專(zhuān)利名稱(chēng)：組合式泵和閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及泵和閥組件。本發(fā)明優(yōu)選地但是并非唯一地涉及一種用于將熱能 轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的已知發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中提供適當(dāng)磁材料的磁路和布置于 磁路周?chē)木€圈。溫度變化裝置在相變溫度如居里點(diǎn)以上和以下交替地變化磁路的溫度以 由此變化磁路的磁阻，并且磁路的所得磁化由可變磁阻調(diào)制以便在布置于磁路周?chē)木€圈 中感應(yīng)電能。溫度變化裝置通過(guò)磁路交替地傳遞熱流體和冷流體并且包括通常一個(gè)或者數(shù) 個(gè)饋送泵、管道和閥組。這樣的布置的問(wèn)題在于實(shí)現(xiàn)能量低效的流體循環(huán)并且該布置往往變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種具有簡(jiǎn)化而改進(jìn)的結(jié)構(gòu)和操作的組合式泵和閥
直ο本發(fā)明的具體目的在于提供可以提供流體的順暢和能量高效循環(huán)的這樣一種組 合式泵和閥裝置。本發(fā)明的又一目的在于提供動(dòng)態(tài)可控、可靠、靈活和成本合理的這樣一種組合式 泵和閥裝置。本發(fā)明的又一目的在于提供可以在用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的溫度 變化裝置中使用的這樣一種組合式泵和閥裝置。這些目的以及其它目的根據(jù)本發(fā)明由如所附專(zhuān)利權(quán)利要求書(shū)具體說(shuō)明的組合式 泵和閥裝置實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種組合式泵和閥裝置，該裝置包括圓柱形外殼； 軸，對(duì)稱(chēng)地布置于外殼中；設(shè)備，固定地附接到軸并且與圓柱形外殼緊密配合，由此在外殼 內(nèi)限定分離室；多個(gè)出口 /入口，沿著外殼的圓周固定地布置；以及多個(gè)軸向布置的入口 / 出口，各入口 /出口固定地連接到分離室中的相應(yīng)室。分離室以及軸向布置的入口 /出口 響應(yīng)于軸和設(shè)備相對(duì)于外殼的旋轉(zhuǎn)與沿著外殼的圓周固定布置的各出口/入口交替地有 流體連接。另外，該設(shè)備包括用于響應(yīng)于軸和設(shè)備的旋轉(zhuǎn)通過(guò)組合式泵和閥裝置泵送流體 的推進(jìn)器裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備包括與圓柱形外殼緊密配合的構(gòu)件，該構(gòu)件將 外殼內(nèi)的分離室和推進(jìn)器裝置限定為分離部分。有利地，推進(jìn)器裝置包括如在軸向方向上 所見(jiàn)各自在構(gòu)件的各側(cè)處的兩個(gè)推進(jìn)器。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該設(shè)備為單件設(shè)備，該設(shè)備有利地包括成形為在使單 件設(shè)備旋轉(zhuǎn)之時(shí)獲得推進(jìn)功能的表面。也就是說(shuō)，與外殼緊密配合并且在外殼內(nèi)限定分離 室的單件設(shè)備在兩個(gè)軸向方向上具有適當(dāng)成形的表面以類(lèi)似于先前實(shí)施例的兩個(gè)推進(jìn)器的操作。因此，兩個(gè)不同功能(室劃分功能和推進(jìn)功能)由單個(gè)部件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明以簡(jiǎn)易、可靠和穩(wěn)健并且可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和能量高效的流體泵送和分配 的組合式泵和閥裝置為特征。本發(fā)明的組合式泵和閥裝置可以用于熱磁發(fā)電機(jī)設(shè)備中的流體熱循環(huán)、但是可以 代之以使用于完全不同的應(yīng)用(其中應(yīng)當(dāng)代之以在單個(gè)管中輸出不同特征的流體)中。根據(jù)下文給出的對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的下文具體描述和附圖1-7將清楚本發(fā)明 的更多特征及其優(yōu)點(diǎn)，該描述和附圖僅通過(guò)示例來(lái)給出，因此并不限制本發(fā)明。


