专利名称：热管电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热管电池，属于热能利用技术领域。
背景技术：
随着对节能技术的日益重视和推进，热能的利用作为一个主要的节能方向主要进 行研究了。对于热能的利用已经有了一部分的研究。热管作为一个节能高效的设备一直应 用于各种领域。对于热管的开发利用，已经到了一个非常成熟的阶段。然而现有技术中对 热管的研究主要集中在调节温度分布、余热回收等方面。至今为止，仍没有人将热管与盘式 透平机和发电机结合在一起，并综合利用进行发电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能高效环保的将热能转化为电能的热管电池。一种热管电池，其特征在于包括重力热管、盘式透平机、发电机；其中重力热管 从上而下依次包括冷凝段腔室、绝热段腔室、蒸发段腔室；其中冷凝段腔室外壁均勻分布着 肋片；其中盘式透平机包括安装于盘式透平机壳体内的盘式透平机转子，安装于盘式透平 机壳体下端的盘式透平机进汽流量控制阀，盘式透平机壳体下部还设有与盘式透平机进汽 流量控制阀相连的蒸汽进口管道，盘式透平机壳体上端设置有盘式透平出口管道；其中盘 式透平机和发电机通过支架水平安装于热管的绝热段腔室内；且盘式透平机转子与发电机 相连；上述重力热管的蒸发段腔室里面装有虹吸管并且充满工作介质；上述虹吸管的出口 与盘式透平机的蒸汽进口通道密封连接。对于本发明的核心部分-盘式透平，是一项新的技术，效率高达95%以上。现阶段 我国对于盘式透平的研究和应用相对比较少。本发明基于对热能的利用，将高效率的换热 设备热管与盘式透平结合起来，从而研究发明了热管电池。热管电池主要原理是将热管、盘 式透平和电机相结合。热管电池的主要结构包括一个可以使主要工作介质流动并进行蒸 发冷凝的热管、一个盘式透平，一个发电机。在运行的过程中，外界的热量通过外壁向蒸发 段腔室供给热能，工作介质在蒸发段腔室内被加热，当温度达到某一个临界点时工作介质 发生相变，变为气体。气体介质流经虹吸管的通道向上流动，进入蒸汽进口管道和透平机进 气阀门进入盘式透平机，推动盘式透平的叶片转动，成功地将热能转化为机械能。盘式透平 机带动发电机主轴转动，电机将机械能转化为电能，最终通过输电线向外输出。盘式透平机水平安置在热管的绝热段腔室，并与电机主轴相连接。水平安置的透 平机可以让全部的蒸汽以最大速度和最少的损失进入盘式透平机。盘式透平机具有很高的 转化效率，该结构大大提高了整体的能量转换效率。盘式透平机的乏汽出口向上安置，不影 响该重力热管里面的工质的循环。使效率得到了提高。上述发电机通过耐高温封装壳密封。上述发电机通过耐高温封装壳封装可以保护 发电机不受高温蒸汽冲击，使发电机的性能不受影响。虹吸管通道是收缩喷管形状，虹吸管与盘式透平的蒸汽进口通道连接位于虹吸管 的喉道处。本发明热管电池中的虹吸管通道是一个收缩喷管形状的通道，渐缩的虹吸管喉道处与盘式透平机的蒸汽进口管道相连接。蒸汽在虹吸管中由下而上速度越来越大，最终 在喉道处速度达到最大值。盘式透平的蒸汽进口通道在喉道处与虹吸管相连接可以使蒸汽 以最大的速度进入盘式透平机，从而效率达到最高。本发明设计一种可以回收利用热能、节约能源的热管电池，属于热能领域。热管电 池可以有效的利用热能，并将其成功的转化为电能，最终输出电能。本发明可以有效的回收 热量，提供电能，特别适合余热回收或者微电子中的电能的供应。作为电池本发明非常的环 保，没有任何的污染，能持久供电。高效率的热管结合新型的盘式透平，能持久供电，无污染，节能环保。连续工作性 强，寿命持久。该发明可以应用于能源、化工、微电子、环保领域。
