專利名稱：太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備，特別是以太陽能真空管為能源采集系統(tǒng)的液體循環(huán)發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的發(fā)電技術(shù)主要采用蒸汽為工作介質(zhì)發(fā)電，即通過熱機(jī)原理，受卡諾循環(huán)的 限制的蒸汽熱發(fā)電，主要的工作介質(zhì)為水，其噴嘴設(shè)置在定子上，不發(fā)生運(yùn)動(dòng)，葉片設(shè)置在 轉(zhuǎn)子上，噴嘴噴射的蒸汽推動(dòng)葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)發(fā)電。由于其存在冷凝過程，因而大量的能源被 排除到循環(huán)之外，因而能源使用效率低。采用低溫有機(jī)物的朗肯循環(huán)(ORC)發(fā)電機(jī)組，適合于低溫?zé)嵩匆约靶⌒偷陌l(fā)電， 但是其依然是卡諾循環(huán)的熱機(jī)，是將現(xiàn)有的大型蒸汽發(fā)電設(shè)備小型化，其噴嘴與葉片設(shè)置 與大型的相同，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置限制了發(fā)電的能源利用，工作介質(zhì)也必須采用低溫的工作 介質(zhì)。此外，斯特林機(jī)也是一種發(fā)電設(shè)備，其主要采用缸體以及運(yùn)動(dòng)的活塞，利用缸體外 部的熱能實(shí)現(xiàn)對缸體內(nèi)部的工作介質(zhì)進(jìn)行汽化，推動(dòng)缸體運(yùn)動(dòng)后帶動(dòng)發(fā)電設(shè)備進(jìn)行機(jī)組發(fā) 電，其本質(zhì)也是熱機(jī)原理。上述的主要的發(fā)電技術(shù)和方法，都是采用熱機(jī)原理的發(fā)電，其工作介質(zhì)都經(jīng)過了 液氣相變過程，需要熱能加熱工作介質(zhì)，使其產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，推動(dòng)發(fā)電及的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)發(fā)電。水利發(fā)電機(jī)是采用液體的水為工作介質(zhì)，利用水的壓力和流量推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn) 發(fā)電，但是其水是依靠水的動(dòng)能以及勢能發(fā)電即依靠水利進(jìn)行發(fā)電，不是依靠液體為工作 介質(zhì)的循環(huán)發(fā)電設(shè)備。水力發(fā)電不是熱機(jī)發(fā)電，但是需要依靠自然界的長期流動(dòng)的水源，這 樣限制了其應(yīng)用?，F(xiàn)有的水利蓄液發(fā)電，液體提升后被用于蓄能，發(fā)電的水不是用于作為發(fā) 電的工作介質(zhì)，不是被循環(huán)的多次的應(yīng)用連續(xù)的發(fā)電。太陽能發(fā)電主要有光伏和光熱兩種，光伏發(fā)電需要硅或其他特殊材料進(jìn)行發(fā)電， 光熱發(fā)電有槽式、塔式和蝶式。太陽能真空集熱管主要應(yīng)用于太陽能熱水器，還沒有采用太 陽能真空集熱管為采集能源進(jìn)行液體循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以太陽能真空集熱管為太陽能采集系統(tǒng)的分離液體循 環(huán)發(fā)電機(jī)，設(shè)置有一個(gè)工作箱體及一個(gè)蓄液箱體，工作箱體及蓄液箱體分離，工作箱體的液 體依靠重力或壓力推動(dòng)液體發(fā)電設(shè)備發(fā)電，液體經(jīng)發(fā)電機(jī)后進(jìn)入到蓄液箱體，利用太陽能 真空集熱管完成太陽能的采集，利用太陽能的熱能提升蓄液箱體中的液體回到工作箱體實(shí) 現(xiàn)循環(huán)發(fā)電，同時(shí)太陽能采集部分采集的熱能被用于對工作箱體及蓄液箱體進(jìn)行增壓。