專利名稱：太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝 置，涉及節(jié)水、節(jié)能、清潔能源、氣動(dòng)機(jī)械和制冷技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景單一的太陽能二氧化碳動(dòng)力輸出裝置，在陰雨天和夜 間等無陽光條件下會(huì)失去熱源而無法獲得動(dòng)力輸出；單一的燃料能二 氧化碳動(dòng)力輸出裝置會(huì)產(chǎn)生較多的燃料消耗，同時(shí)產(chǎn)生較多的排放。 對二者進(jìn)行技術(shù)整合，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能、全天候運(yùn)轉(zhuǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種太陽能、燃料能混合熱 源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝置，要解決的問題是為二氧化碳動(dòng)力輸出 裝置設(shè)計(jì)太陽能、燃料能的混合熱源，實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)轉(zhuǎn)。它由混合熱 源裝置、二氧化碳液一氣轉(zhuǎn)換裝置、二氧化碳?xì)庖灰恨D(zhuǎn)換裝置及輔助 電源系統(tǒng)所組成集熱室4的外部敷有保溫層，套裝在汽化室8上， 太陽能集熱器1同鍋爐2的上部通過管路并聯(lián)在集熱室4上，三通電 控閥26 —路通過管路與太陽能集熱器1的下部相連，另一路通過管路 與鍋爐2的下部相連，其公共端通過循環(huán)泵5及其管路與集熱室4相 連，燃料罐3通過光控閥25與鍋爐2相連，光敏傳感器24安裝在太 陽能集熱器l處，與光控閥25和三通電控閥26電連接，構(gòu)成混合熱 源裝置。
儲(chǔ)液罐12通過管路與預(yù)熱罐6相連，預(yù)熱罐6通過調(diào)速閥14及 其管路與高壓噴嘴7相連，髙壓噴嘴7安裝在汽化室8的輸入端，其 噴口開向汽化室8中，汽化室8的排氣端與葉輪機(jī)構(gòu)9的進(jìn)氣端相通， 構(gòu)成液一氣轉(zhuǎn)換裝置。
葉輪機(jī)構(gòu)9的排氣端通過管路與風(fēng)冷箱10的輸入端相連，風(fēng)冷箱 10的輸出端與冷卻罐11通過管路連通，冷卻罐11的外部敷有保溫層， 通過管路與空氣壓縮機(jī)13的進(jìn)氣端相連，空氣壓縮機(jī)13的排氣端通 過單向閥及其管路與儲(chǔ)液罐12相連；蒸發(fā)器18安裝在冷卻罐11內(nèi)， 其一端與制冷壓縮機(jī)15的輸入端相連，另一端與節(jié)流器17相連，冷 凝器16繞裝在預(yù)熱罐6的外部， 一端與節(jié)流器17相連，另一端與制 冷壓縮機(jī)15的輸出端相連，構(gòu)成二氧化碳?xì)庖灰恨D(zhuǎn)換裝置。
發(fā)電機(jī)19安裝在葉輪機(jī)構(gòu)9的動(dòng)力輸出軸上，空氣壓縮機(jī)電機(jī) 20同軸安裝在空氣壓縮機(jī)13上，制冷壓縮機(jī)電機(jī)21安裝在制冷壓縮
4機(jī)15內(nèi)，循環(huán)泵電機(jī)22安裝在循環(huán)泵5上，風(fēng)機(jī)23安裝在風(fēng)冷箱 10上，蓄電池28與電源調(diào)節(jié)電路27電連接，電源調(diào)節(jié)電路27的一 端與發(fā)電機(jī)19電連接，另一端分別與空氣壓縮機(jī)電機(jī)20、制冷壓縮 機(jī)電機(jī)21、循環(huán)泵電機(jī)22、風(fēng)機(jī)23、光控閥25及三通電控閥26電 連接，組成輔助電源系統(tǒng)。
太陽能集熱器1、鍋爐2、三通電控閥26、集熱室4與循環(huán)泵5 及其管路構(gòu)成封閉循環(huán)回路，其中充滿耐高低溫的液態(tài)介質(zhì)。
儲(chǔ)氣罐12中充滿液態(tài)的二氧化碳，從儲(chǔ)液罐12開始，經(jīng)預(yù)熱罐 6、調(diào)速閥14、高壓噴嘴7、汽化室8、葉輪機(jī)構(gòu)9、風(fēng)冷箱IO、空氣 壓縮機(jī)13及單向閥，再回到儲(chǔ)液罐12，連同構(gòu)件的各自管路，構(gòu)成 二氧化碳的液一霧一氣一液轉(zhuǎn)化的封閉循環(huán)回路。
