CN102588231B - 太阳能热电联产真空管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能热电联产真空管，包括集热部分和做功部分，集热部分包括上端开口的真空集热管，做功部分包括下端开口的管体，管体的下口与真空集热管上口之间通过密封盖密封连接；管体内设有带磁性材料的转轮叶片或被充磁的转轮，管体的外部设有发电线圈；真空集热管的内腔与管体的内腔之间设有回流管和工质出口管，出口管的上口设于转轮叶片的侧面或下方，做功部分的管体的管壁为冷凝壁。当太阳能加热了管内的液态工质后，在真空状态下，液体沸腾形成蒸汽或过热工质，可以实现发电和输出热量。结构简单、可靠，工作寿命长、可实现热电联产。

Description

太阳能热电联产真空管
技术领域
本发明涉及一种太阳能电热装置，尤其涉及一种太阳能热电联产真空管。 
背景技术
目前，太阳能光伏发电的装置主要有晶硅电池、薄膜电池等采用半导体特性发电，存在发电效率受半导体特性影响，发电效率较低；太阳能光热发电的装置热发电装置如碟式、槽式和塔式，都需要大面积阵列加热工质推动汽轮机或空气机发电。 
上述现有技术至少存在以下缺点： 
不能很好形成单体内部自循环系统，发电效果不佳，不能形成小系统单体或多组串并联形成热电联产。 
发明内容
本发明的目的是提供一种能很好形成单体内部自循环系统、发电效果好的太阳能热电联产真空管。 
本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 
本发明的太阳能热电联产真空管，包括集热部分和做功部分，所述集热部分包括上端开口的真空集热管，所述做功部分包括下端开口的管体，所述管体的下口与所述真空集热管上口之间通过密封盖密封连接； 
所述管体内设有带磁性材料的转轮叶片或被充磁的转轮，所述管体的外部设有发电线圈； 
所述真空集热管的内腔与所述管体的内腔之间设有回流管和蒸汽出口管，所述蒸汽出口管的上口设于所述转轮叶片的侧面或下方。 
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的太阳能热电联产真空管，由于集热部分的真空集热管与做功部分的管体之间通过密封盖密封连接，内腔之间设有回流管和蒸汽出口管，做功部分的管体内设有带磁性材料的转轮叶片或被充磁的转轮，管体的外部设有发电线圈。当太阳能加热了管内的液态工质后，在真空状态下，液体沸腾形成蒸汽，通过蒸汽出口管推动带有磁性材料的转轮叶片旋转，从而使外置线圈产生电动势，进而可以形成外部电流，实现发电。蒸汽在管体的外壁冷凝后使得外部冷却水被加热，从而实现输出热量。蒸汽在冷凝后，回流到管内加热段，实现蒸发再循环的往复过程。能很好形成单体内部自循环系统、发电效果好。
附图说明
图1为本发明太阳能热电联产真空管具体实施例一的结构示意图； 
图2为本发明太阳能热电联产真空管具体实施例二的结构示意图。 
图中，1、真空集热管，2、回流管，3、固定杆，4、转轮叶片，5、液体，6、真空管金属盖，7、金属圆柱封头，8、蒸汽出口管，9、线圈，10、冷凝壁，11、固定件，12、内玻璃外壁的太阳能吸收涂层，13、带太阳能吸收涂层的金属翅片。 
具体实施方式
本发明的太阳能热电联产真空管，其较佳的具体实施方式是： 
包括集热部分和做功部分，所述集热部分包括上端开口的真空集热管，所述做功部分包括下端开口的管体，所述管体的下口与所述真空集热管上口之间通过密封盖密封连接； 
所述管体内设有带磁性材料的转轮叶片，所述管体的外部设有发电线圈； 
所述真空集热管的内腔与所述管体的内腔之间设有回流管和蒸汽出口管，所述蒸汽出口管的上口设于所述转轮叶片的下方。 
所述管体的管壁可以为冷凝壁，所述冷凝壁设有热交换夹套，或将所述管体直接设置在流动液体或空气中。 
所述密封盖可以为真空管金属盖，所述管体的上端通过金属圆柱封头密封，所述真空管金属盖与所述金属圆柱封头之间设有固定柱，所述转轮叶片设置在所述固定柱上。 
一种具体实施例的结构为： 
所述真空集热管的管壁为双层玻璃，内层玻璃的外壁设有太阳能吸收涂层，所述真空集热管的内腔注有液体，所述回流管的下口和蒸汽出口管的下口分别开口于所述真空集热管的内腔中。 
另一种具体实施例的结构为： 
所述回流管的下口与蒸汽出口管的下口在所述真空集热管的内腔中相互连通形成U形管，所述U形管内注有液体，所述U形管为金属材料，所述U形管的外壁连接有带太阳能吸收涂层的金属翅片。 
