一種熱能轉換裝置及其配套的一種集能裝置的製作方法
2023-05-17 16:31:21 1
專利名稱：一種熱能轉換裝置及其配套的一種集能裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及一種能量轉換裝置及其儲存裝置，尤其涉及熱能轉換 和儲存裝置。
背景技術：
能量轉換及儲存是很舊的課題卻不曾衰減，尤其是對太陽能的轉換，事實 上，投照在大地的決大數太陽能首先是轉成熱能，繼而轉為各種能源被吸收， 也就說很難被純粹地轉成某種固定形式的能源，並加以儲存，在需要的時候， 釋放而轉成相應需要的能源形式。
發明內容
本實用新型目的在於提供一種熱能轉換裝置及熱能經轉換後的儲存裝置。
為實現上述目的，本新型技術方案為 一種熱能轉換裝置
它至少包括
1) 一個感熱箱所述感熱箱內裝有對熱脹冷縮敏感的介質，還設有一活 塞，活塞端面直接接觸介質，活塞推桿伸出感熱箱外；
2) —個氣壓箱所述氣壓箱內設有活塞，活塞端面擠壓箱內氣體，活塞 推桿伸出氣壓箱外；
所述感熱箱和氣壓箱的活塞推桿相連，所述推桿設有單向推動的限定機 構。它具有下述一個或多個特徵
1) 所述限定機構包括一端可轉動固定的擺杆和設於推桿一面的單向齒， 所述擺杆的另 一端頂靠在推桿的單向齒上；
2) 所述限定機構設有解除限定的機構，所述恢復限定機構的觸發開關設 於氣壓箱外和感熱箱外的活塞推桿上，並滿足感熱箱內的活塞被完 全推回感熱箱內的原始位置時，恢復對活塞推桿的限定；
3) 所述介質為液體或氣體；
4) 所述氣壓箱在活塞與活塞推桿之間的對應位置設有若干導氣孔；
5) 所述氣壓箱在活塞的移動範圍設有進氣閥；
6) 所述氣壓箱在箱內氣體被活塞極限壓縮後所充斥的相應位置設有出氣 口或出氣管道。
所述介質為液體，所述感熱箱設有介質供應箱，所述介質供應箱與感熱箱 之間設有單向閥門，使感熱箱不可逆向介質供應箱供輸介質。
它具有下述一個或多個特徵
1) 所述感熱箱和介質供應箱在活塞的初始狀態充滿介質；
2) 所述介質供應箱具有的高度勢能大於感熱箱；
3) 所述感熱箱與介質供應箱之間設有一閘門，所述單向閥門安設於闈門 上，並滿足閘門關閉時，感熱箱與介質供應箱之間只能通過單向流
通；閘門打開時，感熱箱與介質供應箱之間通過閘門關閉時所處的缺
口流通。
一種集能裝置
它包括一總集氣箱和一個以上的過渡儲氣箱，所述過渡儲氣箱與總集氣箱
連通，連通部設有單向閥門，使總集氣箱不可逆向過渡儲氣箱導氣；所述過渡儲氣箱設有對箱內氣體的升壓裝置。 它具有下述一個或多個特徵
1) 所述升壓裝置為一壓氣活塞並將過渡儲氣箱分成兩個腔體，壓氣活塞
以上的腔體為一密室；
2) 所述過渡儲氣箱在壓氣活塞移動極限位置連通一啟動箱，啟動箱與過 渡儲氣箱之間設有一閘門；閘門關閉時，啟動箱與過渡儲氣箱均為密 室，並滿足活塞向啟動箱移動至極限時，閘門開啟；活塞遠離啟動 箱移動至極限時，閘門關閉；
3) 所述壓氣活塞設有一觸發開關並滿足當總集氣箱的單向閥門關閉， 過渡儲氣箱的單向閥門由開啟狀態作出完全關閉動作或部分關閉動作 時，觸發開關啟動，壓氣活塞從初始狀態向下推動至過渡儲氣箱最底 部；
4) 所述過渡儲氣箱設有進氣接口，接口處設有氣體不可從接口流出的單 向閥門；
5) 所述總集氣箱設有一個或若干出氣接口；
6) 所述總氣箱設有安全閥門，所述安全閥門設有額定氣壓標誌並滿足 箱內氣壓大於額定氣壓時，安全閥門打開，小於額定氣壓時，安全閥 門關閉。
所述壓氣活塞設有活塞推桿的預接口 。 所述的出氣接口具有下述一個或多個特徵
1) 所述出氣接口設有出氣量的調節裝置；
