CN104034063B - 光磁电互补聚能式太阳炉 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种光磁电互补聚能式太阳炉,属电磁应用和真空超导传热技术新领域。该太阳炉包括由透射光曲面聚光釜、反射光碟式聚光釜、真空聚能反应釜、环形真空管束和储热罐组成的光聚变太阳炉及通过供水盘管和回水盘管为其提供预热水的单级或多级强磁旋流自发电制热装置,其中强磁旋流自发电制热装置包括在强磁体环及其包覆的隔磁护套强磁场工作筒内腔设置的单级或多级随机组合的多翼螺旋、鼠笼、多翼风车和多翼螺旋鼠笼组合体、多翼风车鼠笼组合体及其外设的通过管网为其提供射流动力的供水泵、电动机,各级之间设置利于形成螺旋旋流的斜向射流孔互相连通。该太阳炉为生活供热和集成化太阳能热电厂无碳快速制热开创了换代技术和产品。
Description
技术领域:
本发明为一种光磁电互补聚能式太阳炉,属电磁应用和真空超导传热技术新领域。
背景技术:
维系家庭、企业、厂矿、国家、人类的生存发展离不开热量,几乎各行各业的用热需求无不依靠各种燃煤、燃油、燃气锅炉提供热源。此类制热技术和制热设施,需要耗费大量生物燃料,并由此产生过量碳排放,造成了地球环境的重度污染,越来越严重的威胁着人类的生存环境,亟待低碳和无碳制热技术产品的创新。
电力制热设施清洁高效,但却加大了制热成本。
随着低碳经济的发展,太阳能制热设施走进千家万户,不但提高了人们的生活质量,而且有效的保护了环境。但太阳能供应不连续,且容量受限,阴雨天难以保证用热需求。对比各种供热设施,人们希望技术进步能提供一种无碳制热,一次投入,终生受益的新型健康环保热水炉。
在人类的生活和生产活动中,有大量可利用能量潜力巨大,然而人们习惯于惯性思维而未被巧妙地开发利用。如:
1.太阳能取之不尽,用之不竭,单纯光和热的供应,目前为“0”成本,只要开发技术先进,即使不用任何生物燃料,全人类受用无穷;
2.稀土永磁材料磁场强度已发展到>10000高斯,充磁后如利用得法,能量巨大,被称为看不见的无能耗能量;
3.真空条件下热阻几乎为“0”,超导介质传热速度是铜的上10000倍,大有开发利用潜力;
4.工矿、城镇和乡村的自来水,流体压力不可小视,尚有逆向拓展的巨大空间。
如果将巨大的永磁潜能借助旋流动力和真空超导传热转化为电能和热能、弥补太阳能供应不连续的空挡,流体在管内流动的同时不消耗燃料解决人们的用热需求并非梦想。
设想和成功往往只有一步之遥,根据电磁感应原理,闭合导体在磁场中切割磁力线产生电流。既然压力可以使流体流动,而流体特有的塑性特性通过不同形状的流道既可以直线射流,又可以旋转环流,如果将旋转环流流道设置闭合导体,使其置于磁场中切割磁力线,那么旋流动力发电机就水到渠成,从此,困扰人类的流体动力制热难题就会迎刃而解!
