[实用新型]自泄压热管发动机和自泄压热管低温余热发电系统

说明书

一种自泄压热管发动机和自泄压热管低温余热发电系统，涉及低品质热能能量转换领域。该自泄压热管发动机包括饱和压力罐，饱和压力罐的罐腔内下端容纳有液态工质，饱和压力罐的罐腔上端连接有饱和汽体进气管；泄压冷凝罐的罐腔内下端容纳有液态工质，饱和压力罐的罐腔下端通过管道连通泄压冷凝罐的罐腔下端，且管道上安装有电磁阀；水轮机具有转动叶片的轴伸端伸入泄压冷凝罐的下端罐腔之内且浸在液态工质中。通过向饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体，饱和压力罐的罐腔内的液态工质将产生二次相变，饱和压力罐的罐腔内的液态工质以及饱和汽体通过管道而流入到泄压冷凝罐的罐腔内以推动转动叶片转动，以带动水轮机运转，从而实现热能向机械能转化。

技术领域

本实用新型涉及低品质热能能量转换领域，具体而言，涉及一种自泄压热管发动机和自泄压热管低温余热发电系统。

背景技术

当煤炭、石油、电力等能源用于冶炼、加热、转换等工艺过程时都会产生各种形式的工业废气、余热和工业循环水(50～75℃)等大量低品质热能，地热资源(75～100℃地下热水)，这类热能通常以自然排放的方式进行降温，如果能对这类热能进行处理回收，将节省大量的资源，同时对环境改善起到积极的作用。

目前，出现了一种自泄压热管(专利号201510275297.7)，该专利技术的核心是揭示了自泄压热管在受热、导热和散热过程中，热管内部压力自动释放的物理现象，称之为“热管自泄压”现象，自泄压热管有两项重大的技术突破，其一是解决了热管的过热饱和问题，其二是发现热能在自泄压热管中存在快速、高效的能量转化特征。

自泄压热管在能量转化方面需要的基本条件：首先是真空条件，低沸点工质R245fa(沸点15℃)，加热端和辅助冷凝端(冷端降温)，在主冷凝端和辅助冷凝端之间工质相变形成饱和汽体压差和泄压后液体工质的重力压差，这两个压力差推动液体工质循环流动，实现热能向动能的转化，转化效率取决于饱和汽体压力和工质流量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自泄压热管发动机，旨在将热能转化为机械能，以实现能量转换。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种自泄压热管发动机，其包括饱和压力罐，所述饱和压力罐的罐腔内下端容纳有液态工质，所述饱和压力罐的罐腔内上端为真空区域，所述饱和压力罐的罐腔上端连接有饱和汽体进气管；泄压冷凝罐，所述泄压冷凝罐的罐腔内下端容纳有液态工质，所述泄压冷凝罐的罐腔内上端为真空区域，所述饱和压力罐的罐腔下端通过第一管道连通所述泄压冷凝罐的罐腔下端，且所述第一管道上安装有第一电磁阀；水轮机，包括具有转动叶片的轴伸端，所述具有转动叶片的轴伸端伸入所述泄压冷凝罐的下端罐腔之内且浸在所述泄压冷凝罐的罐腔内的液态工质中；当通过所述饱和汽体进气管向所述饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体以使所述饱和压力罐的罐腔内压力大于或等于饱和压力罐的压力阈值时，所述第一电磁阀将打开，所述饱和压力罐的罐腔内的液态工质以及饱和汽体通过所述第一管道而流入到所述泄压冷凝罐的罐腔内以推动所述转动叶片转动，以带动所述水轮机运转。

在本实用新型较佳的实施例中，还包括相变冷凝器，设于所述泄压冷凝罐之上，用于对所述泄压冷凝罐的罐腔上端进行冷凝；所述饱和压力罐的罐腔上端通过第二管道连通所述泄压冷凝罐的罐腔上端，且所述第二管道上安装有第一单向电磁阀，所述第一单向电磁阀用以控制所述泄压冷凝罐的罐腔内的上端、被所述相变冷凝器所冷凝的液态工质单向地进入至所述饱和压力罐的罐腔内。

在本实用新型较佳的实施例中，所述泄压冷凝罐的罐腔下端形成一朝所述饱和压力罐延伸的狭长罐腔段，所述饱和压力罐的罐腔下端通过所述第一管道连通所述狭长罐腔段，所述具有转动叶片的轴伸端设于所述狭长罐腔段之内且浸在所述狭长罐腔段内的液态工质中。

在本实用新型较佳的实施例中，所述饱和汽体进气管上依次安装有第二单向电磁阀和流量开关，所述第二单向电磁阀用以控制饱和汽体单向地进入至所述饱和压力罐的罐腔内，所述流量开关用以控制所述饱和汽体进气管内饱和汽体的流量。