專利名稱：一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置涉及一種使用包括太陽能在內(nèi)的多種熱源的環(huán)保型閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，屬于太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在世界各國如日中天的發(fā)展?？梢姡祟愓诜e極尋求可替代常規(guī)能源的新型環(huán)保能源。相比于風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等清潔能源，太陽輻射能具有資源豐富，可開發(fā)性強(qiáng)，技術(shù)成熟等優(yōu)勢。目前太陽能開發(fā)利用主要有兩種比較成熟的形式太陽能光伏發(fā)電(PV)和太陽能光熱發(fā)電(CPS)。如今，太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)如火如荼的發(fā)展?fàn)顩r似乎一度掩蓋了太陽能光熱發(fā)電的光芒。但是，從長遠(yuǎn)方面來看1.多晶硅是典型的高耗能產(chǎn)業(yè)，且單位面積的發(fā)電效率相對較低，投資回報(bào)期相對較長。2.生產(chǎn)多晶硅的副產(chǎn)品四氯化硅屬劇毒物質(zhì)，對環(huán)境的影響不容忽視。花費(fèi)額外的經(jīng)費(fèi)再處理污染問題， 可謂舍本求末。然而，太陽能光熱發(fā)電以無污染和成倍于光伏發(fā)電效率的優(yōu)勢在太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)中顯得尤為重要，其巨大的商業(yè)前景不應(yīng)被忽視，美國加州Solar One與Solar Two 電站合計(jì)850MW (二期達(dá)到1750MW)的運(yùn)行，足以證明了光熱發(fā)電(CPS)系統(tǒng)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可靠的，且極具商業(yè)價(jià)值。太陽能熱發(fā)電的規(guī)?；攸c(diǎn)決定了其未來巨大的發(fā)展?jié)摿σ^太陽能光伏產(chǎn)業(yè)。而談及太陽能光熱發(fā)電不可避免的要提到閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)。它以高轉(zhuǎn)換率的絕對優(yōu)勢在太陽能熱發(fā)電中獲得舉足輕重的地位。傳統(tǒng)的閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)結(jié)構(gòu)為熱機(jī)中包括熱腔和冷腔，工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜幔蛎涀龉?。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。因此，它以振動(dòng)小、排放低、結(jié)構(gòu)簡單、單機(jī)容量小、燃料選材廣泛、 熱能效率高且出力和效率不受海拔高度影響等優(yōu)勢廣泛被人們所重視。然而傳統(tǒng)閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)也存在多個(gè)技術(shù)難題1.傳統(tǒng)閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)一般使用單一熱源，以太陽能為例，如當(dāng)日太陽光強(qiáng)度達(dá)不到額定數(shù)值，則會(huì)大大降低熱機(jī)工作效率，甚至不工作。2.傳統(tǒng)的閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)大多采用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)配氣活塞來完成熱機(jī)循環(huán)，其問題在于實(shí)際工作循環(huán)偏離理想循環(huán)，輸出功率難以調(diào)控，且在高溫高壓下的密封活動(dòng)問題不易處理， 使閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)效率降低，維修成本增加。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明完全相同或類似的文獻(xiàn)資料和報(bào)告。