余热高效回收发电系统的制作方法

1.本发明属于余热利用领域。


背景技术：

2.工业锅炉排放的烟气中蕴含大量的高温余热，一般烟气会直接排出或直接利用余热来实现加热的目的，其余热直接排放会造成热量的损失，如果能将其烟气中的余热用于发电则可以有效的起到节能的目的；因此有必要设计一种能利用锅炉烟气来进行发电的设备。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种余热高效回收发电系统，能实现余热的发电。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的余热高效回收发电系统，包括环形转子和绕组线圈定子，固定安装的所述绕组线圈同轴心于所述环形转子的围合范围内；
5.所述环形转子包括能沿轴线转动的环体，所述环体的内壁呈圆周阵列固定安装有若干永磁块；所述绕组线圈定子包括与所述环体同轴心的中心固定盘；所述中心固定盘的外周呈圆周阵列固定安装有若干发电线圈组；若干永磁块随环体沿轴线转动能使若干发电线圈组切割磁感线产生感应电流；
6.还包括能量转换单元，所述能量转换单元能将工业锅炉燃烧后的高温烟气余热转换成环体和若干永磁块的旋转动能。
7.进一步的，所述能量转换单元包括左圆弧约束块和右圆弧约束块；所述左圆弧约束块和右圆弧约束块的圆弧轴线均与所述环体的轴线同轴心；所述环体同轴心约束于所述左圆弧约束块和右圆弧约束块之间。
8.进一步的，还包括左右对称的左竖向蒸汽蓄压箱和右竖向蒸汽蓄压箱：左竖向蒸汽蓄压箱的上端一体化连接所述左圆弧约束块，所述右竖向蒸汽蓄压箱的上端一体化右圆弧约束块。
9.进一步的，所述左竖向蒸汽蓄压箱内的下部设置有左水平隔板，所述左水平隔板的下侧为左进气仓，所述左水平隔板的上侧为竖向的左蒸汽蓄压仓，所述左蒸汽蓄压仓内设置有若干竖向的左气化管，各所述左气化管的下端均固定连接所述左水平隔板，各所述左气化管的上端均固定连接所述左圆弧约束块的顶壁；各所述左气化管内均为竖向的左烟气换热通道，各所述左烟气换热通道的下端均连通所述左进气仓，各所述左烟气换热通道均从左圆弧约束块的顶壁上的若干左排烟口连通外界；左烟气换热通道内流过锅炉烟气的过程中使所述左气化管处于持续高温发热状态，粘附在持续发热状态下的左气化管外壁并沿管外壁向下流动的液体水会快速气化成水蒸气，使左蒸汽蓄压仓内迅速形成高压蒸汽环境；
10.所述右竖向蒸汽蓄压箱内的下部设置有右水平隔板，所述右水平隔板的下侧为右
进气仓，所述右水平隔板的上侧为竖向的右蒸汽蓄压仓，所述右蒸汽蓄压仓内设置有若干竖向的右气化管，各所述右气化管的下端均固定连接所述右水平隔板，各所述右气化管的上端均固定连接所述右圆弧约束块的顶壁；各所述右气化管内均为竖向的右烟气换热通道，各所述右烟气换热通道的下端均连通所述右进气仓，各所述右烟气换热通道均从右圆弧约束块的顶壁上的若干右排烟口连通外界；右烟气换热通道内流过锅炉烟气的过程中使所述右气化管处于持续高温发热状态，粘附在持续发热状态下的右气化管外壁并沿管外壁向下流动的液体水会快速气化成水蒸气，使右蒸汽蓄压仓内迅速形成高压蒸汽环境。
11.进一步的，所述左圆弧约束块的圆弧内侧面为左滑动约束面，所述右圆弧约束块的圆弧内侧面为右滑动约束面；所述左滑动约束面和右滑动约束面均与所述环体的外周面滑动配合；
12.所述左圆弧约束块的顺时针端与右圆弧约束块的逆时针端之间一体化连接有水平的第一水箱，所述第一水箱靠近环体的一侧面为与环体的外周面滑动配合的第一弧面，所述第一水箱内为第一水仓，第一弧面处设置有连通第一水仓的第一镂空窗，所述环体的外周面封堵所述第一镂空窗；
