CN102906514A - 热传递装置以及相关的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了热传递装置以及相关系统和方法的实施例。在一个实施例中，热传递系统可以包括管道，管道具有输入部分、输出部分和输入与输出部分之间的侧壁。热能够在输入部分进入管道并且在输出部分离开管道。热传递系统还可以包括邻近管道的终点的端盖。工作流体可以利用蒸发-冷凝循环通过管道流通。热传递装置还可以包括具有多个平行层的晶体的合成矩阵表征的建筑构造。

Description

热传递装置以及相关的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2010年2月13日提交的名称为“FULL SPECTRUMENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE”的美国专利申请No.61/304,403的优先权和受益权。本申请是以下申请的部分继续申请：2010年8月16日提交的名称为“INCREASING THE EFFICIENCY OFSUPPLEMENTED OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION(SOTEC)SYSTEMS”的美国专利申请No.12/857,546和2010年8月16日提交的名称为“GAS HYDRATE CONVERSION SYSTEM FOR HARVESTINGHYDROCARBON HYDRATE DEPOSITS”的美国专利申请No.12/857,228，其中每一个专利申请均要求于2010年2月13日提交的名称为“FULLSPECTRUM ENERGY AND RESOURCE INDEPENDENCE”的美国临时申请No.61/304,403的优先权和受益权。美国专利申请No.12/857,546和美国专利申请No.12/857,228中的每一个还是以下申请中的每一个的部分继续申请：2010年2月17日提交的名称为“ELECTROLYTIC CELL ANDMETHOD OF USE THEREOF”的美国专利申请No.12/707,651；2010年2月17日提交的名称为“ELECTROLYTIC CELL AND METHOD OF USETHEREOF”的PCT申请No.PCT/US10/24497；2010年2月17日提交的名称为“APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLINGNUCLEATION DURING ELECTROLYSIS”的美国专利申请No.12/707,653；2010年2月17日提交的名称为“APPARATUS AND METHODFOR CONTROLLING NUCLEATION DURING ELECTROLYSIS”的PCT申请No.PCT/US10/24498；2010年2月17日提交的名称为“APPARATUSAND METHOD FOR GAS CAPTURE DURING ELECTROLYSIS”的美国专利申请No.12/707,656；以及2010年2月17日提交的名称为“APPARATUSAND METHOD FOR CONTROLLING NUCLEATION DURINGELECTROLYSIS”的PCT申请No.PCT/US10/24499；其中的每一个专利申请均要求以下申请的优先权和受益权：2009年2月17日提交的名称为“FULL SPECTRUM ENERGY”的美国临时专利申请No.61/153,253；2009年8月27日提交的名称为“ELECTROLYZER AND ENERGYINDEPENDENCE TECHNOLOGIES”的美国临时专利申请No.61/237,476；2010年2月13日提交的名称为“FULL SPECTRUM ENERGY ANDRESOURCE INDEPENDENCE”的美国临时申请No.61/304,403。这些申请中的每一个均以其全部内容通过参照结合到本文中。
技术领域
本技术大致涉及热传递装置以及相关的系统和方法。
背景技术
热管利用工作流体的液-汽相变化在热源与散热器之间传递热。例如，封装在传统热管中的工作流体接触和吸收来自热界面的热，以使其转变至汽相。蒸汽压力驱动汽相工作流体通过管道至冷界面，工作流体在冷界面处冷凝成液相。冷界面吸收来自相变的潜热并将其从系统去除。液相工作流体然后利用毛细作用或重力返回至热界面以继续蒸发-冷凝循环。
热管一般能够用相对小的温度梯度并且在没有机械运动部件的情况下输送大量的热。因此，热管能够提供有效的热传递方式。但是，非冷凝气体可以通过热管的壁扩散，并且因此在工作流体中产生减弱热管的效率的杂质。另外，极端温度可以使蒸发-冷凝循环停止。例如，极端热度可以阻止工作流体冷凝，而极端寒冷则可以阻止工作流体蒸发。因此，需要改进热管的效率和适应性以及利用所产生的热能。
附图说明
图1是根据本技术的实施例构造的热传递装置的示意性横截面图。
图2A和图2B是根据本技术的其他实施例构造的热传递装置的示意性横截面图。
图3A是根据本技术的另一个实施例的热传递装置沿第一方向操作的示意性横截面图，以及图3B是图3A的热传递装置沿与第一方向相对的第二方向操作的示意性横截面图。
图4A和4B是根据本技术的实施例构造的热传递装置的示意性平面图。
图4C是根据本技术的另外的实施例构造的热传递装置的示意性横截面图。
图5A是根据本技术的实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的示意性视图，以及图5B是图5A的热传递系统的一部分的放大的操作视图。
图6A是根据本技术的另一个实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的示意性视图，以及图6B是图6A的热传递系统的一部分的放大的操作视图。
图7A是根据本技术的又一个实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的示意性视图，以及图7B和图7C是图7A的热传递系统的部分的放大的操作视图。
图7D是根据本技术的再一个实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的示意性视图。
图8是根据本技术的还一个实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的示意性视图。
图9A是根据本技术的另外的实施例的处于代表性的环境中的热传递系统的横截面图，以及图9B是图9A的细部9B的放大图。
图10是根据本技术的进一步的实施例构造的热传递装置的示意性横截面图。
图11是根据本技术的又一个实施例的示出在代表性的环境中的热传递系统1100的示意性视图。
具体实施方式
本公开描述了热传递装置以及关于该热传递装置的相关系统、组件、部件和方法。例如，如下所述的实施例中的一些大致涉及包括利用蒸发-冷凝循环传递热的工作流体或工作流体的组合的热传递装置。如本文中所使用的，术语“工作流体”可以包括致动热传递装置的任何流体。例如，在一个实施例中，工作流体是水。在其他实施例中，工作流体可以包括氨、甲醇和/或其他适当的工作流体，其他适当的工作流体基于热传递装置的可用流体和期望的输出而选择。另外，如下所述的几个实施例指的是使工作流体在汽相与液相之间转变的蒸发-冷凝循环。如在本文中所使用的，术语“蒸发-冷凝循环”广义上解释为指代导致热传递的工作流体的任何相变。
在以下说明和附图1至图11中阐述了某些细节以提供对本公开的各个实施例的彻底理解。但是，描述通常与热传递装置和/或与加热和冷却系统的其他方面相关的众所周知的结构和系统的其他细节以下不做阐述，以避免使得本公开的各个实施例的说明的被不必要地模糊化。因此，可以理解，以下阐述的细节中的一些提供用于说明以下实施例，以便足以使得相关领域的技术人员能够制造和使用所公开的实施例。但是，如下所述的细节和优势中的一些对于实施本公开的某些实施例可能不是必要的。附图中示出的许多细节、尺寸、角度、形状及其他特征仅为本公开的具体实施例的例示。因此，其他实施例可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下具有其他细节、尺寸、角度和特征。另外，本领域技术人员将理解，在没有如下所述细节中的一些的情况下也可以实施本公开的另外的实施例。
在全部说明书中引用“一个实施例”或“实施例”指的是与实施例结合说明的具体的特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在本整个说明书的各个位置出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并非必须全部参照同一实施例。此外，参考具体实施例说明的具体的特征、结构或特性可以以任何适当的方式组合在一个或更多个其他实施例中。此外，本文中提供的标题仅为了方便，并不解释所要求保护的公开的范围或意思。
