專利名稱：低成本太陽能跟蹤及新的熱力循環(huán)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域，包括同步連動跟蹤太陽的太陽能利用方 法、太陽能反射鏡聚光系統(tǒng)、熱管傳熱及太陽能熱力發(fā)電等。
背景技術(shù)：
目前太陽能集熱與發(fā)電技術(shù)發(fā)展比較快，主要包括太陽能光伏發(fā)電(太 陽能電池)與太陽能熱發(fā)電兩種，但是共同的問題依然是發(fā)電成本高，前者 晶體硅的原材料成本難以突破，后者無論是碟式或槽式反射聚光還是塔式平 面反射聚光，普遍的思路是單個集熱裝置大型化，單獨的跟蹤系統(tǒng)，結(jié)果是 復(fù)雜笨重的集熱系統(tǒng)對于能流密度很低的太陽能也總是難以發(fā)揮降成本優(yōu) 勢。目前太陽能熱發(fā)電采用的熱力機(jī)組因無法實現(xiàn)大容量高參數(shù)熱效率都偏 低，采用斯特林循環(huán)的熱力系統(tǒng)可以提高一些發(fā)電效率，可是其內(nèi)部氣體工 質(zhì)密封等一些技術(shù)問題目前仍然解決不好不能普遍使用造價也很高。雖然目 前一些太陽能熱發(fā)電試驗項目表示發(fā)電成本每度電能降到1元人民幣左右， 可離全社會迫切希望解決能源與環(huán)境壓力的要求的低成本全面使用還有很遠(yuǎn) 的距離。
熱管因為利用蒸發(fā)與冷凝的相變過程傳熱而具有極高的傳熱效率，因此 使用領(lǐng)域越來越廣，在太陽能利用領(lǐng)域也正在發(fā)揮著越來越大的作用，可是 傳熱容量不大，因必須增加毛細(xì)孔材料的管芯產(chǎn)生毛細(xì)動力制造復(fù)雜成本高， 功能單一，傳熱距離有限，使用領(lǐng)域有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的簡化太陽能跟蹤集熱系統(tǒng)和熱力發(fā)電系統(tǒng)，提出簡單高 效率的低成本太陽能熱利用與太陽能發(fā)電方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明采用同步連動系統(tǒng)跟蹤太陽，采用動力熱管增加太陽能熱利用系統(tǒng)的傳熱效率，采用動力熱管循環(huán)或熱力升壓式熱力循 環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，具體包括以下內(nèi)容
一、 一種同歩連動跟蹤太陽的太陽能利用方法，由太陽能利用裝置、太 陽能利用裝置支撐架、驅(qū)動裝置及控制系統(tǒng)等組成。太陽能利用裝置由鉸接 支撐架支撐，按照陣列布置，互相通過同步連動機(jī)構(gòu)連接，由驅(qū)動裝置拖動 同步連動機(jī)構(gòu)同步偏轉(zhuǎn)跟蹤太陽。太陽能利用裝置單獨鉸支或者分組裝于支 架的平行軸(或近似平行)上可以分別以平行軸偏轉(zhuǎn)，而支架的轉(zhuǎn)軸設(shè)置為 與平行軸垂直或其它合適的角度。同步連桿機(jī)構(gòu)分別采用南北方向的年跟蹤 與東西方向的日跟蹤的二維驅(qū)動，具體為以下三種方式之一
a) 年跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)各自獨立驅(qū)動；
b) 年跟蹤驅(qū)動裝置安裝于地面，日跟蹤驅(qū)動裝置安裝于年跟蹤系統(tǒng)的移 動件上，或者二者相反布置；
C)年跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)的連桿采用可以扭動的連接方式，連桿上增加固 裝的搖臂通過空間連接機(jī)構(gòu)與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)連接，連桿平動控制年跟 蹤，扭動控制日跟蹤，或者，年跟蹤與日跟蹤的驅(qū)動分別按上述相反方式布 置。
一般動力裝置由控制系統(tǒng)控制也可以采用簡單定速驅(qū)動人工適時調(diào)整的 半自動方式。
這樣的跟蹤系統(tǒng)可以用于各種集熱器，也可以用于太陽能電池。當(dāng)太陽能 利用裝置為平面反光鏡或凹面反光鏡，凹面反光鏡為連續(xù)曲面或由較小的平 面鏡組合而成時，可以實現(xiàn)平面聚光或近似平面聚光，所謂的平面聚光是指 聚光點設(shè)置在經(jīng)過支撐架偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的太陽光線組成的聚光平面內(nèi)，支撐架跟 蹤太陽光線同步偏轉(zhuǎn)，反光鏡在支撐架上的平均偏轉(zhuǎn)速度是太陽光線在聚光 平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)速度的二分之一，不同位置的反光鏡以不同的偏轉(zhuǎn)相位差安裝以 滿足反射光總是朝向聚光點，多組平面聚光可以按陣列組合成各種太陽能跟 蹤聚光系統(tǒng)。
二、 一種動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，簡稱動力熱管，采用管路循環(huán)的結(jié)構(gòu)，加熱 器(對動力熱管吸熱端的通稱)的入口與出口分別與冷凝器(對動力熱管放 熱端的通稱)的出口和入口連接構(gòu)成工質(zhì)的管路循環(huán)結(jié)構(gòu)，工質(zhì)從加熱器吸
6收熱量蒸發(fā)后流向冷凝器并且輸出熱量冷凝，在冷凝器到加熱器的回流管路 上裝有可反向逆止的止逆閥(包括逆止閥或者電動控制的電磁閥及電動閥等， 這里通稱為止逆閥)，整個循環(huán)回路中填充部分工質(zhì)， 一般全密封抽成高真空， 但也有與大氣連通的特殊情況，如在100。C冷凝的時候，回流管或者回流水箱 可以與氣壓為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大氣相通。
加熱器加熱工作時內(nèi)部壓力上升，逆止閥反向逆止關(guān)閉，可確保加熱器 產(chǎn)生足夠的壓力將工質(zhì)蒸發(fā)并送到冷凝器內(nèi)，因此稱為動力熱管，當(dāng)加熱器 內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)完后壓力逐漸降低，最終逆止閥前冷凝工質(zhì)推動逆止閥正向?qū)?回流到加熱器，接著開始新的循環(huán)。
