專利名稱：小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景現(xiàn)有熱力發(fā)動機(jī)能夠連續(xù)不斷地把燃料燃燒時(shí)所放出的熱量，通過傳 熱的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的內(nèi)能，再通過做功的方式轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?，?機(jī)械能。熱力發(fā)動機(jī)的種類很多，但是它們的主要工作原理都是利用高溫 高壓的氣體或蒸汽膨脹做功，如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)和噴 氣發(fā)動機(jī)等，它是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、發(fā)電、交通運(yùn)輸各部門所需動力的主要來 源。目前最好的蒸汽機(jī)的效率也不過在15%左右，其提高效率的手段主要 是加大發(fā)熱器與冷凝器之間的溫度差。活塞式汽油內(nèi)燃機(jī)的效率一般是在 20 30%，其燃燒溫度在150(TC以上，活塞式柴油內(nèi)燃機(jī)的燃燒溫度則高 達(dá)200(TC左右，其機(jī)件都很笨重。燃?xì)廨啓C(jī)的效率高達(dá)60%，但是其噴射 到葉輪上的汽體溫度高達(dá)130(TC，因此葉輪需昂貴的特殊耐熱合金來制造， 加工難、成本高。其耗油量在同樣功率下比活塞式汽油機(jī)多2倍，故燃?xì)?輪機(jī)適宜于735 2205千瓦(1000 3000馬力)以上的飛機(jī)和船舶上。上述熱力發(fā)動機(jī)都只有工作在大溫差(幾百度至上千度)、高溫區(qū)(百 度以上)的環(huán)境或和在超大功率下，才能有相對高的熱轉(zhuǎn)換效率，而在小 溫差(幾度至十幾度)、常溫區(qū)(地球環(huán)境溫度)的環(huán)境下熱轉(zhuǎn)換效率相對 很低，小于5%，并耗費(fèi)大量現(xiàn)有能源及造成巨大的環(huán)境污染，而給人們生 活帶來不便。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有熱力發(fā)動機(jī)在小溫差(幾度至十幾度)、常溫區(qū) (地球環(huán)境溫度)的環(huán)境下熱轉(zhuǎn)換效率相對很低，小于5%，并耗費(fèi)大量現(xiàn) 有能源及造成巨大的環(huán)境污染，而給人們生活帶來不便的問題。進(jìn)而提出 了一種小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)。它由主殼體l、氣輪總成2、發(fā)電機(jī)總成3、加溫總成4、降溫總成5、 加液泵6、回?zé)崞?、限流閥8、飽和氨水9、加液泵穩(wěn)速裝置10組成；主殼體i為n型空腔體；氣輪總成2設(shè)置在主殼體i的n型空腔上側(cè)通道1-1內(nèi)的中間處，氣輪總成2的輸出轉(zhuǎn)動軸與設(shè)置在主殼體1右側(cè)上 部的發(fā)電機(jī)總成3的輸入轉(zhuǎn)動軸同軸連接，發(fā)電機(jī)總成3的電能輸出端11 連接加液泵穩(wěn)速裝置10的電源輸入端，加液泵穩(wěn)速裝置10的驅(qū)動控制輸出端連接加液泵6的電源輸入端，加液泵6的進(jìn)液端口在主殼體i的n型空腔的右側(cè)部分1-3的下底端處連通，加液泵6的出液端口通過回?zé)崞? 后連接加溫總成4的進(jìn)液端口，加溫總成4的出液端口在主殼體1的n型 空腔的左側(cè)部分1-2的中部側(cè)壁端處連通，限流閥8的進(jìn)液端口通過回?zé)崞?7后在主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2的下底端處連通，限流閥8的 出液端口連接降溫總成5的進(jìn)液端口，降溫總成5的出液端口在主殼體1的n型空腔的右側(cè)部分l-3的中部側(cè)壁端處連通，主殼體i的n型空腔 的左側(cè)部分l-2的下底部、n型空腔的右側(cè)部分i-3的下底部分別裝有飽和氨水9，加溫總成4的加熱端面連接主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2的下底外側(cè)端面上，降溫總成5的加熱端面連接主殼體i的n型空腔的右 側(cè)部分l-3的下底外側(cè)端面上，.