TW201100628A - Electricity generation device with fuel gas - Google Patents

Description

201100628 •六、發明說明： ’ 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種發電裝置，特別是指一種轉換熱 能為動能再轉換為電能的燃氣發電裝置。 【先前技術】 參閱圖1，以本案發明人先前所申請且已獲准專利之美 國專利US 6,779,341號案的一種熱氣引擎！為例，主要包 含有一第一活塞單元11、一第二活塞單元12、一動作單元 Ο 13，及一發電機14。該第一、第二活塞單元11、12分別具 有一氣缸111、121，及依循該氣缸U1、121伸縮動作的一 活塞112、122。該動作單元13具有與該活塞112、122形 成連動且可產生動能的二飛輪131。該發電機14用於轉換 前述動能為電能。 當一熱源裝置2(如陽光聚焦裝置、地熱傳導裝置、生 質能燃燒裝置…等）產生高熱能傳導至該第一活塞單元u的 氣缸111時，該第一活塞單元u與該第二活塞單元12會分 © 別因為熱膨脹及冷卻收縮的作用，持續往復運動，進而連 動°亥4飛輪131轉動產生動能，再進一步轉換為電能。 .惟，该熱源裝置2產生熱能的來源，主要是取用自然 核境中的陽光、或地熱，因此，在使用上會受限於安裝環 境或氣候，無法應用在其它設備上。且為了產生高溫，續 熱源裝置2必須持續不斷運作（如：持續燃燒燃料、或源源 不絕的提供陽光、地熱），才能不間斷的提供所需的熱能， 有熱源供應不穩定，或燃料成本過高的情形。所以，本案 201100628 發明人並不以此為滿足，仍秉持著精益求精的精神，不斷 詳思細索與運用巧智，積極潛心加以研究開發，終得有本 發明之問世。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即在提供一種可以降低燃料成 本，並大幅提升經濟效益的燃氣發電裝置。 於是，本發明的燃氣發電裝置，包含一發電單元、一 熱能供應單元，及-中控單元。該發電單元具有轉換熱能 為動能的一熱氣引擎，及轉換動能為電能的一發電機。該 熱能供應單元具有供燃氣燃燒產生高溫且提供該熱氣引擎 所需熱能的一燃燒室，及輸送燃氣至該燃燒室内的至少一 "IL量閥°亥中控單元具有設置在該燃燒室内的一溫度檢知 益’及與該溫度檢知器電連接且控制該流量閥開啟、關閉 的中控H „玄酿度檢知器用於積測該燃《室内的溫度並 傳送至該中控器，使該中控器在前述溫度高於一範圍值時 ，控制該流量閥關閉停止輸送燃氣，及於前述溫度低於該 範圍值時，控制該流量閥開啟並輸送燃氣。 本發明的功效是利用少量燃氣及採斷續加熱的方式， 獲侍所需的熱能及發電效益，進而降低燃料成本，並大幅 提升經濟效益。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 乂下配s參考圖式之—個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 4 201100628 . 參閱2、® 3,本發明燃氣發電裝置的一較佳實施例 包含厂發電單元4、—熱能供應單元5，及-中控單元6。 該發電單元4具有轉換熱能為動能的-熱氣引擎41， 及轉換動月b為電能的一發電機42。 該熱能供應單元5具有界定有-燃燒室501的-第-腔體51、環繞該第—腔體51且與該第—腔體51界定有一 真空腔室502的-第二腔體52、與該燃燒室5()1連通且分 別輸入燃氣的一流量閥53，及穿經該第一、第二腔體Η、 Ο 52且連通外界與該燃燒室5G1的-排放通道54。該燃燒室 501與該熱氣引擎41接觸。該流量閥53用於輸送空氣與碳 氮化合物至該燃燒室501 β。該排放通道54用於排放燃燒 後的產物。值得一提的是’前述碳氫化合物可以是氫氣、 天然氣、精煉氫氣、電解副產氫氣其中一種，本較佳實施 例是以氫氣混合空氣後形成燃氣。* 該中控單兀6具有設置在該燃燒室5〇1内且與該熱氣 引擎41接觸的一溫度檢知器61、用於點燃該燃燒室5〇ι内 〇 燃氣的一電子點火器62，及與該溫度檢知器61、該電子點 火器62、該流量閥53電連接且可程式設定一範圍值τ的一 中控器63。該範圍值Τ具有一上限點T1，及一下限點Τ2 〇 參閱圖2、圖3，及圖4，以下即針對本發明並結合前 述實施例說明如后： 步驟71 :透過該中控器63設定該範圍值τ的上限點 Τ1與下限點Τ2。 201100628 步驟72 .透過該中控器63控制該氣體混合器53丨輸入 燃軋至s亥燃燒至501内，並驅動該電子點火器引燃燃氣 ，使該燃燒室501内的溫度急劇上升，並傳導熱能至該熱 氣引擎41，使該熱氣引擎41產生動能，再透過該發電機 42將動能轉換為電能後輸出。 步驟73 :以該溫度檢知器61偵測該燃燒室5〇1内的溫 63讀取前述溫度值，並比對前述溫 步驟74 :該中控器 度值與範圍值T。 步驟75:該中控器63判斷前述溫度值是否大於上限點 T1 ’若是’進行步驟76 ;若否，則進行步驟77。 步驟76:該中控器63控制該流量閥53關閉。 步驟m中控器63判斷前述溫度值是否小於下限點 丁2,若否，進行步驟％ ;若是，則進行步驟78。

