一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置，本发明专利技术主要由低品质能源、工质储存罐、换热器、工质喷嘴、冷凝器、溢流平衡罐、压力罐、滤清器、活塞、曲柄连杆、气缸、控制单元以及各种阀门和传感器组件组成，其中控制单元控制过热工质的喷射时刻实现不同的膨胀比；启动阶段通过高温高压的过热工质过膨胀产生真空，使工质充满整个管路；工作阶段通过控制喷入气缸的流量，使得高温高压过热工质充分膨胀，活塞压缩液态工质形成高压，高压液态工质一部分补给压力罐的损失，从而提高有机朗肯循环的热效率，实现低品质能源利用和节约能源的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置
本专利技术属于有机朗肯循环热能利用
，具体涉及开发一种基于有机朗肯循环热能利用装置一单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置。
技术介绍
随着经济的迅速发展，能源消耗量也急剧增加，由于能源消耗的加剧，节能问题备受人们的关注。有关研究资料表明，燃料燃烧所发出的能量只有三分之一左右被有效利用，其它的能量被排放到大气中，不仅造成了能源的浪费，还带来了不良环境影响。因此，节能技术越来越受到得到各国重视。由于传统有机朗肯循环中工质的汽化潜热没有被有效利用，工质的汽化潜热完全被浪费了，加上工质泵的能量损失使得热量利用率更低。单轴功有机朗肯循环是以有机朗肯循环基本原理为依据，通过改进其有机朗肯循环基本结构和电磁阀逻辑控制，不仅可以将工质吸收的大部分热量利用，并且能节约工质泵的能量，提高有机朗肯循环的热效率，同时降低燃料消耗，实现节约能源和保护环境的目的。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置，该装置以有机朗肯循环为依据，充分利用工质吸收的热量，将热能转化为机械能，节约工质泵的能量损失，实现低品质能源利用和节约能源的目的。本专利技术由溢流平衡罐1、溢流平衡阀2、工质储存罐3、低压管路4、启动控制电磁阀5、混合阀6、单向阀7、换热器8、高压管路9、温度压力传感器110、工质喷射电磁阀111、滤清器12、曲轴位置传感器13、曲柄连杆机构14、机体15、活塞16、气缸17、工质喷嘴118、温度压力传感器1119、工质喷嘴1120、工质喷嘴11121、曲轴箱回流电磁阀22、压力罐23、补给工质电磁阀124、工质喷射电磁阀1125、压力传感器126、温度传感器127、控制单元28、稳压溢流阀29、温度传感器1130、增压回流电磁阀31、冷凝控制电磁阀32、冷凝器33、补给工质电磁阀II34、溢流电磁阀35构成。本专利技术基于有机朗肯循环单轴功元件的低品质能源利用装置，其中工质储存罐3通过低压管路4与启动控制电磁阀5、单向阀7、换热器8串联连接；所述换热器8与低品质能源连接；工质喷嘴118通过工质喷射电磁阀Ill与换热器8出口连接；工质喷嘴1120分别与补给工质电磁阀124和稳压溢流阀29连接；所述的工质喷嘴118、工质喷嘴1120通过机体15与气缸17相通；所述的稳压溢流阀29分别与增压回流电磁阀31和冷凝控制电磁阀32连接；冷凝控制电磁阀32与冷凝器33入口连接；所述的冷凝器33出口通过混合阀6分别与工质储存罐3和单向阀7连接；溢流平衡罐I通过溢流平衡阀2与工质储存罐3连接；所述的工质储存罐3和溢流平衡罐I分别通过补给工质电磁阀1134、溢流电磁阀35与压力罐入口 23连接；滤清器12、曲轴箱回流电磁阀22、压力罐23、工质喷射电磁阀1125、工质喷嘴21串联连接；活塞16与曲柄连杆机构14连接；活塞16和曲柄连杆机构14装在机体15中。本专利技术的原理是:通过工质储存罐将部分冷工质充入换热器，低品质能源输送到换热器中，低品质能源与换热器中的冷工质进行换热，换热器中的工质吸热后，形成高温高压的过热蒸汽，控制单元根据温度压力传感器和曲轴位置传感器采集的信号确定膨胀比，控制单元可以通过控制工质喷射电磁阀的开启时刻，进而控制过热工质喷入气缸的时刻，实现本专利技术的可变膨胀比；启动阶段控制单元控制工质喷射电磁阀的开启时刻和持续时间，使通过工质喷嘴的少量过热工质喷入气缸，工质膨胀做功，推动活塞向下移动，带动曲柄连杆机构旋转，对外输出功率，当活塞在下行过程中，气缸内由于过热工质过膨胀形成真空，在真空度的作用下，工质储存罐中的冷工质经过压力罐和工质喷嘴喷入气缸，使得做功后的热工质液化，实现汽化潜热的充分利用。