主殼體i為n型空腔內(nèi)為真空狀態(tài)。本發(fā)明能在小溫差(幾度至十幾度)、常溫區(qū)(地球環(huán)境溫度)的環(huán)境下工作，其熱轉(zhuǎn)換效率為20~60%，即在常溫0'c 3(tc環(huán)境下有溫差就能高效運(yùn)轉(zhuǎn)工作。它屬于外燃機(jī)，其熱源隨處可見，如太陽光能、地?zé)?、燃燒熱、化學(xué)熱、環(huán)境溫差熱、海水深度差熱。在應(yīng)用燃燒熱時(shí)，由于燃料是持續(xù)不斷地燃燒，這就有可能把不希望 在外面產(chǎn)生的污染物降低到最小限度，進(jìn)而降低了環(huán)境污染。它還具有功率密度大、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲極小、結(jié)構(gòu)簡單、對材料要求 低、使用方便、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖l說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由主殼體l、5氣輪總成2、發(fā)電機(jī)總成3、加溫總成4、降溫總成5、加液泵6、回?zé)崞?、 限流閥8、飽和氨水9、加液泵穩(wěn)速裝置10組成；主殼體l為n型空腔體；氣輪總成2設(shè)置在主殼體1的n型空腔上 側(cè)通道1-1內(nèi)的中間處，氣輪總成2的輸出轉(zhuǎn)動軸與設(shè)置在主殼體1右側(cè)上 部的發(fā)電機(jī)總成3的輸入轉(zhuǎn)動軸同軸連接，發(fā)電機(jī)總成3的電能輸出端11 連接加液泵穩(wěn)速裝置10的電源輸入端，加液泵穩(wěn)速裝置10的驅(qū)動控制輸 出端連接加液泵6的電源輸入端，加液泵6的進(jìn)液端口在主殼體1的n型 空腔的右側(cè)部分1-3的下底端處連通，加液泵6的出液端口通過回?zé)崞? 后連接加溫總成4的進(jìn)液端口，加溫總成4的出液端口在主殼體1的n型 空腔的左側(cè)部分1-2的中部側(cè)壁端處連通，限流閥8的進(jìn)液端口通過回?zé)崞?7后在主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2的下底端處連通，限流閥8的 出液端口連接降溫總成5的進(jìn)液端口，降溫總成5的出液端口在主殼體1的n型空腔的右側(cè)部分i-3的中部側(cè)壁端處連通，主殼體i的n型空腔 的左側(cè)部分l-2的下底部、n型空腔的右側(cè)部分i-3的下底部分別裝有飽和氨水9，加溫總成4的加熱端面連接主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2的下底外側(cè)端面上，降溫總成5的加熱端面連接主殼體i的n型空腔的右 側(cè)部分l-3的下底外側(cè)端面上，主殼體i為n型空腔內(nèi)為真空狀態(tài)。所述飽和氨水9為在降溫總成5的工作溫度點(diǎn)與加溫總成4的工作溫 度點(diǎn)之差的30~40%處溫度點(diǎn)下， 一個(gè)物理大氣壓下的飽和氨水。所述加液泵6的液體體積流量為主殼體i的n型空腔上側(cè)通道i-i的氣體體積流量的0.4 1.5%，限流閥8的流量為加液泵6流量的70~90%。所述加溫總成4的恒溫溫度為5°C~90°C，降溫總成5的恒溫溫度為 0。C 25。C。
具體實(shí)施方式
二結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于所述加溫總成4的恒溫溫度為l(TC，降溫總成5的恒 溫溫度為O"C，飽和氨水9為一個(gè)物理大氣壓下，4'C的飽和氨水。其它組 成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。 本實(shí)施方式的熱轉(zhuǎn)換效率為在0"C時(shí)水溶解氨(NH3)的重量百分比為lg: 0.895g，在l(TC時(shí)水溶解氨(NH3)的重量百分比為lg: 0.684g; 0'C 1(TC之間的氨水溶液的 比熱為4.5~5J/gK;氨氣在(TC和一個(gè)物理大氣壓下，其密度為0.0007g/cm3;由上述數(shù)據(jù)可得，當(dāng)1.895g氨水溶液在一秒中內(nèi)從0。