图1是根据本技术的实施例构造的热传递装置100(“装置100”)的示意性横截面图。如图1所示，装置100可以包括管道102，管道102具有输入部分104、与输入部分104相对的输出部分106、和在输入部分104与输出部分106之间的侧壁120。装置100可以进一步包括输入部分104处的第一端盖108和输出部分106处的第二端盖110。装置100可以封装在蒸发-冷凝循环期间在汽相122a与液相122b之间转变的工作流体122(由箭头示出的)。
在选定的实施例中，装置100还可以包括一个或更多个建筑构造112。建筑构造112是晶体的合成矩阵表征(synthetic matrix characterization)，晶体主要包括石墨烯、石墨、氮化硼和/或另一种适当的晶体。这些晶体的构造和处理严重地影响当建筑构造112经受某些条件时将展现出的特性。例如，如以下进一步详细解释的，装置100可以为了建筑构造112的热特性、毛细特性、吸着特性、催化特性以及电磁、光学和声学特性而利用建筑构造112。如图1所示，建筑构造112可被布置为通过间隙116彼此间隔开的多个基本平行的层114。在各个实施例中，层114可以如同一个原子一样薄。在其他实施例中，单层114的厚度可以大于和/或小于一个原子，层114之间的间隙116的宽度可以变化。比如为图1中所示的建筑构造112的建筑构造的制造和构造方法在名称为“ARCHITECTURAL CONSTRUCTHAVING FOR EXAMPLE A PLURALITY OF ARCHITECTURALCRYSTALS”的美国专利申请(代理档案号No.69545-8701US)中进行了说明，该专利申请与此同时提交并且其全部内容通过参引方式并入。
如图1所示，第一端盖108可被邻近热源(未示出)地安装，使得第一端盖108用作使工作流体122汽化的热界面。因此，第一端盖108可以包括具有高导热率和/或透过率以吸收或传递来自热源的热的材料。例如，在图1中示出的实施例中，第一端盖108包括由导热晶体(例如，石墨烯)制成的建筑构造112。建筑构造112可被布置成通过将层114构造成具有高度集中的导热路径(例如，由层114形成)而以传导方式提高其热，导热路径基本平行于热的注入。例如，在所示的实施例中，层114大致与进入的热流对准，使得热进入层114之间的建筑构造112。该构造将层114的最大表面面积暴露于热，由此增加由建筑构造112吸收的热。有利地，尽管具有比金属低得多的密度，但是建筑构造112能够比实体银、未加工石墨、铜或铝每单位面积传导地和/或辐射地传递更大量的热。
如在图1中进一步示出的，第二端盖110可以将来自装置100的热排出到散热器(未示出)，使得第二端盖110用作冷凝工作流体122的冷界面。如同第一端盖108，第二端盖110可以包括具有高导热率(例如，铜、铝)和/或透过率以吸收和/或传递来自工作流体122的潜热的材料。因此，如同第一端盖108，第二端盖110可以包括建筑构造112。但是，并非如同第一端盖108那样将热传递至装置100内，第二端盖110可以将潜热输送出装置100。在各个实施例中，第一和第二端盖108和110的建筑构造112可以由相似的材料制成和/或布置成具有基本相似的导热率。在其他实施例中，建筑构造112可以包括不同的材料，可以沿不同的方向布置，和/或以其他方式构造成提供包括所需的传导率和透过率的不同的热传递性能。在另外的实施例中，第一端盖108和第二端盖110都不包括建筑构造112。
在选定的实施例中，第一端盖108和/或第二端盖110可以包括具有不同导热率的部分。例如，第一端盖108的邻近管道102的部分可以包括高度导热材料(例如，构造成提高导热率的建筑构造112、铜等等)，使其吸收来自热源的热并使工作流体122汽化。第一端盖108的与管道102间隔开的另一部分可以包括较差的导热材料，以使高导热率部分隔热。在某些实施例中，例如，隔热部分可以包括陶瓷纤维、密封的静气空间、和/或具有高辐射吸收率和/或低导热率的其他材料或结构。在其他实施例中，第一端盖108的隔热部分可以包括建筑构造112，建筑构造112布置成包括低集中度的导热路径(例如，层114通过大的间隙116间隔开)，使其具有以传导方式传递热的低的利用率。
在其他实施例中，基于装置100的尺寸、热源与散热器之间的温差、所需的热传递、工作流体122和/或其他适当的热传递特性，建筑构造112的结构可以与图1中示出的结构不同。例如，具有更小表面面积的建筑构造112可以适用于装置100的微观应用和/或高温差，而具有更大表面面积的建筑构造112可以更好地适用于装置100的宏观应用和/或更高速率的热传递。建筑构造112的导热率还可以通过利用提高热吸收的深色涂层和利用将热反射走并由此减小热吸收的浅色涂层进行涂覆来改变。
仍然参考图1，装置100可以通过毛细作用使工作流体122的液相122b返回至输入部分104，管道102的侧壁120因此可以包括吸液芯结构，吸液芯结构在液相122b上施加毛细压力以朝向期望的位置(例如，输入部分104)驱动液相122b。例如，侧壁120可以包括纤维素、陶瓷吸液芯材料、烧结或粘结的金属粉末、纳米纤维、和/或提供毛细作用的其他适当的吸液芯结构或材料。
在图1中示出的实施例中，建筑构造112与管道102的纵向轴线118对准，并且构造成施加所需的毛细压力以将工作流体122的液相122b引导至输入部分104。可以基于提供用于工作流体122的毛细作用所需的表面张力来选择层114的组分、掺杂物、间距和/或厚度。有利地，建筑构造112可以在液相122b上施加足够的毛细压力以驱动工作流体122较短和较长的距离(例如，毫米至千米)。另外，在选定的实施例中，层114的表面张力可被控制，使得建筑构造112拒绝预选择的流体。例如，建筑构造112可被构造成具有拒绝除工作流体122的液相122b以外的任何液体的表面张力。在该实施例中，建筑构造112可以作用为过滤器，该过滤器防止除工作流体122以外的任何流体(例如，由扩散到管道102内的杂质污染的流体)妨碍蒸发-冷凝循环。
在其他实施例中，建筑构造112的选择性的毛细作用以远低于传统干馏工艺的温度分离物质。通过建筑构造112使物质更快分离能够减轻或消除由于物质在装置100内达到较高温度所导致的物质老化。例如，在工作流体122达到邻近输入部分104的较高温度之前，通过建筑构造112的选择性的毛细作用能够从工作流体122去除潜在有害的物质。
可以利用能够承受装置100的温差的适当的紧固件将管道102以及第一端盖108和第二端盖110密封在一起。在其他实施例中，装置100一体地形成。例如，可以利用一种或更多种材料模制装置100。真空可用于去除管道102内的任何空气，然后管道102可被填充有选择为匹配操作温度的小体积的工作流体122。
在操作中，装置100利用工作流体122的蒸发-冷凝循环传递热。更具体地，第一端盖108可以吸收来自热源的热，工作流体122接着可以吸收来自第一端盖108的热以产生汽相122a。由工作流体122的相变所引起的压差可以将工作流体122的汽相122a驱动至填充可用空间，并且因此通过管道102将工作流体122输送至输出部分104。在输出部分104处，第二端盖110可以吸收来自工作流体122的热以将工作流体122改变至液相122b。来自工作流体122的冷凝作用的潜热可以经由第二端盖110从装置100中传递出去。一般地，注入第一端盖108的热基本等于通过第二端盖110移除的热。如在图1中进一步示出的，由建筑构造112或其他吸液芯结构提供的毛细作用可以使工作流体122的液相122b返回至输入部分104。在选择的实施例中，层114的终点可以错开或朝向管道102成角度，以便于层114之间的液相122b的进入和/或便于液相122b在输入部分104处向汽相122b的转变。在输入部分104处，工作流体122可以再次蒸发并且继续借助于蒸发-冷凝循环在管道102中流通。
装置100还可以沿相反方向操作如上所述的蒸发-冷凝循环。例如，当热源和散热器反向时，第一端盖108可以用作冷界面，第二端盖110可以用作热界面。因此，输入和输出部分104和106被倒置，使得工作流体122邻近第二端盖110汽化，邻近第一端盖108冷凝，并且利用由侧壁120提供的毛细作用返回至第二端盖110。装置100的可逆性使得装置100能够与热源和散热器的位置无关地安装。另外，装置100可以适应其中热源和散热器的位置可以相反的环境。例如，如以下进一步说明的，装置100可以在夏季期间沿一个方向操作以利用太阳能，装置100可以在冬季期间沿相反方向操作以利用在在前的夏季期间存储的热。