发明内容:
针对上述流体动力的巧妙利用问题,本发明的目的是利用闭合导体切割磁力线产生感应电流原理,独辟蹊径,用强磁旋流闭合导体切割磁力线发电制热,并辅之以太阳能和真空导热作强化和补充,从根本上解决光磁电互补连续制热难题,实现人类有史以来管内水动力发电光磁电互补的创新和突破。
本发明的制热机理是:
带压流体流经强磁场螺旋流道时,带动设置转轴和闭合导体的多翼螺旋或多翼风车高速旋转,从而切割磁力线发电,产生的电流直接与高速旋转水环短路制热,辅之以太阳能和真空超导传热放大和倍增,实现光磁电互补无碳快速制热。
本发明的技术解决方案是:
所述的光磁电互补聚能式太阳炉包括由透射光曲面聚光釜(1)、反射光碟式聚光釜(2)、真空聚能反应釜(4)、环形真空管束(6)和储热罐(8)组成的光聚变太阳炉及通过供水盘管(12)和回水盘管为其提供预热水的单级或多级强磁旋流自发电制热装置,其中强磁旋流自发电制热装置包括在强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)强磁场工作筒内腔设置的单级或多级随机组合的多翼螺旋(16)、鼠笼(20)、多翼风车(24)和多翼螺旋鼠笼组合体(17)、多翼风车鼠笼组合体(25)及其外设的通过管网为其提供射流动力的供水泵(21)、电动机(22),各单级连接位置随机组合或互换,连接方式串联或并联或串并联结合或大小齿轮增速连接,装配级数根据制热要求调节,各级之间设置利于形成螺旋旋流的斜向射流孔互相连通。
所述的光聚变太阳炉包括立式支架(7)支撑的储热罐(8)、用环形真空管束(6)与储热罐(8)密封联通的真空聚能反应釜(4)、置于立式支架(7)槽式聚光镜焦点处的供水盘管(12)、回水盘管和置于环形真空管束(6)中心并从真空聚能反应釜(4)中通过的供热管线(5)以及以真空聚能反应釜(4)为焦点三维放射状设置并由万向转动机构(3)带动与太阳双轴同步运动的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2),各聚光釜对应聚焦形成群焦共聚产生炽热聚能光斑加热真空聚能反应釜(4)内的超导介质,以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与储热罐(8)内的预热水形成快速循环换热。
所述的立式支架(7)支撑的储热罐(8)为球罐或者圆筒罐或者方罐,储热罐(8)罐内顶部设置上下触点自动启停泵的恒液位浮子液位计(9),罐外顶部开人孔并装设安全阀(10)和避雷针(11),背阳面装设爬梯护栏,储热罐(8)外表面敷设吸热保温层或吸热保温基层加敷设高倍聚光光伏电池板,其中立式支架(7)结构形式为以下三种类型之一:
第一种为圆筒柱式支撑或框架式支撑;
第二种为钢结构曲面柱式支撑,曲面柱南北向布局,其受光面凹槽内敷设槽式聚光镜,南侧两根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置供水盘管(12),北侧一根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置回水盘管,两条供水盘管(12)和一条回水盘管延伸到储热罐(8)内的部分呈上中下环状焊接在储热罐(8)内壁上,局部开形成水平环流换热网的环喷射水孔;
第三种为在上述第二种结构的基础上,供水盘管(12)和回水盘管上方设置线形菲涅耳聚光镜,其焦点与上述曲面柱凹槽内设置的槽式聚光镜形成双焦共聚。
所述的真空聚能反应釜(4)为球形或圆柱形,内装导热油或水或配方流体超导介质,其上部设置多组与储热罐(8)和真空聚能反应釜(4)互相密封联通的环形真空管束(6),伸入储热罐(8)内的环形真空管束(6)呈向上弯曲的放射状分上、中、下多层密封焊接在储热罐(8)内壁上,形成垂直循环换热对流网;供热管线(5)通过环形真空管束(6)中心以直管或盘管形式插入真空聚能反应釜(4)中,其进出口两端与真空聚能反应釜(4)密封焊接。
所述的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2)为大尺寸单镜或小尺寸镜组,分别以真空聚能反应釜(4)为焦点呈环形放射状三维分布,并由万向转动机构(3)引导沿最佳聚焦轨迹双轴与太阳同步运动形成群焦共聚,其万向转动机构(3)为由球形万向节、牵引连杆、微型电机减速装置、定日传感器组成的微机控制系统,其与阳光同步运动的控制方式为以下三种类型之一:
第一种为模拟地球24小时自转一周的钟控装置加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第二种为光影或光热定日传感器加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第三种为热敏记忆材料定向加万向转动机构(3)微机自控联动机构。
