一种利用热气流上升进行发电的系统 |
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| 申请号 | CN201710266902.3 | 申请日 | 2017-04-21 | 公开(公告)号 | CN106870311A | 公开(公告)日 | 2017-06-20 |
| 申请人 | 丁大威; | 发明人 | 丁大威; 丁勇; 丁大路; 江蓉芝; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种利用热气流进行发电的系统，包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入发电系统产生的重 力 势能 ，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的 温度 低于热气流系统所在的温度，本系统大大节约了资源，具有节能环保的优点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用热气流进行发电的系统，其特征在于：包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入存储箱，存储箱的液体落入发电系统产生的重力势能，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的温度低于热气流系统所在的温度。 |
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| 说明书全文 | 一种利用热气流上升进行发电的系统技术领域背景技术[0002] 能源是世界性的问题，是人类文明能否延续的问题，人类需要可再生能源技术的开发利用。而太阳能的高效利用，是人类一直研究的课题。除了太阳光的光伏电能，风能、水利势能等也是间接来自太阳能。自从人类开发的电能的利用，电能得到了广泛的应用，是现代文明的表现形式。把各种其他能源转换成电能，仍是人类的努力方向。 [0004] 目前的发电系统有利用带压力的水蒸汽通过膨胀机进行发电，也有利用液体的重力势能进行发电。其中蒸汽机发电需要高温，高压蒸汽，一般发电效率只有30%左右；而典型的重力势能发电一般需要建设大坝，水资源是一次性利用的。总体存在发电效率低，浪费资源的问题。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种利用热气流上升进行发电的系统，利用了现有的热气流的能量使热能转换成电能，承载热气流的物质（气体或液体）还能循环使用，节约资源。 [0006] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用热气流进行发电的系统，包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入存储箱，存储箱的液体落入发电系统产生的重力势能，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的温度低于热气流系统所在的温度。 [0007] 所述的热气流系统包括加热完的热气流。 [0008] 所述的热气流系统包括有加热装置和待加热液体。 [0009] 所述的热气流系统所在的高度比存储箱所在的高度低2-10米。 [0010] 所述的热气流系统中设置有吸水棉。 [0012] 所述的热气流系统与冷凝系统之间还设置有抽风系统。 [0014] 本发明还提供了一种利用热气流进行发电的系统构成的多级系统，包括有至少两个利用热气流进行发电的系统，还包括有余热传导系统，余热传导系统将位于低处的利用热气流进行发电的系统中的冷凝系统的余热传导给位于高处的利用热气流进行发电的系统中的热气流系统。 [0015] 本发明具有的优点是：本发明通过热气流上升至高处，由于高处的温度比低处的低，热气（流）会上升，上升冷却下来的气体可以在高处冷却为液体，这个液体就有重力势能，下落到低处时，就能带动发电机发电，完成从热能到电能的转换过程，其中液体还重新回流至热气流系统，循环使用，节约资源。 [0017] 所述的蒸汽轮机发电系统预先把部分热能转换成电能，抽风系统能够补足热气流上升到冷凝系统的高度，从而提高整体系统的发电效率。 具体实施方式[0020] 如图1所示，本发明提供了一种利用热气流进行发电的系统，包括有热气流系统、冷凝系统以及发电系统，位于低处的热气流系统通过气流通道上升至位于高处的冷凝系统，冷凝系统将热气流冷凝成液体，此液体通过液体通道落入发电系统产生的重力势能，带动发电系统进行发电，同时落入发电系统的液体又通过回流通道回流入热气流系统；其中所述的冷凝系统所在的温度低于热气流系统所在的温度。 [0021] 其中所述的热气流系统可以是加热完的热气流，例如直接来自火力，核能发电厂，或其他供热、发热设施的废热水蒸汽；有机物（如酒精，汽油）的蒸发产生的气体或其他加热过的热气源。加热完的热气流直接通过水蒸气管道输出热的水蒸气，如图2所示。 [0022] 其中所述的热气流系统也可以是加热装置和待加热液体，加热装置可以是太阳能加热装置、煤炭加热装置等，待加热液体经过加热后输出热气，如图3所示。 [0023] 其中所述的冷凝系统可以是冷凝室，气体通过管路进入冷凝室，冷凝室可储存有冷的液体或冷的空气。经过冷凝室，热气流冷凝为液体，冷的液体或冷的空气可通过太阳能制冷或电辅助制冷实现。 [0024] 实施例一：如图4、图5所示，密封箱为储存有水的箱体1，箱体1内的水通过反光镜2与聚光镜3与太阳能的加热作用，箱体1内的水蒸气经过管道4进入到水冷凝管5，酒精密封槽6对水冷凝管5内的热气流进行冷凝，冷凝后的水进入蓄水箱7，蓄水箱7中的水在经过回流管12流入水箱1中的过程中产生的重力势能带动发电机8进行发电，发电机8的电能输出端连接有蓄电池9，同时还连接有电能输出端口，用来带动其它负载进行工作。所述的箱体1所在的高度比蓄水箱7所在的高度低，如2-10米。 [0025] 其中蓄水箱中设置有开关装置，所述开关装置包括液面传感器、控制器以及电磁阀开关10，所述的液面传感器用来检测蓄水箱的液面，当液面满足设定要求时，液面传感器发出信号给控制器，控制器接收信号后发出控制信号控制电磁阀开关开启，蓄水箱中的水开始往下流入密封箱。开关装置可采用另外的蓄电池供电。 [0026] 所述的水箱1中可设置吸水棉11（如棉花球、棉布），让吸水棉局部迅速加热为高温水蒸汽，能够快速使水挥发，这样的加热系统更有效率，可以把局部的水迅速加热气化；所述的水箱1与水冷凝管5之间可以设置蒸汽轮机发电系统，经过蒸汽轮机发电系统的带余热的蒸汽继续上升；还可设置抽风系统，补足水蒸汽的上升到冷凝系统的高度，提高整体系统的发电效率，抽风系统可采用风扇。 [0027] 实施例二：如图6所示，由于在高处的热气仍含有部分余热，这部分余热在热气的冷凝过程中排放到冷凝系统中。这部分余热可以用来加热下一级的发电系统。这部分余热可以直接传到在上方（更高处）的下一级发电系统，也可以通过某种传热方式把余热传给与初级发电系统等高甚至低处的下一级发电系统，从而更有效地利用热能。与实施例一不同的是，本实施例中包括有至少两个实施例一的利用热气流进行发电的系统，还包括有余热传导系统，余热传导系统将位于低处的利用热气流进行发电的系统中的冷凝系统的余热传导给位于高处的利用热气流进行发电的系统中的热气流系统。 [0028] 各级发电系统使用的结构与液体可以不同。如一级发电系统可以用最常用的水，二级发电系统可以用气化温度低的有机物（如酒精）。各级发电系统也可以有或无自己的单独的加热系统。 [0029] 如图4、5所示，第二级发电系统为利用一级发电系统（实施例一）冷凝过程产生的余热来加热相对低处的酒精密封槽6内的酒精，加热酒精液体产生酒精气体，气体上升到高处，在酒精冷凝管21的作用下冷凝回酒精，然后高处的酒精下落入酒精存储罐22中，酒精存储罐中的酒精流出，带动低处的发动机23发电，下落的酒精再次落入低处的酒精密封槽6内，再次被冷凝余热加热，达到反复利用余热与循环的酒精来发电的目的，所述的酒精密封槽6所在的高度比酒精存储罐22所在的高度低，如2-10米。酒精存储罐22中也可以设置如蓄水箱7中所设置的开关装置。 |
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