[发明专利]一种能量元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于产生加压流体的能量元件，该加压流体用做相变材料（PCM）由固态转变为液态时的能源。

背景技术

专利文献US 4,079，596 A涉及一种热力发动机，或一种热泵，其使用的工作介质可进行凝固和熔化的操作。所述工作介质作为一种S/L型工作介质使用。在热力发动机中，S/L型工作介质用于循环操作，每个循环包括在第一压力下实施地高温熔化步骤和在第二压力下实施地低温凝固步骤。在热泵中，每个循环包括在第一压力下实施地高温凝固步骤和在第二压力下实施地低温熔化步骤。当使用非水介质时，第一压力和第二压力分别为相对高压和相对低压。当使用水介质时，这两种压力分别为相对低压和相对高压。由此可见热泵和热力发动机是相反的运作过程。

专利文献US 5,263,323 A涉及一种热执行器，也被称为热电容马达，其是从处于封闭容器（例如气缸）中的石蜡受热后由固体变为液体的过程中所产生的物理性张力获得能量的。这种能量能转化为驱动滑动安装在气缸内活塞的机械力，进而产生能转化为做功的液体静压。这种热执行器可应用在各种药品传送系统中，在传送系统中由执行器产生的液体静压被用来排除针筒中的物质。

专利文献GB 1,341,163 A涉及一种将热能转化为机械能的装置，其中，对一个或多个环形腔室中的液体加热，该环形腔室与另一个环形腔室相连，但其之间隔热，加热致使其中的液体体积膨胀，从而使连接在环形腔室上的驱动杆产生运动。此装置包括环形腔室9,10,2，腔室2设置在弹簧封箱6上。加热原件11,12通过汽化腔室9,10中的液体致使封箱6收缩，从而驱动杆7运动。使用原件11,12中的一个可以使杆7移动半个冲程。

专利文献US4,283,915 A涉及一种液压发电机。温度相差20℉的两路水流流经热交换水管以此来膨胀和收缩具有高热膨胀系数的工作液体，整个工作循环在工作液体的沸点以下进行。设有止回阀防止倒流，工作液体的膨胀和收缩提供了用来驱动液压马达的高压液力输出。为了提供基本稳定的液流输出，带有能消除液流脉动的液压储压器的四组热交换器可依次动作。每组均有一个四阶段的运作循环并受电路控制，四组同步运行相邻次序的阶段循环以产生一个全程基本连续稳定的液力输出。

专利文献US 5,375,983 A涉及一种系统，该系统利用了水由液态转化为固态膨胀的原理，包括一个刚性容器外壳和位于所述容器外壳内中心位置的柔性内胆。内胆中有液压流体，在内胆与容器外壳间充有水。所述液压流体因所述水的温度接近冰点而被增压。被增压的流体可被储存，根据需要利用释放内胆中液压流体的压力能来做功。

专利文献WO 89/12748 A1涉及通过惰性液体膨胀介质的热膨胀将低品质的热能转化为机械能的设备和方法，其在不高于80℃的相对低温范围内具有相对高的膨胀系数，所述介质处于再生气缸的压力管中，该压力管通过气缸中的不同温度的热介质循环来逐步加热或冷却。膨胀介质可为石蜡类物质。

以上所提供的文献公开了本技术领域中不同的解决方案，但没有提供一种关于热效率和结构强度的最理想解决方案。而且上诉文献中所提供的关于功率密度、制造效率和制造成本的解决方案不是最理想的。

发明内容

如权利要求1，解决上述问题的一种能量元件，其应用在相变材料（PCM）由固态转变为液态时产生用作能源的加压流体。这种能量元件包括盛放相变材料（PCM）的外壳装置。而且这种能量元件还包括设置于外壳装置与相变材料（PCM）之间的隔热装置。这种能量元件还包括被所述相变材料（PCM）包围、包括多个管路装置和多个圆盘装置的热交换装置，每个圆盘装置上均设有多个孔装置并均包围所述管路装置的一部分。每两个相邻的圆盘装置之间均有一段间距。这种能量元件进一步还包括各端部开口且固定在能量元件上、居中设置的柔性囊状装置，各端部之间为柔性的。每个管路装置均包括传热介质。相变材料（PCM）包围管路装置、圆盘装置，并且能穿过孔装置。囊状装置包括液压流体，该液压流体被相变材料（PCM）作用，能通过囊状装置的开口端部流入和流出。

本发明所提供的能量元件的主要优点是高热效率和结构强度的最优化。更进一步，这种能量元件能同时将热能损失和机械能损失降到最低。再进一步，本发明所提供的能量元件使有关功率密度、制造效率和制造成本的平衡达到最优。

在这里更进一步的优点在于外壳装置包括缸体装置、缸盖装置和缸底装置，其中缸盖装置包括对应每个管路装置的第一扣眼装置，并且缸底装置包括对应每个管路装置的第一扣眼装置。