一种热能动力工程用热能回收装置

摘要

本实用新型涉及热能动力技术领域，提供一种热能动力工程用热能回收装置，包括：余热收集器、热电转换器、热水器；余热收集器设有两个出气阀并分别与热电转换器连接和热水器连接；热电转换器包括：气体增压泵、包括活塞的活塞缸、曲杆和磁芯；气体增压泵的输入端与余热收集器连接，气体增压泵的输出端与活塞缸连接，所以进入活塞缸内的热气是被加压过的，当活塞与曲杆接触时，曲杆受活塞在气体增压泵压缩后的热气的推动作用，使得曲杆的一端带动转盘转动，以使设置在转盘上的金属条在磁芯内做切割磁力线的运动，从而产生了电，这样，可以通过余热产生的电能来辅助给热水器加热，从而增加了整个热能回收装置的实用性。

说明书

技术领域

本实用新型属于热能动力工程技术领域，具体涉及一种热能动力工程用热能回收装置。

背景技术

余热回收是现有的热能动力技术领域内的新型技术，用以回收废弃、废料中未被使用的热量，或者回收其他产热设备中的没有被有效利用的热量，以增加能量转换效率，继而增加能源的利用率，减少资源浪费。

现有技术中相关的热能回收的整体思路是，将存在余热的废气收集起来利用一个转换装置，使这部分热量将管路中的水加热，然后使加热的水通过恒温箱存储起来。进一步通过铺设的管路来将热水通向使用的地方，如家庭或办公室中的热气。但现有技术中，对废气中的热量的利用效率依然很低，而且，恒温箱需要电能来驱动使其保持恒温，继而又增加了电能的消耗。

实用新型内容

本实用新型提供了一种热能动力工程用热能回收装置用以解决现有技术中余热回收的设备的热能利用效率低的问题。

本实用新型提供的一种热能动力工程用热能回收装置，所述热能回收装置包括：余热收集器、热电转换器、热水器；

所述余热收集器设有两个出气阀，所述出气阀分别与所述热电转换器连接和所述热水器连接；所述热电转换器接收所述余热而产电，所述电用于给所述热水器加热使其保持一定温度不变；所述热水器接收所述余热后经过热传递使其内部的管路内的水被加热；所述热水器与用热端连接用以向所述用热端输送热水；

所述热电转换器包括：气体增压泵、包括活塞的活塞缸、曲杆和磁芯；所述气体增压泵的输入端与所述余热收集器连接，所述气体增压泵的输出端与所述活塞缸连接；所述活塞与所述曲杆接触，所述曲杆受活塞在所述气体增压泵压缩后的热气的推动作用，所述曲杆的一端连接有转盘，在转盘内设置有金属条，所述转盘转动带动所述金属条在所述磁芯内做切割磁力线的运动。

可选的，所述热水器包括水管和气管，所述水管设置在所述气管内，所述水管在所述气管内的相对位置固定，所述气管用于使所述热气通过，在所述气管的侧壁上开设有热气出口；所述水管用于流通水。

可选的，所述热水器内设置至少两根所述水管。

可选的，所述曲杆还包括导电段和绝缘段，所述导电段在所述磁芯内做切割磁力线的运动，所述绝缘段与所述活塞接触。

可选的，所述水管在所述气管内的排列为S型。

可选的，所述热电转换器与所述热水器之间还包括蓄电池。

可选的，所述热水器还包括PTC加热器，所述PTC加热器与所述热电转换器连接，所述PTC加热器用于加热所述热水器内的水；并使所述热水器内的水温恒定在预设范围内。

本实用新型所提供的一种热能动力工程用热能回收装置包括：余热收集器、热电转换器、热水器，余热收集装置用于收集包含有热气的废气(如锅炉的烟囱等)，然后余热收集器将收集的热气分别通向热电转换器连接和热水器。出口的热气分支由余热收集器的两个出气阀控制，出气阀分别与热电转换器连接和热水器连接；然后，热电转换器接收热气后可以将热能转化成电能，该部分电可以给热水器加热使其保持一定温度不变。另外，热水器接收热气后利用热传递的效应，使热水器内部的管路内的水被加热，又因为热水器与用热端连接，所以就实现了向用热端输送热水。使得热气中的余热被双向互补的再利用，最大化提升了热能的利用效率。

其中，热电转换器包括：气体增压泵、包括活塞的活塞缸、曲杆和磁芯；气体增压泵的输入端与余热收集器连接，气体增压泵的输出端与活塞缸连接，所以进入活塞缸内的热气是被加压过的，所以，当活塞与曲杆接触时，曲杆受活塞在气体增压泵压缩后的热气的推动作用，使得曲杆的一端带动转盘转动，以使设置在转盘上的金属条在磁芯内做切割磁力线的运动，从而产生了电，实现了热能转化为电能，这样，当热水器在没有余热供给的情况下，可以通过余热产生的电能来辅助给热水器加热，从而增加了整个热能回收装置的实用性。