活塞上行，顺利将液化后的工质增压、排活塞上行；高压液态工质通过稳压溢流阀回流至换热器，为下一个循环做准备；经过这样几个循环后，使各个管路充满工质，并在最后一个循环时，控制单元控制补给工质电磁阀，使一部分的增压液态工质进入压力罐。工作阶段:控制单元控制工质喷射电磁阀的开启时刻和持续时间，使通过工质喷嘴的适量过热工质喷入气缸，喷入气缸的过热工质充分膨胀，当活塞刚过下止点时，压力罐内的冷工质通过工质喷嘴喷入气缸，使其温度降低，热工质液化，缸内压力下降，实现汽化潜热充分利用并且降低压缩负功；活塞上行，顺利将液化后的工质增压、排出，通过控制单元对补给工质电磁阀和增压回流电磁阀的控制，使一部分高压液态工质进入压力罐，另一部分经过稳压溢流阀回流至换热器。随着循环量的增加，高压液态工质携带的热量增加，当温度高于高压液态工质的沸点时会使高压液态工质汽化，降低热效率；控制单元根据温度传感器采集的信号判断高压液态工质的温度，当高压液态工质温度过高，控制单元控制增压回流电磁阀和冷凝控制电磁阀的启闭，使高压液态工质不再回流至换热器，而是经过电磁阀进入冷凝器，高压液态工质在冷凝器散热后，成为冷工质；通过控制混合阀，使一部分冷工质回至换热器，另一部分回流至工质罐。考虑到夏季极端高温情况下冷凝器的冷却能力不足，此时工质储存罐多余工质通过溢流平衡阀暂存至溢流平衡罐，从而保证系统的工作效率及安全性。当脱离极端高温环境后，在真空度的作用下，溢流平衡罐中的工质通过工质喷嘴进入气缸内。本专利技术气缸内的工质存在泄露，工质通过活塞与气缸壁之间的间隙泄露至机体壳，泄露的工质在真空度的作用下通过管路回流至气缸内。本专利技术的有益效果在于:本专利技术控制单元可以根据温度压力传感器和曲轴位置传感器确定冷热工质的喷入气缸时刻，通过控制喷入气缸工质的不同时刻实现可变膨胀比；本专利技术能够充分利用工质的汽化潜热，解决传统朗肯循环过程中工质热量利用率低的问题；本专利技术去掉了工质泵，能够节约工质泵消耗的能量，提高有机朗肯循环的综合热效率，实现节约能源的目的。【附图说明】图1为单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用的结构示意图。其中:溢流平衡罐1、溢流平衡阀2、工质储存罐3、低压管路4、启动控制电磁阀5、混合阀6、单向阀7、换热器8、高压管路9、温度压力传感器110、工质喷射电磁阀111、滤清器12、曲轴位置传感器13、曲柄连杆机构14、机体15、活塞16、气缸17、工质喷嘴118、温度压力传感器Π19、工质喷嘴1120、工质喷嘴11121、曲轴箱回流电磁阀22、压力罐23、补给工质电磁阀124、工质喷射电磁阀1125、压力传感器126、温度传感器127、控制单元28、稳压溢流阀29、温度传感器1130、增压回流电磁阀31、冷凝控制电磁阀32、冷凝器33、补给工质电磁阀II34、溢流电磁阀35。【具体实施方式】以下结合附图1对本专利技术技术方案作进一步详细阐述:本专利技术由溢流平衡罐1、溢流平衡阀2、工质储存罐3、低压管路4、启动控制电磁阀5、混合阀6、单向阀7、换热器8、高压管路9、温度压力传感器110、工质喷射电磁阀111、滤清器12、曲轴位置传感器13、曲柄连杆机构14、机体15、活塞16、气缸17、工质喷嘴118、温度压力传感器1119、工质喷嘴1120、工质喷嘴11121、曲轴箱回流电磁阀22、压力罐23、补给工质电磁阀124、工质喷射电磁阀1125、压力传感器126、温度传感器127、控制单元28、稳压溢流阀29、温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置，其主要由溢流平衡罐(1)、溢流平衡阀(2)、工质储存罐(3)、低压管路(4)、启动控制电磁阀(5)、混合阀(6)、单向阀(7)、换热器