专利名称：太阳能真空管式分离液体循环发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电设备，特别是以太阳能真空管为能源采集系统的液体循环发电设备。
背景技术：
现有的发电技术主要采用蒸汽为工作介质发电，即通过热机原理，受卡诺循环的 限制的蒸汽热发电，主要的工作介质为水，其喷嘴设置在定子上，不发生运动，叶片设置在 转子上，喷嘴喷射的蒸汽推动叶片进行旋转发电。由于其存在冷凝过程，因而大量的能源被 排除到循环之外，因而能源使用效率低。采用低温有机物的朗肯循环(ORC)发电机组，适合于低温热源以及小型的发电， 但是其依然是卡诺循环的热机，是将现有的大型蒸汽发电设备小型化，其喷嘴与叶片设置 与大型的相同，这样的结构设置限制了发电的能源利用，工作介质也必须采用低温的工作 介质。此外，斯特林机也是一种发电设备，其主要采用缸体以及运动的活塞，利用缸体外 部的热能实现对缸体内部的工作介质进行汽化，推动缸体运动后带动发电设备进行机组发 电，其本质也是热机原理。上述的主要的发电技术和方法，都是采用热机原理的发电，其工作介质都经过了 液气相变过程，需要热能加热工作介质，使其产生高温高压蒸汽，推动发电及的转子转动， 实现发电。水利发电机是采用液体的水为工作介质，利用水的压力和流量推动转子转动实现 发电，但是其水是依靠水的动能以及势能发电即依靠水利进行发电，不是依靠液体为工作 介质的循环发电设备。水力发电不是热机发电，但是需要依靠自然界的长期流动的水源，这 样限制了其应用。现有的水利蓄液发电，液体提升后被用于蓄能，发电的水不是用于作为发 电的工作介质，不是被循环的多次的应用连续的发电。太阳能发电主要有光伏和光热两种，光伏发电需要硅或其他特殊材料进行发电， 光热发电有槽式、塔式和蝶式。太阳能真空集热管主要应用于太阳能热水器，还没有采用太 阳能真空集热管为采集能源进行液体循环发电的系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种以太阳能真空集热管为太阳能采集系统的分离液体循 环发电机，设置有一个工作箱体及一个蓄液箱体，工作箱体及蓄液箱体分离，工作箱体的液 体依靠重力或压力推动液体发电设备发电，液体经发电机后进入到蓄液箱体，利用太阳能 真空集热管完成太阳能的采集，利用太阳能的热能提升蓄液箱体中的液体回到工作箱体实 现循环发电，同时太阳能采集部分采集的热能被用于对工作箱体及蓄液箱体进行增压。本发明的具体发明内容如下太阳能真空管式液体循环发电机，由太阳能真空管、液体发电机组成，其中至少一个工作箱体和至少一个蓄液箱体，工作箱体与蓄液箱体之间由一个连接通道相互连通，在 连通管道上设置有叶轮，叶轮上连接有发电设备，液体从工作箱体流经发电设备后进入到 蓄液箱体，蓄液箱体的液体经液体提升设备进入到工作箱体循环发电，一组太阳能真空集 热管与一个太阳能集热箱体相互连接，集热箱体内部设置低温气化工作介质，太阳能真空 集热采集系统将低温工作介质气化后为工作箱体的液体提供压力，或/和采用热能驱动提 升液体装置将蓄液箱体的液体提升到工作箱体内，使得液体可以循环进行发电。太阳能真空集热管选择自下列至少一种单口太阳能真空集热管；双通太阳能真空集热管；带有反射槽的太阳能真空机热管；在太阳能真空集热管内部还设置有热管。液体发电机选自下列一种A、水利发电机；B、蒸汽轮机。现有的水利发电设备都是液体发电设备，都可以用于本发明的发电，但是除此之 外，还可以利用现有的蒸汽发电设备，但是采用液体进行推动，液体经喷射后推动汽轮机发 电，但需要针对不同发电设备进行压力和流量的匹配。太阳能真空集箱内充入的低温工作介质为可以在-30-300摄氏度进行气化的低 温汽化工作介质。经太阳能采集系统采集的热能用于至少下列一种A、用于将蓄液箱体的液体提升到蓄液箱体；B、用于为工作箱体内部增压；C、用于为蓄液箱体内部增压。太阳能被用于其中至少一种，但是主要用于液体的提升，只要液体被提升，就可以 实现循环的发电，同时为了提高效率，可以对工作箱体内部的液体进行增压，也可以对蓄液 箱体增压，用于消耗更少的其他能量对液体提升。采用热能驱动的提升液体装置至少设置有两个箱体，一个箱体位于另外一个的上 部，上部箱体与下部箱体之间有一个挡板，上部箱体设置有使液体能进出的进口与出口，下 部箱体内设置有一个活塞，活塞将下部箱体分割为两部分，一部分为下部液体腔室，另外一 部分为下部气体腔室，在下部液体腔室及下部气体各设置有一对进出口，用于气体和液体 的进出。这是利用太阳能驱动液体的一种方法，根据此原理可以设置其他的结构，但是主 要是利用蒸汽压力提升液体。太阳能集热箱体与热能驱动提升液体装置下部箱体的气体腔室连通，高位的蓄液 箱体与上部箱体连接，低的蓄液箱体出口与下部箱体的液体腔室的入口连接，其出口与工 作箱体连接。