)子、傳動軸、帶孔穴端蓋所組成，支靠式擺輪設(shè)置在支靠式轉(zhuǎn)子的圓周上， 帶孔穴端蓋的內(nèi)表面為由大圓孔面和小圓孔面連接而成的一個曲面，支靠式轉(zhuǎn) 子的側(cè)面和支靠式擺輪與帶孔穴端蓋的內(nèi)表面之間形成一個變尺寸的間隙。但 是這種結(jié)構(gòu)的發(fā)動機由于端蓋內(nèi)表面的形狀要求較高，如果不符合容易造成流 體在內(nèi)部流動影響壓力的產(chǎn)生，最后影響使用效果，所以相對精度要求高，而 且流體在內(nèi)部流動是循環(huán)的流動，端蓋形成的彼此獨立的密封室，每個密封室的分隔處又不可能完全密封，所以相鄰的密封室之間存在著壓力交換，造成壓 力損失。
人類對能源的需求越來越大，各國都在尋求新的能源利用技術(shù)，不斷提高 能源利用率，大力提倡節(jié)能減排，太陽能等能量由于現(xiàn)有技術(shù)的原因，無法產(chǎn) 生產(chǎn)業(yè)化結(jié)構(gòu)，其利用成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中對流體通道精度要求較高增加加工難度的缺點， 提供一種對流體通告精度要求不高，加工簡單的溫差能源動力裝置。
本發(fā)明還解決了現(xiàn)有技術(shù)中流體通道之間存在壓力交換造成壓力損失的缺 點，提供一種只產(chǎn)生一處壓力差，減少壓力損失的溫差能源動力裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種溫差能源動力裝置，包 括設(shè)置在支架上的轉(zhuǎn)軸，其中，所述的轉(zhuǎn)軸上通過輪輻設(shè)有流體通道，流體通 道內(nèi)至少設(shè)有2個能按照同一方向順序連通的工作腔，工作腔與工作腔之間設(shè) 有單向開啟裝置，流體通道內(nèi)預裝有壓力平衡液；轉(zhuǎn)軸與流體通道之間的輪輻 上設(shè)有進氣歧管和排氣歧管，并分別在與流體通道相連接的部位設(shè)有控制電磁 閥；轉(zhuǎn)軸的一端通過進氣管與蒸汽發(fā)生器相連，轉(zhuǎn)軸的另一端通過排氣管與冷 凝器相連。每個工作腔的控制電磁閥都可以單獨控制實施開閉，每次都只有處 于下端的工作腔的進氣歧管控制電磁闊打開，其余的進氣歧管控制電磁閥關(guān)閉， 與此工作腔相鄰的工作腔的排氣歧管控制電磁閥打開，其余排氣歧管的控制電 磁閥關(guān)閉，排氣歧管的控制電磁閥打開的工作腔與進氣歧管控制電磁閥打開的 工作腔的位置剛好與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向相同，工作腔與工作腔之間的單向開啟裝 置的開啟方向與轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反；蒸汽發(fā)生器內(nèi)的工質(zhì)從熱源吸熱沸騰， 產(chǎn)生的蒸汽由進氣管經(jīng)過轉(zhuǎn)軸進入到進氣歧管再通過打開的進氣歧管的控制電 磁閥進入到下端的工作腔，流體通道內(nèi)的壓力平衡液在重力的作用下始終處于 流體通道的下端，壓力平衡液的高度產(chǎn)生的壓力抵消工作腔內(nèi)蒸汽的一部分壓力，使得進氣工作腔和排氣工作腔之間存在壓力差，從而將壓力作用在單向開 啟裝置上，推動流體通道轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，流體通道旋轉(zhuǎn)，使得壓力平衡 液的位置改變，原進氣工作腔的位置轉(zhuǎn)到原排氣工作腔的位置，此時關(guān)閉進氣 歧管的控制電磁閥，打開排氣歧管的控制電磁閥，打開重新進入到原進氣工作 腔位置的工作腔上的進氣歧管的控制電磁閥，如此循環(huán)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，當 蒸汽從排氣歧管排出并回到冷凝器降溫冷凝，通過蒸汽發(fā)生器與冷凝器之間的 泵將工質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器進行一輪循環(huán)；壓力平衡液的密度對真?zhèn)€裝置有很
大的影響，密度大時，產(chǎn)生所需的壓力可以降低壓力平衡液的高度，從而減小
