TWI469496B - 混合型熱電轉換裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種混合型熱電轉換裝置,特別是一種利用高壓氣體之高能震波聚焦衝擊,以產出高熱誘發電子散射而生電,且同時將初級生電後之殘餘氣體加以回收,並應用於後續多級生電設備之混合型熱電轉換裝置。
熱電轉換裝置於現今業界廣為使用,無論是以高熱誘發電子散射、透過氣體受高熱形成等離子化,或者利用固態金屬受高熱轉變為高溫蒸氣等特性,皆可作為發電裝置之動力源,而達到熱電轉換之目的。
舉凡熱離子發電裝置、磁流體發電裝置、鹼金屬發電裝置…等,皆係以熱電轉換為主要之技術範疇。其中,熱離子發電技術係指加熱某種金屬材料至金屬中的電子獲得足夠動能,便可克服金屬表面之障礙,而擺脫金屬原子核的束縛,以使熱電子自金屬表面發散而生電之技術;磁流體發電係指流動之導電流體與磁場相互作用而產生電能,亦即帶有磁性粒子之流體橫切穿過磁場時,按電磁感應定律,由磁力線切割而產電之技術;鹼金屬發電則係採用鹼金屬熱電轉換裝置,以由三氧化二鋁作為固體電解質,並透過高熱將納金屬轉變為鈉蒸氣作為工作質,且利用熱再生濃度差的電池產電之原理,達到熱電轉換之目的。
然而,上述三種以熱電轉換為技術範疇之手段,通常皆須透過持續性的高溫作用,方能達成熱電轉換之目的,甚至各自存在有多種獨立或共同之問題,於此係綜合習知熱離子轉換技術、磁流體發電裝置及鹼金屬發電裝置之缺點,詳細闡述如下:
[一]以熱離子發電裝置為例,由於傳統熱離子發電裝置的轉換效率係由理想的熱機卡諾循環所決定,為了使原本熱離子發電裝置僅為15~25%之轉換效率獲得提升,勢必要將發射極的溫度提高至1200~1600℃,且使發射極長時間處於高溫環境下,方能提高熱離子發電裝置的轉換效率。如此,於加熱發射極達熱電子發散之過程無疑需耗費大量之熱能,且更必須維持持續性的高溫,而相對造成作業成本的負擔;再且,加上為達高溫加熱及持溫之效果,通常係以礦物燃料之燃燒作為熱源,但面對現今全球燃料貧乏之情形,遂無法再隨意取用自然環境中之燃料,無疑對傳統熱離子發電裝置造成無限之衝擊,而可能面臨嚴苛之考驗。甚至,因發射極溫度的大幅度提升,更加劇發射極與收集極之間的熱交換現象,而影響熱電子自發射極表面發散之效果,嚴重降低熱電轉換之效率。
如中國公告第100593281號專利案,雖經整合集光、溫差和熱離子電轉換於一體,而別於傳統僅熱離子發電之裝置設計。但,其中的熱離子發電元件卻仍是採用傳統熱離子發電裝置的典型工作參數,例如:發射極工作溫度為1600~2000K;集電極工作溫度為800~1100K;功率密度為1~10瓦/平方厘米…等,故於熱離子熱電轉換的過程中,仍須以高熱源加熱發射極至其中電子逸出,方能進行後續熱電子於發射極與收集極間產生電位差而產電之作業。
該習知專利案不僅仍存在有如上述相同之問題,倘若以電力取代燃料燃燒作為熱源,更必須負擔龐大的設備成本,亦同樣需支出高耗電量才能達到高溫加熱金屬製發射極之目的。非但無法具有節能之效果,更因此加大傳統熱離子發電裝置之體積,且於民生用電方面始終沒有足夠的熱能供給,而導致熱離子發電技術遲遲未能落實於民生小型發電機之用,以致相對降低其使用之廣泛性。
[二]再以磁流體發電裝置為例,由於傳統磁流體發電裝置利用燃燒燃煤所獲得之初步效率僅約20%左右,雖於磁流體發電過程中產出之高溫氣體可以持續燃燒成蒸氣,透過蒸氣驅動汽輪機發電,以便組合高效的聯合循環發電系統,提升磁流體發電之總效率達50~60%。惟,汽輪機的搭配使用無疑係屬另一種成本之負擔,甚至因高溫排氣的處理而加劇磁流體發電過程之繁瑣,雖因此提高了部份之發電效率,但也因此增加了後續持續加溫及搭配汽輪機發電所需耗費的時間與成本。
除此之外,磁流體發電裝置仰賴燃煤高溫燃燒之情形,不僅容易於燃燒後產出高溫廢氣,倘若未經妥善處理即排放於空氣中,係容易於空氣中佈滿燃煤粒子,更可能因長時間的雨水溶解而滲透於土壤之中,嚴重導致空氣、土壤或水資源之污染,加上同樣面臨現今石化燃料[例如:石油、煤或天然氣等]產量短缺,而導致成本過度支出之窘況,無疑係為磁流體發電技術於工業發展上的一大隱憂。甚至,因磁流體發電技術之產電效率明顯不足,而無法長效應用於常規之產電作業,以求符合經濟效益之目標;再且,加上燃煤燃燒設備的龐大體積,以致傳統燃煤磁流體發電之裝置始終無法作為小型發電機之用,而相對降低磁流體發電裝置的使用廣泛性。
[三]又以鹼金屬發電裝置為例,參閱中國公告第101604931號專利案,係揭示一種鹼金屬熱電直接轉換器,該習知專利案雖經改良如固態電解質、電極、冷凝器、蒸發器、轉換器…等構件,而別於傳統鹼金屬熱電轉換裝置之設計。但,於鹼金屬熱電轉換的過程中,仍必須以固態鹼金屬加熱至轉換為高溫鹼金屬蒸氣,方能進行後續鹼金屬之電離產電作業。因此,為使固態鹼金屬受熱轉變為高溫鹼金屬蒸氣,勢必同樣需耗費大量之熱能,而相對造成作業成本之負擔
相同於上述,鹼金屬發電裝置亦同樣以石化燃料之燃燒作為熱源,以求達高溫加熱之效果,故同樣面臨現今石化燃料貧乏而無法隨意取用之窘況,無疑對傳統鹼金屬熱電轉換裝置造成衝擊而面臨更嚴苛之考驗。倘若如上所述以電力取代燃料燃燒作為熱源,亦同樣必須負擔龐大的設備成本,不僅無法具有節能之效果,更因此加大傳統鹼金屬熱電轉換裝置之體積,而無法作為小型發電機之用,以致相對降低其使用之廣泛性。
綜上所述,該些熱電轉換裝置之通病,皆係容易因高溫的作業環境而造成能源的耗損,非但無法改變單獨使用時的熱能取得途徑,以致始終仰賴石化燃料之燃燒,而相對加劇熱電轉換過程的成本負擔。甚至,該些熱電轉換裝置更沒有落實現今能源回收再利用之概念,以有效回收熱電轉換過程可能殘餘之熱能,以致面對現今能源短缺之衝擊下,反而必須接受更嚴苛之考驗,而降低各種熱電轉換裝置於工業上之實用性。
有鑑於此,確實有必要發展一種可整合上述各種熱電轉換裝置,並由低成本及高能量密度方式產出高效能震波,以透過高熱作用誘發電子散射而生電,且同時將初級生電後之殘餘氣體加以回收,並應用於後續多級生電設備之混合型熱電轉換裝置,以解決如上所述之各種問題。
本發明主要目的乃改善上述缺點,以提供一種混合型熱電轉換裝置,其係能夠由高壓氣體產生高效能震波,以透過高效能震波產出高熱,並同時將初級熱電轉換後之殘餘氣體加以回收,以應用於後續多級設備而生電者。
本發明次一目的係提供一種混合型熱電轉換裝置,係能夠由正向震波與反射震波共同聚焦或反覆衝擊之原理產生超壓倍增衝擊能,以透過較低起始能量耗損,維持較佳衝擊能,並由衝擊能之高熱提升熱電轉換效率者。
本發明再一目的係提供一種混合型熱電轉換裝置,係能夠透過高壓氣體之高能震波反覆衝擊,或以震波聚焦型態所超壓倍增之能量,省去傳統經燃料燃燒所產生的熱能耗損,以相對降低熱電轉換過程所需耗費之成本,並同時縮短產電所需之時間者。
為達到前述發明目的,本發明之混合型熱電轉換裝置,係包含:一初級發電組,係包含一基體、一鹼金屬件及
一初級產電組件,該基體具有一容置空間及一聚焦面,該聚焦面相對該容置空間呈一凹面狀,該鹼金屬件容置於該基體之容置空間內,並形成有一衝擊面,該衝擊面相對該聚焦面呈一對應之凸面狀,且該鹼金屬件將該容置空間分為一高能震波衝擊區及一熱電子發散區,該高能震波衝擊區位於鹼金屬件與聚焦面之間,該初級產電組件則設於該基體之熱電子發散區;一二級發電組,係與該初級發電組相連通,該二級發電組具有一第一缸體、一第一調控組件及一二級產電組件,該第一調控組件將該第一缸體區分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區,並控制該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通,該高壓震波生成區位於該高壓氣體充填區及高能震波衝擊區之間,該二級產電組件設置於該第一缸體之高能震波衝擊區內;一三級發電組,係與該初級發電組及二級發電組相連通,且該三級發電組具有一第二缸體、一第二調控組件及一三級產電組件,該第二缸體設有一分子篩,該分子篩將該第二缸體區分為一作動區及一回收區,且該第二調控組件將該第二缸體之作動區分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區,並控制該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通,該高壓震波生成區位於該高壓氣體充填區及高能震波衝擊區之間,且該高能震波衝擊區係用以充填導磁粒子,該三級產電組件設置於該第二缸體之高能震波衝擊區內;及一氣體循環槽,係與該三級發電組相互連通,且供該二級發電組以一管路予以貫穿。
其中,該初級產電組件具有一固態電解件及一導電件,該固態電解件係將該基體之熱電子發散區分為一初級發散區及一初級回收區,該初級發散區係位於該固態電解件與鹼金屬件之間,且該導電件電連通於該初級發散區及初級回收區。且,該初級發散區係指該鹼金屬件與初級發電組件之固態電解件共同圈圍所形成之區段,且該初級回收區則係指該初級發電組件之固態電解件與基體底部共同圈圍所形成之區段。另,該初級發電組件之導電件係為正、負電極所組成,該初級發電組件之導電件的正電極係位於該初級發散區,該初級發電組件之導電件的負電極則位於該初級回收區。
其中,該基體內另設有一分隔件,該分隔件係將該基體之高能震波衝擊區隔出一高壓氣體充填區,用以填充高壓高溫氣體。且,該基體之高壓氣體充填區係由該基體之高能震波衝擊區延伸而成,且朝該基體底部延伸有二高壓氣體充填區,該基體的二高壓氣體充填區分別對應於該基體之聚焦面,並各自開設有一進氣口。
其中,該初級發電組還可以另設有一氣液分離槽,該氣液分離槽係以一管路連通於該基體之高壓氣體充填區,且以另一管路連通該基體之高能震波衝擊區。
該基體另連接一氣體分篩管,該氣體分篩管係與氣液分離槽及基體之高能震波衝擊區相連通,且該氣體分篩管具有一容室、一進液口及一出液口,且該容室內設一分子篩,該分子篩係將該容室分為一緩衝區及一混液區,該混液區對應該進液口及出液口,並與該氣液分離槽相互連通
