本發明涉及一種發電裝置。更具體地說,本發明涉及一種可利用風能的溫差發電裝置。
背景技術:
由于近年來環境和能源問題日益嚴峻,迫切需要積極推進和提倡使用潔凈的可再生能源。溫差發電技術是一種利用塞貝克效應將熱能直接轉換為電能的技術,具有無機械轉動裝置、工作時無噪音、無污染等優點,因而得到廣泛的關注。但是目前的可利用風能的溫差發電裝置的熱端熱量利用效率低,冷端散熱速度慢,冷熱端溫差小,發電量小,而且現有的可利用風能的溫差發電裝置不夠模塊化,不利于加裝擴大生產,也不利于拆卸修理。
技術實現要素:
本發明的一個目的是提供一種可利用風能的溫差發電裝置,其便于加裝發電機構增加發電量,并且熱端熱量利用率高,冷端散熱速度快,發電效率高。
為了實現根據本發明的這些目的和其它優點,提供了一種可利用風能的溫差發電裝置,包括:
底座,其水平固定在水面;
外殼體,其為圓筒狀結構,所述外殼體垂直穿設在所述底座上,并且所述外殼體的中部與所述底座可旋轉固定,所述外殼體的頂端設置有多個葉片,所述外殼體位于所述底座下方的表面設置有第一嚙合齒;
內殼體,其同軸設置于所述外殼體內部,所述內殼體的內徑小于所述外殼體的內徑,所述內殼體外壁與所述外殼體內壁間的環形空間兩端封閉,形成一儲水空間;
熱水進管和熱水出管,其設置在所述殼體內部,并且沿著所述內殼體的軸向延伸;
冷水進管和冷水出管,其設置在所述內殼體內部,并且沿著所述內殼體的軸向延伸,所述冷水進管上設置有第一輸送泵,所述冷水進管和所述冷水出管與所述儲水空間分別連通;
多個冷水箱,其均為圓筒狀結構,所述冷水箱位于水下,且上端可旋轉固定在所述底座下表面,所述冷水箱的外壁靠近上端的位置設置有第二嚙合齒,所述第二嚙合齒與所述第一嚙合齒嚙合;
多個第一盤管,所述第一盤管由對折金屬管繞制而成的蚊香狀結構,所述第一盤管的輪廓線符合阿基米德螺線,多個第一盤管平行間隔設置在所述內殼體內部,且所述第一盤管所在的平面垂直于所述內殼體的軸線,所述第一盤管的進水口和出水口分別與所述熱水進管和熱水出管連通;
多個第二盤管,所述第二盤管由對折金屬管繞制而成的蚊香狀結構,所述第二盤管的輪廓線符合阿基米德螺線,多個第二盤管平行間隔設置在所述內殼體內部,所述第二盤管與所述第一盤管平行,并且每個第二盤管均位于兩個第一盤管之間,所述第二盤管的進水口和出水口分別與所述冷水進管和冷水出管連通;
多個溫差發電組件,每個溫差發電組件均設置在一個第一盤管和一個第二盤管之間,并且使溫差發電組件得熱端與第一盤管的表面貼合,使溫差發電組件的冷端與第二盤管的表面貼合;
其中,所述儲水空間與所述冷水箱通過第一循環管和第二循環管連通,所述第一循環管和所述第二循環管上分別設置有第一循環泵和第二循環泵,所述第一循環泵和所述第二循環泵的輸水方向相反,所述儲水空間內設置有第一溫度傳感器,當第一溫度傳感器檢測到所述儲水空間中的水溫高于第一設定溫度時,開啟所述第一循環泵和所述第二循環泵,直至所述儲水空間中的水溫低于第一設定溫度。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,還包括:
第一熱水箱和第二熱水箱,其內部均盛有水,所述第一熱水箱與熱水進管和熱水出管均連通,所述第一熱水箱與所述第二熱水箱通過第三循環管和第四循環管連通,所述第二熱水器與太陽能熱水器的進水管和出水管連通,所述第三循環管和所述第四循環管上分別設置有第三循環泵和第四循環泵,所述第三循環泵和所述第四循環泵的輸水方向相反,所述第一熱水箱內設置有第二溫度傳感器,當第二溫度傳感器檢測到第一熱水箱中的水溫低于第二設定溫度時,開啟所述第三循環泵和所述第四循環泵,直至所述第一熱水箱中的水溫高于第二設定溫度。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述外殼體在水中部分的長度不小于3米。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述外殼體、所述內殼體、所述冷水箱均由易導熱材料制作。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一熱水箱和所述第二熱水箱的表面設置有保溫層。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一盤管和所述第二盤管的材質為銅,所述第一盤管和所述第二盤管的中心與所述內殼體的軸線重合。