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述不足之處提供一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，本發(fā)明采用了雙熱能互補(bǔ)技術(shù)，當(dāng)聚光溫度不足的情況下需要繼續(xù)發(fā)電時(shí)，可啟動(dòng)燃料加熱裝置補(bǔ)充熱力，使熱機(jī)核心部件達(dá)到額定溫度，保障熱機(jī)高效工作；采用磁控配氣優(yōu)化技術(shù)，啟動(dòng)快，效率高，本發(fā)明采用磁極配氣活塞技術(shù)，根據(jù)發(fā)電機(jī)的輸出電壓的函數(shù)或者根據(jù)人為需要來控制配氣活塞，使熱機(jī)更接近理想循環(huán)，功率調(diào)控更靈活，且從根本解決了長期以來密封問題的困擾；本發(fā)明采用冷卻工質(zhì)強(qiáng)制降溫技術(shù)，極大的提高了循環(huán)氣體冷卻速度，從而使動(dòng)力活塞收縮回?fù)袅υ龃螅硗?，?qiáng)制降溫后的工作流體又可以作為另一種熱源供應(yīng)生產(chǎn)生活之用。一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置由雙熱源加熱組件、循環(huán)熱機(jī)組件、變速
與發(fā)電組件組成。雙熱源加熱組件包括桶壁、沖孔底板、保溫上封板、熱能反射板、聚光接收口、自動(dòng)遮光蓋、遮光蓋電動(dòng)機(jī)、金屬上蓋板、金屬下蓋板、多孔金屬纖維燃燒頭、點(diǎn)火器、燃燒器基座、燃料管進(jìn)口、余熱回收管、余熱回收管出口、余熱回收管進(jìn)口和尾煙管出口。桶壁與沖孔底板、保溫上封板、使用鉚釘連接組成完整的桶體。保溫層與熱能反射板緊密貼合組成完整的保溫反射體。并根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同直徑的兩組保溫反射體，同心放置于桶體內(nèi)，位于外側(cè)的保溫反射體緊貼于桶壁，兩組保溫反射體之間形成環(huán)形空腔，在空腔內(nèi)放置余熱回收管，并在保溫桶體上安裝余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口和尾煙管出口。須保證燃燒后的尾煙經(jīng)上述空腔并在余熱回收管的濾熱之后順暢地從尾煙管出口排出；在保溫上封板上部安裝有聚光接收口、自動(dòng)遮光蓋、遮光蓋電動(dòng)機(jī)，可以通過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)自動(dòng)完成聚光接收口的開放與關(guān)閉。保溫上封板底面固定有金屬上蓋板。沖孔底板中心處安裝有多孔金屬纖維燃燒頭，并在多孔金屬纖維燃燒頭頂部蓋有金屬下蓋板，燃燒器基座、燃料管進(jìn)口、點(diǎn)火器與多孔金屬纖維燃燒頭連接組裝，并安裝在沖孔底板下部嵌入閉式回?zé)嵫h(huán)組件中的空腔內(nèi)組成燃料加熱裝置。金屬上蓋板和金屬下蓋板之間形成空層以供安裝閉式循環(huán)組件中的工質(zhì)加熱管組。循環(huán)熱機(jī)組件由工質(zhì)加熱管組、氣室、循環(huán)氣體、磁極配氣活塞、電磁配氣座、緩沖片、雙極交換室、活塞缸、動(dòng)力活塞、冷卻工質(zhì)管、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口、冷卻工質(zhì)管出口組成。雙極交換室與氣室并排放置，兩者下端通過金屬管連通。工質(zhì)加熱管組一端與氣室上端密封焊接，另一端與雙極交換室上端密封焊接，形成一個(gè)循環(huán)。并向其中充入循環(huán)氣體，工質(zhì)加熱管組中間段可根據(jù)需要制作成一定形狀放置于金屬上蓋板和金屬下蓋板之間形成的空層內(nèi)。氣室內(nèi)放置有磁極配氣活塞，在氣室下端安裝有電磁配氣座和緩沖片，通過電磁配氣座可控制磁極配氣活塞沿氣室內(nèi)壁軸向滑動(dòng)。氣室下端安裝有活塞缸，并保證活塞缸與氣室連通，動(dòng)力活塞放置于活塞缸內(nèi)。多個(gè)按照以上方法安裝好的循環(huán)熱機(jī)組件，通過雙熱源加熱組件中沖孔底板上預(yù)先開設(shè)的孔固定安裝。安裝完畢后采用冷卻工質(zhì)管將多個(gè)雙極交換室串聯(lián)，并引出冷卻工質(zhì)管進(jìn)口和冷卻工質(zhì)管出口。變速與發(fā)電組件由以下部件組成轉(zhuǎn)換件、曲柄、搖桿、齒輪、傳動(dòng)軸、機(jī)座、發(fā)電機(jī)。動(dòng)力活塞下端安裝有轉(zhuǎn)換件、轉(zhuǎn)換件連接搖桿，搖桿與帶齒輪的曲柄相連，組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，多組齒輪相互嚙合變速后通過傳動(dòng)軸輸出。整個(gè)傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)座中，并加注潤滑油保持機(jī)械靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，通過輸出的動(dòng)力軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置可以配套有智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速表、驅(qū)動(dòng)元件、故障報(bào)警元件、流量控制器和 PLC可編程控制器或單片機(jī)。