[發(fā)明專利]一種緊湊型微尺度熱能動力系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310178046.8
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103244271A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 黃景懷;李軍偉;魏志軍;顏密;王寧飛
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F02C3/04;F02C7/266;F02C7/268;F02C7/22;H02N11/00
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1.一種緊湊型微尺度熱能動力裝置，其特征在于：包括燃燒器（1），多孔介質(zhì)（2），渦輪（3），風扇（4），排氣管（5），進氣管（6），燃料箱（7），燃料輸送管（8），膨脹袋（9），熱管（10），熱光電材料（11），啟動電機（12），加熱片（13），燃料調(diào)節(jié)單向閥（14）；燃燒器（1由內(nèi)通道與外通道組成，多孔介質(zhì)（2）布置在燃燒器（1）的內(nèi)通道中；風扇（4）與燃燒器（1）的內(nèi)通道通過進氣管（6）相連接；排氣管（5）的一端連接燃燒器（1）的外通道，另一端則與渦輪（3）相連接；風扇（4）與渦輪（3）通過一根傳動軸相連接；空氣在風扇（4）的作用下通過進氣管（6）進入燃燒器（1）的內(nèi)管中與燃料氣體相混合，混合氣體在燃燒器（1）內(nèi)完成燃燒；完成燃燒后的高溫氣體通過排氣管（5）驅(qū)動渦輪（3），渦輪（3）則通過傳動軸帶動風扇（4）運轉(zhuǎn)；燃料箱（7）的一端通過燃燒輸送管（8）與多孔介質(zhì)（2）聯(lián)接，另一端則與熱量（10）相聯(lián)接，燃料調(diào)節(jié)單向閥（14）位于燃料輸送管（8）上，起到調(diào)節(jié)燃料流量的作用，在緊湊型微尺度熱能動力系統(tǒng)工作的過程中，系統(tǒng)輸出功率的大小通過調(diào)節(jié)燃料流量的多少來進行調(diào)節(jié)；燃燒器（1）通過熱管（10）聯(lián)接到燃料箱（7）的內(nèi)部；熱管（8）位于燃料箱（7）內(nèi)部的一端套有膨脹袋（9），加熱片（13）則位于膨脹袋（9）內(nèi)部，與熱管（8）固連；膨脹袋（9）內(nèi)置有低沸點液體；燃燒器（1）外部未與熱管（8）相連接的部分包覆有熱光電材料（11），熱光電材料（11）將電能傳輸至負載設備；啟動電機（12）與風扇（4）相連接。

2.如權利要1所述的一種緊湊型微尺度熱能動力裝置，其特征在于：所述低沸點液體為沸點低于0℃的液體，包括氟利昂、丁烷。

3.如權利要1所述的一種緊湊型微尺度熱能動力裝置，其特征在于：所述多孔介質(zhì)為溫度高于1500K時，不與空氣以及燃料液體發(fā)生化學反應的多孔介質(zhì)，包括石棉、聚丙烯腈。

4.如權利要1所述的一種緊湊型微尺度熱能動力裝置，其特征在于：裝置工作過程為：在系統(tǒng)啟動時，外部電源同時帶動啟動電機（12）與加熱片（13），并對多孔介質(zhì)（2）表面的電火花充電；啟動電機（12）驅(qū)動風扇（4）轉(zhuǎn)動;加熱片（13）升溫促使低沸點液體揮發(fā)，膨脹袋（9）膨脹擠壓燃料，通過燃料輸送管（8）進入多孔介質(zhì)（2）中;并通過電火花引燃空氣與燃料的混合氣體；空氣在風扇（4）的作用下通過進氣管（6）進入燃燒器（1）的內(nèi)管中與燃料氣體進一步混合并完成燃燒；完成燃燒后的氣體通過排氣管（5）驅(qū)動渦輪（3），渦輪（3）通過傳動軸帶動風扇（4）運轉(zhuǎn)；燃燒產(chǎn)生的高溫氣體加熱了燃燒器（1）的表面，熱光電材料（11）將熱能與光能轉(zhuǎn)化為電能輸出，提供給負載設備使用；熱管（10）將少量熱量傳遞至加熱片（13），加熱片（13）將低沸點液體加熱至氣態(tài)，促使膨脹袋（9）膨脹，擠壓燃料箱（7）中的燃料，實現(xiàn)對燃燒器的燃料供應；待系統(tǒng)正常工作后外部電源斷開，系統(tǒng)依靠自身所攜帶的燃料釋放出的能量，以及被能量驅(qū)動的各個部件維持正常工作。