本发明的太阳能热电联产真空管，利用特殊设计的太阳能真空集热管将太阳能转化为电能和热能。在真空管内部设有具有热管特征的加热部分、散热部分、不同气压的分区，带叶轮的转子及外置线圈等。当太阳能加热了管内的液态工质后，在真空状态下，液体沸腾形成蒸汽或过热液体工质，通过喷管推动带有磁性材料的叶轮或被充磁的转轮旋转，从而使外置线圈产生电动势，进而可以形成外部电流，实现发电。蒸汽或液体在外壁冷凝后使得外部冷却水被加热，从而实现输出热量。蒸汽在冷凝后，回流到管内加热段，实现蒸发再循环的往复过程。 
本发明利用真空集热管加热液体工质形成蒸汽驱动带有磁性转子转动，在外部电磁线圈形成电势差，从而实现发电。在冷凝壁上的冷却余热形成输出热量，从而实现热电联产的作用。 
本发明的优点是： 
结构简单、无需维护、可靠工作寿命长；可实现热电联产；内部近真空结构保证较高的发电效率，适用于太阳能辐照的不稳定性。较其他太阳能发电装置相比，其成本大幅度降低，有利于大范围推广。 
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明： 
具体实施例一，如图1所示： 
太阳能真空集热管1中，双层玻璃夹层为真空以提高太阳能集热效率，内层玻璃外表面为太阳能涂层12，真空管开口端与金属端盖密封保证其良好的气密性，该热发电管的内腔体在真空状态下，充有少量液体，使液体的沸点降低，从而提高热电联产管的工作效率；真空管金属盖上面焊有两根金属管(回流管2和蒸汽出口管8)，真空管顶部加装金属圆柱封头7和冷凝壁10，转轮叶片4和电磁线圈9分别固定在金属圆柱封头7的内部和外部，转轮叶片中轴通过固定杆3固定在固定件11和真空管金属盖6上。当太阳能集热管吸热时，加热真空管中的液体5，使其快速汽化并上升通过喷管排出驱动叶片4，叶片上集成磁性材料，转动后在电磁线圈9上形成电势差，通过并联和串联后形成一定的电势差，外接负载就可以形成电流，从而实现发电。水蒸气冷凝后通过冷凝壁10输出余热并形成液体，通过回流管2回流至真空管中，被再次加热后往复上述过程。 
具体实施例二，如图2所示： 
太阳能真空集热管1中，单层玻璃在开口端与金属端盖密封，热发电管的内腔体为真空状态从而提高热电联产管的工作效率；该真空管金属盖上面焊有一根U型金属管，一侧为回流管2，另一侧为蒸汽出口管8，在金属管外超声焊接带太阳能涂层的金属翅片13，在U型金属管与上部做功部分做抽真空处理后，充入部分液体，以降低液体沸点。真空管顶部加装金属圆柱封头7和冷凝壁10，转轮叶片4和电磁线圈9分别固定在金属圆柱封头7 的内部和外部，转轮叶片中轴通过固定杆3固定在固定件11和真空管金属盖6上。当太阳能翅片吸热时，加热U型管中的液体5，使其快速汽化并上升通过喷管排出驱动叶片4，叶片上固定磁性材料，转动后在电磁线圈9上形成电势差，通过并联和串联后形成一定的电势差，外接负载就可以形成电流，从而实现发电。水蒸气冷凝后通过冷凝壁10输出余热并形成液体，通过回流管2回流至U型管中，被再次加热后往复上述过程。 
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种太阳能热电联产真空管，包括集热部分和做功部分，其特征在于，所述集热部分包括上端开口的真空集热管，所述做功部分包括下端开口的管体，所述管体的下口与所述真空集热管上口之间通过密封盖密封连接；
所述管体内设有带磁性材料的转轮叶片，所述管体的外部设有发电线圈；
所述真空集热管的内腔与所述管体的内腔之间设有回流管和蒸汽出口管，所述蒸汽出口管的上口设于所述转轮叶片的下方。
2.根据权利要求1所述的太阳能热电联产真空管，其特征在于，所述管体的管壁为冷凝壁，所述冷凝壁设有热交换夹套，或将所述管体直接设置在流动液体或空气中。
3.根据权利要求2所述的太阳能热电联产真空管，其特征在于，所述密封盖为真空管金属盖，所述管体的上端通过金属圆柱封头密封，所述真空管金属盖与所述金属圆柱封头之间设有固定柱，所述转轮叶片设置在所述固定柱上。
4.根据权利要求1、2或3所述的太阳能热电联产真空管，其特征在于，所述真空集热管的管壁为双层玻璃，内层玻璃的外壁设有太阳能吸收涂层，所述真空集热管的内腔注有液体，所述回流管的下口和蒸汽出口管的下口分别开口于所述真空集热管的内腔中。
5.根据权利要求1、2或3所述的太阳能热电联产真空管，其特征在于，所述回流管的下口与蒸汽出口管的下口在所述真空集热管的内腔中相互连通形成U形管，所述U形管内注有液体，所述U形管为金属材料，所述U形管的外壁连接有带太阳能吸收涂层的金属翅片。
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