[发明专利]单热源能量转换的装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于能量转换的热机装置及方法，具体地说是一种单热源能量能量转换的热机装置及方法.

背景技术

热力学第二定律指出，不可能只有一个热源冷却来作功的热机，目前热机都需要进行卡诺循环过程，要完成一次循环，必须有高温和低温两个热源，然而自然界环境温度下的物质都具有取之不尽、用之不完的热量，它属于一个常温的热源，目前的热机都不利于将常温(环境温度)热能进行转换.

发明内容

现在世界能源缺乏，各种能源消耗日益增加，致使油、煤、天然气等价格不断上涨，而这些不可再生资源日益枯竭，开发新能源已成为全人类的共同任务和目标，水力、风力发电、太阳能发电、海洋温差发电越来越受到重视.本人经过多年的思考和研究，发明了一种与众不同的利用常温能量进行转换的热机装置及方法，实现单热源能量转换，这种方法将动摇热力学第二定律真理的普遍性，将取之不竭、用之不完的常温热量进行转换利用.

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的.

1：单热源能量转换的方法是：必须有一个装置，能使工作介质有液态→汽态→具有动能的汽态→具有动能的液态→液态的状态变化，消耗介质的内能作功和产生汽态动能，其关键是用汽态动能代替向低温热源放出的热量，这个装置能在汽态介质具有动能的速度状态下，把介质蒸汽压缩成具有动能的液态介质，然后把液态介质动能转化利用后，再让失去动能的介质去吸热，进行单热源能量转换的PV循环.

2：根据上述方法1，实现这个方法的装置是：必须有一个底部存放液态工作介质，在环境温度下，上部空间充满纯净介质蒸汽的密闭工作容器，在工作容器中，有一个能围绕中心轴线旋转的设备，其特征是：设备中有工作介质通道，通道中有作功风叶，有动能蒸汽的导向风叶，设备中至少有两台高压排液泵，中心轴上安装有电动和发电两用机.

3：上述2装置旋转设备的介质通道分上下两部分，上部主要是介质蒸汽通道，通道主要部分为内外两个锥形体构成的锥形空间通道，下部是介质液体通道，可用锥形空间通道，也可用排液管做通道，上下两部分通道由泵连接，介质通道的排出口距中心轴线的距离小于蒸汽导向风叶的半径.

4：上述2装置转换设备的通道外必须有绝热材料.

5：上述2装置密闭工作容器中有供给常温热量的供热装置.

6：上述2装置中介质的沸点等于或小于0℃.

上述2装置如图1所示，设计这种装置及方法的依据如下，目前的热机都需要进行循环过程或进行卡诺循环.要完成一次循环必须有高温和低温两个热源，工作原理PV循环图如图2所示：1：由AB段等温膨胀获取高温热源能量做功；2：由BC段绝热膨胀消耗内能作功；3：由CD段等温压缩向低温热源放出热量做负功；4：由DA段绝热压缩增加内能做负功.由A点经过B、C、D点回到A点完成一个循环，作功为闭合曲线所包围的面积，用公式表示：W＝Q₁-Q₂，W代表工作物质对外所做的功；Q₁代表从高温热源吸收的热量；Q₂代表向低温热源放出的热量.热机效率 η = 1 - Q 2 Q 1 , ]]>如果不向低温热源放出热量，Q₂为0，循环曲线将由C点回到B点回到A点，闭合曲线所包围的面积为0，也就是说不能循环向外作功.或者说两个热源等温，PV图上工作物质在A点状态不变，不会作功，也即单热源不能做出热机.