一種利用太陽能的氣泡泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用太陽能的氣泡泵，包括若干提升管、氣液分離器和儲液器，氣液分離器位于儲液器上方，若干提升管采用太陽能集熱管，若干太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置、平行接受光照，太陽能集熱管上端與氣液分離器連通、下端通過水平的循環(huán)工質(zhì)輸入管與儲液器連通，儲液器內(nèi)部的循環(huán)工質(zhì)液面高度高出循環(huán)工質(zhì)輸入管。本發(fā)明不僅太陽能轉(zhuǎn)化率高，而且避免了傳統(tǒng)的不可再生能源的使用，省去了傳統(tǒng)氣泡泵中的換熱裝置，使得氣泡泵的結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于縮小氣泡泵的外形尺寸；循環(huán)工質(zhì)的受熱均勻，有利于氣泡泵中的兩相流形成彈狀流，從而提高氣泡泵的輸送效率。
【專利說明】
一種利用太陽能的氣泡泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種氣泡栗，特別是涉及一種利用太陽能的氣泡栗。
【背景技術(shù)】
[0002]氣泡栗是利用外界熱量來加熱氣泡栗中的溶液，使溶液蒸發(fā)沸騰，從而將溶液提升到一定高度的裝置。從加熱效果來看，用燃油，燃?xì)獾葻嵩磥砑訜釙r，氣泡栗的工作性能受熱源質(zhì)量影響較大，工作性能波動大，穩(wěn)定性差，而且隨著人們對環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注，利用清潔能源已成為當(dāng)今的發(fā)展趨勢。
[0003]太陽能作為一種清潔無污染的能源，不僅可以持續(xù)利用，而且可以替代燃油、燃?xì)獾炔豢稍偕茉矗梢詫⑻柲苓@種清潔能源用于加熱氣泡栗。有研究指出，氣泡栗內(nèi)兩相流的流態(tài)為彈狀流向塊狀流過度時，氣泡栗的輸送效率最高，而目前大多數(shù)氣泡栗采用底部加熱形式，加熱的不均勻性使得氣泡栗中的兩相流無法保證處于彈狀流，導(dǎo)致氣泡栗的工作效率低。
[0004]目前氣泡栗對太陽能這類清潔能源的利用率低，外形尺寸較大，因此，有必要研發(fā)一種栗送效率高、可直接利用太陽能的新型氣泡栗裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用太陽能的氣泡栗，太陽能轉(zhuǎn)化率高，結(jié)構(gòu)緊湊，提高氣泡栗的輸送效率。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種利用太陽能的氣泡栗，包括若干提升管、氣液分離器和儲液器，所述氣液分離器位于儲液器上方，所述若干提升管采用太陽能集熱管，所述若干太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置、平行接受光照，太陽能集熱管上端與氣液分離器連通、下端通過水平的循環(huán)工質(zhì)輸入管與儲液器連通，所述儲液器內(nèi)部的循環(huán)工質(zhì)液面高度高出循環(huán)工質(zhì)輸入管。
[0007]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述循環(huán)工質(zhì)輸入管與儲液器側(cè)壁的底部連通。
[0008]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述循環(huán)工質(zhì)輸入管為一根寬管，所述若干太陽能集熱管并列與循環(huán)工質(zhì)輸入管的端部連通。
[0009]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述循環(huán)工質(zhì)輸入管對應(yīng)若干太陽能集熱管設(shè)置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應(yīng)的循環(huán)工質(zhì)輸入管的端部連通。
[0010]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述氣液分離器上設(shè)有排氣口和排液口。
[0011 ]作為對上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述排氣口設(shè)置于氣液分離器的頂部，所述排液口位于氣液分離器的底部。
[0012]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述儲液器上設(shè)有回液口和補(bǔ)液口。
[0013]作為對上述實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述回液口設(shè)置于儲液器的頂部。
[0014]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述太陽能集熱管的管徑為4mm-32mm。
[0015]有益效果
