[實用新型]外熱機

無效

• 申請號: 200820218388.2
• 申請日: 2008-10-09
• 公開（公告）號: CN201269109Y
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 徐殿作;徐翔
• 申請（專利權）人: 徐殿作;徐翔
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F03G4/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種能把固體(如：煤炭)、液體(如：汽油、柴油)、可燃氣體(如：天然氣)及其它們的混合物等燃料燃燒時所產生的熱能，或地熱或其它熱源的熱能高效率地轉化成機械能，再通過發電機轉化成電能的裝置，可以廣泛應用于火力發電廠、地熱發電廠或其它熱源的發電廠。

技術背景

第，目前公知的火力發電，大多是采用煤在爐膛內燃燒，將熱量逐步傳遞給水、蒸汽和空氣，這樣，燃料的化學能轉化為熱能。新蒸汽進入汽輪機后逐級進行膨脹，蒸汽部分熱能就轉變為汽流動能；高速汽流施加作用力于汽輪機的葉片上，推動了葉輪連同整個轉子旋轉，汽流的動能于是被轉化成汽輪機軸上的機械能，汽輪機帶動發電機發電。在此過程中，水變成高溫、高壓的蒸汽，會吸收大量的熱量，而大部分水蒸汽在推動汽輪機做功后，并沒還原成水，而是散發在空氣中，不但造成水資源的浪費，而且會帶走大量熱量，造成能源的浪費，導致能源利用率低下。第二，到目前為此，有效地把地熱轉化成機械能，再轉化成電能的技術還不夠成熟，特別是水資源匱乏而地層溫度較高的地區(如：火山)很難利用地熱建發電廠，使地熱資源沒有得到有效利用。第三，對于不太集中的熱源，人們目前還很難把這些較為分散的熱源中的熱能轉化成機械能而得以集中，然后把集中起來的機械能通過發電機轉化成電能。