13.所述左圆弧约束块的逆时针端与右圆弧约束块的顺时针端之间一体化连接有水平的第二水箱，所述第二水箱靠近环体的一侧面为与环体的外周面滑动配合的第二弧面，所述第二水箱内为第二水仓，第二弧面处设置有连通第二水仓的第二镂空窗，所述环体的外周面封堵所述第二镂空窗；
14.所述左滑动约束面的圆弧中段设置有第三镂空窗，第三镂空窗的内侧对应若干左气化管的上部，所述第三镂空窗连通所述左蒸汽蓄压仓上端靠近环体的一侧，所述环体的外周面封堵所述第三镂空窗；
15.所述右滑动约束面的圆弧中段设置有第四镂空窗，第四镂空窗的内侧对应若干右气化管的上部，所述第四镂空窗连通所述右蒸汽蓄压仓上端靠近环体的一侧，所述环体的外周面封堵所述第四镂空窗；
16.所述环体的外周面呈圆阵列分布若干半球形液态水离心甩液凹坑，当一个半球形液态水离心甩液凹坑初始状态连通第一镂空窗时，所述半球形液态水离心甩液凹坑随环体旋转360
°
的一个周期中，所述半球形液态水离心甩液凹坑的状态逐次为：半球形液态水离心甩液凹坑连通第一镂空窗、半球形液态水离心甩液凹坑被左滑动约束面滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑连通第三镂空窗、半球形液态水离心甩液凹坑被左滑动约束面滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑连通第二镂空窗、半球形液态水离心甩液凹坑被右滑动约束面滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑连通第四镂空窗、半球形液态水离心甩液凹坑被右滑动约束面滑动封堵、最后半球形液态水离心甩液凹坑重新连通第一镂空窗；
17.所述环体的上侧面呈圆周阵列固定有若干竖向的脉冲蒸汽导管，各所述脉冲蒸汽导管的上端均固定且连通有横向的脉冲蒸汽喷嘴，各所述蒸汽喷嘴的喷口喷出脉冲蒸汽的反作用力形成对所述环体逆时针方向的扭矩；
18.所述环体的外周面呈圆周阵列分布有若干脉冲蒸汽导入口，各所述脉冲蒸汽导入口均高于所述第一镂空窗、第二镂空窗、第三镂空窗和第四镂空窗，每一个脉冲蒸汽导入口均对应一个脉冲蒸汽导管；每一个所述脉冲蒸汽导入口均通过环体内的一个脉冲蒸汽通道连通一个所对应的脉冲蒸汽导管；
19.左滑动约束面的第三镂空窗上方设置有第一脉冲蒸汽导出口，所述第一脉冲蒸汽导出口通过左圆弧约束块顶壁内的第一导气通道连通所述左蒸汽蓄压仓顶端；
20.右滑动约束面的第四镂空窗上方设置有第二脉冲蒸汽导出口，所述第二脉冲蒸汽导出口通过右圆弧约束块顶壁内的第二导气通道连通所述右蒸汽蓄压仓顶端；
21.各所述脉冲蒸汽导入口随环体旋转的过程中会呈周期性的连通所述第一脉冲蒸汽导出口和第二脉冲蒸汽导出口。
22.进一步的，所述环体的内侧通过若干支架同轴心连接有轴承套，还包括辅助驱动电机，所述辅助驱动电机的输出轴通过单向轴承与所述轴承套转动配合；当环体不旋转时，所述输出轴的主动逆时针转动能通过单向轴承将逆时针方向的扭矩传递给轴承套，从而驱动环体逆时针转动。
23.进一步的，锅炉烟气排气管；还包括横向的烟气分流管，所述锅炉烟气排气管烟气导出端连通所述烟气分流管中部；所述烟气分流管的两端分别连通所述左进气仓和右进气仓。
24.进一步的，还包括液体水供给管，所述液体水供给管的出水端分别通过第一水分流管和第二水分流管连通所述第一水仓和第二水仓，从而使第一水仓和第二水仓为常满状态。
25.有益效果：本发明的各个蒸汽喷嘴的喷口会呈周期性的喷出脉冲蒸汽，进而喷口会呈周期性的喷出脉冲蒸汽的反作用力对环体呈周期性的施加逆时针方向的扭矩，使环体的逆时针持续转动有了新的动力源；由于环体的逆时针转动有了新的动力源，这时可以停止或降低辅助驱动电机所带动的输出轴，使环体在脉冲蒸汽的反作用的驱动下自发的转动；环体在脉冲蒸汽的反作用的驱动下自发的转动的过程中，若干永磁块随环体沿轴线转动使若干发电线圈组切割磁感线产生感应电流，进而实现持续发电的作用。
