[实用新型]热气引擎发电装置

说明书

技术领域

本实用新型有关一种热气引擎发电装置，尤指一种用于以低阶热源来发电，构造简单、成本低，具有很高经济价值的发电装置。

背景技术

由于现今石化燃料即将耗尽，因此，如何有效的利用废热及再生热源产生新的能源实在刻不容缓。其中，废热约在200℃以下，太阳热水板在80℃以下，一般温泉水约在70℃以下，海水与环境的温差在15℃左右，火力或核能发电厂排放水与环境的温差在12℃以下，下雪地区的冰水(或盐水)与外界的温差在10℃左右等，这些热源皆可用于发电。但，一般火力发电的热源温度需在500℃以上，与上述各种温度相差甚多，故现有的火力发电厂设备显然不适合以上的再生能源及废热的利用。

而热气引擎最具代表性的是史特灵引擎(Stirling engine)，其优点为可利用任何热源于外部燃烧，但由于其内部气体热传导的系数低，故而传热效率不高，因此若要用太阳能则需聚光至700℃高温以上，内部气压在20MPa(200大气压力)，才能达到应有的传热效率。故其各方面的技术要求高，设备昂贵，目前最大只做到25Kw。

综观目前市面上，似乎还没有适当的热引擎在大规模的利用这些低温的再生能源及废热。有鉴于此，申请人乃秉持多年从事该项业务的经验，经不断研究、实验，期使低温差热气引擎更具效率，且降低制造的成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的，即在于提供一种热气引擎发电装置，使发电装置得以借助低阶热源来发电，且其构造简单、成本低，可达到很高经济价值。

前述的热气引擎发电装置，主要是于一密闭容器开一出口，以供连接气压缸或油压缸(pneumatic or hydraulic cylinder)，所述气压缸或油压缸具有能往复运动的活塞；于该密闭容器注入高压气体，一个喷淋装置，该喷淋装置交换式地向容器内喷洒冷、热液体，借以加热或冷却容器内的气体，使气体膨胀或收缩；于膨胀时推动该气压缸或油压缸的活塞构成往复运动以输出动力，以此动力带动发电机发电；而当气体收缩时，则以弹簧或悬锤拉回活塞，如此往复运动，以达到不间断的输出电能。其中，也可利用线性发电机输出电能。

该喷淋装置设有冷、热交换器，由冷源及热源通过所述冷、热交换器冷却或加热液体而生成该冷、热液体。生成的冷、热液体再重复用于喷洒容器内的气体。其中，热源可为温泉水、太阳热板水或废热，冷源可为海水或河水。

前述的热气引擎发电装置，该容器内所注入的气体，可为空气、氢、氦、氮气等各种气体。

其中，喷淋装置还包括泵、喷洒器、电磁阀门，该冷、热液体利用泵推动液体至设置于该气体容器内的喷洒器，并利用该些电磁阀门自动控制以交换式喷洒该冷、热液体，进一步地，该喷洒器可设计为依据该冷热、液体流动的能量，自动旋转以增加喷洒范围的喷洒器。

其中，气压缸或油压缸的活塞连接有一个弹簧及一个活塞杆，该活塞杆上设有一个排齿轮，该发电机连接有一个与该排齿轮相啮接的棘轮齿轮及一个飞轮，当所述高压气体被加热膨胀时，该活塞利用该活塞杆推动该排齿轮，进而带动该棘轮齿轮，以带动发电机旋转产生电能，且当高压气体被冷却收缩时，该活塞上的弹簧将活塞杆缩回，并利用由该棘轮齿轮带动的飞轮所储存的惯性动能持续带动发电机发电。

或者，所述活塞是于该活塞杆前端装置有一条由一个固定圆轮及一个固定滑轮引导的绳索，该绳索的另端固定卷于一个承轴，当活塞杆前进时，该绳索的拉力转动该承轴进而传动发电机发电。所述承轴的远离该活塞杆的一端设有一个悬吊物，当该高压气体膨胀时，该承轴由绳索的拉力转动，同时卷起该承轴上的悬吊物的绳索，当高压气体收缩时，该悬吊物往下坠落且通过该悬吊物的绳索带动承轴反转进而将活塞杆拉回。

其中，该承轴与发电机之间，装置一台用以增加转速的变速齿轮箱。

其中，该气压缸或油压缸加装一个内部注入油的油气容器，由该高压气体膨胀去挤压该油气容器，该油气容器利用油推动该气压缸或油压缸的活塞带动发电机发电。

其中，所述发电机为一般转动式发电机或为线性发电机。

前述的热气引擎发电装置，其中该容器是以坚固的金属或高强度聚合物(UHMWPE)等所制成，以利于装载高压气体，亦或可将其置于地下，四周以混凝土加强其强度以节省成本。

前述的热气引擎发电装置，其中若冷热源的温差较高，则可在冷热液体喷洒的中间，先喷洒一种或多种中间温度的液体，以增加热效率。即另设有一个中间温度液体，该中间温度液体与该冷、热液体交替式向该气体容器内喷洒，该中间温度液体为不需热交换器而自然保持在冷、热液体之间温度的相同液体。