回流式自泄压热管发动机及系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种采用自泄压热管的回流式自泄压原理的发动机及系统。该发动机包括饱和压力罐，饱和压力罐的罐腔内容纳有液态工质；泄压冷凝罐的罐腔内也容纳有液态工质，饱和压力罐的罐腔下端通过第一管道连通泄压冷凝罐的罐腔下端，且第一管道上安装有第一电磁阀；饱和汽体供给装置，连接饱和压力罐，饱和汽体供给装置用以对饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体；一端具有转动叶片的动力输出轴，动力输出轴具有转动叶片的一端设于泄压冷凝罐的下端罐腔之内且浸在泄压冷凝罐的罐腔内的液态工质中，动力输出轴远离转动叶片的一端伸出泄压冷凝罐之外。该发动机可实现将热能转化为机械能，从而带动发电机进行发电。

【技术实现步骤摘要】
回流式自泄压热管发动机及系统
本技术涉及低品质热能能量转换领域，具体而言，涉及一种回流式自泄压热管发动机及系统。
技术介绍
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℃)，或沸点接近的低温混合工质，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。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种回流式自泄压热管发动机，其能够实现对锅炉余热进行回收，以将热能转化为机械能。本技术的实施例是这样实现的：本技术实施例的一方面，提供一种回流式自泄压热管发动机，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；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；饱和汽体供给装置，连接所述饱和压力罐，所述饱和汽体供给装置用以对所述饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体；以及一端具有转动叶片的动力输出轴，所述动力输出轴具有所述转动叶片的一端设于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，所述动力输出轴远离所述转动叶片的一端伸出所述泄压冷凝罐之外；当所述饱和汽体供给装置为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，以使所述动力输出轴随所述转动叶片一起转动，并通过所述动力输出轴伸出所述泄压冷凝罐之外的一端输出动力。可选地，在本技术较佳的实施例中，所述饱和汽体供给装置包括补液罐、蒸汽发生器和饱和集气罐，其中，所述补液罐通过第三管道连接所述蒸汽发生器，所述补液罐的罐腔内容纳有液态工质，所述补液罐用以为所述蒸汽发生器提供液态工质，且所述第三管道上安装有第二电磁阀，所述第二电磁阀用于控制所述第三管道内的液态工质流量，所述蒸汽发生器通过第四管道连接所述饱和集气罐，且所述第四管道上安装有第五电磁阀，所述第五电磁阀用于控制所述第四管道内的汽态工质流量，所述饱和集气罐的罐腔还通过第五管道连通所述饱和压力罐的罐腔上端，且所述第五管道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所述饱和集气罐的罐腔内的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第五管道内饱和汽体的流量。可选地，在本技术较佳的实施例中，所述补液罐还通过第六管道连通所述饱和压力罐的罐腔下端，且所述第六管道上安装有第四单向电磁阀，所述第四单向电磁阀用以控制所述饱和压力罐的罐腔内的液态工质单向地进入至所述补液罐的罐腔内。可选地，在本技术较佳的实施例中，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。可选地，在本技术较佳的实施例中，所述饱和压力罐的罐腔上端通过第五管道连通所述泄压冷凝罐的罐腔上端，且所述第五管道上安装有第三单向电磁阀，所述第五管道位于所述第二管道的上方，所述第三单向电磁阀用以控制所述饱和压力罐的罐腔内的部分汽态工质单向地进入至所述泄压冷凝罐的罐腔内。可选地，在本技术较佳的实施例中，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，所述动力输出轴具有所述转动叶片的一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。可选地，在本技术较佳的实施例中，还包括控制器，所述控制器分别电连接所述第一电磁阀、所述第一单向电磁阀、第二电磁阀、第五电磁阀、第二单向电磁阀、第三单向电磁阀以及第四单向电磁阀并分别控制所述第一电磁阀、所述第一单向电磁阀、第二电磁阀、第五电磁阀、第二单向电磁阀、第三单向电磁阀以及第四单向电磁阀的工作状态。可选地，在本技术较佳的实施例中，所述液态工质为R245fa，对应的所述饱和汽体为R245fa汽体，或沸点接近的低温混合工质。