附图说明
26.附图1为本装置的整体立体示意图；
27.附图2为本装置的整体俯视图；
28.附图3为附图1的第一剖视图；
29.附图4为附图1的第二剖视图；
30.附图5为环形转子结构示意图；
31.附图6为附图5的剖视图；
32.附图7为本装置隐去了环形转子后的示意图；
33.附图8为附图7的另一视角示意图(此图相对于其他附图的左右视角发生了变换)；
34.附图9为本装置整体的第一纵向剖视图；
35.附图10为本装置的整体第二纵向剖视图；
36.附图11为附图10的标记60处的放大示意图。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
38.如附图1至11所示的余热高效回收发电系统，包括环形转子和绕组线圈定子，固定
安装的绕组线圈同轴心于环形转子的围合范围内；
39.环形转子包括能沿轴线转动的环体8，环体8的内壁呈圆周阵列固定安装有若干永磁块22；绕组线圈定子包括与环体8同轴心的中心固定盘19；中心固定盘19的外周呈圆周阵列固定安装有若干发电线圈组13；若干永磁块22随环体8沿轴线转动能使若干发电线圈组13切割磁感线产生感应电流；
40.还包括能量转换单元，能量转换单元能将工业锅炉燃烧后的高温烟气余热转换成环体8和若干永磁块22的旋转动能。
41.能量转换单元包括左圆弧约束块10和右圆弧约束块3；左圆弧约束块10和右圆弧约束块3的圆弧轴线均与环体8的轴线同轴心；环体8同轴心约束于左圆弧约束块10和右圆弧约束块3之间。
42.还包括左右对称的左竖向蒸汽蓄压箱15和右竖向蒸汽蓄压箱16：左竖向蒸汽蓄压箱15的上端一体化连接左圆弧约束块10，右竖向蒸汽蓄压箱16的上端一体化右圆弧约束块3。
43.左竖向蒸汽蓄压箱15内的下部设置有左水平隔板36，左水平隔板36的下侧为左进气仓34，左水平隔板36的上侧为竖向的左蒸汽蓄压仓23，左蒸汽蓄压仓23内设置有若干竖向的左气化管24，各左气化管24的下端均固定连接左水平隔板36，各左气化管24的上端均固定连接左圆弧约束块10的顶壁；各左气化管24内均为竖向的左烟气换热通道25，各左烟气换热通道25的下端均连通左进气仓34，各左烟气换热通道25均从左圆弧约束块10的顶壁上的若干左排烟口9连通外界；左烟气换热通道25内流过锅炉烟气的过程中使左气化管24处于持续高温发热状态，粘附在持续发热状态下的左气化管24外壁并沿管外壁向下流动的液体水会快速气化成水蒸气，使左蒸汽蓄压仓23内迅速形成高压蒸汽环境；
44.右竖向蒸汽蓄压箱16内的下部设置有右水平隔板37，右水平隔板37的下侧为右进气仓35，右水平隔板37的上侧为竖向的右蒸汽蓄压仓26，右蒸汽蓄压仓26内设置有若干竖向的右气化管28，各右气化管28的下端均固定连接右水平隔板37，各右气化管28的上端均固定连接右圆弧约束块3的顶壁；各右气化管28内均为竖向的右烟气换热通道27，各右烟气换热通道27的下端均连通右进气仓35，各右烟气换热通道27均从右圆弧约束块3的顶壁上的若干右排烟口4连通外界；右烟气换热通道27内流过锅炉烟气的过程中使右气化管28处于持续高温发热状态，粘附在持续发热状态下的右气化管28外壁并沿管外壁向下流动的液体水会快速气化成水蒸气，使右蒸汽蓄压仓26内迅速形成高压蒸汽环境。
45.左圆弧约束块10的圆弧内侧面为左滑动约束面31，右圆弧约束块3的圆弧内侧面为右滑动约束面33；左滑动约束面31和右滑动约束面33均与环体8的外周面8.1滑动配合；