圖1在透視圖中示意地顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組合式泵和閥裝置。圖2和圖3在透視圖中示意地顯示可以在圖1的裝置中使用的設(shè)備的示例。圖4和圖5各自在透視圖中示意地顯示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的組合式泵和閥裝置。圖6和圖7示意地顯示包括本發(fā)明的組合式泵和閥裝置的熱磁發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式在圖1中公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組合式泵和閥裝置?？招膱A柱體或者圓 柱形外殼41容納對(duì)稱(chēng)布置的可旋轉(zhuǎn)軸42，構(gòu)件43固定地附接到該軸。與圓柱形外殼41緊 密配合地提供優(yōu)選為熱隔離的構(gòu)件43，并且該構(gòu)件限定裝置的四個(gè)實(shí)質(zhì)上分離和相同的隔 間或者室44a-d。各室44a-d由從軸42徑向延伸到外殼1并且軸向延伸的兩個(gè)側(cè)壁以及從 軸42徑向延伸到外殼1并且在兩個(gè)側(cè)壁之間沿圓周延伸的頂蓋限定。兩個(gè)室44a、44c固 定地連接到第一軸向布置的入口或者出口 45a并且配置成接收或者輸出第一特征的流體， 而兩個(gè)室44b、44d固定地連接到第二軸向布置的入口或者出口 45b并且配置成接收或者輸 出第二特征的流體。另外，多個(gè)出口或者入口 46a_f沿圓周布置于外殼41中、優(yōu)選為相互之間的距離 相等。沿圓周布置的出口或者入口 46a-f可以通過(guò)使軸42和構(gòu)件43旋轉(zhuǎn)、由此也使室 44a-d旋轉(zhuǎn)來(lái)交替地放置成與相應(yīng)室44a_d有流體連通。另外，推進(jìn)器裝置47a_b固定地裝配到外殼內(nèi)的軸42上用于響應(yīng)于軸42的旋轉(zhuǎn) 通過(guò)組合式泵和閥裝置泵送至少一種流體。優(yōu)選地，推進(jìn)器裝置包括如軸向方向上所見(jiàn)在 構(gòu)件43的各側(cè)各有一個(gè)的兩個(gè)單獨(dú)推進(jìn)器47a-b。推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)可以用于針對(duì)討論的應(yīng)用 而獲得適當(dāng)泵送操作的任何適合種類(lèi)。軸42有利地借助于軸承裝配于圓柱形外殼41中，并且提供例如電機(jī)(未示出) 這樣的裝置以在軸42上施加驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在組合式泵和閥裝置在第一操作模式中的操作期間，軸42以及構(gòu)件43和推進(jìn)器 裝置47a-b借助電機(jī)相對(duì)于外殼41和出口 46a-f平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)，由此通過(guò)第一軸向布置的入口 或者出口 45a將第一特征的流體抽吸到固定地連接至第一軸向布置的入口或者出口 45a的 兩個(gè)室44a、44c中，并且通過(guò)第二軸向布置的入口或者出口 45b將第二特征的流體抽吸到 固定地連接至第二軸向布置的入口或者出口 45b的兩個(gè)室44b、44d中。因此，軸向布置的入 口或者出口 45a-b在這一操作模式中為入口。在構(gòu)件43和其室44a-d相對(duì)于外殼旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)沿圓周布置的出口或者入口 46a_f交替地輸出第一和第二特征的流體，這些出口或者 入口因此在這一操作模式中為出口。沿圓周布置的出口 46a_f交替地輸出第一和第二特征的流體脈沖。用于給定數(shù)目 的室的旋轉(zhuǎn)速度控制流體脈沖串的波長(zhǎng)和頻率，并且出口的角間隔控制控制它們之間的相 移。