專利名稱：聯(lián)接于動(dòng)力發(fā)生器的碟式陽光聚能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碟式陽光聚能器與動(dòng)力發(fā)生器的聯(lián)接。
碟式陽光聚能器需要從地面架起，并安裝得可以跟蹤太陽。聚能器所捕獲的太陽能不斷地導(dǎo)向一接收點(diǎn)，用于比如驅(qū)動(dòng)一用以發(fā)電的蘭今(Rankine)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。
碟式陽光聚能器的問題之一是要找到一種適當(dāng)?shù)氖侄伟丫奂饋淼奶柟饩€轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏玫碾娔埽员M量減少損失的方式傳輸和貯存由聚集起來的太陽光線加熱的介質(zhì)這另一問題。
本發(fā)明特別適用于用蘭金雙汽循環(huán)(Rankine binary cycle)渦輪機(jī)發(fā)電。
美國專利4,103,493披露了一種太陽能蘭金循環(huán)泵發(fā)動(dòng)機(jī)(pum-ping engine)。陽光熱量由收集器接收，而收集器并不跟蹤太陽。過剩熱量沒有儲存，因而沒有試圖在過剩和補(bǔ)缺期間之間進(jìn)行均衡。
美國專利4,765,144披露了一種太陽能蘭金循環(huán)泵發(fā)動(dòng)機(jī)。不過，太陽能是由一具有有限尺寸的一平面收集器接收的。盡管此收集器安裝在一陽光跟蹤器上面，但有許多撓性流體管線往返于它和收集器之間，這些管線不能承受發(fā)動(dòng)機(jī)有效運(yùn)作所要求的較高的介質(zhì)溫度。
本發(fā)明提供了一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括一具有焦點(diǎn)的碟式陽光聚能器；移動(dòng)聚能器借以跟蹤陽光的裝置；吸收太陽能的吸收裝置，所述吸收裝置處于所述焦點(diǎn)處；一動(dòng)力發(fā)生器；連接吸收裝置與發(fā)生器的流體導(dǎo)管裝置；以及在所述流體導(dǎo)管裝置中的至少一個(gè)撓性接頭。
因而導(dǎo)管裝置可以是剛性的(除了一個(gè)或幾個(gè)接頭)，并能夠很好地承受用于本發(fā)明的較高流體溫度。
其次，導(dǎo)管裝置可以是同軸的，一根內(nèi)部導(dǎo)管用于通向發(fā)動(dòng)機(jī)的較熱流體，而一外圍導(dǎo)管用于冷卻的返回流體。因此流體保持在一封閉的循環(huán)之中。
還可以設(shè)置一存儲槽，包括一內(nèi)部熱室和一冷卻外室。
各轉(zhuǎn)動(dòng)或撓性接頭可以用一充滿壓力下的冷的工作流體的撓性封罩包住。
動(dòng)力發(fā)生器最好是一部蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)。
本發(fā)明將借助于范例參照附圖進(jìn)一步予以說明，其中

圖1表明本發(fā)明的聯(lián)接于一蘭金雙汽循環(huán)渦輪式動(dòng)力發(fā)生器的碟式陽光聚能器；以及圖2是一熱量回收管和轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭的剖視圖。
陽光碟1是為人所熟知的聚能器，它收集光線并將其匯集到一固定安裝在聚能器1焦點(diǎn)處的接收器2。
一蘭金雙汽循環(huán)動(dòng)力發(fā)生器或發(fā)動(dòng)機(jī)14安置在陽光碟1附近。
本發(fā)明的一種隔熱正交流動(dòng)熱回收系統(tǒng)連接于接收器2與發(fā)動(dòng)機(jī)14之間。
一熱回收管3在其一端固定于接收器2，并在其另一(出口)端固定于一旋轉(zhuǎn)接頭4的一部分上。
整個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭4裝在一撓性封罩5里面。
旋轉(zhuǎn)接頭4連接于第二段熱回收管6的一端。熱回收管6的另一端連接于第二旋轉(zhuǎn)接頭7。
旋轉(zhuǎn)接頭7裝在一撓性封罩8里面。
旋轉(zhuǎn)接頭7連接于第三熱回收管9的一端。管9的另一(出口)端連接于第三旋轉(zhuǎn)接頭10。
旋轉(zhuǎn)接頭10裝在一撓性封罩11里面。
第三旋轉(zhuǎn)接頭10連接于一熱回收存儲罐12。
一第四熱回收管13把熱回收存儲罐12連接于蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)14的入口。
在操作中，接收器2盛放一種液體，由聚集于接收器上焦點(diǎn)的光線使之變熱。受熱的液體流過熱回收管3、6、9和13(被隔熱)的內(nèi)芯管或?qū)Ч?0并從而(通過中間或存儲裝置12的內(nèi)室16)流向蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)14的熱交換裝置，在那里變熱的液體(或輸能介質(zhì))給出其熱量。
在渦輪機(jī)14以已知方式完成能量傳遞之后，工作流體(現(xiàn)已冷卻)通過熱回收管13的外部導(dǎo)管22流回?zé)峄厥沾鎯?2。
存儲罐12不僅包括內(nèi)室或內(nèi)芯管16，其隔熱良好并裝有用于渦輪機(jī)14的來自接收器2的“隨時(shí)調(diào)用”的熱流體，而且還具有一外室17，其裝有通過熱回收管13的外部導(dǎo)管從蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)14流回的可“隨時(shí)調(diào)用”的已冷卻流體。腔室16、17彼此之間和與周圍大氣之間隔熱。
在熱回收存儲罐12(各)外室17中的已冷卻液體在需要時(shí)可通過同軸熱回收管9、6和3的外芯管或?qū)Ч鼙没刂两邮掌?，由聚能器1重新加熱，完成一次循環(huán)。
己冷卻流體的流動(dòng)設(shè)置(經(jīng)過熱回收管3、6、9和13的外芯管)可確保位于其中的熱流體損失的熱量大部分由返回的已冷卻流體回收；其次，由于各管隔熱于外界，從系統(tǒng)至大氣的熱損失減至最小。
撓性封罩5、8和11也把已冷卻流體傳送到外面，把熱流體傳送到里面，同樣利用較熱流體的熱損失。