本發(fā)明的具體發(fā)明內(nèi)容如下太陽能真空管式液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，由太陽能真空管、液體發(fā)電機(jī)組成，其中至少一個(gè)工作箱體和至少一個(gè)蓄液箱體，工作箱體與蓄液箱體之間由一個(gè)連接通道相互連通，在 連通管道上設(shè)置有葉輪，葉輪上連接有發(fā)電設(shè)備，液體從工作箱體流經(jīng)發(fā)電設(shè)備后進(jìn)入到 蓄液箱體，蓄液箱體的液體經(jīng)液體提升設(shè)備進(jìn)入到工作箱體循環(huán)發(fā)電，一組太陽能真空集 熱管與一個(gè)太陽能集熱箱體相互連接，集熱箱體內(nèi)部設(shè)置低溫氣化工作介質(zhì)，太陽能真空 集熱采集系統(tǒng)將低溫工作介質(zhì)氣化后為工作箱體的液體提供壓力，或/和采用熱能驅(qū)動(dòng)提 升液體裝置將蓄液箱體的液體提升到工作箱體內(nèi)，使得液體可以循環(huán)進(jìn)行發(fā)電。太陽能真空集熱管選擇自下列至少一種單口太陽能真空集熱管；雙通太陽能真空集熱管；帶有反射槽的太陽能真空機(jī)熱管；在太陽能真空集熱管內(nèi)部還設(shè)置有熱管。液體發(fā)電機(jī)選自下列一種A、水利發(fā)電機(jī)；B、蒸汽輪機(jī)。現(xiàn)有的水利發(fā)電設(shè)備都是液體發(fā)電設(shè)備，都可以用于本發(fā)明的發(fā)電，但是除此之 外，還可以利用現(xiàn)有的蒸汽發(fā)電設(shè)備，但是采用液體進(jìn)行推動(dòng)，液體經(jīng)噴射后推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā) 電，但需要針對不同發(fā)電設(shè)備進(jìn)行壓力和流量的匹配。太陽能真空集箱內(nèi)充入的低溫工作介質(zhì)為可以在-30-300攝氏度進(jìn)行氣化的低 溫汽化工作介質(zhì)。經(jīng)太陽能采集系統(tǒng)采集的熱能用于至少下列一種A、用于將蓄液箱體的液體提升到蓄液箱體；B、用于為工作箱體內(nèi)部增壓；C、用于為蓄液箱體內(nèi)部增壓。太陽能被用于其中至少一種，但是主要用于液體的提升，只要液體被提升，就可以 實(shí)現(xiàn)循環(huán)的發(fā)電，同時(shí)為了提高效率，可以對工作箱體內(nèi)部的液體進(jìn)行增壓，也可以對蓄液 箱體增壓，用于消耗更少的其他能量對液體提升。采用熱能驅(qū)動(dòng)的提升液體裝置至少設(shè)置有兩個(gè)箱體，一個(gè)箱體位于另外一個(gè)的上 部，上部箱體與下部箱體之間有一個(gè)擋板，上部箱體設(shè)置有使液體能進(jìn)出的進(jìn)口與出口，下 部箱體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)活塞，活塞將下部箱體分割為兩部分，一部分為下部液體腔室，另外一 部分為下部氣體腔室，在下部液體腔室及下部氣體各設(shè)置有一對進(jìn)出口，用于氣體和液體 的進(jìn)出。這是利用太陽能驅(qū)動(dòng)液體的一種方法，根據(jù)此原理可以設(shè)置其他的結(jié)構(gòu)，但是主 要是利用蒸汽壓力提升液體。太陽能集熱箱體與熱能驅(qū)動(dòng)提升液體裝置下部箱體的氣體腔室連通，高位的蓄液 箱體與上部箱體連接，低的蓄液箱體出口與下部箱體的液體腔室的入口連接，其出口與工 作箱體連接。太陽能采集并加熱低溫工作介質(zhì)后，將其通入到下部箱體中，隨著壓力的增大，活 塞推動(dòng)液體從下部的液體腔室進(jìn)入到工作箱體內(nèi)，完成液體的提升，然后在上部箱體中充 入液體通過擋板對氣體進(jìn)行冷凝，為了增加冷凝效果，將擋板設(shè)置成為“凸”型或增加翅片，或換熱器件，在下部箱體的低溫工作介質(zhì)被冷凝后壓力降低或成為液體，此時(shí)將蓄液箱體 的液體進(jìn)入到下部的液體腔室內(nèi)，活塞被推動(dòng)上升，將冷凝的液體或氣體輸送到太陽能蒸 發(fā)腔室進(jìn)行再次的蒸發(fā)，在此前將上部腔室的液體充入到蓄液箱體內(nèi)，當(dāng)下部液體腔室的 液體充入完成后，再次將汽化的低溫工作介質(zhì)充入到下部箱體的氣體腔體內(nèi)提升液體，這 樣就可以形成一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)液體的提升。