[實用新型]低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為機械能的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320473566.7
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN203412708U
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白坤生
• 申請（專利權(quán)）人: 白坤生
• 主分類號: F03G7/05
• 分類號: F03G7/05;F03G4/00;F03G6/00;F01K27/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及低沸點工質(zhì)的熱力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低溫?zé)崮軓V泛存在于自然環(huán)境中。在海洋溫差發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電中應(yīng)用的低沸點工質(zhì)熱力技術(shù)常使用蒸汽汽輪機作為低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為機械能的裝置，其技術(shù)要求高、投資大，僅在特定環(huán)境中運用。對于靈活廣泛的使用低溫?zé)崮?，則明顯不足。

發(fā)明內(nèi)容

為簡化低沸點工質(zhì)熱力技術(shù)使用汽輪機的裝置，降低其技術(shù)要求、減小投資、成本低、并能靈活廣泛的使用低溫?zé)崮?，本實用新型提出了低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)化為機械能的裝置，它包括氣馬達(dá)、兩條管路、兩個熱交換器，其中：

??????如圖1所示；第一條管路一端和第一個熱交換器內(nèi)氣密聯(lián)通、其另一端和氣動馬達(dá)一端氣密聯(lián)通，第二條管路一端和第二個熱交換器內(nèi)氣密聯(lián)通、其另一端和氣動馬達(dá)另一端氣密聯(lián)通；第一個熱交換器、第一條管路、氣動馬達(dá)、第二條管路、第二個熱交換器內(nèi)構(gòu)成密閉空間，適量液態(tài)低沸點工質(zhì)置于兩個熱交換器內(nèi)。

低溫?zé)崃黧w介質(zhì)流過第一個熱交換器、冷流體介質(zhì)流過第二個熱交換器時，第一個熱交換器內(nèi)液態(tài)低沸點工質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至大于其臨界壓強的范圍內(nèi)加熱后汽化膨脹，并經(jīng)第一條管路進(jìn)入氣動馬達(dá)推動動力輸出部件輸出機械能，同時氣動馬達(dá)內(nèi)汽化的低沸點工質(zhì)經(jīng)第二條管路進(jìn)入第二個熱交換器內(nèi)，并在小于第一個熱交換器內(nèi)的壓強下散熱液化冷凝成液態(tài)低沸點工質(zhì)。

??????低溫?zé)崃黧w介質(zhì)流過第二個熱交換器、冷流體介質(zhì)流過第一個熱交換器時，第二個熱交換器內(nèi)液態(tài)低沸點工質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至大于其臨界壓強的范圍內(nèi)加熱后汽化膨脹，并經(jīng)第二條管路進(jìn)入氣動馬達(dá)推動動力輸出部件輸出機械能，同時氣動馬達(dá)內(nèi)汽化的低沸點工質(zhì)經(jīng)第一條管路進(jìn)入第一個熱交換器內(nèi)，并在小于第二個熱交換器內(nèi)的壓強下散熱液化冷凝成液態(tài)低沸點工質(zhì)。

???這里的兩個熱交換器為盒、罐結(jié)構(gòu)，它既是熱交換器又是液態(tài)低沸點工質(zhì)貯存場所；冷流體介質(zhì)溫度為-50℃～30℃時，低沸點工質(zhì)可選擇沸點稍低于冷流體介質(zhì)溫度的工質(zhì)如：二氧化碳、制冷劑R-12、R-404A、R-410A、四氟乙烷（R-134a）、丁烷、R-123等。上述裝置能在零下、常溫和小于200℃的溫度范圍內(nèi)及熱流體介質(zhì)與冷流體介質(zhì)溫差10℃以上的條件下運行。

??????如圖2所示；第一條管路進(jìn)口端和熱交換管出口端氣密聯(lián)通、其出口端和旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)進(jìn)口端氣密聯(lián)通，熱交換管進(jìn)口端和液態(tài)低沸點工質(zhì)輸送管出口端氣密聯(lián)通，旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵出口端和液態(tài)低沸點工質(zhì)輸送管進(jìn)口端氣密聯(lián)通，旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵進(jìn)口端穿過儲液罐底部和儲液罐內(nèi)氣密聯(lián)通，冷卻管出口端穿過儲液罐頂部和儲液罐內(nèi)氣密聯(lián)通，冷卻管進(jìn)口端和第二條管路出口端氣密聯(lián)通，第二條管路進(jìn)口端和旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)出口端氣密聯(lián)通；旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵轉(zhuǎn)軸上的輪通過帶和動力輸出轉(zhuǎn)軸上的輪聯(lián)動；適量液態(tài)低沸點工質(zhì)置于儲液罐內(nèi)。

???低溫?zé)崃黧w介質(zhì)流過熱交換管時，其內(nèi)液態(tài)低沸點工質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至大于其臨界壓強的范圍內(nèi)加熱后汽化膨脹，并經(jīng)第一條管路進(jìn)入旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)推動其輸出機械能；同時旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)內(nèi)汽化的低沸點工質(zhì)經(jīng)第二條管路進(jìn)入冷流體介質(zhì)流過的冷卻管，并在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓至遠(yuǎn)小于其臨界壓強的范圍內(nèi)散熱后液化冷凝成液態(tài)低沸點工質(zhì)進(jìn)入儲液罐內(nèi)；低沸點工質(zhì)沿旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵、液態(tài)低沸點工質(zhì)輸送管、熱交換管、第一條管路、旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)、第二條管路、冷卻管、儲液罐的方向作單向閉循環(huán)運行。

???旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵的流量應(yīng)小于旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)的流量。旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)采用其它具有轉(zhuǎn)動輸出機械能的氣動馬達(dá)（如：齒輪式氣動馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)斜盤式氣動馬達(dá)等）也能達(dá)到同樣效果，旋轉(zhuǎn)葉片液壓泵采用其它旋轉(zhuǎn)液壓泵也能達(dá)到同樣效果。

??????如圖3所示；一條熱交換管置于罐內(nèi)，熱交換管出口端穿過罐側(cè)面的上部、其和罐的結(jié)合部緊密連接，熱交換管進(jìn)口端穿過罐側(cè)面的下部、其和罐的結(jié)合部緊密連接，熱交換管、罐構(gòu)成回?zé)崞?；低溫?zé)崃黧w介質(zhì)流過的熱交換管進(jìn)口端和回?zé)崞鞯臒峤粨Q管出口端氣密聯(lián)通，回?zé)崞鞯臒峤粨Q管進(jìn)口端和液態(tài)低沸點工質(zhì)輸送管出口端氣密聯(lián)通；第二條管路出口端穿過罐頂部和罐內(nèi)氣密聯(lián)通，冷卻管進(jìn)口端穿過罐底部和罐內(nèi)氣密聯(lián)通。

???旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)排放出的低沸點工質(zhì)經(jīng)第二條管路進(jìn)入罐中對熱交換管內(nèi)低沸點工質(zhì)預(yù)熱并流向冷卻管，由液態(tài)低沸點工質(zhì)輸送管進(jìn)入熱交換管內(nèi)的低沸點工質(zhì)經(jīng)預(yù)熱后流向低溫?zé)崃黧w介質(zhì)流過的熱交換管。

???回?zé)崞饔兄谔岣哐b置的熱效率。