[0016]在本發(fā)明中，氣泡栗的提升管為太陽能集熱管，可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為熱能用于循環(huán)工質(zhì)的提升，太陽能轉(zhuǎn)化率高，避免了傳統(tǒng)的不可再生能源的使用，省去了傳統(tǒng)氣泡栗中的換熱裝置，使得氣泡栗的結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于縮小氣泡栗的外形尺寸。太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置，有利于平行接受光照，使得循環(huán)工質(zhì)的受熱均勻，避免了傳統(tǒng)氣泡栗采用底部加熱的形式導(dǎo)致循環(huán)工質(zhì)受熱不均勻的情況，有利于氣泡栗中的兩相流形成彈狀流，從而提高氣泡栗的輸送效率。另外，提升管設(shè)置為若干根，同時進(jìn)行循環(huán)工質(zhì)的提升，也能夠增加氣泡栗的輸送效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明提升管的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0020]如圖1所示的一種利用太陽能的氣泡栗，包括若干提升管1、氣液分離器2和儲液器3。
[0021 ] 氣液分離器2位于儲液器3上方，氣液分離器2上設(shè)有排氣口 5和排液口 6，排氣口 5優(yōu)先設(shè)置于氣液分離器2的頂部，排液口 6優(yōu)先設(shè)置于氣液分離器2的底部。儲液器3上設(shè)有回液口 7和補(bǔ)液口 8，回液口 7優(yōu)先設(shè)置于儲液器3的頂部。
[0022]若干提升管I采用太陽能集熱管，若干太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置、平行接受光照。太陽能集熱管上端與氣液分離器2連通，下端通過水平的循環(huán)工質(zhì)輸入管4與儲液器3連通。循環(huán)工質(zhì)輸入管4與儲液器3側(cè)壁的底部連通，保證儲液器3內(nèi)部的循環(huán)工質(zhì)液面高度高出循環(huán)工質(zhì)輸入管4，使得該氣泡栗在運(yùn)行之前，提升管I內(nèi)部存在一段循環(huán)工質(zhì)接受光照。
[0023]循環(huán)工質(zhì)輸入管4可以為一根寬管，若干太陽能集熱管并列與循環(huán)工質(zhì)輸入管4的端部連通，如圖2所示;循環(huán)工質(zhì)輸入管4也可以對應(yīng)若干太陽能集熱管設(shè)置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應(yīng)的循環(huán)工質(zhì)輸入管4的端部連通。這兩種結(jié)構(gòu)設(shè)置使得若干太陽能集熱管形成一個傾斜的平面，通過將該平面正對陽光，有利于更好地接受光照，保證太陽能集熱管的均勻受熱。
[0024]該氣泡栗在使用時，保證提升管I的傾斜斜面朝向陽光充足的方向，在太陽光的照射下，提升管I內(nèi)的循環(huán)工質(zhì)溫度上升，最后沸騰產(chǎn)生大量氣體，形成氣液兩相流。在沸騰蒸氣壓和熱虹吸的雙重作用下，循環(huán)工質(zhì)被提升到氣液分離器2中，氣體從氣液分離器2上的排氣口 5排出，液體則從氣液分離器2底部的排液口 6排出，并通過回液口 7回流到儲液器3內(nèi)部，從而形成循環(huán)。通過補(bǔ)液口 8向儲液器3內(nèi)部補(bǔ)加損失的循環(huán)工質(zhì)。
[0025]在其他條件(循環(huán)工質(zhì)、加熱功率、提升高度等)相同的情況下，提升管I存在一個管徑范圍，使得氣泡栗內(nèi)循環(huán)工質(zhì)保持彈狀流，有利于氣泡膨脹做功，改善氣泡栗的運(yùn)行性能.一般情況下，提升管I的管徑范圍是設(shè)置為4mm-32mm，具體的取值受循環(huán)工質(zhì)、加熱功率等因素影響。若管徑設(shè)計過大，則循環(huán)工質(zhì)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生泡狀流，不利于氣泡栗的運(yùn)行;若設(shè)計管徑過小，則循環(huán)工質(zhì)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生攪拌流，也不利于氣泡栗的運(yùn)行。
[0026]相同條件下，提升管I的高度與溶液提升量密切相關(guān)，一般來說，提升管I高度越高，溶液提升量越小。因此，為了保證系統(tǒng)的循環(huán)速度，增大溶液提升量，提升管I的設(shè)計高度應(yīng)盡量低。一般情況下，提升管I的高度是在600_至1200mm之間。但是，提升管I高度的降低要受到系統(tǒng)其它部件運(yùn)行條件的限制，要保證氣液分離器2里的液體在重力的作用下，能夠自然回流到儲液器3中。因此，合理地設(shè)計提升管I的管徑和高度對該氣泡栗的整體性能十分重要。
[0027]實(shí)施例1
[0028]循環(huán)工質(zhì)為熱水，儲液器3中的水流至提升管I中吸收太陽能，隨著水的溫度上升，最終沸騰產(chǎn)生氣泡，形成氣液兩相流。在沸騰蒸汽壓和熱虹吸的雙重作用下，一部分兩相流被提升至氣液分離器2中，由于液態(tài)水的密度大，沉在氣液分離器2的底部，從排液口6排出，并從回液口7回流進(jìn)入儲液器3中形成循環(huán)，水蒸汽的密度小，聚集在氣液分離器2的頂部，從排氣口 5排出。水從補(bǔ)液口 8流入，不斷給系統(tǒng)補(bǔ)水。