聚光接收口內(nèi)側(cè)、桶壁內(nèi)側(cè)、氣室、雙極交換室、余熱回收管均設(shè)置有溫度傳感器。壓力傳感器設(shè)置在氣室、燃料管進(jìn)口、尾煙流道處。轉(zhuǎn)速表設(shè)置在發(fā)電機(jī)上。故障報(bào)警元件、驅(qū)動(dòng)元件組合后安裝在遮光蓋電動(dòng)機(jī)一側(cè)，用于指揮自動(dòng)遮光蓋工作。流量控制器安裝在余熱回收管進(jìn)口、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口、燃料管進(jìn)口、余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口。PLC可編程控制器或單片機(jī)安裝在自動(dòng)控制器盒內(nèi)或設(shè)置成分體式，通過引導(dǎo)線進(jìn)入總控制室內(nèi)，根據(jù)各個(gè)儀表反映的數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，作出相應(yīng)的調(diào)整，協(xié)調(diào)好各個(gè)部件之間工作，達(dá)到最優(yōu)化使用狀態(tài)。整個(gè)裝置有外殼包裹，可減少各組件老化。所述溫度傳感器采用市售溫度傳感器。所述壓力傳感器采用市售壓力傳感器。所述轉(zhuǎn)速表采用市售轉(zhuǎn)速表。所述驅(qū)動(dòng)元件可采用市售步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器或伺服驅(qū)動(dòng)器。所述故障報(bào)警元件采用市售故障報(bào)警器。所述流量控制器采用市售流量控制器。所述PLC可編程控制器采用市售PLC可編程控制器。所述單片機(jī)采用市售單片機(jī)控制器。所述的雙極交換室由上下兩級組成，上部為熱室，下部為冷室。上部由太陽光或燃料燃燒加熱，下部通過流動(dòng)的低溫流體冷卻。熱室和冷室均使用排列的金屬管進(jìn)行熱交換， 循環(huán)氣體從金屬管內(nèi)流過，與金屬管外壁的冷卻工質(zhì)進(jìn)行劇烈的熱交換后進(jìn)入氣室。所述的工質(zhì)加熱管組采用導(dǎo)熱性能好的金屬管組，一組可根據(jù)需要由若干根單管組成，管壁外可填裝導(dǎo)熱性能好的金屬粉體材料以增加熱傳導(dǎo)速度。需要時(shí)還可添加金屬絲或顆粒用于導(dǎo)熱。所述的多孔金屬纖維燃燒頭采用市售鐵、鉻、鋁特種復(fù)合多孔金屬纖維氈體或無紡織物，多孔金屬纖維氈體或無紡織物作為燃燒介質(zhì)和發(fā)熱元件；也可采用高性能復(fù)合蜂窩多孔徑陶瓷材料制作成型。所述的余熱回收管采用金屬管在冷腔兩層保溫反射體形成的環(huán)形空腔中纏繞排列，并在金屬管上設(shè)置有金屬翅片，也可使用成型一體的翅片管纏繞排列。所述的循環(huán)氣體采用氫氣、氦氣、或者空氣等比熱容較高的氣體。所述的電磁配氣座由螺線管、鐵芯、電子控制器構(gòu)成，鐵芯放置在螺線管內(nèi)，構(gòu)成電磁鐵的要件，由電子控制器根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的函數(shù)或者依人為需要來控制流經(jīng)螺線管的電流方向和大小，根據(jù)奧斯特效應(yīng)和安培定律，電磁鐵磁性的有無可以由通、斷電流控制；磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來控制；磁極可以由改變電流的方向來控制。所述的磁極配氣活塞可采用不被磁鐵吸引的材料制成并在其靠近磁控盒的一面安裝有磁體，或者磁極配氣活塞整體采用磁體。根據(jù)同向磁場互相排斥，逆向磁場互相吸引的原理，則可以很容易通過對磁控盒的控制靈活自由地控制配氣活塞活動(dòng)。工作原理
一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置工作時(shí)，當(dāng)陽光充足時(shí)，太陽光經(jīng)過高倍聚光之后經(jīng)聚光接收口照射到金屬上蓋板上，產(chǎn)生700°C 850°C的高溫，巨大的熱量迅速加熱工質(zhì)加熱管組。