,且另以一啟閉件控制該緩衝區與基體之高能震波衝擊區之連通。且,另設有一洩壓閥及一熱交換件,該洩壓閥及熱交換件係位於該氣體分離槽與氣體分篩管之進液口之間。以及,另設有一增壓件及一熱交換件,該增壓件及熱交換件係位於該氣體分離槽與氣體分篩管之出液口之間。
其中,該基體之聚焦面呈球面、拋物面、弧面或曲面。該鹼金屬件之衝擊面係對應該基體之聚焦面呈球面、拋物面、弧面或曲面。該鹼金屬件係為一彎折為弧型之板狀體,且與該基體之聚焦面相配合。該鹼金屬件係為鋰、鈉、鉀…等金屬。
其中,該基體之高能震波衝擊區係指該基體之聚焦面與鹼金屬件共同圈圍所形成之區段,且該基體之熱電子發散區則係指該鹼金屬件罩蓋於該基體底部所框限之區段。
其中,該二級產電組件設有一固態電解件及一導電件,該固態電解件係將該第一缸體之高能震波衝擊區分為一二級衝擊區及一二級回收區,該二級衝擊區及二級回收區係與該初級發電組相互連通,且該導電件係跨設於該二級衝擊區及二級回收區,用以導出該二級發電組所生成之電。且,該二級產電組件之導電件係為正、負電極所組成,且電連接於該第一缸體之高能震波衝擊區,該二級產電組件之導電件的正電極係位於該二級衝擊區,且該二級產電組件之導電件的負電極則位於該二級回收區。
再者,該第一缸體係具有一容置空間、一氣體充填口、一第一排出口及一第二排出口,且該氣體充填口、第一排出口及第二排出口皆與該容置空間相連通,且該氣體充
填口係對應該第一缸體之高壓氣體充填區,該第一排出口及第二排出口係對應該第一缸體之高能震波生成區。
其中,該第一調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件,該前段分隔體及後段分隔係將該第一缸體之容置空間分為該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區,該第一缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間,且該第一缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之一側,並對應於該氣體充填口,該第一缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之另一側,並對應於該第一排出口及第二排出口,該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體,以控制該第一缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。
其中,該第一調控組件之前段分隔體設有二開槽,且該第一調控組件之後段分隔體設有一開槽,該後段分隔體所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。或者,該第一調控組件之前段分隔體設有數列開槽,且該第一調控組件之後段隔體設有一開槽,且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。
其中,該二級衝撃區位於該第一調控組件之後段分隔體與二級產電組件之固態電解件之間,且對應該第一缸體之第一排出口,且該二級回收區位於該二級產電組件之固態電解件與第一缸體端壁之間,且對應該第一缸體之第二排出口。
其中,該第一缸體之第一排出口及第二排出口係連接
一排氣管路,且該排氣管路係貫穿該氣體循環槽,並與該初級發電組、二級衝擊區及二級回收區相互連通。且,另設有一增壓件,該增壓件係設置於該初級發電組與二級發電組之間,並位於該第一缸體之排氣管路上。
其中,該三級產電組件係包含一磁性件及一導電件,該磁性件係環設於該第二缸體之外壁,且位於該第二缸體之高能震波衝擊區之處,該三級產電組件之導電件係為正、負電極所組成,且電連接於富含導磁粒子之三級發電組之高能震波衝擊區。
再者,該第二缸體具有一容置空間、一氣體充填口及一排出口,該氣體充填口及排出口皆與該容置空間相連通,且該容置空間係設有該分子篩。
其中,該第二調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件,該前段分隔體及後段分隔體共同將該作動區分為該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區,該第二缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間,且該第二缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之一側,並對應於該氣體充填口,該第二缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之另一側,並位於該後段分隔體與分子篩之間,用以充填導磁粒子,該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體,以控制該第二缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。
其中,該第二調控組件之後段分隔體設有二開槽,且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽,該後段分隔體
所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。或者,該第二調控組件之前段分隔體設有數列開槽,且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽,且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。
其中,該第二缸體之排出口係連接一排出管路,該排氣管路係與該回收區與氣體循環槽相互連通,該排出管路另設有一增壓件。且,另設有一第一熱交換件及一第二熱交換件,該第一熱交換件及第二熱交換件係設置於該三級發電組與氣體循環槽之間,並位於該第二缸體之排出管路上。
此外,本發明混合型熱電轉換裝置還可以於該氣體循環槽設有一升溫件,該升溫件容置於該氣體循環槽內,用以供液態溶液加熱。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
請參照第1圖所示,其係為本發明一較佳實施例,該混合型熱電轉換裝置係包含一初級發電組1、一二級發電組2、一三級發電組3及一氣體循環槽4,該初級發電組1係相連通於該二級發電組2,該二級發電組2係透過一管路貫穿該氣體循環槽4,且該氣體循環槽4則與該三級發電組3相互連通。如此,當該初級發電組1經熱電轉換產出氣態高熱離子後,該二級發電組2便可承接自該初級發
電組1回收之高熱離子,並透過高熱離子進行二級熱電轉換,且將熱電轉換後殘餘之高熱供於該氣體循環槽4,以由熱交換之工作原理,加熱該氣體循環槽4,迫使高溫氣體自該氣體循環槽4產出,而導入該三級發電組3進行三級熱電轉換;同時,經該二級發電組2作動而回收於管路內之氣體,經該氣體循環槽4冷卻後,遂使管路內冷凝液化之氣體能再循環至該初級發電組1回收再利用。
請續配合參照第1及2圖所示,以分別針對該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3之細部結構、配置,以及與氣體循環槽4間的連結關係,闡述如下:
該初級發電組1特別係選擇以熱離子發電為主要技術範疇,由於熱離子發電所需耗費之熱能較高〔溫度約需達到1200℃以上〕,於下係選擇以震波聚焦方式滿足高熱能之產出,且為了達到較佳的發電效率,更以高壓高溫氦氣體的填充為該初級發電組1的產電動力源。
請參照第1圖所示,該初級發電組1係包含一基體11、一鹼金屬件12及一初級產電組件13,該鹼金屬件12及初級產電組件13皆設置於該基體11,且該基體11係區隔有多個空間,以供高壓氣體可填充於該基體11內,並於需要時,能使高壓氣體於該基體11內反覆衝擊,而以震波聚焦型態生成超壓倍增之衝擊能,透過衝擊能之高熱作用誘發該鹼金屬件12之電子散射,並於該初級產電組件13間形成高度電位差,而產出電流且將電流加以輸出。
為了達到該初級發電組1的熱離子發電較佳效率,且同時具備氣體回收再利用之目的,該初級發電組1特別係
選擇為連續循環性的設計配置。如第1圖所示,其係設有一基體11、一鹼金屬件12、一初級產電組件13及一氣液分離槽14,該氣液分離槽14係與該基體11相互連通,使得經該初級產電組件13作用後之可回收氣體,能再經管路回收至該氣液分離槽14,以由該氣液分離槽14重新產出高壓高溫氣體。據此,係透過該初級發電組1的較佳實施態樣,詳細說明如下。
請配合參照第1及2圖所示,該基體11係具有一容置空間111,該容置空間111係用以供高壓氣體於內產生反覆衝擊,而蓄積逐步累加之震波能。其中,該容置空間111之形狀及大小設計,係以可供高壓氣體於內產生衝擊且使震波聚焦而蓄積震波能為主要原則。該基體11另具有一聚焦面112,該聚焦面112相對於該容置空間111係成一凹面狀,當高壓氣體於該容置空間111衝擊時,係能由該聚焦面112產生較佳之震波聚焦效果。於本實施例中,該基體11係可以選擇為圓柱體、矩形體、六面體…等結構,特別係使該基體11之聚焦面112〔即如第2圖所示之基體1頂面〕呈現如球面、拋物面、弧面或其他曲面等型態,以於震波衝擊時,能夠使震波經該基體11之聚焦面112作用而反射,以由正向震波與反射震波共同產生震波聚焦之較佳效果。再且,該容置空間111之長度需適當設計,以便同時供大量高壓氣體於內衝擊,並經該聚焦面112反射後,透過震波聚焦蓄積累加之衝擊震波能,以提升後續因衝擊震波能的高熱作用,以誘發電子散射形成高電位差而生電之功效。
該基體11另設有數進氣口113及至少一排出口114,該數進氣口113及排出口114皆連通於該容置空間111,並以該數進氣口113注入高壓氣體,或以該排出口114導出作用後之可再回收氣體。