第一和第二特征的流體可以是不同溫度的流體，比如水或者其它熱交換流體。取 而代之，不同流體或者具有不同性質(zhì)的流體由組合式泵和閥裝置混合。在第二操作模式中，組合式泵和閥裝置以往復(fù)方式操作以劃分在這一操作模式中 為入口的沿圓周布置的出口或者入口 46a-f接收的第一和第二特征的流體脈沖。軸42以 及構(gòu)件43和推進(jìn)器裝置74a-b借助電機(jī)相對(duì)于外殼41和出口 46a_f在相反方向上平穩(wěn)旋 轉(zhuǎn)。因此，通過(guò)沿圓周布置的入口 46a-f將第一和第二特征的流體脈沖交替地抽吸到外殼 41的相應(yīng)室44a-d中。在固定地連接到第一軸向布置的入口或者出口 45a的兩個(gè)室44a、 44c中收集的流體脈沖由此輸出，并且在固定地連接到第二軸向布置的入口或者出口 45b 的兩個(gè)室44b、44d中收集的流體脈沖由此輸出。因此，軸向布置的入口或者出口 45a-b在 這一操作模式中為出口。如果軸42的旋轉(zhuǎn)速度適應(yīng)于流體脈沖的頻率，并且在沿圓周布置 的入口 46a_f的流體脈沖之間的相移適應(yīng)于沿圓周布置的入口 46a_f的角間隔，則第一特 征的流體可以由組合式泵和閥裝置收集并且通過(guò)第一軸向布置的出口 45a輸出，并且第二 特征的流體由組合式泵和閥裝置收集并且通過(guò)第二軸向布置的出口 45b輸出。可以允許構(gòu)件43與圓柱形外殼41的壁之間的小間隔從而在僅混合數(shù)量可忽略不 計(jì)的流體時(shí)減少或者消除固體到固體的接觸力。組合式泵和閥裝置能夠在亞秒級(jí)用最小混合向共同出口(或者若干共同出口)分 配具有不同特征的工業(yè)級(jí)數(shù)量的流體。組合式泵和閥裝置允許來(lái)自切換的擾動(dòng)最少的平穩(wěn) 流體流動(dòng)、最小切換功率需求以及在有能力切換百萬(wàn)次循環(huán)時(shí)的長(zhǎng)壽命。常規(guī)閥和活塞泵 太慢、太具破壞性(流動(dòng)停止、壓力波)、功率需求大和/或在相當(dāng)短的多個(gè)循環(huán)之后磨損。圖2和圖3各自在透視圖中示意地顯示室劃分構(gòu)件43’(圖2)和43”(圖3)，該 構(gòu)件包括集成于其中的推進(jìn)器裝置，該構(gòu)件和推進(jìn)器裝置可以在圖1的裝置中用來(lái)取代構(gòu) 件43和推進(jìn)器裝置47a-b。各圖在兩個(gè)不同視圖中公開(kāi)了室劃分構(gòu)件。提供推進(jìn)裝置作 為構(gòu)件43’、43”的成形為在構(gòu)件43’、43”旋轉(zhuǎn)之時(shí)獲得推進(jìn)功能的表面部分43’ a、43” a。 室劃分構(gòu)件和推進(jìn)器裝置因此在這里集成于提供室劃分和旋轉(zhuǎn)功能以及在兩個(gè)軸向方向 的流動(dòng)推進(jìn)功能的單件部分或者本體中。接著參照?qǐng)D5，根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的組合式泵和閥裝置與圖1的實(shí)施例不同 在于室劃分和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件43替換為在傾斜位置固定地裝配于軸上的橢圓形盤(pán)43”’。橢圓形 盤(pán)43”’與圓柱形外殼41緊密配合地布置成限定第一和第二室44”’ a-b。橢圓形盤(pán)43’有 傾角地布置于軸向位置使得在圓柱形外殼41的圓周的各出口 /入口在軸42和圓形盤(pán)43”’ 相對(duì)于圓柱形外殼41旋轉(zhuǎn)時(shí)與第一和第二室44”’ a-b交替地有流體連接?？梢酝ㄟ^(guò)從直接比圓柱形外殼的內(nèi)徑略小的預(yù)鉆孔的固體圓柱體切割橢圓形板 來(lái)制作它，大量沿圓周布置的出口 /入口通過(guò)沿圓周布置的出口 /入口使與橢圓形盤(pán)43”’ 的掃描關(guān)聯(lián)的可能壓力變化最小化。在這樣的事件的高峰期間，橢圓形盤(pán)43”’可以根據(jù)所選實(shí)際設(shè)計(jì)來(lái)覆蓋全部出口/入口區(qū)域(在出口/入口流動(dòng)中必須容許一些不平穩(wěn))或者 僅覆蓋它的部分(在出口 /入口流動(dòng)中必須容許一些混合)。橢圓形盤(pán)43’可以是例如借助膨脹、彎曲和/或扭轉(zhuǎn)來(lái)適當(dāng)?shù)卦俪尚巍⒂纱诵枰?