三、提高太陽能熱力發(fā)電效率的最有效的方法是提高汽輪機(jī)初參數(shù)，既 高溫高壓參數(shù)， 一般情況小機(jī)組容易達(dá)到高溫參數(shù)，而限制壓力參數(shù)的主要 因素是給水泵的工作能力，其流量越小壓力越高效率越低，太高的壓力也造 成其它環(huán)節(jié)的容積損失，因此小機(jī)組總是對應(yīng)較低的壓力初參數(shù)，而大容量 對太陽能發(fā)電是很不現(xiàn)實的。
為實現(xiàn)小機(jī)組或微型機(jī)組實現(xiàn)高參數(shù)高效率運行，除動力熱管循環(huán)外，這 里提出另一種不用給水泵的熱力循環(huán)， 一種熱力升壓式熱力循環(huán)方法，通過 加熱提升液體工質(zhì)壓力，采用容積式升壓器取代升壓泵(一般稱給水泵)，升 壓器內(nèi)工質(zhì)由熱力循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽加熱或由其它熱源加熱，通過閥門控制 工質(zhì)的進(jìn)出并滿足以下循環(huán)工作過程
a. 補(bǔ)水，低壓液體工質(zhì)進(jìn)入升壓器；
b. 升壓，當(dāng)補(bǔ)水完成后升壓器封閉開始加熱升壓；
C.給水，當(dāng)壓力升高達(dá)到輸出壓力時，升壓器向循環(huán)系統(tǒng)輸出高壓液體 工質(zhì)；
d. 減壓，當(dāng)輸出工質(zhì)完成后升壓器開始排汽減壓；
e. 再補(bǔ)水，當(dāng)壓力減小到輸入壓力時新的低壓液體工質(zhì)進(jìn)入升壓器，開 始新的熱力升壓過程。
7四、 一般的太陽能蒸汽發(fā)電系統(tǒng)都采用汽輪發(fā)電機(jī)組，另一種更簡單的 發(fā)電方法是熱功轉(zhuǎn)換裝置采用熱力射流式磁流體發(fā)電裝置，液體工質(zhì)采用導(dǎo) 電流體，高溫高壓汽液工質(zhì)進(jìn)入射流器形成導(dǎo)電的高速射流經(jīng)過磁場切割磁 力線產(chǎn)生電流，在磁場兩側(cè)流體經(jīng)過的位置布置電極輸出電力。磁流體發(fā)電 目前的主要研究方向是用于高溫?zé)煔庠跒闊崃ο到y(tǒng)提供熱量前實現(xiàn)一部分電 力，這樣的組合可以提高總發(fā)電效率，如果用來與熱力升壓式熱力循環(huán)系統(tǒng) 組合成全封閉無轉(zhuǎn)動機(jī)械的熱力發(fā)電機(jī)組，可以與發(fā)動機(jī)組合利用發(fā)動機(jī)排 氣再發(fā)電。
本發(fā)明的優(yōu)點
1. 太陽能跟蹤系統(tǒng)采用同步連動機(jī)構(gòu)，有利于較大面積的太陽能利用系 統(tǒng)只用一套跟蹤控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動跟蹤太陽，小型微型的太陽能轉(zhuǎn)換裝置大 面積陣列分布，重心可以很低連動機(jī)構(gòu)作用力很小，可大幅度簡化系統(tǒng)增加 抗風(fēng)能力，從而大幅度降低單位容量的成本。
2. 有利于實現(xiàn)小面積反光鏡按大面積陣列分布的跟蹤聚光方式，不但有 利于小型微型的太陽能聚光熱利用與熱發(fā)電，而且有利于采用高倍率聚光和 多個同步連動跟蹤聚光實現(xiàn)高溫大功率的太陽能工程，如大型太陽能發(fā)電站， 太陽能冶金工程等。
3. 動力熱管即具有普通熱管的高效傳熱優(yōu)點，又具有強(qiáng)大的循環(huán)動力， 可以高阻力循環(huán)，可以在高效傳熱的過程中向外輸出動力，使各領(lǐng)域更普遍 利用熱管高效傳熱，也為太陽能高效率熱利用熱發(fā)電創(chuàng)造了有利條件。
4. 動力熱管可以采用簡單的盤管式加熱器與冷凝器，可以簡單到僅僅是 普通金屬循環(huán)管路加一個逆止閥抽成真空就可以工作，簡單低成本適用范圍 廣。
5. 采用動力熱管循環(huán)的汽輪發(fā)動機(jī)簡單高效率噪音低，可以采用兩個或 更多的多個動力熱管循環(huán)組成一個整體的動力系統(tǒng)克服周期性循環(huán)的影響。
6. 動力熱管循環(huán)和熱力升壓式熱力循環(huán)方法，克服了小機(jī)組低壓力參數(shù)的約束，適合開發(fā)全封閉高參數(shù)高效率蒸汽循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng)及各種用途 的低污染低噪音發(fā)動機(jī)，對太陽能發(fā)電、各種余熱利用、高效率節(jié)能環(huán)保汽 車及其它車船甚至飛機(jī)等動力領(lǐng)域都有重要的意義，也可以用于蒸汽射流制 冷和熱力蒸發(fā)式制冷領(lǐng)域簡化系統(tǒng)提高效率。
7. 蒸汽射流式磁流體發(fā)電裝置取代汽輪發(fā)電機(jī)組可使熱力升壓式熱力 循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步成為全封閉無轉(zhuǎn)動機(jī)械的動力系統(tǒng)。
8. 本發(fā)明整體上形成一種太陽能利用徹底的低成本解決方案，同時各環(huán) 節(jié)的突破又有各自獨立的應(yīng)用領(lǐng)域，從太陽能發(fā)電、太陽能熱利用到諸多領(lǐng) 域的節(jié)能降耗，對全社會的環(huán)境與能源結(jié)構(gòu)必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。


圖1是太陽能轉(zhuǎn)換裝置由單個萬向鉸接支撐架支撐的同步偏轉(zhuǎn)方式；
圖2是一種二維移動控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)；
圖3是平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)方式；
圖4是組合式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)；