太阳能采集并加热低温工作介质后，将其通入到下部箱体中，随着压力的增大，活 塞推动液体从下部的液体腔室进入到工作箱体内，完成液体的提升，然后在上部箱体中充 入液体通过挡板对气体进行冷凝，为了增加冷凝效果，将挡板设置成为“凸”型或增加翅片，或换热器件，在下部箱体的低温工作介质被冷凝后压力降低或成为液体，此时将蓄液箱体 的液体进入到下部的液体腔室内，活塞被推动上升，将冷凝的液体或气体输送到太阳能蒸 发腔室进行再次的蒸发，在此前将上部腔室的液体充入到蓄液箱体内，当下部液体腔室的 液体充入完成后，再次将汽化的低温工作介质充入到下部箱体的气体腔体内提升液体，这 样就可以形成一个循环，实现液体的提升。设置两个液体提升设备，当一个将液体进行提升时另外一个提升装置将蓄液箱体 的液体进入到下部箱体内，两个提升装置可以交替循环充入液体或提升液体，实现液体的 连续提升。工作箱体、蓄液箱体、提升装置的下部箱体为带有活塞的缸体，低温工作介质气化 后进入到缸体为液体提供压力或提升液体。采用本发明的技术方案具有以下有益效果本发明采用真空管为太阳能采集系统，实现太阳能的低成本的发电，特别是采用 液体为循环工作介质，将太阳能采集的热能用于驱动液体进行循环，为太阳能低温热利用 提供了一种新的技术方法，扩大了太阳能利用的形式和方法。本发明采用在中国具备大量产业基础的普通真空管技术实现太阳能的低成本的 采集，同时可以利用现有的微型水电设备的产业化的基础，可以快速的实现产能产品的产 业化。本发明的太阳能发电技术不需要跟踪器件，产品可靠性高，适合于分布式以及集 中的太阳能采集和发电，既可以实现家庭的太阳能电站也可以实现大规模的太阳能电站的 建设，为太阳能的普及和利用提供了急需的技术产品。本发明的技术产品可以实现低成本的批量化制造，为太阳能取代传统能源提供了 可能。
图1是太阳能真空集热管分离液体循环发电系统结构示意图。图2是带增压的太阳能真空集热管液体循环发电系统结构示意图。图3是太阳能双通集热管液体循环发电系统结构示意图。图4是太阳能液体提升装置的机构示意图。图中标号具体含义1 工作箱体，2 蓄液箱体，3 发电机，4 液体提升装置，5 太阳能低温蒸发室，6 太阳能采集系统，7 太阳能低温气体箱体，8 液体提升装置的上部箱体，9 活塞，10 液体 提升装置的下部箱体，11 挡板。
具体实施例方式实施例一、太阳能真空集热管液体循环发电系统如图1所示，是以单开口的太阳能真空管为采集系统，采用其热能对液体进行提 升，完成液体循环的发电。其中采用太阳能真空机集热管为太阳能采集6部分，用一个液体 提升装置4将蓄液箱体2的液体进行提升，液体被提升到工作箱体1后再次循环发电。实施例二、热管型太阳能真空集热管液体循环发电系统
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如图2所示，太阳能采集的热能用于液体的提升以及对工作箱体及蓄热箱体增 压。其中采用热管型太阳能采集系统1，采用R245fa或R21为低温工作介质，在工作箱体1 及液体提升装置4采用活塞缸体结构，低温工作介质箱体7中的气体直接与工作箱体及液 体提升设备4进行连接，并构成回路，同时太阳能采集系统与低温工作介质箱体连接并构 成回路，液体在太阳能采集系统采集的热能驱动下进行循环并且对工作箱体1提供增压， 实现高效的发电。实施例三、双通管太阳能真空集热管液体循环发电系统如图3所示，在本实施例中，采用太阳能双通管为采集部分，汽化的低温工作介质 直接进入低温工作箱体7中，其被冷凝的液体从太阳能双通管的底部进入真空管内，实现 对低温工作介质的加热，被加热的低温工作介质直接提升液体及完成对工作箱体的增压。实施例四、太阳能提升液体装置如图4所示，本实施例中，太阳能采集5并加热低温工作介质后，将其通入到下部 箱体的气体腔室中，随着压力的增大，活塞9推动液体从下部的液体腔室10进入到工作箱 体1内，完成液体的提升，然后在上部箱体8中充入液体通过挡板11对气体进行冷凝，为了 增加冷凝效果，将挡板U设置成为“凸”型或增加翅片，或换热器件，在下部箱体的低温工 作介质被冷凝后压力降低或成为液体，此时将低位的蓄液箱体2的液体进入到下部的液体 腔室内，活塞被推动上升，将冷凝的液体或气体退回到太阳能蒸发腔室5进行再次的蒸发， 在此前将上部腔室的液体充入到高位的蓄液箱体2内，当下部液体腔室的液体充入完成 后，再次将汽化的低温工作介质充入到下部箱体的气体腔体内提升液体，这样就可以形成 一个循环，实现液体的提升，在此例中设置有两个蓄液箱体，一个是高位的蓄液腔室，液体 将发电后直接进入到此箱体，同时设置有低位的蓄液箱体，低位的蓄液箱体与液体提升设 备的下部液体腔室连接，同时两个蓄液箱体也设计有连接管道可以直接将液体依靠重力充 入到低部的蓄液腔室内。高位的蓄液箱体高度低位的蓄液箱体以及高于液体提升装置的上部箱体，以保证 可以依靠液体的重力使液体可以由高位的蓄液箱体流入到上部箱体中，同时低位的蓄液箱 体高于下部箱体的液体腔室，以保证液体可以依靠重力用低位的蓄液箱体流入到下部的液 体腔室内。依靠本发明的原理，可以进行多种结构、不同规模的电站的设计，本发明的结构和 实现方式不限于实施例。