於本實施例中,該數進氣口113係設於該基體11之適當位置,特別開設於該基體11之側壁,並與該容置空間111相連通。例如,該基體11之底側壁係設有二進氣口113,該二進氣口113特別對應於該基體11之聚焦面112,且分別位於該基體11相對應之二端〔即如第2圖所示之基體1底側壁左右二端〕,並共同以一進氣管路T113連通該氣液分離槽14及基體11。注意的是,該數進氣口113設置於該基體11之位置,較佳係使經由該進氣口113導入之高壓氣體,能直接衝擊該聚焦面112,以產生陣列型態推進之震波,並供震波經該聚焦面112形成聚焦效應為主要原則,故上述二進氣口113之態樣僅為一較佳實施例,並不以此多作限制。
該數進氣口113係可以選擇各設有一進氣管路T113,該進氣管路T113可以如習知方式連接於一高壓氣體瓶〔未繪示〕,以由該高壓氣體瓶直接供給高壓氣體於該基體11;或者,該進氣管路T113亦可以如本發明較佳實施例連接於該氣液分離槽14,以將該氣液分離槽14內所分離之高壓高溫氣體導入該基體11內,藉此可透過該氣液分離槽14持續性地產出高溫高壓氣體,而於需要時,不間斷地送出高溫高壓氣體,達到本發明連續作動之功效。其中,該數進氣口113可另選擇各設有一閥體V,用以控制該數
進氣口113之啟閉,而適時補充高壓高溫氣體於該基體11內,以發揮高壓高溫氣體的較佳震波生成之效果。
該排出口114也可選擇設有一排氣管路T114,該排氣管路T114係連接於該氣液分離槽14,以將該基體11內作用殘餘之可回收氣體重新導回該氣液分離槽14內。於本實施例中,該排氣管路T114上另架設有一增壓件P及一熱交換件H,該增壓件P較佳但不受限地鄰近於該氣液分離槽14,且該熱交換件H係位於該排出口114與增壓件P之間,以由該增壓件P及熱交換件H共同達到流通於該排氣管路T114內之可回收氣體,能再次呈現高溫高壓狀態,且使其重新回溶於該氣液分離槽14內為主要原則,各構件之間的配置及實施態樣,係屬熟習該技藝之人士所能理解,於此不加以限制亦不多加贅述。
請再參照第1及2圖所示,該鹼金屬件12容置於該基體11之容置空間111內,並形成有一衝擊面121,該衝擊面121相對該基體11之聚焦面112呈一對應之凸面狀,特別係可相同於該基體11之聚焦面112,使該鹼金屬件12之衝擊面121選擇性地呈現如球面、拋物面、弧面或其他曲面等態樣。該鹼金屬件12係將該容置空間111分為一高能震波衝擊區A1及一熱電子發散區A2,該高能震波衝擊區A1位於該鹼金屬件12與聚焦面112之間,且對應該基體11的數進氣口113及排出口114。於本實施例中,該鹼金屬件12較佳係為一彎折為弧形之板狀體〔意指如第2圖所示之弧形板狀體頂面係為該衝擊面121〕,且能與該基體11之聚焦面112相配合,故該基體11之聚焦面112
與鹼金屬件12共同圈圍所形成之區段即為該高能震波衝擊區A1,且該鹼金屬件12罩蓋於該基體11底部所框限之區段即為該熱電子發散區A2〔詳參閱第2圖所示〕。其中,該鹼金屬件12可選擇為鋰、鈉、鉀…等金屬,以此作為發射金屬電極之用。
特別的是,該基體11內另設有一分隔件115,該分隔件115係將該高能震波衝擊區A1隔出一高壓氣體充填區A3,該高壓氣體充填區A3係對應該進氣口113,用以填充高壓高溫氣體,且使該高壓氣體充填區A3與該高能震波衝擊區A1之間具有顯著壓力差,並由該分隔件115控制該高能震波衝擊區A1與高壓氣體充填區A3之連通。其中,該高壓氣體充填區A3係可以由高能震波衝擊區A1延伸而成,亦即如本發明較佳實施例朝該基體11底部延伸有二高壓氣體充填區A3,且該二高壓氣體充填區A3分別對應於該基體11之聚焦面112〔詳參閱第1或2圖所示〕,並各自開設有一進氣口113。如此,當高壓高溫氣體自該高壓氣體充填區A3釋出後,遂能沿該基體11之聚焦面112與鹼金屬件12之衝擊面121呈現陣列型態推進之震波,並於該些震波反覆衝擊該聚焦面112後,以形成正向震波與反射震波超壓蓄能,而發展成為馬赫列車〔Mach Train〕之震波模式,以達高能震波共同聚焦於該鹼金屬件12之衝擊面121而產出高熱之情形。
承上述,該分隔件115可以選擇由一驅動件〔未繪示〕予以連動,該驅動件係可以如驅動馬達等任意可驅動之構件,屬熟悉該項技藝者所能理解,故不以此為限。藉
此,該驅動件係可帶動該分隔件115,以達成該高壓氣體充填區A3及高能震波衝擊區A1之連通或成為獨立空間。
請接續參照第2圖所示,該初級產電組件13係設置於該基體11,較佳係位於該基體11之熱電子發散區A2之處。於本實施例中,該初級產電組件13係選擇為常見鹼金屬發電之配置,該初級產電組件13係包含一固態電解件131及一導電件132,該固態電解件131係容置於該熱電子發散區A2內,並將該熱電子發散區A2區分為一初級發散區A21及一初級回收區A22,該初級發散區A21係用以供熱電子於內發散,且使該初級發散區A21與初級回收區A22之間具有顯著溫度差,以供熱電子能輕易穿越該固態電解件131而進入該初級回收區A22內,使得存在於該初級回收區A22內的氣體係能再循環且供於其他設備使用。於本實施例中,該初級發散區A21特別係指該鹼金屬件12與固態電解件131共同圈圍所形成之區段,該初級回收區A22則特別係指該固態電解件131與基體11底部共同圈圍所形成之區段。其中,該固態電解件131可以選擇為習知常用之三氧化二鋁固態電解質〔β-Al2
O3
〕,以增加通透鹼金屬離子且阻隔自由電子之效果。
再者,該導電件132係為正、負電極所組成,以電連通於該初級發散區A21及初級回收區A22,於本實施例中,該導電件132之正電極特別係位於該初級發散區A21,該導電件132之負電極則位於該初級回收區A22。如此,該鹼金屬件12受高熱能所轟出的游離電子及鹼金屬離子,便可經由該導電件132之正電極導出游離之電子,而
作為其他用途之發電用;同時,鹼金屬離子遂能通過該固態電解件131,以於該初級回收區A22內,再與經由該導電件132之正電極游移至該導電件132之負電極而釋出之自由電子重新結合,以生成鹼金屬原子。其中,該初級產電組件13之細部結構及詳細作動原理,係雷同於傳統之鹼金屬發電配置,故為熟悉該技藝之人士所能理解,容不再贅述其細部結構,而僅於後續配合第3及4圖說明作動時,再對該初級產電組件13之作動原理予以詳細之說明。
請續參照第1及2圖所示,該氣液分離槽14係分別與該高能震波衝擊區A1及高壓氣體充填區A3相互連通,且該氣液分離槽14內係填充有液態溶液,該液態溶液可以選擇為各種具氣體溶解效果之溶液,本實施例較佳係選擇於氨水〔NH3
〕中溶解有大量之氦氣〔He〕,以達到較佳氣體溶解之效果。該氣液分離槽14另設有一升溫件141,該升溫件141可以為任何外加電力供熱或適用於氧氣燃燒供熱之構件。本實施例之升溫件141係可設置於該氣液分離槽14內,並連接於一供電件〔未繪示〕,用以透過外加電力達到該升溫件141加熱之目的。該升溫件141僅需以加熱至氣液分離為主要原則,並不限制亦不詳加贅述。
除此之外,本發明還可以選擇另設有一氣體分篩管15,該氣體分篩管15係連接於該基體11之排出口114,並以一管路連通該基體11與氣液分離槽14。於本實施例中,該氣體分篩管15具有一容室151、一進液口152及一出液口153,該進液口152及出液口153皆連通於該容室151,該進液口152係用以注入適量液態溶液〔NH3
〕,且
該出液口153係用以導出混合有氣體之液態溶液〔He+NH3
〕。該進液口152還可以選擇設有一進液管路T152,較佳係使該進液管路T152連接於該氣液分離槽14,並供該氣液分離槽14與該基體11之高能震波衝擊區A1相連通,且該出液口153則連接於該出氣管路T114,以送回混合後之液態溶液至該氣液分離槽14。其中,該進液管路T152上還設有一洩壓閥V及另一熱交換件H,該洩壓閥V較佳但不受限地鄰近於該氣液分離槽14,且該熱交換件H係位於該進液口152與洩壓閥V之間,以由該洩壓閥V及熱交換件H共同降低流通於該進液管路T152內液態溶液之壓力及溫度,藉以提升該液態溶液溶解作用後之可回收氣體之效率。
再且,該氣體分篩管15另設一分子篩154,該分子篩154容置於該容室151內,並將該容室151分為一緩衝區S1及一回收區S2,該回收區S2對應該進液口152及出液口153,並與該氣液分離槽14相互連通,該緩衝區S1對應該排出口114,並與該基體11之高能震波衝擊區A1相互連通,且另可以由一啟閉件155控制該緩衝區S1與高能震波衝擊區A1之間的連通與否。其中,以該分子篩154之設計,係可允許特定分子大小之氣體通過,或者將特定分子大小之氣體進行吸附,屬熟悉該項技藝者所能理解,於此容不贅述。再且,該啟閉件155係可以選擇為一閥體〔未繪示〕,以控制經該排出口114之氣體導入該緩衝區S1與否;或者,該啟閉件155亦可以如本發明較佳實施例特別選擇為一隔板,且使隔板位於該排出口114與分子篩
154之間,以控制該緩衝區S1與基體11間之連通。
注意的是,該氣體分篩管15係可依不同需求設置一或多組,如第5圖所示,亦可以於該基體11之對應二側各設有一氣體分篩管15,以透過上述相同之配置,同樣達到氣體分篩之功效。因此,該氣體分篩管4的配置數量及管路間的連接關係,係為熟習該技藝者經上述說明可輕易思及並依需求加以應用,並不需限制亦不再贅述。
該二級發電組2特別係選擇以鹼金屬發電為主要技術範疇,由於鹼金屬發電所需耗費之熱能相對低於熱離子發電〔溫度約需達到1000℃以上〕,故可承接來自該初級發電組1之熱能,並選擇以震波衝擊方式滿足適當熱能之產出,且為了達到較佳的發電效率,更以高壓高溫鈉氣體的填充為該二級發電組1的產電動力源。
請配合參照第1圖所示,該二級發電組2係與該初級發電組1相連通,且該二級發電組2係包含一第一缸體21、一第一調控組件22及一二級產電組件23,該第一調控組件22係可活動地設置於該第一缸體21,且該二級產電組件23係設置於該第一缸體21內,用以產出電流並將電流加以輸出。其中,該第一缸體21還可以選擇直接與該初級發電組1之初級回收區A22相連通,以由該初級回收區A22內所儲存之高溫高壓鈉氣體填充於該第一缸體21內,並可供該二級產電組件23作用後之可回收氣體,再經管路流通於該氣體循環槽4,以透過熱交換之工作原理,冷卻管路中之可回收氣體並重新液化後,再送至該初級發電組1之初級回收區A22加以儲存,藉此具備鈉氣體回收
