CN102536708A - 一种太阳能动力装置 - Google Patents

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徐新华
谢静娴
王劲柏
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Abstract

本发明公开了一种太阳能动力装置，包括：集液器，用于容置工质；分离器，设置在所述集液器上方，通过回流管与集液器连通；气泡管，其一端管口穿过分离器底部后置于分离器的腔体内，另一端管口与集液器底部连通；太阳能集热器，用于为从集液器底部流入气泡管中的工质进行加热，使其沸腾后产生气泡向上推动气泡管中的工质通过置于分离器的腔体内的气泡管管口喷出，回流管(4)中设置有叶轮装置，分离器腔内的工质通过该回流管向下流入所述集液器中时带动该叶轮装置转动，产生动力，从而驱动与该动力装置联接的工作单元工作。本发明的装置利用可再生低品位能源，具有清洁、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点。

Description

一种太阳能动力装置
技术领域
本发明涉及一种利用可再生低品位能源的绿色动力装置，具体是一种太阳能动力装置。
背景技术
太阳能以其清洁、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源的首选资源。
当前，利用太阳能主要有光热应用、光电应用两方面。光热应用是利用太阳辐射所产生的热能来驱动或者发电，一般是用太阳能集热器将所吸收的热能用来加热工质液体形成工质的蒸汽，然后由蒸汽直接驱动动力装置或者发电，产生的蒸汽压力比较高，对系统的安全性有一定的影响。光电应用是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池板，其原件制造需要消耗大量的能源及造成污染，效率也较低，系统也比较复杂。
目前的太阳能动力装置主要是采用太阳能电池板发电，然后利用电能驱动动力装置运转。由于动力装置中需要光电元件，成本较高，而且使得整个装置结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种利用太阳能的动力装置，利用太阳能使工质沸腾产生气泡，并在气泡上升过程提升液态工质，液态工质的势能推动叶轮转动产生动力。本发明不需要光电元件，也不会产生高压力的蒸汽，装置结构简单，成本低，节能环保。
实现本发明的目的所采用的具体技术方案为：
一种太阳能动力装置，包括分离器、气泡管、回流管、叶轮装置、集液器和太阳能集热器，其中，分离器设置在集液器上方，气泡管的一端穿过分离器底部后置于分离器腔体内，回流管的一端与分离器底部连通，且回流管的另一端从集液器顶部伸入并置于集液器内，气泡管的另一端连通到集液器的底部，且气泡管和集液器的底部之间的管道上设置有太阳能集热器，从集液器底部流入气泡管的工质经该太阳能集热器后被加热沸腾。沸腾的工质在气泡管内产生大量气泡，气泡沿着气泡管不断上升的同时带动液态工质上升，直至从分离器中的气泡管的端口处喷出，落入分离器腔体中，并进而通过与分离器底部连通的回流管向下流动，落入设置在下方的集液器中。在回流管中设置有叶轮装置，回流管中向下流动的工质推动该叶轮装置转动，进而产生动力并输出给外部的工作单元工作。
作为本发明的改进，该动力装置还包括设置在叶轮装置输出轴上的联接器，该联接器用于将叶轮装置的输出轴与工作单元连接，以将产生的动力输出到该工作单元。
作为本发明的改进，该动力装置还包括排气管和手动式真空泵，其中，排气管设置在集液器上，该排气管上设置有真空泵，通过真空泵，将动力装置进行抽真空处理。
作为本发明的改进，该该动力装置还包括冷凝管，其上端穿过分离器底部后伸入分离器腔内，下端与集液器连通，气泡管中的工质蒸汽喷出后，通过冷凝管冷凝，并落入集液器中，维持压力平衡。
本发明的工质可以为水，但不限于水，其它低沸点物质(如氨水，两相工质对丁烷+壬烷等)也可用于该装置的工质。
本发明的集液器位置比太阳能集热器位置高，以使液态工质在重力作用下流往太阳能集热器。
本发明的太阳能动力装置是利用太阳集热装置收集的的热量使低沸点工质沸腾，然后利用气泡提升泵原理用沸腾产生的气泡在上升过程提升液态工质，再利用提升至高处的液态工质的势能推动叶轮转动，最后通过联接器将动力传给其它装置。本发明的动力装置直接将太阳的热能转换为机械能，无需使用光电元件，无需外来动力，也不会产生高压力的蒸汽，设备简单，成本低，节能环保。
附图说明：
本发明包括的附图用来提供对本发明的进一步的理解，结合在本申请中并构成本申请的一部分。
图1为太阳能动力装置示意图(叶轮为冲击型式)；
图2为太阳能动力装置示意图(叶轮为反击型式)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
如图1、图2所示：本发明的动力装置包括分离器1、、气泡管3、回流管4、叶轮装置5、集液器10、太阳能集热器11。
分离器1设置在集液器10上方，气泡管3的一端穿过分离器1底部后设置在分离器1腔体内，回流管4的一端与分离器1的底部连通，且回流管4的另一端从集液器10顶部伸入并置于集液器10内，气泡管3的另一端连通到集液器10的底部，且气泡管3和集液器10的底部之间的管道上设置有太阳能集热器11，从集液器10底部流入气泡管3的工质经该太阳能集热器11后被加热沸腾。沸腾的工质在气泡管3内产生大量气泡，气泡沿着气泡管3不断上升的同时带动液态工质上升，直至从分离器1中的气泡管3的端口处喷出，落入分离器1腔体中，并进而通过与分离器1底部连通的回流管4向下流动，落入设置在下方的集液器10中。在回流管4中设置有叶轮装置5，回流管4中向下流动的工质推动该叶轮装置5转动，进而产生动力并输出给外部的工作单元7工作。
该动力装置还包括设置在叶轮装置5输出轴上的联接器6，该联接器6用于将叶轮装置5的输出轴与工作单元7连接，以将产生的动力输出到该工作单元7。
该动力装置还包括排气管8和手动式真空泵9，其中，排气管8设置在集液器10上，该排气管8上设置有真空泵9，通过真空泵9，将动力装置进行抽真空处理。
该动力装置还包括冷凝管2，其上端穿过分离器1底部后伸入分离器腔内，下端与集液器10连通，气泡管3中的工质蒸汽喷出后，通过冷凝管2冷凝，并落入集液器10中
装置初始运行前使用手动式真空泵9抽气使装置内部为一定的真空环境，从而降低系统中工质的沸点以利于提高太阳能利用率。集液器10中的工质由于重力作用流往太阳能集热器11，经过太阳能加热后工质的温度超过其沸点开始沸腾产生大量气泡，这些气泡沿着气泡管3中不断上升的同时带动液态工质上升，直至从分离器1中气泡管3的出口处喷出，液态工质落到分离器1的下部，工质蒸汽通过冷凝管2冷凝后落入集液器10，或部分蒸汽进入集液器10冷凝。分离器1下部积聚的液态工质由于重力沿回流管4向下流回集液器10。
如此往复则液态工质在系统中不断循环运行。在集液器10的入口处设置一个叶轮装置5，该叶轮可以为冲击式叶轮(如图1)，也可以为反击式叶轮(如图2)。叶轮叶片在液态工质流动作用下转动产生动力，通过联接器6将动力传递给工作单元7，本实施例中的工作单元为水泵，即动力驱动水泵运行，当然还可以为其他利用上述产生的动力进行工作的装置。