同于橢圓形的形狀、并且可以變得更厚或者厚度不均以在其表面部分獲得推進(jìn)器裝置(例 如類(lèi)似于圖2-圖3的構(gòu)件43’和43”)，由此使單獨(dú)推進(jìn)器裝置47a-b變得并非必需。由于圖4的實(shí)施例包括僅兩個(gè)室44”’ a_b，所以輸出脈沖的頻率將為圖1的實(shí)施 例產(chǎn)生的流體脈沖的頻率的一半。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的組合式泵和閥裝置。這一實(shí)施例與圖1的實(shí) 施例不同在于構(gòu)件43為限定僅兩個(gè)室44””a-b的另一構(gòu)件43””所取代。固定地裝配于軸 42的構(gòu)件43””具有兩個(gè)端部43””a-b和軸向分離兩個(gè)端部的中間部43”” c，各端部實(shí)質(zhì) 上覆蓋外殼41的橫截面的相應(yīng)一半。這一構(gòu)件43””也可以被適當(dāng)?shù)爻尚问沟猛七M(jìn)器裝置由其表面部分實(shí)現(xiàn)，由此使單 獨(dú)推進(jìn)器裝置47a_6并非必需。本發(fā)明的組合式泵和閥裝置適用于工業(yè)過(guò)程，這些過(guò)程涉及到將具有不同特征的 流體交替分配到共同出口中、將在每秒數(shù)個(gè)循環(huán)的速率最少混合時(shí)分離的流體持續(xù)保持例 如若干年。流體具有優(yōu)選為大致相似的涉及諸如密度、粘度等流體性質(zhì)。它們可以由不同 物質(zhì)如水和酒精或者由在不同性質(zhì)狀態(tài)下的相同物質(zhì)如熱水和冷水構(gòu)成。具體而言，本發(fā)明的組合式泵和閥裝置可以應(yīng)用于發(fā)電廠的熱磁或者磁熱發(fā)電機(jī) 系統(tǒng)中。這樣用于將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能的熱磁或者磁熱發(fā)電機(jī)設(shè)備如圖6中所示包括磁 環(huán)或者磁路1、溫度變化設(shè)備5和布置于磁路1周?chē)木€圈或者繞組7。磁路可以基本上為鐵或者其它磁材料2、但是至少包括由例如在區(qū)間0-100°C中 具有適當(dāng)相變溫度的磁材料制成的部分3。取而代之，磁路的實(shí)質(zhì)部分或者整個(gè)磁路為具有 適當(dāng)相變溫度的磁材料。提供溫度變化設(shè)備5用于優(yōu)選地以約IHz或者以上的頻率變化由如下磁材料制 成的部分中的溫度，該磁材料具有交替地在磁材料的磁相變溫度以上和以下的適當(dāng)相變溫 度。磁相變溫度的示例是居里溫度和奈爾溫度。溫度變化設(shè)備5優(yōu)選地包括流體回路，該 回路包括熱源、冷源、管道以及至少兩個(gè)本發(fā)明的組合式泵和閥裝置。在相變溫度以上和以下的溫度迅速變化引起磁材料的導(dǎo)磁率劇變、因此引起磁路 1的磁阻迅速變化。具體而言，磁化強(qiáng)度在施加恒定磁場(chǎng)時(shí)迅速變化。假如在磁路1中提供磁通量，磁阻的迅速變化將調(diào)制磁通量，由此在磁路1中獲得 迅速變化的磁通量。因而在線圈7中獲得磁動(dòng)勢(shì)和交變電流。磁通量可以由永磁體或者如 圖1中由電磁體提供。有利地從線圈中感應(yīng)的電流取得用于電磁體的電流。為此，電容器9與線圈7并 聯(lián)連接以由此形成諧振電路11，其中調(diào)節(jié)在磁材料的相變溫度以上和以下的溫度變化頻率 以優(yōu)化向諧振電路11的諧振能量傳送。有利地，諧振電路11的諧振頻率與在磁材料的相 變溫度以上和以下的溫度變化頻率之比約為1/2或者n/2，其中η為正整數(shù)。因此，單個(gè)線圈將用于將熱能變換成電能并且用于在磁路1中提供磁通量。這樣 的交變方向的場(chǎng)提供更成本高效的裝置。在第一熱循環(huán)的一半中感應(yīng)的電流/電荷的部分(例如大部分)由電容器9存儲(chǔ)并且在第一熱循環(huán)的后一半中用來(lái)在磁路1中生成磁通量。這一第一熱循環(huán)對(duì)應(yīng)于電循環(huán) 的一半。在電流和電壓相移180度的第二熱循環(huán)內(nèi)重復(fù)該過(guò)程。為了能夠控制諧振頻率以及由線圈7和電容器9形成的電路的電抗，通過(guò)電容器9 連接完全可控負(fù)載或者功率電子電路器件13。優(yōu)選地，負(fù)載具有各自單獨(dú)和個(gè)別可控的電 感分量/電容分量和電阻分量。