专利名称：一种能源装置的制作方法
技术领域：
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。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、一次性投资少，仅是同等发电功率的火力发电厂的20％。
2、低温工质的原料取自大气，特别是氮气在大气中约占80％，是取之不尽的，而且低温工质只是在闭路中进行热交换不消耗。
3、本实用新型的低温液化装置可由与系统相连的一个发电机供电，因此不需外界能源。
4、由于不需要燃料燃烧提供动力因而节约大量的劳动力和占国民经济60％的物力，也节约了大量的发电用水及冷却用水，同时还不会产生任何环境污染。
5、该能源装置可使电站建在城市中心，这样可以减少远距离输变电过程中的电损失及输电设备的一次性投资和维护费用。它也可安装在航天或航空工具上，为其提供发电动力。
图面说明如下
图1是本实用新型的示意简图。
图2是
图1中气液换热器的主视剖面示意简图。
图3是
图1中温差起动器主视示意简图。
图4是
图1中温差起动器A-A视图。
利用附图中所示的例子对本实用新型作进一步说明。在
图1所示的本实用新型示意简图中，三个气液换热器1上下排列，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2的进气口相连，而每个可与发电机3相连的气轮机排气口又通过管路与上面相邻的气液换热器的蛇管上端相连。但最上面一个气轮机的排气口是与最下面一个气液换热器的蛇管上端相连。每上面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，但最下面一个气液换热器蛇管的下端则通过管路与最上面一个气液换热器的下通孔相连。上述的气液换热器、气轮机及相连的管路均设在不锈钢4的保温壳内，其内抽真空且设有锡箔纸和尼龙网碎片等填料。在不锈钢壳外还设有两层聚四氟乙烯泡沫塑料层5。设在保温层外的温差起动器6排气管与最下面一个气轮机进气管相连。温差起动器下通孔可通过管路和阀门与最下面一个液换热器的低温工质的添加管相连。设在保温层外的低温液化装置7其管路上有低温泵8的输入管穿过保温层通过带聚四氟乙烯阀门9的低温工质的添加管与最上面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最下面一个气液换热器的冷却液体回流管与最上面一个气液换热器的下通孔相连。
在图2所示的本实用新型气液换热器的主视剖面示意简图中，由高锰高镍低碳钢制成的中空球体10上下中心处各设一通孔11、12，该壳体内设有蛇管形热交换器13，其上下两端14、15分别穿过壳体上下两部分并与上下通孔相邻。在该壳体的侧壁上设有侧通孔16。
在图3和图4所示的本实用新型温差起动器的示意简图中，由高锰高镍低碳钢制成的中空倒锥形壳体17球形顶上设有排气管18，在壳体的下部设有通孔19。在温差起动器的外壁上设有换热翅片20。
权利要求1.一种能源装置，其特征是在保温层内至少设有三个气液换热器(1)，其上下(11)、(12)中心处和侧面(16)各设有通孔的中空球形壳体(10)内设有上下(14)、(15)两端分别穿过壳体上下部分的蛇管热交换器(13)，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(3)相连的气轮机(2)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(6)其倒锥形中空壳体(17)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(18)，壳体下部的通孔(19)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(8)的氮或氦的低温液化装置(7)的输入管穿过保温层与最后一个气液换热器的测通孔相连，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。
2.根据权利要求1所述的能源装置，其特征在于温差启动器的外壁上设有换热翅片(20)。
3.根据权利要求1或2所述的能源装置，其特征在于保温层是由内设填料的真空保温层(4)和聚四氟乙烯泡沫塑料层(5)组成的多层。
专利摘要一种能源装置它是在保温层内设至少三个内有蛇管热交换器的气液换热器，其排出的气流穿过与之对应的气轮机后进入另一个气液换热器的蛇管，经换热器内的低温工质如液氮或液氦冷却成液体后进入另一个气液换热器内构成低温工质的循环。保温层外的温差启动器排气管可与第一个气轮机相连，下通孔可与第一个气液换热器相连。另在保温层外还设有与最后一个气液换热器相连的低温液化装置。本实用新型能为发电机等提供动力。
文档编号F03G7/00GK2262108SQ9523154
公开日1997年9月10日 申请日期1995年6月26日 优先权日1995年6月26日
发明者林茂森 申请人:林茂森