再利用且為連續循環性之設計配置為較佳。於此,係以該二級發電組2的較佳實施態樣,詳細說明如下。
請再參閱第1圖所示,該第一缸體21具有一容置空間211,該容置空間211係用以供高壓氣體於內產生反覆衝擊,而蓄積逐步累加之震波能。其中,該第一缸體21之容置空間211設計係相同於上述基體1之容置空間111設計,以增加高壓氣體於內反覆衝擊之距離,進而蓄積逐步累加之較高衝擊震波能,達到提升後續氣體受震波能之高溫高壓形成離子化而生電之功效為主,不再贅述。
該第一缸體21具有一氣體充填口212、第一排出口213a及第二排出口213b,該氣體充填口212、第一排出口213a及第二排出口213b皆連通於該容置空間211,並以該氣體充填口212導入高壓高溫鈉氣體,或以該第一及二排出口213a、213b共同導出作用後之可回收氣體。
於本實施例中,該氣體充填口212係設於該第一缸體21之適當位置,特別開設於該第一缸體21的其中一端部〔即如第1圖所示之第一缸體21左端〕,並與該容置空間211相連通。該氣體充填口212係可以選擇設有一充填管路T212,該充填管路T212係連接於該初級發電組1之初級回收區A22,並使該初級回收區A22與該第一缸體21之容置空間211相互連通,以於需要時,再將該該初級回收區A22內回收儲存之高壓高溫鈉氣體導入該第一缸體21內,藉此透過持續性地高溫高壓鈉氣體儲存,便可達到該二級發電組2連續作動之功效。其中,該氣體充填口212可另選擇設有一閥體V,用以控制該氣體充填口212之啟
閉,而適時補充高壓高溫鈉氣體於該第一缸體21內,以發揮高壓高溫鈉氣體於該第一缸體21內的較佳震波生成之效果。
再者,本實施例之第一排出口213a及第二排出口213b係共同設於該第一缸體21之適當位置,特別開設於該第一缸體21的另一端部〔即如第1圖所示之第一缸體21右端〕,並對應該氣體充填口212且與該容置空間211相連通。其中,該第一排出口213a及第二排出口213b特別係開設於該二級產電組件23之對應二側,且該第一排出口213a及第二排出口213b係可共同連接於一排氣管路T213,較佳係使該排氣管路T213貫穿該氣液分離槽14且連接於該初級發電組1,藉以由該氣液分離槽14與排氣管路T213進行熱交換,並使流通於該排氣管路T213內的可回收氣體達到冷卻液化之效果。特別的是,該排氣管路T213上另架設有一增壓件P,該增壓件P設置於該氣液分離槽14與初級發電組1之間,且該增壓件P特別係鄰近於該初級發電組1,以透過該增壓件P使流通於該排氣管路T213內之可回收氣體,能再次呈現高壓液態為主要原則,其之間的配置及各構件的實施態樣,係屬熟習該技藝之人士所能理解,於此不加以限制亦不多加贅述。
請再參照第1圖所示,該第一調控組件22係可活動地設置於該第一缸體21之適當位置。詳言之,該第一調控組件22具有一前段分隔體221a、一後段分隔體221b及一驅動件222,該前段分隔體221a與後段分隔體221b係共同設置於該第一缸體21之容置空間211,以將該第一缸體
21之容置空間211區分為一高壓氣體充填區R1、一高能震波生成區R2及一高能震波衝擊區R3。該高能震波生成區R2係位於該前段分隔體221a與後段分隔體221b之間,且該高壓氣體充填區R1相鄰於該高能震波生成區R2之一側,並對應於該氣體充填口212,該高能震波衝擊區R3則相鄰於該高能震波生成區R2之另一側,並對應於該第一排出口213a及第二排出口213b。其中,該高壓氣體充填區R1係用以充填高壓高溫鈉氣體,以使該高壓氣體充填區R1與高能震波生成區R2之間具有顯著壓力差,且該高能震波衝擊區R3特別又稱為一震波列車發展與推進區,以供後續作動時供該二級產電組件23設置。如此,當該高壓高溫鈉氣體瞬間釋放而生成正向震波,且經該高能震波生成區R2內之正向震波與反射震波反覆衝擊提高其超壓蓄能後,便能於該高能震波衝擊區R3發展成為馬赫列車〔Mach Train〕之震波模式結構,以便透過高能震波衝擊過程所產生之高溫高壓,使得鈉氣體分子因高溫高壓之熱能而快速達到離子化之情形。
本實施例之前段分隔體221a及後段分隔體221b特別係選擇為可旋轉之輪盤體,以由各該輪盤體共同連接該驅動件222而組成該第一調控組件22,便於該驅動件222可連續性的帶動該前段分隔體221a及後段分隔體221b之轉動,達到有效控制各該區域〔R1~R3〕相互連通之功效。其中,以該第一調控組件22之設計,係可允許該高壓氣體充填區R1、高能震波生成區R2及高能震波衝擊區R3之連通,而使高壓高溫鈉氣體能夠於該高能震波生成區R2
產生正向震波,且經正向震波與反射震波多次交會而提高其超壓,進而生成震波列車之流場結構,再由該蓄有高能震波之鈉氣體衝擊至該高能震波衝擊區R3,以使鈉氣體受高溫高壓作用而形成離子化即可。因此,該第一調控組件22並不侷限於隔板、轉盤或任何具啟閉功能之機構,屬熟悉該項技藝之人士所能輕易理解,於此容不詳加贅述。
續參照第1圖所示,該前段分隔體221a及後段分隔體221b係分別設有至少一開槽W1、W2,該至少一開槽W1、W2之外徑較佳係等同於該第一缸體21之內徑寬,以由該前段分隔體221a及後段分隔體221b之開槽W1、W2,啟閉該高壓氣體充填區R1、高能震波生成區R2及高能震波衝擊區R3之連通。於本實施例中,該前段分隔體221a可以選擇設有二開槽W1,且該後段分隔體221b則選擇設有一開槽W2,該後段分隔體221b所設之開槽W2較佳係與該前段分隔體221a所設之其中一開槽W1相互對位,使該前段分隔體221a及後段分隔體221b具有一次同步開啟之機會;或者,該前段分隔體221a亦可以選擇設有數列開槽W1,且該後段分隔體221b則僅選擇設有一開槽W2,特別係使該後段分隔體221b之開槽W2對位於該前段分隔體221a之其中一開槽W1。藉此,於該驅動件222帶動該前段分隔體221a及後段分隔體221b旋轉時,較佳係能於最終同步開啟該前段分隔體221b與後段分隔體221b,以由高壓高溫鈉氣體加速該高能震波生成區R2之高能震波發展成為震波列車之流場結構,而可以強力衝擊至該高能震波衝擊區R3,以使鈉氣體受高熱能作用而形成離子化。
其中,該驅動件222係可以選擇如驅動馬達等任意可驅動之構件,屬熟悉該項技藝者所能理解,故不以此為限。藉此,該驅動件222係用以帶動該前段分隔體221a及後段分隔體221b,以透過該前段分隔體221a及後段分隔體221b之開槽W1、W2對位於該第一缸體21之容置空間211,而達成該高壓氣體充填區R1、高能震波生成區R2及高能震波衝擊區R3之連通或各成為一獨立空間。
請接續參照第1圖所示,該二級產電組件23係設置於該第一缸體21,較佳係位於該第一缸體21之高能震波衝擊區R3之處。於本實施例中,該二級產電組件23係選擇為常見鹼金屬發電之配置,該二級產電組件23係包含一固態電解件231及一導電件232,該固態電解件231係容置於該第一缸體21之高能震波衝擊區R3內,以將該高能震波衝擊區R3區分為一二級衝擊區R31及一二級回收區R32,特別係使該二級衝擊區R31位於該第一調控組件22之後段分隔體221b與固態電解件231之間,且對應於該第一排出口213a;該二級回收區R32係位於該固態電解件231與第一缸體21端壁之間,且對應於該第二排出口213b,以供殘留於該二級衝擊區R31及二級回收區R32內的可回收氣體能再循環經該氣體循環槽4重新熱交換,且由該增壓件P轉變為高壓鈉液體後,再流通於該初級發電組1之初級回收區A22內加以儲存。其中,該固態電解件231係可以選擇為習知常用之三氧化二鋁固態電解質〔β-Al2
O3
〕,以增加鹼金屬離子通透且自由電子阻隔之效果。再者,該導電件232係為正、負電極所組成,以電連
接於該第一缸體21之高能震波衝擊區R3,於本實施例中,該導電件232之正電極特別係位於該二級衝擊區R31,該導電件232之負電極則位於該二級回收區R32,使得鈉氣體受高熱能離子化後,可經由該導電件232之正電極導出游離之電子,而作為其他用途之發電用。其中,該二級產電組件23之細部結構及詳細作動原理,係雷同於上述之初級產電組件13,且為熟悉該技藝之人士所能理解,容不於此加以贅述其細部結構。
該三級發電組3特別係選擇以磁流體發電為主要技術範疇,由於磁流體發電所需耗費之熱能相對低於鹼金屬發電〔溫度約需達到700℃以上〕,故可承接來自該二級發電組2之熱能,並選擇以震波衝擊方式滿足適當熱能之產出,且為了達到較佳的發電效率,更以高壓高溫氦氣體的填充為該三級發電組3的產電動力源。
請參照第1圖所示,該三級發電組3係與該初級發電組1及氣體循環槽4相連通,且該三級發電組3係包含一第二缸體31、一第二調控組件32及一三級產電組件33,該第二調控組件32係可活動地設置於該第二缸體31,且該三級產電組件33係設置於該第二缸體31之外或內,用以產出電流並將電流加以輸出。其中,該第二缸體31內係可填充自該氣體循環槽4產出之高溫高壓氦氣,並可供該三級產電組件33作用後之可回收氣體,再經管路回收至該氣體循環槽4,以由該氣體循環槽4重新產出高壓高溫氦氣體後,再送至該第二缸體31加以作動,藉此具備氦氣體回收再利用且為連續循環性之設計配置為較佳。於此,係
以該三級發電組3的較佳實施態樣,詳細說明如下。
再如第1圖所示,該第二缸體31係相同於該第一缸體21,亦同樣具有一容置空間311,且該容置空間311亦用以供高壓氣體於內產生反覆衝擊,而蓄積逐步累加之震波能。其中,該第二缸體31之容置空間311設計係與上述第一缸體21之容置空間211相同,皆係以可供高壓氣體於內產生反覆衝擊且蓄積震波能為主要原則,以達提升後續衝擊導磁粒子使其通過強磁場受磁力作用而產電之功效,於此不再多加贅述。不同的是,該第二缸體31之容置空間311內另設有一分子篩312,該分子篩312係將該第二缸體31之容置空間311區分為一作動區D1及一回收區D2。其中,該分子篩312之設計係可允許特定分子大小之氣體通過為原則,屬熟悉該項技藝者所能理解,不再贅述。
該第二缸體31具有一氣體充填口313及一排出口314,該氣體充填口313及排出口314皆連通於該容置空間311,並以該氣體充填口313導入高壓氦氣體,或以該排出口314導出作用後之可回收氣體。
