[发明专利]热压发电方法

说明书

要求保护的技术方案所属的技术领域：

本发明涉及一种热力发电方法，使热发电用于任意规模、任意温度条件。

所属技术领域背景：

众所周知，现在的火力发电厂是将水加热形成高压蒸汽，驱动涡轮发电机发电。成本高，必须大规模，才有意义。

近年来，人们发明了碱金属热发电技术，用于中温热发电，排热温度在300℃左右，但不能用于低温热发电。即使用于中温发电，目前也没形成商业气候。

而低温热发电的需求非常广泛，特别是100℃以下热源的低温条件比比皆是，但苦于没有相应技术加以利用被大量浪费。如太阳热、灯具热、电厂余热、化工余热等。用生活热(如厨房炉灶热力)获得电力，也将极具前景。

发明内容：

本发明的目的是要提供一种热压发电方法，用于任何热发电规模和温度条件。

本发明的主要特征在于：

在热源和冷源之间设置热管；

在所述热管上设置热管吸热端、热管形变段和热管放热端；

热管吸热端连接到热源；

热管放热端连接到冷源；

在热管吸热端、热管形变段之间设置热端阀门，用于控制热管形变段是否从热源吸热；

在热管放热端、热管形变段之间设置冷端阀门，用于控制热管形变段是否向冷源放热；

所述热管形变段某端或两端连接压电材料，形成发电部件；

在所述发电部件外设置强力位移限制机构，用于限制发电部件的伸长，以便对压电材料形成压力；

膨胀发电过程为，关闭冷端阀门、开启热端阀门，热管吸热端从热源吸热向热管形变段传送，使热管形变段膨胀，压电材料受压输出某极性(如正)电流；

收缩发电过程为，关闭热端阀门、开启冷端阀门，热管放热端从热管形变段吸热向冷源传送，使热管形变段放松直至收缩，压电材料上的压力降低甚至变为拉伸力，从而输出反极性(如负)电流。

本发明的基本原理如图1所示。图中0为冷源，可以是散热器，或发电厂的冷水池；1为热管放热端；2为冷端介质通道，应该对外绝热；3为冷端阀门；4和5为强力位移限制机构，用于限制发电部件的伸长，以便对压电材料形成压力；6为热管形变段，用热变形系数较高的材料制成，应该对外绝热；7为压电材料，两面附有电极；8为热端阀门；9为热端介质通道，应该对外绝热；10为热管吸热端；11为热源，可以是燃煤锅炉、余热源、路灯热源等。

膨胀发电过程为，关闭冷端阀门3、开启热端阀门8使热管形变段6膨胀，热管形变段6和压电材料7组成发电部件。由于热管形变段6要膨胀，而强力位移限制机构4和5又不允许它们膨胀，所以压电材料受压输出某极性(如正)电流；

收缩发电过程为，关闭热端阀门8、开启冷端阀门3使热管形变段6放松直至收缩，压电材料上的压力降低甚至变为拉伸力，从而输出反极性(如负)电流。

有益效果：

本发明的有益效果是：使热发电用于任意规模、任意温度条件。

图面说明：

图1为本发明的基本原理示意图。

最佳实施方案：

本发明的最佳实施方案为如图1所示。为了提高热管形变段的形变速度，需要增加热管形变段管壁与介质的接触面积，热管形变段截面做成曲边形；为了提高发电效率，将压电材料做成夹心的(这类技术有专门的著作介绍，如张云电著的《夹心式压电换能器及其应用》等)，以增大受压面积，但不改变压强，结果使输出电流增大而不改变输出电压。

膨胀发电过程为，关闭冷端阀门3、开启热端阀门8，热管吸热端从热源吸热向热管形变段传送，使热管形变段6膨胀，热管形变段6和压电材料7组成发电部件。由于热管形变段6要膨胀，而强力位移限制机构4和5又不允许它们膨胀，所以压电材料受压输出某极性(如正)电流；

收缩发电过程为，关闭热端阀门8、开启冷端阀门3，热管放热端从热管形变段吸热向冷源传送，使热管形变段6放松直至收缩，压电材料上的压力降低甚至变为拉伸力，从而输出反极性(如负)电流。