優選的是,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一設定溫度為25℃,所述第二設定溫度為85℃。
本發明至少包括以下有益效果:
1、本發明的第一盤管、第二盤管和夾在第一盤管和第二盤管之間的溫差發電組件組成一個發電模塊,對第一盤管和第二盤管的供水也非常便利,發電模塊之間也容易組裝串聯,因而本發明非常適合加裝發電機構增大發電量,也非常適合根據實際情況減少發電機構。
2、本發明的第一盤管和第二盤管均由單管對折后繞制而成,出水口和進水口均位于外側,容易注水和集和成模塊,并且第一盤管和第二盤管的輪廓符合阿基米德螺線,相比于u形管和其它無規則彎管,極大地提高了水的流速和熱量利用率。
3、本發明設置在水面,利用水面下的冷水進行散熱,并且利用風能帶動外殼體旋轉,進而帶動冷水箱旋轉,加強散熱,并且可以利用太陽能熱水器產生熱水,不必利用發明自身產生的電量進行加熱和散熱,減少了發電量的損失。
本發明的其它優點、目標和特征將部分通過下面的說明體現,部分還將通過對本發明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖;
圖2為本發明的第一盤管的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明,以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
如圖1、2所示,本發明提供一種可利用風能的溫差發電裝置,包括:
底座1,其水平固定在水面;
外殼體2,其為圓筒狀結構,所述外殼體2垂直穿設在所述底座1上,并且所述外殼體2的中部與所述底座1可旋轉固定,所述外殼體2的頂端設置有多個葉片5,所述外殼體2位于所述底座1下方的表面設置有第一嚙合齒21;
內殼體,其同軸設置于所述外殼體2內部,所述內殼體的內徑小于所述外殼體2的內徑,所述內殼體外壁與所述外殼體2內壁間的環形空間兩端封閉,形成一儲水空間11;
熱水進管8和熱水出管9,其設置在所述殼體內部,并且沿著所述內殼體的軸向延伸;
冷水進管6和冷水出管7,其設置在所述內殼體內部,并且沿著所述內殼體的軸向延伸,所述冷水進管6上設置有第一輸送泵,所述冷水進管6和所述冷水出管7與所述儲水空間11分別連通;
多個冷水箱12,其均為圓筒狀結構,所述冷水箱12位于水下,且上端可旋轉固定在所述底座1下表面,所述冷水箱12的外壁靠近上端的位置設置有第二嚙合齒121,所述第二嚙合齒121與所述第一嚙合齒21嚙合;
多個第一盤管3,所述第一盤管3由對折金屬管繞制而成的蚊香狀結構,所述第一盤管3的輪廓線符合阿基米德螺線,多個第一盤管3平行間隔設置在所述內殼體內部,且所述第一盤管3所在的平面垂直于所述內殼體的軸線,所述第一盤管3的進水口和出水口分別與所述熱水進管8和熱水出管9連通;
多個第二盤管4,所述第二盤管4由對折金屬管繞制而成的蚊香狀結構,所述第二盤管4的輪廓線符合阿基米德螺線,多個第二盤管4平行間隔設置在所述內殼體內部,所述第二盤管4與所述第一盤管3平行,并且每個第二盤管4均位于兩個第一盤管3之間,所述第二盤管4的進水口和出水口分別與所述冷水進管6和冷水出管7連通;
多個溫差發電組件10,每個溫差發電組件10均設置在一個第一盤管3和一個第二盤管4之間,并且使溫差發電組件10得熱端與第一盤管3的表面貼合,使溫差發電組件10的冷端與第二盤管4的表面貼合;
其中,所述儲水空間11與所述冷水箱12通過第一循環管和第二循環管連通,所述第一循環管和所述第二循環管上分別設置有第一循環泵和第二循環泵,所述第一循環泵和所述第二循環泵的輸水方向相反,所述儲水空間11內設置有第一溫度傳感器,當第一溫度傳感器檢測到所述儲水空間11中的水溫高于第一設定溫度時,開啟所述第一循環泵和所述第二循環泵,直至所述儲水空間11中的水溫低于第一設定溫度。