所述的透射光曲面聚光釜(1)为一组环形曲面菲涅耳聚光镜群,每单个聚光镜(1-1)的经向两端由可活动的子经向轴(1-2)与子经环(1-3)装配,与子经向轴(1-2)垂直的子经环(1-3)两端由可活动的子纬向轴(1-4)与子纬环(1-5)装配;整个聚光釜的经向两端由可活动的母经向轴(1-6)与母经环(1-7)装配,与母经向轴(1-6)垂直的母经环(1-7)两端由可活动的母纬向轴(1-8)与母纬环(1-9)装配;透射光曲面聚光釜(1)既可由母经环(1-7)和母纬环(1-9)引导双轴同步跟踪太阳360°公转,每单个聚光镜(1-1)又可由子经环(1-3)和子纬环(1-5)引导双轴同步跟踪太阳360°自转,形成多焦共聚。
所述的强磁旋流自发电制热装置为单级或多级强磁磁化、螺旋分离、旋流激荡、闭合导体切割磁力线发电制热、真空管超导介质快速换热五合一腔体,腔体内导电部件为超导或低阻易导热非导磁金属材料,旋转部件为耐热抗老化非导磁材料,各单级结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为图1-图3所示的鼠笼(20)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的鼠笼(20),其中鼠笼(20)可与多翼螺旋(16)或多翼风车(24)组合为多翼螺旋鼠笼组合体(17)或多翼风车鼠笼组合体(25),鼠笼(20)设置转轴,其转轴一端用轴承或钝形锥尖固定于上部射流孔阀体中心孔内,转轴另一端设置小齿轮(19),其小齿轮(19)与多翼螺旋鼠笼组合体(17)一端设置的大齿轮(18)啮合;
第二种为图4内腔中部所示的多翼螺旋(16)旋流磁化式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼螺旋(16),其中多翼螺旋(16)设置转轴和螺旋流道,其转轴两端设置环形外齿轮(26),环形外齿轮(26)分别与其上下鼠笼(20)一轴端设置的环形内齿轮(27)啮合;
第三种为图5内腔下部所示的多翼风车(24)旋流磁化式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼风车(24),其中多翼风车(24)设置转轴和风车流道,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第四种为图6内腔所示的多翼螺旋鼠笼组合体(17)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼螺旋鼠笼组合体(17),其中多翼螺旋鼠笼组合体(17)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第五种为图5内腔下部所示的多翼风车鼠笼组合体(25)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼风车鼠笼组合体(25),其中多翼风车鼠笼组合体(25)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
上述五种结构转轴可设置大齿轮或小齿轮,彼此组成串联或并联或串并结合的增速式连接。
所述的鼠笼(20)为可随多翼螺旋(16)或多翼风车(24)转动的超导或低电阻闭合导体,其结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为对称真空管闭合导体鼠笼,管内充装低温快速启动,并以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与管外旋转流体快速循环换热的乙醇或配方流体超导介质;
第二种为对称偶数组闭合导条;
第三种为两端开口金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第四种为两端封口并开射流孔金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第五种为对称偶数个绕组。
所述的强磁体环(14)为横向或竖向置于工作筒外壁或凹槽内的单级或多级环形独立闭合磁体或按N、S极性交互分散排列或密集排列的偶数强磁体环(14),强磁体环(14)外壁设置隔磁护套(15)。
所述的光聚变太阳炉和强磁旋流自发电制热装置串联组成南北排列东西走向的大型连续供电的太阳能热发电矩阵,或并联组成环形球阵,并网运行容量10-1000MW。
采用以上技术方案,本发明具有光磁电互补,真空超导快速换热,24小时连续供热的优势,实现了强磁旋流自发电制热的技术创举,为生活供热和大型集成化太阳能热电厂无碳快速制热开创了里程碑式换代技术和产品。
附图说明:
图1为光磁电互补聚能式太阳炉结构示意图;
图2为图1的双级增速串并联式强磁旋流自发电制热装置结构示意图;
图3为图1的双级增速串联式强磁旋流自发电制热装置结构示意图;
图4为图1的双鼠笼+多翼螺旋三级串联式强磁旋流自发电制热装置结构示意图;