本實(shí)用新型為二氧化碳動(dòng)力輸出裝置設(shè)計(jì)了太陽能、燃料能的混 合熱源，使其不但節(jié)省水、低能耗，低排放，還可全天候運(yùn)轉(zhuǎn)，適合 驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)等負(fù)載使用。


圖l:本實(shí)用新型原理圖。 圖2:本實(shí)用新型電原理圖。
圖中1、太陽能集熱器，2、鍋爐，3、燃料罐，4、集熱室，5、 循環(huán)泵，6、預(yù)熱罐，7、高壓噴嘴，8、汽化室，9、葉輪機(jī)構(gòu)，10、 風(fēng)冷箱，11、冷卻罐，12、儲(chǔ)液罐，13、空氣壓縮機(jī)，14、調(diào)速閥， 15、制冷壓縮機(jī)，16、冷凝器，17、節(jié)流器，18、蒸發(fā)器，19、發(fā)電 機(jī)，20、空氣壓縮機(jī)電機(jī)，21、制冷壓縮機(jī)電機(jī)，22、循環(huán)泵電機(jī)， 23、風(fēng)機(jī)，24、光敏傳感器，25、光控閥，26、三通電控閥，27、電 源調(diào)節(jié)電路，28、蓄電池。
具體實(shí)施方式
-
結(jié)合圖1說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式集熱室4套裝在汽 化室8上，太陽能集熱器l同鍋爐2通過管路并聯(lián)在集熱室4上，三 通電控閥26 —路通過管路與太陽能集熱器1相連，另一路通過管路與 鍋爐2相連，其公共端通過循環(huán)泵5及其管路與集熱室4相連，燃料 罐3通過光控閥25與鍋爐2相連，光敏傳感器24安裝在太陽能集熱 器1處，與光控閥25和三通電控閥26電連接，構(gòu)成混合熱源裝置。 光控閥25和三通電控閥26為聯(lián)動(dòng)裝置，受控于光敏傳感器24。在太陽光照充足時(shí)，三通電控閥26將太陽能集熱器1與循環(huán)泵5接通，液態(tài)介質(zhì)在太陽能集熱器1中被加熱，通過循環(huán)泵5的循環(huán)，將熱交換到集熱室4中；陽光不足時(shí)，光控系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)鍋爐2的燃料裝置，同時(shí)，三通電控閥26將鍋爐2與循環(huán)泵5接通，液態(tài)介質(zhì)在鍋爐2中由燃料加熱，通過循環(huán)泵5將熱交換到集熱室4中。
儲(chǔ)液罐12通過管路與預(yù)熱罐6相連，預(yù)熱罐6通過調(diào)速閥14及其管路與高壓噴嘴7相連，高壓噴嘴7安裝在汽化室8的輸入端，其噴口開向汽化室8中，汽化室8的排氣端與葉輪機(jī)構(gòu)9的進(jìn)氣端相通，構(gòu)成液一氣轉(zhuǎn)換裝置。本實(shí)用新型啟動(dòng)時(shí)，打開調(diào)速閥14，液態(tài)的二氧化碳便由高壓噴嘴7以霧狀噴入氣化室8中，吸收集熱室4的熱能，氣化膨脹，推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)9的葉輪旋轉(zhuǎn)作功，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。
葉輪機(jī)構(gòu)9的排氣端通過管路與風(fēng)冷箱10的輸入端相連，風(fēng)冷箱10的輸出端與冷卻罐11通過管路連通，冷卻罐11通過管路與空氣壓縮機(jī)13的進(jìn)氣端相連，空氣壓縮機(jī)13的排氣端通過單向閥及其管路與儲(chǔ)液罐12相連；蒸發(fā)器18安裝在冷卻罐11內(nèi)，其一端與制冷壓縮機(jī)15的輸入端相連，另一端與節(jié)流器17相連，冷凝器16繞裝在預(yù)熱罐6的外部， 一端與節(jié)流器17相連，另一端與制冷壓縮機(jī)15的輸出端相連，構(gòu)成二氧化碳?xì)庖灰恨D(zhuǎn)換裝置。