此時(shí)接通電磁配氣座，接入正向電流時(shí)，其內(nèi)部的螺線管由于正向電流的通過產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下磁極配氣活塞移動(dòng)至氣室內(nèi)靠近電磁配氣座一端，在移動(dòng)過程中位于氣室下部的循環(huán)氣體從雙極交換室流過，并經(jīng)過工質(zhì)加熱管組迅速加熱膨脹，循環(huán)氣體總體積瞬間增大，推動(dòng)動(dòng)力活塞做功；當(dāng)接入反向電流時(shí)，其內(nèi)部的螺線管由于正向電流的通過產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下磁極配氣活塞移動(dòng)至氣室內(nèi)遠(yuǎn)離電磁配氣座一端，在移動(dòng)過程中位于氣室上部的循環(huán)氣體從雙極交換室流過，與雙極交換室下部的冷卻工質(zhì)迅速產(chǎn)生熱交換，循環(huán)氣體總體積急劇減小，在大氣壓的作用下此時(shí)動(dòng)力活塞回縮。 以此往復(fù)做功，工作過程中根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓輸出函數(shù)或者依人為需要來調(diào)整電磁配氣座的
6電流方向和大小。雙極交換室內(nèi)冷卻工質(zhì)不斷地由冷卻工質(zhì)管進(jìn)口進(jìn)入并從冷卻工質(zhì)管出口流出，保持雙極交換室下部始終保持低溫狀態(tài)，保障了動(dòng)力活塞強(qiáng)勁的回縮力！動(dòng)力活塞與其下端的曲柄相連，迫使曲柄旋轉(zhuǎn)，同時(shí)四組曲柄旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)位于中軸線上的兩組齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪軸連接發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生電力，以供家庭使用或并網(wǎng)輸出。當(dāng)陽光不足時(shí)，開啟燃料加熱裝置進(jìn)行熱源補(bǔ)充，燃料從燃料管進(jìn)口進(jìn)入，在點(diǎn)火器中與空氣混合，輸送給多孔金屬纖維燃燒頭，在點(diǎn)火器的作用下點(diǎn)燃并產(chǎn)生700-105(TC 高溫快速加熱金屬下蓋板，并傳導(dǎo)給工質(zhì)加熱管組。始終保證加熱管組達(dá)到額定溫度，如上述帶動(dòng)發(fā)電機(jī)提供電力用于并網(wǎng)或使用。同時(shí)燃燒后產(chǎn)生的余熱和尾煙通過保溫反射體之間的空腔經(jīng)余熱回收管的濾熱后從尾煙管出口排出。余熱回收管內(nèi)的流體不斷從余熱回收管進(jìn)口進(jìn)入，并從余熱回收管出口流出，經(jīng)過加熱的流體可供人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活使用。本發(fā)明一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和性價(jià)比。1.雙熱能互補(bǔ)技術(shù)優(yōu)越，熱力補(bǔ)充及時(shí)，利用率高。傳統(tǒng)閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)一般使用單一熱源，以太陽能為例，如當(dāng)日太陽光強(qiáng)度達(dá)不到額定數(shù)值，則會(huì)大大降低熱機(jī)工作效率，甚至不工作。本發(fā)明采用了雙熱能互補(bǔ)技術(shù)， 當(dāng)聚光溫度不足的情況下需要繼續(xù)發(fā)電時(shí)，可啟動(dòng)燃料加熱裝置補(bǔ)充熱力，使熱機(jī)核心部件達(dá)到額定溫度，保障熱機(jī)高效工作。2.磁控配氣優(yōu)化技術(shù)，啟動(dòng)快，效率高。傳統(tǒng)的閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)大多使用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)配氣活塞來完成熱機(jī)循環(huán)， 其問題在于實(shí)際工作循環(huán)偏離理想循環(huán)，輸出功率難以調(diào)控，且在高溫高壓下的密封活動(dòng)問題難以處理，容易漏氣，使得閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)效率降低，維修成本增加。本發(fā)明采用磁極配氣活塞技術(shù)，根據(jù)發(fā)電機(jī)的輸出電壓的函數(shù)或者根據(jù)人為需要來控制配氣活塞，使熱機(jī)更接近理想循環(huán)，功率調(diào)控更靈活，且從根本解決了長期以來密封問題的困擾。3.溫差調(diào)節(jié)技術(shù)，冷卻能力超群、回縮力強(qiáng)勁。本發(fā)明采用冷卻工質(zhì)強(qiáng)制降溫技術(shù)，極大的提高了循環(huán)氣體冷卻速度，從而使動(dòng)力活塞收縮回?fù)袅υ龃螅硗?，?qiáng)制降溫后的工作流體又可以作為另一種熱源供應(yīng)生產(chǎn)生活之用。4.符合國家“十二五”產(chǎn)業(yè)調(diào)整政策?！