热管式真空内循环热动装置的制造方法
【专利说明】
所属技术领域
[0001]本发明涉及一种动力装置，特别是一种热管式真空内循环热动装置。
【背景技术】
[0002 ]目前，将自然界中的化石能源、风能、水能、太阳能、地热、核能等能源转化为电能、机械能等方便使用的能源的主要方式有，汽轮机组、太阳能光电板和内燃机等。其中风能和水能是可以将风能和水能直接转换成机械能用于发电，风能转化为电能的效率在75—98%，水能转化为电能的效率在75—95%，通过化石能、核能进行发电的效率只有40%左右，热电厂的热效率在60%-70%，而内燃机将化石能源转化为机械能的效率一般在30—60%，如现有量产的汽车中，汽油车的能量转化效率在30—40%，柴油车的能量转化效率在40—60%。
[0003]随着社会的快速发展，人们能源的需求日益增长，以石油、煤炭为主的化石能源的大量利用，所带来的是利用效率低、环境污染大等问题。
[0004]近年来热管技术的发展，由于热管具有“近等温导热”而被广泛使用。如中国知识产权局2011年03月30日授权公告的发明名称为“温差双向热管传热汽流风轮发电装置”就是利用热管内的相变换热介质推动风轮发电机进行发电。但由于其结构所限，因而发电能力受到极大限制。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决现有技术存在的缺陷，提供一种热转换效率高、封闭运行的热管式真空内循环热动装置。
[0006]本发明的技术方案是:一种热管式真空内循环热动装置，包括加热装置和装在加热装置内的相变换热介质，加热装置通过管路和安装在管路上的循环栗与热功转换装置相连，其特征在于上述热功转换装置是由真空状态的密闭容器组成，在密闭容器内由隔板将密闭容器分为上、下两个密闭室，在隔板上均布插装有蒸发室，蒸发室上端位于上密闭室内，蒸发室的下端位于下密闭室内，蒸发室的外壁与隔板密闭连接，在蒸发室的底部插装有热管，热管的外圆与蒸发室的底部密闭连接，热管的上端位于蒸发室内，热管的下端伸出蒸发室的底部，在蒸发室底部安装有与蒸发室底部密闭连接的加热室，加热装置通过出液管和回液管与加热室相连通，在出液管或回液管上安装有循环栗;在蒸发室的上端安装有喷嘴，在蒸发室的外壁上安装有进液阀，进液阀的出液口与蒸发室相连通，在上密闭室内装有相变换热介质，在与蒸发室的喷嘴对应位置处安装有热动力转换装置。
[0007]上述加热装置为太阳能加热装置或电加热装置或燃气、燃油、燃煤加热装置中的一种。
[0008]上述热动力转换装置为气流发电装置，蒸发室上端的喷嘴与气流发电装置中的叶片对应，叶片通过传动轴与发电机相连;或上述热动力转换装置由气缸、活塞、曲柄连杆机构和气缸上的排气口组成，蒸发室上端安装的喷嘴固定安装在气缸内。
[0009]在上述进液阀由阀体、阀芯和阀体上的进液口、出液口组成，阀体上的出液口通过连接管路与蒸发室的内联通，与阀体相配的阀芯为“H”形，在蒸发室与阀体相连处阀芯一端的壁上开有压力传递孔，在阀体上与阀芯对应处开有进液口，进液口位于上密闭室内装有的相变换热介质液面一下，在阀体内阀芯的另一端装有复位弹簧和调整螺栓。
[0010]在上述热功转换装置中的上密闭室内安装有吸热装置，吸热装置通过两管路与加热装置相连通，在两管路中的一个管路上安装有循环栗I。
[0011]在上述加热装置与热功转换装置之间安装有蓄能装置，蓄能装置是由换热密闭容器和加热装置组成，在换热密闭容器内装有热交换介质，在蓄能装置的换热密闭容器内安装有换热器和换热器I，换热器通过出液管和回液管I与加热装置相连通，换热器I通过两管路与吸热装置相连;在换热器I与吸热装置相连的一个管路上安装有压缩机，压缩机的吸气口与吸热装置的出液端相连，压缩机的排气口与换热器I进液端相连。
[0012]在上述换热密闭容器底部有加热室，加热室内的加热方式为电加热方式或燃气或燃油或燃煤加热方式中的一种。
[0013]在上述蒸发室上端安装的喷嘴上安装有压力控制阀。
[0014]上述压力控制阀是由阀体1、阀芯I组成，在阀芯I上开有垂直于阀芯轴线的通孔，在压力控制阀打开位置的阀体上，与阀芯上的通孔对应位置开有两个孔，两孔与喷嘴相连，在阀体I 一侧的端面开有压力传递孔I，压力传递管一端与压力传递孔I相连，另一端与蒸发室内联通，在阀芯I另一端的阀体I内安装有复位弹簧I和压力调整螺栓;在压力控制阀的阀体I上安装有调整阀芯I移动的阻尼装置，该阻尼装置是由安装在阀芯I与复位弹簧I之间与阀芯I相配接触的球体和用于将球体压向阀芯I表面的压簧组成，阀芯I与球体接触部分为球体或圆锥体。
[0015]上述各蒸发室底部的加热室相互联通并形成密闭的环形，下密闭室内填装有保温材料。
[0016]本发明是利用目前成熟的太阳能加热或其他加热方式对热交换介质进行加热，通过热交换介质对热管一端加热，利用热管的热量传导快、热损失小、热效率高等特点，对装置内的相变换热介质进行加热汽化，使其在蒸发腔的体积迅速膨胀，而形成巨大的压力，由蒸发腔上的喷嘴喷出，推动热动力转换装置将其势能转化为电能或机械能。转化后的相变换热介质经冷却，由气态变为液态后，再通过安装在蒸发腔上的进液阀，再次进入蒸发腔内，经热管进行再次加热，使相变换热介质在密闭状态下由液态变为气态再次循环，从而实现连续推动热动力转换装置进行能量转换。