2) 所述出氣接口設有氣體流量的顯示裝置。上述技術方案的有益之處在於
本新型所述的熱能轉換裝置和集能裝置為配套產品，配合使用時能最大化 實現熱能的即時轉化，並且可實現不斷累積儲存，且累積儲存過程，能量損耗 極低。
以下結合附圖和具體實施例對本新型作進一步的說明。 隨翻
圖l為本新型一種熱能轉換裝置的示意圖2為感熱箱在A-A向的示意圖3為本新型一種集能裝置的示意圖。
緣錢力《
一種熱能轉換裝置
如
圖1所示的一種熱能轉換裝置包括
1) 一個感熱箱1:所述感熱箱1內裝滿對熱脹冷縮敏感的介質，還設有 一活塞Hl,活塞H1端面直接接觸介質，活塞推桿伸H11伸出感熱箱1
外；
2) —介質供應箱2:所述介質供應箱2內裝滿介質，並和感熱箱1共同 形成一密閉容器；所述介質供應箱2與感熱箱1之間設有一閘門Zl， 所述閘門Zl設有單向閥門Fl，並滿足閘門Zl關閉時，感熱箱1與 介質供應箱2之間只能通過單向閥門Fl流通，且感熱箱l不可逆向介 質供應箱2供輸介質；閘門Zl打開時，感熱箱1與介質供應箱2之間 通過閘門Zl關閉時所處的缺口流通；
3) —個氣壓箱3:所述氣壓箱3內設有活塞H2，並在活塞H2的移動範圍設有進氣閥31，在活塞推桿H21對應位置設有若干導氣孔32，所述活 塞推桿H21伸出氣壓箱3外；所述推桿Hll和推桿H21相連成一體， 並設有可解除的可單向推動的限定機構4，所述限定機構4包括一端 可轉動固定的擺杆41和設於推桿一面的單向齒42，所述擺杆41的另 一端頂靠在推桿的單向齒42上。
本實施例中所述限定機構4可通過時間解除記錄器解除，如時間記錄器 指到20: 00時，活塞限位解除，同時打開閘門Z1;而限定機構的啟發鍵設於 氣壓箱3外和感熱箱1外的活塞推桿Hll和H21上，並滿足當感熱箱1內的 活塞H1被完全推回感熱箱1內的原始位置時，恢復限定，同時關閉閘門Z1。
本實施例中所述介質可為液體或氣體。
本實施例中所述氣壓箱3可在箱內氣體被活塞H2極限壓縮後所充斥的相 應位置設有出氣口 33或出氣管道33。
本實施例中所述介質供應箱2具有的高度勢能如果大於感熱箱1，效果更佳。
本實施例中所述的熱能轉換裝置可以並聯或串聯的方式混合組成龐大的 熱能轉換群。
一種集能裝置
如圖3所示的一種集能裝置，它包括一總集氣箱5和一個以上的過渡儲氣 箱6,所述過渡儲氣箱6與總集氣箱5連通，連通部設有單向閥門F2，使總集 氣箱5不可逆向過渡儲氣箱6導氣；所述過渡儲氣箱6設有一壓氣活塞H3並 將過渡儲氣箱6分成腔體61和腔體62，壓氣活塞H3以上的腔體61為一密室；所述過渡儲氣箱6設有進氣接口 ，接口處設有氣體不可從接口流出的單向閥門 F3;所述總氣箱5設有安全閥門F0，所述安全閥門F0設有額定氣壓標誌並滿 足箱內氣壓大於額定氣壓時，安全閥門F0打開，小於額定氣壓時，安全閥 門FO關閉；所述總集氣箱5設有一個或若干出氣接口；所述出氣接口設有出 氣量的調節裝置並設有氣體流量的顯示裝置。
所述過渡儲氣箱6在壓氣活塞H3移動極限位置連通一啟動箱7，啟動箱7 與過渡儲氣箱6之間設有一閘門Z2;閘門Z2關閉時，啟動箱7與過渡儲氣箱 6均為密室，並滿足壓氣活塞H3向啟動箱移動至極限時，閘門Z2開啟；壓 氣活塞H3遠離啟動箱7移動至極限時，閘門Z2關閉。
所述壓氣活塞H3設有一觸發開關並滿足當總集氣箱5的單向閥門F2關 閉，過渡儲氣箱6的單向閥門F3由開啟狀態作出完全關閉動作或部分關閉動 作時，觸發開關啟動，壓氣活塞H3從初始狀態向下推動至過渡儲氣箱6最底 部。
工作原理 一種熱能轉換裝置
白天時
1) 氣溫提升期間，感熱箱l中的介質一直受熱澎脹，推動活塞H1，繼而 推動活塞H2壓縮氣壓箱3內的空氣，並輸送到集能裝置；