在第一端盖108和/或第二端盖110处包括建筑构造112的装置100的实施例比传统导体具有每单位面积更高的导热率。这种提高的导热率可以提高处理速率以及第一端盖108与第二端盖110之间的温差，从而产生更大和更加有效的热传递。另外，在第一端盖108和/或第二端盖110处包括建筑构造112的实施例需要更小的表面面积以吸收实现蒸发-冷凝循环所需的热。因此，装置100可以比传递相等量的热的传统热管更加紧凑并且提供相当大的成本降低。
仍然参考图1，在各个实施例中，装置100还可以包括与管道102流体连通的贮液器124，使得贮液器124能够收集和存储工作流体122的至少一部分。如图1所示，贮液器124可以经由管或其他适当的管式结构联接至管道102的输入部分104。液相122b因此可以从侧壁102(例如，建筑构造112、吸液芯结构等等)流动到贮液器124内。在其他实施例中，贮液器124与管道102的另一部分(例如，输出部分106)流体连通，使得贮液器124收集呈汽相122a或混合相的工作流体122。
贮液器124使得装置100能够在以下至少两个模式中操作：蓄热模式和热传递模式。在蓄热模式期间，工作流体122的蒸发-冷凝循环可以通过将工作流体122从管道102汇集至贮液器124而被减慢或停止。然后，第一端盖108可以作用为在蒸发-冷凝循环不散失所蓄集的热的情况下吸收热的热蓄集器。在第一端盖108蓄积所需量的热之后和/或热源(例如，太阳)不再供给热之后，装置100可以通过将工作流体122汇集到管道102内而转变为热传递模式。存储在第一端盖108中的热可以使进入的工作流体122蒸发，压差可以朝向管道102的输出部分106驱动汽相122a，以重新开始如上所述的蒸发-冷凝循环。在某些实施例中，蒸发-冷凝循环的重新开始可被监控以分析工作流体122的特性(例如，组分、蒸汽压力、潜热、效率)。
如图1所示，控制器126可以操作地联接至贮液器124，以调节工作流体122进入管道102的速率和/或调整流入或流出管道102的工作流体122的体积。因此，控制器126可以改变管道102内的压力，使得装置100能够以热源与散热器之间的变化的温差进行操作。因此，装置100可以提供恒定热通量，而与减少的热源(例如，第一端盖108)或间歇的蒸发-冷凝循环无关。
图2A和图2B是根据本技术的其他实施例的热传递装置200(“装置200”)的示意性横截面图。装置200的多个特征与图1中示出的装置100的特征基本相似。例如，每个装置200可以包括管道102、侧壁120以及第一和第二端盖108和110。装置200也利用工作流体122的与参考图1所说明的大致相似的蒸发-冷凝循环将来自热源的热传递至散热器。另外，如图2A和图2B中所示，装置200还可以包括贮液器124和控制器126，使得装置200能够以蓄热模式和热传递模式进行操作。
图2A和图2B中示出的装置200可以利用重力而非图1中说明的毛细作用使工作流体122的液相122b返回至输入部分104。因此，如图2A和图2B所示，热流入低于热输出，使得重力能够将液相122b沿侧壁120向下驱动至输入部分104。因此，如图2A所示，侧壁120仅需要包括不透膜228(而非毛细作用所需的吸液芯结构)，以将工作流体122密封在管道102内。不透膜228可以由比如为聚乙烯的聚合物、比如为铜和不锈钢的金属或金属合金、和/或其他适当的不渗透材料制成。在其他实施例中，装置200可以利用其他加速度源(例如，离心力、毛细作用)以使液相122b返回至输入部分104，使得输入和输出部分104和106的位置不与重力相关。
如图2B所示，在其他实施例中，侧壁120还可以包括建筑构造112。例如，建筑构造112可被布置成使得层114垂直于管道102的纵向轴线118定向，以形成远离管道102传递热的导热通路。因此，当液相122b沿着侧壁120流动时，建筑构造112能够从液相122b、沿着层114并且远离装置200的侧壁120吸收热。这能够增大输入部分104与输出部分106之间的温差并且提高热传递速率和/或当温度梯度否则不足时促进蒸发-冷凝循环。在其他实施例中，层114可以相对于纵向轴线118以不同的角度定向，从而沿不同的方向传递热。在某些实施例中，建筑构造112可被径向地定位在不透膜228的外部。在其他实施例中，不透膜228可以在建筑构造112的径向外部，或者建筑构造112自身可以提供充分地防渗透的壁以将工作流体122密封在管道102内。
图2A和图2B中所示的第一和第二端盖108和110也可以包括建筑构造112。如图2A和图2B所示，建筑构造112的层114与热输入和热输出的方向大致对准，以提供有效地传递热的导热通路。另外，第一端盖108和/或第二端盖110的建筑构造112可被构造成施加用于使特定物质进入或离开管道的毛细压力。例如，建筑构造112的层114的组分、间距、掺杂物和/或厚度可被调节为选择性地吸引层114之间的特定物质。在选择的实施例中，建筑构造112可以包括配置用于第一物质的层114的第一区域和配置用于第二物质的层114的第二区域，以从管道102选择性地去除和/或增加两种或更多种所需的物质。
在另外的实施例中，第二端盖110可以利用建筑构造112的吸收特性以在层114之间选择性地加载工作流体122的所需的组分。建筑构造112的结构可被控制成获得加载几乎任何元素或可溶物质所需的表面张力。例如，层114可被预加载预定的掺杂物或材料以调整沿着这些表面吸附的表面张力。在某些实施例中，层114可以预加载CO2，使得建筑构造112能够在热通过第二端盖110释放时从工作流体122选择性地采集CO2。在其他实施例中，层114可以以预定距离彼此间隔开，包括某个涂层和/或另外地布置成选择性地加载所需的组分。在一些实施例中，所需组分吸附在单层114的表面上，而在其他实施例中，所需组分吸收进层114之间的区域内。在另外的实施例中，物质可被有目的地从输入部分104供给到管道102内(例如，通过第一端盖108)，使得增加的物质可以结合工作流体122或与工作流体122反应以产生所需的组分。因此，第二端盖110处的建筑构造112能够便于组分的选择性的采集。另外，建筑构造112可以去除可能已经进入管道102并潜在地干扰装置200的效率的杂质和/或其他不希望的可溶物质。
类似地，在选择的实施例中，第一端盖110处的建筑构造112也可以选择性地加载所需的复合物和/或元素以永远防止其进入管道102。例如，建筑构造112可以过滤出能够妨碍或者另外地干扰装置200的热传递的煤油。在其他实施例中，装置200可以包括可以用于防止某些材料进入管道102的其他过滤器。
此外，与复合物和元素的选择性加载相似，第一和第二端盖108和110处的建筑构造112也可以构造成吸收所需波长的辐射能。例如，层114可以具有一定的厚度、组分、间距以吸收特定波长的辐射能。在选择的实施例中，建筑构造112吸收第一波长的辐射能并将其转换为第二波长的辐射能，再传递所吸收的能量的至少一些。例如，层114可被构造成吸收紫外辐射并且将紫外辐射转变成红外辐射。
另外，层114还可以通过将热传递至将要出现反应的区域以催化反应。在其他实施过程中，层114通过远离将要出现反应的区域传递热以催化反应。例如，热可以被传导地传递到层114内(例如，如在2010年8月16日提交的名称为“APPARATUSES AND METHODS FOR STORINGAND/OR FILTERING A SUBSTANCE”的美国专利申请No.12/857,515中所论述的，该专利申请的全部内容通过参引并入本文)，以向层114的支承管内的吸热反应供热。在一些实施方式中，层114通过从反应将要出现的区域去除反应产物来催化反应。例如，层114可以从在中心支承管内的生物化学反应吸收乙醇，其中乙醇为副产品，由此将层114的外缘上的乙醇排出，并且延长包含在生物化学反应中的微生物的寿命。
图3A是根据本技术的另一个实施例的热传递装置300(“装置300”)沿第一方向操作的示意性横截面图，以及图3B是图3A的装置300沿与第一方向相对的第二方向操作的示意性横截面图。装置300的多个特征与图1至图2B中示出的装置100和200的特征基本相似。例如，装置300可以包括管道102、第一和第二端盖108和110以及建筑构造112。如图3A和图3B所示，装置300的侧壁120可以包括两个建筑构造112：第一建筑构造112a，其具有平行于管道102的纵向轴线118定向的层114；和第二建筑构造112b，其从第一建筑构造112a径向地向内并且具有垂直于纵向轴线118定向的层114。第一建筑构造112a的层114可以执行毛细作用，第二建筑构造112b的层114可以形成导热通路，导热通路远离管道102的侧面传递热并由此增大输入部分104与输出部分106之间的温差。
