[發(fā)明專利]液工質(zhì)熱環(huán)流式發(fā)電裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 94118097.2
• 申請日: 1994-10-16
• 公開（公告）號: CN1131356A
• 公開（公告）日: 1996-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永忠
• 申請（專利權(quán)）人: 趙永忠
• 主分類號: H02K44/08
• 分類號: H02K44/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

??????????????1.流體力學(xué)和電磁學(xué)原理。

??????????????2.現(xiàn)有熱—電轉(zhuǎn)換技術(shù)設(shè)備的主要原理，特征和性能。

用該發(fā)明來替代和配套現(xiàn)有熱能—電能轉(zhuǎn)換技術(shù)設(shè)備裝置。克服現(xiàn)有技術(shù)中對熱資源的利用率低、效率低、設(shè)備龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密，制造工藝要求高，和對水資源的消耗大等不足。用這種高效，結(jié)構(gòu)簡易，低損耗，安全，運(yùn)行輕緩可靠和穩(wěn)定的新裝置，來充分將熱能資源轉(zhuǎn)化為直流電能，特別是在對各種工業(yè)余熱等溫差不大的熱能資源的回收和再利用方面。作為新型節(jié)能設(shè)備技術(shù)，它不依賴水而充分節(jié)約水資源，而且無噪音和其它環(huán)境污染，隨著其實(shí)用性的成熟和完善，將會更為便利，廣泛和經(jīng)濟(jì)地獲取電能

本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)裝置可分兩大部分：一是液工質(zhì)熱環(huán)流系統(tǒng)。二是磁流體發(fā)電系統(tǒng)，現(xiàn)對其基本原理、結(jié)構(gòu)和技術(shù)特征及設(shè)計(jì)要求介紹如下：

?????????????一、液工質(zhì)熱環(huán)流系統(tǒng)

主體為豎直放置的封閉連通管道如圖1、①其中盛滿液態(tài)導(dǎo)體(如水銀)作為工作物質(zhì)，在其一側(cè)通過熱交換器與高溫?zé)嵩醇訜幔硪粋?cè)通過交換器與低溫?zé)嵩蠢鋮s③由于兩側(cè)管道中的液態(tài)工質(zhì)，主要以上下對流形式進(jìn)行熱傳遞，并且呈單向性(對熱脹冷縮物質(zhì)，熱量向上傳遞，對于反常膨脹物質(zhì)則反之)。而這種液態(tài)工質(zhì)的熱導(dǎo)系數(shù)很小，以熱傳導(dǎo)形式所傳遞的熱量可以近乎忽略。這樣使兩側(cè)管道中的液態(tài)工作物質(zhì)形成溫度差，由于液體的熱脹冷縮的特性在，相應(yīng)的溫度區(qū)形面密度差dρ，由于管道上部的液工質(zhì)的液面相連通，總保持水平，也就是液工質(zhì)高度h相同，因而在兩側(cè)管道之間形成靜壓強(qiáng)差dp。

????????????dp-d(ρgh)-ghdρ它推動著液態(tài)工作物質(zhì)在其中作定向移動。

由于兩側(cè)管道中液工質(zhì)的熱交換作用(吸熱，散熱)持續(xù)進(jìn)行，使循環(huán)管道中溫差區(qū)域穩(wěn)定存在，由此形成的壓強(qiáng)差，促使液工質(zhì)在管道中形成穩(wěn)定的熱環(huán)流。

在整個裝置的運(yùn)行過程中，可通過調(diào)節(jié)兩個熱交換器來控制熱交換作用的進(jìn)行，使整個液工質(zhì)的吸熱量與散熱量基本保持平衡，以維持液工質(zhì)的溫度差和整個液工質(zhì)的體積相對穩(wěn)定。

根據(jù)熱源位置分布等特征，在整個管道的吸熱和散熱部位可根據(jù)需要設(shè)立若干分支管道來分流，通過開關(guān)部分分支管道④來控制和調(diào)節(jié)吸熱和散熱量的平衡。

在主體密閉環(huán)流管道的最上部，設(shè)置一與循環(huán)管道相連通的豎直管道作為缸體⑤可容納管道內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的體積變化，其內(nèi)有密閉性良好且能自由上下移動的活塞與頂部的彈簧一端相固定⑦以便活塞自行回位，當(dāng)整個液工質(zhì)吸熱量與散熱量暫時性失去平衡時，引起整個液態(tài)工質(zhì)體積變化，其活塞可自動隨其內(nèi)部的液位變化來升降，并防止液工質(zhì)的揮發(fā)、耗散和流失，同時，便于安裝時裝填液態(tài)工質(zhì)和必要時增減液態(tài)工質(zhì)的量。

液工質(zhì)熱環(huán)流系統(tǒng)實(shí)質(zhì)屬于一種新型熱機(jī)，它把高溫?zé)嵩磁c低溫?zé)嵩礋峤粨Q過程中的熱能轉(zhuǎn)換為液態(tài)工質(zhì)在管道內(nèi)定向循環(huán)流動的動能。其液態(tài)工質(zhì)是在密閉的循環(huán)管道系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行工作。如圖2，它的整個工作過程可分為(1)等溫膨脹過程；(2)絕熱膨脹過程；(3)等溫壓縮過程；(4)絕熱壓縮過程；共四個分過程，其特點(diǎn)在于各個分過程是同時在不同區(qū)域進(jìn)行的，因而遵循卡諾循環(huán)定律，它的理論效率是

?????????η＝(Q吸－Q放)/Q吸

????Q吸——液工質(zhì)以高溫?zé)嵩传@取的熱量????????Q放——液工質(zhì)以低溫?zé)嵩摧斔偷臒崃?/p>

為簡明地表述液工質(zhì)熱環(huán)流系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn)，在忽略整個管道的沿程能量損失的基礎(chǔ)上僅作以總體性的和理想化的分析和推導(dǎo)。

該系統(tǒng)由于是密閉管道循環(huán)系統(tǒng)，所以在總體管道上流量Q處處相等，并且決定于兩側(cè)管道形成的靜壓強(qiáng)差P₁-P₂，管道內(nèi)徑R和粘滯系數(shù)η及管道長度L。即由流體力學(xué)的泊肅葉公式確定。

???????Q＝πR⁴(P₁－P₂)/8ηL使整個循壞管道內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)持續(xù)定向流動的壓強(qiáng)差(P₁－P₂)是由兩側(cè)管道內(nèi)高溫區(qū)的液工質(zhì)的密度差(ρ₁－ρ₂)產(chǎn)生并維持存在的，即由公式

???????P₁－P₂＝(ρ₁－ρ₂)gh??確定。

????????g—重力加速度

????????h—兩溫差區(qū)域的高度設(shè)液工質(zhì)在0℃時(仍為液態(tài))密度為ρ₀則某一溫度時的密度為