[实用新型]一种能源装置

说明书

本实用新型涉及一种发电装置，特别是汽轮发动机的动力装置。

目前为汽轮发电机提供动力的装置仍是锅炉，其内的被加热工质--水被外面燃烧的燃料加热而汽化产生高压蒸汽，它驱动汽轮机进而带动发电机旋转发电。它的不足之处是不仅要消耗大量的水，更主要的是要消耗大量的用于加热的燃料如石油、煤、天然气等能源。为开采、运输和储存这些能源不仅要耗费大量的人力和财力，而且它们在燃烧后排出的废气和废渣又对环境造成污染。

本实用新型的目的是设计一种基本不消耗燃料的低温工质经循环换热产生高压气流为气轮机提供动力的能源装置。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：一种能源装置，其特征是：在保温层内至少设有三个气液换热器，其上下、中心处和侧面各设有通孔的中空球形壳体内设有上下两端分别穿过壳体上下部分的蛇管热交换器，每个气液换热器的上通孔均和与之相对应的气轮机的进气口相连，而每个可与发电机相连的气轮机排气口又与相邻的气液换热器的蛇管上端相连，但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，每前一个气液换热器的蛇管下端均与相邻的气液换热器的下通孔相连，但最后一个气液换热器蛇管的下端则与第一个气液换热器的下通孔相连，设在保温层外的温差启动器其倒锥形中空壳体半球体顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管，壳体下部的通孔通过设阀门的管路可与第一个气液换热器的侧通孔相连，入口处设有低温泵的氮或氦的低温液化装置的输入管穿过保温层与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则穿过保温层与最后一个气液换热器的下通孔相连。温差启动器的外壁上设有换热翅片。保温层是由内设填料的真空保温层和聚四氟乙烯泡沫塑料层组成的多层。

本实用新型是利用低温工质经换热器与环境温度进行循环温差交换，使临界温度的低温工质迅速气化产生高压气流驱动气轮机及发电机转动进而发电的装置。

本实用新型主要包括有：气液换热器、气轮机、温差起动器、低温泵、低温液化装置和保温层。其中气液换热器是由耐低温的金属材料如高锰高镍低碳钢制成的中空球体，在壳体的上下部分最好是中心处各设一个通孔。在壳体的侧壁上设有与低温工质添加管相连的侧通孔。在气液换热器壳体内设有蛇管形热交换器，其上下两端分别穿过壳体上下两部分，最好与壳体的上下通孔相邻。上述气液换热器至少有三个。每个气液换热器的上通孔均通过管路和与之相对应的气轮机的进气口相连，而每个可与发电机或其它动力装置相连的气轮机排气口又通达管路与相邻的气液换热器的蛇管上端相连。但最后一个气轮机的排气口是与第一个气液换热器的蛇管上端相连，使之形成一个循环回路。同时每前一个气液换热器的蛇管下端均通过管路与下面相邻的气液换热器的下通孔相连。但第一个气液换热器蛇管的下端则通过管路与最后一个气液换热器的下通孔相连，其又形成一个循环回路。上述的气液换热器、气轮机及相联的管路均设在保温层内。为增加保温效果，保温层最好是不同结构的多层，如罩有上述装置的金属壳体内抽真空且设有填料的真空保温层，在其外面还设有保温材料层，如聚四氟乙烯泡沫塑料层。在保温层外设有温差起动器，它有一个易脱冰的中空倒锥形壳体，球形顶上设有可与第一个气轮机进气管相连通的排气管。在壳体的下部设有通孔，与之相连的管路和阀门可将其与第一个气液换热器的低温工质的添加管相连，并可使其内的液态循环低温工质如液氮或液氦进入温差起动器内，使低温工质通过温差起动器壳体与环境温度进行热交换。液态循环低温工质受热迅速升温气化，产行常温高压气流。为增加热交换效果，最好在温差起动器的外壁上设有换热翅片。温差起动器产生的高压气流进入第一个气轮机驱动其旋转，由气轮机排出的气化低温工质则进入第二个与之相邻的气液换热器的蛇管上端，在蛇管中通过的同时被蛇管外的液态低温工质冷却又变成液态低温工质，从蛇管的下端排出进入最后一个气液换热器内。而第二个气液换热器内的液态低温工质在冷却蛇管内的气态低温工质时又被升温气化产生高压气流进入第二个气轮机。依此类推，于是一个一个气液换热器及气轮机都工作起来，这时可关闭与温差起动器相连的阀门。为减少低温工质冷能的损失，要将温差起动器与循环系统断开，于是低温工质在各气液换热器和气轮机之间进行闭路循环。低温工质在运行过程中也会有冷能的损失，因此本实用新型设有补偿冷损失的相对于液氮或液氦的低温液化装置。管路上设有低温泵的低温液化装置的输入管穿过保温层通过管路与最后一个气液换热器的侧通孔相连，低温液化装置的输出管则穿过保温层通过管路与最后一个气液换热器的下通孔相连。该低温液化装置除具有上述作用外还能控制低温工质气化产生的高压气流的压力，使它保持在一定的压力范围内。如果低温液化装置将系统中的低温工质全部冷至临界温度以下则整个系统停止运行。