与图1所示的装置100相似，装置300还可以在热流方向改变以及输入和输出部分104和106倒置时进行操作。如图3A所示，例如，装置300可以吸收第一端盖108处的热以汽化输入部分104处的工作流体122，经由工作流体122的汽相122a将热传递通过管道102，并从第二端盖110排出热以冷凝输出部分106处的工作流体122。如在图3A中进一步示出的，工作流体122的液相122b可以通过如上参考图1所述的毛细作用在第一建筑构造112b的层114之间运动。在其他实施例中，侧壁120可以包括能够将液相122b从输出部分106驱动至输入部分104的不同的毛细结构(例如，纤维素)。如图3B所示，状态可被反向为使得热邻近第二端盖110进入装置300并且邻近第一端盖108离开装置300。有利地，如上所述，工作流体122的双方向蒸发-冷凝循环适应热源和散热器的位置反向的环境。
图4A至图4C分别是根据本技术的实施例构造的热传递装置400A至400C的示意性视图。共同地参照图4A至图4C，装置400A至400C的多个特征与图1至图3B中示出的装置100、200和300的特征基本相似。例如，装置400A至400C可以包括管道102、第一和第二端盖108和110、建筑构造112以及贮液器124(为了清楚在图4A和图4B中未示出参考数字)。图4A至图4C中示出的装置400A至400C以角速度ω旋转，并因此承受离心力。在图4A和图4B所示的实施例中，装置400A至400B可以与旋转轴线430间隔开。参照图4A，例如，当热注入沿径向在热输出外部时(即，输入部分沿径向在输出部分的外部)，装置400A可以利用离心力使工作流体122的液相122b径向向外地返回至输入部分104。当热输出沿径向在热输入的外部时，比如图4B中所示的实施例，装置400B必须利用毛细作用或另外的力以克服向心力并将液相122b径向向内地驱动至输入部分。
如图4C所示，在其他实施例中，旋转轴线430可以沿着装置400C的长度间隔开。在图4C所示的实施例中，热在第一和第二端盖108和110处进入装置400C，并且热在旋转轴线430处离开装置400C。如图4A所示，该构造产生工作流体122的双蒸发-冷凝循环。例如，工作流体122运动通过管道102，直到其达到旋转轴线430。由此，装置400C从输出部分106排出，使得工作流体122冷凝并且经由向心力返回至输入部分104。在其他实施例中，输入部分104和输出部分106倒置，使得双蒸发-冷凝循环与图4C中示出的循环相反地操作。
在操作中，图4A至图4C中示出的装置400A至400C能够在例如为风车、轮和/或其他旋转装置的旋转环境中实现热传递。在某些实施例中，装置400A至400C可以安装在离心机中。工作流体122可以是血浆、血液和/或其他身体流体，在第二端盖110处可以包括建筑构造112以选择性地采集身体流体的组分，从而测量组分的水平和/或帮助诊断。在其他实施例中，装置400A至400C可以结合旋转环境利用建筑构造112的其他特性。
图5A是根据本技术的实施例的示出为处于代表性的环境中的热传递系统500(“系统500”)的示意性视图，以及图5B是图5A的系统500的一部分的放大的操作视图。系统500可以包括邻近比如为海洋的水体的表面的太阳能聚集器552、邻近气体水合物沉积物553的活动拾取钟形物554、和连接太阳能收集器552与钟形物554的附件556。附件556可以包括具有与如上参考图1所述的装置100基本相似的特征的热传递装置550(“装置550”)。例如，如图5B所示，装置550能够使工作流体122的汽相122a沿管道102向下运动并经由毛细作用返回液相122b。在其他实施例中，液相可以利用另一种适当的方法返回至输入部分104。
在图5A所示的实施例中，装置550可被利用以将来自太阳能聚集器552的热传递至钟形物554，从而加热气体水合物沉积物553。加热的气体水合物沉积物553可以沿管道558向上将气体水合物(例如，甲烷水合物)释放至甲烷回收引导器560。因此，系统500可以捕集太阳能，经由装置550将太阳能传递至甲烷水合物沉积物553，并开始甲烷水合物的释放。这种甲烷水合物收集系统的另外的操作在2010年8月16日提交的名称为“GAS HYDRATE CONVERSION SYSTEM FOR HARVESTINGHYDROCARBON HYDRATE DEPOSITS”的美国专利申请No.12/857,228中进行了说明，该专利申请的全部内容通过参引并入本文。
还可预期，作为气体水合物的分解的产物的水的加热可以利用比如为以下专利申请中公开的系统得以实现，该专利申请为2010年8月16日提交的名称为“INCREASING THE EFFICIENCY OF SUPPLEMENTEDOCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION(SOTEC)SYSTEMS”的美国专利申请No.12/857,546，该专利申请的全部内容通过参引并入本文，如同在本文中完整地阐述。在该例子中，可选择地旨在蒸发掉这些收集的水，用于首先结合气体水合物的分解所收集的水库存的进一步的能量转换和提纯。
图6A是根据本技术的实施例的示出为处于另一种代表性的环境中的热传递系统600(“系统600”)的示意性视图，以及图6B是图6A的系统600的一部分的放大的操作视图。系统600可以包括热传递装置650(“装置650”)，热传递装置650吸收来自地热地层660的热并将热排出至工厂、建筑物或其他结构662。装置650可以与参考图2A和图2B说明的装置200基本相似。例如，如图6B所示，装置650可以沿管道102向上驱动工作流体122的汽相122a，并使液相122b经由重力返回至热界面(例如，第一端盖108，未示出)。在操作中，装置650可以捕获由地热地层660供给的热能，并将其传递至结构662，在此热能可被用于提供热、电和/或以其他方式利用传递至结构662的热能。在其他实施例中，系统600可用于远离结构662和/或其他地层传递热。例如，系统600可被安装成使得结构662将热传送至装置650并且将热传递至另一个结构、发动机和/或与结构662间隔开的其他位置。作为另一个示例，系统600可被安装成使得装置650远离永冻层传递热，并传递至不被附加热消极地影响的散热器内(例如，外部空间)。
图7A是根据本技术的实施例的示出为处于又一个代表性的环境中的热传递系统700(“系统700”)的示意性视图，以及图7B和图7C是图7A的系统700的部分的放大的操作视图。系统700可以包括热传递装置750(“装置750”)，热传递装置750包括与如上参考图1、图3A和图3B所述的装置100和300基本相似的特征，使得装置750可以沿双方向操作蒸发-冷凝循环。例如，如图7B所示，在第一状态下，装置750可以沿管道102向下驱动工作流体122的汽相122a，并通过毛细作用使液相122b返回至热界面。如图7C所示，在第二状态下，装置750可以沿相反方向沿管道102向上驱动工作流体122的汽相122a，并利用毛细作用和/或重力使液相122b返回至热界面。
该双方向系统700可用在反向或者另外地改变温差的环境中。例如，如图7A所示，系统700在温暖的季节期间可以在第一状态下操作，以经由太阳能聚集器766吸收太阳能。定位在管道102的输出部分106处的蓄水层768可以用作自然热蓄集器，自然热蓄集器能够存储从系统700传递至它的热。随着季节的变化，系统700可以反向并且在第二状态下操作，以传递蓄水层768的热，从而将储热传递至工厂767和/或能够利用热能的其他结构或装置。因此，双方向系统700提供捕获太阳能并将其存储备用(例如，在冬季期间为电)的有效方法。另外，在某些实施例中，装置750在蓄水层768处的部分(例如，如上所述的第一或第二端盖)可以包括建筑构造(例如，如上所述的建筑构造112)，该建筑构造可以利用其毛细管和/或吸附特性以选择性地过滤来自蓄水层的毒素并由此修复之前危险的蓄水层。
图7D是根据本技术的实施例的处于另一个代表性的环境中的图7A至图7C中示出的系统700的示意性视图。如图7D所示，装置750可以安装在住所780与大地表面中的隔热结构782之间。隔热结构782可以填充有沙粒、砾石、岩石、水和/或能够吸收和存储热的其他适当的材料。在操作中，系统700可以利用太阳能聚集器784吸收热、经由装置750将热传递至隔热结构782、以及将热聚集在隔热结构782中。存储在隔热结构782中的热随后可被用于向住所780提供热或其他形式的能量。因此，如上所述，双方向系统700提供聚集热以便备用的有效方法。
图8A是根据本技术的另一个实施例的处于代表性的环境中的热传递系统800a(“系统800a”)的放大的示意性横截面图。系统800a可以包括具有与如上所述的装置基本相似的特征的热传递装置850(“装置850”)。例如，如图8A所示，装置850可以包括具有层114的建筑构造112，层114垂直于侧壁120布置以远离管道102传递热。如图8A所示，系统800a还可以包括沿着装置850的至少一部分定位的一个或更多个外部管道890。外部管道890可以包括与装置850外部的环境流体连通的开口891。在一些实施例中，管道890可以由建筑构造112构成并且构造成从管道102的外部选择性地吸入所需物质。例如，建筑构造112可以利用毛细作用将预选定的液体驱动通过外部管道890和/或利用吸附特性从液体吸附预选定的组分。预选择的流体和/或组分可被收集在沿着外部管道890的任何部分(例如，邻近端盖中的任一个)定位的收获器中。在其他实施例中，外部管道890可以由其他材料(例如，塑料管、吸液芯结构等等)制成，以从装置850的外部吸入化学品、矿物质和/或其他物质。