整個裝置的尺寸；轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的速度與工作腔進氣壓力和排氣壓力差有很大關(guān)系， 所以適當?shù)倪M氣管道的直徑和蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽的壓力速度對保證轉(zhuǎn)軸的 轉(zhuǎn)速有很大的影響；蒸汽發(fā)生器內(nèi)的工質(zhì)可以采用丙烯，其在40°時可產(chǎn)生壓 力為L66MPa的蒸汽，在20°時可產(chǎn)生l.OMPa的壓力蒸汽，也可以采用其他 工質(zhì)，比如水；流體通道內(nèi)的壓力平衡液可以采用水，也可以采用水銀，水銀 的密度大于水的密度，所以需要相同壓力時水銀的高度就小于水的高度，整體 的尺寸就會更加緊湊。
進氣歧管與排氣歧管在靠近流體通道處形成一圈氣流通道，流體通道的每 一個工作腔內(nèi)包含至少一個進氣歧管控制電磁閥和至少一個排氣歧管控制電磁 閥。為保證流體通道-左旋m^t候—廠從進氣歧管出來ffi^汽t^tA到需要的丄— 作腔，能從需要的工作腔經(jīng)排氣歧管排氣，在靠近流體通道處設(shè)有進氣歧管和 排氣歧管的一整圈氣流通道；每個工作腔要有一個進氣口和一個排氣口，所以 每個工作腔都設(shè)有與進氣歧管相連的控制電磁閥和與排氣歧管相連的控制電磁 閥，進氣口處的控制電磁閥和排氣口處的控制電磁閥可以相互錯開，也可以相 對布置，可以根據(jù)需要選擇合適的位置。
工作腔與工作腔之間的單向開啟裝置采用單向閥，單向閥按照同一方向開 啟。釆用單向閥作為單向開啟裝置，結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠；單向閥開啟的方向與轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向相反，保證產(chǎn)生的壓力差能實現(xiàn)需要的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)方向。
作為優(yōu)選，工作腔為6個，單向閥為6個，每個工作腔內(nèi)設(shè)有一個進氣歧
管控制電磁閥和一個排氣歧管控制電磁閥。進氣歧管和排氣歧管的控制電磁闊
可以通過PLC來控制，也可以在支架上設(shè)置一個觸動裝置，在控制電磁閥轉(zhuǎn)到 這個位置時能開啟或者關(guān)閉。
支架上設(shè)有兩個小管道，進氣管和排氣管分別經(jīng)過支架上的小管道，再從 轉(zhuǎn)軸兩端的軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管。
作為優(yōu)選，為保證足夠的壓力蒸汽，從轉(zhuǎn)軸出來進氣歧管分兩段，從轉(zhuǎn)軸 進去的排氣歧管也分兩段，進氣歧管和排氣歧管按照轉(zhuǎn)軸的中心呈180度對稱 布置。
壓力平衡液在流體通道內(nèi)所占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半。
支架與轉(zhuǎn)軸通過軸承連接，并在支架與轉(zhuǎn)軸的連接部位設(shè)有密封圈。 蒸汽發(fā)生器和冷凝器之間設(shè)有泵。
轉(zhuǎn)軸一端在支架內(nèi)，另一端伸出支架外；流體通道的截面為圓形。 本發(fā)明的有益效果是通過蒸汽發(fā)生器內(nèi)的工質(zhì)吸熱產(chǎn)生的壓力蒸汽在流 體通道內(nèi)產(chǎn)生壓力差從而推動轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，可以提皿污染的動力丄JB單JMM-隔開工作腔并且在單向閥處產(chǎn)生壓力差，使裝置本身結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)工作 腔與工作腔之間很好的密封效果，這樣可以降低流體通道的加工精度；通過控 制電磁閥來控制進入工作腔的進氣和排出工作腔的排氣，精度較高，可以降低 在流體通道在轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)不連貫現(xiàn)象，降低出現(xiàn)的噪音；采用這種結(jié)構(gòu)能 持續(xù)使用較長時間，提高了經(jīng)濟性，可以將廣泛的低溫差能源，如工業(yè)產(chǎn)生的 余熱水、太陽能熱水器產(chǎn)生的熱水都可以通過本裝置將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，提 高能源利用率。


圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明圖1所示結(jié)構(gòu)的一種剖視圖中1、支架，2、轉(zhuǎn)軸，3、流體通道，4、水銀，5、進氣口， 6、控制 電磁閥，7、進氣歧管，8、進氣管，9、蒸汽發(fā)生器，10、泵，11、冷凝器，12、 輪輻，13、排氣管，14、軸承，15、小管道，16、密封圈，17、排氣歧管，18、 排氣口， 19、單向閥，20、排氣氣流通道，21、進氣氣流通道，22、工作腔。
具體實施例方式
下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的 說明。
實施例 一種溫差能源動力裝置(參見附圖1附圖2)，轉(zhuǎn)軸2兩端通過軸 承14設(shè)置在支架1上，轉(zhuǎn)軸的兩端都設(shè)有氣流管道，轉(zhuǎn)軸一端被支架整個包覆， 轉(zhuǎn)軸的另一端伸出支架，并在端部設(shè)置工藝堵，支架上設(shè)有小管道15, —個小 管道通過進氣管8與蒸汽發(fā)牛器9相連，另一個小管道通過排氣管13與冷凝器 ll相連，蒸汽發(fā)生器與冷凝器之間設(shè)有泵10，小管道還分別與轉(zhuǎn)軸兩端的氣流 管道相連，轉(zhuǎn)軸與支架之間用密封圈16密封，轉(zhuǎn)軸通過輪輻12設(shè)有截面呈圓 形的流體通道3，流體通道內(nèi)設(shè)有6個連續(xù)的工作腔22，工作腔與工作腔之間 用單向閥19隔開，單向閥只能朝向同一個方向開啟，每個工作腔上開設(shè)有進氣 口5和排氣口18，流體通道內(nèi)預裝有壓力平衡液水銀4，水銀在流體通道內(nèi)所 占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半，轉(zhuǎn)軸與流體通道之間設(shè)有進氣 歧管7和排氣歧管17，進氣管和排氣管分別經(jīng)過支架上的小管道，再從轉(zhuǎn)軸兩 端的軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管，進氣歧管和排氣歧管按照 轉(zhuǎn)軸的中心呈180度對稱布置，排氣歧管和冷凝器的溫度相同，進氣歧管靠近 流體通道處形成一圈進氣氣流通道21，排氣歧管靠近流體通道處形成一圈排氣 氣流通道20，并通過控制電磁閥6分別與流體通道上的進氣口和排氣口相連。蒸汽發(fā)生器內(nèi)的工質(zhì)從熱源吸熱沸騰，產(chǎn)生的蒸汽由進氣管經(jīng)過轉(zhuǎn)軸進入 到進氣歧管再通過打開的進氣歧管的控制電磁閥進入到下端的工作腔，流體通 道內(nèi)的水銀在重力的作用下始終處于流體通道的下端，壓力平衡液的高度產(chǎn)生 的壓力抵消工作腔內(nèi)蒸汽的一部分壓力，使得進氣的工作腔和排氣的工作腔之 間存在壓力差，從而將壓力作用在單向閥上，推動流體通道轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)軸旋 轉(zhuǎn)；流體通道旋轉(zhuǎn)，使得水銀的位置改變，原進氣工作腔的位置轉(zhuǎn)到原排氣工 作腔的位置，此時關(guān)閉進氣歧管的控制電磁闊，打開排氣歧管的控制電磁閥， 打開重新進入到原進氣工作腔位置的工作腔上的進氣歧管的控制電磁閥，如此 循環(huán)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，當蒸汽從排氣歧管排出并回到冷凝器降溫冷凝，通過 蒸汽發(fā)生器與冷凝器之間的泵將工質(zhì)輸送到蒸汽發(fā)生器進行一輪循環(huán)。
本裝置工作腔的外圓及輪輻尺寸取決于蒸發(fā)器和冷凝器所處環(huán)境的溫差大
小，若溫差為20。 C (普遍存在)，則蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)的壓力差約為0.6MP a，可推算出水銀柱高度為4.5m，所以工作腔外圓取6m比較合適；工作腔內(nèi)部 圓截面直徑大小取決于蒸發(fā)器產(chǎn)氣能力和冷凝器的冷凝能力，并直接決定本裝 置輸出功率的大小， 一般的場合，輸出功率不是很大的情況下，取0.2m為例， 本裝置轉(zhuǎn)速可達150r/min，輸出扭矩最大可50000n.m，輸出功率可達800KW， 在這種工況下，每秒只需O.lt溫差水降低2° C溫度放出的熱量就可滿足裝置
若蒸發(fā)器和冷凝器所處環(huán)境的溫差仍為20° C，蒸發(fā)器產(chǎn)氣能力和冷凝器 的冷凝能力足夠，要想本裝置輸出功率達到IOMW，工作腔內(nèi)部圓截面直徑只 要0.7m就夠了，運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，不產(chǎn)生噪聲。