作功后的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)管路進(jìn)入風(fēng)冷箱10中，由風(fēng)機(jī)23對其進(jìn)行風(fēng)冷，實(shí)施第一步冷卻降溫。經(jīng)風(fēng)冷后的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入冷卻罐11中，蒸發(fā)器18對其進(jìn)行強(qiáng)冷降溫，經(jīng)冷卻罐11強(qiáng)冷降溫后的二氧化碳?xì)怏w的體積遠(yuǎn)小于從葉輪機(jī)構(gòu)9排出時(shí)的體積，因此，經(jīng)過空氣壓縮機(jī)13的氣體流量遠(yuǎn)小于葉輪機(jī)構(gòu)9排出的氣體流量，空氣壓縮機(jī)13可以較小的壓力將通過冷卻罐11強(qiáng)冷降溫的氣體，經(jīng)單向閥壓入儲(chǔ)液罐12中進(jìn)行液化還原。
蒸發(fā)器18安裝在冷卻罐11內(nèi)，以減少能量損耗，確保制冷效率。冷凝器16繞裝在預(yù)熱罐6的外部，可將冷卻罐11在冷卻二氧化碳?xì)怏w時(shí)所交換出來的熱，對進(jìn)入預(yù)熱罐6中的液態(tài)二氧化碳進(jìn)行加熱。
發(fā)電機(jī)19安裝在葉輪機(jī)構(gòu)9的動(dòng)力輸出軸上，空氣壓縮機(jī)電機(jī)20同軸安裝在空氣壓縮機(jī)13上，制冷壓縮機(jī)電機(jī)21安裝在制冷壓縮機(jī)15內(nèi)，循環(huán)泵電機(jī)22安裝在循環(huán)泵5上，風(fēng)機(jī)23安裝在風(fēng)冷箱10上，蓄電池28與電源調(diào)節(jié)電路27電連接，電源調(diào)節(jié)電路27的一端與發(fā)電機(jī)19電連接，另一端分別與空氣壓縮機(jī)電機(jī)20、制冷壓縮機(jī)電機(jī)21、循環(huán)泵電機(jī)22、風(fēng)機(jī)23、光控閥25及三通電控閥26電連接，組成輔助電源系統(tǒng)。本實(shí)用新型啟動(dòng)時(shí)，電源調(diào)節(jié)電路27接通蓄電池28，對空氣壓縮機(jī)電機(jī)20、制冷壓縮機(jī)電機(jī)21、循環(huán)泵電機(jī)22、風(fēng)機(jī)23以及光控閥25、三通電控閥26等電器提供電能，本實(shí)用新型運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，發(fā)電機(jī)19輸出電能的大部分用于推動(dòng)負(fù)載，小部分通過電源調(diào)節(jié)電路27，對空氣壓縮機(jī)電機(jī)20等電器提供電能，同時(shí)對蓄電池28進(jìn)行電能補(bǔ)充，當(dāng)蓄電池28的電量充足后，電源調(diào)節(jié)電路27切斷與蓄電池28的電連接。
權(quán)利要求1、一種太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝置，它由混合熱源裝置、二氧化碳液-氣轉(zhuǎn)換裝置、二氧化碳?xì)?液轉(zhuǎn)換裝置及輔助電源系統(tǒng)所組成，其特征是集熱室(4)套裝在汽化室(8)上，太陽能集熱器(1)同鍋爐(2)的上部通過管路并聯(lián)在集熱室(4)上，三通電控閥(26)一路通過管路與太陽能集熱器(1)的下部相連，另一路通過管路與鍋爐(2)的下部相連，其公共端通過循環(huán)泵(5)及其管路與集熱室(4)相連，燃料罐(3)通過光控閥(25)與鍋爐(2)相連，光敏傳感器(24)安裝在太陽能集熱器(1)處，與光控閥(25)和三通電控閥(26)電連接，構(gòu)成混合熱源裝置；儲(chǔ)液罐(12)通過管路與預(yù)熱罐(6)相連，預(yù)熱罐(6)通過調(diào)速閥(14)及其管路與高壓噴嘴(7)相連，高壓噴嘴(7)安裝在汽化室(8)的輸入端，其噴口開向汽化室(8)中，汽化室(8)的排氣端與葉輪機(jī)構(gòu)(9)的進(jìn)氣端相通，構(gòu)成液-氣轉(zhuǎn)換裝置；葉輪機(jī)構(gòu)(9)的排氣端通過管路與風(fēng)冷箱(10)的輸入端相連，風(fēng)冷箱(10)的輸出端與冷卻罐(11)通過管路連通，冷卻罐(11)通過管路與空氣壓縮機(jī)(13)的進(jìn)氣端相連，空氣壓縮機(jī)(13)的排氣端通過單向閥及其管路與儲(chǔ)液罐(12)相連，蒸發(fā)器(18)一端與制冷壓縮機(jī)(15)的輸入端相連，另一端與節(jié)流器(17)相連，冷凝器(16)一端與節(jié)流器(17)相連，另一端與制冷壓縮機(jī)(15)的輸出端相連，構(gòu)成二氧化碳?xì)?