(8)、高压管路(9)、温度压力传感器I(10)、工质喷射电磁阀I(11)、滤清器(12)、曲轴位置传感器(13)、曲柄连杆机构(14)、机体(15)、活塞(16)、气缸(17)、工质喷嘴I(18)、温度压力传感器II(19)、工质喷嘴II(20)、工质喷嘴III(21)、曲轴箱回流电磁阀(22)、压力罐(23)、补给工质电磁阀I(24)、工质喷射电磁阀II(25)、压力传感器I(26)、温度传感器I(27)、控制单元(28)、稳压溢流阀(29)、温度传感器II(30)、增压回流电磁阀(31)、冷凝控制电磁阀(32)、冷凝器(33)、补给工质电磁阀II(34)、溢流电磁阀(35)组成；其中工质储存罐(3)通过低压管路(4)与启动控制电磁阀(5)、单向阀(7)、换热器(8)串联连接；所述换热器(8)与低品质能源连接；工质喷嘴I(18)通过工质喷射电磁阀I(11)与换热器(8)出口连接；工质喷嘴II(20)分别与补给工质电磁阀I(24)和稳压溢流阀(29)连接；所述的工质喷嘴I(18)、工质喷嘴II(20)通过机体(15)与气缸(17)相通；所述的稳压溢流阀(29)分别与增压回流电磁阀(31)和冷凝控制电磁阀(32)连接；冷凝控制电磁阀(32)与冷凝器(33)入口连接；所述的冷凝器(33)出口通过混合阀(6)分别与工质储存罐(3)和单向阀(7)连接；溢流平衡罐(1)通过溢流平衡阀(2)与工质储存罐(3)连接；所述的工质储存罐(3)和溢流平衡罐(1)分别通过补给工质电磁阀II(34)、溢流电磁阀(35)与压力罐入口(23)连接；滤清器(12)、曲轴箱回流电磁阀(22)、压力罐(23)、工质喷射电磁阀II(25)、工质喷嘴(21)串联连接；活塞(16)与曲柄连杆机构(14)连接；活塞(16)和曲柄连杆机构(14)装在机体(15)中。...

【技术特征摘要】
1.一种单轴功元件有机朗肯循环低品质能源利用装置，其主要由溢流平衡罐(I)、溢流平衡阀(2)、工质储存罐(3)、低压管路(4)、启动控制电磁阀(5)、混合阀(6)、单向阀(7)、换热器(8)、高压管路(9)、温度压力传感器I (10)、工质喷射电磁阀I (11)、滤清器(12)、曲轴位置传感器(13)、曲柄连杆机构(14)、机体(15)、活塞(16)、气缸(17)、工质喷嘴I (18)、温度压力传感器II (19)、工质喷嘴II (20)、工质喷嘴III (21)、曲轴箱回流电磁阀(22)、压力罐(23)、补给工质电磁阀I (24)、工质喷射电磁阀II (25)、压力传感器I (26)、温度传感器I (27)、控制单元(28)、稳压溢流阀(29)、温度传感器II (30)、增压回流电磁阀(31)、冷凝控制电磁阀(32)、冷凝器(33)、补给工质电磁阀II(34)、溢流电磁阀(35)组成；其中工质储存罐(3)通过低压管路(4)与启动控制电磁阀(5)、单向阀(7)、换热器(8)串联连接；所述换热器(8)与低品质能源连接；工质喷嘴I (18)通过工质喷射电磁阀I (11)与换热器(8)出口连接；工质喷嘴11(20)分别与补给工质电磁阀1(24)和稳压溢流阀(29)连接；所述的工质喷嘴I (18)、工质喷嘴II (20)通过机体(15)与气缸(17)相通；所述的稳压溢流阀(29)分别与增压回流电磁阀(31)和冷凝控制电磁阀(32)连接；冷凝控制电磁阀(32)与冷凝器(33)入口连接；所述的冷凝器(33)出口通过混合阀(6)分别与工质储存罐(3)和单向阀(7)连接；溢流平衡罐(I)通过溢流平衡阀(2)与工质储存罐(3)连接；所述的工质储存罐(3)和溢流平衡罐(I)分别通过补给工质电磁阀II (34)、溢流电磁阀(35)与压力罐入口(23)连接；滤清器(12)、曲轴箱回流电磁阀(22)、压力罐(23)、工质喷射电磁阀II (25)、工质喷嘴(21)串联连接；活塞(16)与曲柄连杆机构(14)...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永强，王先锋，康见见，许允，田径，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22