[实用新型]一种摆筒悬浮加热直行发电机

说明书

一种摆筒悬浮加热直行发电机，其摆筒热能转换器是一种新型热机，采用管内无隔离物的热端液面悬浮板加热结构，工作介质为低沸点液体，热能转换率高于其他热机；不仅可以利用天燃气、页岩气、矿井煤气和垃圾沼气发电，而且可以利用太阳热能、地热能及工业废热来发电。转换器内带有导向机构的悬浮导热板浮在热端液面，随液面上下运动并加热液面，两端液面小的温度差，即可产生大的饱和蒸气压差，液体被压向冷端，使热端液面下降，冷端液面升高，重心移向冷端并过支撑轴线，热能转换器摆动，冷端连杆传动机构带动直线发电装置中的动子上下运动发电。

技术领域

本发明属于热能发电技术领域，具体涉及一种热能转换器两端有微小温差就能摆动发电的热能发电装置。

背景技术

目前相关的技术为发明专利——微温差热能发电装置。经研究发现其存在两大问题。一，其摆筒能量转换器采用管内有隔离物加热端整体加热结构，隔离物可通过气体不能通过液体。当冷端液面升高，冷端气体空间被压缩，导致工作介质的蒸气压升高，此时其液气二相的平衡温度高于外部环境温度，蒸气在冷端内表面冷凝成液体介质。当摆筒摆到水平位置附近时冷热两端介质蒸气贯通，热端蒸气进入冷端，而冷端冷凝产生的液体介质无法返回热端，经若干次摆动后导致冷端液体量增多，转换器起始重心点漂移向冷端，摆筒逐渐不能工作。若取消隔离物则热端就不能采用整体加热结构，因为热端整体加热，冷端的介质温度也会逐步升高，导致整个转换器工作介质温度逐步升高，最后也无法工作。

二，其旋转发电的形式有问题。由于采用转换器支撑轴带动棘轮摆动，再转动链轮、齿轮、齿轮箱转动，最后转动发电机工作方式，摩擦链过长，摩擦系数过大无法达到工业化使用要求。另外该旋转发电形式不能实现单机发电，必需要若干台转换器带动一根长转轴，高度协调工作，而实际情况是摆筒摆动受太多随机因素影响，无法高度协调。

以上问题表明现有微温差热能发电装置不能实现微温差热能发电的要求。

发明内容

为了克服现有微温差热能发电技术中的问题，本发明推出一种摆筒悬浮加热直行发电机。该发电机不仅可以利用天燃气、页岩气、矿井煤气和垃圾沼气发电，而且可以利用太阳热能、地热能及工业废热来发电。摆筒热能转换器依靠悬浮加热装置获得热能，并将热能转化为机械能。热能转换器摆动，带动直线发电装置中的动子上下运动发电。

本发明所采用的技术方案是：摆筒热能转换器采用管内无隔离物的热端液面悬浮板加热结构，是一种摆筒悬浮加热新型热力发动机；工作介质为低沸点液体，如工业制冷剂；冷热两端液体介质是贯通的，可以避免直行发电机运行中转换器起始重心点向冷端的漂移。启动位置时两端形成两个气室，在热端液面有带有导向机构的镂空悬浮导热板，导热板通过导热软线和导热管与外部加热装置联接，外部热量可快速传递到热端液体液面，液面温度升高，平衡饱和蒸气压随之增高；由于转换器热端液面被加热后其内焓增加，表现为液面的热量增值少，而气体体积与压强乘积的增量大，故热能转换器两端液面小的温度差，即可产生大的饱和蒸气压差，液体被压向冷端，使热端液面下降，冷端液面升高，转换器重心移向冷端，过支撑轴线后，转换器冷端向下热端向上摆动，将热能转换成机械能。正由于热端液面只增加少量热量(若热端液面介质升高1摄氏度，饱和蒸气压就会有显著增加)，并且转换器外壳采用金属材料，故热端液面增加的少量热量会在液体流动中通过转换器散热板和金属外壳传递到外界空气中，进而保证冷端液面温度稳定，转换器能持续正常工作。

本发明技术方案另一方面是：冷端以球形铰链加连杆机构方式带动直线发电装置动子随机上下运动，或者采用可变平行四边形六连杆机构、磕头机结构使动子作垂直上下运动；若干台摆筒悬浮加热直行发电机和储能器可以联网发电，见图1。该方案可以避免原旋转发电摩擦副过多，摩擦系数过大，机械效率不高和难以协调运作的问题，另可实现单机发电。

该发电机主要包括摆筒热能转换器、内外加热装置、球形铰链加连杆传动机构、支撑底座、直线发电装置、控制器和储能器。