[0017]本发明提供的技术方案的特点:1、结构合理、设计、构思巧妙;本装置充分利用了热管的特点，根据相变换热介质由液态变为气态的过程中，体积迅速膨胀这一特性，通过热管对热交换介质进行循环加热，为蒸发腔内的热管提供持续不断的热能，再通过热管对进入蒸发腔内的相变换热介质进行加热，使其使在蒸发腔内的体积迅速膨胀，来为热动力转换装置提供动力；2、由于本装置是在真空状态下运行，且利用热交换介质、热管、相变换热介质等热转换效率高的介质和元器件等装置，使本装置的有效能源利用率和转换效率高达85%以上;3、由于本装置在运行过程中，基本无机械运动装置，制造成本低、运行过程中基本无噪声和机械损耗，运行维护费用低;4、单位输出功率的体积是现有各种能量转换装置的一半以下，具有制造成本低等特点。
【附图说明】
[0018]附图1为本发明实施例1的结构示意图；
附图2为本发明实施例2的结构示意图；
附图3为本发明附图1、2的A-A剖视图；
附图4为本发明附图1、2的I的局部放大图；
附图5为本发明压力控制阀的结构示意图；
附图6为本发明进液阀的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]在附图1-6中，1-出液管、2-加热装置、3-循环栗、4-出液管1、5_吸热装置、6-发电机、7-叶片、8-热功转换装置、9-上密闭室、10-隔板、11-加热室、12-回液管、13-热管、14-蒸发室、15-保温材料、16-回液管1、17-循环栗1、18_蓄能装置、19-换热器、20-回液管1、21_换热器1、22-压缩机、23-压力传递管、24-连接管、25-复位弹簧、26-阀芯、27-进液口、28-连接杆、29-阀体、30-压力传递孔、31-复位弹簧1、32-球体、33-压簧、34-喷嘴、35-阀芯1、36-阀体1、37_孔、38-压力调整螺检、39-压力调整螺检1、40_压力调整螺检Π、41_热管1、42_加热室、43-排烟装置。
[0020]实施例1:
如图1所示，本装置是由加热装置2和热功转换装置8组成。加热装置是利用现有的太阳能加热装置，通过太阳能加热装置对加热装置内的热交换介质进行加热。
[0021]热功转换装置8是由内部为真空状态的密闭容器组成，在密闭容器内部通过隔板10将密闭容器分为上密闭室9和下密闭室两个真空的密闭室，上密闭室内装有相变换热介质。蒸发室14插装在隔板上的孔中，蒸发室的外壁与隔板上的孔之间密闭连接。在蒸发室的底部插装有热管13，热管的外圆与蒸发室的底部密闭连接，热管的上端位于蒸发室内，热管的下端伸出蒸发室的底部;在蒸发室底部安装有与蒸发室底部密封连接的加热室U，加热室通过出液管I和回液管12与加热装置形成循环通路，在出液管上安装有循环栗3，利用循环栗将加热装置加热后的热交换介质输送到加热室内，通过位于加热室内的热管下端将吸收的热量传递给热管上端，加热室内的进行热交换后的热交换介质通过回液管返回太阳能加热装置中被再次加热。
[0022]如图1、3、4所示，在蒸发室的上端安装有喷嘴34，在蒸发室的外壁上安装有进液阀，进液阀的出液口与蒸发室相连通，进液阀的进液口位于上密闭室内装相变换热介质的液面以下，在上密闭室内与蒸发室的喷嘴对应位置安装有热动力转换装置。
[0023]热动力转换装置为气流发电装置，该气流发电装置是由叶片7和发电机6组成，叶片与发电机之间通过传动轴相连，叶片与喷嘴相对应。
[0024]在上述热功转换装置8的密闭容器中的上密闭室9内安装有吸热装置5，吸热装置通过进、出管路与加热装置2相连通，在进、出管路中的一个管路上安装有循环栗117。
[0025]如图4、6所示，在蒸发室的外壁上安装的进液阀由阀体29、阀芯26和阀体上的进液口27、出液口组成，阀体上的出液口通过连接管24与蒸发室14的内腔联通，与阀体相配的阀芯为“H”形，即阀芯是由左右两阀芯组成，两阀芯之间通过连接杆28固定相连，在蒸发室与阀体右侧相连的壁上开有压力传递孔30，在阀体上与阀芯对应处开有进液口 27，进液口位于相变换热介质的液面以下。在阀体内阀芯的左端安装有复位弹簧25，复位弹簧的右端顶在阀芯的左端面，复位弹簧的左端顶在安装在阀体上的压力调整螺栓Π40上。
[0026]如图4、5所示，在喷嘴34上安装的压力控制阀是由阀体136、阀芯135组成，在阀芯I上开有在开启位置使喷嘴打开的孔37，在阀体I右端面开有压力传递孔I，压力传递管23的上端与压力传递孔I相连通，下端与蒸发室14的内腔联通，在阀芯I左端的阀体I内安装有复位弹簧131，在复位弹簧I的左端的阀体I上安装有压力调整螺栓38;在上述压力控制阀的阀体I上安装有调整阀芯I移动的阻尼装置，该阻尼装置是由安装在阀芯I与复位弹簧I之间与阀芯I相配接触的球体32和用于将球体压向阀芯I表面的压簧33组成，阀芯I与球体接触部分为球体或圆锥体。这样当阀芯