Claims (7)

1.一种太阳能动力装置，其利用太阳能产生动力，以驱动与该动力装置联接的工作单元工作，该动力装置包括：
集液器(10)，用于容置工质；
分离器(1)，设置在所述集液器(10)上方，其通过回流管(4)与集液器(10)连通，该分离器(1)腔内的工质可通过该回流管(4)流入所述集液器(10)中；
气泡管(3)，其一端管口穿过所述分离器(1)底部后置于分离器(1)的腔体内，另一端管口与所述集液器(10)底部连通；
太阳能集热器(11)，用于为从集液器(10)底部流入所述气泡管(3)中的工质进行加热，使其沸腾后产生气泡向上推动气泡管(3)中的工质，并通过置于分离器(1)腔体内的气泡管(3)管口喷出；
其特征在于，所述回流管(4)中设置有叶轮装置(5)，分离器(1)腔体内的工质通过该回流管(4)向下流入所述集液器(10)中时带动该叶轮装置(5)转动，产生动力，从而驱动与该动力装置联接的工作单元工作。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，所述的气泡管(3)的部分管体位于集液器(10)下方，工质流过该部分管体时被所述太阳能集热器(11)加热。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，所述回流管(4)的一端与分离器(1)的底部连通，另一端从集液器(10)顶部伸入并置于集液器(10)内。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，该动力装置还包括冷凝管(2)，其上端穿过分离器(1)底部后伸入分离器(1)的腔体内，下端与集液器(10)连通，气泡管(3)中的工质蒸汽喷出后，通过该冷凝管(2)冷凝并流入集液器(10)中。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，该动力装置还包括排气管(8)和设置在其上的真空泵(9)，通过该真空泵(9)将动力装置中的空气从排气管(8)抽出。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，该动力装置还包括设置在叶轮装置(5)输出轴上的联接器(6)，用于将所述输出轴与工作单元(7)连接，以将产生的动力输出到该工作单元(7)。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种太阳能动力装置，其特征在于，所述工质可以为水，也可以是其它低沸点物质。
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