如图8A所示，系统800a可以从相互间隔开的至少两个热源吸收热并朝向单个散热器排出热，以在装置850内产生两个蒸发-冷凝循环。例如，在图8A中示出的实施例中，装置850安装在太阳能聚集器882与水下地热地层884之间并在水下散热器(例如，邻近海底886)处释放热。因此，系统800a包括在海底886以上间隔开的一个蒸发-冷凝循环和在海底886以下间隔开的一个蒸发-冷凝循环。有利地，来自两个蒸发-冷凝循环的热输出可以结合以产生来自系统800a的比任一个循环单独地产生的更大的热输出。在选择的实施例中，系统800a可以获得从装置850释放的热能，从而为涡轮机、另一个发动机和/或在水面以上或以下的其他适当的装置提供动力。
系统800a还可以利用双蒸发-冷凝循环的增大的热输出，以从其当前状态(即，冰晶体)释放气体水合物(例如，甲烷水合物)，比如在2010年8月16日提交的名称为“GAS HYDRATE CONVERSION SYSTEM FORHARVESTING HYDROCARBON HYDRATE DEPOSITS”的美国专利申请No.12/857,228中所说明的。例如，如图8A所示，系统800a可以定位成邻近海底886处的气体水合物的沉积物888，使得系统800a的热输出能够提高沉积物888的局部温度、熔化气体水合物冰晶体、以及释放气体水合物。可通过外部管道890将气体水合物抽取至收获器，在收获器处，气体水合物可被用于燃料、制造材料和/或其他适当的应用。在一些实施例中，二氧化碳可以将释放的气体水合物驱动通过外部管道890。在其他实施例中，建筑构造112可被构造成利用毛细作用选择性地上吸气体水合物。在其他实施例中，气体水合物可以通过外部管道890由泵和/或其他适当的液体驱动装置吸取。
有利地，系统800a的增大的热输出能够比单个蒸发-冷凝循环系统更快且更高地提高沉积物888的局部温度，以更加有效地获得气体水合物。另外，如图8A所示，从定位在管道102的侧壁120处的建筑构造112向外传递的热可以将附加热传递至沉积物888，从而进一步加速气体水合物的释放。系统800a的增大的热输出还可以提高沉积物888的更大的区域的局部温度。例如，在一些实施例中，系统800a一次使沉积物888的几平方英里变得温暖。因此，双蒸发-冷凝循环增大系统800a能够在沉积物888上具有的影响区域。
图8B是根据本公开的实施例的处于代表性的环境中的热传递系统800b(“系统800b”)的示意性视图。系统800b可以包括与如上所述的系统800a基本相似的特征。例如，系统800b可以包括装置850和外部管道890，外部管道890构造成从外部环境吸取所需的流体。另外，系统800b可以安装在相互间隔开的两个热源(例如，太阳能聚集器882和地热地层884)与其间的散热器(例如，邻近海底886)之间，以实现具有组合的热输出的两个蒸发-冷凝循环。与如上所述的系统800a相似，图8B中示出的系统800b能够将热从装置850传递至甲烷水合物沉积物894。如上所述，双蒸发-冷凝循环装置850b具有位于甲烷沉积物894上的宽的影响区域，使得系统800b能够在水的表面以上和/或以下有效地获得甲烷。
在图8B示出的实施例中，系统800b还包括位于系统800b的影响区域之上的阻挡膜896a、和构造成从阻挡膜896a以下接收甲烷的甲烷管道898。阻挡膜896a可以由比如为聚乙烯的非透过性膜制成，非透过性膜防止甲烷从系统800b逸出和向大气内释放有害的温室气体。在选择的实施例中，阻挡膜896可被构造成分配从装置850释放的热以进一步增大系统800b的影响区域。如在图8B中进一步示出的，系统800b还可以包括位于水的表面处的第二阻挡膜896b，以进一步确保甲烷不逸出系统800b。如在图8B中进一步示出的，系统800b可以包括可选择的可渗透膜897，可渗透膜897能够允许甲烷穿过它并且阻碍二氧化碳和水，使得仅甲烷在阻挡膜896a与甲烷可渗透膜897之间流动至甲烷管道898。因此，甲烷能够流过甲烷管道898，在甲烷管道898处，甲烷可被采集用于燃料、碳材料和/或其他适当的目的。被甲烷穿透层897阻碍的水和二氧化碳能够利用来自二氧化碳和/或毛细作用的升力沿外部管道890向上流动。在选择的实施例中，外部管道890可以由加载有二氧化碳的建筑构造构成，使得建筑构造112在其通过外部管道890前进时吸附二氧化碳并且只有水从外部管道890被输送。在其他实施例中，系统800b可被安装成使得外部管道890而非甲烷管道898吸取甲烷水合物。在其他实施例中，系统800b可用于获取通过加热海底886和/或其他地热地层释放的另一种气体水合物和/或其他物质。
在选择的实施例中，系统800b可以包括可用于驱动涡轮机895的水下甲烷收获器，涡轮机895用于使工作流体122加速流过装置850。在其他实施例中，甲烷可用于驱动其他水下系统。在另外的实施例中，系统800可以包括位于系统800b的热输出处的热储，以存储热用于后续的甲烷水合物收集和/或水的表面以上和/或以下的驱动系统。例如，热收获器能够收集从系统800b释放的热，并经由管道将热输送至甲烷沉积物894的在系统800b的影响区域上方间隔开的部分和/或其他甲烷沉积物。
如图8B中进一步示出的，系统800b还可以包括氧气管道899和发动机801。氧气管道899可以从水的上方或另一个氧气源驱动氧气，并将氧气输送至安装在阻挡层896a以下的发动机801。发动机803可以燃烧由氧气管道899输送的氧气和如系统800b所产生的氢气(即，CH4+HEAT→C+2H2)以向甲烷沉积物894提供热蒸汽。来自发动机803的附加热可以放出另外的甲烷。发动机801可以是输送热蒸汽的任何适当的发动机，比如涡轮机。
图9A是根据本技术的实施例的处于另外的代表性的环境中的热传递系统900(“系统900”)的横截面图，以及图9B是图9A的细部9B的放大图。系统900可以包括热传递装置950(“装置950”)，热传递装置950包括与如上所述的装置大致相似的特征。图9A和图9B中所示的系统900安装在微观环境中(而非图5A至图8B所示的宏观系统中)，用作传感器或其他类型的监视器，如2011年2月14日提交的名称为“METHODS，DEVICES，AND SYSTEMS FOR DETECTING PROPERTIES OF TARGETSAMPLES”(代理档案号No.69545-8801US1)的与此同时提交的美国专利申请中所描述，该专利申请的全部内容通过参引并入。在其他实施例中，系统900可用于受益于热传递的其他微观应用。
在图9A和图9B共同示出的实施例中，管903和配件905密封在一起。例如，管903和配件905通过紧固螺母907密封在一起。一个或更多个装置950可以定位在管903与配件907之间，以对流过管903的流体909的初期泄漏进行测试。例如，装置950可以感测流体909的存在和/或流体909的组分。在选择的实施例中，装置950可以包括定位在建筑构造(例如，如上所述的建筑构造112)内的传感器。建筑构造可被构造成选择性地吸附流体909的预定组分，使得传感器能够确定预定组分的存在和/或在预定组分存在的情况下的趋势。在其他实施例中，建筑构造可被构造成将流体909的目标样本或其组分选择性地传送至储器(例如，如上所述的贮液器124)，储器包括传感器以监测或者以其他方式测试样本。在另外的实施例中，装置950可以不同地定位成监测系统900的其他方面。
图10是根据本技术的进一步的实施例构造的热传递装置1000的示意性视图。装置1000可以包括与如上所述的装置大致相似的特征和功能。但是，图10中示出的装置1000具有与以上示出的装置不同的长宽比。更具体地，第一和第二端盖108和110以及侧壁120的长度更接近，使得装置1000形成宽的管道102。这种长宽比适合用于通过空间传递热。例如，装置1000可被用于干洗。衣服可以定位在管道102内，工作流体122(例如，CO2)的汽相122a在运动通过管道102时可以捕获污垢、油以及来自衣服的其他污物。可以利用建筑构造112和/或另一个适当的过滤器在第二端盖110处从装置1000过滤污物。因此，与使用有毒化学品来清洁衣物的传统干洗方法不同，由该装置提供的热传递可被用于清洁衣物。在其他实施例中，装置1000可被用于其他适当的热传递方法和/或装置1000的长宽比可具有其他适当的变型。