圖5是幾個組合式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)陣列布置支撐架同步連動示意圖； 圖6是一個組合式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)中太陽能轉(zhuǎn)換裝置同步連動示意圖； 圖7是三種同步連動機(jī)構(gòu)示意圖8是同一支撐架上的反光鏡同步連動平面聚光系統(tǒng)示意圖9是多個平面聚光系統(tǒng)的反光鏡支撐架同步連動跟蹤太陽光線示意圖IO是多個同步連動平面聚光系統(tǒng)立體示意圖11是有向下二次反射的同步連動平面聚光系統(tǒng)示意圖12是具有向下二次反射與一次反射分組平面聚光示意圖13是動力熱管回路原理圖14是加熱器為金屬管，逆止閥采用鋼珠的微型動力熱管； 圖15是冷凝器位置比加熱器低的動力熱管；
圖16是一種冷凝器結(jié)構(gòu)有利于液體工質(zhì)重力回流的布置方式；圖17是加熱器容積比較大并且增加了與之匹配的冷凝水箱的動力熱管;
圖18是加熱器與其蓄水水箱分離的動力熱管系統(tǒng)；
圖19是鍋爐尾部釆用動力熱管空氣預(yù)熱器的兩種結(jié)構(gòu)；
圖20是發(fā)電動力熱管；
圖21是雙循環(huán)發(fā)電動力熱管；
圖22是采用動力熱管循環(huán)的蒸汽射流式制冷系統(tǒng)； 圖23是熱力升壓式熱力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)原理圖； 圖24是內(nèi)裝薄壁密封鋼筒的汽輪發(fā)電機(jī)組； 圖25是熱力升壓式磁流體發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)； 圖26是熱力磁流體射流管結(jié)構(gòu)圖27是串聯(lián)式熱力磁流體發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)。
具體實施例方式
實施例1:如附圖1所示的太陽能轉(zhuǎn)換裝置1由單個萬向鉸接(向前后左
右都可以偏轉(zhuǎn))支撐架2支撐的同步偏轉(zhuǎn)方式，由連桿3連接后形成平行連 桿的同步連動機(jī)構(gòu)，通過驅(qū)動端4與自動控制的驅(qū)動系統(tǒng)連接，隨著驅(qū)動端4 的移動，全部太陽能轉(zhuǎn)換裝置將同步偏轉(zhuǎn)。因為太陽的跟蹤移動分東西方向 的日跟蹤和南北發(fā)現(xiàn)方向的年跟蹤，是二維的，附圖2表示雙螺桿機(jī)構(gòu)可以 滿足位移輸出端5的二維移動，通過控制系統(tǒng)分別控制兩個螺桿的轉(zhuǎn)速就可 以使輸出端5的二維移動滿足設(shè)計規(guī)律的要求，當(dāng)其與附圖1中的驅(qū)動輸入 端4連接時就可以實現(xiàn)太陽能能轉(zhuǎn)換裝置自動跟蹤太陽。事實上實現(xiàn)二維傳 動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)在機(jī)電一體化領(lǐng)域應(yīng)用非常普遍形式多樣這里不再一一列舉。 如果一定數(shù)量的太陽能轉(zhuǎn)換裝置按縱橫矩陣排列，那么連桿3之間可以互相 固連為一體成為網(wǎng)架由一套控制系統(tǒng)控制。
附圖3是平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)的兩種結(jié)構(gòu)方式，其優(yōu)點是支撐架轉(zhuǎn)軸線容易 設(shè)計為通過太陽能轉(zhuǎn)換裝置的重心，使機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)更輕巧簡單。附圖4是組合 式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)，支撐架6通過其平行軸安裝一組太陽能裝置，使二維連動機(jī)構(gòu)更簡單。附圖5是幾個組合式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)平行布置，形成平
行連桿的同步連動機(jī)構(gòu)，附圖6是一個組合式平面萬向鉸支機(jī)構(gòu)中幾個太陽 能轉(zhuǎn)換裝置同步連動示意圖。附圖7是三種種同步連動機(jī)構(gòu)示意圖，不管用 于年跟蹤還是日跟蹤這些機(jī)構(gòu)都是通用的，其中圖A是螺桿推動的滑塊連桿 機(jī)構(gòu)，圖B是采用螺桿螺母滑塊機(jī)構(gòu)，螺桿軸向被限位螺母與滑快鉸接，螺 桿旋轉(zhuǎn)使螺母移動帶動滑快及太陽能轉(zhuǎn)換裝置偏轉(zhuǎn)，圖C是采用鏈輪機(jī)構(gòu)， 由動力輪8通過鏈條帶動與各個太陽能轉(zhuǎn)換裝置連接的鏈輪旋轉(zhuǎn)。另外，連 動機(jī)構(gòu)的"連桿"也可以采用繩纜，繩纜的一端用固定彈簧牽引，另一端由 控制系統(tǒng)的動力裝置牽引，或者類似附圖7C將鏈條改為繩纜，繩纜和動力輪 及每個鏈輪鉸接。采用繩纜彈簧機(jī)構(gòu)的優(yōu)點是太陽能轉(zhuǎn)換裝置分布更自由。 太陽能同步連動跟蹤系統(tǒng)的驅(qū)動裝置具體可以是以下三種方式之一
a) 年跟蹤驅(qū)動裝置安裝于地面，日跟蹤驅(qū)動裝置安裝于年跟蹤驅(qū)動裝置的 驅(qū)動件上如附圖2，或安裝于太陽能轉(zhuǎn)換裝置的支撐架上。
b) 年跟蹤驅(qū)動裝置與日跟蹤驅(qū)動裝置各自獨立安裝于地面，日跟蹤驅(qū)動裝 置通過空間連接機(jī)構(gòu)(一般情況為萬向節(jié)或其它活節(jié)，也可以繩纜彈簧機(jī)構(gòu)) 與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)連接。例如可以增加一個與年跟蹤的連桿(如附圖5 中的連桿7)平行的扭桿，扭桿上的每個搖臂通過空間連接機(jī)構(gòu)與各個日跟蹤 同步連動機(jī)構(gòu)連接，這樣可以通過控制驅(qū)動裝置驅(qū)動扭桿扭轉(zhuǎn)控制每個太陽 能轉(zhuǎn)換裝置的日跟蹤，事實上也可以增加一個空間連桿機(jī)構(gòu)替代扭桿控制日 跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)。