可选地，在本技术较佳的实施例中，还包括齿轮变速箱，所述动力输出轴伸出所述泄压冷凝罐之外的一端连接所述齿轮变速箱，通过所述齿轮变速箱变速后以将所述动力输出。本技术实施例的另一方面，提供一种回流式自泄压热管发动机系统，其包括多组上述的回流式自泄压热管发动机，各所述动力输出轴伸出所述泄压冷凝罐之外的一端均连接一齿轮变速结构，所述齿轮变速结构用以将各所述动力输出轴的动力汇集以集中输出。本技术技术方案通过饱和压力罐的罐腔内的液态工质以及饱和汽体通过第一管道而流入到泄压冷凝罐的罐腔内以推动转动叶片转动，以使动力输出轴随转动叶片一起转动，并通过动力输出轴伸出泄压冷凝罐之外的一端输出动力，进而实现热能向机械能转化，再可进一步将机械能转化转化为电能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术回流式自泄压热管发动机一实施例的结构示意图；图2为本技术回流式自泄压热管发动机系统一实施例的结构示意图。图标：100-回流式自泄压热管发动机；200-回流式自泄压热管发动机系统；1-饱和压力罐；101-液态工质；102-真空区域；2-泄压冷凝罐；201-液态工质；202-真空区域；3-第一管道；4-第一电磁阀；5-第二管道；6-第一单向电磁阀；7-补液罐；8-蒸汽发生器；9-饱和集汽罐；10-第三管道；11-第二电磁阀；12-第四管道；13-第五电磁阀；14-第五管道；15-第二单向电磁阀；16-流量开关；17-动力输出轴；171-转动叶片；18-第五管道；19-第三单向电磁阀；20-相变冷凝器；21-狭长罐腔段；22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回流式自泄压热管发动机，其特征在于，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；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；饱和汽体供给装置，连接所述饱和压力罐，所述饱和汽体供给装置用以对所述饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体；以及一端具有转动叶片的动力输出轴，所述动力输出轴具有所述转动叶片的一端设于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，所述动力输出轴远离所述转动叶片的一端伸出所述泄压冷凝罐之外；当所述饱和汽体供给装置为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，以使所述动力输出轴随所述转动叶片一起转动，并通过所述动力输出轴伸出所述泄压冷凝罐之外的一端输出动力。

【技术特征摘要】
1.一种回流式自泄压热管发动机，其特征在于，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；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；饱和汽体供给装置，连接所述饱和压力罐，所述饱和汽体供给装置用以对所述饱和压力罐的罐腔内输送饱和汽体；以及一端具有转动叶片的动力输出轴，所述动力输出轴具有所述转动叶片的一端设于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，所述动力输出轴远离所述转动叶片的一端伸出所述泄压冷凝罐之外；当所述饱和汽体供给装置为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，以使所述动力输出轴随所述转动叶片一起转动，并通过所述动力输出轴伸出所述泄压冷凝罐之外的一端输出动力。2.根据权利要求1所述的回流式自泄压热管发动机，其特征在于，所述饱和汽体供给装置包括补液罐、蒸汽发生器和饱和集气罐，其中，所述补液罐通过第三管道连接所述蒸汽发生器，所述补液罐的罐腔内容纳有液态工质，所述补液罐用以为所述蒸汽发生器提供液态工质，且所述第三管道上安装有第二电磁阀，所述第二电磁阀用于控制所述第三管道内的液态工质流量，所述蒸汽发生器通过第四管道连接所述饱和集气罐，且所述第四管道上安装有第五电磁阀，所述第五电磁阀用于控制所述第四管道内的汽态工质流量，所述饱和集气罐的罐腔还通过第五管道连通所述饱和压力罐的罐腔上端，且所述第五管道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所述饱和集气罐的罐腔内的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第五管道内饱和汽体的流量。3.根据权利要求2所述的回流式自泄压热管发动机，其特征在于，所述补液罐还通过第六管道连通所述饱和压力罐的罐腔下端，且所述第六管道上安装有第四单向电磁阀，所述第四单向电磁阀用以控制所述饱和压...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛彬，毛乙焓，
申请(专利权)人：西安品汇环保设备有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61