图11是根据本技术的又一个实施例的示出在代表性的环境中的热传递系统1100(“系统1100”)的示意性视图。图11中所示的系统1100可以包括热传递装置1150(“装置1150”)，热传递装置1150具有与如上所述的热传递装置大致相似的特征。例如，装置1150可以利用管道102内的工作流体122的蒸发-冷凝循环传递热。如图11所示，系统1100还可以包括太阳能聚集器1121，太阳能聚集器1121构造成聚积热并将热输送至第一管1123。泵1125可被操作地联接至第一管1123，以将第一管1123内的流体(例如，工作流体122)驱动至邻近装置1150的输入部分104的第一热交换器1127。第一热交换器127能够加热并汽化第一管1123内的流体，并由此将热输送至装置1150的输入部分104。如图11所示，工作流体122可以在输入部分104汽化，并通过装置1150流通以在输出部分106处释放热。装置1150能够利用所释放的热用于生活用水加热、谷物干燥及其他适当的应用。
在选择的实施例中，工作流体122流动通过第一管1121，使得装置1150能够利用建筑构造112向工作流体122施加毛细压力，使得工作流体122被吸入管道102内。在其他实施例中，由热交换器1127放出的汽化的流体可被建筑构造112过滤以选择性地容许一种或更多种所需的物质(例如，催化工作流体122的化学品)进入管道102内。
如图11所示，系统1100还可以包括第二热源1129(即，与太阳能聚集器1121分离)，第二热源1129可以与太阳能聚集器1121结合使用，以提高向装置1150的热注入和/或当太阳热不可用或不想要时以替换太阳能聚集器1121。第二热源1129可以是如图11所示的风力发电机、通过电网电力的电阻加热或感应加热、和/或其他适当的热传送装置。在图11示出的实施例中，第二热源1129联接至第二管1133和第二热交换器1131，第二管1133和第二热交换器1131将热传递至装置1150的输入部分104。在其他实施例中，第二热源1129与第一管1121和第一热交换器1123连接。
另外，如图11所示，系统1100还可以包括邻近输入部分104定位的辅助处理部分1135，使得来自第一和/或第二热交换器1127和1131的热传送至辅助处理部分1135。辅助处理部分1135可用于向系统1100提供另外制造工艺和/或维护。例如，辅助处理部分1135可被用于干燥水果、为枫糖浆脱水以提供过剩水和/或通过建筑构造112去除预选的物质，比如蒲公英黄酮。
本申请通过参引将以下申请的主题的全部内容并入：名称为“METHODS AND APPARATUSES FOR DETECTION OF PROPERTIESOF FLUID CONVEYANCE SYSTEMS”(代理档案号No.69545-8801US1)的美国专利申请；名称为“ARCHITECTURAL CONSTRUCT HAVING FOREXAMPLE A PLURALITY OF ARCHITECTURAL CRYSTALS”(代理档案号No.69545-8701US)的美国专利申请；2010年8月16日提交的名称为“INCREASING THE EFFICIENCY OF SUPPLEMENTED OCEANTHERMAL ENERGY CONVERSION(SOTEC)SYSTEMS”的美国专利申请No.12/857,546；2010年8月16日提交的名称为“GAS HYDRATECONVERSION SYSTEM FOR HARVESTING HYDROCARBONHYDRATE DEPOSITS”的美国专利申请No.12/857,228，所有专利申请通过参引将其全部内容并入本文。
从上文中，将会理解，为了说明目的在本文中已经对本公开的特定实施例进行了说明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种变型。例如，如上所述的热传递装置中的任一个装置可以具有与图1至图11中示出的那些装置不同的长宽比(例如，在侧壁120与第一和第二端盖108和110之间)，以适应不同的应用。在具体实施例的上下文中说明的新技术的某些方面可以在其他实施例中组合或删除。例如，图3A至图4C和图6A至图10中所示的热传递装置可以包括参考图1所述的贮液器和/或控制器。另外，虽然在这些实施例的上下文中已经说明了与新技术的某些实施例有关的优势，但其他实施例也可以呈现这些优势，而不是在该技术的范围内的所有实施例都必需呈现这些优势。因此，本公开以及相关技术均可以包括在文中未清楚地示出或未说明的其他实施例。此外，除非在上下文中另有清晰地要求之外，在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”以及类似表达被解释为与排他的或穷举的意义相反的包括在内的意义；也就是说，为“包括”但不限于的意思。使用单数或复数的词语也分别包括复数或单数。当权利要求书使用与一列两个或更多个项目有关的词语“或”时，该词语覆盖以下词语的解释的全部内容：所列项目中的任一个，所列项目中的全部，以及所列项目中的任意组合。
如上所述的各种实施例的特征能够被组合以提供另外的实施例。本说明书中引用和/或申请数据表中列出的全部美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物的全部内容通过引证结合到本文中。如果必要，可以改变本公开的各方面以根据各种构造采用燃料喷射器和点火装置，并采用各个专利、申请和出版物的理念以提供本公开的另外的实施例。
能够根据上述详细说明对本公开做出这些以及其他变化。一般而言，在以下权利要求书中，所使用的术语不应被解释为将本公开限制为说明书和权利要求书公开的具体实施例，而应解释为包括根据权利要求操作的所有系统和方法。因此，本发明不受本公开的限制，而相反地，其范围通过以下权利要求宽泛地确定。
针对在前未通过参引并入本文的而言，本申请通过参引结合以下材料中的每一个的主题的全部内容：2010年8月16日提交的名称为“SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENT THROUGHINTEGRATED PRODUCTION OF RENEWABLE ENERGY，MATERIALSRESOURCES，AND NUTRIENT REGIMES”的美国专利申请No.12/857,553；2010年8月16日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODSFOR SUSTAINABLE ECONOMIC DEVELOPMENT THROUGHINTEGRATED FULL SPECTRUM PRODUCTION OF RENEWABLEENERGY”的美国专利申请No.12/857,553；2010年8月16日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR SUSTAINABLE ECONOMICDEVELOPMENT THROUGH INTEGRATED FULL SPECTRUMPRODUCTION OF RENEWABLE MATERIAL RESOURCES USINGSOLAR THERMAL”的美国专利申请No.12/857,554；2010年8月16日提交的名称为“ENERGY SYSTEM FOR DWELLING SUPPORT”的美国专利申请No.12/857,502；档案号为No.69545-8505.US00，2011年2月14提交，名称为“DELIVERY SYSTEMS WITH IN-LINE SELECTIVEEXTRACTION DEVICES AND ASSOCIATED METHODS OFOPERATION”；2010年8月16日提交的名称为“COMPREHENSIVE COSTMODELING OF AUTOGENOUS SYSTEMS AND PROCESSES FOR THEPRODUCTION OF ENERGY，MATERIAL RESOURCES AND NUTRIENTREGIMES”的美国专利申请No.61/401,699；代理档案号为No.69545-8601.US00，2011年2月14日提交，名称为“CHEMICAL PROCESSESAND REACTORS FOR EFFICIENTLY PRODUCING HYDROGEN FUELSAND STRUCTURAL MATERIALS，AND ASSOCIATED SYSTEMS ANDMETHODS”；代理档案号为No.69545-8602.US00，2011年2月14日提交，名称为“REACTOR VESSELS WITH TRANSMISSIVE SURFACES FORPRODUCING HYDROGEN-BASED FUELS AND STRUCTURALELEMENTS，AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS”；代理档案号No.69545-8603.US00，2011年2月14日提交，名称为“CHEMICALREACTORS WITH