c) 年跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)的連桿采用可以旋轉(zhuǎn)扭動的連接方式，連桿上增加 固裝的搖臂通過空間連接機(jī)構(gòu)與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)連接，年跟蹤同步連動 機(jī)構(gòu)的連桿平動控制年跟蹤，扭動控制日跟蹤，這樣同步連動跟蹤系統(tǒng)可以 更加簡單。日跟蹤連動機(jī)構(gòu)無論是采用空間扭桿機(jī)構(gòu)還是空間連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動 跟蹤精度都會受到年跟蹤移動的影響，適合精度要求不高或采用有傳感器反 饋的被動跟蹤控制系統(tǒng)，或者采用控制器或電腦軟件計算與控制。
顯然，以上年跟蹤與日跟蹤的驅(qū)動方式都是可以互換的。陣列的大小每列 的長度(太陽能轉(zhuǎn)換裝置的數(shù)量，不受各附圖中所示數(shù)量限制)由控制精度 要求、支撐架剛度及投資成本等因素確定。控制系統(tǒng)的光感傳感器與跟蹤控制程序或軟件種類比較多已有很多應(yīng)用，這里不做多述。
總之，同步連動跟蹤系統(tǒng)可以靈活多樣，其基本特點是可以將太陽能轉(zhuǎn)換 裝置微型化，成片分布，連動控制，大幅度降低單位容量投資成本。
同步連動跟蹤太陽的太陽能利用方法可以用于太陽能電池發(fā)電，也可以用 于各種太陽能集熱，如平板集熱、真空管集熱、碟式或槽式聚光及菲涅爾透 鏡等，只是太陽能熱利用的熱力管路從動態(tài)太陽能轉(zhuǎn)換裝置(集熱裝置)與 外界連接不太方便，解決的辦法是 一是集熱器盡量采用動力熱管減小熱力 管路直徑，二是熱力管路盡量沿轉(zhuǎn)軸與其它集熱器及外界連接，三是需要轉(zhuǎn) 動變形的環(huán)節(jié)熱力管路采用螺旋管結(jié)構(gòu)。
實施例2:如附圖8所示的反光鏡同步連動平面聚光示意圖，聚光點設(shè)置 在經(jīng)過支撐架偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的太陽光線組成的聚光平面內(nèi)，支撐架跟蹤太陽光線
同步偏轉(zhuǎn)，支撐架上不同位置的反光鏡io在聚光平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)方向上以不同
的偏轉(zhuǎn)角相位差安裝以滿足在同步偏轉(zhuǎn)跟蹤太陽的過程中以合適的偏轉(zhuǎn)速度 使反射光在聚光平面內(nèi)總是朝向聚光點(接收器)11。為了計算出鏡面"合 適的偏轉(zhuǎn)速度"與太陽光線在聚光平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)速度的關(guān)系，圖中用a線表示
太陽光線，b為鏡面法線，c為反射光線，d為地平線，e為鏡面，a、 b、 c及 d都分布在聚光平面內(nèi)。ad的夾角為光線入射角①，cd的夾角為反射角e ， bc的夾角為Y，鏡面偏轉(zhuǎn)角為"(圖中未標(biāo)注)與ed的夾角入互為補(bǔ)角。因 為入射光a與反射光c的夾角的角平分線必然是鏡面法線b，所以有
<formula>formula see original document page 12</formula>
計算結(jié)果為
g)二9(T +(o+e)/2 因為正常情況反射光總是指向聚光點，反射角e為定值，"的變化只與變 量①有關(guān)，也就是
<formula>formula see original document page 12</formula>這說明，這種情況反光鏡的偏轉(zhuǎn)角變化速度是太陽光線偏轉(zhuǎn)速度的1/2 。當(dāng) ①二0時
co('二90。 +9/2
因為e的大小只與反射鏡相對聚光點的位置有關(guān)，說明不同位置的反光鏡 其初裝角"()由反射鏡位置決定。
綜合以上分析的結(jié)論是安裝于同一支撐架上的一組反射鏡初裝角按 "。二90° +9/2安裝，聚光點布置于經(jīng)過反射鏡支撐架轉(zhuǎn)動軸的光線組成的平 面內(nèi)，偏轉(zhuǎn)速度設(shè)計為太陽光偏轉(zhuǎn)速度的1/2就可以使反射光線總是朝向聚 光點——接收器。在實際工程中，跟蹤過程可以是連續(xù)的也可以是間斷的(如 小型聚光系統(tǒng)幾分鐘動一次)但平均速度需滿足跟蹤要求， 一組聚光平面的 反射鏡與接收器及反射光線不必在嚴(yán)格意義上的聚光平面內(nèi)，甚至可以將并 列相鄰的幾組聚光平面采用同一個聚光點的接受器，當(dāng)反射鏡面積比接受器 面積小的多時可以減小這樣聚光偏差對實際效果的影響，另外，因為年跟蹤 偏轉(zhuǎn)范圍小，反光鏡偏轉(zhuǎn)軸可以根據(jù)需要采用近似平行，因此在實際工程中 一般是近似平面聚光。
顯然，如果需要，平面聚光分組設(shè)定反光鏡相位差可以在同一聚光平面內(nèi) 同時設(shè)置兩個或更多不同位置接收器，反光鏡位置可以在同一直線上也可以 在聚光平面內(nèi)根據(jù)需要自由設(shè)計。
為實現(xiàn)多組聚光采用附圖9所示多個平面聚光系統(tǒng)的反光鏡支撐架同步 連動跟蹤太陽光線，每組反射鏡隨著支撐架一起按平行連桿同步連動機(jī)構(gòu)同 步偏轉(zhuǎn)，平均速度與太陽光線偏轉(zhuǎn)速度相同，整體形成如附圖io所示的多個 同步連動平面聚光系統(tǒng)組合模式，聚光點可以設(shè)定分布在連桿7上成為"線 聚焦"，將接收器如熱力管路或太陽能電池等分布于連桿7上就可以利用太 陽能了，也可以設(shè)為其它需要的方式。這樣，通過整體的同步連動跟蹤系統(tǒng) 的年跟蹤與日跟蹤就可以實現(xiàn)各種太陽能反射聚光利用模式。
反光鏡一般采用平面鏡反光，為了獲得更高的聚光倍率，反光鏡也可以采 用連續(xù)的凹面鏡，或由更小的平面鏡組成一個組合凹面的反光鏡。
13實施例3:如附圖11是有向下二次反射的同步連動平面聚光系統(tǒng)示意圖， 增加高位反光鏡12將光線先反射到平面鏡再向下二次反射到接收器11，使太 陽能高溫加熱更方便。二次反射聚光點的位置可以通過鏡面成像原理確定(總 是與一次聚焦點按鏡面對稱)，但是向下反射的距離不能太多否則高位反射鏡 需要很大面積。為了適應(yīng)更多領(lǐng)域聚光加熱，可以采用凸面反光鏡向下延長 反射距離，這需要減小地面反射鏡的單鏡面積。例如，聚光后產(chǎn)生的光斑直 徑是1米時，如果將單鏡面積減小一半經(jīng)高位凸面反光鏡將光斑再放大到1 米時向下反射距離自然會延長。附圖12是將地面反射鏡分兩組， 一組反射光 直接集中到接收器平臺11的下面， 一組經(jīng)過高位反射鏡12反射到接收器平 臺的上面，用于需要上下面同時加熱的工藝，如太陽灶及冶金領(lǐng)域。也可以 多個二次反射組合成較大的反射聚光系統(tǒng)用于大型高溫加熱，另外，凸面反 光鏡也可以用更小的平面反光鏡組合而成。