於本實施例中,該氣體充填口313係設於該第二缸體31之適當位置,特別開設於該第二缸體31的其中一端部〔即如第1圖所示之第二缸體31左端〕,並與該作動區D1相連通。該氣體充填口313係可以選擇設有一充填管路T313,該充填管路T313係連接於該氣體循環槽4,並使該第氣體循環槽4與該第二缸體31之容置空間311相互連通,以於需要時,再將自該第氣體循環槽4產出之高壓高溫氦氣體導入該第二缸體31之作動區D1內,藉此可透過
該氣體循環槽4持續性地產出高溫高壓氦氣體,而達到該三級發電組3連續作動之功效。其中,該氣體充填口313可另選擇設有一閥體V,用以控制該氣體充填口313之啟閉,而適時補充高壓高溫氦氣體於該第二缸體31之作動區D1,以發揮高壓高溫氦氣體於該第二缸體31內的較佳震波生成之效果。
再者,本實施例之排出口314係設於該第二缸體31之適當位置,特別開設於該第二缸體31的另一端部〔即如第1圖所示之第二缸體31右端〕,並對應該氣體充填口313且與該回收區D2相連通。該排出口314亦可以選擇設有一排出管路T314,較佳係使該排出管路T314連接於該氣體循環槽4,並供該氣體循環槽4與該第二缸體31之回收區D2相連通,藉以將作用後之可回收氣體導入該氣體循環槽4內,以重新經該氣體循環槽4作用而產出高壓高溫氦氣。其中,該排出管路T314上另架設有另一增壓件P2,用以加壓流通於該排出管路T314內之可回收氣體。
此外,該第二缸體31另設有一進液口315,該進液口T315係連通於該容置空間311,並用以注入適量液態溶液,特別係選擇注入氨水〔NH3
〕,藉此提升氦氣體之溶解效率。於本實施例中,該進液口315係設於該第二缸體31之適當位置,特別開設於鄰近該排出口314之第二缸體31一端部〔即亦如第1圖所示之第二缸體31右端〕,並與該回收區D2相連通。該進液口315係可以選擇設有一進液管路T315,較佳係使該進液管路T315連接於該氣體循環槽4,並供該氣體循環槽4與該第二缸體31之回收區
D2相連通,藉以注入液態溶液於該回收區D2,並由液態溶液溶解作用後之可回收氣體。其中,該進液管路T315上另架設有一閥體V,使得流通於該進液管路T315內的液態溶液可經由該閥體V達到洩壓之功效,藉以提升該液態溶液溶解可回收氣體之效率。
且,該三級發電組3還可以選擇另設有數個熱交換件H,以由該熱交換件H達到吸熱或放熱之目的。於本實施例中,係選擇設有一第一熱交換件H1及一第二熱交換件H2,其中該第一熱交換件H1係由二單獨之熱交換件H並列而成,且該第一熱交換件H1共同架設於該排出管路T314與進液管路T315上,並用以交換流通於該排出管路T314與進液管路T315內的物質溫度,藉此透過流通於該進液管路T315內之高溫液態溶液所產出的熱能,使流通於該排出管路T314內之低溫混合溶液達到較佳之預熱效果;該第二熱交換件H2則接續設於該進液管路T315上,特別係位於該第一熱交換件H1與該進液管路T315之閥體V之間,再次將流通於該進液管路T315內的液態溶液溫度釋出,藉以提升該液態溶液溶解可回收氣體之效率。其中,該數熱交換件H〔即該三級發電組3之第一熱交換件H1及第二熱交換件H2〕僅以達到二管間的熱交換為主要原則,不以此限制該熱交換件H的實際實施態樣,且其可以為熟悉該技藝之人士所能輕易理解,故不再加以贅述。
請再參照第1圖所示,該第二調控組件32係可活動地設置於該第二缸體31之適當位置。特別的是,該第二調控組件32係與上述第一調控組件22同樣具有一前段分隔
體321a、一後段分隔體321b及一驅動件322,該前段分隔體321a與後段分隔體321b係共同設置於該第二缸體31之作動區D1,以將該第二缸體31之作動區D1區分為一高壓氣體充填區D11、一高能震波生成區D12及一高能震波衝擊區D13。其中,該第二缸體31之高壓氣體充填區D11、高能震波生成區D12及高能震波衝擊區D13之間的對應關係,係相同於上述該第一缸體21之高壓氣體充填區R1、高能震波生成區R2及高能震波衝擊區R3,容不再逐一贅述。差異僅在於,該第二缸體31之高能震波衝擊區D13係位於該第二調控組件32之後段分隔體321b與分子篩312之間,且於後續作動時供該三級產電組件33設置,並於內充滿導磁性高之金屬粒子〔即如習知由強磁性粒子所組成之磁流體,於此並不限定其必為傳統之磁流體,故以下由〝導磁粒子〞稱之〕。如此,當該高壓高溫氦氣體瞬間釋放而生成正向震波,且於該第二缸體31之高能震波生成區D12內,使得正向震波與反射震波反覆衝擊提高其超壓蓄能後,便能於該第二高能震波衝擊區D13發展成為馬赫列車〔Mach Train〕之震波模式結構,以便直接撞擊該第二缸體31之高能震波衝擊區D13內所充滿之導磁粒子,而使導磁粒子於高溫高壓之震波衝擊下產生震盪而形成等離子化之情形。
注意的是,該第二調控組件32之前段分隔體321a及後段分隔體321b設計,係完全相同於上述該第一調控組件22之前段分隔體221a及後段分隔體221b設計,並同樣由該驅動件322帶動該前段分隔體321a及後段分隔體321b
之轉動,以有效控制各該區域〔D11、D12、D13〕之相互連通。藉此,係能由高壓高溫氦氣體加速該第二缸體31之高能震波生成區D12內的高能震波,以快速使高能震波發展成為震波列車之流場結構,而強力衝擊該第二缸體31之高能震波衝擊區D13內所充滿的導磁粒子。其中之細部結構設計請參閱上述該第一調控組件22之前段分隔體221a及後段分隔體221b之說明,容不於此再多加予以闡述。另,該驅動件322亦如上所述可以選擇如驅動馬達等任意可驅動之構件,屬熟悉該項技藝者所能理解,不以此為限且不再說明。
請接續參照第1圖所示,該三級產電組件33係設置於該第二缸體31之內或外,較佳係位於該第二缸體31之高能震波衝擊區D13之處。於本實施例中,該三級產電組件33係選擇為常見磁流體發電之配備,該三級產電組件33係包含一磁性件331及一導電件332,該磁性件331係可選擇貼合於該第二缸體31之外壁或內壁,特別係如第1圖所示環設於該第二缸體31之外壁,且位於該第二缸體31之高能震波衝擊區D13之處,以提升導磁粒子通過強磁場而受磁力作用之效果。該導電件332係為正、負電極所組成,以電連接於富含導磁粒子之高能震波衝擊區D13,使得導磁粒子產電後可經由該導電件332之正、負電極導出,而作為其他用途之發電用。其中,該三級產電組件33之細部結構及詳細作動原理,係雷同於傳統之磁流體發電配置,故為熟悉該技藝者所能理解,於此不再詳加贅述。
請再次參照第1圖所示,該氣體循環槽4係與該三級
發電組3相互連通,且供該二級發電組2以一管路予以貫穿,特別係以連通該第一缸體21之高能震波衝擊區R3的該排氣管路T213貫穿,且以另一管路連通該第二缸體31之高壓氣體充填區D11及回收區D2,且該氣體循環槽4內係填充有液態溶液,該液態溶液可以選擇為各種具氣體溶解效果之溶液,本實施例較佳係選擇於氨水〔NH3
〕中溶解有大量之氦氣〔He〕,以達到較佳氦氣體溶解之效果。如此,流通於該排氣管路T213內之氣體係可與該氣體循環槽4內之液態溶液進行熱交換,維持液態溶液之溫度值,以持續產出高溫高壓氣體而自另一管路導入該第二缸體31之高壓氣體充填區D11內;同時,自該回收區D2流通至該氣體循環槽4之高溫氣體,遂能再與該排氣管路T213內流通之氣體進行熱交換,維持排氣管路T213內的氣體溫度,並冷卻液化為高壓液體後,再持續進入該初級發電組1之初級回收區A22內循環再利用。
此外,該氣體循環槽4還可以另設一升溫件〔未繪示〕,該升溫件可以為任何外加電力供熱或適用於氧氣燃燒供熱之構件,以作為該氣體循環槽4的輔助加熱之用。例如:該升溫件係可設置於該氣體循環槽4內,並連接於一供電件〔未繪示〕,用以透過外加電力達到該升溫件輔助加熱該氣體循環槽4之目的。其中,該升溫件僅需加熱至該氣體循環槽4內之溶液可達氣液分離即可,並不加以限制亦不詳加贅述。
當本發明混合型熱電轉換裝置欲進行產電作業時,係可使該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3呈同
步或不同步之作動,特別係透過分階作動方式,由初級發電組1殘餘之熱能供給二級發電組2,再由二級發電組2殘餘之熱能供給三級發電組3,使得作動氣體能經由各發電組1、2、3及氣體循環槽4的持續循環,達到高溫高壓氣體具有較佳生成效率之功效,藉此不間斷地發揮較佳之產電效率,以完成本發明之產電作業。
承上,本發明混合型熱電轉換裝置的作動過程係配合該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3,以簡單區分為一初階作動、一次階作動及一終階作動,並請參閱第3至5圖,分別於下進行詳細之說明。
當本發明混合型熱電轉換裝置欲透過該初級發電組1,以進行初階作動產電時,請先參照第2圖所示,在該二高壓氣體充填區A3皆尚未開啟時,可先由該二進氣口113同時注入高壓氣體於該二高壓氣體充填區A3,使得該高壓氣體充填區A3與高能震波衝擊區A1之間形成相對壓力差。於本實施例中,更可以選擇經由該進氣管路T113將該氣液分離槽14所產出之高壓氣體導出,且由該二進氣口113通入高壓氣體於各該高壓氣體充填區A3。藉此,係能透過該氣液分離槽14所產出之高壓氣體反覆填充於該高壓氣體充填區A1,以維持本發明生成高能震波而於後續使該鹼金屬件12受高熱能作用,而發散自由電子及鹼金屬離子之連續性。
請參照第3圖所示,驅動該分隔件115如圖所示箭頭方向抽離,使該二高壓氣體充填區A3內所填充之高壓高溫氦氣共同衝擊至該高能震波衝擊區A1,以迫使高壓高溫
氣體沿該基體11之聚焦面112與該鹼金屬件12之衝擊面121呈現陣列型態推進之震波,並於該些震波反覆衝擊該聚焦面112後,以形成正向震波與反射震波,並使正向震波於該高能震波衝擊區A1內與反射震波來回撞擊,以提高震波作動之超壓值,而能達超壓蓄能且發展成為馬赫列車〔Mach Train〕之震波模式。