图5为图1的多翼螺旋鼠笼组合体+多翼风车鼠笼组合体串联式强磁旋流自发电制热装置结构示意图;
图6为图1的双级多翼螺旋鼠笼组合体串联式强磁旋流自发电制热装置结构示意图;
图7为图1的强磁旋流自发电制热装置多翼风车结构示意图;
图8为图1的光聚变太阳炉结构示意图;
图9为图1的光聚变太阳炉透射光曲面聚光釜结构示意图。
图中:1.透射光曲面聚光釜;2.反射光碟式聚光釜;3.万向转动机构;4.真空聚能反应釜;5.供热管线;6.真空管束;7.支架;8.储热罐;9.浮子液位计;10.安全阀;11.避雷针;12.供水盘管;13.集热水箱;14.强磁体环;15.隔磁护套;16.多翼螺旋;17.多翼螺旋鼠笼组合体;18.大齿轮;19.小齿轮;20.鼠笼;21.供水泵;22.电动机;23.热水循环管;24.多翼风车;25.多翼风车鼠笼组合体;26.环形外齿轮;27.环形内齿轮。
具体实施方式:
如图1所示:本发明光磁电互补聚能式太阳炉包括由透射光曲面聚光釜(1)、反射光碟式聚光釜(2)、真空聚能反应釜(4)、环形真空管束(6)和储热罐(8)组成的光聚变太阳炉及通过供水盘管(12)和回水盘管为其提供预热水的单级或多级强磁旋流自发电制热装置,其中强磁旋流自发电制热装置包括在强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)强磁场工作筒内腔设置的单级或多级随机组合的多翼螺旋(16)、鼠笼(20)、多翼风车(24)和多翼螺旋鼠笼组合体(17)、多翼风车鼠笼组合体(25)及其外设的通过管网为其提供射流动力的供水泵(21)、电动机(22),各单级连接位置随机组合或互换,连接方式串联或并联或串并联结合或大小齿轮增速连接,装配级数根据制热要求调节,各级之间设置利于形成螺旋旋流的斜向射流孔互相连通。
所述的光聚变太阳炉包括立式支架(7)支撑的储热罐(8)、用环形真空管束(6)与储热罐(8)密封联通的真空聚能反应釜(4)、置于立式支架(7)槽式聚光镜焦点处的供水盘管(12)、回水盘管和置于环形真空管束(6)中心并从真空聚能反应釜(4)中通过的供热管线(5)以及以真空聚能反应釜(4)为焦点三维放射状设置并由万向转动机构(3)带动与太阳双轴同步运动的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2),各聚光釜对应聚焦形成群焦共聚产生炽热聚能光斑加热真空聚能反应釜(4)内的超导介质,以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与储热罐(8)内的预热水形成快速循环换热。
所述的立式支架(7)支撑的储热罐(8)为球罐或者圆筒罐或者方罐,储热罐(8)罐内顶部设置上下触点自动启停泵的恒液位浮子液位计(9),罐外顶部开人孔并装设安全阀(10)和避雷针(11),背阳面装设爬梯护栏,储热罐(8)外表面敷设吸热保温层或吸热保温基层加敷设高倍聚光光伏电池板,其中立式支架(7)结构形式为以下三种类型之一:
第一种为圆筒柱式支撑或框架式支撑;
第二种为钢结构曲面柱式支撑,曲面柱南北向布局,其受光面凹槽内敷设槽式聚光镜,南侧两根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置供水盘管(12),北侧一根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置回水盘管,两条供水盘管(12)和一条回水盘管延伸到储热罐(8)内的部分呈上中下环状焊接在储热罐(8)内壁上,局部开形成水平环流换热网的环喷射水孔;
第三种为在上述第二种结构的基础上,供水盘管(12)和回水盘管上方设置线形菲涅耳聚光镜,其焦点与上述曲面柱凹槽内设置的槽式聚光镜形成双焦共聚。
所述的真空聚能反应釜(4)为球形或圆柱形,内装导热油或水或配方流体超导介质,其上部设置多组与储热罐(8)和真空聚能反应釜(4)互相密封联通的环形真空管束(6),伸入储热罐(8)内的环形真空管束(6)呈向上弯曲的放射状分上、中、下多层密封焊接在储热罐(8)内壁上,形成垂直循环换热对流网;供热管线(5)通过环形真空管束(6)中心以直管或盘管形式插入真空聚能反应釜(4)中,其进出口两端与真空聚能反应釜(4)密封焊接。
所述的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2)为大尺寸单镜或小尺寸镜组,分别以真空聚能反应釜(4)为焦点呈环形放射状三维分布,并由万向转动机构(3)引导沿最佳聚焦轨迹双轴与太阳同步运动形成群焦共聚,其万向转动机构(3)为由球形万向节、牵引连杆、微型电机减速装置、定日传感器组成的微机控制系统,其与阳光同步运动的控制方式为以下三种类型之一:
第一种为模拟地球24小时自转一周的钟控装置加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第二种为光影或光热定日传感器加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第三种为热敏记忆材料定向加万向转动机构(3)微机自控联动机构。
