[實用新型]一種可用于小型有機朗肯循環余熱回收系統的熱-電轉化裝置

有效

• 申請號: 201721507530.0
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN207776907U
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 張紅光;田亞明;李健;趙蕊;楊宇鑫
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F01B11/02
• 分類號: F01B11/02;F01K7/00;H02K41/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種可用于小型有機朗肯循環余熱回收系統的熱-電轉化裝置，其特征在于：該裝置主要包括自由行程的活塞膨脹機系統、永磁式圓筒直線發電機系統、采集控制系統；

上述的自由行程的活塞膨脹機系統，包括自由活塞膨脹機(21)、磁感接近開關A(20)、磁感接近開關B(22)、第一工質質量流量計(33)、第二工質質量流量計(35)、第一三通閥(18)、第二三通閥(34)、第一電磁閥(17)、第二電磁閥(36)、第三電磁閥(37)、第四電磁閥(38)、分流器(42)、穩壓閥(43)、儲氣罐(44)；儲氣罐(44)經由穩壓閥(43)、分流器(42)后分為兩個分支進氣管路，分流器(42)分為支進氣管路分別與第二電磁閥(36)、第三電磁閥(37)連接，第二電磁閥(36)經由第一三通閥(18)、第一工質質量流量計(33)與自由活塞膨脹機(21)的氣口A(11)連接，在氣口A(11)與第一工質質量流量計(33)之間的管路上設有第一壓力傳感器(19)和第一溫度傳感器(32)；第三電磁閥(37)經由第二三通閥(34)、第二工質質量流量計(35)與自由活塞膨脹機(21)的氣口B(3)連接，在氣口B(3)與第二工質質量流量計(35)之間的管路上設有第二壓力傳感器(31)和第二溫度傳感器(30)；同時第一三通閥(18)還與第一電磁閥(17)連接，使得氣口A(11)、第一工質質量流量計(33)、第一三通閥(18)、第一電磁閥(17)構成一分支排氣管路；第二三通閥(34)還與第四電磁閥(38)連接，使得氣口B(3)、第二工質質量流量計(35)、第二三通閥(34)還與第四電磁閥(38)構成另一分支排氣管路，上述連接為管路連接；

永磁式圓筒直線發電機系統包括永磁式圓筒直線發電機(25)、整流器(29)、電能存儲單元(39)，永磁式圓筒直線發電機(25)的直線發電機動子(28)通過連桿(23)與自由活塞膨脹機(21)中的活塞桿(1)固定連接，永磁式圓筒直線發電機(25)的直線發電機定子(27)經整流器(29)與電能存儲單元(39)連接，上述連接為電路連接；

采集控制系統包括電腦控制模塊(41)、多通道采集儀(40)、磁感接近開關A(20)、磁感接近開關B(22)，磁感接近開關A(20)和磁感接近開關B(22)對稱布置在自由活塞膨脹機(21)兩側，用于檢測自由活塞膨脹機(21)內活塞(7)的位置信息；磁感接近開關A(20)、磁感接近開關B(22)、第一電磁閥(17)、第二電磁閥(36)、第三電磁閥(37)、第四電磁閥(38)、第二壓力傳感器(31)、第二溫度傳感器(30)、第一壓力傳感器(19)、第一溫度傳感器(32)分別與多通道采集儀(40)連接，多通道采集儀(40)與電腦控制模塊(41)連接；電腦控制模塊(41)同時還分別與第一電磁閥(17)、第二電磁閥(36)、第三電磁閥(37)、第四電磁閥(38)、第二壓力傳感器(31)連接；采集控制系統中的連接為電路或信息通路連接。

2.按照權利要求1所述的一種可用于小型有機朗肯循環余熱回收系統的熱-電轉化裝置，其特征在于：自由活塞膨脹機(21)與永磁式圓筒直線發電機(25)采取水平布置方式，即自由活塞膨脹機(21)與永磁式圓筒直線發電機(25)之間的V型夾角為180度，且通過連桿(23)連接，連桿(23)兩端通過柔性轉接頭分別與自由活塞膨脹機(21)和永磁式圓筒直線發電機(25)同軸連接。

3.按照權利要求1所述的一種可用于小型有機朗肯循環余熱回收系統的熱-電轉化裝置，其特征在于：自由活塞膨脹機(21)結構如下，氣缸筒(5)兩端加工有安裝槽，該安裝槽分別與無桿側端蓋(12)和有桿側端蓋(15)連接，且兩端連接部位均安有O型密封圈(14)；有桿側端蓋(15)中心部位設有用于活塞桿(1)穿過的中心孔，在中心空的內表面布置有導向套(16)，導向套(16)內表面為活塞桿密封圈(2)，有桿側端蓋(15)的側面徑向設有通孔作為氣口B(3)，活塞桿(1)穿過活塞桿密封圈(2)、導向套(16)與位于氣缸筒(5)內的活塞(7)緊固連接；活塞(7)外側圓周上加工有環槽分別用于安裝活塞密封圈(8)和耐磨環(9)；在活塞(7)有桿側端蓋(15)的這一側，與活塞(7)連接的活塞桿(1)上設有第一緩沖套(6)；在活塞(7)無桿側端蓋(12)的這一側，與活塞(7)連接的活塞桿(1)上設有第二緩沖套(13)；單向緩沖閥B(4)布置在有桿側端蓋(15)上，單向緩沖閥A(10)布置在無桿側端蓋(12)上，無桿側端蓋(12)的側面徑向設有通孔作為氣口A(11)，在無桿側端蓋(12)側的活塞桿(1)軸向頂端設有空腔與氣口A(11)連接。