藉此,係可以透過該聚焦面112使高能震波共同聚焦於該鹼金屬件12之衝擊面121,使得該鹼金屬件12受高能震波產出之高熱作用,而發散出自由電子及鹼金屬離子。此時高熱自由電子及鹼金屬離子係存在於該初級發散區A21,使得該初級發散區A21與初級回收區A22之間具有顯著溫差,又由於該固態電解件131係為鹼金屬離子之導體,且同時為自由電子之絕緣體,故鹼金屬離子可輕易通過該固態電解件131到達該初級回收區A22,而高熱自由電子則僅能夠留於該初級發散區A21內,以由該導電件132之正電極導出游離之高熱自由電子,且經外部負載發出直流電,藉此完成本發明熱離子發電之生電作業。
此外,通過該固態電解件131之鹼金屬離子,係能於該初級回收區A22內,與經由該導電件132之正電極游移至該導電件132之負電極而釋出之自由電子重新結合,以生成鹼金屬原子,以導入後續之二級發電組2再利用。
請參照第4圖所示,待作動完成後,再驅動該啟閉件155如圖所示箭頭方向抽離,此時,殘存於該高能震波衝擊區A1內的高壓高溫氣體〔即經作用後之殘餘氦氣,以下簡稱為〝氦氣〞〕,遂能自該排出口114送至該氣體分
篩管15之緩衝區S1,以直接穿透該分子篩154進入該回收區S2內。詳言之,當氦氣通過該分子篩154後,因分子運動空間變大且分子間的碰撞瞬間減緩,使得氦氣之溫度及壓力立即驟降,而形成低溫低壓之氦氣。此時,遂能將該氣液分離槽14內之氨水,經由該熱交換件H降溫且由該洩壓閥V洩壓後,自該進液口152注入於該回收區S2內,使得低溫低壓之氦氣能完全溶解於低溫低壓之氨水中,並重新流通於該排氣管路T114,以經由該增壓件P增壓及熱交換件H吸收熱能後,再自該排氣管路T114回收至該氣液分離槽14,以具備氣體回收再利用而可重複循環運轉之功效。
注意的是,於上述初階作動過程中,鹼金屬離子遂可輕易通過該固態電解件131到達該初級回收區A22,使得該初級回收區A22內暫存有大量高溫氣態鹼金屬離子。此時,該氣態鹼金屬離子之溫度約為1000℃,恰可因應該二級發電組2的作業溫度,再接續進行次階作動,如下。
請先參照第1圖所示,在該二級發電組2之第一調控組件22尚未以驅動件222帶動,而該前段分隔體121a及後段分隔體121b皆尚未開啟時,可先由該第一缸體21之氣體充填口212導入經該初級發電組1作動回收之高溫鹼金屬離子氣體,以填充於該高壓氣體充填區R1內,使得該高壓氣體充填區R1與高能震波生成區R2之間形成相對壓力差。於本實施例中,更可以選擇預先開啟連接該氣體充填口212之閥體V,以使自該初級發電組1回收之高壓高溫鈉氣體,可經由該充填管路T212導入該第一缸體21
之高壓氣體充填區R1。藉此,係能透過重複回收之高壓氣體反覆填充作為該二級發電組2之動力源,以維持該二級發電組2生成高能震波而使氣體受高能震波衝擊之高熱能作用,以產生氣體離子化現象之連續性。
請參照第5圖所示,由該驅動件222驅動該前段分隔體221a及後段分隔體221b2,以呈現該前段分隔體221a開啟,且該後段分隔體221b關閉之狀態。此時,該高壓氣體充填區R1所填充之高壓氣體係可生成正向震波並於該高能震波生成區R2內發展,且於瞬間關閉該前段分隔體221a,以呈現該前段分隔體221a及後段分隔體221b皆關閉之狀態,迫使該正向震波能於該高能震波生成區R2內與反射震波來回撞擊,以提高震波作動之超壓值。
詳言之,該第一缸體21內所填充之高壓高溫鈉氣體係於衝擊瞬間產生第一道正向震波,使得該高壓高溫鈉氣體之第一道正向震波快速通過該前段分隔體221a之開槽W1,而朝該第一缸體21之高能震波生成區R2之下游前進,當第一道正向震波碰撞至該後段分隔體221b而產生一第一道反射震波,且第一道反射震波將撞擊至該前段分隔體221a時,係重新開啟該前段分隔體221a;反覆進行如如上所述之運作,以再由該第一缸體21之高壓氣體充填區R1內填充之高壓高溫鈉氣體生成第二道衝擊正向震波,此時第二道正向震波係與第一道反射震波產生能量疊加之效果,當第二道合成之正向震波碰撞至該後段分隔體221b,而分別產生一第二道反射震波,且第二道反射震波即將再次撞擊至該前段分隔體221a時,係重新開啟該前段分隔體
221a,以由該高壓高溫鈉氣體再產生第三道正向震波而送出,使得第三道正向震波係能與第二道反射震波再次產生能量疊加之效果。以此步驟重複數次後,係能迫使該高壓高溫鈉氣體所生成之震波列車結構於該第一缸體21之高能震波生成區R2內持續來回交會,而逐步累加數道震波所富含之超壓值,達到震波壓力能可以於該第一缸體21之高能震波生成區R2內逐漸倍增之功效。
待於該二級電組2之高能震波生成區R2蓄積有足夠之震波能量後,遂再次由該驅動件222驅動該第一調控組件22之前段分隔體221a及後段分隔體221b,較佳係呈現該前段分隔體221a及後段分隔體221b皆開啟之狀態,以由高壓高溫氣體加速推進該高能震波生成區R2之高能震波。如此,生成於該高能震波生成區R2內的高能正向震波,遂可通過該第一調控組件22之後段分隔體221b之開槽W2,而於該第一缸體21下游處之高能震波衝擊區R3內發展為震波列車結構,以於高能震波衝擊之過程中,係使鈉氣體受高溫高壓之高熱能作用而產生電離,即所謂氣體離子化之現象,以獲得鹼金屬離子及自由電子,由於該固態電解件231係為金屬離子之導體,且同時為自由電子之絕緣體,故鹼金屬離子可通過該固態電解件231到達該二級回收區R32,而自由電子則僅能留於該二級衝擊區R31,以由該導電件232之正電極導出游離之自由電子,而經外部負載發出直流電,藉此完成該二級發電組1之生電作業。
同時,通過該固態電解件231之鈉金屬離子,係能於
該二級回收區R32內,與經由該導電件232之正電極游移至該導電件232之負電極而釋出之自由電子重新結合,以生成鈉金屬原子。此時,存在於該二級回收區R32內之鈉金屬原子,與殘留於該二級衝擊區R31內未經電離之鈉金屬原子,係由該第二排出口213b及第一排出口213a分別導出,以共同流通於該排氣管路T213中,並加以回收且重複生成高溫高壓鈉氣體,以再利用於循環運轉之中。
特別的是,於上述次階作動過程中,自二級衝擊區R31及二級回收區R32回收並流通該排氣管路T213之高溫氣態鹼金屬離子,遂可通過該氣體循環槽4。此時,流通於該排氣管路T213內的氣態鹼金屬離子溫度約為700℃,以透過熱交換方式,加熱該氣體循環槽4內之液態溶液,迫使該氣體循環槽4內之氣體受高溫作用而分離產出,恰可以此高溫氣體作為該三級發電組3的動力來源,再接續進行終階作動,如下。
藉由如該二級發電組2相同之操作方式,使得自該二級發電組2回收之高壓高溫鈉氣體,經由該充填管路T313導入該第二缸體31之高壓氣體充填區D11後,遂能透過如上所述之作動原理完成震波壓力能倍增之效果,詳參閱該二級發電組2之作動描述,不再於此贅述。
待於該三級發電組3之高能震波生成區D12內累加有足夠之高能正向震波時,便可通過該第二調控組件32之後段分隔體321b之開槽W2,而於該第二缸體31下游處之高能震波衝擊區D13內發展為震波列車結構,以衝擊充滿於該第二缸體31之高能震波衝擊區D13內的導磁粒子,
使導磁粒子受高溫高壓之震波作用而產生頻繁之震盪,進而使導磁粒子呈現等離子化之現象,以由等離子化之導磁粒子快速通過該磁性件331形成之強磁場區。此時,依電磁感應定律,等離子化之導磁粒子係橫切穿過強磁場區受磁力作用,遂使其中之電子沿著磁力線之垂直方向流向該三級產電組件33之導電件332之正、負電極,以發出直流電,藉此完成該三級發電組3之產電作業。
同時,通過該第二缸體31之高能震波衝擊區D13的高溫高壓氣體〔即經作用後之殘餘氦氣,以下簡稱為〝氦氣〞〕,遂能直接穿透該分子篩312,以進入該第二缸體31之回收區D2。詳言之,當氦氣通過該分子篩312後,因分子運動空間變大且分子間的碰撞瞬間減緩,使得氦氣之溫度及壓力立即驟降,而形成低溫低壓之氦氣。此時,遂能將該氣體循環槽4內之氨水,經由該熱交換件H〔即第一熱交換件H1及第二熱交換件H2〕降溫且由該閥體V洩壓後,自該進液口315注入於該回收區D2內,使得低溫低壓之氦氣能完全溶解於低溫低壓之氨水中,並重新流通於該排出管路T314,並經由該增壓件P增壓及熱交換件H吸收熱能後,再自該排出管路T314回收至該氣體循環槽4,以具備氣體回收再利用而可重複循環運轉之功效。
由上述,本發明混合型熱電轉換裝置之主要特徵在於:藉由該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3相互串接,以連續循環及熱能回收再利用之特性持續供給高壓高溫氣體,便於高壓高溫氣體能於該初級發電組1產生震波聚焦作用,衝擊鹼金屬件12產生電子因高熱作用而
發散之外,還可再重新將殘餘氣體回收至該二級發電組2,以持續由高壓高溫氣體產生數道衝擊震波,迫使高壓高溫氣體之數道衝擊震波能於來回衝擊之過程中,逐步產生能量疊加之效果,最終再將該二級發電組2作動殘餘之熱能供給於該氣體循環槽4,透過熱交換之基本原理,以節能方式產出高壓高溫氣體作為該三級發電組3之動力來源。如此,本發明遂可利用分階作動且有效串接多級生電設備之原則,達到以低能源耗損提升生電效率之功效。
對於該初級發電組1而言,係可由該基體11之聚焦面112與鹼金屬件12之衝擊面121的對應設計,使得衝擊震波共同聚焦於該鹼金屬件12之衝擊面121,並因震波聚焦效應而產生高熱現象,以於衝擊能的高熱作用下,使該鹼金屬件12中的電子能夠獲得足夠之動能,以克服該鹼金屬件12的表面障礙,而擺脫金屬原子核的束縛,使得高熱自由電子及鹼金屬離子可輕易自該鹼金屬件12發散,而進入該熱電子發散區A2,以由該初級產電組件13作用產出直流電;同時,更可以將殘存於該初級發散區A21內未電離之鈉原子,以及該初級回收區A22內經再結合之鈉原子,轉變為高壓高溫鈉氣體後加以回收,而於需要時重新導入該二級發電組2再利用。如此,係可達到提升衝擊能高熱誘發電子發散效率,以及因高度電位差而生電之功效。
對於該二級發電組2而言,係可以由衝擊能所挾帶之高溫高壓達到高熱能之生成,使得鈉氣體受高熱能的作用而產生電離,即所謂的氣體離子化現象,而獲得鈉金屬離子與自由電子,並由該固態電解件231阻隔該自由電子的