RE-RADIATING SURFACES AND ASSOCIATEDSYSTEMS AND METHODS”；代理档案号为No.69545-8605.US00，2011年2月14日提交，名称为“CHEMICAL REACTORS WITH ANNULARLYPOSITIONED DELIVERY AND REMOVAL DEVICES，AND ASSOCIATEDSYSTEMS AND METHODS”；代理档案号为No.69545-8606.US00，2011年2月14日提交，名称为“REACTORS FOR CONDUCTINGTHERMOCHEMICAL PROCESSES WITH SOLAR HEAT INPUT，ANDASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS”；代理档案号为No.69545-8608.US00，2011年2月14日提交的，名称为“INDUCTION FORTHERMOCHEMICAL PROCESS，AND ASSOCIATED SYSTEMS ANDMETHODS”；代理档案号为No.69545-8611.US00，2011年2月14日提交，名称为“COUPLED THERMOCHEMICAL REACTORS AND ENGINES，AND ASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS”；2010年9月22日提交的名称为“REDUCING AND HARVESTING DRAG ENERGY ON MOBILEENGINES USING THERMAL CHEMICAL REGENERATION”的美国专利申请No.61/385,508；代理档案号为No.69545-8616.US00，2011年2月14日提交，名称为“REACTOR VESSELS WITH PRESSURE AND HEATTRANSFER FEATURES FOR PRODUCING HYDROGEN-BASED FUELSAND STRUCTURAL ELEMENTS，AND ASSOCIATED SYSTEMS ANDMETHODS”；代理档案号为No.69545-8701.US00，2011年2月14日提交，名称为“ARCHITECTURAL CONSTRUCT HAVING FOR EXAMPLE APLURALITY OF ARCHITECTURAL CRYSTALS”；2010年8月16日提交的名称为“METHODS AND APPARATUSES FOR DETECTION OFPROPERTIES OF FLUID CONVEYANCE SYSTEMS”的美国专利申请No.12/806,634；代理档案号为No.69545-8801.US01，2011年2月14日提交，名称为“METHODS，DEVICES，AND SYSTEMS FOR DETECTINGPROPERTIES OF TARGET SAMPLES”；代理档案号为No.69545-9002.US00，2011年2月14日提交，名称为“SYSTEM FORPROCESSING BIOMASS INTO HYDROCARBONS，ALCOHOL VAPORS，HYDROGEN，CARBON，ETC.”；代理档案号为No.69545-9004.US00，2011年2月14日提交，名称为“CARBON RECYCLING AND REINVESTMENTUSING THERMOCHEMICAL REGENERATION”；代理档案号为No.69545-9006.US00，2011年2月14日提交，名称为“OXYGENATED FUEL”；2009年8月27日提交的名称为“CARBON SEQUESTRATION”的美国专利申请No.61/237,419；2009年8月27日提交的名称为“OXYGENATEDFUEL PRODUCTION”的美国专利申请No.61/237,425；代理档案号为No.69545-9102.US00，2011年2月14日提交，名称为“MULTI-PURPOSERENEWABLE FUEL FOR ISOLATING CONTAMINANTS AND STORINGENERGY”；2010年12月8日提交的名称为“LIQUID FUELS FROMHYDROGEN，OXIDES OF CARBON，AND/OR NITROGEN，ANDPRODUCTION OF CARBON FOR MANUFACTURING DURABLEGOODS”的美国专利申请No.61/421,189；以及代理档案号No.69545-9105.US00，2011年2月14日提交，名称为“ENGINEERED FUELSTORAGE，RESPECIATION AND TRANSPORT”。

Claims (52)

1.一种热传递系统，包括：
管道，所述管道具有输入部分、与所述输入部分相对的输出部分、以及在所述输入部分与输出部分之间的侧壁，其中，热在所述输入部分处进入所述管道并且热在所述输出部分处离开所述管道，并且其中，封装在所述管道中的工作流体邻近所述输入部分从液相转变为汽相，并且邻近所述输出部分从所述汽相转变为所述液相；
端盖，所述端盖邻近所述管道的终点；以及
建筑构造，所述建筑构造包括基本相互平行地定向的多个层，其中，单层包括晶体的合成矩阵表征。
2.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述建筑构造包括石墨烯、石墨和氮化硼中的至少一个。
3.如权利要求1所述的热传递系统，其中：
所述侧壁包括所述建筑构造，所述层基本平行于所述管道的纵向轴线，并且所述建筑构造被构造成通过毛细作用将所述液相从所述输出部分驱动至所述输入部分；以及
所述层邻近所述输入部分和输出部分朝向所述管道成角度。
4.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述侧壁包括所述建筑构造，所述层大致垂直于所述管道的纵向轴线。
5.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述端盖包括所述建筑构造，并且其中，所述层大致垂直于所述管道的纵向轴线。
6.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述端盖包括所述建筑构造，并且其中，所述层基本平行于所述管道的纵向轴线。
7.如权利要求1所述的热传递系统，其中：
所述端盖邻近所述输出部分，所述端盖包括所述建筑构造，所述建筑构造具有基本平行于所述管道的纵向轴线的层；以及
所述建筑构造被构造成使至少一个预定组分与所述工作流体分离。
8.如权利要求7所述的热传递系统，其中，溶液在所述输入部分处进入所述管道，并且所述预定组分包括所述溶液的一部分。
9.如权利要求1所述的热传递系统，其中：
所述端盖邻近所述输入部分，所述端盖包括所述建筑构造，所述建筑构造具有基本平行于所述管道的纵向轴线的层；以及
所述建筑构造被构造成防止至少一个预定材料经由所述端盖进入所述管道。
10.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述端盖邻近所述输入部分，并且其中，所述端盖包括所述建筑构造，所述建筑构造具有基本平行于所述管道的纵向轴线的层，使得所述端盖接收所述层之间的具有第一波长的辐射热，并且所述建筑构造以不同于所述第一波长的第二波长再辐射所述辐射热的至少一部分。
11.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述端盖位于所述输入部分处并包括所述建筑构造，并且其中，所述系统还包括：
贮液器，所述贮液器与所述管道的所述输入部分邻近地流体连通；
控制器，所述控制器可操作地联接至所述贮液器，其中，所述控制器调节所述工作流体在所述贮液器与所述管道之间的流动；以及
其中，所述热传递系统包括第一状态和第二状态，在所述第一状态中，所述端盖吸收热并且液体蓄集器存储所述工作流体；在所述第二状态中，所述贮液器将所述工作流体引导到所述管道内，并且所述工作流体吸收来自所述端盖的热。
13.如权利要求1所述的热传递系统，其中：
所述建筑构造包括第一建筑构造和第二建筑构造；
所述侧壁包括所述第一建筑构造和从所述第一建筑构造向内的所述第二建筑构造；
所述第一建筑构造的层基本平行于所述管道的纵向轴线；
所述第二建筑构造的层基本垂直于所述纵向轴线；以及
所述第一建筑构造的所述层朝向所述输入部分驱动流体，所述流体是所述工作流体和所述管道外部的外部流体中的至少一个流体。
14.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述液相通过重力、毛细作用和离心力中的至少一个力返回至输入区域。