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權(quán)利要求
1、一種溫差能源動力裝置，包括設(shè)置在支架(1)上的轉(zhuǎn)軸(2)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸上通過輪輻(12)設(shè)有流體通道(3)，流體通道內(nèi)至少設(shè)有2個能按照同一方向順序連通并用單向開啟裝置隔開的工作腔(22)，流體通道內(nèi)預裝有壓力平衡液；轉(zhuǎn)軸與流體通道之間的輪輻上設(shè)有進氣歧管(7)和排氣歧管(17)，并分別在與流體通道相連接的部位設(shè)有控制電磁閥(6)；轉(zhuǎn)軸的一端通過進氣管(8)與蒸汽發(fā)生器(9)相連，轉(zhuǎn)軸的另一端通過排氣管(13)與冷凝器(11)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的進氣歧 管與排氣歧管在靠近流體通道處形成一圈氣流通道，流體通道的每一個工作腔 內(nèi)包含至少一個進氣歧管控制電磁閥和至少一個排氣歧管控制電磁閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的工 作腔與工作腔之間的單向開啟裝置采用單向閥(19)，單向閥按照同一方向開 啟。
4、 根據(jù)權(quán)禾l丄要求3所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的工作腔 為6個，單向閥為6^r每個工作腔內(nèi)設(shè)有一個進氣歧管控制電磁閥和一個排 氣歧管控制電磁閥。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的支架上 設(shè)有兩個小管道(15)，進氣管和排氣管分別經(jīng)過支架上的小管道，再從轉(zhuǎn)軸 兩端的軸線位置的中心管進入到進氣歧管和排氣歧管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的進氣歧 管和排氣歧管按照轉(zhuǎn)軸的中心呈180度對稱布置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的壓力平 衡液在流體通道內(nèi)所占圓周的長度小于流體通道整體圓周長的一半。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的支架與 轉(zhuǎn)軸通過軸承(14)連接，并在支架與轉(zhuǎn)軸的連接部位設(shè)有密封圈(16)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的蒸汽發(fā) 生器和冷凝器之間設(shè)有泵(10)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差能源動力裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸一 端在支架內(nèi)，另一端伸出支架外；流體通道的截面為圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過工質(zhì)溫差的變化形成壓力來源并產(chǎn)生壓差的溫差能源動力裝置。解決了現(xiàn)有技術(shù)中對流體通道精度要求較高增加加工難度的缺點，包括設(shè)置在支架上的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上通過輪輻設(shè)有流體通道，流體通道內(nèi)設(shè)有工作腔，工作腔與工作腔之間設(shè)有單向開啟裝置，流體通道內(nèi)預裝有壓力平衡液；轉(zhuǎn)軸與流體通道之間的輪輻上設(shè)有進氣歧管和排氣歧管，并分別在與流體通道相連接的部位設(shè)有控制電磁閥；轉(zhuǎn)軸的一端通過進氣管與蒸汽發(fā)生器相連，轉(zhuǎn)軸的另一端通過排氣管與冷凝器相連。用單向閥隔開工作腔并且在單向閥處產(chǎn)生壓力差，使裝置本身結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)工作腔與工作腔之間很好的密封效果，這樣可以降低流體通道的加工精度。
文檔編號F03G7/04GK101487456SQ20081005940
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者占豐存 申請人:占豐存