[0029]實(shí)施例2
[0030]循環(huán)工質(zhì)為氨水，此時循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部壓力大于一個大氣壓。儲液器3中的氨水流至提升管I中，在陽光的照射下，溫度上升，最終沸騰產(chǎn)生氨蒸汽，形成氣液兩相流(氨氣和稀氨水)。在沸騰蒸汽壓和熱虹吸的雙重作用下，一部分兩相流被提升至氣液分離器2中，由于稀氨水的密度大，沉到氣液分離器2的底部，從排液口 6排出，并從回液口 7回流進(jìn)入儲液器3中形成循環(huán)，氨蒸汽的密度小，聚集在氣液分離器2的頂部，從排氣口 5排出。
[0031]實(shí)施例3
[0032]循環(huán)工質(zhì)為溴化鋰水溶液，此時循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部壓力小于一個大氣壓。溴化鋰水溶液從儲液器3流至提升管I中，在陽光的照射下，溫度上升，最后沸騰產(chǎn)生水蒸氣，形成氣液兩相流(水蒸氣和濃溴化鋰溶液)。在沸騰蒸汽壓和熱虹吸的雙重作用下，一部分兩相流被提升至氣液分離器2中，由于濃溴化鋰溶液密度大，沉在氣液分離器2的底部，從排液口 6排出，并從回液口 7回流進(jìn)入儲液器3中形成循環(huán)，水蒸氣的密度小，聚集在氣液分離器的頂部，從氣體排氣口 5排出。
[0033]該氣泡栗的提升管I采用太陽能集熱管，可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為熱能用于循環(huán)工質(zhì)的提升，不僅太陽能轉(zhuǎn)化率高，而且避免了傳統(tǒng)的不可再生能源的使用，省去了傳統(tǒng)氣泡栗中的換熱裝置，使得氣泡栗的結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于縮小氣泡栗的外形尺寸。太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置，有利于平行接受光照，使得循環(huán)工質(zhì)的受熱均勻，避免了傳統(tǒng)氣泡栗采用底部加熱的形式導(dǎo)致循環(huán)工質(zhì)受熱不均勻的情況，有利于氣泡栗中的兩相流形成彈狀流，從而提高氣泡栗的輸送效率。另外，提升管I設(shè)置為若干根，同時進(jìn)行循環(huán)工質(zhì)的提升，也能夠增加氣泡栗的輸送效率。需要指出的是，該氣泡栗能夠用于小型太陽能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽能熱水系統(tǒng)以及電子冷卻系統(tǒng)等，擴(kuò)大了氣泡栗的使用范圍。
【主權(quán)項】
1.一種利用太陽能的氣泡栗，包括若干提升管(I)、氣液分離器(2)和儲液器(3)，所述氣液分離器(2)位于儲液器(3)上方，其特征在于:所述若干提升管(I)采用太陽能集熱管，所述若干太陽能集熱管并列傾斜設(shè)置、平行接受光照，太陽能集熱管上端與氣液分離器(2)連通、下端通過水平的循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)與儲液器(3)連通，所述儲液器(3)內(nèi)部的循環(huán)工質(zhì)液面高度高出循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)與儲液器(3)側(cè)壁的底部連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)為一根寬管，所述若干太陽能集熱管并列與循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)的端部連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)對應(yīng)若干太陽能集熱管設(shè)置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應(yīng)的循環(huán)工質(zhì)輸入管(4)的端部連通。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述氣液分離器(2)上設(shè)有排氣口( 5)和排液口( 6)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述排氣口(5)設(shè)置于氣液分離器(2)的頂部，所述排液口(6)位于氣液分離器(2)的底部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述儲液器(3)上設(shè)有回液口(7)和補(bǔ)液口(8)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述回液口(7)設(shè)置于儲液器(3)的頂部。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述太陽能集熱管的管徑為4mm_3 2mm。
【文檔編號】F04B15/08GK105863986SQ201610231528
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】葉志秦, 楊洪海, 王欣, 安蒙蒙, 馬榮軍
【申請人】東華大學(xué)