C升至l(TC時(shí)， 吸收熱量為94.75J，并將釋放出0.221g氨氣，0.221g氨氣的體積為301.4cm3， 另一端在吸收氨氣，所以301.4cmS氨氣能做功29.5W; 1.895g氨水(0°C) 減0.221g氨氣為1.684g氨水(l(TC)， 1.684g氨水(10°C)在流經(jīng)回?zé)崞? 中時(shí)將有30%~40 ％50%的熱量存儲到回?zé)崞?中(用于下個(gè)循環(huán)中預(yù)加 熱，即傳遞到回流的1.895g氨水-(TC中，使起升溫)，而得其熱轉(zhuǎn)換效率 為29.5W+[94.75J (1— "30%~40% 50%" ) ]=44,5% 51.9%~62.3%。本發(fā)明與氨水接觸的部件不能用銅及銅合金。氣輪總成2的結(jié)構(gòu)可選用現(xiàn)有蒸汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)；加溫總成4可用導(dǎo)熱 良好的金屬制成，用于將外部各種熱源的熱量導(dǎo)入；降溫總成5可用導(dǎo)熱 良好的金屬制成，用于將本裝置中的熱量導(dǎo)出；加液泵6可選用耐酸堿注 液泵；回?zé)崞?可選用導(dǎo)熱良好的、高比熱的金屬制成。工作原理當(dāng)加溫總成4的恒溫溫度為10°C，降溫總成5的恒溫溫度 為O'C時(shí)，主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2的下底處中的4"C飽和氨 水9經(jīng)加溫總成4加熱并恒定在10°C，這時(shí)因4"C飽和氨水升溫到l(TC過 飽和氨水后，需要釋放出大量氨氣并成為l(TC飽和氨水；主殼體1的n型 空腔的右側(cè)部分1-3的下底處中的4"C飽和氨水9經(jīng)降溫總成5減熱并恒定 在O"C，這時(shí)因4'C飽和氨水降溫到O'C非飽和氨水后，需要吸收大量氨氣 成為O"C飽和氨水；進(jìn)而在主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2處、主殼體i的n型空腔上側(cè)通道i-i與主殼體i的n型空腔的右側(cè)部分i-3處之 間形成一個(gè)物理大氣壓強(qiáng)的高速氨氣流9-i;因主殼體i的n型空腔的左 側(cè)部分l-2處的大氣壓強(qiáng)大于主殼體i的n型空腔的右側(cè)部分i-3處一個(gè) 物理大氣壓強(qiáng)，使主殼體i的n型空腔的左側(cè)部分i-2的下底部處的io 。c飽和氨水通過回?zé)崞?、限流閥8、降溫總成5噴射到主殼體i的n型空腔的右側(cè)部分1-3的中部處內(nèi)，因1(TC飽和氨水經(jīng)回?zé)崞?預(yù)減熱，再經(jīng)限流閥8限流，經(jīng)降溫總成5減熱到o°c，所以在主殼體i的n型空腔的右側(cè)部分1-3的中部處內(nèi)噴射時(shí)，將迅速吸收大量的氨氣而形成0"C飽和氨水并回落在主殼體1的n型空腔的右側(cè)部分1-3的下底部；當(dāng)高速氨氣流9-i在流經(jīng)主殼體i的n型空腔上側(cè)通道i-i處時(shí)將推動氣輪總成2旋轉(zhuǎn)做功，氣輪總成2的轉(zhuǎn)動軸帶動發(fā)電機(jī)總成3工作發(fā)電， 其小于2%的電能輸入到加液泵穩(wěn)速裝置10中，加液泵穩(wěn)速裝置10驅(qū)動加 液泵6工作，加液泵6將主殼體1的n型空腔的右側(cè)部分1-3的下底部處 的0"C飽和氨水9抽出，并通過回?zé)崞?、加溫總成4輸送到主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分l-2的中部，or飽和氨水9經(jīng)回?zé)崞?預(yù)加熱，再經(jīng)加溫總成4加熱到10°C;在噴射到主殼體1的n型空腔的左側(cè)部分1-2 的中部空間中時(shí)，將迅速釋放出大量氨氣而形成l(TC飽和氨水并回落到主
權(quán)利要求