图1是热管电池的主视图； 图2是热管电池的流程图3是热管电池的绝热段局部视图中标号名称1、电源输出线，2、外壁，3、翅片，4、冷凝腔室，5、盘式透平机，6、盘式透 平出口管道，7、绝热段腔室，8、发电机，9、封装壳，10、支架，11、盘式透平机转子，12、盘式透 平机进汽流量控制阀，13、蒸汽进口管道，14、虹吸管，15、工作介质，16、蒸发段腔室。
具体实施例方式参照附图，本发明提供一种热管电池，其中包括热管，盘式透平5，发电机8。热管 分为三个腔室蒸发段腔室16，绝热段腔室7，冷凝段腔室4，盘式透平和发电机安装在绝热 段腔室呢。图示实例中热管为重力热管，蒸发腔室16内的工作介质15依靠自身的重力完 成循环，虹吸管通道14是渐缩喷管，工作介质15在蒸发腔室内16受热蒸发为气体，气体通 过虹吸管道14向上加速流动，当到达虹吸管道14的喉道的时候蒸汽流速达到最大。虹吸 管通道14喉道部分与蒸汽进口管道13通过法兰螺栓相连接，由图2可看出，气体通过蒸汽 进口管道13和盘式透平机进气阀12，进入盘式透平机5，推动盘式透平机5的叶片做功，带 动透平机转子11转动，透平机5成功地将热能转化为机械能。与盘式透平机5相连的发 电机8在透平机转子11的带动下转动，将机械能转化为电能，最终电能通过电源输出线1 向外输出。由图3可以看出，在热管壁两侧打孔，安装刚性支架10，把盘式透平机和电机固 定水平安装在绝热段腔室内。盘式透平机转子11和电机主轴相连。电机上引出的电源输 出线1沿管壁向上伸出热管顶部向外供应电能。整个热管是密封性能良好，传热性能高的 重力热管，流体在受热段吸收到的热量能够迅速高效的通过透平机和电机的转化而变成热 能，向外输出。只要在受热段有源源不断的热能输入，热管电池就能持续的供电，所以电池 具有很好的供电持久性。
权利要求
1.一种热管电池，其特征在于包括重力热管、盘式透平机、发电机；其中重力热管从上而下依次包括冷凝段腔室(4)、绝热段腔室(8)、蒸发段腔室(16); 其中冷凝段腔室(4)外壁面均勻分布着肋片(3)；其中盘式透平机(5)包括安装于盘式透平机壳体内的盘式透平机转子(11)，安装于盘 式透平机壳体下端的盘式透平机进汽流量控制阀(12)，盘式透平机壳体下部还设有与盘式 透平机进汽流量控制阀(12)相连的蒸汽进口管道(13)，盘式透平机壳体上端设置有盘式 透平出口管道(6)；其中盘式透平机(5)和发电机(8)通过支架(10)水平安装于热管的绝热段腔室(7)内； 且盘式透平机转子(11)与发电机(8 )相连；上述重力热管的蒸发段腔室(16)里面装有虹吸管(14)并且充满工作介质(15)；上述 虹吸管(14)的出口与盘式透平机(5)的蒸汽进口通道(13)密封连接。
2.根据权利要求1所述的热管电池，其特征在于上述发电机(8)通过耐高温封装壳 (9)密封。
3.根据权利要求1所述的热管电池，其特征在于虹吸管通道(14)是收缩喷管形状，虹 吸管(14)与盘式透平(5)的蒸汽进口通道(13)连接位于虹吸管(14)的喉道处。
全文摘要
一种热管电池，属于热能利用技术领域。该热管电池包括重力热管、盘式透平机、电机；其中盘式透平机(5)和发电机(8)通过支架(10)水平安装于热管的绝热段腔室(7)内；且盘式透平机转子(10)与发电机(8)相连；重力热管的蒸发段腔室(4)里面装有虹吸管(14)；上述虹吸管(14)的出口与盘式透平机(5)的蒸汽进口通道(13)密封连接。本发明具有节能高效环保的优点。
文档编号F01D17/10GK102094683SQ20101057925
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者叶莉, 姚君磊, 梁林, 焦炜琦, 申耀阳, 赵锦杰, 郭新贤, 陈慧, 韩东, 顾昂 申请人:南京航空航天大学