實施例4:如附圖13所示的簡單的動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)充有一部 分工質(zhì)(可以是水或其它適合的溶液)，并且抽成高真空密封使工質(zhì)在較低溫
度就可以蒸發(fā)，當(dāng)加熱器22受熱時工質(zhì)開始蒸發(fā)膨脹產(chǎn)生壓力，逆止閥21 反向關(guān)閉，工質(zhì)開始向冷凝器24流動，經(jīng)過冷凝器后被冷凝成液態(tài)進(jìn)入回流 管25，當(dāng)加熱器內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)完后其內(nèi)部壓力逐漸下降，最后冷凝器前后汽體 工質(zhì)壓力接近相同，整個回路成為連通器，回流管內(nèi)液體工質(zhì)推動逆止閥正 向?qū)ㄟM(jìn)入加熱器開始新的循環(huán)。圖中加熱器與冷凝器的圖形只是一種表示 符號不限制實際應(yīng)用中的形狀、結(jié)構(gòu)及連接方式。
附圖14是一種微型動力熱管，加熱器22采用銅管與熱源直接接觸，逆止 閥21采用簡單的小圓珠，可用于電腦CPU或電源發(fā)熱件等的散熱的微型傳 熱系統(tǒng)，冷凝器直接采用較長的細(xì)銅管就可以，這樣可以通過增加細(xì)銅管的 長度或者焊接到較大的散熱板上(包括專門的金屬散熱板或者電腦及電源箱 殼上)滿足散熱，省掉風(fēng)扇。
一般工質(zhì)靠重力回流就可以滿足工作， 一些大型系統(tǒng)可以采用泵力回流，具體分以下四種情況
a) 裝有一個止逆閥，如前述附圖13。
b) 裝有兩個或兩個以上止逆閥，在兩個止逆閥之間裝有回水箱。如附圖 15增加了逆止閥26，適應(yīng)冷凝器位置比加熱器低的情況。在兩個逆止閥之間 連接有回流水箱25 (大小因系統(tǒng)需要而定，最小時由管路代替)，并使回水箱 的輸出管路裝在下部，在加熱器22將工質(zhì)加熱蒸發(fā)時，加熱器前的逆止閥21 關(guān)閉而冷凝器后的逆止閥26正向?qū)ǎ淠蠊べ|(zhì)進(jìn)入回流水箱，直到蒸發(fā) 完時由于冷凝器的繼續(xù)冷凝，加熱器內(nèi)壓力會下降到低于水箱內(nèi)壓力，壓差 推動逆止閥26關(guān)閉而逆止閥21正向?qū)?，加熱器充液，循環(huán)將繼續(xù)。
c) 泵力回流。在大型動力熱管的需要快速回流的管路上可以安裝水泵，這 樣不受加熱器高低位置的影響。 一些特殊的情況，如需要強(qiáng)化循環(huán)動力的低 溫差循環(huán)，動力熱管直接由泵力推動連續(xù)循環(huán)工作，這樣的水泵一般應(yīng)采用 磁力泵有利于系統(tǒng)密封。
d) 冷凝器采用有利于液體工質(zhì)流向回流管的結(jié)構(gòu)與安裝方式。裝有逆止 閥的動力熱管一般情況是按間斷式周期性自動工作的，但是，當(dāng)循環(huán)阻力比 較小的時候，在加熱器內(nèi)液體工質(zhì)不斷蒸發(fā)液位下降的過程中，由于加熱器 與回流管或回流水箱的液位差不斷增加，會出現(xiàn)在液體蒸發(fā)完之前逆止閥提 前被正向打開的情況，并且可以連續(xù)工作。說明在這種情況下，如果將冷凝 器的結(jié)構(gòu)設(shè)置成有利冷凝液自動流向回流管方向，例如出口比入口低如附圖 16，就可以不用逆止閥實現(xiàn)熱管循環(huán)(或者加逆止閥只是確保啟動時直接單 向流動)，因其產(chǎn)生循環(huán)動力的液位差仍然是工質(zhì)受熱蒸發(fā)產(chǎn)生壓力的結(jié)果， 因此統(tǒng)一稱為動力熱管。
裝有逆止閥的動力熱管循環(huán)是可產(chǎn)生強(qiáng)大循環(huán)動力的高效傳熱過程，最 大循環(huán)動力由熱源與冷源的溫度差決定，不僅可以用于各種條件的傳熱過程， 而且在加熱器與冷凝器之間增加汽輪機(jī)或其它熱力轉(zhuǎn)換裝置就可以構(gòu)成簡單 高效的新的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，因此動力熱管循環(huán)方法將對能源利用、節(jié)能及新能 源開發(fā)將發(fā)揮巨大作用。實施例5:如附圖17所示是適應(yīng)大型熱力過程的動力熱管系統(tǒng)，增大加 熱器22容積成為加熱水箱，在冷凝器與逆止閥21之間連接與加熱器容積匹
配的凝結(jié)水箱27，有利于加熱器內(nèi)汽水分離和延長工作周期。附圖18是加熱 器22在加熱水箱外的一種情況，有利于汽水分離加熱。
這樣的動力熱管循環(huán)系統(tǒng)可以用于各種熱力工程的傳熱全過程，包括 動力熱管鍋爐燃燒室為加熱器，熱力輸出換熱器為冷凝器；附圖19顯
示兩種加熱與冷凝高低位置不同的用于鍋爐尾部空氣預(yù)熱器的動力熱管(煙 氣側(cè)與空氣側(cè)應(yīng)該有爐墻相隔圖中為簡明未顯示)，其特點是采用單一的加熱 器水箱或冷凝器水箱，可視加熱器或冷凝器的結(jié)構(gòu)形成的流動阻力大小而定。 如果加熱與冷凝管路為單片，冷凝端(空氣側(cè))比加熱端(煙氣側(cè))位置高 許多甚至可以不用水箱與逆止閥，但是如果管路立體布置比較復(fù)雜就需要增
加加熱水箱與冷凝水箱了，也可以在加熱回路增加循環(huán)泵，如附圖19A。
動力熱管式室內(nèi)供暖熱網(wǎng)熱交換器為加熱器，用戶散熱器為冷凝器，如
動力熱管式家用暖氣片，或者將細(xì)管路焊接在銅或鋁等薄金屬板上，可以布 置于墻壁或頂棚。
動力熱管熱網(wǎng)鍋爐為加熱器，整個熱網(wǎng)用戶為冷凝器，適合高層建筑。 高溫傳熱各種太陽能集熱過程及太陽能鍋爐與太陽灶等熱力輸出過程。
實施例6:如附圖20所示在動力熱管循環(huán)回路中增加汽輪發(fā)電機(jī)28，成
為間斷性發(fā)電的發(fā)電熱管，增加過熱加熱器29可以提高發(fā)電效率。為了得到 穩(wěn)定的電力輸出，如附圖21所示可以采用兩個加熱蒸發(fā)系統(tǒng)分別為兩個獨立