旋轉(zhuǎn)接頭4、7和10允許各管隨著接收器2和聚能器1在跟蹤陽光而移動(dòng)時(shí)作撓性活動(dòng)。
熱回收存儲罐12允許收集和存儲來自比如說三部碟式陽光聚能器的熱流體，從而系統(tǒng)的動(dòng)力產(chǎn)生可在每天僅僅8小時(shí)的日照時(shí)間情況下有效地運(yùn)作24小時(shí)。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)和獨(dú)特性能是(a)由于“熱回收”管結(jié)構(gòu)、逆流設(shè)置、以及熱回收存儲罐的結(jié)構(gòu)，在接收器2產(chǎn)生的高溫?zé)崃靠梢詻]有嚴(yán)重的熱損失而予以傳遞、使用和儲存。
(b)通過使用一種裝有一或多個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接收器2的所需活動(dòng)。這些接頭也與熱回收系統(tǒng)一樣地封裹起來，以盡量減少向外界的熱損失。
(c)碟式陽光聚能器1與蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)的聯(lián)接允許使用的工作流體溫度范圍是從80℃至400℃，使得有可能利用一或多個(gè)熱源來維持動(dòng)力輸出。
(d)可以安裝各自具有大約1兆瓦的一些可互換標(biāo)準(zhǔn)件(modularunit)，并可以以組件方式擴(kuò)展而形成100兆瓦或更大的設(shè)施。
(e)撓性封罩5可為旋轉(zhuǎn)接頭提供額外密封；撓性封罩被隔熱并可用同一流體充壓，并夾持/密封就位。在此實(shí)施例中，撓性封罩5中的流體壓力保持稍高于熱回收管3、6、9和13的外芯管中的流體壓力(以防止管的任何泄漏)。
在其他各項(xiàng)實(shí)施例中，可以采用蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)以外的其他類型的渦輪機(jī)。
可以使用不同類型的隔熱材料和絕熱管。
可以采用旋轉(zhuǎn)和撓性接頭的一種或多種不同的實(shí)施方案，包括迷宮式接頭以及石墨盤和軸承。
權(quán)利要求
1.一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括一具有焦點(diǎn)的碟式陽光聚能器；移動(dòng)聚能器借以跟蹤陽光的裝置；以及吸收太陽能的吸收裝置，所述吸收裝置位于所述焦點(diǎn)處，其特征在于，一動(dòng)力發(fā)生器，連接吸收裝置和發(fā)生器的流體導(dǎo)管裝置，以及在所述流體導(dǎo)管裝置中的至少一個(gè)撓性接頭。
2.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，動(dòng)力發(fā)生器是一種蘭金雙汽循環(huán)渦輪機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，流體導(dǎo)管裝置包括至少一個(gè)剛性管和兩個(gè)撓性接頭，所述接頭各自連接于管的每一端。
4.如權(quán)利要求3所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，撓性接頭是可轉(zhuǎn)動(dòng)的。
5.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，流體導(dǎo)管裝置包括至少一個(gè)具有兩條分隔開的通路的管，一條通路用于流向發(fā)生器的流體，另一條通路用于來自發(fā)生器的液流，所述一條通路位于所述另一條通路之內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，流體導(dǎo)管裝置包括一第一駐留腔室和一第二駐留腔室，第一駐留腔室位于通向發(fā)生器的流徑中，第二駐留腔室在來自發(fā)生器的流徑中。
7.如權(quán)利要求6所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，第一駐留腔室位于第二駐留腔室之中，第一駐留腔室被隔熱以阻止各腔室之間的熱傳導(dǎo)，第二駐留腔室被隔熱以阻止從第二駐留腔室向外界大氣的熱損失。
8.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述吸收裝置是一用于一種流體工作介質(zhì)的容器。
9.如權(quán)利要求1所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，流體導(dǎo)管裝置包括一熱回收管，其一端固定于吸收或陽光接收裝置，其另一端固定于一第一接頭；一第二管，其一端連接于第一接頭而其另一端連接于一第二接頭；一第三管，其一端連接于第二接頭而其另一端連接于一第三接頭；以及一第四管，其一端連接于第三接頭而其另一端連接于一駐留腔室；一第五管，其一端連接于一駐留腔室而其另一端連接于動(dòng)力發(fā)生器。
10.如權(quán)利要求9所述的能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述各接頭包在一撓性封罩之中，所述各封罩是不滲透工作介質(zhì)的，所述各封套裝有壓力下的工作介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量轉(zhuǎn)換裝置，包括一具有焦點(diǎn)的碟式陽光聚能器(1)；移動(dòng)聚能器(1)借以跟蹤陽光的裝置；吸收太陽能的吸收裝置(2)，所述吸收裝置(2)處于所述焦點(diǎn)處，一動(dòng)力發(fā)生器(14)，連接吸收裝置(2)和發(fā)生器(14)的流體導(dǎo)管裝置(3)，以及位于所述流體導(dǎo)管裝置(3)中的至少一個(gè)撓性接頭(4、7、10)。
文檔編號F03G6/06GK1127035SQ94192725
公開日1996年7月17日 申請日期1994年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月11日
發(fā)明者戴亞·R·塞納納亞科 申請人:戴亞·R·塞納納亞科