一种燃气温差热能发电装置的制造方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明属于热能发电技术领域，具体涉及一种热能转换器两端有微小温差能摆动发电的热能发电装置。
【背景技术】
[0002]目前工业化生产用的热能发电装置有以下几种:燃煤火力发电、燃气火力发电、核能热力发电、地热发电和太阳热能发电装置等。虽然它们规模有很大差别，但都是用水产生高温高压蒸汽，用高压蒸汽推动涡轮机(或汽轮机)，进而带动发电机。问题是都需要保温抗高压的设备或管线，另外要有加热和冷凝循环系统。这种热能发电装置投资大，建设周期长，系统复杂，生产成本和维护成本高。
【发明内容】
[0003]为了避免现有热能发电中高温高压模式，克服存在的对热资源要求高，热能转化率低，投资大，设备复杂，经济性难保证等问题，本发明推出一种燃气温差热能发电装置。该热能发电装置可以利用燃气加热热能转换器一端，使转换器两端产生温差，热能转换器发生摆动，不产生高温高压，不需要加热和冷凝循环系统，将热能直接转换成机械能，由间隙转动变为匀速转动，由低速转动变为高速转动，进而带动发电机发电。
[0004]本发明所采用的技术方案是:该热能发电装置由三部分组成:热能转换器，棘轮传动机构和发电输入装置。
[0005]热能转换器
[0006]该转换器含两个一端开口的长管颈容器，一个口径管径大，另一个口径管径小。另一端不开口，是大于管径的大头。管部可以是圆筒形或非圆筒形；头部可以是空心的球形或非球形；容器材质是金属的。将两容器开口相对，口径管径小的插入口径管径大的里面，进行套接。在套接前向口径管径小的容器中注入一定量的低溶点液体物质(可以是单质的，也可以是混合物)，将口径管径小的容器垂直放置，将口径管径大的容器从上套入，套接到位后，将套接的两管壁之间用密封材料进行密封，使容器内的气体和液体无法溢出。形成一个两端大头的密封大整体，其倾斜时在头部形成两个气室(如图2)。
[0007]先将密封大整体容器两端水平放置，在管颈中部找出垂直管颈的水平位置平衡轴线，从平衡轴线向左端作水平位移，找出合适的支撑轴线(如图3)。该支撑轴线须满足下面条件:
[0008]以该轴线为轴心，重心一端(A端)力矩变大，向下摆动，使A端降低而另一端(B端)升高，上端部的液体水平面高于下端部的水平面，并在两端部形成两个气室。在A端安装燃气燃烧器，当A端降低，燃烧器燃烧，低端(A端)温度增高，其头部气室内液体的饱和蒸气压变大，相对高端(B端)气室空间内的饱和蒸气压为正气压差，推动液体向上移动，造成重心移向支撑轴线，继而越过支撑轴线，使A端上摆，B端下摆。在摆动的过程中，由于管内的液体流向B端头部，向下力矩逐步加大，再加上动压头的作用，摆动加快。将摆动到水平位置附近时，A、B两端气室的气体贯通，两端气体压力差为零，动压头亦为零。由于A端的力矩又变大，又开始向下摆动，恢复成原先的两个隔断气室，此时恢复到起始状态，完成一个运动周期。这样在温度差的作用下，热能不断地转变成机械能，周而复始，循环不断。
[0009]满足上述条件的支撑轴线为该热能转换器的合适支撑轴线。A端在下时燃气燃烧盘被点火，而当该端上摆时燃气燃烧盘熄火。
[0010]两个一端开口的长管颈容器，管径和口径可以不同，如上述；也可以是相同的，当相同时，可用加中间套管套接密封方式或金属焊接方式。
[0011]棘轮传动机构
[0012]设热能转换器的中间管部为圆筒形。(如图4)有两个可锁定在一起的半圆散热瓦件，两个半圆散热瓦件形成的圆孔直径等于热能转换器外管径。在一个散热瓦件两侧有两个同心轴，同心轴的两个外端面有锥形中心孔。同心轴轴心线与两半圆散热瓦件形成的圆孔中心线垂直交叉，组装时，将同心轴轴心线与热能转换器支撑轴线重合，用瓦件包住热能转换器的外管颈部，锁定两瓦件形成支撑同心轴，使之为一体。在一侧同心轴上有一台阶，台阶外圆带螺纹，与飞轮内孔螺纹匹配(飞轮即链轮和内齿圈棘轮复合件，结构及工作原理与自行车飞轮相同，如图8)，将飞轮旋固在同心轴台阶上，这样热能转换器与两瓦件和飞轮就成为一组装件。
