一种辐射加热温差发动机制造技术

一种辐射加热温差发动机，其热能转换器是呈哑铃形的特制密封金属容器，可形成两端头部均存有气体的液体隔断空间；外加热装置安装在大哑铃头一端，将热能通过导热管向下传入热端内，加热导热管下部的辐射板，辐射板将热能以电磁波形式辐射出去；热端内壁为白体材料，反射电磁波；在启动液面位置安装黑体格栅层，吸收电磁波并转化成热能，加热液体液面；热端液面温度快速升高，产生大的饱和蒸气压，压迫管内液体流向冷端，热端液面下降冷端液体位置上抬，造成重心移向支撑轴线，继而越过支撑轴线，使热端上摆，冷端下摆，输出动能，可带动不同工业装置工作。

【技术实现步骤摘要】
一种辐射加热温差发动机
本专利技术属于发动机
，具体涉及一种热能转换器两端有微小温差就能摆动输出动能的装置。
技术介绍
目前相关的技术为专利技术专利——微温差热能发电装置的热能转换器，该热能转换器是一种新型热力发动机。经研究发现其存在的问题是：摆筒能量转换器采用管内有隔离物加热端整体加热结构，隔离物可通过气体不能通过液体，冷端液面升高，气体空间被压缩，导致工作介质的蒸气压升高，此时其液气二相的平衡温度高于外部环境温度，蒸气在冷端内表面冷凝成液体介质。当摆筒摆到水平位置附近时冷热两端介质蒸气贯通，热端蒸气进入冷端，而冷端冷凝产生的液体介质无法返回热端，经若干次摆动后导致冷端液体量增多，转换器起始重心点漂移向冷端，摆筒逐渐不能工作。若取消隔离物则热端就不能采用整体加热结构，因为热端整体加热，冷端的介质温度也会逐步升高，导致整个转换器工作介质温度逐步升高，最后也无法工作。
技术实现思路
为了克服原有技术中的问题，本专利技术推出一种辐射加热温差发动机。该发动机摆筒热能转换器内辐射蒸发装置通过辐射方式传递给摆筒一端液体液面热量，使摆筒两端产生蒸气压差，推动液体流动；该发动机外加热装置不仅可以利用各种燃气(包括原生沼气等劣质气体)，而且可以利用地热、工业废热和太阳热等热源。本专利技术所采用的技术方案是：热能转换器改原来的“管内有隔离物加热端整体加热”为现在的“管内无隔离物加热端液面辐射加热”结构，热能转换器是呈哑铃形的特制密封金属容器，抽真空后内装一定量的低沸点液体，可形成两端头部均存有气体的液体隔断空间；外加热装置安装在大哑铃头一端，将热能通过导热管向下传入热端内，加热导热管下部的辐射板，辐射板将热能以电磁波形式辐射出去；热端内壁为白体材料，反射电磁波；在热端启动液面位置安装黑体格栅层，吸收电磁波并转化成热能，加热液体液面；热端液面温度快速升高，产生大的饱和蒸气压，压迫管内液体流向冷端，热端液面下降冷端液体位置上抬，造成重心移向支撑轴线，继而越过支撑轴线，使热端上摆，冷端下摆，输出动能，可带动不同工业装置工作。见图1。该发动机包括摆筒热能转换器、内辐射蒸发装置、外加热装置、三角支撑底座等部件。摆筒热能转换器外壳是采用高导热金属材料的哑铃形特制密封容器，见图2，哑铃头一端大一端小。大哑铃头为热端，其上部安装有外加热装置，见图4。先将热能转换器水平放置，在管径中部找出水平位置的平衡轴线(重心位置)，从平衡轴线向冷端作水平位移，找出合适的支撑轴线。该支撑轴线须满足下面条件：以该轴线为轴心，热端(A端)力矩变大，向下摆动，使A端降低而冷端(B端)升高。启动位置时，形成A和B两端均存有气体的液体隔断空间(两个气室)，见图3。冷热两端液体介质是贯通的，可以避免运行中转换器起始重心点向冷端的漂移。工作介质为低沸点液体，可选用工业制冷剂。内辐射蒸发装置的辐射板通过导热管接收外部传入的热量，辐射板将热能以电磁波形式辐射出去；热端内壁为白体材料，反射电磁波；热端气室内为工作介质蒸气为电磁波透射体；在启动液面位置安装黑体格栅层，吸收电磁波并转化成热能，加热液体液面，热端液面温度快速升高由于转换器热端液面被加热后其内焓增加，表现为液面的热量增值少，而气体体积与压强乘积的增量大，故热能转换器两端液面小的温度差，即可产生大的饱和蒸气压差，使热端液面下降，冷端液面升高，液体被压向冷端；冷端的气体空间被压缩，其内部气态介质蒸气压增高，成为过饱和蒸气，其对应的平衡温度高于之前冷端气液二相已平衡的温度(环境温度)，在冷端壳体内表面及液面产生冷凝液体介质，冷凝液体介质汇入转换器内液体介质中，而放出的相变热通过壳体散发到外界空气中。此过程持续到热能转换器摆到水平位置附近两端气体贯通。当摆筒重心移向冷端，过支撑轴线后，摆筒冷端向下热端向上摆动，将热能转换成机械能。正由于热端液面只增加少量热量(若热端液面介质升高1摄氏度，饱和蒸气压就会有显著增加)，并且转换器外壳采用高导热金属材料，且内部设计有散热板，故热端液面增加的少量热量会在液体流动中通过转换器外壳传递到外界空气中，进而保证冷端液面温度稳定。热端的情况是：液面被加热，温度升高，对应的平衡饱和蒸气压升高，在热端壳体内表面也会产生冷凝液体介质，但蒸发速度远大于冷凝速度；另一方面外加热装置安装在热端上部，导热管插入壳体并与之连接，导热管传递的部分热量会传递到热端上部壳体，同时其内表面的白体也会将极少量电磁波转换为热能，使其温度升高，减少了冷凝液体介质的产出量，不影响容器内的液体被压向冷头端。当热能转换器摆到水平位置附近，两端气体贯通，重心又回到处于水平位置的热端，热端力矩又变大，又开始向下摆动，到启动位置，两端恢复成原先两个气室的液体隔断空间，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。辐射板采用铜板加石墨烯热辐射贴片结构。导热管采用渠式超导热型导热管。对热端球内金属表面抛光处理形成白体层，或者内表面电镀铜后抛光形成白体层。黑体格栅层材质为阳极氧化加发黑处理的铝或氧化发黑处理的铜。除黑体格栅层结构外还能采取黑体空心小球悬浮结构，材质为金属或有机物；液面上升，面上浮一层黑体空心小球加热液面，液面下降，加热结束，小球落到其下方的金属隔网上，隔网固定在热端球内壁上。外加热装置分为燃气加热型、太阳加热型和地热加热型。燃气加热型见实施例。太阳加热型的结构是从热端引出并焊接固定在热端上部的渠式超导热管延伸并弯曲，其外端头部的集热板在转换器启动位时深入到抛物线曲面太阳光反射焦点位置，采集的热量被迅速传递到热端内部，热端上摆时带动集热板离开反射焦点，加热停止；太阳移动时抛物线曲面随之转动，反射焦点不动。地热加热型的结构是从热端引出并焊接固定在热端上部的渠式超导热管延伸并向下弯曲，其外端头部的集热板在转换器启动位时深入到热端下部的地热供给池中，采集的热量被迅速传递到热端内部，热端上摆时带动集热板离开地热供给池，加热停止。热能转换器内部安装有散热板。转换器中部管内的散热板沿管的长度方向分布，散热板为铝或铝合金，焊接在管的内壁上。两端头部的散热板安装在头内下部，焊成网格分布。燃气加热型外加热装置包括非接触式电磁监测器、控制器、电子点火器、加热盘燃气软管等部件。非接触式电磁监测器由磁铁、弹簧、监测开关和信号发生器等组成。当A端到达低位(启动位置)时，安装在A端下腹部的磁屏蔽板插入安装在三角底座支撑架上的非接触式电磁监测器，磁屏蔽板屏蔽磁铁磁场，弹簧张开，监测开关接通，发生器发接通信号给控制器，控制器发指令给电子点火器，使其开通燃气软管并点燃与供气管路相连的加热盘，加热盘燃烧将热能通过超导热管向下传入A端内。而后A端上摆，监测开关断开，发断开信号给控制器，控制器发出指令，加热盘停止加热。非接触式监测器采用电磁方式工作，或者采用声电和光电方式工作；开关是机械式的，或者是电子式的。三角底座支撑架中两支撑架与三角形底座为一整体，其上部各有一个螺纹孔，两螺纹孔同心且水平。两金属瓦件夹持住热能转换器的中部，其中一个瓦件带同心轴，同心轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射加热温差发动机，其特征是：热能转换器采用管内无隔离物加热端液面辐射加热结构，热能转换器是呈哑铃形的特制密封金属容器，抽真空后内装一定量的低沸点液体，可形成两端头部均存有气体的液体隔断空间，外加热装置安装在大哑铃头一端，将热能通过导热管向下传入热端内，加热导热管下部的辐射板，辐射板将热能以电磁波形式辐射出去，热端内壁为白体材料，反射电磁波，在启动液面位置安装黑体格栅层，吸收电磁波并转化成热能，加热液体液面，热端液面温度快速升高，产生大的饱和蒸气压，压迫管内液体流向冷端，热端液面下降冷端液体位置上抬，造成重心移向支撑轴线，继而越过支撑轴线，使热端上摆，冷端下摆，输出动能。/n