所述的透射光曲面聚光釜(1)为一组环形曲面菲涅耳聚光镜群,每单个聚光镜(1-1)的经向两端由可活动的子经向轴(1-2)与子经环(1-3)装配,与子经向轴(1-2)垂直的子经环(1-3)两端由可活动的子纬向轴(1-4)与子纬环(1-5)装配;整个聚光釜的经向两端由可活动的母经向轴(1-6)与母经环(1-7)装配,与母经向轴(1-6)垂直的母经环(1-7)两端由可活动的母纬向轴(1-8)与母纬环(1-9)装配;透射光曲面聚光釜(1)既可由母经环(1-7)和母纬环(1-9)引导双轴同步跟踪太阳360°公转,每单个聚光镜(1-1)又可由子经环(1-3)和子纬环(1-5)引导双轴同步跟踪太阳360°自转,形成多焦共聚。
所述的强磁旋流自发电制热装置为单级或多级强磁磁化、螺旋分离、旋流激荡、闭合导体切割磁力线发电制热、真空管超导介质快速换热五合一腔体,腔体内导电部件为超导或低阻易导热非导磁金属材料,旋转部件为耐热抗老化非导磁材料,各单级结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为图1-图3所示的鼠笼(20)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的鼠笼(20),其中鼠笼(20)可与多翼螺旋(16)或多翼风车(24)组合为多翼螺旋鼠笼组合体(17)或多翼风车鼠笼组合体(25),鼠笼(20)设置转轴,其转轴一端用轴承或钝形锥尖固定于上部射流孔阀体中心孔内,转轴另一端设置小齿轮(19),其小齿轮(19)与多翼螺旋鼠笼组合体(17)一端设置的大齿轮(18)啮合;
第二种为图4内腔中部所示的多翼螺旋(16)旋流磁化式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼螺旋(16),其中多翼螺旋(16)设置转轴和螺旋流道,其转轴两端设置环形外齿轮(26),环形外齿轮(26)分别与其上下鼠笼(20)一轴端设置的环形内齿轮(27)啮合;
第三种为图5内腔下部所示的多翼风车(24)旋流磁化式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼风车(24),其中多翼风车(24)设置转轴和风车流道,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第四种为图6内腔所示的多翼螺旋鼠笼组合体(17)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼螺旋鼠笼组合体(17),其中多翼螺旋鼠笼组合体(17)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第五种为图5内腔下部所示的多翼风车鼠笼组合体(25)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括工作筒以及工作筒外壁或凹槽内设置的强磁体环(14)、强磁体环(14)包覆的隔磁护套(15)和工作筒内部设置的多翼风车鼠笼组合体(25),其中多翼风车鼠笼组合体(25)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
上述五种结构转轴可设置大齿轮或小齿轮,彼此组成串联或并联或串并结合的增速式连接。
所述的鼠笼(20)为可随多翼螺旋(16)或多翼风车(24)转动的超导或低电阻闭合导体,其结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为对称真空管闭合导体鼠笼,管内充装低温快速启动,并以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与管外旋转流体快速循环换热的乙醇或配方流体超导介质;
第二种为对称偶数组闭合导条;
第三种为两端开口金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第四种为两端封口并开射流孔金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第五种为对称偶数个绕组。
所述的强磁体环(14)为横向或竖向置于工作筒外壁或凹槽内的单级或多级环形独立闭合磁体或按N、S极性交互分散排列或密集排列的偶数强磁体环(14),强磁体环(14)外壁设置隔磁护套(15)。
所述的光聚变太阳炉和强磁旋流自发电制热装置串联组成南北排列东西走向的大型连续供电的太阳能热发电矩阵,或并联组成环形球阵,并网运行容量10-1000MW。
采用以上技术方案,本发明具有光磁电互补,真空超导快速换热,24小时连续供热的优势,实现了强磁旋流自发电制热的技术创举,为生活供热和大型集成化太阳能热电厂无碳快速制热开创了里程碑式换代技术和产品。