[0013]两个半圆散热瓦件是金属件并设计有散热脊，有好的导热性和散热性，可以保持热能转化器上端部液态物质的温度和环境温度一致。
[0014]传动机构的两侧是支撑架，两架下部刚性连接，其上部各有一个螺纹孔，两螺纹孔同心且水平。将上述组装件放置于两架之间，支撑同心轴的两个外端面的锥形中心孔与支撑架上的螺纹孔对正，从螺纹孔各旋入一个带螺纹的锥头顶丝，顶丝的锥头顶入锥形中心孔，形成一对滑动轴承，再从两顶丝外端旋入两固紧螺帽，将两个锥头顶丝固定在支撑架上。
[0015]这样热能转换器两端的上下摆动传递到飞轮，通过内齿圈棘轮，形成飞轮外大链轮的间隙转动，再经过链条传动将动力传递到小链轮和小链轮轴上。
[0016]为了获得小链轮轴的连续转动，若干个上述携带热能转换器的棘轮传动机构沿支撑同心轴轴向并列运行，其小链轮安装在同一水平长轴上，动力通过各自链条传递到各自对应的小链轮上，带动长轴转动。另外，各个热能转换器液体质量或成分是不同的，这就使各个热能转换器摆动的时间长短和幅度大小不同。在若干个小链轮作用下使小链轮长轴上间隙转动的间隙变得无限小，成为工程意义上的匀速转动。
[0017]在热能转换成机械能的过程中可以利用上述带有内齿圈棘轮的飞轮机构，也可以采用其他齿啮式棘轮机构加链轮的组合。也可以是摩擦式棘轮机构加链轮的组合。
[0018]在机械能传递中可以是上述链轮链条传动，也可以是齿轮传动。
[0019]小链轮长轴可以是一根，也可以是若干根短轴对接而成的。
[0020]支撑架与支撑同心轴间可以是滑动轴承转动或滚动轴承转动，也可以是磁悬浮轴承转动。发电输入装置
[0021]低速转动的大链轮通过链条带动小链轮转动，进行一级增速。小链轮的转轴带动增速齿轮箱，进行二级增速，增速齿轮箱输出轴转速应满足发电机的转速要求，将动力传递给发电机，从而使热能通过机械能转变成电能。
[0022]有益效果
[0023]1，与传统的热能发电相比，本发电装置不产生高温高压蒸汽，设备简单，投资少，使用寿命长，维护成本低，安全性高，有很高经济性。
[0024]2，本发电装置热能转换率高，可以利用低储量矿区的甲烷气、井煤气、页岩气、煤化气等燃烧发电，可以提高燃气利用率和经济效益，而且能进一步减少废气废热的排放。
[0025]3，本发电装置运行不需要其它资源消耗，如水，辅助电源等，对环境无污染无破坏。
[0026]4，本发电装置可大可小，有好的适用性，发的电可并入电网输出，也可自成单元，各自解决各种用电需求，对用电困难地区有特别意义。
【附图说明】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0028]图1，是本发明实施例的整体结构示意图。
[0029]图2，是实施例中的热能转换原理起始态透视图。
[0030]图3，是实施例中热能转换原理平衡态透视图。
[0031]图4，是实施例中棘轮传动机构图。
[0032]图5，是实施例中发电输入装置图。
[0033]图6，是实施例中带燃烧器的热能转换器与棘轮机构组装示意图。
[0034]图7，是实施例中的燃烧器构造透视图。
[0035]图8，是旋式飞轮实物图。
[0036]图9，是旋式飞轮主要内部结构图。
[0037]图中1.球头小圆管颈开口金属容器，2.球头大圆管颈开口金属容器，3.平衡轴线，4.支撑轴线，5.B端液体，6.B端气室，7.A端气室，8.A端液体，9.两管壁间密封胶，10.散热脊，11.连体支撑架，12.锥头顶丝，13.顶丝固定螺帽，14.旋式飞轮，15.链条，16.金属瓦件同心轴，17.带轴半圆散热金属瓦件，18.半圆散热金属瓦件，19.瓦件螺纹孔，20.瓦件通孔，21.瓦件紧固螺栓，22.小链轮长轴，23.小链轮，24.齿轮箱输入轴套，25.增速齿轮箱，26.齿轮箱输入轴，27.发电机，28.齿轮箱输出轴套，29.齿轮箱输出轴，30.燃气管，31.调节阀，32.主供气开关，33.主供气开关触头，34.主供气开关触角，35.大链轮，36.棘轮内齿圈，37.千斤，38.棘轮内螺纹孔，39.支撑架螺纹孔，40.锥形中心孔，41.火种软管，42.主供气软管，43.燃气燃烧器，4