【技术特征摘要】
1.一种辐射加热温差发动机，其特征是：热能转换器采用管内无隔离物加热端液面辐射加热结构，热能转换器是呈哑铃形的特制密封金属容器，抽真空后内装一定量的低沸点液体，可形成两端头部均存有气体的液体隔断空间，外加热装置安装在大哑铃头一端，将热能通过导热管向下传入热端内，加热导热管下部的辐射板，辐射板将热能以电磁波形式辐射出去，热端内壁为白体材料，反射电磁波，在启动液面位置安装黑体格栅层，吸收电磁波并转化成热能，加热液体液面，热端液面温度快速升高，产生大的饱和蒸气压，压迫管内液体流向冷端，热端液面下降冷端液体位置上抬，造成重心移向支撑轴线，继而越过支撑轴线，使热端上摆，冷端下摆，输出动能。


2.根据权利要求1所述的辐射加热温差发动机，其特征是：低沸点液体可选用工业制冷剂。


3.根据权利要求1所述的辐射加热温差发动机，其特征是：辐射板采用铜板加石墨烯热辐射贴片结构，导热管采用渠式超导热型导热管。


4.根据权利要求1所述的辐射加热温差发动机，其特征是：对热端球内金属表面抛光处理形成白体层，或者内表面电镀铜后抛光形成白体层。


5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任毛丁，
申请(专利权)人：郑州中亥戈环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41