所述的光磁电互补聚能式太阳炉设计参数为:
强磁旋流自发电装置外径:∮200mm;
装置长度:1200mm;
强磁旋流自发电装置级数:三级串联;
透射光曲面聚光釜面积:3m2(点聚焦菲涅耳聚光镜);
反射光碟式聚光釜面积:3m2;
储热罐容积:10m3;
制热功率:100KW。
Claims (10)
1.一种光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:该太阳炉包括由透射光曲面聚光釜(1)、反射光碟式聚光釜(2)、真空聚能反应釜(4)、环形真空管束(6)和储热罐(8)组成的光聚变太阳炉及通过供水盘管(12)和回水盘管为其提供预热水的单级或多级强磁旋流自发电制热装置,其中强磁旋流自发电制热装置包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内腔设置的单级或多级随机组合的多翼螺旋(16)、鼠笼(20)、多翼风车(24)和多翼螺旋鼠笼组合体(17)、多翼风车鼠笼组合体(25)及其外设的通过管网为强磁旋流自发电制热装置提供射流动力的供水泵(21)、电动机(22),各单级连接位置随机组合或互换,连接方式串联或并联或串并联结合或大小齿轮增速连接,装配级数根据制热要求调节,各级之间设置利于形成螺旋旋流的斜向射流孔互相连通。
2.根据权利要求1所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的光聚变太阳炉包括立式支架(7)支撑的储热罐(8)、用多组环形真空管束(6)与储热罐(8)密封联通的真空聚能反应釜(4)、置于立式支架(7)槽式聚光镜焦点处的供水盘管(12)、回水盘管和置于环形真空管束(6)中心并从真空聚能反应釜(4)中通过的供热管线(5)以及以真空聚能反应釜(4)为焦点三维放射状设置并由万向转动机构(3)带动与太阳双轴同步运动的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2),各聚光釜对应聚焦形成群焦共聚产生炽热聚能光斑加热真空聚能反应釜(4)内的超导介质,以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与储热罐(8)内的预热水形成快速循环换热。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:立式支架(7)支撑的储热罐(8)为球罐或者圆筒罐或者方罐,储热罐(8)罐内顶部设置上下触点自动启停泵的恒液位浮子液位计(9),罐外顶部开人孔并装设安全阀(10)和避雷针(11),背阳面装设爬梯护栏,储热罐(8)外表面敷设吸热保温层或吸热保温基层加敷设高倍聚光光伏电池板,其中立式支架(7)结构形式为以下三种类型之一:
第一种为圆筒柱式支撑或框架式支撑;
第二种为钢结构曲面柱式支撑,曲面柱南北向布局,其受光面凹槽内敷设槽式聚光镜,南侧两根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置供水盘管(12),北侧一根曲面柱凹槽内槽式聚光镜的焦点处设置回水盘管,两条供水盘管(12)和一条回水盘管延伸到储热罐(8)内的部分呈上中下环状焊接在储热罐(8)内壁上,局部开形成水平环流换热网的环喷射水孔;
第三种为在上述第二种结构的基础上,供水盘管(12)和回水盘管上方设置线性菲涅耳聚光镜,其焦点与上述曲面柱凹槽内设置的槽式聚光镜形成双焦共聚。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的真空聚能反应釜(4)为球形或圆柱形,内装导热油或水或配方流体超导介质,其上部设置多组与储热罐(8)和真空聚能反应釜(4)互相密封联通的环形真空管束(6),伸入储热罐(8)内的环形真空管束(6)呈向上弯曲的放射状分上、中、下多层密封焊接在储热罐(8)内壁上,形成垂直循环换热对流网;供热管线(5)通过环形真空管束(6)中心以直管或盘管形式插入真空聚能反应釜(4)中,其进出口两端与真空聚能反应釜(4)密封焊接。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的透射光曲面聚光釜(1)和反射光碟式聚光釜(2)为大尺寸单镜或小尺寸镜组,分别以真空聚能反应釜(4)为焦点呈环形放射状三维分布,并由万向转动机构(3)引导沿最佳聚焦轨迹双轴与太阳同步运动形成群焦共聚,其万向转动机构(3)为由球形万向节、牵引连杆、微型电机减速装置、定日传感器组成的微机控制系统,其与阳光同步运动的控制方式为以下三种类型之一:
第一种为模拟地球24小时自转一周的钟控装置加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第二种为光影或光热定日传感器加万向转动机构(3)微机自控联动机构;