笆濉眹铱萍加?jì)劃能源領(lǐng)域明確指出對“太陽能發(fā)電和熱利用”、“太陽能光熱中高溫利用”、“太陽能光熱發(fā)電”，給予重點(diǎn)扶持。本發(fā)明無論在高效利用太陽能熱，還是作為輔助太陽能多孔表面燃燒器優(yōu)化復(fù)合一體技術(shù)，均走在世界前面。實(shí)現(xiàn)雙能源利用后， 具有高效發(fā)電和接近零排放的史無前例的優(yōu)勢，必然給全人類帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。只要有太陽照射的地方和燃?xì)獾牡胤骄砂惭b使用，這種顛覆性的創(chuàng)舉必將成為未來太陽能熱發(fā)電的典范，受到人類社會(huì)的恩寵。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。其中
圖1是混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置主視圖。
圖2是圖1混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置A-A剖視圖。圖3是圖2混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置局部視圖。圖中序號1.自動(dòng)遮光蓋；2.遮光蓋電動(dòng)機(jī)；3.沖孔底板；4.桶壁；5.聚光接收口 ；6.金屬上蓋板；7.金屬下蓋板；8.工質(zhì)加熱管組；9.磁極配氣活塞；10.雙極交換室；
11.緩沖片；12.電磁配氣座；13.轉(zhuǎn)換件；14.搖桿；15.傳動(dòng)軸；16.曲柄；17.多孔金屬纖維燃燒頭；18.余熱回收管；19.燃燒器基座；20.冷卻工質(zhì)管；21.燃料管進(jìn)口 ；22.余熱回收管出口 ；23.點(diǎn)火器；24.冷卻工質(zhì)管出口 ；25.冷卻工質(zhì)管進(jìn)口 ；26.氣室；27.活塞缸； 28.動(dòng)力活塞；29.齒輪；30.機(jī)座；31發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式參照附圖1 3，本發(fā)明混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置由雙熱源加熱組件、循環(huán)熱機(jī)組件、變速與發(fā)電組件組成。雙熱源加熱組件包括桶壁4、沖孔底板3、保溫上封板、熱能反射板、聚光接收口 5、 自動(dòng)遮光蓋1、遮光蓋電動(dòng)機(jī)2、金屬上蓋板6、金屬下蓋板7、多孔金屬纖維燃燒頭17、點(diǎn)火器23、燃燒器基座19、燃料管進(jìn)口 21、余熱回收管18、余熱回收管出口 22、余熱回收管進(jìn)口、 尾煙管出口。桶壁4與沖孔底板3、保溫上封板、使用鉚釘連接組成完整的桶體。保溫層與熱能反射板緊密貼合組成完整的保溫反射體。并根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同直徑的兩組保溫反射體， 同心放置于桶體內(nèi)，位于外側(cè)的保溫反射體緊貼于桶壁4，兩組保溫反射體之間形成環(huán)形空腔，在空腔內(nèi)放置余熱回收管18，并在保溫桶體上安裝余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口 22和尾煙管出口。須保證燃燒后的尾煙經(jīng)上述空腔并在余熱回收管18的濾熱之后順暢地從尾煙管出口排出；在保溫上封板上部安裝有聚光接收口 5、自動(dòng)遮光蓋1、遮光蓋電動(dòng)機(jī) 2，可以通過遮光蓋電動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)自動(dòng)完成聚光接收口 5的開放與關(guān)閉。保溫上封板底面固定有金屬上蓋板6。沖孔底板3中心處安裝有多孔金屬纖維燃燒頭17，并在多孔金屬纖維燃燒頭17頂部蓋有金屬下蓋板7，燃燒器基座19、燃料管進(jìn)口 21、點(diǎn)火器23與多孔金屬纖維燃燒頭17連接組裝，并安裝在沖孔底板3下部嵌入閉式回?zé)嵫h(huán)組件中的空腔內(nèi)組成燃料加熱裝置。金屬上蓋板6和金屬下蓋板7之間形成空層以供安裝閉式循環(huán)組件中的工質(zhì)加熱管組8。循環(huán)熱機(jī)組件由工質(zhì)加熱管組8、氣室沈、循環(huán)氣體、磁極配氣活塞9、電磁配氣座