15.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述输入部分安装成邻近太阳能聚集器、地热地层和永冻层中的至少一个。
16.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述输出部分安装成邻近蓄水层、气体水合物沉积物和地质表面中的至少一个。
17.如权利要求1所述的热传递系统，其中，所述输入部分是第一输入部分，以及所述系统还包括与所述第一输入部分相对的第二输入部分，所述输出部分在所述第一输入部分与所述第二输入部分之间。
18.一种热传递装置，包括：
管道，所述管道具有蒸发区域、与所述蒸发区域相对的凝聚区域、以及在所述蒸发区域与所述冷凝区域之间延伸的侧壁；
建筑构造，所述建筑构造包括晶体的合成矩阵表征的多个层，单层基本相互平行地定向；以及
在所述管道内的工作流体，其中，所述工作流体包括所述冷凝区域处的液相和所述蒸发区域处的汽相。
19.如权利要求18所述的热传递装置，其中，所述建筑构造包括石墨烯和氮化硼中的至少一个。
20.如权利要求18所述的热传递装置，其中：
所述侧壁包括所述建筑构造，所述层基本平行于所述管道的纵向轴线定向，以从所述蒸发区域到所述冷凝区域在所述层之间形成通路；以及
所述层在所述蒸发区域和所述冷凝区域处朝向所述管道成角度，使得所述工作流体通过毛细作用运动通过所述通路。
21.如权利要求20所述的热传递装置，还包括：
位于所述蒸发区域处的热蓄集器；
贮液器，所述贮液器与所述蒸发区域处的周边通道流体连通，其中，所述贮液器以液态存储所述工作流体；以及
控制器，所述控制器操作地联接至所述贮液器，所述控制器调节所述工作流体在所述贮液器与所述蒸发区域之间的流动。
22.如权利要求20所述的热传递装置，其中：
所述建筑构造是第一建筑构造；以及
所述热传递装置还包括第二建筑构造，所述第二建筑构造包括基本相互平行的多个层并且包括所述晶体的合成矩阵表征，所述第二建筑构造在所述第一建筑构造的内侧，并且所述第二层基本垂直于所述纵向轴线。
23.如权利要求18所述的热传递装置，还包括：
位于所述冷凝区域处的端盖，所述端盖包括所述建筑构造，所述层基本平行于所述管道的纵向轴线。
24.如权利要求23所述的热传递装置，其中，所述建筑构造的所述层被构造成从所述工作流体分离预选择的组分。
25.如权利要求18所述的热传递装置，还包括：
位于所述蒸发区域处的端盖，所述端盖包括所述建筑构造，所述层基本平行于所述管道的纵向轴线。
26.如权利要求25所述的热传递装置，其中，所述建筑构造的所述层被构造成从所述管道过滤预选择的材料。
27.如权利要求18所述的热传递装置，其中，所述蒸发区域是第一蒸发区域，以及所述装置还包括与所述第一蒸发区域相对的第二蒸发区域，所述冷凝区域在所述第一蒸发区域与所述第二蒸发区域之间。
28.一种传递热的方法，包括：
利用管道的输入部分处的第一端盖吸收热；
在所述输入部分处使工作流体从液相转变为汽相；
使所述汽相通过所述管道前进；
在输出部分处使所述工作流体从所述汽相转变为所述液相；
从所述输出部分处的第二端盖引导热，所述第一端盖、所述第二端盖和所述管道中的至少一个包括建筑构造，所述建筑构造具有基本相互平行的多个层，单层包括晶体的合成矩阵表征；以及
使所述液相沿着所述管道的侧壁返回至所述输入部分。
29.如权利要求28所述的方法，其中，使所述液体返回还包括：通过毛细作用在所述侧壁处的所述建筑构造的所述层之间驱动所述液相。
30.如权利要求28所述的方法，其中，使所述液相沿着所述管道的所述侧壁返回至所述输入部分还包括：向所述管道施加离心力。
31.如权利要求28所述的方法，其中通过所述第一端盖吸收热还包括：从太阳光源、永冻层源和地热源中的至少一个吸收热。
32.如权利要求28所述的方法，其中，从所述第二端盖引导热还包括：将热引导至蓄水层、涡轮机和气体水合物沉积物。
33.如权利要求28所述的方法，还包括：
将所述建筑构造定位在所述第一端盖处，使得所述层大致与热源对准；
在所述建筑构造的所述层之间吸收具有第一波长的辐射能量；以及
以不同于所述第一波长的第二波长从所述第一端盖辐射所述辐射能量的至少一部分。
34.如权利要求28所述的方法，还包括：
将所述建筑构造定位在所述第二端盖处，使得所述层基本平行于所述管道的纵向轴线；以及
经由所述建筑构造从所述工作流体吸附预选择的组分。
35.如权利要求34所述的方法，还包括：
通过所述第一端盖接收溶液；以及
在所述管道中组合所述溶液与所述工作流体以形成所述预选择的组分。
36.如权利要求28所述的方法，还包括：
将所述建筑构造定位在所述第一端盖处，使得所述层基本平行于所述管道的纵向轴线；以及
经由所述建筑构造从热源过滤预选择的组分。
37.如权利要求28所述的方法，还包括：
将所述工作流体存储在贮液器中，所述贮液器与所述管道流体连通；
在所述第一端盖处吸收热；以及
将所述工作流体引导至输入区域内。
38.如权利要求37所述的方法，还包括：
调节所述工作流体流向所述输入区域的速率。
39.如权利要求28所述的方法，其中，所述输入部分是第一输入部分，并且其中，所述方法还包括：
利用所述管道的第二输入部分处的第三端盖吸收热，所述第三端盖与所述第一端盖相对，并且所述第二端盖位于所述第三端盖与所述第一端盖之间；以及
在所述第二输入部分处使所述工作流体从液相转变为汽相。
40.一种热传递系统，包括：
管道，所述管道具有输入部分、与所述输入部分相对的输出部分、以及位于所述输入部分与输出部分之间的侧壁，其中，热在所述输入部分处进入所述管道并且热在所述输出部分处离开所述管道；
所述输入部分处的热蓄集器；
与所述输入部分流体连通的储器；以及
位于所述管道中的工作流体，其中，所述工作流体邻近所述输入部分从液体转变为蒸汽，并且邻近所述输出部分从所述蒸汽转变为所述液体。
41.如权利要求40所述的热传递系统，其中，所述热蓄集器包括建筑构造，所述建筑构造具有基本相互平行并且与热源基本对准的多个层，其中，单独的平行层包括晶体的合成矩阵表征。
42.如权利要求41所述的热传递系统，其中：
所述层基本平行于所述管道的纵向轴线；以及
所述层防止邻近所述热蓄集器的至少一个组分进入所述管道。
43.如权利要求40所述的热传递系统，其中，所述侧壁包括建筑构造，所述建筑构造具有基本相互平行并且基本平行于所述管道的纵向轴线定向的多个层，单层包括晶体的合成矩阵表征，并且所述建筑构造被构造成向所述液体施加毛细压力。
44.如权利要求40所述的热传递系统，还包括：
所述输出部分处的端盖；以及
所述端盖处的建筑构造，所述建筑构造具有基本相互平行并且与所述管道的纵向轴线基本对准的多个层，其中，单独的平行层包括晶体的合成矩阵表征，所述建筑构造被构造成加载所述工作流体的所述至少一个预选择的组分。
45.如权利要求40所述的热传递系统，其中：
所述热蓄集器在第一状态中存储热；
所述热蓄集器在第二状态中将热传递至所述输入区域；
所述贮液器在所述第一状态中存储所述工作流体；
所述贮液器在所述第二状态中基本排空所述贮液器；以及
所述工作流体在所述第二状态中在所述输入部分与输出部分之间流通。
46.如权利要求40所述的热传递系统，还包括：
控制器，所述控制器可操作地联接至所述贮液器，所述控制器操纵所述工作流体在所述贮液器与所述输入部分之间的流动。
47.如权利要求40所述的热传递系统，其中，所述热蓄集器安装为邻近太阳光源、地热源和永冻层源中的至少一个。
48.如权利要求40所述的热传递装置，其中，所述输入部分是第一输入部分，以及所述系统还包括与所述第一输入部分相对的第二输入部分，所述输出部分在所述第一输入部分与所述第二输入部分之间。
49.一种传递热的方法，包括：
将工作流体存储在邻近管道的蒸发区域的贮液器中；
利用热蓄集器吸收热，所述热蓄集器位于所述蒸发区域处；
将所述工作流体从所述贮液器引导到所述蒸发区域内；
利用所述工作流体吸收来自所述热蓄集器的热，使得所述工作流体在所述蒸发区域处从液相转变为汽相；
使所述汽相通过所述管道前进至冷凝区域；
在所述冷凝区域处利用端盖吸收来自所述工作流体的热，使得所述工作流体在所述冷凝区域处从所述汽相转变为所述液相；
远离所述冷凝区域引导所述热；以及
将所述液相驱动至所述蒸发区域。
50.如权利要求49所述的方法，还包括：
调节所述工作流体在所述贮液器与所述管道的所述蒸发区域之间的流动速率。
51.如权利要求49所述的方法，其中，利用所述热蓄集器吸收热还包括：利用建筑构造吸收热，所述建筑构造具有基本相互平行地定位并且与热源基本对准的多个层，单独的建筑层包括晶体的合成矩阵表征。
52.如权利要求49所述的方法，其中，利用所述热蓄集器吸收热还包括：从太阳光源、永冻层源和地热源中的至少一个吸收热。
53.如权利要求49所述的方法，其中，引导所述热还包括朝向蓄水层、涡轮机和甲烷沉积物引导所述热。
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