專利名稱：一種利用太陽能真空管生產(chǎn)水蒸汽的方法
技術領域：
太陽能熱利用
背景技術：
真空管發(fā)明近三十年來已得到廣泛應用，但利用普通真空管較為廉價的生產(chǎn)"蒸 汽"未曾有過報道。隨著真空管效能和效率的不斷提高，其應用范圍也在不斷擴大。特別是 真空管在空曬狀態(tài)下可以達到200。以上，甚至可以達到300?；蚋?，利用這一特點，把 真空管內的高溫熱能"取"出來，可以滿足工廠化生產(chǎn)蒸汽的需求。

發(fā)明內容
利用真空管在空曬狀態(tài)下可以使其內部空氣溫度達到20(TC以上的特點，利用熱 容較小的氣體(空氣水汽)作為傳導介質在"介質箱"內傳輸，其中介質箱與真空管內腔相 連接，真空管內腔就是"介質箱"的一部分。保溫水箱則分成兩部分，與真空管內腔相通的
腔是介質箱，相隔的是工質箱。介質箱內介質是氣體，氣體介質通過對流傳輸把熱量傳輸給 工質箱，工質箱加熱水使水汽化。其中實現(xiàn)工業(yè)蒸汽生產(chǎn)的前提是介質箱體積遠遠大于工 質箱體積，并且介質箱與工質箱的連接部具有良好的熱傳導性。


圖l為簡易的利用真空管塞加熱的示意圖。圖2為利用聯(lián)集箱工程用加熱示意圖。 在圖1圖2中，(1)為介質箱，(2)為工質箱，(4)為工質箱與介質箱的連接部，(6)為壓力 開啟閥門。其中在圖1中(3)為密封圈。在圖2中，(3)為膨脹閥或膨脹箱，(5)為進出水 管接單向壓力止回閥。
具體實施例方式
產(chǎn)生蒸汽的原理都是利用真空管在空曬狀態(tài)下可以達到20(TC可以使一定量的水 吸熱后汽化，但在這個過程中能夠使用的設備變化萬千，以下僅僅是用此方法生產(chǎn)蒸汽的 兒種具體實例，結合圖1圖2說明 在圖1中，可以把圖l看做一種簡易的產(chǎn)生水蒸氣的模型裝置。在圖1中，直接利 用真空管內腔作為"介質箱"，在太陽光照良好的前提下，介質箱(1)內的熱量首先來源于 真空管內壁，其熱量通過輻射和傳導把真空管內的介質(比如空氣)加熱，熱的氣體(空 氣)把熱量對流傳輸?shù)浇橘|箱與工質箱的連接部(4)， (4)把熱量傳輸?shù)焦べ|箱(2)內，工 質箱(2)內的水汽化、升溫、膨脹、壓力增大，由壓力開啟閥門(6)輸出。其中工質箱(2)要 做保溫，保溫材料可用石棉等耐中高溫的材料。介質箱和工質箱都分為內膽、保溫層和外表 皮，類似太陽能保溫水箱和聯(lián)集箱。實際應用中都是由現(xiàn)有的太陽能熱水器和熱水工程產(chǎn) 品改裝。但其中介質箱與工質箱的連接部分(4)是二者內膽的緊密連接部分，在能承受壓 力的前提下盡量減少其厚度并增加其面積。 在圖2中，與圖1相比較主要區(qū)別是把圖1的模型轉為生產(chǎn)的實際應用。其中所
3用聯(lián)集箱是經(jīng)過特制的，主要是將其內膽分為兩部分工質箱和介質箱。圖2所示也是蒸汽 生產(chǎn)化的簡易模型，實際生產(chǎn)中就必須像太陽能熱水熱力工程中通過熱量計算增加真空管 和聯(lián)集箱的數(shù)量。
所述圖1圖2工質箱皆在上部，工質箱也可以在介質箱兩側但不能在下部。
在實際生產(chǎn)中可有許多設備變化，比如把翅翼管接入聯(lián)集箱內，把翅翼管看做"介 質箱"。聯(lián)集箱的空余部分和真空管內腔組成"介質箱";再比如，把聯(lián)集箱分層，靠近真空管 一側的就是介質箱。再比如，u形管可以看做介質箱，但U形管生產(chǎn)蒸汽有許多不便。