1、小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)，它由主殼體(1)、氣輪總成(2)、發(fā)電機(jī)總成(3)、加溫總成(4)、降溫總成(5)、加液泵(6)、回?zé)崞?7)、限流閥(8)、飽和氨水(9)、加液泵穩(wěn)速裝置(10)組成；其特征在于主殼體(1)為∏型空腔體；氣輪總成(2)設(shè)置在主殼體(1)的∏型空腔上側(cè)通道(1-1)內(nèi)的中間處，氣輪總成(2)的輸出轉(zhuǎn)動軸與設(shè)置在主殼體(1)右側(cè)上部的發(fā)電機(jī)總成(3)的輸入轉(zhuǎn)動軸同軸連接，發(fā)電機(jī)總成(3)的電能輸出端(11)連接加液泵穩(wěn)速裝置(10)的電源輸入端，加液泵穩(wěn)速裝置(10)的驅(qū)動控制輸出端連接加液泵(6)的電源輸入端，加液泵(6)的進(jìn)液端口在主殼體(1)的∏型空腔的右側(cè)部分(1-3)的下底端處連通，加液泵(6)的出液端口通過回?zé)崞?7)后連接加溫總成(4)的進(jìn)液端口，加溫總成(4)的出液端口在主殼體(1)的∏型空腔的左側(cè)部分(1-2)的中部側(cè)壁端處連通，限流閥(8)的進(jìn)液端口通過回?zé)崞?7)后在主殼體(1)的∏型空腔的左側(cè)部分(1-2)的下底端處連通，限流閥(8)的出液端口連接降溫總成(5)的進(jìn)液端口，降溫總成(5)的出液端口在主殼體(1)的∏型空腔的右側(cè)部分(1-3)的中部側(cè)壁端處連通，主殼體(1)的∏型空腔的左側(cè)部分(1-2)的下底部、∏型空腔的右側(cè)部分(1-3)的下底部分別裝有飽和氨水(9)，加溫總成(4)的加熱端面連接主殼體(1)的∏型空腔的左側(cè)部分(1-2)的下底外側(cè)端面上，降溫總成(5)的加熱端面連接主殼體(1)的∏型空腔的右側(cè)部分(1-3)的下底外側(cè)端面上，主殼體(1)為∏型空腔內(nèi)為真空狀態(tài)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)，其特 征在于所述飽和氨水(9)為在降溫總成(5)的工作溫度點(diǎn)與加溫總成(4)的工作溫度點(diǎn)之差的30~40%處溫度點(diǎn)下， 一個(gè)物理大氣壓下的飽和氨水。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)，其特征在于所述加液泵(6)的液體體積流量為主殼體(1)的n型空腔上側(cè)通道 (l-l)的氣體體積流量的0.4~1.5%，限流閥(8)的流量為加液泵(6)流量的 70~90%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)，其特 征在于所述加溫總成(4)的恒溫溫度為5°C~90°C，降溫總成(5)的恒溫溫度為 0。C 25。C。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或4所述的小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換 機(jī)，其特征在于所述加溫總成(4)的恒溫溫度為l(TC，降溫總成(5)的恒溫溫 度為0。C，飽和氨水(9)為一個(gè)物理大氣壓下，4匸的飽和氨水。
全文摘要
小溫差-常溫區(qū)氣輪式高效熱能轉(zhuǎn)換機(jī)，它涉及的是熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。它是為了克服現(xiàn)有熱力發(fā)動機(jī)在小溫差、常溫區(qū)的環(huán)境下熱轉(zhuǎn)換效率相對很低，＜5％，并耗大量能源及造成巨大的環(huán)境污染的問題。它的主殼體為∏型空腔體；氣輪總成設(shè)置在∏型空腔上側(cè)通道內(nèi)的中間處，∏型空腔的左側(cè)部分的底部、右側(cè)部分的底部分別裝有少量飽和氨水；∏型空腔的左側(cè)部分的底端通過回?zé)崞鳌⑾蘖鏖y、降溫總成與其右側(cè)部分的中部壁端處連通；∏型空腔的右側(cè)部分的底端通過加液泵、回?zé)崞?、加溫總成與其左側(cè)部分的中部壁端處連通。本發(fā)明能在小溫差(幾度至十幾度)、常溫區(qū)(地球環(huán)境溫度)的環(huán)境下工作，其熱轉(zhuǎn)換效率為20～60％，在常溫0℃～30℃下有溫差就能高效運(yùn)轉(zhuǎn)工作。
文檔編號F01K25/10GK101255807SQ20081006416
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者濤 雷 申請人:濤 雷