46.左圆弧约束块10的顺时针端与右圆弧约束块3的逆时针端之间一体化连接有水平的第一水箱1，第一水箱1靠近环体8的一侧面为与环体8的外周面8.1滑动配合的第一弧面301，第一水箱1内为第一水仓29，第一弧面301处设置有连通第一水仓29的第一镂空窗90，如图7和8，环体8的外周面8.1封堵第一镂空窗90；
47.左圆弧约束块10的逆时针端与右圆弧约束块3的顺时针端之间一体化连接有水平的第二水箱7，第二水箱7靠近环体8的一侧面为与环体8的外周面8.1滑动配合的第二弧面300，第二水箱7内为第二水仓30，第二弧面300处设置有连通第二水仓30的第二镂空窗92，如图7和8，环体8的外周面8.1封堵第二镂空窗92；
48.左滑动约束面31的圆弧中段设置有第三镂空窗94，第三镂空窗94的内侧对应若干左气化管24的上部，第三镂空窗94连通左蒸汽蓄压仓23上端靠近环体8的一侧，环体8的外周面8.1封堵第三镂空窗94；
49.右滑动约束面33的圆弧中段设置有第四镂空窗93，第四镂空窗93的内侧对应若干右气化管28的上部，第四镂空窗93连通右蒸汽蓄压仓26上端靠近环体8的一侧，环体8的外周面8.1封堵第四镂空窗93；
50.环体8的外周面8.1呈圆阵列分布若干半球形液态水离心甩液凹坑32，当一个半球形液态水离心甩液凹坑32初始状态连通第一镂空窗90时，半球形液态水离心甩液凹坑32随环体8旋转360
°
的一个周期中，半球形液态水离心甩液凹坑32的状态逐次为：半球形液态水离心甩液凹坑32连通第一镂空窗90、半球形液态水离心甩液凹坑32被左滑动约束面31滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑32连通第三镂空窗94、半球形液态水离心甩液凹坑32被左滑动约束面31滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑32连通第二镂空窗92、半球形液态水离心甩液凹坑32被右滑动约束面33滑动封堵、半球形液态水离心甩液凹坑32连通第四镂空窗93、半球形液态水离心甩液凹坑32被右滑动约束面33滑动封堵、最后半球形液态水离心甩液凹坑32重新连通第一镂空窗90；
51.环体8的上侧面呈圆周阵列固定有若干竖向的脉冲蒸汽导管40，各脉冲蒸汽导管40的上端均固定且连通有横向的脉冲蒸汽喷嘴11，各蒸汽喷嘴11的喷口14喷出脉冲蒸汽的反作用力形成对环体8逆时针方向的扭矩；
52.环体8的外周面8.1呈圆周阵列分布有若干脉冲蒸汽导入口39.1，各脉冲蒸汽导入口39.1均高于第一镂空窗90、第二镂空窗92、第三镂空窗94和第四镂空窗93，每一个脉冲蒸汽导入口39.1均对应一个脉冲蒸汽导管40；每一个脉冲蒸汽导入口39.1均通过环体8内的一个脉冲蒸汽通道39连通一个所对应的脉冲蒸汽导管40；
53.左滑动约束面31的第三镂空窗94上方设置有第一脉冲蒸汽导出口38.1，第一脉冲蒸汽导出口38.1通过左圆弧约束块10顶壁内的第一导气通道38连通左蒸汽蓄压仓23顶端；
54.右滑动约束面33的第四镂空窗93上方设置有第二脉冲蒸汽导出口100.1，第二脉冲蒸汽导出口100.1通过右圆弧约束块3顶壁内的第二导气通道100连通右蒸汽蓄压仓26顶端；
55.各脉冲蒸汽导入口39.1随环体8旋转的过程中会呈周期性的连通第一脉冲蒸汽导出口38.1和第二脉冲蒸汽导出口100.1。
56.环体8的内侧通过若干支架同轴心连接有轴承套20，还包括辅助驱动电机，辅助驱动电机的输出轴21通过单向轴承50与轴承套20转动配合；当环体8不旋转时，输出轴21的主动逆时针转动能通过单向轴承50将逆时针方向的扭矩传递给轴承套20，从而驱动环体8逆时针转动。
