一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种活塞式联动水热能转化装置，此装置包括动力单元、热能传递单元和热能输出单元，其中，动力单元，包括驱动电机和驱动轴，驱动轴连接在驱动电机的输出端；热能传递单元，包括活塞组件和管道组件，管道单元与活塞组件相连；以及，热能输出单元，与管道组件相连，其包括水箱组件和补偿组件，补偿组件与水箱组件配合安装；本发明专利技术中在热能传递单元中输入地热水，通过动力单元的辅助加压，使得地热水中的热能转移至热能输出单元，能够通过少量的机械能输入，大大提高热能的输出，而且热能输出不会破坏地下水生态，安全且可持续。

A piston type linkage water heat energy conversion device and its operation method

【技术实现步骤摘要】
一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法
本专利技术涉及水热能转换
，尤其涉及一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法。
技术介绍
地热是来自地球内部的一种能量资源。地球上火山喷出的熔岩温度高达1200℃～1300℃，天然温泉的温度大多在60℃以上，有的甚至高达100℃～140℃。这说明地球是一个庞大的热库，蕴藏着巨大的热能。这种热量渗出地表，于是就有了地热。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔。有人估计，在地球的历史中，地球内部由于放射性元素衰变而产生的热量，平均为每年5万亿卡(即卡路里)。地下水吸收地热中的能量形成地热水，地热水储量丰富，但是分布不均，且开采不易，最简单的利用方式还是地热水的直接利用，同时由于地热水在各地区分布不均，在各地层中的温度也不相同，因此在某一处连续使用时，地热水的温度常常会达不到使用的要求，因此，会通过一些辅助装置来提高地热水中热能的利用率。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有水热能转化利用存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法，其目的在于解决如何通过外设的辅助装置提高地热水中热能的利用率。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种活塞式联动水热能转化装置，此装置包括动力单元、热能传递单元和热能输出单元，其中，动力单元，包括驱动电机和驱动轴，所述驱动轴连接在所述驱动电机的输出端；热能传递单元，包括活塞组件和管道组件，所述管道单元与所述活塞组件相连；以及，热能输出单元，与所述管道组件相连，其包括水箱组件和补偿组件，所述补偿组件与所述水箱组件配合安装。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述驱动轴上等间距设置有若干组连接节，且在所述驱动轴远离所述驱动电机的一端固定连接有配重轮。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述活塞组件包括缸体、活塞头和曲轴，所述活塞头活动设置在所述缸体的内腔中，所述曲轴的一端转动连接在所述活塞头的侧壁中部，另一端连接在所述连接节上。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述管道组件包括注水管、蒸汽冷凝管、进气管和排水管，其中，所述注水管、所述蒸汽冷凝管、所述进气管和所述排水管分别连接在所述缸体的侧壁上，且与其内腔相连通；所述注水管的连接口设置有雾化喷头，且所述注水管与所述进气管的连接口高度相同，且位于所述缸体高度一半的上方，所述蒸汽冷凝管连接口的高度高于所述注水管连接口的高度，所述排水管连接在所述缸体倾斜设置的底部。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述注水管中安装有注水单向阀，所述蒸汽冷凝管中安装有蒸汽单向阀，所述进气管中均安装有进气单向阀，所述排水管中均安装有排水单向阀；且所述管道组件中还包括异形转头，所述异形转头分别与所述注水单向阀、所述进气单向阀、所述排水单向阀相互转动配合。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述水箱组件包括进水管、出水管和储水箱，所述进水管和所述出水管分别连接在所述储水箱上。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述补偿组件包括电热丝、温度传感器和控制器，所述电热丝安装在所述储水箱的内腔中，所述温度传感器安装在所述储水箱的内腔中，且位于所述出水管的连接处，所述电热丝和所述温度传感器均与所述控制器电性相连。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：所述蒸汽冷凝管远离所述缸体的一端设置在所述储水箱内，且其端部延伸在所述储水箱的外部，所述蒸汽冷凝管分布在所述电热丝的外侧。本专利技术要解决的另一个技术问题是提供一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法，其目的在于如何操作上述水热能转化装置以解决如何通过外设的辅助装置提高地热水中热能的利用率的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种活塞式联动水热能转化装置及其操作方法，采用上述的水热能转化装置，且包括以下操作方法：S1：准备工作，将所述注水管中引入地下热水，并通过所述进水管向所述储水箱内注入冷水，保持所述注水单向阀、所述进气单向阀和所述排水单向阀关闭，且与所述异形转头接触良好；S2：启动驱动电机，带动所述驱动轴转动，进而通过所述曲轴带动所述活塞头在所述缸体内做往复式的活塞运动；S3：在活塞运动过程中，进程一，当所述活塞头向上运动，且位于所述缸体内腔中部的上方时，所述异形转头转动，所述注水单向阀所在管道开启，通过所述注水管向所述缸体内腔中注入低于其连接口高度的热水，而后，所述异形转头转动，拨动所述注水单向阀关闭；S4：进程二，所述活塞头向下运动时，挤压所述缸体内腔中的热蒸汽，热蒸汽压力增加使得所述蒸汽单向阀导通，热蒸汽流入所述蒸汽冷凝管中，当压力不足时，所述蒸汽单向阀关闭；S5：进程三，所述活塞头向下运动至最低处时返回向上运动时，所述异形转头继续转动，所述进气单向阀所在管道开启，从所述进气管中通入空气，当所述活塞头上行至最高点时，所述进气单向阀关闭；S6：进程四，所述活塞头从最高点向下运动时，所述异形转头转动，所述排水单向阀所在管道开启，所述活塞头推动所述缸体内的水和空气从所述排水管中排出，水被排完时，所述排水单向阀被关闭；S7：所述活塞头往复运动，重复S3～S6的步骤；S8：所述储水箱中的冷水被所述蒸汽冷凝管中的热蒸汽加热，通过所述温度传感器检测所述出水管处的水温；S9：当所述出水管出水温度达不到设置值时，启动所述电热丝辅助加热，保持所述出水管的出水量与所述进水管的进水量相同，形成持续的循环。作为本专利技术所述活塞式联动水热能转化装置及其操作方法的一种优选方案，其中：此操作方法中还包括以下步骤：S10：所述缸体的侧壁上还开设有维修阀门，当所述缸体的内腔侧壁上产生水垢时，打开所述维修阀门进行清理，清理完成后再关闭。本专利技术的有益效果：本专利技术中在热能传递单元中输入地热水，通过动力单元的辅助加压，使得地热水中的热能转移至热能输出单元，能够通过少量的机械能输入，大大提高热能的输出，而且热能输出不会破坏地下水生态，安全且可持续。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术活塞式联动水热能转化装置的整体结构示意图。图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：包括，/n动力单元(100)，包括驱动电机(101)和驱动轴(102)，所述驱动轴连接在所述驱动电机(101)的输出端；/n热能传递单元(200)，包括活塞组件(201)和管道组件(202)，所述管道单元(202)与所述活塞组件(201)相连；以及，/n热能输出单元(300)，与所述管道组件(202)相连，其包括水箱组件(301)和补偿组件(302)，所述补偿组件(302)与所述水箱组件(301)配合安装。/n