通透,而能經該導電件232之正電極導出自由電子而生電;同時,更可以將殘存於該二級衝擊區R31內未電離之鈉原子,以及該二級回收區R32內經再結合之鈉原子,轉變為高壓高溫鈉氣體後流經該氣體循環槽4,而於需要時透過熱交換原則加熱該氣體循環槽4內之液態溶液,以由低耗能產出高溫高壓氣體而作為該三級發電組3之動力來源。如此,係可以達到提升鈉金屬氣體受熱作用而形成離子化之效率,以及由電離後自由電子經該導電件232之正電極產電之功效。
對於該三級發電組3而言,係可以由倍增之衝擊能直接衝擊該第二缸體31之高能震波衝擊區D13內的導磁粒子,使導磁粒子因衝擊能之高溫高壓產生頻繁震盪而形成等離子化之現象,並高速穿越該磁性件331形成之強磁場而受磁力作用產出直流電。同時,更可以由降溫洩壓後之氨水重新溶解經作用後回收之低溫低壓氦氣,以導回該氣體循環槽4內與高溫高壓氨水混合後,重新產出高壓高溫氦氣體而加以回收,並於需要時重新再利用。如此,係可以達到提升導磁粒子因高溫氣體震盪而形成等離子化之效率,以及導磁粒子通過該磁性件331受磁力作用而產出電能之功效。
如此,本發明混合型熱電轉換裝置係可以透過上述該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3所達成之功效,而於短時間內具有較高產電效率。甚至,還可以將分階作動所產生的殘餘熱能多加利用,且由該氣體循環槽4的持續高溫作為回收氣體再次升溫之熱源,並以循環式的
熱交換確保流通於該排氣管路T213內及回收至該氣體循環槽4內之氣體,皆可再轉變為高壓高溫氣體而加以回收再利用,且透過震波聚焦及震波反覆累加等原理所產生超壓倍增之衝擊能,以由較低起始能量耗損於該初級發電組1達到電子受熱作用發散,且於該二級發電組2及三級發電組3達到氣體高溫離子化等情形,進而使該初級發電組1、二級發電組2及三級發電組3同時不間斷地進行產電作業,並以多級化的熱能循環利用,而於同一時間內生成倍增之電能,藉以達到提升本發明發電效率之功效。
綜上所述,本發明混合型熱電轉換裝置係能夠由高壓氣體產生高效能震波,以透過高效能震波產出高熱,並同時將初級熱電轉換後之殘餘氣體加以回收,以應用於後續多級設備而生電。且,本發明混合型熱電轉換裝置更可以由正向震波與反射震波共同聚焦或反覆衝擊之原理產生超壓倍增之衝擊能,以透過較低起始能量耗損,達到維持較佳之衝擊能,並由衝擊能的高熱作用,達到提升熱電轉換效率之功效。甚至,本發明混合型熱電轉換裝置係能夠透過高壓氣體之高能震波反覆衝擊,或以震波聚焦型態所超壓倍增之能量,省去傳統經燃料燃燒所產生的熱能耗損,以達到降低熱電轉換過程所需耗費之成本,並同時縮短產電所需之時間等功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附
之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧初級發電組
11‧‧‧基體
111‧‧‧容置空間
112‧‧‧聚焦面
113‧‧‧進氣口
114‧‧‧排出口
115‧‧‧分隔件
12‧‧‧鹼金屬件
121‧‧‧衝擊面
13‧‧‧初級產電組件
131‧‧‧固態電解件
132‧‧‧導電件
14‧‧‧氣液分離槽
141‧‧‧升溫件
15‧‧‧氣體分篩管
151‧‧‧容室
152‧‧‧進液口
153‧‧‧排液口
154‧‧‧分子篩
155‧‧‧啟閉件
2‧‧‧二級發電組
21‧‧‧第一缸體
211‧‧‧容置空間
212‧‧‧氣體充填口
213a‧‧‧第一排出口
213b‧‧‧第二排出口
22‧‧‧第一調控組件
221a‧‧‧前段分隔體
221b‧‧‧後段分隔體
222‧‧‧驅動件
23‧‧‧二級產電組件
231‧‧‧固態電解件
232‧‧‧導電件
3‧‧‧三級發電組
31‧‧‧第二缸體
311‧‧‧容置空間
312‧‧‧分子篩
313‧‧‧氣體充填口
314‧‧‧排出口
315‧‧‧進液口
32‧‧‧第二調控組件
321a‧‧‧前段分隔體
321b‧‧‧後段分隔體
322‧‧‧驅動件
33‧‧‧三級產電組件
331‧‧‧磁性件
332‧‧‧導電件
4‧‧‧氣體循環槽
D1‧‧‧作動區
D2‧‧‧回收區
A1、R3、D13‧‧‧高能震波衝擊區
A2‧‧‧熱電子發散區
A21‧‧‧初級發散區
A22‧‧‧初級回收區
A3、R1、D11‧‧‧高壓氣體充填區
R2、D12‧‧‧高能震波生成區
S1‧‧‧緩衝區
S2‧‧‧回收區
R31‧‧‧二級衝擊區
R32‧‧‧二級回收區
P‧‧‧增壓件
H、H1、H2‧‧‧熱交換件
V‧‧‧閥體
T113‧‧‧進氣管路
T114‧‧‧排氣管路
T212、T313‧‧‧充填管路
T213‧‧‧排氣管路
T314‧‧‧排出管路
T315、T152‧‧‧進液管路
W1、W2‧‧‧開槽
V‧‧‧閥體、洩壓閥
第1圖:本發明混合型熱電轉換裝置之立體結構示意圖。
第2圖:本發明混合型熱電轉換裝置之局部側視圖。
第3圖:本發明混合型熱電轉換裝置之局部作動圖一。
第4圖:本發明混合型熱電轉換裝置之局部作動圖二。
第5圖:本發明混合型熱電轉換裝置之連續作動示意圖。
1...初級發電組
11...基體
111...容置空間
112...聚焦面
113...進氣口
114...排出口
115...分隔件
12...鹼金屬件
121...衝擊面
13...初級產電組件
131...固態電解件
132...導電件
14...氣液分離槽
141...升溫件
15...氣體分篩管
151...容室
152...進液口
153...排液口
154...分子篩
2...二級發電組
21...第一缸體
211...容置空間
212...氣體充填口
213a...第一排出口
213b...第二排出口
22...第一調控組件
221a...前段分隔體
221b...後段分隔體
222...驅動件
23...二級產電組件
231...固態電解件
232...導電件
3...三級發電組
31...第二缸體
311...容置空間
312...分子篩
313...氣體充填口
314...排出口
315...進液口
32...第二調控組件
321a...前段分隔體
321b...後段分隔體
322...驅動件
33...三級產電組件
331...磁性件
332...導電件
4...氣體循環槽
D1...作動區
D2...回收區
A1、R3、D13...高能震波衝擊區
A2...熱電子發散區
A21...初級發散區
A22...初級回收區
A3、R1、D11...高壓氣體充填區
R2、D12...高能震波生成區
S1...緩衝區
S2...回收區
R31...二級衝擊區
R32...二級回收區
P...增壓件
H、H1、H2...熱交換件
V...閥體
T113...進氣管路
T114...排氣管路
T212、T313...充填管路
T213...排氣管路
T314...排出管路
T315、T152...進液管路
W1、W2...開槽
V...閥體、洩壓閥
Claims (32)
- 一種混合型熱電轉換裝置,係包含:一初級發電組,係包含一基體、一鹼金屬件及一初級產電組件,該基體具有一容置空間及一聚焦面,該聚焦面相對該容置空間呈一凹面狀,該鹼金屬件容置於該基體之容置空間內,並形成有一衝擊面,該衝擊面相對該聚焦面呈一對應之凸面狀,且該鹼金屬件將該容置空間分為一高能震波衝擊區及一熱電子發散區,該高能震波衝擊區位於鹼金屬件與聚焦面之間,該初級產電組件則設於該基體之熱電子發散區;一二級發電組,係與該初級發電組相連通,該二級發電組具有一第一缸體、一第一調控組件及一二級產電組件,該第一調控組件將該第一缸體區分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區,並控制該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通,該高壓震波生成區位於該高壓氣體充填區及高能震波衝擊區之間,該二級產電組件設置於該第一缸體之高能震波衝擊區內;一三級發電組,係與該初級發電組及二級發電組相連通,且該三級發電組具有一第二缸體、一第二調控組件及一三級產電組件,該第二缸體設有一分子篩,該分子篩將該第二缸體區分為一作動區及一回收區,且該第二調控組件將該第二缸體之作動區分為一高壓氣體充填區、一高能震波生成區及一高能震波衝擊區,並控制該 高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通,該高壓震波生成區位於該高壓氣體充填區及高能震波衝擊區之間,且該高能震波衝擊區係用以充填導磁粒子,該三級產電組件設置於該第二缸體之高能震波衝擊區內;及一氣體循環槽,係與該三級發電組相互連通,且供該二級發電組以一管路予以貫穿。
- 如申請專利範圍第1項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該初級產電組件具有一固態電解件及一導電件,該固態電解件係將該基體之熱電子發散區分為一初級發散區及一初級回收區,該初級發散區係位於該固態電解件與鹼金屬件之間,且該導電件電連通於該初級發散區及初級回收區。
- 如申請專利範圍第2項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該初級發散區係指該鹼金屬件與初級發電組件之固態電解件共同圈圍所形成之區段,且該初級回收區則係指該初級發電組件之固態電解件與基體底部共同圈圍所形成之區段。
- 如申請專利範圍第2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該初級發電組件之導電件係為正、負電極所組成,該初級發電組件之導電件的正電極係位於該初級發散區,該初級發電組件之導電件的負電極則位於該初級回收區。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,該基體內另設有一分隔件,該分隔件係將該基體 之高能震波衝擊區隔出一高壓氣體充填區,用以填充高壓高溫氣體。
- 如申請專利範圍第5項所述之混合型熱電轉換裝置,該基體之高壓氣體充填區係由該基體之高能震波衝擊區延伸而成,且朝該基體底部延伸有二高壓氣體充填區,該基體的二高壓氣體充填區分別對應於該基體之聚焦面,並各自開設有一進氣口。