权利要求
太阳能真空管式分离液体循环发电机，由太阳能真空管、液体发电机组成，其特征是至少一个工作箱体(1)和至少一个蓄液箱体(2)，所述工作箱体(1)与所述蓄液箱体(2)之间由一个连接通道相互连通，在连通管道上设置有叶轮，叶轮上连接有发电设备(3)，液体从工作箱体(1)流经发电设备(3)后进入到蓄液箱体(2)，蓄液箱体的液体经液体提升设备(4)进入到工作箱体循环发电，一组太阳能真空集热管(6)与一个太阳能集热箱体相互连接，集热箱体内部设置低温气化工作介质，太阳能真空集热采集系统(6)将低温工作介质气化后为工作箱体(1)的液体提供压力，或/和采用热能驱动提升液体装置(4)将蓄液箱体(2)的液体提升到工作箱体(1)内，使得液体可以循环进行发电。
2.根据权利要求1所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是太阳能真 空集热管选择自下列至少一种A、单口太阳能真空集热管；B、双通太阳能真空集热管；C、带有反射槽的太阳能真空机热管。
3.根据权利要求2所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是在太阳能 真空集热管内部还设置有热管。
4.根据权利要求1所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是液体发电 机⑶选自下列一种A、水利发电机；B、蒸汽发电机。
5.根据权利要求1所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是太阳能真 空集箱内充入的低温工作介质为可以在-30-300摄氏度进行气化的低温汽化工作介质。
6.根据权利要求1所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是经太阳能 采集系统采集的热能用于至少下列一种A、用于将蓄液箱体的液体提升到蓄液箱体；B、用于为工作箱体内部增压；C、用于为蓄液箱体内部增压。
7.根据权利要求1所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是采用热能 驱动的提升液体装置(4)至少设置有两个箱体，其中一个箱体位于另外箱体的上部(8)，形 成上部箱体和下部箱体，在上部箱体与下部箱体之间设置有一个挡板(11)，上部箱体设置 有使液体能进出的进口与出口，下部箱体内设置有一个活塞(9)，活塞将下部箱体分割为两 部分，一部分为下部液体腔室，另外一部分为下部气体腔室，在下部液体腔室及下部气体腔 室各设置有一对进出口，用于气体和液体的进出。
8.根据权利要求7所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是太阳能集 热箱体(6)与热能驱动提升液体装置下部箱体的气体腔室连通，高位的蓄液箱体与上部箱 体连接，低的蓄液箱体出口与下部箱体的液体腔室的入口连接，其出口与工作箱体连接。
9.根据权利要求7、8所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是设置两 个液体提升装置，当一个将液体进行提升时另外一个提升装置将蓄液箱体的液体充入到下 部箱体内，两个提升装置可以交替循环充入液体或提升液体，实现液体的连续提升。
10.根据权利要求7、8所述的太阳能真空管式分离液体循环发电机，其特征是工作箱体、蓄液箱体、提升装置的下部箱体为带有活塞的缸体，低温工作介质气化后进入到缸体为 液体提供压力或提升液体。
全文摘要
本发明提供了以太阳能真空集热管为太阳能采集系统的分离液体循环发电机，设置有一个工作箱体及一个蓄液箱体，工作箱体及蓄液箱体分离，工作箱体的液体依靠重力或压力推动液体发电设备发电，液体经发电机后进入到蓄液箱体，利用太阳能真空集热管完成太阳能的采集，利用太阳能的热能提升蓄液箱体中的液体回到工作箱体实现循环发电，同时太阳能采集部分采集的热能被用于对工作箱体及蓄液箱体进行增压。
文档编号F03G6/06GK101900094SQ200910302759
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者李建民 申请人:北京智慧剑科技发展有限责任公司