[发明专利]一种基于汽液两相流相变传热的太阳能动力输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将太阳能转换成机械能的转换装置，更特别地说，是指一种基于汽液两相流相变传热的太阳能动力输出装置。

背景技术

能源是社会发展的动力，如何更加有效的利用能源以及实现能源利用的多元化正促使各国科学家不懈探索。所述的能源可以是风能、太阳能、地热能、潮汐能、生物能等。

太阳能是一种清洁能源，有效利用太阳能可大大减小燃料给环境带来的诸如温室效应或酸雨之类的危害。对于家庭而言，室内供暖，照明若采用太阳能发电则不但可以减小火电厂的负担，而且可以减小CO₂等气体的排放。

如果太阳能设备能够普及到普通百姓家，则全年的CO₂排放量以及燃料的节省都将是很可观的。

在申请日2009年1月20日，专利号ZL 200920010254.6中公开了一种“太阳能发动机”。该发动机通过直接将太阳光聚焦加热热膨胀工质来推动活塞运动做功，实现光能转变为动能的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于汽液两相流相变传热的太阳能动力输出装置，该装置利用乙醚因吸热产生的汽液两相转化，带动平行杆1A两端的上下运动实现动力输出。在太阳光的照射下，无论是A集热管11还是B集热管19的密封端吸热，都将产生管内乙醚液体的汽化导致的重量变化，同时使两端力点绕支点运动。集热管采用内壁表面涂有光谱选择性吸收涂层材料的玻璃管，可高效的将太阳能转化为热能将集热管内装有的低沸点工质加热蒸发，通过工质的汽液两相转化实现工质的位置转移，使液态工质在密封管的两端交替出现，带动两段集热管因重心沿平行杆1A交替转移而上下摆动。采用连杆将摆动传递给飞轮转化成圆周运动使机械能输出。

本发明公开了一种基于汽液两相流相变传热的太阳能动力输出装置，该装置中的能量转换组件1设置在前支撑板2与后支撑板3之间；前支撑板2与后支撑板3的上端安装有上盖板4，上盖板4的两端分别安装有结构相同的散热翅片5；前支撑板2与后支撑板3的下端安装有U形座6。

本发明中，A夹紧套13安装在A集热管11上，A集热管11的开口端111安装在绝热连接件12的一端(即开口端111与A凸台124接触)；B夹紧套14安装在B集热管19上，B集热管19的开口端191安装在绝热连接件12的另一端(即开口端191与B凸台125接触)，这样的安装构成了一个以绝热连接件12的转轴(A转轴121和B转轴122)为支点，A夹紧套13和B夹紧套14的连接部为力点的杠杆结构。

本发明中，通过绝热连接件12将A集热管11与B集热管19装配在一起形成一平行杆1A。该平行杆1A与A连杆17、B连杆18的协作，实现了两个飞轮(A飞轮15与B飞轮16)在顺时针方向上的运动。该运动的四个极限点分别记为3点位、6点位、9点位和12点位。

本发明设计的太阳能动力输出装置优点在于：

①采用光谱选择性吸收涂层吸收太阳光能，使太阳能转化为热能的速度大大提高，与采用聚光镜采集光能加热工质的方式相比，结构更加紧凑。

②选用低沸点工质汽液两相相互转化实现工质的位置转移，以此驱动绝热连接与两段集热管组成的管系统上下摆动，实现动力持续输出。

③能量转换组件采用对称结构设计，易于加工和封装。两段集热管中间由绝热连接管连接，增加了集热管两端的温差，使乙醚液体的汽化和乙醚蒸汽的液化更加迅速，提高了圆周运动的速度。

④将连杆与飞轮的连接设计成轴接方式，减少了零部件的数量，简化了结构，降低了总的生产成本，利于推广普及。

附图说明

图1是本发明太阳能动力输出装置的外部结构图。

图1A是图1的后视图。

图1B是本发明的能量转换组件的结构图。

图2是本发明两段集热管相对装配时的结构图。

图2A是本发明两段集热管相对装配时的A-A向剖面图。

图3是本发明绝热连接件的俯视图。

图3A是图3的B-B向剖面图。

图4是本发明A连杆与A夹紧套的装配分解图。

图4A是本发明B连杆与B夹紧套的装配分解图。

图5是本发明第一极限位的示意图。

图5A是本发明第二极限位的示意图。

图5B是本发明第三极限位的示意图。

图5C是本发明第四极限位的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。