[发明专利]将热流体中的热能转为动能的装置

说明书

技术领域

本发明涉及节能技术和新能源的开发利用。

背景技术

新能源有多种多样，但热流体(包括热空气、热烟气和废蒸汽、热水等)的热能变为动能，从而成为一种重要的新能源，在现实应用和理论上都是空白。

发明内容

本发明的主要目地在于，制造一种能将烟囱的热烟气和电厂排出的废蒸汽、常规发动机和制冷设备对外排出的热能等变为动能的装置，从而增加常规能源的利用率；它也可将地热能、太阳能热水器的热能转化为动能，从而开发利用新能源，减少化石燃料的使用。

为实现以上目地，主要采取了如下的技术措施。

用耐高压的金属管制造一种密闭的耐高压且传热面积大的吸热蒸发器，使其和气力发动机(在此是指用高压气作动力的发动机，对火力发电而言的，包括气缸式的)、冷凝管、高压泵、导液管接成密闭的系统。用真空泵将系统抽真空后，将做功功质加入吸热蒸发器内，让热流体从吸热蒸发器金属管的外部流动，做功功质吸收蒸发器外部热流体的热能，蒸发成高压气，高压气对气力发动机做功，之后进入冷凝管，在管内靠管外冷源如空气或水将其余热带走，冷凝为液态，经高压泵打入吸热蒸发器再循环。发动机输出的有用功远大于它本系统的高压泵和冷凝器所用的风机或水泵所消耗的能，系统不断向外输出能量。从而将热流体即几十度的气态和液态流体的热能转为动能，用来做功或发电，将废弃不用的热能变为可做功使用的动能，变废为宝。

附图说明

如图所示，竖向金属吸热管5上下两端焊接横管4成一体的排管，多排排管的横管和更粗的上部贮气管1和下部贮液管8垂直连通，做成一个立体高压吸热蒸发器7。高压吸热蒸发器的贮气管1通过导液管2接气力发动机3的进气口，气力发动机3的排气口和冷凝管11的上部粗端相连，冷凝管11的下部细端连接高压泵10的进口，高压泵10的出口通过导液管9接高压吸热蒸发器的底部贮液管8。高压吸热蒸发器用多根导热金属管做成，是因这样它的耐压性能好，比较安全，即使万一有损坏的地方也不会发生爆炸伤人。图中为清析只画出一排排管，上部的贮气管和下部的贮液管也分别只画出了一个。整个系统装有抽真空用的阀门和加做功功质用的阀门，因可装到不同的地方故在此未画出。

高压吸热蒸发器中装有做功功质，做功功质的性能是整个装置能否正常运行的关键。做功功质使用低比热值的物质，因比热值低的物质吸热后升温升压快，其冷凝点比使用的冷凝物质如空气或地下水的温度高，它在常压下的沸点比要使用的热源流体如电厂废汽的温度低，它在高压状态，即在高压吸热蒸发器中正常工作时的沸点要坻于热流体的温度。

工作时，将高压吸热蒸发器7抽真空后加入做功功质6，蒸发器置于热流体中，做功功质吸收热流体的热能呈高压气态，经发动机3做功后排出，体积增大温度降低，进入开始口径较大的冷凝管11，经冷凝管后由管外的冷凝流体如环境中的空气或地下水将做功功质冷凝为液态功质，经高压泵10通过导液管9导入高压吸热蒸发器7的下部贮液管8，在蒸发器中重复吸热蒸发，循环吸热做功。将热流体中的热能变为动能。

具体实施方式

这种装置是用周围环境中容易得到的冷源冷凝，冷凝源的温度比做功功质的冷凝点要低，它能将做功功质在冷凝管中迅速冷凝，环境中的空气、地下水、空调系统制热时外排的冷气冷水都可使用，且价格低廉；这些冷源中最容易找到的是空气和地下水。

可用的熟源有高温的烟囱气、电厂排出的废热蒸汽、空调和制冷设备在制冷时向外界排出的热能以及地热、太阳能热水器的热、常规发动机散热器排出的热等。

要使用和它们相对应性能的做功功质。不同温度的热源流体和冷凝用流体会对应不同性能的做功功质。在炎热的季节，用地下水冷凝较好些；在严寒的季节环境里，最好用冷空气进行冷凝，可使用较低温度的热源流体，不过做功功质不能被冷凝的流体冷凝成固体，即它的凝固点要比冷凝流体的温度低。

高压吸热蒸发器在正常工作中内有高压，要给其安装气压表和安全阀；冷凝器要让大的进口在上，小的出口在下，以免做功功质积存，开机时难于起动。