有利地，負(fù)載可以用來(lái)調(diào)節(jié)有功功率。提供適當(dāng)控制設(shè)備 15用于控制負(fù)載13?？梢蕴峁┎煌瑴y(cè)量設(shè)備(比如熱傳感器16、電流互感器17和電壓互 感器18)以向控制設(shè)備15供應(yīng)適當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)。熱傳感器16可以向控制設(shè)備15供應(yīng)在具有 適當(dāng)相變溫度的磁材料中或者在磁材料處或者在溫度變化設(shè)備5中或者在溫度變化設(shè)備5 處瞬時(shí)測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)?；ジ衅?7、18可以向控制設(shè)備15供應(yīng)在諧振電路11中瞬時(shí)測(cè)量 的電壓和電流數(shù)據(jù)。因此可以動(dòng)態(tài)控制負(fù)載的阻抗幅度和相位。阻抗的變化頻率和周期可控，并且諧 振電路11的諧振頻率和周期也可控。另外，控制設(shè)備15可以被配置成控制在相變溫度以 上和以下的溫度迅速變化幅度和頻率。另外，可以提供控制設(shè)備15以例如通過(guò)向磁路1遞送電流脈沖來(lái)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)設(shè)備 的操作、即開(kāi)始諧振振蕩。最后將參照?qǐng)D7描述多相熱磁發(fā)電機(jī)設(shè)備。提供三個(gè)僅示意地表示的磁路1，各 磁路是參照?qǐng)D6描述的種類(lèi)并且各磁路操作性地連接到相應(yīng)LC電路11，該LC電路包括并 聯(lián)連接的繞組或者線圈7和電容器9。各LC電路11的諧振頻率如前文一樣實(shí)質(zhì)上類(lèi)似于 如由溫度變化設(shè)備5產(chǎn)生的溫度變化頻率。多相發(fā)電機(jī)設(shè)備還有利地包括在輸出處連接到 三個(gè)發(fā)電機(jī)單元或者相的電容器9的功率轉(zhuǎn)換設(shè)備?？刂凭€圈7和功率轉(zhuǎn)換設(shè)備以與熱變 化的循環(huán)匹配并且由此實(shí)現(xiàn)從電路分接最優(yōu)能量。功率轉(zhuǎn)換設(shè)備可以包括AC/DC或者AC/ AC頻率轉(zhuǎn)換器或者功率電子轉(zhuǎn)換器，這包括電流和電壓源轉(zhuǎn)換器36，該轉(zhuǎn)換器包括整流器 和在整流器的DC側(cè)的逆變器?；ジ衅?7連接到電壓源轉(zhuǎn)換器36的輸出以將來(lái)自多相發(fā) 電機(jī)的在約IkV和IHz的輸出電壓和頻率變換成適合于正常電網(wǎng)連接的頻率和電壓(50Hz、 IOkV)。設(shè)備的額定值通常大于lkW。溫度變化設(shè)備5包括外部，該外部包括第一外管裝置21 (其中熱流體由饋送泵22 循環(huán))和第二外管裝置23 (其中冷流體由饋送泵24循環(huán))。外部的熱流體和冷流體相互完 全隔離以及與磁路1的材料完全隔離。第一外管裝置21中的熱流體經(jīng)由第一熱交換器26向第一中間管裝置25中的流 體傳熱，并且第二外管裝置23中的冷流體經(jīng)由第二熱交換器28向第二中間管裝置27中的 流體傳冷。第一和第二中間管裝置25、27中的各裝置連接于本發(fā)明的第一組合式泵和閥裝 置29的軸向入口 /出口與本發(fā)明的第二組合式泵和閥裝置30的軸向入口 /出口之間以向 第二組合式泵和閥裝置30傳送來(lái)自第一組合式泵和閥裝置29的流體。注意可以使用圖1、 圖4和圖5的組合式泵和閥裝置；然而沿圓周裝置的出口 /入口數(shù)目必須適應(yīng)于該應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解外部可以替換為用于在熱交換器26和28中傳熱和傳能的任一其它種類(lèi) 的裝置。例如，可以經(jīng)由焚化爐、熱沙、太陽(yáng)能加熱板等在第一熱交換器26中向第一中間管 裝置25中的流體傳熱。最后，第一 31、第二 32和第三內(nèi)管裝置各自經(jīng)由磁路1中的相應(yīng)磁路連接于第二 組合式泵和閥裝置30與第一組合式泵和閥裝置29之間。