設(shè)置兩個(gè)液體提升設(shè)備，當(dāng)一個(gè)將液體進(jìn)行提升時(shí)另外一個(gè)提升裝置將蓄液箱體 的液體進(jìn)入到下部箱體內(nèi)，兩個(gè)提升裝置可以交替循環(huán)充入液體或提升液體，實(shí)現(xiàn)液體的 連續(xù)提升。工作箱體、蓄液箱體、提升裝置的下部箱體為帶有活塞的缸體，低溫工作介質(zhì)氣化 后進(jìn)入到缸體為液體提供壓力或提升液體。采用本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果本發(fā)明采用真空管為太陽能采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽能的低成本的發(fā)電，特別是采用 液體為循環(huán)工作介質(zhì)，將太陽能采集的熱能用于驅(qū)動(dòng)液體進(jìn)行循環(huán)，為太陽能低溫?zé)崂?提供了一種新的技術(shù)方法，擴(kuò)大了太陽能利用的形式和方法。本發(fā)明采用在中國具備大量產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的普通真空管技術(shù)實(shí)現(xiàn)太陽能的低成本的 采集，同時(shí)可以利用現(xiàn)有的微型水電設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，可以快速的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能產(chǎn)品的產(chǎn) 業(yè)化。本發(fā)明的太陽能發(fā)電技術(shù)不需要跟蹤器件，產(chǎn)品可靠性高，適合于分布式以及集 中的太陽能采集和發(fā)電，既可以實(shí)現(xiàn)家庭的太陽能電站也可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的太陽能電站的 建設(shè)，為太陽能的普及和利用提供了急需的技術(shù)產(chǎn)品。本發(fā)明的技術(shù)產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)低成本的批量化制造，為太陽能取代傳統(tǒng)能源提供了 可能。


圖1是太陽能真空集熱管分離液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是帶增壓的太陽能真空集熱管液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是太陽能雙通集熱管液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是太陽能液體提升裝置的機(jī)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號具體含義1 工作箱體，2 蓄液箱體，3 發(fā)電機(jī)，4 液體提升裝置，5 太陽能低溫蒸發(fā)室，6 太陽能采集系統(tǒng)，7 太陽能低溫氣體箱體，8 液體提升裝置的上部箱體，9 活塞，10 液體 提升裝置的下部箱體，11 擋板。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一、太陽能真空集熱管液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示，是以單開口的太陽能真空管為采集系統(tǒng)，采用其熱能對液體進(jìn)行提 升，完成液體循環(huán)的發(fā)電。其中采用太陽能真空機(jī)集熱管為太陽能采集6部分，用一個(gè)液體 提升裝置4將蓄液箱體2的液體進(jìn)行提升，液體被提升到工作箱體1后再次循環(huán)發(fā)電。實(shí)施例二、熱管型太陽能真空集熱管液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