發明內容

為了解決現有火力發電大量浪費水資源并且效率低和地熱等其它熱源沒有得到充分利用的問題，本實用新型提供一種外熱機。該外熱機不僅不浪費水資源，用于火力等熱源發電時效率高，而且能充分利用地熱或其它熱源來發電，同時采用了多個外熱機組合的方式來轉化和匯聚熱能，使不太集中的熱源中的熱能也能得到有效利用，而且適應熱源的溫度范圍廣，從而能有效地解決目前電力資源不足和電價過高問題。同時該外熱機在實現熱能轉化成機械能，再由機械能轉化成電能的過程中沒有污染，并且具有結構簡單，成本低，噪音低，便于實施的特點。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：本實用新型共由七大部分構成。一、氣囊部分，它是由氣囊、實心導熱柱、吸熱片、充氣閥、氣缸、活塞、活塞杠桿、氣體、儲能閥、安全閥十大部件組成。1、氣囊：它的作用主要是存儲氣體并把熱源的熱能傳遞給其內部的氣體。氣囊形狀為空心橢球體，其長軸與地面垂直，此形狀有利于吸收熱量和增強其抗壓性等機械強度，在用于火力發電時，有利于火焰和煙氣上升。氣囊的一端設有一個較大的孔，孔的直徑與氣缸內徑相同，氣囊靠近此孔兩側各設有一個小孔，氣囊與熱源相接觸。2、實心導熱柱：實心導熱柱有兩個作用，一是把氣囊壁上的熱量通過它傳遞到氣囊內部，使氣囊內的氣體能均勻受熱，加快熱傳遞速度；二是有利于提高氣囊對內部高溫、高壓氣體的承受能力。氣囊內放置多根實心導熱柱，每根實心導熱柱的兩端分別固定在氣囊內壁上。3、吸熱片：吸熱片與氣囊外壁相接觸，并置于熱源之中。吸熱片主要作用是吸收氣囊周圍熱源的熱量，并把獲得的熱量傳遞給氣囊，同時它也有助于增強氣囊的抗壓性等機械強度。當利用火力做熱源時，由于爐膛內灰塵較多，并且應盡可能不阻礙火焰和煙氣流動，所以吸熱片最好做成橢圓環餅形，將其長軸所在平面與地面垂直，固定在氣囊外壁上，并在像爐膛這樣一種灰塵較多的環境中氣囊外壁與吸熱片表面都要光滑，以減少灰塵吸附在其表面而影響吸收熱量。而在其它灰塵少的熱源中，吸熱片則可以做成有利于吸熱的多種形狀。4、充氣閥：充氣閥是用來為氣囊充入一定密度的氣體和少量潤滑劑的接口。充氣閥由一根充氣閥鋼管、一根充氣閥彈簧、一根塔形鋼柱、一個充氣閥螺釘組成。充氣閥鋼管內壁呈漏斗形，充氣閥鋼管的管壁上設置兩個洞，每個洞的一個出口在充氣閥鋼管底面上，另一個出口在充氣閥鋼管內壁上，充氣閥鋼管內壁底部設有螺紋；塔形鋼柱的總體形狀像一座塔，塔尖是一個細鋼柱，塔的底部是一個粗鋼柱，中間是一個鋼質圓臺體，并且此鋼質圓臺體斜邊的傾斜角度與充氣閥鋼管內壁呈空心圓臺體的斜邊的傾斜角度相同。把塔形鋼柱和充氣閥彈簧依次插入到充氣閥鋼管中，再把充氣閥螺釘擰入充氣閥鋼管內壁所設有的螺紋中，使充氣閥彈簧的一端與塔形鋼柱的底面相接觸，另一端與充氣閥螺釘相接觸。充氣閥固定在氣囊壁上，并使充氣閥鋼管底面的兩個洞口與氣囊壁上設有的小孔相通。利用充氣閥給氣囊充氣或注入潤滑劑的工作原理與汽車輪胎充氣的工作原理有相似之處，當充氣管末端的接口卡鉗卡到充氣閥上時，接口卡鉗芯部的凸起部分就會頂到充氣閥塔形鋼柱中細鋼柱的端點上，使塔形鋼柱克服充氣閥彈簧的彈力而移動位置，充氣閥鋼管內壁上的兩個洞口便露出來，此時，氣體或潤滑劑流動的路徑被打通。當卡鉗移除后，塔形鋼柱會在充氣閥彈簧的作用下恢復原位，充氣閥鋼管內壁上的兩個洞的洞口和充氣閥內部所設有的空心圓臺體分別被塔形鋼柱上的粗鋼柱和鋼質圓臺體堵住，使充入的氣體和少量潤滑劑不能泄漏出來。