單一流體在溫度變化設(shè)備5的內(nèi)部中流動(dòng)，該內(nèi)部包括中間管和內(nèi)管裝置以及第 一和第二組合式泵和閥裝置。內(nèi)部因此提供閉合流體回路。提供第二組合式泵和閥裝置30用于將來(lái)自第一中間管裝置25的熱流體和來(lái)自第 二中間管裝置27的冷流體交替地切換到其間相移優(yōu)選為120°的第一、第二和第三內(nèi)管裝 置31、32、33中的各裝置中。因此，第二組合式泵和閥裝置30 “斬?cái)唷睙岷屠淞黧w并且形成 向各內(nèi)管裝置中饋送的交替熱和冷流體脈沖串。第二組合式泵和閥裝置30因此在如參照 圖1所述第一操作模式中操作。隨著熱和冷流體脈沖穿過(guò)或者經(jīng)過(guò)磁路1的磁材料中的孔，將如上文結(jié)合圖1的 實(shí)施例所述交替地在相變溫度以上加熱和在相變溫度以下冷卻磁材料。術(shù)語(yǔ)“熱流體”和 “冷流體”這里旨在于分別包括“溫度在磁路的部分3的磁材料的相變溫度以上的流體”和 “溫度在磁路的部分3的磁材料的相變溫度以下的流體”。在已經(jīng)穿過(guò)磁材料之后，在熱與冷流體脈沖之間的溫度變化更小和更平穩(wěn)。熱和 冷流體脈沖串然后在相應(yīng)內(nèi)管裝置31、32、33中返回到與熱和冷流體脈沖串同步的第一組 合式泵和閥裝置29。提供第一組合式泵和閥裝置29用于交替地將來(lái)自第一、第二和第三內(nèi) 管裝置31、32、33的更熱流體脈沖切換到第一中間管裝置25中并且將來(lái)自第一、第二和第 三內(nèi)管裝置31、32、33的更冷流體脈沖切換到第二中間管裝置27中。因此，更熱和更冷流 體脈沖返回到它們從其始發(fā)的相應(yīng)中間管裝置。第一組合式泵和閥裝置29因此在如參照 圖1所述第二操作模式中操作。第一中間管裝置25中的流體然后返回到第一熱交換器26以便再次加熱，并且第 二中間管裝置27中的流體然后返回到第二熱交換器28以便再次冷卻。內(nèi)部中的流體在單個(gè)方向上由集成到組合式泵和閥裝置中的推進(jìn)器裝置驅(qū)動(dòng)。圖 7的組合式泵和閥裝置29、30可以裝配于單個(gè)軸上以與其間的適當(dāng)相移同時(shí)/同步旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)替代版本中，具體地在更熱與更冷流體脈沖之間的溫差低時(shí)，來(lái)自第一、第 二和第三內(nèi)管裝置的更熱和更冷流體脈沖可以無(wú)需切換回到第二和第一中間管裝置中。因 此，可以省卻第一組合式泵和閥裝置29，并且可以代之以使用另一種被動(dòng)分配或者混合裝 置以便向第二和第一中間管裝置返回流體。如果使用開(kāi)放電路，則無(wú)需返回流體。通過(guò)如上文參照?qǐng)D7所述溫度變化設(shè)備5來(lái)實(shí)現(xiàn)以準(zhǔn)連續(xù)或者連續(xù)方式的熱循 環(huán)。通過(guò)讓流體在單向閉合回路中循環(huán)來(lái)完全避免其中使用閥接通和關(guān)斷流體流動(dòng)的傳統(tǒng) 有破壞性和能量低效的循環(huán)。
權(quán)利要求
一種組合式泵和閥裝置，其特征在于 圓柱形外殼(41)； 軸(42)，對(duì)稱(chēng)地布置于所述外殼中； 設(shè)備(43，47a b，43’，43”)，固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密配合，由此在所述外殼內(nèi)限定分離室(44a d)； 多個(gè)出口或者入口(46a f)，沿著所述外殼的圓周固定地布置；以及 多個(gè)軸向布置的入口或者出口(45a b)，各入口或者出口固定地連接到所述分離室中的相應(yīng)室，其中 所述分離室以及所述軸向布置的入口或者出口響應(yīng)于所述軸和所述設(shè)備相對(duì)于所述外殼的旋轉(zhuǎn)與沿著所述外殼的圓周固定布置的各所述出口或者入口交替地有流體連接；并且 所述設(shè)備包括用于響應(yīng)于所述軸和所述設(shè)備的旋轉(zhuǎn)通過(guò)所述組合式泵和閥裝置泵送流體的推進(jìn)器裝置(47a b，43’，43”)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密 配合的所述設(shè)備在所述外殼內(nèi)限定兩個(gè)分離室(44”’ a-b，44””a-b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密 