2) 氣溫回降期間，感熱箱l中的介質一直受冷收縮，由於活塞 和活塞 H2固定連接且受單向限制，無法向感熱箱l推移，因此感熱箱l內液 壓就會變得比介質供應箱2小，單向閥門Fl被打出，介質供應箱2的 介質流向感熱箱1至液壓平衡，值得注意的是介質供應箱2設有保溫設施，即流向感熱箱1的介質其溫度必小於感熱箱1原介質的溫 度，通過熱傳遞，感熱箱1的介質溫度會適當回落，而繼續收縮，使
介質供應箱2液壓高於感熱箱l，介質供應箱2的介質繼續流向感熱箱 1至新平衡。如果流入感熱箱1的介質足夠多，則感熱箱1的介質溫度 會比即時氣溫低，則返回到的動作。
晚上時
1) 解除對活塞Hl和活塞H2的限動，打開感熱箱1和介質供應箱2間 的閘門Zl。由於活塞H1移動一定距離，必使感熱箱l和介質供應 箱2出現一定真空區，由於大氣壓的作用，活塞H1被壓回原始狀 態，感熱箱1和介質供應箱2內的液體回到原始狀態；
2 ) 恢復對活塞Hl和活塞H2的限動，關閉感熱箱1和介質供應箱2間 的閘門Zl。
一種集能裝置
非工作狀態
1)腔體62連通於熱能轉換裝置直接和大氣接觸，兩者的氣壓均處於常 壓
活塞處於默認位置，腔體62、腔體61的氣壓差形成對活塞H3的作用 力與活塞H3自重平衡，活塞H3的初始狀態為單向限位，活塞H3推動 力處關閉狀態即活塞H3為空載；第一階段充氣總集氣箱5小於熱能轉換裝置的氣壓
2) 熱能轉換裝置大於腔體62的氣壓，單向閥門F2打開，腔體62氣壓提 升，因活塞H3單向限位，腔體62的氣壓提升直至與熱能轉換裝置氣 壓平衡；
3) 腔體62大於總集氣箱內的氣壓
活塞H3單向受限，不能逆向腔體62移動；因此當腔體62的氣壓提 升至大於總集氣箱5內的氣壓，單向閥門F3打開，腔體62向總集氣 箱5輸送空氣，直至總集氣箱5的氣壓大於等於腔體62、總集氣箱5 的氣壓大於等於熱能轉換裝置；
第二階段充氣總集氣箱5大於等於熱能轉換裝置的氣壓
4) 熱能轉換裝置向腔體62供氣直至平衡，單向閥門F2和單向閥門F3均 處關閉狀態，開關K3被觸發，活塞H3向腔體62推動至腔體62底部， 即腔體62的壓強不斷提升，直至腔體62的氣體全部輸至總集氣箱5 內，此時觸發開關K4，閘門Z2打開、活塞H3限位解除、推動力解除， 啟動箱7內的常壓空氣推動活塞H3 —定位移，啟動箱7的部分氣體進 入腔體62，使啟動箱7和腔體62的氣壓均小於常壓，單向閥門F3打 開，熱能轉換裝置內的氣體或大氣進入腔體62，並繼續推動活塞H3 直至回到默認位置，並觸發開關K5，閘門Z2關閉、活塞H3限位恢復；
總集氣箱內的氣壓達類定氣壓
5) 安全閥門FO打開，直至總集氣箱5內的氣壓小於額定氣壓。應用
本技術可應用於生活工業任何方面，如
1、 在任何建築表面設本技術，可將其表面受光照產生的熱能即時疊加收集 起來，總集氣箱內的高壓氣體可配合氣壓機械實現各種機械動作，如 電梯升降；當然也可以用於發電。
2、 在熱環境，如大型設備均會產生高溫，也可利用本技術實施熱量轉化， 同時進行降溫。
權利要求1.一種熱能轉換裝置，其特徵在於它至少包括1)一個感熱箱所述感熱箱內裝有對熱脹冷縮敏感的介質，還設有一活塞，活塞端面直接接觸介質，活塞推桿伸出感熱箱外；2)一個氣壓箱所述氣壓箱內設有活塞，活塞端面壓縮箱內氣體，活塞推桿伸出氣壓箱外；所述感熱箱和氣壓箱的活塞推桿相連，所述推桿設有單向推動的限定機構。