5、氣缸：氣缸是一根內壁光滑的鋼管，它的內徑與氣囊一端所設有的大孔直徑相同，并固定在氣囊上，使氣缸的空腔與氣囊大孔相通。氣缸的主要作用是為活塞提供滑動軌道。6、活塞：活塞的主要作用是通過改變活塞在氣缸中的位置來幫助氣囊中的氣體完成做功或壓縮過程。活塞是一個筒壁較厚的鋼筒，并在無底的一側橫向設置了一個活塞鋼柱，作為活塞杠桿鋼柱的轉動軸，活塞外壁兩側分別設有一個軌道槽和一個鎖槽，它們在同一條直線上。鎖槽的深度比軌道槽深，鎖槽的形狀為四棱臺形，上底面與下底面的寬度相同，其鎖槽長度略大于儲能閥滾輪插入到鎖槽時長底面棱長與儲能閥滾輪之間形成的割線長度。活塞的底朝下放置在氣缸的空腔中。活塞外壁兩側所設有的軌道槽的作用是：為儲能閥滾輪提供滾動軌道。7、活塞杠桿：活塞杠桿是由一根活塞杠桿鋼柱和一個橢球體鋼塊組成，活塞杠桿鋼柱的一端和活塞杠桿鋼柱中間偏上位置分別設有軸套，活塞杠桿鋼柱一端的軸套與活塞鋼柱相連接，而活塞杠桿鋼柱中間偏上位置所設有的軸套與特制軸承外環上所設有的特制軸承鋼柱相連接，橢球體鋼塊固定在活塞杠桿鋼柱的另一端，這樣能確保在活塞運動到最低端附近時，橢球體鋼塊能敏捷、靈活地碰觸或離開離合開關鋼球。活塞杠桿的作用是把活塞向上運動時所產生的做功力矩傳遞給特制軸承或把特制軸承上的力矩傳遞給活塞，它是活塞與特制軸承之間機械能傳遞的橋梁和紐帶。8、氣體：氣體的作用是吸收氣囊內壁和實心導熱柱上的熱量，進而轉化成高溫、高壓氣體，在活塞的幫助下實現熱能與機械能的轉化。氣體應選用臨界溫度低，化學性質不活潑的氣體，如：氦氣。把氣體置于氣囊內部的空腔中。9、儲能閥：儲能閥由一個儲能閥支架，一根儲能閥鋼管，一個儲能閥鋼質圓餅環，一根儲能閥彈簧，一個儲能閥滾輪，一個儲能閥螺釘組成。儲能閥支架由一根儲能閥支架鋼柱、兩根鋼質支柱、一根儲能閥轉動軸組成，兩個鋼質支柱的一端分別固定在儲能閥支架鋼柱的同一個底面上，儲能閥轉動軸固定在兩個鋼質支柱的另一端，儲能閥滾輪中心設有一個孔，作為儲能閥轉動軸的軸套，把儲能閥滾輪置于儲能閥轉動軸上；儲能閥鋼質圓餅環的內徑小于儲能閥鋼管的內徑而大于儲能閥支架中兩個鋼質支柱之間連線的最大長度，儲能閥鋼質圓餅環焊接在儲能閥鋼管的一端上，形成一個卡環，用來卡住儲能閥支架鋼柱，儲能閥鋼管的另一端內壁設有螺紋。將儲能閥支架和儲能閥彈簧依次置于儲能閥鋼管的空腔之中，再將儲能閥螺釘置于儲能閥鋼管設有螺紋的一端。儲能閥有兩個，分別固定在氣缸上，并將儲能閥滾輪置于活塞外壁兩側所設有的軌道槽或鎖槽中。儲能閥的作用是：能保證只有當氣囊中的氣體對活塞的壓力達到足夠大時，活塞才能向上運動而做功。調節儲能閥螺釘，能夠改變儲能閥彈簧的彈力大小，由此改變儲能閥滾輪擠壓活塞外壁所設有的鎖槽的力度，從而調整氣囊內的氣體溫度和壓強達到多大時，活塞才能運動而做功。10、安全閥：安全閥是由安全閥鋼管、安全閥螺冒和安全閥膜片組成。安全閥鋼管外壁的一端設有螺紋，安全閥鋼管的空腔與氣囊壁上所設有的小孔相通，并把安全閥鋼管沒有螺紋的一端固定在氣囊壁上；安全閥螺冒中心位置設有一個直徑與安全閥鋼管的內徑相同的孔；安全閥膜片所能承受的氣體壓強必須小于氣囊壁所能承受的氣體壓強，而大于外熱機在正常工作時氣囊內的氣體對氣囊壁所產生的壓強。安全閥膜片的直徑等于安全閥鋼管的外徑，并放在安全閥鋼管設有螺紋的一端，再將安全閥螺冒安裝到安全閥鋼管設有螺紋的一端。安全閥的作用是：當氣囊中的氣體對氣囊壁的壓力超過規定值時，安全閥膜片就會破裂，氣囊中的氣體就會從安全閥鋼管的空腔泄漏出去，從而保護氣囊不被破壞。