需要说明的是，上述方案还包括一些基础的阀门、水管安装支架等在本实用新型实施例中不做具体的限制，可以根据实际使用环境、实际的余热温度等各个参数来综合考虑。

附图说明

图1是本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置的组成示意图；

图2是本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置的扩展组成示意图；

图3是本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置中热水器的结构示意图；

图4是本实施例提供的一种气体增压泵的结构示意图。

图中，1、余热收集器；2、热电转换器；21、气体增压泵；23、曲杆；24、磁芯；25、蓄电池；3、热水器；31、水管；32、气管；33、PTC加热器；4驱动气体入口、5驱动气体管路、6活塞6、7顶部撞针、8先导阀口、9换向阀、10底部撞针、11先导排气口、12热气出口、13转盘、14金属条。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置的组成示意图；参照图2，示出了本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置的扩展组成示意图；参照图3，示出了本实施例提供的一种热能动力工程用热能回收装置中热水器的结构示意图。

需要说明的是，上述附图中的箭头是指热气的流动方式示意图，以表示气管32内的热气的循环流向和整个装置中热气的走向。

本实用新型提供的一种热能动力工程用热能回收装置，该热能回收装置包括：余热收集器1、热电转换器2、热水器3；

余热收集器1设有两个出气阀，出气阀分别与热电转换器2连接和热水器3连接；热电转换器2接收余热而产电，电用于给热水器3加热使其保持一定温度不变；热水器3接收余热后经过热传递使其内部的管路内的水被加热；热水器3与用热端连接用以向用热端输送热水。

热电转换器2包括：气体增压泵21、包括活塞6的活塞缸、曲杆23和磁芯24；气体增压泵21的输入端与余热收集器1连接，气体增压泵21的输出端与活塞缸连接；活塞6与所述曲杆23接触，曲杆23受所述活塞6在气体增压泵21压缩后的热气的推动作用，曲杆23的一端连接有转盘13，在转盘13内设置有金属条14，所述转盘13转动带动所述金属条14在磁芯24内做切割磁力线的运动。

需要说明的是，上述磁芯转动设置在安装架(图中未示出)上；曲杆23的一端与活塞6的底端转动连接，具体可以通过转轴来实现；曲杆23的另一端与转盘13的盘面转动连接，且二者的连接点不与转盘13的转动中心重合，以使上述曲杆23可以带动转盘13转动，进而带动设置在转盘13上的金属条14做切割磁感线运动。

如图4所示，上述气体增压泵21的结构可以是：包括驱动气体入口4、驱动气体管路5、活塞6、顶部撞针7、先导阀口8、换向阀9、底部撞针10、先导排气口11。

具体的，气体入口与出气阀连通，驱动气体管路5与驱动气体入口4连通，且与活塞6的底部空间连通，用于驱动上述活塞6向上运动；底部撞针10位于活塞缸的底部，当热气从驱动气体管路5进入活塞缸时，活塞6向上运动，换向阀9封闭先导阀口8，底部撞针10用于密封先导排气口11；当活塞6运动至活塞缸顶部时，顶部撞针7不对先导阀口8密封，底部撞针10密封先导排气口11，此时，在气压的作用下，换向阀9切换驱动气体入口4，使得驱动气体与活塞缸的顶部连通，驱动气体驱动活塞6向下运动，此时，顶部撞针7封闭，底部撞针10开启，位于先导阀口8内的气体从先导排气口11排出，重复上述步骤，即可使活塞6往复运动，进而使得设置在活塞6底部的曲杆23带动转盘13转动，从而转盘13带动金属条14在磁芯24转动。

如图1所示，本实用新型所提供的一种热能动力工程用热能回收装置包括：余热收集器1、热电转换器2、热水器3，余热收集装置用于收集包含有热气的废气(如锅炉的烟囱等)，然后余热收集器1将收集的热气分别通向热电转换器2连接和热水器3。出口的热气分支由余热收集器1的两个出气阀控制，出气阀分别与热电转换器2连接和热水器3连接；然后，热电转换器2接收热气后可以将热能转化成电能，该部分电可以给热水器3加热使其保持一定温度不变。另外，热水器3接收热气后利用热传递的效应，使热水器3内部的管路内的水被加热，又因为热水器3与用热端连接，所以就实现了向用热端输送热水。使得热气中的余热被双向互补的再利用，最大化提升了热能的利用效率。