的汽輪發(fā)電機(jī)供汽，或者為兩個同軸汽輪機(jī)供汽互補(bǔ)連續(xù)工作，也可以采用 多個加熱系統(tǒng)與多個機(jī)組，這樣電力輸出比較穩(wěn)定。在以太陽能聚光為熱源 時，加熱器甚至可以是簡單的水箱或金屬管，但是存在的一個問題是，當(dāng)加 熱器內(nèi)的工質(zhì)在一個循環(huán)周期結(jié)束蒸發(fā)完時，如果太陽能聚光溫度很高加熱 器可能燒壞，因此有兩個或多個加熱器時將加熱器的受熱面互相焊接在一起
16上，或者采用同一塊金屬制造，總之使加熱器之間通 過金屬連接互相傳熱，當(dāng)一個加熱器蒸發(fā)完后不至于被燒壞還能增加正在蒸 發(fā)工作的其他加熱器的功率。同理過熱器也應(yīng)這樣安排，也就是所有高溫受 熱面都可以這樣互相間隔合理布置，互相起到保護(hù)作用。
動力熱管發(fā)電最大的特點是簡單低成本，比較適合微小型太陽能熱發(fā)電， 如在附圖9所示的同步連動聚光系統(tǒng)，動力熱管發(fā)電裝置可以與受熱面都布 置在連桿7上，這樣可避免接收器熱力管路與地面之間動靜連接的問題。動 力熱管發(fā)電也可以用于汽車尾氣余熱利用等節(jié)能領(lǐng)域。
實施例7:如附圖22所示的用于蒸汽噴射式制冷的動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，
工質(zhì)一般為水，被加熱器22加熱蒸發(fā)成為壓力蒸汽，經(jīng)射流噴射器33減壓 降溫再經(jīng)冷凝器24冷凝后進(jìn)入回流水箱27，冷凝水一部分經(jīng)過節(jié)流器34再 次減壓降溫后進(jìn)入冷媒水熱交換器32內(nèi)吸收冷媒水熱量，冷媒水熱交換器的 高真空由射流噴射器33的抽汽口抽汽維持。當(dāng)加熱器內(nèi)水被蒸發(fā)完后壓力下 降，直至回流水箱27內(nèi)的回流水自動使逆止閥21正向?qū)ǎ亓魉M(jìn)入加 熱器，開始新的循環(huán)。
動力熱管蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)無須任何轉(zhuǎn)動機(jī)械，簡單低成本耐用。
實施例8:如附圖23所示，是一種熱力升壓式熱力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是在
普通熱力發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上用熱力升壓系統(tǒng)取代給水泵升壓，其工作過程是
a. 補(bǔ)水。當(dāng)熱力升壓器41需要補(bǔ)充水時，打開與凝結(jié)水箱44的通汽閥 43關(guān)閉其它閥門，從凝結(jié)水箱44來的低壓液體工質(zhì)因連同器原理經(jīng)過逆止闊 42進(jìn)入升壓器41。
b. 升壓。當(dāng)升壓器補(bǔ)水完成后關(guān)閉通汽閥43，打開抽汽閥46升壓器開始 封閉式加熱升壓，逆止閥42自動反向關(guān)閉；當(dāng)升壓器壓力上升到與抽汽壓力 接近平衡時關(guān)閉抽汽閥46，打開與蒸發(fā)器39的通汽閥37繼續(xù)加熱升壓。
c. 給水。當(dāng)壓力升高達(dá)到與蒸發(fā)器39壓力平衡時逆止閥40自動正向?qū)?通，升壓器向蒸發(fā)器輸出高壓液體工質(zhì)。d. 減壓。當(dāng)輸出工質(zhì)完成后關(guān)閉通汽閥37，打開抽汽閥46向汽輪機(jī)47 的低壓缸排汽，逆止閥40自動反向關(guān)閉，升壓器開始排汽減壓；當(dāng)升壓器壓 力降到與汽輪機(jī)低壓缸接近平衡時關(guān)閉抽汽閥46，打開與凝結(jié)水箱44的通汽 閥43，升壓器壓力繼續(xù)下降。
e. 再補(bǔ)水。當(dāng)壓力減小到與凝結(jié)水箱壓力平衡時，逆止閥42自動正向?qū)?通，新的低壓液體工質(zhì)進(jìn)入升壓器，開始新的熱力升壓過程。
雖然升壓給水過程是間斷周期性的，但是如果設(shè)計好每次給水量與蒸發(fā)器 容量的比例，就可以確保蒸發(fā)器只是液位在周期性隨之變化而并不影響蒸發(fā) 循環(huán)的連續(xù)性。通汽閥37與44以及抽汽閥46 —般采用電磁閥，由控制系統(tǒng) 根據(jù)液位壓力溫度等參數(shù)自動控制。當(dāng)采用附圖24所示內(nèi)裝薄壁密封鋼筒的 汽輪發(fā)電機(jī)組，在發(fā)電機(jī)定子線圈48及勵磁電機(jī)定子線圈49與轉(zhuǎn)子之間通 過薄壁密封鋼筒50互相隔離。另外一種隔離方法是在微型的發(fā)電系統(tǒng)中將氣 輪發(fā)電機(jī)組全部密封于循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，只有導(dǎo)線絕緣密封后與外界連接。
這樣整個熱力循環(huán)系統(tǒng)就可以使工質(zhì)在密封系統(tǒng)內(nèi)工作，蒸發(fā)加熱器38 使蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽后，蒸汽經(jīng)過過熱加熱器36進(jìn)一步被加熱為過熱蒸汽后 進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換，從汽輪機(jī)出來的低參數(shù)尾汽經(jīng)過冷凝器45成 為液態(tài)進(jìn)入凝結(jié)水箱44，后經(jīng)過熱力升壓過程循環(huán)工作。這樣，系統(tǒng)可以省 掉一般熱力系統(tǒng)需要的給水泵、補(bǔ)水、排污及除氧等一系列復(fù)雜的輔助系統(tǒng)， 使小機(jī)組微型機(jī)組實現(xiàn)高參數(shù)運行再無障礙。
為了進(jìn)一步提高效率，可以增加抽汽加熱管路的數(shù)量，原理等同于增加回 熱循環(huán)數(shù)量，也可以增加再熱加熱器提高熱效率，升壓系統(tǒng)減壓排汽時可以 排到再熱加熱器內(nèi)。