利用真空管進行高效率的蒸汽生產(chǎn)需具備以下幾個條件1，真空管熱損小、空曬 性能好。2，工質箱內容小。3，工質箱和介質箱保溫性能越高越好。4，介質箱與真空管的連 接部密封。5，工質箱承壓并有壓力開啟閥和安全閥。6，介質箱總容積(包括真空管內容) 大于工質箱的IO倍以上。7，介質箱總容積小于真空管內膽總容積的三倍。
所述"氣體介質"是指常溫常壓下為氣態(tài)的物質。但在實際應用中，由于外界及介 質箱內溫變化較大，在應用上可以把"氣體介質"看做是在-30°至20(TC的范圍內能夠汽 化的介質。在介質箱的負壓(即低于大氣壓)狀態(tài)時，少量液態(tài)水汽化兼有"熱管"的功能。
權利要求
一種利用太陽能真空管生產(chǎn)水蒸汽的方法。方法是利用太陽能保溫水箱或聯(lián)集箱，把內膽分成兩部分，一部分稱為介質箱，一部分稱為工質箱。其中介質箱內所用傳熱介質為熱容較小的氣體。其中工質箱與介質箱相比較小，不足介質箱的十分之一。真空管內膽與介質箱內容相連，共同組成介質箱。介質箱內溫度升高形成對流傳熱，加熱工質箱內的工質“水”，水的溫度不斷升高并汽化，汽化后的水蒸氣壓力增大沖破壓力開啟閥門形成產(chǎn)品“蒸汽”。
2. 根據(jù)l所述，介質箱總內容體積不大于真空管內膽內容體積的三倍。介質箱內膽與 真空管內膽通過氣體介質相連，實際形成同一個腔體。介質箱連接壓力平衡裝置如膨脹箱、 呼吸閥等。
3. 根據(jù)l所述，介質箱內膽與工質箱內膽需"緊密"相連，便于傳熱，連接部分一般用熱 導率較高的有一定強度和承壓性能的金屬制成，比如銅、鋁、鋁合金等。并且連接部分的面 積盡可能增大保證熱量快速傳輸。
4. 根據(jù)l所述，工質箱內膽所用材料為熱導率較高的金屬，內部可以內置電磁除垢閥 防止水垢產(chǎn)生及沉淀，工質箱與壓力開啟閥門連接。
5. 根據(jù)l所述，氣體介質一般指常溫常壓下為"氣態(tài)"的介質，但由于常溫常壓有一個 變化范圍，所以在應用時"氣體介質"特指在-30°至20(TC的范圍內，常壓下可以為"氣態(tài)" 的物質，"氣態(tài)"只是指工作時的狀態(tài)可以為"氣態(tài)"。
全文摘要
一種利用太陽能真空管生產(chǎn)水蒸汽的方法屬于太陽能中高溫熱利用領域。其主要涉及利用太陽能真空管生產(chǎn)蒸汽的一種工藝方法。途徑是將現(xiàn)有的熱水器保溫水箱或熱水工程所用的聯(lián)集箱進行改造，在保溫箱部分進行分層或分割，將原來的保溫水箱或者保溫聯(lián)集箱分成大小不同的兩部分，一部分與真空管腔連接，作為氣體介質箱；另一部分作為工質箱對工質“水”進行加熱，通過氣體介質的低熱容、對流熱傳導，利用真空管在空曬狀態(tài)下可以把空氣加熱到200度以上的特點，利用少量工質吸收熱量滿足其汽化熱可以促其汽化和升溫，多個真空管連接組成大功率轉化模式以實現(xiàn)工廠化“開水蒸汽”的生產(chǎn)。方法簡單，成本低廉，可廣泛應用在200°以下的熱利用項目。
文檔編號F24J2/46GK101793387SQ200910246008
公開日2010年8月4日 申請日期2009年11月22日 優(yōu)先權日2009年11月22日
發(fā)明者馮益安 申請人:馮益安