液轉(zhuǎn)換裝置；發(fā)電機(jī)(19)安裝在葉輪機(jī)構(gòu)(9)的動(dòng)力輸出軸上，空氣壓縮機(jī)電機(jī)(20)同軸安裝在空氣壓縮機(jī)(13)上，制冷壓縮機(jī)電機(jī)(21)安裝在制冷壓縮機(jī)(15)內(nèi)，循環(huán)泵電機(jī)(22)安裝在循環(huán)泵(5)上，風(fēng)機(jī)(23)安裝在風(fēng)冷箱(10)上，蓄電池(28)與電源調(diào)節(jié)電路(27)電連接，電源調(diào)節(jié)電路(27)的一端與發(fā)電機(jī)(19)電連接，另一端分別與空氣壓縮機(jī)電機(jī)(20)、制冷壓縮機(jī)電機(jī)(21)、循環(huán)泵電機(jī)(22)、風(fēng)機(jī)(23)、光控閥(25)及三通電控閥(26)電連接，組成輔助電源系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng) 力輸出裝置，其特征在于太陽能集熱器(1)、鍋爐(2)、三通電控 閥(26)、集熱室(4)與循環(huán)泵(5)通過各自的管路構(gòu)成封閉循環(huán)回 路，其中充裝耐高低溫的液態(tài)介質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝置，其特征在于儲(chǔ)氣罐(12)中充滿液態(tài)的二氧化碳，從儲(chǔ)液罐(12 )開始，經(jīng)預(yù)熱罐(6)、調(diào)速閥(14)、高壓噴嘴(7)、 汽化室(8)、葉輪機(jī)構(gòu)(9)、風(fēng)冷箱(10)、空氣壓縮機(jī)(13)及單向 閥，再回到儲(chǔ)液罐(12)，連同構(gòu)件的各自管路，構(gòu)成二氧化碳的液一 霧一氣一液轉(zhuǎn)化的封閉循環(huán)回路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng) 力輸出裝置，其特征在于蒸發(fā)器(18)安裝在冷卻罐(11)內(nèi)；冷 凝器(16)繞裝在預(yù)熱罐(6)的外部。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng) 力輸出裝置，其特征在于集熱室(4)、冷卻罐(11)的外部敷有保 溫層。
專利摘要一種太陽能、燃料能混合熱源的二氧化碳動(dòng)力輸出裝置，涉及節(jié)水、節(jié)能、氣動(dòng)機(jī)械、制冷技術(shù)領(lǐng)域，為解決二氧化碳動(dòng)力輸出裝置全天候運(yùn)轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)。太陽能集熱器同鍋爐的上端管路并聯(lián)，與集熱室相連，下端分別連于三通電控閥兩端，三通閥公共端通過循環(huán)泵與集熱室相連，構(gòu)成混合熱源裝置；儲(chǔ)液罐、預(yù)熱罐、高壓噴嘴、汽化室、葉輪機(jī)構(gòu)、風(fēng)冷箱、冷卻罐、壓縮機(jī)及其附件由管路依次相連，構(gòu)成二氧化碳液—?dú)夂蜌狻恨D(zhuǎn)化裝置。本實(shí)用新型由輔助電源系統(tǒng)輔助供電，由光敏傳感器控制，通過三通電控閥轉(zhuǎn)換，有陽光時(shí)由太陽能集熱器，無陽光時(shí)由鍋爐對集熱室中液態(tài)介質(zhì)加熱，為二氧化碳動(dòng)力輸出裝置提供熱源，實(shí)現(xiàn)全天候運(yùn)轉(zhuǎn)。適合驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)等負(fù)載使用。
文檔編號F01K25/10GK201407075SQ20092009989
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者陳尊山 申請人:陳尊山