[发明专利]设计成将环境热能转变成有用能量的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种设计成将在给定环境中可用的热能转变成有用能量的设备。本发明还涉及采用这种用于将在给定环境中可用的热能转变成有用能量的设备的过程。

发明内容

权利要求1中限定了根据本发明的设备。权利要求2至4中限定了其他实施例。

权利要求5至8中限定了采用根据本发明的设备的过程。

如将要示出的，所述过程和设备使用在设备空腔中的加压流体作为从周围环境接收热能且传送该热能以转变成有用形式的介质。置于离心条件下的流体至少对过程的一部分为气态，通过该部分，流体将其存储的能量的一部分向外传送以用于转化和有益的使用。

在每次循环中(该循环为系统的流体质量m的一部分穿过整个系统的指定流动路径回到其在循环开始时的初始位置的过程)，流体通过在系统的外部做功的能量输出的损失而变冷，并且通过从周围环境接收热而被再加热，从而导致环境的冷却。

所述过程和设备的尺寸和能量生产等级可以在从非常小到非常大的范围内，由此扩大使用的环境和种类。另外，所述过程和设备能够以多种方式构造以适于各个特定选择的用途。

因此，呈现在该申请中的材料、结构、尺寸、部件和构型是使所述过程和设备工作所必要的需求的代表，而非绝对的选择。借助于示例的细节用于提供充分的内容以呈现实际的过程和设备的有效性。

附图说明

将参照附图更详细地描述本发明的设备和过程。

图1是本发明的第一实施例的内转子的轴向横截面图；

图2是整体设备的示意性轴向横截面图；

图3是内转子的立体图；

图4和图5是设备的立体局部示意图和横截面局部示意图；

图6是密封裙的立体图；

图7是带有其控制电机的密封裙的正视图；

图8是滑动式电连接器的局部立体图；

图9是推进器-发电机-负载连接的示意描述；

图10是本发明的第二实施例的内转子和外壳体的轴向横截面图；

图11描绘了较冷/较热环境区域的实际连接的示意性示例。

具体实施方式

设备由三个主要元件形成：

-内转子，下文中也称为IR；

-外壳体，具有/不具有附加罩壳，下文中也称为OS；

代表各种外部单元的外部单元为较大组件的一部分，为本申请的目标的所述设备和过程是该较大组件的一个组分。外部单元包括电负载、监视器和控制部件，下文中也称为EU。内转子IR是在OS内的与OS以真空分隔开的旋转结构，并且由OS在两个支承表面19、38(图1)上支承。

IR的主结构由三个部件形成，这三个部件围绕它们的共同旋转轴线一个在另一个的内部地彼此固定。构成IR的外皮的外圆筒1是中空的、封闭的圆筒。其由导热材料(通常为诸如铝或钢的金属)制成，该导热材料足够厚以承受由在其内部的位于空腔4、5、6中的流体所施加的相对于在其外部的位于其自身与OS之间的真空条件的压力。

外圆筒1的电磁吸收/交互行为(下文中为“颜色”)使得允许尽可能多地吸收最大范围光谱的电磁辐射，以便接收从OS通过真空的热辐射并将其传送到位于空腔4、5(空腔6为热绝缘)中的流体内。

环形热交换翅片23围绕外圆筒1固定在外圆筒1的外部，这些翅片23为相同的材料和颜色，并以导热的方式固定在外圆筒1上。垂直于外圆筒1的表面且垂直于外圆筒1的轴线的这些翅片的作用在于增大OS的辐射电磁能从其中穿过的交换面积——由此允许将来自OS周围的热能以尽可能有效的且很少阻塞的、很少折射的方式一路传输到位于非绝缘的空腔4、5中的流体内——作为其热能源。

与这些翅片23相对，热交换翅片21附接至外圆筒1的内表面，这些翅片21垂直于外圆筒1的表面且平行于其轴线。这些翅片沿外圆筒1的长度延伸并以如下方式向其底部上的中心集中：翅片没入到流体内，该流体在常规操作期间以尽可能小的流动阻力在空腔4和5中从基部向基部地流动。平行于空腔4、5中的流体的流型的这些翅片21由与外圆筒1相同的材料制成，为相同的颜色，并且以导热的方式附接至外圆筒1。它们的目的是增大在外圆筒1与外圆筒1内的流体之间的热交换面积。

电机17装配在外圆筒(1)的非绝缘基部上并且定心在外圆筒(1)的轴线上，该电机17使其装配在套筒20中的转子18固定在外壳体的支承表面19上。

该电机具有使IR相对于OS旋转的用途并且绝对而言作为离心机。电机17以导热的方式装配至外圆筒1，以允许在其内部的热损失(因摩擦和电阻损失)尽可能有效地回到空腔5内的流体中。