在上述技術方案中,熱水進管8為第一盤管3供熱水,冷水進管6為第二盤管4供冷水,第一盤管3和第二盤管4夾持溫差發電組件10,溫差發電組件10的熱端和冷端形成溫度差進行發電。外殼體2下部和冷水箱12設置在水下,利用水下的低溫降低內部存儲水的水溫,儲水空間11向冷水進管6供冷水,冷水箱12用于與儲水空間11交換水,降低儲水空間11的水溫。外殼體2可以在葉片5的驅動下旋轉,并通過第一嚙合齒21和第二嚙合齒121的嚙合帶動冷水箱12旋轉,加強儲水空間11和冷水箱12的水散熱,使得儲水空間11和冷水箱12內部的水保持在較低溫度。第一盤管3、第二盤管4和夾在第一盤管3和第二盤管4之間的溫差發電組件10組成一個發電模塊,第一盤管3和第二盤管4進水口和吹水口位于外側,熱水進管8、熱水出管9、冷水進管6和冷水出管7均沿著軸向設置在殼體內,供水和出水非常便利,因此發電模塊之間也容易組裝串聯,使得本發明非常適合加裝發電機構增大發電量,也非常適合根據實際情況減少發電機構。本發明的第一盤管3和第二盤管4均由單管對折后繞制而成,如圖2,輪廓均符合阿基米德螺線,相比于u形管和其它無規則彎管,極大地提高了水的流速和熱量利用率。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,還包括:
第一熱水箱13和第二熱水箱14,其內部均盛有水,所述第一熱水箱13與熱水進管8和熱水出管9均連通,所述第一熱水箱13與所述第二熱水箱14通過第三循環管和第四循環管連通,所述第二熱水器與太陽能熱水器的進水管和出水管連通,所述第三循環管和所述第四循環管上分別設置有第三循環泵和第四循環泵,所述第三循環泵和所述第四循環泵的輸水方向相反,所述第一熱水箱13內設置有第二溫度傳感器,當第二溫度傳感器檢測到第一熱水箱13中的水溫低于第二設定溫度時,開啟所述第三循環泵和所述第四循環泵,直至所述第一熱水箱13中的水溫高于第二設定溫度。這里,第一熱水箱13用于向熱水進管8供熱水,第二熱水箱14用于與第一熱水箱13進行熱水交換,將第一熱水箱13的溫度維持在較高的位置,太陽能熱水器向第二熱水箱14供熱水。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述外殼體2在水中部分的長度不小于3米。這里,提供了外殼體2的優選深度,使外殼體2內的水溫維持在較低的溫度,便于對溫差發電組件10的冷端進行散熱。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述外殼體2、所述內殼體、所述冷水箱12均由易導熱材料制作。這里,導熱材料方便降低儲水空間11和冷水箱12內的水溫。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一熱水箱13和所述第二熱水箱14的表面設置有保溫層。這里,減少第一熱水箱13和第二熱水箱14的熱量散失,提高能量利用率。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一盤管3和所述第二盤管4的材質為銅,所述第一盤管3和所述第二盤管4的中心與所述內殼體的軸線重合。這里,使得本發明更易于集約化,提高空間利用率,并便于擴大發電規模。
在另一種技術方案中,所述的可利用風能的溫差發電裝置,所述第一設定溫度為25℃,所述第二設定溫度為85℃。這里,提供了第一設定溫度和第二設定溫度的優選值,使得溫差發電組件10的熱端和冷端保持較大的溫差,提高發電量。
盡管本發明的實施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用,它完全可以被適用于各種適合本發明的領域,對于熟悉本領域的人員而言,可容易地實現另外的修改,因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。