[发明专利]微型弹性蒸汽发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种供电装置，更具体地说，是一种微型弹性蒸汽发电机。

背景技术

目前传统便携式能源以电池为主，运行时间短。最先进的锂电池只能连续工作几个小时，如需延长运行时间，重量会大大提升。电池原料中含有铬、汞、铅等重金属，会污染水体和土壤。电池回收处理困难，处理工艺复杂，设备投资大。用化学燃料化学能转化为电能，效率只要达到2.5％就可以超过电池能量密度。以微燃烧为基础的微动力能源系统能量密度有望冲破100w/g的大关，被认为是一种解决电池能量密度低、供电时间短等问题的很有前途的方法。

发明内容

为了解决传统电池的供电时间短，有污染，效率低等问题，本发明提供了一种新型微型弹性蒸汽发电机。本发明直接输入气体燃料，输出电力。

本发明所提供的微型弹性蒸汽发电机，包括依次连接的曲柄连杆机构、变速齿轮和微型发电机，还包括弹性波纹管、微型催化燃烧器和气路开关；所述微型催化燃烧器置于弹性波纹管一端的内部，弹性波纹管另一端与曲柄连杆机构相连；所述的气路开关是微型催化燃烧器的燃料气供气管路的开关，设于弹性波纹管行程的极限位置。

气体燃料在微型催化燃烧器中燃烧发出化学能，产生热量加热弹性波纹管内部液体工质，工质蒸发气化使得内部压力升高，引起波纹管膨胀。在加热和停止加热过程中，波纹管膨胀、收缩的机械能通过机械传动装置(曲柄连杆机构和变速齿轮)和发电装置(微型发电机和稳压器)将机械能转化为电能向外输出。

所述的微型催化燃烧器采用易燃预混气作为燃料气，燃烧在催化剂的作用下能够快速稳定进行。

所述的弹性波纹管具有良好的膨胀特性，其内部充装有传热性能良好且易气化的液体工质。

所述的气路开关置于弹性波纹管行程的极限位置，当弹性波纹管膨胀到极限位置时，其顶端接触到气路开关，则切断气源停止供气。当弹性波纹管收缩到原位时，恢复供气。

微型催化燃烧器也可增设点火装置，从而可具有更广范围的燃料气选择。

与传统的电池相比，本发明的有益效果是：

1、有效延长供电时间，提升效率。

2、不会产生重金属污染，环保安全。

附图说明

图1：本发明结构图；

图2：本发明俯视图；

图3：本发明侧视图；

图4：本发明立体图；

图5：微型催化燃烧器、弹性波纹管部件的结构图。

图中：弹性波纹管1、变速齿轮2、气路开关3、微型发电机4、曲柄连杆机构5、气管6、微型催化燃烧器7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述：

本发明提供了一种新型微型弹性蒸汽发电机，包括曲柄连杆机构、变速齿轮、微型发电机，还包括弹性波纹管、微型催化燃烧器和气路开关。

所述的微型催化燃烧器为U形管形式，使用金属或石英玻璃等材料制作。燃料气由U形管一端入口进入，在入口附近催化剂(或点火装置)的作用下开始燃烧，燃烧热量经U形管管壁传给液体工质，随着气体流动气体温度降低，由另一端出口流出微型催化燃烧器。微型催化燃烧器置于弹性波纹管内部，加热方式为外热式；所述的弹性波纹管与曲柄连杆机构相连；所述的气路开关置于弹性波纹管行程的极限位置。

本发明的工作过程如下：

启动时，气路开关3打开气路，氢气和氧气的预混气体作为燃料气，进入微型催化燃烧器7，由铂催化剂的催化作用自行燃烧。燃烧所释放的热量加热弹性波纹管1中的液体工质。工质受热沸腾汽化后，在弹性波纹管1内产生较高压力。在内部高压的压迫下弹性波纹管1向上膨胀，沿轴向输出机械功。

当弹性波纹管1膨胀到极限位置时，其顶端接触到气路开关3，将其关闭，停止供气，微型催化燃烧器7内火焰熄灭。弹性波纹管1通过外表面散热使得工质散热、降温、凝结，从而弹性波纹管1内部压力降低，弹性波纹管1收缩并逐渐回复到原始位置。当收缩过程结束后，气路开关3重新被打开，燃料气继续输送进微型催化燃烧器7内，开始下一个循环。弹性波纹管1的膨胀、收缩往复运动通过其顶端推动曲柄连杆机构5转变为旋转运动，并向外输出扭矩。曲柄连杆机构5与变速齿轮2相连，使输出旋转的转速得到提升。变速齿轮2连接发微型发电机4，高速带动微型发电机4的转子旋转，将机械能转为电能。稳压器安装在微型发电机4的输出端用于产生恒定电压输出。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。