- 如申請專利範圍第5項所述之混合型熱電轉換裝置,另設有一氣液分離槽,該氣液分離槽係以一管路連通於該基體之高壓氣體充填區,且以另一管路連通該基體之高能震波衝擊區。
- 如申請專利範圍第7項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該基體另連接一氣體分篩管,該氣體分篩管係與氣液分離槽及基體之高能震波衝擊區相連通,且該氣體分篩管具有一容室、一進液口及一出液口,且該容室內設一分子篩,該分子篩係將該容室分為一緩衝區及一混液區,該混液區對應該進液口及出液口,並與該氣液分離槽相互連通,且另以一啟閉件控制該緩衝區與基體之高能震波衝擊區之連通。
- 如申請專利範圍第8項所述之混合型熱電轉換裝置,其中另設有一洩壓閥及一熱交換件,該洩壓閥及熱交換件係位於該氣體分離槽與氣體分篩管之進液口之間。
- 如申請專利範圍第8項所述之混合型熱電轉換裝置,另設有一增壓件及一熱交換件,該增壓件及熱交換件係位於該氣體分離槽與氣體分篩管之出液口之間。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該基體之聚焦面呈球面、拋物面、弧面或曲面。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該鹼金屬件之衝擊面係對應該基體之聚焦面呈球面、拋物面、弧面或曲面。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該鹼金屬件係為一彎折為弧型之板狀體,且與該基體之聚焦面相配合。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該鹼金屬件係為鋰、鈉、鉀…等金屬。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該基體之高能震波衝擊區係指該基體之聚焦面與鹼金屬件共同圈圍所形成之區段,且該基體之熱電子發散區則係指該鹼金屬件罩蓋於該基體底部所框限之區段。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該二級產電組件設有一固態電解件及一導電件,該固態電解件係將該第一缸體之高能震波衝擊區分為一二級衝擊區及一二級回收區,該二級衝擊區及二級回收區係與該初級發電組相互連通,且該導電件係跨設於該二級衝擊區及二級回收區,用以導出該二級發電組所生成之電。
- 如申請專利範圍第16項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該二級產電組件之導電件係為正、負電極所組成,且電連接於該第一缸體之高能震波衝擊區,該二級產電組件之導電件的正電極係位於該二級衝擊區,且該二級產電組件之導電件的負電極則位於該二級回收區。
- 如申請專利範圍第16項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第一缸體係具有一容置空間、一氣體充填口、一第一排出口及一第二排出口,且該氣體充填口、第一排出口及第二排出口皆與該容置空間相連通,且該氣體充填口係對應該第一缸體之高壓氣體充填區,該第一排出口及第二排出口係對應該第一缸體之高能震波生成區。
- 如申請專利範圍第18項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第一調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件,該前段分隔體及後段分隔係將該第一缸體之容置空間分為該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區,該第一缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間,且該第一缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之一側,並對應於該氣體充填口,該第一缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第一缸體之高能震波生成區之另一側,並對應於該第一排出口及第二排出口,該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體,以控制該第一缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。
- 如申請專利範圍第19項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第一調控組件之前段分隔體設有二開槽,且該第一調控組件之後段分隔體設有一開槽,該後段分隔體所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。
- 如申請專利範圍第19項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第一調控組件之前段分隔體設有數列開槽,且該第一調控組件之後段隔體設有一開槽,且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。
- 如申請專利範圍第19項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該二級衝擊區位於該第一調控組件之後段分隔體與二級產電組件之固態電解件之間,且對應該第一缸體之第一排出口,且該二級回收區位於該二級產電組件之固態電解件與第一缸體端壁之間,且對應該第一缸體之第二排出口。
- 如申請專利範圍第18項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第一缸體之第一排出口及第二排出口係連接一排氣管路,且該排氣管路係貫穿該氣體循環槽,並與該初級發電組、二級衝擊區及二級回收區相互連通。
- 如申請專利範圍第23項所述之混合型熱電轉換裝置,另設有一增壓件,該增壓件係設置於該初級發電組與二級發電組之間,並位於該第一缸體之排氣管路上。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該三級產電組件係包含一磁性件及一導電件,該磁性件係環設於該第二缸體之外壁,且位於該第二缸體之高能震波衝擊區之處,該三級產電組件之導電件係為正、負電極所組成,且電連接於富含導磁粒子之三級發電組之高能震波衝擊區。
- 如申請專利範圍第25項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第二缸體具有一容置空間、一氣體充填口及一排出口,該氣體充填口及排出口皆與該容置空間相連通,且該容置空間係設有該分子篩。
- 如申請專利範圍第26項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第二調控組件具有一前段分隔體、一後段分隔體及一驅動件,該前段分隔體及後段分隔體共同將該作動區分為該高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區,該第二缸體之高能震波生成區位於該前段分隔體與後段分隔體之間,且該第二缸體之高壓氣體充填區相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之一側,並對應於該氣體充填口,該第二缸體之高能震波衝擊區則相鄰於該第二缸體之高能震波生成區之另一側,並位於該後段分隔體與分子篩之間,用以充填導磁粒子,該驅動件用以帶動該前段分隔體及後段分隔體,以控制該第二缸體之高壓氣體充填區、高能震波生成區及高能震波衝擊區之連通。
- 如申請專利範圍第27項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第二調控組件之後段分隔體設有二開槽,且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽,該後段分隔體所設之開槽係與該前段分隔體所設之其中一開槽相互對位。
- 如申請專利範圍第27項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第二調控組件之前段分隔體設有數列開槽,且該第二調控組件之後段分隔體設有一開槽,且該後段分隔體之開槽相互對位於該前段分隔體之其中一開槽。
- 如申請專利範圍第26項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該第二缸體之排出口係連接一排出管路,該排氣管路係與該回收區與氣體循環槽相互連通,該排出管路另設有一增壓件。
- 如申請專利範圍第30項所述之混合型熱電轉換裝置,另設有一第一熱交換件及一第二熱交換件,該第一熱交換件及第二熱交換件係設置於該三級發電組與氣體循環槽之間,並位於該第二缸體之排出管路上。
- 如申請專利範圍第1、2或3項所述之混合型熱電轉換裝置,其中該氣體循環槽設有一升溫件,該升溫件容置於該氣體循環槽內,用以供液態溶液加熱。
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JP2002221371A (ja) * | 2001-01-24 | 2002-08-09 | Tokyo Gas Co Ltd | 空調機 |
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2011
- 2011-12-19 TW TW100147195A patent/TWI469496B/zh not_active IP Right Cessation
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