其中，热电转换器2包括：气体增压泵21、包括活塞6的活塞缸、曲杆23和磁芯24；气体增压泵21的输入端与余热收集器1连接，气体增压泵21的输出端与活塞缸连接，所以进入活塞缸内的热气是被加压过的，所以，当活塞6与曲杆23接触时，曲杆23受活塞6在气体增压泵21压缩后的热气的推动作用，使得曲杆23的一端带动转盘13转动，从而转盘13带动金属条14在磁芯24内做切割磁力线的运动，从而产生了电，实现了热能转化为电能，这样，当热水器3在没有余热供给的情况下，可以通过余热产生的电能来辅助给热水器3加热，从而增加了整个热能回收装置的实用性。

另外，曲杆23还包括导电段和绝缘段，导电段带动转盘13转动，从而转盘13带动金属条14在磁芯24内做切割磁力线的运动，绝缘段与活塞6接触。

曲杆23上，活塞缸的活塞6与曲杆23接触的位置为绝缘段，曲杆23在磁芯24内的部分为导电段，以避免产生的电通过曲杆23传到活塞缸上而发生触电的危险。另外，绝缘段和导电段分材料设置，可以减小整个曲杆23的重量，实现设备的轻量化。

需要说明的是，上述方案还包括一些基础的阀门、水管安装支架等在本实用新型实施例中不做具体的限制，可以根据实际使用环境、实际的余热温度等各个参数来综合考虑。

另外，热水器3包括水管31和气管32，水管31设置在气管32内，水管31在气管32内的相对位置固定，气管32用于使热气通过，在所述气管32的侧壁上开设有热气出口12；水管31用于流通水。

如图3所示，热水器3是采用包裹型的水管路，即水管31设置在气管32的中间，使得水管31整个管身都被气管32所包围，即被气管32中的热气所包围，这样可直接近距离的热传导，有效减小了热量损失，从而达到更高的热传递效果。

需要说明的是，本实用新型实施例中对水管31与气管32的截面不做具体限定，可以是圆形、正方形，也可以是其他形状皆可。

在一些实施例中，热水器3内设置至少两根水管31。

如图3所示，为了达到更好的热传递效果，应该在气管32内尽设置尽可能多的水管31，以增加热交换的表面积，因此可以在一个气管32内设置至少两根水管。另外，为了进一步增加换热表面积，可以将气管32内的水管按照S型排列。

在一些实施例中，热电转换器2与热水器3之间还包括蓄电池25。热水器3还包括PTC加热器33，PTC加热器33与热电转换器2连接，PTC加热器33用于加热热水器3内的水；并使热水器3内的水温恒定在预设范围内。

在本实用新型实施例中，如图2所示，为了便于在没有余热的情况下，热水器3依然能保持恒定的设置温度，可以在热电转换器2与热水器3之间设置蓄电池25，将产生的电存储起来，这样，当没有热气的余热来供热时，可以通过蓄电池25来给热水器3加热。另外，可以在热水器3内设置一个PTC加热器33，PTC加热器33可以设置在用热端的传输管道上，进而使PCT加热器33直接加热冷水；具体而言，如图1所示，PCT加热器33可以直接设置用热端的传输管道上，用于加热位于传输管道内的冷水。因为该类型的加热器有恒温的效果，即不需要人为的或者按照程控去控制，当其加热垫自身温度的临界值后，其自身的电阻就不再变化，即产生的热量不再升高，使得热水器可以恒定在该温度下加热水，继而增加了热能回收装置的实用性。

需要说明的是，本实用新型实施例中，PTC加热器33的具体型号等需要根据实际使用位置，实际热能的大小，将要设置的热水器3的恒定温度，以及整个装置其他设备的工作状态来具体设置，因此，本实用新型实施例对此不做具体限定。

最后，本实用新型提供的一种热能动力工程用热能回收装置，该热能回收装置包括：余热收集器1、热电转换器2、热水器3；余热收集器1设有两个出气阀，出气阀分别与热电转换器2连接和热水器3连接；热电转换器2接收余热而产电，电用于给热水器3加热使其保持一定温度不变；热水器3接收余热后经过热传递使其内部的管路内的水被加热；热水器3与用热端连接用以向用热端输送热水；热电转换器2包括：气体增压泵21、包括活塞6的活塞缸、曲杆23和磁芯24，曲杆23受活塞6在气体增压泵21压缩后的热气的推动作用，曲杆23的一端带动转盘13转动，从而转盘13带动金属条14在磁芯24在磁芯24内做切割磁力线的运动。本实用新型实施例实现了热气中的余热被双向互补的再利用，最大化提升了热能的利用效率；并且当热水器3在没有余热供给的情况下，可以通过余热产生的电能来辅助给热水器3加热，从而增加了整个热能回收装置的实用性。

需要说明的是，上述所描述的实施例是申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于申请保护的范围。本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。