這樣的系統(tǒng)當(dāng)汽輪機(jī)與其它轉(zhuǎn)動機(jī)械連接時就成為一種高效率的外燃式 蒸汽循環(huán)發(fā)動機(jī)，也可以用于蒸汽噴射制冷與吸收式蒸汽制冷。為了確保系 統(tǒng)密封，汽輪機(jī)可以通過磁力傳動，磁力傳動目前已經(jīng)比較成熟，如使用較 多的磁力泵就可以將泵內(nèi)液體與外界完全隔絕。
實施例9:如附圖25所示，用熱力射流磁流體發(fā)電器57取代汽輪發(fā)電機(jī)租，構(gòu)成熱力升壓式磁流體發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)。由蒸發(fā)器底部出來的飽和液體 工質(zhì)與過熱蒸汽分別進(jìn)入射流磁流體發(fā)電器產(chǎn)生熱力射流，附圖26顯示了一
種熱力射流磁流體發(fā)電器，外部設(shè)置了磁場，在陶瓷管58內(nèi)磁場的兩側(cè)布置 了金屬膜正負(fù)電極59，陶瓷管的作用是將其內(nèi)表面電極與磁場外的導(dǎo)電工質(zhì) 絕緣，高速射流的汽液混流導(dǎo)電工質(zhì)在磁場中切割磁力線使正負(fù)電荷分別流 向金屬膜電極形成可以向外輸出的電力(輸電電極附圖26中沒有顯示，需要 說明的是輸電線路應(yīng)該與金屬外殼絕緣密封)。工質(zhì)需盡可能采用導(dǎo)電性強(qiáng)的 金屬液體或強(qiáng)電解質(zhì)溶液，比較適合的有水銀、氯化鈉溶液及溴化鋰溶液等， 溴化鋰溶液在熱力蒸發(fā)吸收式空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用較廣，許多技術(shù)可以直接參考。
單個熱力射流磁流體發(fā)電系統(tǒng)不方便抽汽加熱，附圖27顯示了雙磁流體 發(fā)電器串聯(lián)發(fā)電的方案，增加了汽液分離器60，從一級射流發(fā)電器出來的工 質(zhì)經(jīng)汽液分離后液體工質(zhì)直接進(jìn)入二級射流發(fā)電器，分離出的蒸汽經(jīng)再熱加 熱器61加熱后也進(jìn)入二級射流發(fā)電器，從高溫汽液分離器引出抽汽管路由抽 汽閥62控制連接升壓器。這樣可以根據(jù)需要將磁流體射流發(fā)電器多個串聯(lián)甚 至串并聯(lián)組合，以提高整體發(fā)電效率。
顯然，熱力射流磁流體發(fā)電也可以采用動力熱管循環(huán)。 熱力射流磁流體發(fā)電實現(xiàn)了無轉(zhuǎn)動機(jī)械的熱力發(fā)電，隨著技術(shù)成熟極有希 望成為低成本高效率低噪音的普遍使用的動力裝置，如用于天然氣或氫燃料 電動汽車。
實施例10:采用動力熱管循環(huán)或熱力升壓式熱力循環(huán)，用于小型或微型冷熱 電聯(lián)產(chǎn)，包括熱水器發(fā)電、供暖及空調(diào)發(fā)電等，尤其在高溫聚光的太陽能利 用系統(tǒng)中，在加熱器加熱后的工質(zhì)先進(jìn)入熱力發(fā)電設(shè)備發(fā)電，然后進(jìn)入供熱 或制冷系統(tǒng)提供熱源，最后再完成循環(huán)的其它過程，或者，在用于燃料為熱 源的熱力過程時，高溫?zé)煔饧訜岚l(fā)電工質(zhì)低溫?zé)煔馔ㄟ^動力熱管為其它設(shè)備 提供熱力。冷熱電聯(lián)產(chǎn)是成熟的概念，但是普通汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)復(fù)雜而內(nèi)燃 機(jī)噪音大排氣污染也大都不適合微小型化，而動力熱管循環(huán)與熱力升壓式熱 力循環(huán)有環(huán)保高效率使用簡單的優(yōu)勢，加上動力熱管可以長距離高效傳熱，非常適合用于家庭或企業(yè)，這對全社會節(jié)能降耗有著重要意義。
另外，內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)等高溫發(fā)動機(jī)的排氣溫度都比較高，而熱力升壓
式熱力循環(huán)系統(tǒng)排汽溫度低效率高，因此將前者排氣為后者加熱器供熱的聯(lián)
產(chǎn)形式可以實現(xiàn)更高的熱效率。如果將前者排氣二次燃燒為后者供熱，兩個
系統(tǒng)將全部實現(xiàn)高效率運行，用于目前的汽車發(fā)動機(jī)還可以減少一氧化碳及
碳?xì)浠衔锏炔煌耆紵锏呐欧拧?br> 再有，聚光式太陽能中高溫電池其底部散熱板必須有良好散熱， 一個不錯
的方案是利用動力熱管為其散熱的同時輸出熱力，也可以用動力熱管循環(huán)或
熱力升壓式熱力循環(huán)共同發(fā)電。
本發(fā)明因應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，不局限于實施例所描述內(nèi)容。
20
權(quán)利要求
1、一種同步連動跟蹤太陽的太陽能利用方法，由太陽能利用裝置、太陽能利用裝置支撐架、驅(qū)動裝置及控制系統(tǒng)等組成，其特征是太陽能利用裝置由鉸接支撐架支撐，按照陣列布置，互相通過同步連動機(jī)構(gòu)連接，由驅(qū)動裝置拖動同步連動機(jī)構(gòu)同步偏轉(zhuǎn)跟蹤太陽；太陽能利用裝置單獨鉸支或者分組裝于支架的平行軸或近似平行軸上可以分別以平行軸偏轉(zhuǎn)而支撐架的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸設(shè)置為與平行軸垂直或其它角度；同步連桿機(jī)構(gòu)分別采用南北方向的年跟蹤與東西方向的日跟蹤的二維驅(qū)動，支撐架的偏轉(zhuǎn)與反光鏡的偏轉(zhuǎn)分別是年跟蹤與日跟蹤或者相反；年跟蹤采用手動控制或自動控制；驅(qū)動裝置的布置具體為以下三種方式之一，a)年跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)各自獨立驅(qū)動；b)年跟蹤驅(qū)動裝置安裝于地面，日跟蹤驅(qū)動裝置安裝于年跟蹤系統(tǒng)的移動件上，或者二者相反布置；c)年跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)的連桿采用可以扭動的連接方式，連桿上增加固裝的搖臂通過空間連接機(jī)構(gòu)與日跟蹤同步連動機(jī)構(gòu)連接，連桿平動控制年跟蹤，扭動控制日跟蹤，或者，年跟蹤與日跟蹤的驅(qū)動分別按上述相反方式布置。