57.锅炉烟气排气管18；还包括横向的烟气分流管17，锅炉烟气排气管18烟气导出端连通烟气分流管17中部；烟气分流管17的两端分别连通左进气仓34和右进气仓35。
58.还包括液体水供给管5，液体水供给管5的出水端分别通过第一水分流管2和第二水分流管6连通第一水仓29和第二水仓30，从而使第一水仓29和第二水仓30为常满状态。
59.余热高效回收发电系统的工作方法如下：
60.工业锅炉将燃烧产生的高温烟气通过锅炉烟气排气管18经烟气分流管17导入到
左进气仓34和右进气仓35中，随后左进气仓34和右进气仓35内的高温烟气分别向上流过若干左烟气换热通道25和若干右烟气换热通道27并最终分别通过若干左排烟口9和若干右排烟口4源源不断的排出至外界；从而在热传导作用下使若干左气化管24和若干右气化管28均处于持续高温发热的状态；
61.这时辅助驱动电机带动输出轴21的主动逆时针转动，进而使输出轴21通过单向轴承50将逆时针方向的扭矩传递给轴承套20，从而驱动环体8逆时针转动；
62.环体8沿逆时针方向呈周期性转动的过程中，任意半球形液态水离心甩液凹坑32连通第一镂空窗90时，半球形液态水离心甩液凹坑32内会自动填充满液态水，随着环体8继续逆时针转动，自动填充满液态水的半球形液态水离心甩液凹坑32沿逆时针方向脱离第一镂空窗90并被左滑动约束面31滑动封堵，进而使半球形液态水离心甩液凹坑32处于被液态水填充的密闭状态，随后随着环体8继续逆时针转动，充满液态水的半球形液态水离心甩液凹坑32开始连通第三镂空窗94，半球形液态水离心甩液凹坑32内的液态水在离心力的作用下从第三镂空窗94甩入到左蒸汽蓄压仓23中并粘附在各个持续发热状态下的左气化管24的上部外壁，粘附在各个持续发热状态下的左气化管24的上部外壁的液态水沿管外壁向下流动的液体水快速气化成水蒸气，使左蒸汽蓄压仓23内迅速形成高压蒸汽环境；由于环体8是呈周期性转动的，因此每一个半球形液态水离心甩液凹坑32连通第三镂空窗94时都会甩入一次液态水给各个持续发热状态下的左气化管24的上部外壁，从而使左蒸汽蓄压仓23内迅速形成的高压蒸汽环境逐渐增压；根据同样的原理，右蒸汽蓄压仓26内迅速形成的高压蒸汽环境也逐渐增压；
63.与此同时，随着环体8继续逆时针转动，各脉冲蒸汽导入口39.1随环体8旋转的过程中会呈周期性的连通第一脉冲蒸汽导出口38.1和第二脉冲蒸汽导出口100.1，第一脉冲蒸汽导出口38.1和第二脉冲蒸汽导出口100.1连通脉冲蒸汽导入口39.1的一瞬间，左蒸汽蓄压仓23和右蒸汽蓄压仓26内蓄发的高温高压蒸汽会分别从第一脉冲蒸汽导出口38.1和第二脉冲蒸汽导出口100.1以脉冲蒸汽的形式涌出到所连通的脉冲蒸汽导入口39.1中，涌入脉冲蒸汽导入口39.1的蒸汽经脉冲蒸汽通道39和脉冲蒸汽导管40压入到脉冲蒸汽喷嘴11中，从而使所对应的蒸汽喷嘴11的喷口14喷出脉冲蒸汽，蒸汽喷嘴11的喷口14喷出脉冲蒸汽的反作用力形成对环体8逆时针方向的扭矩，进而加速环体8逆时针转动，由于环体8继续逆时针呈周期性的转动，因此各个蒸汽喷嘴11的喷口14会呈周期性的喷出脉冲蒸汽，进而喷口14会呈周期性的喷出脉冲蒸汽的反作用力对环体8呈周期性的施加逆时针方向的扭矩，使环体8的逆时针持续转动有了新的动力源；由于环体8的逆时针转动有了新的动力源，这时可以停止或降低辅助驱动电机所带动的输出轴21，使环体8在脉冲蒸汽的反作用的驱动下自发的转动；
64.环体8在脉冲蒸汽的反作用的驱动下自发的转动的过程中，若干永磁块22随环体8沿轴线转动使若干发电线圈组13切割磁感线产生感应电流，进而实现持续发电的作用。
65.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。