配合的所述設(shè)備包括橢圓形盤(pán)(43”’)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密 配合的所述設(shè)備包括具有兩個(gè)端部(43””a-b)和軸向分離所述兩個(gè)端部的中間部的構(gòu)件 (43””)，各端部實(shí)質(zhì)上覆蓋所述外殼的橫截面的相應(yīng)一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密 配合的所述設(shè)備(43，47a-b)在所述外殼內(nèi)限定至少四個(gè)分離室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中固定地附接到所述軸并且與所述圓柱形外殼緊密 配合的所述設(shè)備包括將所述至少四個(gè)分離室中的各分離室交替地固定連接到所述多個(gè)軸 向布置的入口或者出口中的相應(yīng)入口或者出口的構(gòu)件(43)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述多個(gè)軸向布置的入口或 者出口(45a_b)的數(shù)目為二。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述設(shè)備包括與所述圓柱形 外殼緊密配合的構(gòu)件(43)，由此將所述外殼內(nèi)的所述分離室和所述推進(jìn)器裝置(47a-b)限 定為分離部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述推進(jìn)器裝置包括如在軸向方向上所見(jiàn)各自在 所述構(gòu)件的各側(cè)處的兩個(gè)推進(jìn)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述設(shè)備為單件設(shè)備(43’， 43”)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述單件設(shè)備包括成形為在所述單件設(shè)備旋轉(zhuǎn) 之時(shí)獲得推進(jìn)功能的表面(43’ a，43”a)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任一權(quán)利要求所述的裝置，包括連接到所述軸并且提供用 于使所述軸和所述設(shè)備旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。
13.一種用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任一權(quán)利要求所述的裝置。
14.一種發(fā)電廠，包括根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任一權(quán)利要求所述的裝置在用于產(chǎn)生電力的方法或 者系統(tǒng)中的應(yīng)用。
全文摘要
一種組合式泵和閥裝置，包括圓柱形外殼(41)；軸(42)，對(duì)稱(chēng)地布置于外殼中；設(shè)備(43，47a-b，43’，43”)，固定地附接到軸并且與圓柱形外殼緊密配合，由此在外殼內(nèi)限定分離室(44a-d)；多個(gè)出口/入口(46a-f)，沿著外殼的圓周布置；以及多個(gè)軸向布置的入口/出口(45a-b)，各入口/出口固定地連接到分離室中的相應(yīng)室。軸向布置的入口/出口響應(yīng)于軸和設(shè)備相對(duì)于外殼的旋轉(zhuǎn)與沿著外殼的圓周固定布置的各出口/入口交替地有流體連接。該設(shè)備還包括用于響應(yīng)于軸的旋轉(zhuǎn)通過(guò)組合式泵和閥裝置泵送流體的推進(jìn)器裝置(47a-b，43’，43”)。
文檔編號(hào)H01L37/04GK101939549SQ200880116547
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2008年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者B·羅斯曼, G·拉斯伯格, S·索伯恩 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司