2、 如權(quán)利要求1所述的同步連動跟蹤太陽的太陽能利用方法，用于反光鏡聚 光，其特征是太陽能利用裝置為平面反光鏡或凹面反光鏡，凹面反光鏡為連續(xù) 曲面或由較小的平面鏡組合而成；聚光方式為平面聚光或近似平面聚光，所謂的 平面聚光是指聚光點設(shè)置在經(jīng)過支撐架偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的太陽光線組成的聚光平面內(nèi)， 支撐架跟蹤太陽光線同步偏轉(zhuǎn)，反光鏡在支撐架上的平均偏轉(zhuǎn)速度是太陽光線在 聚光平面內(nèi)偏轉(zhuǎn)速度的二分之一，不同位置的反光鏡以不同的偏轉(zhuǎn)相位差安裝以 滿足反射光總是朝向聚光點。
3、 如權(quán)利要求2所述的同步連動跟蹤太陽的反光鏡聚光方法，用于太陽能發(fā)電、冶金、焊接及太陽灶等高溫加熱，其特征是增加使聚光點向下轉(zhuǎn)移的高位平面反光鏡或高位凸面反光鏡，使全部反射光實現(xiàn)二次反射或一部分反射光直接 反射到接收器下面另一部分反射光二次反射到接受器上面，高位凸面反光鏡為連 續(xù)曲面或由較小的平面反光鏡組成凸面鏡。
4、 一種動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，工質(zhì)從加熱器吸收熱量蒸發(fā)后進(jìn)入冷凝器輸出熱 量冷凝，然后回流到加熱器再次被加熱蒸發(fā)循環(huán)工作，用于各種傳熱或熱力過程， 其特征是采用管路循環(huán)的結(jié)構(gòu)，為使工質(zhì)循環(huán)流動在冷凝器到加熱器的回流管 路上至少采取以下四種措施之一，a) 裝有止逆閥；b) 裝有兩個止逆閥，在兩個止逆閥之間裝有回水箱；C)裝有水泵；d)冷凝器釆用有利于液體工質(zhì)流向回流管的結(jié)構(gòu)與安裝方式。
5、 如權(quán)利要求4所述動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，其特征是動力熱管用于以下用途，a) 增加加熱水箱與冷凝水箱成為大容量熱管；b) 動力熱管鍋爐；c) 鍋爐尾部受熱面的空氣預(yù)熱及其它氣一氣換熱；d) 室內(nèi)供暖或供冷，終端采用普通散熱器或釆用金屬膜布置于墻壁或頂棚；e) 動力熱管熱網(wǎng)，整個熱網(wǎng)終端為冷凝器；f) 電腦CPU或其它電器配件的散熱；g) 各種太陽能集熱過程及太陽能鍋爐與太陽灶等高溫?zé)崃敵鲞^程。
6、 如權(quán)利要求4所述動力熱管循環(huán)系統(tǒng)，用于熱力發(fā)電、制冷等熱力過程， 其特征是加熱器與冷凝器的連接管路上連接有汽輪機(jī)或蒸汽噴射式制冷裝置， 采用單路或多路熱力循環(huán)，受熱面互相分離布置，或者互相有金屬連接構(gòu)成可以 避免單個受熱面超溫的結(jié)構(gòu)。
7、 一種熱力升壓式熱力循環(huán)方法，通過加熱提升液體工質(zhì)壓力，其特征是 采用容積式升壓器取代升壓泵，升壓器內(nèi)工質(zhì)由熱力循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽加熱或由 其它熱源加熱，通過閥門控制工質(zhì)的進(jìn)出并滿足以下循環(huán)工作過程，a. 補(bǔ)水，低壓液體工質(zhì)進(jìn)入升壓器；b. 升壓，當(dāng)補(bǔ)水完成后升壓器封閉開始加熱升壓；C.給水，當(dāng)壓力升高達(dá)到輸出壓力時，升壓器向循環(huán)系統(tǒng)輸出高壓液體工質(zhì)； d.減壓，當(dāng)輸出工質(zhì)完成后升壓器開始排汽減壓；e.再補(bǔ)水，當(dāng)壓力減小到輸入壓力時新的低壓液體工質(zhì)進(jìn)入升壓器，開始新 的熱力升壓過程。
8、 如權(quán)利要求7所述的熱力升壓式熱力循環(huán)方法，其特征是升壓器有與動 力輸出設(shè)備連接抽取蒸汽熱源的一支或多支管路，管路上有控制閥。
9、 一種熱力射流式磁流體發(fā)電裝置，高速射流的導(dǎo)電工質(zhì)在磁場內(nèi)切割磁力線產(chǎn)生電流，其特征是采用動力熱管循環(huán)方法或熱力升壓式熱力循環(huán)方法，高 溫高壓汽液工質(zhì)進(jìn)入射流器形成導(dǎo)電的高速射流，采用單管射流循環(huán)或采用多管 抽汽回?zé)嵫h(huán)。
10、 一種小型或微型熱力綜合系統(tǒng)，采用太陽能或燃料為熱源其特征是 采用動力熱管循環(huán)或熱力升壓式熱力循環(huán)為熱力發(fā)電系統(tǒng)，為以下四種方式之a(chǎn)) 熱力發(fā)電系統(tǒng)的工質(zhì)從發(fā)電設(shè)備出來后進(jìn)入供熱或制冷系統(tǒng)提供熱源；b) 熱力發(fā)電系統(tǒng)以燃料為熱源發(fā)電后低溫?zé)煔馔ㄟ^動力熱管為供熱或制冷 系統(tǒng)提供熱源；c) 利用燃?xì)廨啓C(jī)及內(nèi)燃機(jī)等發(fā)動機(jī)高溫排氣為熱力發(fā)電系統(tǒng)提供熱源；d) 利用聚光式太陽能高溫電池底部散熱板為熱力發(fā)電系統(tǒng)提供熱源。
全文摘要
本發(fā)明涉及低成本太陽能跟蹤及新的熱力循環(huán)方法，屬于太陽能熱利用與熱力循環(huán)發(fā)電或制冷領(lǐng)域。太陽能連動跟蹤采用連桿機(jī)構(gòu)等同步連動系統(tǒng)，一個陣列的太陽能轉(zhuǎn)換裝置只需一套跟蹤控制系統(tǒng)，可用于太陽能集熱、太陽能光伏發(fā)電及反射鏡聚光系統(tǒng)。采用動力熱管式熱力循環(huán)，可高效傳熱使用范圍廣泛，可以用于簡單蒸汽發(fā)電及制冷；采用熱力升壓式熱力循環(huán)，按補(bǔ)水，加熱升壓，向系統(tǒng)給水，減壓，再補(bǔ)水的過程循環(huán)工作，可用于蒸汽發(fā)電、制冷、外燃式發(fā)動機(jī)及磁流體發(fā)電等，本發(fā)明可以實現(xiàn)低成本高效率的太陽能利用、傳熱及各種節(jié)能與發(fā)電，對能源結(jié)構(gòu)及環(huán)境改善將發(fā)揮重要做用。
文檔編號F01K25/06GK101504199SQ20081000622
公開日2009年8月12日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月4日
發(fā)明者張玉良 申請人:張玉良