3 53開啟，輸送燃 62啟動，點燃該燃 6 201100628 . 矾產生冋,皿：供應該熱氣引擎4i所需的熱能。 1提的疋’當然也可以增加該真空腔室502的層 用乂強化燜燒效果，藉此，達到可以少量燃氣及採間 斷!生加酿動作就能獲得恆保持高溫的怪溫網燒效果，在維 持動肊與發電效益的情形下，大幅節省燃料。 據上所述可知，本發明之燃氣發電裝置具有下列優點 及功效： 1. 本發明可以依據該燃燒室5〇1内的燃燒溫度，在維持 〇 預期溫度及供應該減？丨擎41所需減的情形下，自動供 應燃氣或停止供應燃氣，藉此，以少量燃氣，及採間斷性 加μ動作，就能獲得恆保持高溫的恆溫燜燒效果，不但能 維持熱能與發電效益的穩定性，且能大幅節省燃料。 2. 且該真空腔室502提供保溫功能，可以使該燃燒室 5〇 1持續燜燒保溫，延長供應燃氣的間隔時間，而能更進一 步降低燃料成本，並大幅提升經濟效益。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 D 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1疋一剖視圓’說明美國專利US 6,779,341號案； 圖2是一方塊圖，說明本發明一燃氣發電裝置的一較 佳實施例； 圖3是該較佳實施例的一剖視示意圖；及 201100628 圖4是該較佳實施例的一流程圖。 201100628 【主要元件符號說明】 . 4 ..........發電單元 41 .........熱氣引擎 42 .........發電機 5 ..........熱能供應單元 501 .......燃燒室 502 .......真空腔室 第一腔體 52 53 54 6 · 61 62 51 63 第二腔體 流量閥 排放通道 中控單元 溫度檢知器 電子點火器 中控器

Claims (1)

1. 201100628 七、申請專利範圍·· 1. 一種燃氣發電裝置，包含·· 一發電單元，具有轉換熱能為動能的一熱氣引擎， 及轉換動能為電能的一發電機； 一熱能供應單元，具有供燃氣燃燒產生高溫且提供 該熱氣引擎所需熱能的―燃燒室，及輸送燃氣至該燃燒 室内的至少一流量閥；及 一中控單元，具有設置在該燃燒室内的一溫度檢知 裔，及與該溫度檢知器電連接且控制該流量閥開啟、關 閉的巾&器’該溫度檢知器用於搞測該燃燒室内的溫 度並：送至該中控器，使該中控器在前述溫度高於一範 圍值時，控制該流量閥關閉停止輸送燃氣，及於前述溫 度低於該範圍值時，控制該流量閥開啟並輸送燃氣。 2.依據中π專利n圍第！項所述之燃氣發電裝置，其中， 該熱能供應單元更具有界定該燃燒室且與該熱氣引擎接 觸的一第一腔體。 3. 依據申請專利範圍第2項所述之燃氣發電裝置，其中， ㈣能供應單元更具有環繞該第—腔體且與該第一腔體 界定有一真空腔室的一第二腔體。 4. 依據巾請專利範圍第3項所述之燃氣發電裝置，丈中， 該熱能供應單元更具有穿經該第_、第二㈣且連通外 界與該燃燒室的-排放通道，該排放㈣狀排放燃燒 後的產物。 5.依據申請專利範圍第 1項所述之燃氣發電裝置，其中， 10 201100628 , 該/瓜里闕用於輪送空氣與碳氫化合物。 6.依據申請專利範圍第1項所述之燃氣發電裝置，其中， 該I巳圍值具有-上限點與—τ限點，t前述溫度高於該 上限點時，該中控器會控制該流量閥關閉停止輸送燃氣 ，當前述溫度低於該下限點時，該中控器會控制該流量 閥開啟並輸送燃氣。 Ο 〇 11