【技术特征摘要】
1.一种活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：包括，
动力单元(100)，包括驱动电机(101)和驱动轴(102)，所述驱动轴连接在所述驱动电机(101)的输出端；
热能传递单元(200)，包括活塞组件(201)和管道组件(202)，所述管道单元(202)与所述活塞组件(201)相连；以及，
热能输出单元(300)，与所述管道组件(202)相连，其包括水箱组件(301)和补偿组件(302)，所述补偿组件(302)与所述水箱组件(301)配合安装。


2.如权利要求1所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述驱动轴(102)上等间距设置有若干组连接节(102a)，且在所述驱动轴(102)远离所述驱动电机(101)的一端固定连接有配重轮(102b)。


3.如权利要求2所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述活塞组件(201)包括缸体(201a)、活塞头(201b)和曲轴(201c)，所述活塞头(201b)活动设置在所述缸体(201a)的内腔中，所述曲轴(201c)的一端转动连接在所述活塞头(201b)的侧壁中部，另一端连接在所述连接节(102a)上。


4.如权利要求3所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述管道组件(202)包括注水管(202a)、蒸汽冷凝管(202b)、进气管(202c)和排水管(202d)，其中，所述注水管(202a)、所述蒸汽冷凝管(202b)、所述进气管(202c)和所述排水管(202d)分别连接在所述缸体(201a)的侧壁上，且与其内腔相连通；
所述注水管(202a)的出水口设置有雾化喷头，且所述注水管(202a)与所述进气管(202c)的连接口高度相同，且位于所述缸体(201a)高度一半的上方，所述蒸汽冷凝管(202b)连接口的高度高于所述注水管(202a)连接口的高度，所述排水管(202d)连接在所述缸体(201a)倾斜设置的底部。


5.如权利要求4所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述注水管(202a)中安装有注水单向阀(A1)，所述蒸汽冷凝管(202b)中安装有蒸汽单向阀(A2)，所述进气管(202c)中均安装有进气单向阀(A3)，所述排水管(202d)中均安装有排水单向阀(A4)；
且所述管道组件(202)中还包括异形转头(202e)，所述异形转头(202e)分别与所述注水单向阀(A1)、所述进气单向阀(A3)、所述排水单向阀(A4)相互转动配合。


6.如权利要求5所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述水箱组件(301)包括进水管(301a)、出水管(301b)和储水箱(301c)，所述进水管(301a)和所述出水管(301b)分别连接在所述储水箱(301c)上。


7.如权利要求6所述的活塞式联动水热能转化装置，其特征在于：所述补偿组件(302)包括电热丝(302a)、温度传感器(302b)和控制器(302c)，所述电热丝(302a)安装在所述储水箱(303)的内腔中，所述温度传感器(302b)安装在所述储水箱(301c)的内腔中，且位于所述出水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄献文，姚直书，薛维培，李想，刘小虎，刘晓燕，张超峰，檀情燕，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34