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如圖2所示，太陽能采集的熱能用于液體的提升以及對工作箱體及蓄熱箱體增 壓。其中采用熱管型太陽能采集系統(tǒng)1，采用R245fa或R21為低溫工作介質(zhì)，在工作箱體1 及液體提升裝置4采用活塞缸體結(jié)構(gòu)，低溫工作介質(zhì)箱體7中的氣體直接與工作箱體及液 體提升設(shè)備4進(jìn)行連接，并構(gòu)成回路，同時(shí)太陽能采集系統(tǒng)與低溫工作介質(zhì)箱體連接并構(gòu) 成回路，液體在太陽能采集系統(tǒng)采集的熱能驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行循環(huán)并且對工作箱體1提供增壓， 實(shí)現(xiàn)高效的發(fā)電。實(shí)施例三、雙通管太陽能真空集熱管液體循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)如圖3所示，在本實(shí)施例中，采用太陽能雙通管為采集部分，汽化的低溫工作介質(zhì) 直接進(jìn)入低溫工作箱體7中，其被冷凝的液體從太陽能雙通管的底部進(jìn)入真空管內(nèi)，實(shí)現(xiàn) 對低溫工作介質(zhì)的加熱，被加熱的低溫工作介質(zhì)直接提升液體及完成對工作箱體的增壓。實(shí)施例四、太陽能提升液體裝置如圖4所示，本實(shí)施例中，太陽能采集5并加熱低溫工作介質(zhì)后，將其通入到下部 箱體的氣體腔室中，隨著壓力的增大，活塞9推動(dòng)液體從下部的液體腔室10進(jìn)入到工作箱 體1內(nèi)，完成液體的提升，然后在上部箱體8中充入液體通過擋板11對氣體進(jìn)行冷凝，為了 增加冷凝效果，將擋板U設(shè)置成為“凸”型或增加翅片，或換熱器件，在下部箱體的低溫工 作介質(zhì)被冷凝后壓力降低或成為液體，此時(shí)將低位的蓄液箱體2的液體進(jìn)入到下部的液體 腔室內(nèi)，活塞被推動(dòng)上升，將冷凝的液體或氣體退回到太陽能蒸發(fā)腔室5進(jìn)行再次的蒸發(fā)， 在此前將上部腔室的液體充入到高位的蓄液箱體2內(nèi)，當(dāng)下部液體腔室的液體充入完成 后，再次將汽化的低溫工作介質(zhì)充入到下部箱體的氣體腔體內(nèi)提升液體，這樣就可以形成 一個(gè)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)液體的提升，在此例中設(shè)置有兩個(gè)蓄液箱體，一個(gè)是高位的蓄液腔室，液體 將發(fā)電后直接進(jìn)入到此箱體，同時(shí)設(shè)置有低位的蓄液箱體，低位的蓄液箱體與液體提升設(shè) 備的下部液體腔室連接，同時(shí)兩個(gè)蓄液箱體也設(shè)計(jì)有連接管道可以直接將液體依靠重力充 入到低部的蓄液腔室內(nèi)。高位的蓄液箱體高度低位的蓄液箱體以及高于液體提升裝置的上部箱體，以保證 可以依靠液體的重力使液體可以由高位的蓄液箱體流入到上部箱體中，同時(shí)低位的蓄液箱 體高于下部箱體的液體腔室，以保證液體可以依靠重力用低位的蓄液箱體流入到下部的液 體腔室內(nèi)。依靠本發(fā)明的原理，可以進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)、不同規(guī)模的電站的設(shè)計(jì)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和 實(shí)現(xiàn)方式不限于實(shí)施例。
權(quán)利要求
太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，由太陽能真空管、液體發(fā)電機(jī)組成，其特征是至少一個(gè)工作箱體(1)和至少一個(gè)蓄液箱體(2)，所述工作箱體(1)與所述蓄液箱體(2)之間由一個(gè)連接通道相互連通，在連通管道上設(shè)置有葉輪，葉輪上連接有發(fā)電設(shè)備(3)，液體從工作箱體(1)流經(jīng)發(fā)電設(shè)備(3)后進(jìn)入到蓄液箱體(2)，蓄液箱體的液體經(jīng)液體提升設(shè)備(4)進(jìn)入到工作箱體循環(huán)發(fā)電，一組太陽能真空集熱管(6)與一個(gè)太陽能集熱箱體相互連接，集熱箱體內(nèi)部設(shè)置低溫氣化工作介質(zhì)，太陽能真空集熱采集系統(tǒng)(6)將低溫工作介質(zhì)氣化后為工作箱體(1)的液體提供壓力，或/和采用熱能驅(qū)動(dòng)提升液體裝置(4)將蓄液箱體(2)的液體提升到工作箱體(1)內(nèi)，使得液體可以循環(huán)進(jìn)行發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是太陽能真 