熱管式真空內(nèi)循環(huán)熱動裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種動力裝置，特別是一種熱管式真空內(nèi)循環(huán)熱動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]目前，將自然界中的化石能源、風(fēng)能、水能、太陽能、地?zé)?、核能等能源轉(zhuǎn)化為電能、機(jī)械能等方便使用的能源的主要方式有，汽輪機(jī)組、太陽能光電板和內(nèi)燃機(jī)等。其中風(fēng)能和水能是可以將風(fēng)能和水能直接轉(zhuǎn)換成機(jī)械能用于發(fā)電，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率在75—98%，水能轉(zhuǎn)化為電能的效率在75—95%，通過化石能、核能進(jìn)行發(fā)電的效率只有40%左右，熱電廠的熱效率在60%-70%，而內(nèi)燃機(jī)將化石能源轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率一般在30—60%，如現(xiàn)有量產(chǎn)的汽車中，汽油車的能量轉(zhuǎn)化效率在30—40%，柴油車的能量轉(zhuǎn)化效率在40—60%。
[0003]隨著社會的快速發(fā)展，人們能源的需求日益增長，以石油、煤炭為主的化石能源的大量利用，所帶來的是利用效率低、環(huán)境污染大等問題。
[0004]近年來熱管技術(shù)的發(fā)展，由于熱管具有“近等溫導(dǎo)熱”而被廣泛使用。如中國知識產(chǎn)權(quán)局2011年03月30日授權(quán)公告的發(fā)明名稱為“溫差雙向熱管傳熱汽流風(fēng)輪發(fā)電裝置”就是利用熱管內(nèi)的相變換熱介質(zhì)推動風(fēng)輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。但由于其結(jié)構(gòu)所限，因而發(fā)電能力受到極大限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種熱轉(zhuǎn)換效率高、封閉運(yùn)行的熱管式真空內(nèi)循環(huán)熱動裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種熱管式真空內(nèi)循環(huán)熱動裝置，包括加熱裝置和裝在加熱裝置內(nèi)的相變換熱介質(zhì)，加熱裝置通過管路和安裝在管路上的循環(huán)栗與熱功轉(zhuǎn)換裝置相連，其特征在于上述熱功轉(zhuǎn)換裝置是由真空狀態(tài)的密閉容器組成，在密閉容器內(nèi)由隔板將密閉容器分為上、下兩個(gè)密閉室，在隔板上均布插裝有蒸發(fā)室，蒸發(fā)室上端位于上密閉室內(nèi)，蒸發(fā)室的下端位于下密閉室內(nèi)，蒸發(fā)室的外壁與隔板密閉連接，在蒸發(fā)室的底部插裝有熱管，熱管的外圓與蒸發(fā)室的底部密閉連接，熱管的上端位于蒸發(fā)室內(nèi)，熱管的下端伸出蒸發(fā)室的底部，在蒸發(fā)室底部安裝有與蒸發(fā)室底部密閉連接的加熱室，加熱裝置通過出液管和回液管與加熱室相連通，在出液管或回液管上安裝有循環(huán)栗;在蒸發(fā)室的上端安裝有噴嘴，在蒸發(fā)室的外壁上安裝有進(jìn)液閥，進(jìn)液閥的出液口與蒸發(fā)室相連通，在上密閉室內(nèi)裝有相變換熱介質(zhì)，在與蒸發(fā)室的噴嘴對應(yīng)位置處安裝有熱動力轉(zhuǎn)換裝置。
[0007]上述加熱裝置為太陽能加熱裝置或電加熱裝置或燃?xì)?、燃油、燃煤加熱裝置中的一種。
[0008]上述熱動力轉(zhuǎn)換裝置為氣流發(fā)電裝置，蒸發(fā)室上端的噴嘴與氣流發(fā)電裝置中的葉片對應(yīng)，葉片通過傳動軸與發(fā)電機(jī)相連;或上述熱動力轉(zhuǎn)換裝置由氣缸、活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu)和氣缸上的排氣口組成，蒸發(fā)室上端安裝的噴嘴固定安裝在氣缸內(nèi)。
[0009]在上述進(jìn)液閥由閥體、閥芯和閥體上的進(jìn)液口、出液口組成，閥體上的出液口通過連接管路與蒸發(fā)室的內(nèi)聯(lián)通，與閥體相配的閥芯為“H”形，在蒸發(fā)室與閥體相連處閥芯一端的壁上開有壓力傳遞孔，在閥體上與閥芯對應(yīng)處開有進(jìn)液口，進(jìn)液口位于上密閉室內(nèi)裝有的相變換熱介質(zhì)液面一下，在閥體內(nèi)閥芯的另一端裝有復(fù)位彈簧和調(diào)整螺栓。
[0010]在上述熱功轉(zhuǎn)換裝置中的上密閉室內(nèi)安裝有吸熱裝置，吸熱裝置通過兩管路與加熱裝置相連通，在兩管路中的一個(gè)管路上安裝有循環(huán)栗I。