12、緩沖片11、雙極交換室10、活塞缸27、動(dòng)力活塞觀、冷卻工質(zhì)管20、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口25、 冷卻工質(zhì)管出口 M組成。雙極交換室10與氣室沈并排放置，兩者下端通過金屬管連通。工質(zhì)加熱管組8 一端與氣室26上端密封焊接，另一端與雙極交換室10上端密封焊接，形成一個(gè)循環(huán)。并向其中充入循環(huán)氣體，工質(zhì)加熱管組8中間段可根據(jù)需要制作成一定形狀放置于金屬上蓋板 6和金屬下蓋板7之間形成的空層內(nèi)。氣室沈內(nèi)放置有磁極配氣活塞9，在氣室沈下端安裝有電磁配氣座12和緩沖片11，通過電磁配氣座12可控制磁極配氣活塞9沿氣室沈內(nèi)壁軸向滑動(dòng)。氣室26下端安裝有活塞缸27，并保證活塞缸27與氣室沈連通，動(dòng)力活塞28 放置于活塞缸27內(nèi)。多個(gè)按照以上方法安裝好的循環(huán)熱機(jī)組件，通過雙熱源加熱組件中沖孔底板3上預(yù)先開設(shè)的孔固定安裝。安裝完畢后采用冷卻工質(zhì)管20將多個(gè)雙極交換室10
8串聯(lián)，并引出冷卻工質(zhì)管進(jìn)口 25和冷卻工質(zhì)管出口 M。變速與發(fā)電組件由以下部件組成轉(zhuǎn)換件13、曲柄16、搖桿14、齒輪四、傳動(dòng)軸 15、機(jī)座30、發(fā)電機(jī)31。動(dòng)力活塞觀下端安裝有轉(zhuǎn)換件13、轉(zhuǎn)換件13連接搖桿14，搖桿14與帶齒輪的曲柄16相連，組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，多組齒輪四相互嚙合變速后通過傳動(dòng)軸15輸出。整個(gè)傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)座30中，并加注潤滑油保持機(jī)械靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，通過輸出的動(dòng)力軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 31運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置配套有智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速表、驅(qū)動(dòng)元件、故障報(bào)警元件、流量控制器和PLC可編程控制器或單片機(jī)。聚光接收口 5內(nèi)側(cè)、桶壁4內(nèi)側(cè)、氣室沈、雙極交換室10、余熱回收管18均設(shè)置有溫度傳感器。壓力傳感器設(shè)置在氣室沈、燃料管進(jìn)口 21、尾煙流道處。轉(zhuǎn)速表設(shè)置在發(fā)電機(jī)31上。故障報(bào)警元件、驅(qū)動(dòng)元件組合后安裝在遮光蓋電動(dòng)機(jī)2 —側(cè)，用于指揮自動(dòng)遮光蓋1工作。流量控制器安裝在余熱回收管進(jìn)口、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口 25、燃料管進(jìn)口 21、余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口 22。PLC可編程控制器或單片機(jī)安裝在自動(dòng)控制器盒內(nèi)或設(shè)置成分體式，通過引導(dǎo)線進(jìn)入總控制室內(nèi)，根據(jù)各個(gè)儀表反映的數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，作出相應(yīng)的調(diào)整，協(xié)調(diào)好各個(gè)部件之間工作，達(dá)到最優(yōu)化使用狀態(tài)。整個(gè)裝置有外殼包裹，可減少各組件老化。所述溫度傳感器采用市售溫度傳感器。所述壓力傳感器采用市售壓力傳感器。所述轉(zhuǎn)速表采用市售轉(zhuǎn)速表。所述驅(qū)動(dòng)元件采用市售步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器或伺服驅(qū)動(dòng)器。所述故障報(bào)警元件采用市售故障報(bào)警器。所述流量控制器采用市售流量控制器。所述PLC可編程控制器采用市售PLC可編程控制器。所述單片機(jī)采用市售單片機(jī)控制器。所述的雙極交換室10由上下兩級組成，上部為熱室，下部為冷室。上部由太陽光或燃料燃燒加熱，下部通過流動(dòng)的低溫流體冷卻。熱室和冷室均使用排列的金屬管進(jìn)行熱交換，循環(huán)氣體從金屬管內(nèi)流過，與金屬管外壁的冷卻工質(zhì)進(jìn)行劇烈的熱交換后進(jìn)入氣室 26。所述的工質(zhì)加熱管組8采用導(dǎo)熱性能好的管組，一組可根據(jù)需要由若干根單管組成，管壁外可套裝導(dǎo)熱性能好的其他材料以增加熱傳導(dǎo)速度。需要時(shí)還可添加金屬絲或顆粒用于導(dǎo)熱。所述的多孔金屬纖維燃燒頭17采用市售鐵、鉻、鋁特種復(fù)合多孔金屬纖維氈體或無紡織物，金屬纖維氈體或無紡織物作為燃燒介質(zhì)和發(fā)熱元件；也可采用高性能復(fù)合蜂窩多孔徑陶瓷材料制作成型。所述的余熱回收管18采用金屬管在冷腔兩層保溫反射體形成的環(huán)形空腔中纏繞排列，并在金屬管上設(shè)置有金屬翅片，或采用成型一體的翅片管纏繞排列。所述的循環(huán)氣體采用氫氣、氦氣、或者空氣等比熱容較高的氣體。所述的電磁配氣座12由螺線管、鐵芯、電子控制器構(gòu)成，鐵芯放置在螺線管內(nèi)，構(gòu)成電磁鐵的要件，由電子控制器根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓的函數(shù)或者依人為需要來控制流經(jīng)螺線管的電流方向和大小，根據(jù)奧斯特效應(yīng)和安培定律，電磁鐵磁性的有無可以由通、斷電流控制；磁性的大小可以用電流的強(qiáng)弱或線圈的匝數(shù)來控制；磁極可以由改變電流的方向來控制。
