发电装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发电装置及系统，该发电装置包括机壳、活塞、发电机定子和发电机动子，机壳内部设置活塞，活塞将机壳内部的空腔分隔为膨胀腔、背腔和压缩腔；发电机定子设置于背腔内；发电机动子在背腔内与活塞相连，活塞驱动发电机动子往复运动形成交变磁场；第一管路设有加热机构，第一管路的第一端与压缩腔的出气孔相连通，第一管路的第二端与膨胀腔的回气孔相连通；第二管路设有冷却机构，第二管路的第一端与压缩腔的进气孔相连通，第二管路的第二端与膨胀腔的排气孔相连通。本发明专利技术相较于常规的轴流式和离心式压气机而言，提高了单级压比，同时自由活塞结构保证了效率和寿命，因此更加适合于中小功率发电领域。更加适合于中小功率发电领域。更加适合于中小功率发电领域。

【技术实现步骤摘要】
发电装置及系统


[0001]本专利技术涉及发电设备
，尤其涉及一种发电装置及系统。

技术介绍

[0002]理想的布雷顿循环主要由绝热压缩过程、定压加热过程、绝热膨胀过程和定压放热过程这四个可逆过程组成的理想循环。现有的布雷顿循环热机主要采用的是离心式和轴流式的压气机，对于氦工质而言，单级压气机不易获得较大压比，与此同时，燃气轮机的实际循环中存在各种不可逆性，制约了发动机的效率和可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种发电装置及系统，用以解决现有技术中单级压气机难以获得较大压比的技术问题，同时保证了系统的高效率和长寿命。
[0004]本专利技术提供一种发电装置，包括：
[0005]机壳，其内部设置有活塞，所述活塞将机壳内部的空腔分隔为膨胀腔、背腔和压缩腔；
[0006]发电机定子，设置于所述背腔内；
[0007]发电机动子，在所述背腔内与所述活塞相连，活塞用于驱动所述发电机动子往复运动形成交变磁场；
[0008]第一管路，设有加热机构，所述第一管路的第一端与所述压缩腔的出气孔相连通，所述第一管路的第二端与所述膨胀腔的回气孔相连通；
[0009]第二管路，设有冷却机构，所述第二管路的第一端与所述压缩腔的进气孔相连通，所述第二管路的第二端与所述膨胀腔的排气孔相连通。
[0010]根据本专利技术提供一种的发电装置，所述膨胀腔内设有隔热单元，所述隔热单元与所述活塞的第一端相连。
[0011]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述隔热单元为圆筒结构，且所述隔热单元沿所述机壳的轴向设置。
[0012]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述第一管路设有第一单向阀，所述第一单向阀的入口端通过所述第一管路与所述压缩腔的出气孔相连通，所述第一单向阀的出口端通过所述第一管路与所述膨胀腔的回气孔相连通；
[0013]所述第二管路设有第二单向阀，所述第二单向阀的入口端通过所述第二管路与所述膨胀腔的排气孔相连通，所述第二单向阀的出口端通过所述第二管路与所述压缩腔的进气孔相连通。
[0014]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述第一单向阀设置为两个，其中一个所述第一单向阀设置于所述第一管路上靠近所述压缩腔的出气孔的位置，另一个所述第一单向阀设置于所述第一管路上靠近所述膨胀腔的回气孔的位置；
[0015]所述第二单向阀设置为两个，其中一个所述第二单向阀设置于所述第二管路上靠
近所述压缩腔的进气孔的位置，另一个所述第二单向阀设置于所述第二管路上靠近所述膨胀腔的排气孔的位置。
[0016]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述发动机定子包括内定子和外定子，所述内定子套设于所述活塞的外部，所述发电机动子套设于所述内定子的外部，所述外定子套设于所述发电机动子的外部。
[0017]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述发电机动子包括相互连接的工作部和连接部，所述工作部套设于所述内定子的外部，所述连接部与所述活塞的表面相连。
[0018]根据本专利技术提供的一种发电装置，所述加热机构为核反应堆。
[0019]根据本专利技术提供的一种发电装置，还包括：回热单元，所述回热单元内置第一通道和第二通道，所述第一通道与所述第一管路在位于所述加热机构前侧的位置相连通，所述第二通道与所述第二管路在位于所述冷却机构前侧的位置相连通。
[0020]本专利技术还提供一种发电系统，包括至少两个前述的发电装置，其中，至少两个所述发电装置对置设置，且至少两个所述发电装置共用一个所述加热机构。
[0021]本专利技术实施例提供的发电装置及系统，工质气体在压缩腔内通过活塞进行绝热压缩后形成低温高压工质气体，低温高压工质气体沿第一管路中流通时可以通过加热机构进行定压加热，以形成高温高压工质气体，高温高压工质气体再流入到膨胀腔内经过绝热膨胀过程来推动活塞做功，所做的一部分功用于使活塞持续地进行前述压缩过程，另一部分功用于使活塞带动发电机动子不断往复运动以使发电机定子进行发电，膨胀后的低压工质气体通过第二管路上的冷却机构进行定压放热后重新回到压缩腔内，从而完成整个循环工作，上述方式采用具有活塞机构的容积式压气结构，可以在较低的工作温度以及平均压力较小的情况下产生较大的压比，从而提高整个循环的效率，且活塞为自由活塞结构，可以使运行过程中产生较小的侧向摩擦损失，上述方案为机电一体化结构，将发动机结构和发电机构设计为一个整体，发动机结构输出的功可以直接供给发电机结构并产生电力输出，同时本发电装置结构紧凑，尤其适用于中小功率机型，由于单级压比较大，可以保证很好的发动机效率。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本专利技术提供的发电装置的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术提供的发电系统的结构示意图。
[0025]附图标记：
[0026]1、机壳；2、膨胀腔；3、背腔；4、压缩腔；5、活塞；6、第一管路；7、第二管路；8、加热机构；9、冷却机构；10、隔热单元；11、第一单向阀；12、第二单向阀；13、内定子；14、外定子；15、工作部；16、连接部；17、回热单元。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0028]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术实施例中的具体含义。
[0030]在本专利技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发电装置，其特征在于，包括：机壳，其内部设置有活塞，所述活塞将机壳内部的空腔分隔为膨胀腔、背腔和压缩腔；发电机定子，设置于所述背腔内；发电机动子，在所述背腔内与所述活塞相连，所述活塞用于驱动所述发电机动子往复运动形成交变磁场；第一管路，设有加热机构，所述第一管路的第一端与所述压缩腔的出气孔相连通，所述第一管路的第二端与所述膨胀腔的回气孔相连通；第二管路，设有冷却机构，所述第二管路的第一端与所述压缩腔的进气孔相连通，所述第二管路的第二端与所述膨胀腔的排气孔相连通。2.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述膨胀腔内设有隔热单元，所述隔热单元与所述活塞的第一端相连。3.根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述隔热单元为圆筒结构，且所述隔热单元沿所述机壳的轴向设置。4.根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述第一管路设有第一单向阀，所述第一单向阀的入口端通过所述第一管路与所述压缩腔的出气孔相连通，所述第一单向阀的出口端通过所述第一管路与所述膨胀腔的回气孔相连通；所述第二管路设有第二单向阀，所述第二单向阀的入口端通过所述第二管路与所述膨胀腔的排气孔相连通，所述第二单向阀的出口端通过所述第二管路与所述压缩腔的进气孔相连通。5.根据权利要求4所述的发电装置，其特征在于，所述第一单向阀设置为两个，其中一个所述第一单向阀设置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗二仓，常德鹏，孙岩雷，胡剑英，陈燕燕，张丽敏，余国瑶，吴张华，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：