[0011]在上述加熱裝置與熱功轉(zhuǎn)換裝置之間安裝有蓄能裝置，蓄能裝置是由換熱密閉容器和加熱裝置組成，在換熱密閉容器內(nèi)裝有熱交換介質(zhì)，在蓄能裝置的換熱密閉容器內(nèi)安裝有換熱器和換熱器I，換熱器通過出液管和回液管I與加熱裝置相連通，換熱器I通過兩管路與吸熱裝置相連;在換熱器I與吸熱裝置相連的一個(gè)管路上安裝有壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的吸氣口與吸熱裝置的出液端相連，壓縮機(jī)的排氣口與換熱器I進(jìn)液端相連。
[0012]在上述換熱密閉容器底部有加熱室，加熱室內(nèi)的加熱方式為電加熱方式或燃?xì)饣蛉加突蛉济杭訜岱绞街械囊环N。
[0013]在上述蒸發(fā)室上端安裝的噴嘴上安裝有壓力控制閥。
[0014]上述壓力控制閥是由閥體1、閥芯I組成，在閥芯I上開有垂直于閥芯軸線的通孔，在壓力控制閥打開位置的閥體上，與閥芯上的通孔對應(yīng)位置開有兩個(gè)孔，兩孔與噴嘴相連，在閥體I 一側(cè)的端面開有壓力傳遞孔I，壓力傳遞管一端與壓力傳遞孔I相連，另一端與蒸發(fā)室內(nèi)聯(lián)通，在閥芯I另一端的閥體I內(nèi)安裝有復(fù)位彈簧I和壓力調(diào)整螺栓;在壓力控制閥的閥體I上安裝有調(diào)整閥芯I移動的阻尼裝置，該阻尼裝置是由安裝在閥芯I與復(fù)位彈簧I之間與閥芯I相配接觸的球體和用于將球體壓向閥芯I表面的壓簧組成，閥芯I與球體接觸部分為球體或圓錐體。
[0015]上述各蒸發(fā)室底部的加熱室相互聯(lián)通并形成密閉的環(huán)形，下密閉室內(nèi)填裝有保溫材料。
[0016]本發(fā)明是利用目前成熟的太陽能加熱或其他加熱方式對熱交換介質(zhì)進(jìn)行加熱，通過熱交換介質(zhì)對熱管一端加熱，利用熱管的熱量傳導(dǎo)快、熱損失小、熱效率高等特點(diǎn)，對裝置內(nèi)的相變換熱介質(zhì)進(jìn)行加熱汽化，使其在蒸發(fā)腔的體積迅速膨脹，而形成巨大的壓力，由蒸發(fā)腔上的噴嘴噴出，推動熱動力轉(zhuǎn)換裝置將其勢能轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能。轉(zhuǎn)化后的相變換熱介質(zhì)經(jīng)冷卻，由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)后，再通過安裝在蒸發(fā)腔上的進(jìn)液閥，再次進(jìn)入蒸發(fā)腔內(nèi)，經(jīng)熱管進(jìn)行再次加熱，使相變換熱介質(zhì)在密閉狀態(tài)下由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)再次循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)推動熱動力轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。
[0017]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的特點(diǎn):1、結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)、構(gòu)思巧妙;本裝置充分利用了熱管的特點(diǎn)，根據(jù)相變換熱介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中，體積迅速膨脹這一特性，通過熱管對熱交換介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)加熱，為蒸發(fā)腔內(nèi)的熱管提供持續(xù)不斷的熱能，再通過熱管對進(jìn)入蒸發(fā)腔內(nèi)的相變換熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，使其使在蒸發(fā)腔內(nèi)的體積迅速膨脹，來為熱動力轉(zhuǎn)換裝置提供動力；2、由于本裝置是在真空狀態(tài)下運(yùn)行，且利用熱交換介質(zhì)、熱管、相變換熱介質(zhì)等熱轉(zhuǎn)換效率高的介質(zhì)和元器件等裝置，使本裝置的有效能源利用率和轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85%以上;3、由于本裝置在運(yùn)行過程中，基本無機(jī)械運(yùn)動裝置，制造成本低、運(yùn)行過程中基本無噪聲和機(jī)械損耗，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低;4、單位輸出功率的體積是現(xiàn)有各種能量轉(zhuǎn)換裝置的一半以下，具有制造成本低等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明附圖1、2的A-A剖視圖；