所述的磁極配氣活塞9可采用不被磁鐵吸引的材料制成并在其靠近磁控盒的一面安裝有磁體，或者磁極配氣活塞9整體采用磁體。根據(jù)同向磁場互相排斥，逆向磁場互相吸引的原理，則可以很容易通過對磁控盒的控制靈活自由地控制配氣活塞活動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于由雙熱源加熱組件、循環(huán)熱機(jī)組件、變速與發(fā)電組件組成；雙熱源加熱組件包括桶壁、沖孔底板、保溫上封板、熱能反射板、聚光接收口、自動(dòng)遮光蓋、遮光蓋電動(dòng)機(jī)、金屬上蓋板、金屬下蓋板、多孔金屬纖維燃燒頭、點(diǎn)火器、燃燒器基座、燃料管進(jìn)口、余熱回收管、余熱回收管出口、余熱回收管進(jìn)口和尾煙管出口 ；桶壁與沖孔底板、保溫上封板、使用鉚釘連接組成完整的桶體，保溫層與熱能反射板緊密貼合組成完整的保溫反射體，并根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同直徑的兩組保溫反射體，同心放置于桶體內(nèi)，位于外側(cè)的保溫反射體緊貼于桶壁，兩組保溫反射體之間形成環(huán)形空腔，在空腔內(nèi)放置余熱回收管，并在保溫桶體上安裝余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口和尾煙管出口 ； 在保溫上封板上部安裝有聚光接收口、自動(dòng)遮光蓋、遮光蓋電動(dòng)機(jī)，通過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)自動(dòng)完成聚光接收口的開放與關(guān)閉，保溫上封板底面固定有金屬上蓋板，沖孔底板中心處安裝有多孔金屬纖維燃燒頭，并在多孔金屬纖維燃燒頭頂部蓋有金屬下蓋板，燃燒器基座、燃料管進(jìn)口、點(diǎn)火器與多孔金屬纖維燃燒頭連接組裝，并安裝在沖孔底板下部嵌入閉式回?zé)嵫h(huán)組件中的空腔內(nèi)組成燃料加熱裝置，金屬上蓋板和金屬下蓋板之間形成空層以供安裝閉式循環(huán)組件中的工質(zhì)加熱管組；循環(huán)熱機(jī)組件由工質(zhì)加熱管組、氣室、循環(huán)氣體、磁極配氣活塞、電磁配氣座、緩沖片、 雙極交換室、活塞缸、動(dòng)力活塞、冷卻工質(zhì)管、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口、冷卻工質(zhì)管出口組成；雙極交換室與氣室并排放置，兩者下端通過金屬管連通；工質(zhì)加熱管組一端與氣室上端密封焊接，另一端與雙極交換室上端密封焊接，形成一個(gè)循環(huán)，并向其中充入循環(huán)氣體，工質(zhì)加熱管組中間段可根據(jù)需要制作成一定形狀放置于金屬上蓋板和金屬下蓋板之間形成的空層內(nèi)，氣室內(nèi)放置有磁極配氣活塞，在氣室下端安裝有電磁配氣座和緩沖片，通過電磁配氣座可控制磁極配氣活塞沿氣室內(nèi)壁軸向滑動(dòng)，氣室下端安裝有活塞缸，并保證活塞缸與氣室連通，動(dòng)力活塞放置于活塞缸內(nèi)，多個(gè)按照以上方法安裝好的循環(huán)熱機(jī)組件，通過雙熱源加熱組件中沖孔底板上預(yù)先開設(shè)的孔固定安裝， 安裝完畢后采用冷卻工質(zhì)管將多個(gè)雙極交換室串聯(lián)，并引出冷卻工質(zhì)管進(jìn)口和冷卻工質(zhì)管出口 ；變速與發(fā)電組件由轉(zhuǎn)換件、曲柄、搖桿、齒輪、傳動(dòng)軸、機(jī)座、發(fā)電機(jī)組成；動(dòng)力活塞下端安裝有轉(zhuǎn)換件、轉(zhuǎn)換件連接搖桿，搖桿與帶齒輪的曲柄相連，組成曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，多組齒輪相互嚙合變速后通過傳動(dòng)軸輸出，整個(gè)傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)座中，并加注潤滑油保持機(jī)械靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，通過輸出的動(dòng)力軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的雙極交換室由上下兩級組成，上部為熱室，下部為冷室，上部由太陽光或燃料燃燒加熱， 下部通過流動(dòng)的低溫流體冷卻，熱室和冷室均使用排列的金屬管進(jìn)行熱交換，循環(huán)氣體從金屬管內(nèi)流過，與金屬管外壁的冷卻工質(zhì)進(jìn)行劇烈的熱交換后進(jìn)入氣室。