空集熱管選擇自下列至少一種A、單口太陽能真空集熱管；B、雙通太陽能真空集熱管；C、帶有反射槽的太陽能真空機(jī)熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是在太陽能 真空集熱管內(nèi)部還設(shè)置有熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是液體發(fā)電 機(jī)⑶選自下列一種A、水利發(fā)電機(jī)；B、蒸汽發(fā)電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是太陽能真 空集箱內(nèi)充入的低溫工作介質(zhì)為可以在-30-300攝氏度進(jìn)行氣化的低溫汽化工作介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是經(jīng)太陽能 采集系統(tǒng)采集的熱能用于至少下列一種A、用于將蓄液箱體的液體提升到蓄液箱體；B、用于為工作箱體內(nèi)部增壓；C、用于為蓄液箱體內(nèi)部增壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是采用熱能 驅(qū)動(dòng)的提升液體裝置(4)至少設(shè)置有兩個(gè)箱體，其中一個(gè)箱體位于另外箱體的上部(8)，形 成上部箱體和下部箱體，在上部箱體與下部箱體之間設(shè)置有一個(gè)擋板(11)，上部箱體設(shè)置 有使液體能進(jìn)出的進(jìn)口與出口，下部箱體內(nèi)設(shè)置有一個(gè)活塞(9)，活塞將下部箱體分割為兩 部分，一部分為下部液體腔室，另外一部分為下部氣體腔室，在下部液體腔室及下部氣體腔 室各設(shè)置有一對進(jìn)出口，用于氣體和液體的進(jìn)出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是太陽能集 熱箱體(6)與熱能驅(qū)動(dòng)提升液體裝置下部箱體的氣體腔室連通，高位的蓄液箱體與上部箱 體連接，低的蓄液箱體出口與下部箱體的液體腔室的入口連接，其出口與工作箱體連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7、8所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是設(shè)置兩 個(gè)液體提升裝置，當(dāng)一個(gè)將液體進(jìn)行提升時(shí)另外一個(gè)提升裝置將蓄液箱體的液體充入到下 部箱體內(nèi)，兩個(gè)提升裝置可以交替循環(huán)充入液體或提升液體，實(shí)現(xiàn)液體的連續(xù)提升。
10.根據(jù)權(quán)利要求7、8所述的太陽能真空管式分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，其特征是工作箱體、蓄液箱體、提升裝置的下部箱體為帶有活塞的缸體，低溫工作介質(zhì)氣化后進(jìn)入到缸體為 液體提供壓力或提升液體。
全文摘要
本發(fā)明提供了以太陽能真空集熱管為太陽能采集系統(tǒng)的分離液體循環(huán)發(fā)電機(jī)，設(shè)置有一個(gè)工作箱體及一個(gè)蓄液箱體，工作箱體及蓄液箱體分離，工作箱體的液體依靠重力或壓力推動(dòng)液體發(fā)電設(shè)備發(fā)電，液體經(jīng)發(fā)電機(jī)后進(jìn)入到蓄液箱體，利用太陽能真空集熱管完成太陽能的采集，利用太陽能的熱能提升蓄液箱體中的液體回到工作箱體實(shí)現(xiàn)循環(huán)發(fā)電，同時(shí)太陽能采集部分采集的熱能被用于對工作箱體及蓄液箱體進(jìn)行增壓。
文檔編號F03G6/06GK101900094SQ200910302759
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者李建民 申請人:北京智慧劍科技發(fā)展有限責(zé)任公司