附圖4為本發(fā)明附圖1、2的I的局部放大圖；
附圖5為本發(fā)明壓力控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6為本發(fā)明進(jìn)液閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在附圖1-6中，1-出液管、2-加熱裝置、3-循環(huán)栗、4-出液管1、5_吸熱裝置、6-發(fā)電機(jī)、7-葉片、8-熱功轉(zhuǎn)換裝置、9-上密閉室、10-隔板、11-加熱室、12-回液管、13-熱管、14-蒸發(fā)室、15-保溫材料、16-回液管1、17-循環(huán)栗1、18_蓄能裝置、19-換熱器、20-回液管1、21_換熱器1、22-壓縮機(jī)、23-壓力傳遞管、24-連接管、25-復(fù)位彈簧、26-閥芯、27-進(jìn)液口、28-連接桿、29-閥體、30-壓力傳遞孔、31-復(fù)位彈簧1、32-球體、33-壓簧、34-噴嘴、35-閥芯1、36-閥體1、37_孔、38-壓力調(diào)整螺檢、39-壓力調(diào)整螺檢1、40_壓力調(diào)整螺檢Π、41_熱管1、42_加熱室、43-排煙裝置。
[0020]實(shí)施例1:
如圖1所示，本裝置是由加熱裝置2和熱功轉(zhuǎn)換裝置8組成。加熱裝置是利用現(xiàn)有的太陽能加熱裝置，通過太陽能加熱裝置對加熱裝置內(nèi)的熱交換介質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0021]熱功轉(zhuǎn)換裝置8是由內(nèi)部為真空狀態(tài)的密閉容器組成，在密閉容器內(nèi)部通過隔板10將密閉容器分為上密閉室9和下密閉室兩個(gè)真空的密閉室，上密閉室內(nèi)裝有相變換熱介質(zhì)。蒸發(fā)室14插裝在隔板上的孔中，蒸發(fā)室的外壁與隔板上的孔之間密閉連接。在蒸發(fā)室的底部插裝有熱管13，熱管的外圓與蒸發(fā)室的底部密閉連接，熱管的上端位于蒸發(fā)室內(nèi)，熱管的下端伸出蒸發(fā)室的底部;在蒸發(fā)室底部安裝有與蒸發(fā)室底部密封連接的加熱室U，加熱室通過出液管I和回液管12與加熱裝置形成循環(huán)通路，在出液管上安裝有循環(huán)栗3，利用循環(huán)栗將加熱裝置加熱后的熱交換介質(zhì)輸送到加熱室內(nèi)，通過位于加熱室內(nèi)的熱管下端將吸收的熱量傳遞給熱管上端，加熱室內(nèi)的進(jìn)行熱交換后的熱交換介質(zhì)通過回液管返回太陽能加熱裝置中被再次加熱。
[0022]如圖1、3、4所示，在蒸發(fā)室的上端安裝有噴嘴34，在蒸發(fā)室的外壁上安裝有進(jìn)液閥，進(jìn)液閥的出液口與蒸發(fā)室相連通，進(jìn)液閥的進(jìn)液口位于上密閉室內(nèi)裝相變換熱介質(zhì)的液面以下，在上密閉室內(nèi)與蒸發(fā)室的噴嘴對應(yīng)位置安裝有熱動力轉(zhuǎn)換裝置。
[0023]熱動力轉(zhuǎn)換裝置為氣流發(fā)電裝置，該氣流發(fā)電裝置是由葉片7和發(fā)電機(jī)6組成，葉片與發(fā)電機(jī)之間通過傳動軸相連，葉片與噴嘴相對應(yīng)。
[0024]在上述熱功轉(zhuǎn)換裝置8的密閉容器中的上密閉室9內(nèi)安裝有吸熱裝置5，吸熱裝置通過進(jìn)、出管路與加熱裝置2相連通，在進(jìn)、出管路中的一個(gè)管路上安裝有循環(huán)栗117。
[0025]如圖4、6所示，在蒸發(fā)室的外壁上安裝的進(jìn)液閥由閥體29、閥芯26和閥體上的進(jìn)液口27、出液口組成，閥體上的出液口通過連接管24與蒸發(fā)室14的內(nèi)腔聯(lián)通，與閥體相配的閥芯為“H”形，即閥芯是由左右兩閥芯組成，兩閥芯之間通過連接桿28固定相連，在蒸發(fā)室與閥體右側(cè)相連的壁上開有壓力傳遞孔30，在閥體上與閥芯對應(yīng)處開有進(jìn)液口 27，進(jìn)液口位于相變換熱介質(zhì)的液面以下。在閥體內(nèi)閥芯的左端安裝有復(fù)位彈簧25，復(fù)位彈簧的右端頂在閥芯的左端面，復(fù)位彈簧的左端頂在安裝在閥體上的壓力調(diào)整螺栓Π40上。
[0026]如圖4、5所示，在噴嘴34上安裝的壓力控制閥是由閥體136、閥芯135組成，在閥芯I上開有在開啟位置使噴嘴打開的孔37，在閥體I右端面開有壓力傳遞孔I，壓力傳遞管23的上端與壓力傳遞孔I相連通，下端與蒸發(fā)室14的內(nèi)腔聯(lián)通，在閥芯I左端的閥體I內(nèi)安裝有復(fù)位彈簧131，在復(fù)位彈簧I的左端的閥體I上安裝有壓力調(diào)整螺栓38;在上述壓力控制閥的閥體I上安裝有調(diào)整閥芯I移動的阻尼裝置，該阻尼裝置是由安裝在閥芯I與復(fù)位彈簧I之間與閥芯I相配接觸的球體32和用于將球體壓向閥芯I表面的壓簧33組成，閥芯I與球體接觸部分為球體或圓錐體。這樣當(dāng)閥芯