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的工質(zhì)加熱管組采用導(dǎo)熱性能好的金屬管組，一組可根據(jù)需要由若干根單管組成，管壁外可填裝導(dǎo)熱性能好的金屬粉體材料以增加熱傳導(dǎo)速度，需要時(shí)還可添加金屬絲或顆粒用于導(dǎo)熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的多孔金屬纖維燃燒頭采用市售鐵、鉻、鋁特種復(fù)合多孔金屬纖維氈體或無紡織物，金屬纖維氈體或無紡織物作為燃燒介質(zhì)和發(fā)熱元件；或采用高性能復(fù)合蜂窩多孔徑陶瓷材料制作成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的余熱回收管采用金屬管在冷腔兩層保溫反射體形成的環(huán)形空腔中纏繞排列，并在金屬管上設(shè)置有金屬翅片，或采用成型一體的翅片管纏繞排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的循環(huán)氣體采用氫氣、氦氣、或者空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于所述的電磁配氣座由螺線管、鐵芯、電子控制器構(gòu)成，鐵芯放置在螺線管內(nèi)，構(gòu)成電磁鐵的要件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在所述的磁極配氣活塞采用不被磁鐵吸引的材料制成并在其靠近磁控盒的一面安裝有磁體，或者磁極配氣活塞整體采用磁體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，其特征在于混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置配套有智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速表、驅(qū)動(dòng)元件、故障報(bào)警元件、流量控制器和PLC可編程控制器或單片機(jī)；聚光接收口內(nèi)側(cè)、桶壁內(nèi)側(cè)、氣室、雙極交換室、余熱回收管均設(shè)置有溫度傳感器，壓力傳感器設(shè)置在氣室、燃料管/進(jìn)口、尾煙流道處，轉(zhuǎn)速表設(shè)置在發(fā)電機(jī)上，故障報(bào)警元件、驅(qū)動(dòng)元件組合后安裝在遮光蓋電動(dòng)機(jī)一側(cè)，用于指揮自動(dòng)遮光蓋工作，流量控制器安裝在余熱回收管進(jìn)口、冷卻工質(zhì)管進(jìn)口、燃料管進(jìn)口、余熱回收管進(jìn)口、余熱回收管出口，PLC可編程控制器或單片機(jī)安裝在自動(dòng)控制器盒內(nèi)或設(shè)置成分體式，通過引導(dǎo)線進(jìn)入總控制室內(nèi)， 根據(jù)各個(gè)儀表反映的數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，作出相應(yīng)的調(diào)整，協(xié)調(diào)好各個(gè)部件之間工作。
全文摘要
本發(fā)明一種混合熱力閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置涉及一種使用包括太陽能在內(nèi)的多種熱源的環(huán)保型閉式回?zé)嵫h(huán)熱機(jī)和發(fā)電裝置，屬于太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。由雙熱源加熱組件、循環(huán)熱機(jī)組件、變速與發(fā)電組件、智能控制系統(tǒng)與配件組成；雙熱源加熱組件包括桶壁、沖孔底板、保溫上封板、熱能反射板、聚光接收口、自動(dòng)遮光蓋、遮光蓋電動(dòng)機(jī)、金屬上蓋板、金屬下蓋板、多孔金屬纖維燃燒頭、點(diǎn)火器、燃燒器基座、余熱回收管；循環(huán)熱機(jī)組件由工質(zhì)加熱管組、氣室、循環(huán)氣體、磁極配氣活塞、電磁配氣座、緩沖片、雙極交換室、活塞缸、動(dòng)力活塞、冷卻工質(zhì)管組成；變速與發(fā)電組件由轉(zhuǎn)換件、曲柄、搖桿、齒輪、傳動(dòng)軸、機(jī)座、發(fā)電機(jī)組成。
文檔編號F02G5/02GK102251875SQ20111016136
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者倪才華, 姚伯龍, 李勇強(qiáng), 李勇良, 趙廉, 陳東輝, 陳明清 申請人:無錫中陽新能源科技有限公司