2. 如權利要求1所述的一種熱能轉換裝置，其特徵在於它具有下述一 個或多個特徵1) 所述限定機構包括一端可轉動固定的擺杆和設於推桿一面的單 向齒，所述擺杆的另一端頂靠在推桿的單向齒上；2) 所述限定機構設有解除限定的機構和恢復限定的機構；3) 所述介質為液體或氣體；4) 所述氣壓箱在活塞與活塞推桿之間的對應位置設有若干導氣孔；5) 所述氣壓箱在活塞的移動範圍設有進氣閥；6) 所述氣壓箱在箱內氣體被活塞極限壓縮後所充斥的相應位置設 有出氣口或出氣管道；7) 它可由多個相同的熱能轉換裝置並聯或串聯而成熱能轉換裝置 群。
3. 如權利要求2所述的一種熱能轉換裝置，其特徵在於所述介質為 液體，所述感熱箱設有介質供應箱，所述介質供應箱與感熱箱之間 設有單向閥門，使感熱箱不可逆向介質供應箱供輸介質。
4. 如權利要求3所述的一種熱能轉換裝置，其特徵在於它具有下述一 個或多個特徵1) 所述感熱箱和介質供應箱在活塞的初始狀態充滿介質；2) 所述介質供應箱具有的髙度勢能大於感熱箱；3) 所述感熱箱與介質供應箱之間設有一閘門，所述單向閥門安設 於閘門上，並滿足閘門關閉時，感熱箱與介質供應箱之間只 能通過單向流通；閘門打開時，感熱箱與介質供應箱之間通過閘門關閉時所處的缺口流通。
5. 如權利要求2所述的一種熱能轉換裝置，其特徵在於所述恢復限 定機構的觸發開關設於氣壓箱外和感熱箱外的活塞推桿上，並滿 足感熱箱內的活塞被完全推回感熱箱內的原始位置時，恢復對活 塞推桿的限定。
6. —種如權利要求1所述的熱能轉換裝置所配套的一種集能裝置，其 特徵在於它包括一總集氣箱和一個以上的過渡儲氣箱，所述過渡 儲氣箱與總集氣箱連通，連通部設有單向閥門，使總集氣箱不可逆 向過渡儲氣箱導氣；所述過渡儲氣箱設有對箱內氣體的升壓裝置。
7. 如權利要求6所述的一種集能裝置，其特徵在於它具有下述一個或 多個特徵1) 所述升壓裝置為一壓氣活塞並將過渡儲氣箱分成兩個腔體，壓 氣活塞以上的腔體為一密室；2) 所述過渡儲氣箱在壓氣活塞移動極限位置連通一啟動箱，啟動箱與過渡儲氣箱之間設有一閘門；閘門關閉時，啟動箱與過渡儲氣箱均為密室，並滿足活塞向啟動箱移動至極限時，閘門開啟；活塞遠離啟動箱移動至極限時，閘門關閉；3) 所述壓氣活塞設有一觸發開關並滿足當總集氣箱的單向閥門 關閉，過渡儲氣箱的單向閥門由開啟狀態作出完全關閉動作或 部分關閉動作時，觸發開關啟動，壓氣活塞從初始狀態向下推 動至過渡儲氣箱最底部；4) 所述過渡儲氣箱設有進氣接口，接口處設有氣體不可從接口流 出的單向閥門；5) 所述總集氣箱設有一個或若干出氣接口；6) 所述總氣箱設有安全閥門，所述安全閥門設有額定氣壓標誌並 滿足箱內氣壓大於額定氣壓時，安全閥門打開，小於額定氣壓時，安全閥門關閉。
8. 如權利要求7所述的一種集能裝置，其特徵在於所述壓氣活塞設 有活塞推桿的預接口。
9. 如權利要求7所述的一種集能裝置，其特徵在於所述的出氣接口具 有下述一個或多個特徵1) 所述出氣接口設有出氣量的調節裝置；2) 所述出氣接口設有氣體流量的顯示裝置。
專利摘要本實用新型提供了一種熱能轉換裝置及其配套的一種集能裝置，其中熱能轉換裝置至少包括一個感熱箱和一個氣壓箱；所述感熱箱內裝有對熱脹冷縮敏感的介質，還設有一活塞，活塞端面直接接觸介質，活塞推桿伸出感熱箱外；所述氣壓箱內設有活塞，活塞端面擠壓箱內氣體，活塞推桿伸出氣壓箱外；所述感熱箱和氣壓箱的活塞推桿相連，所述推桿設有單向推動的限定機構。本實用新型所述的熱能轉換裝置和集能裝置為配套產品，配合使用時能最大化實現熱能的即時轉化，並且可實現不斷累積儲存，且累積儲存過程，能量損耗極低。
文檔編號F03G6/06GK201428569SQ200920139599
公開日2010年3月24日 申請日期2009年7月27日 優先權日2009年7月27日
發明者黃得鋒 申請人:黃得鋒