第三种为热敏记忆材料定向加万向转动机构(3)微机自控联动机构。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特 征在于:所述的透射光曲面聚光釜(1)为一组环形曲面菲涅耳聚光镜群,每单个聚光镜(1-1)的经向两端由可活动的子经向轴(1-2)与子经环(1-3)装配,与子经向轴(1-2)垂直的子经环(1-3)两端由可活动的子纬向轴(1-4)与子纬环(1-5)装配;整个聚光釜的经向两端由可活动的母经向轴(1-6)与母经环(1-7)装配,与母经向轴(1-6)垂直的母经环(1-7)两端由可活动的母纬向轴(1-8)与母纬环(1-9)装配;透射光曲面聚光釜(1)既由母经环(1-7)和母纬环(1-9)引导双轴同步跟踪太阳360°公转,每单个聚光镜(1-1)又由子经环(1-3)和子纬环(1-5)引导双轴同步跟踪太阳360°自转,形成多焦共聚。
7.根据权利要求1所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的强磁旋流自发电制热装置为单级或多级强磁磁化、螺旋分离、旋流激荡、闭合导体切割磁力线发电制热、真空管超导介质快速换热五合一腔体,腔体内导电部件为超导或低阻易导热非导磁金属材料,旋转部件为耐热抗老化非导磁材料,各单级结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为鼠笼(20)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内部设置的鼠笼(20),其中鼠笼(20)与多翼螺旋(16)或多翼风车(24)组合为多翼螺旋鼠笼组合体(17)或多翼风车鼠笼组合体(25),鼠笼(20)设置转轴,其转轴一端用轴承或钝形锥尖固定于上部射流孔阀体中心孔内,转轴另一端设置小齿轮(19),其小齿轮(19)与多翼螺旋鼠笼组合体(17)一端设置的大齿轮(18)啮合;
第二种为多翼螺旋(16)旋流磁化式结构,该种结构包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内部设置的多翼螺旋(16),其中多翼螺旋(16)设置转轴和螺旋流道,其转轴两端设置环形外齿轮(26),环形外齿轮(26)分别与其上下鼠笼(20)一轴端设置的环形内齿轮(27)啮合;
第三种为多翼风车(24)旋流磁化式结构,该种结构包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内部设置的多翼风车(24),其中多翼风车(24)设置转轴和风车流道,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第四种为多翼螺旋鼠笼组合体(17)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内部设置的多翼螺旋鼠笼组合体(17),其中多翼螺旋鼠笼组合体(17)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内;
第五种为多翼风车鼠笼组合体(25)闭合导体切割磁力线发电式结构,该种结构包括强磁体环(14)及其包覆的隔磁护套(15)所构成的强磁场工作筒,强磁场工作筒内部设置的多翼风车鼠笼组合体(25),其中多翼风车鼠笼组合体(25)设置转轴,其转轴用轴承或钝形锥尖固定于相邻两射流孔阀体中心孔内。
8.根据权利要求1或权利要求7所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的鼠笼(20)为可随多翼螺旋(16)或多翼风车(24)转动的超导或低电阻闭合导体,其结构形式至少为以下五种类型之一:
第一种为对称真空管闭合导体鼠笼,管内充装低温快速启动,并以汽化、蒸发、冷凝、回流方式与管外旋转流体快速循环换热的乙醇或配方流体超导介质;
第二种为对称偶数组闭合导条;
第三种为两端开口金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第四种为两端封口并开射流孔金属管,管壁上开偶数条直长孔或斜长孔;
第五种为对称偶数个绕组。
9.根据权利要求1或权利要求7所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的强磁体环(14)为横向或竖向置于工作筒外壁或凹槽内的单级或多级环形独立闭合磁体或按N、S极性交互分散排列或密集排列的偶数强磁体环(14),强磁体环(14)外壁设置隔磁护套(15)。
10.根据权利要求1或权利要求2或权利要求7所述的光磁电互补聚能式太阳炉,其特征在于:所述的光聚变太阳炉和强磁旋流自发电制热装置串联组成南北排列东西走向的大型连续供电的太阳能热发电矩阵,或并联组成环形球阵,并网运行容量10-1000MW。
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