一種利用太陽能的氣泡泵的制作方法
【專利摘要】本發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工質輸入管與儲液器連通，儲液器內部的循環工質液面高度高出循環工質輸入管。本發明不僅太陽能轉化率高，而且避免了傳統的不可再生能源的使用，省去了傳統氣泡泵中的換熱裝置，使得氣泡泵的結構更加緊湊，有利于縮小氣泡泵的外形尺寸；循環工質的受熱均勻，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
技術領域
[0001]本發明涉及一種氣泡栗，特別是涉及一種利用太陽能的氣泡栗。
【背景技術】
[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，燃氣等熱源來加熱時，氣泡栗的工作性能受熱源質量影響較大，工作性能波動大，穩定性差，而且隨著人們對環境保護與可持續發展的關注，利用清潔能源已成為當今的發展趨勢。
[0003]太陽能作為一種清潔無污染的能源，不僅可以持續利用，而且可以替代燃油、燃氣等不可再生能源，可以將太陽能這種清潔能源用于加熱氣泡栗。有研究指出，氣泡栗內兩相流的流態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，有必要研發一種栗送效率高、可直接利用太陽能的新型氣泡栗裝置。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種利用太陽能的氣泡栗，太陽能轉化率高，結構緊湊，提高氣泡栗的輸送效率。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術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工質輸入管與儲液器連通，所述儲液器內部的循環工質液面高度高出循環工質輸入管。
[0007]作為本發明一種優選的實施方式，所述循環工質輸入管與儲液器側壁的底部連通。
[0008]作為本發明另一種優選的實施方式，所述循環工質輸入管為一根寬管，所述若干太陽能集熱管并列與循環工質輸入管的端部連通。
[0009]作為本發明另一種優選的實施方式，所述循環工質輸入管對應若干太陽能集熱管設置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應的循環工質輸入管的端部連通。
[0010]作為本發明另一種優選的實施方式，所述氣液分離器上設有排氣口和排液口。
[0011 ]作為對上述實施方式的進一步改進，所述排氣口設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]作為本發明另一種優選的實施方式，所述儲液器上設有回液口和補液口。
[0013]作為對上述實施方式的進一步改進，所述回液口設置于儲液器的頂部。
[0014]作為本發明另一種優選的實施方式，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化為熱能用于循環工質的提升，太陽能轉化率高，避免了傳統的不可再生能源的使用，省去了傳統氣泡栗中的換熱裝置，使得氣泡栗的結構更加緊湊，有利于縮小氣泡栗的外形尺寸。太陽能集熱管并列傾斜設置，有利于平行接受光照，使得循環工質的受熱均勻，避免了傳統氣泡栗采用底部加熱的形式導致循環工質受熱不均勻的情況，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，提升管設置為若干根，同時進行循環工質的提升，也能夠增加氣泡栗的輸送效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的正面結構示意圖。
[0018]圖2為本發明提升管的側面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發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上設有排氣口 5和排液口 6，排氣口 5優先設置于氣液分離器2的頂部，排液口 6優先設置于氣液分離器2的底部。儲液器3上設有回液口 7和補液口 8，回液口 7優先設置于儲液器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工質輸入管4與儲液器3連通。循環工質輸入管4與儲液器3側壁的底部連通，保證儲液器3內部的循環工質液面高度高出循環工質輸入管4，使得該氣泡栗在運行之前，提升管I內部存在一段循環工質接受光照。
[0023]循環工質輸入管4可以為一根寬管，若干太陽能集熱管并列與循環工質輸入管4的端部連通，如圖2所示;循環工質輸入管4也可以對應若干太陽能集熱管設置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應的循環工質輸入管4的端部連通。這兩種結構設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內的循環工質溫度上升，最后沸騰產生大量氣體，形成氣液兩相流。在沸騰蒸氣壓和熱虹吸的雙重作用下，循環工質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內部，從而形成循環。通過補液口 8向儲液器3內部補加損失的循環工質。
[0025]在其他條件(循環工質、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，使得氣泡栗內循環工質保持彈狀流，有利于氣泡膨脹做功，改善氣泡栗的運行性能.一般情況下，提升管I的管徑范圍是設置為4mm-32mm，具體的取值受循環工質、加熱功率等因素影響。若管徑設計過大，則循環工質在運行過程中產生泡狀流，不利于氣泡栗的運行;若設計管徑過小，則循環工質在運行過程中產生攪拌流，也不利于氣泡栗的運行。
[0026]相同條件下，提升管I的高度與溶液提升量密切相關，一般來說，提升管I高度越高，溶液提升量越小。因此，為了保證系統的循環速度，增大溶液提升量，提升管I的設計高度應盡量低。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其它部件運行條件的限制，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]實施例1
[0028]循環工質為熱水，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回流進入儲液器3中形成循環，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。水從補液口 8流入，不斷給系統補水。
[0029]實施例2
[0030]循環工質為氨水，此時循環系統內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回流進入儲液器3中形成循環，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]實施例3
[0032]循環工質為溴化鋰水溶液，此時循環系統內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回流進入儲液器3中形成循環，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化為熱能用于循環工質的提升，不僅太陽能轉化率高，而且避免了傳統的不可再生能源的使用，省去了傳統氣泡栗中的換熱裝置，使得氣泡栗的結構更加緊湊，有利于縮小氣泡栗的外形尺寸。太陽能集熱管并列傾斜設置，有利于平行接受光照，使得循環工質的受熱均勻，避免了傳統氣泡栗采用底部加熱的形式導致循環工質受熱不均勻的情況，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設置為若干根，同時進行循環工質的提升，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、太陽能熱水系統以及電子冷卻系統等，擴大了氣泡栗的使用范圍。
【主權項】
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工質輸入管(4)與儲液器(3)連通，所述儲液器(3)內部的循環工質液面高度高出循環工質輸入管(4)。2.根據權利要求1所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環工質輸入管(4)與儲液器(3)側壁的底部連通。3.根據權利要求1或2所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環工質輸入管(4)為一根寬管，所述若干太陽能集熱管并列與循環工質輸入管(4)的端部連通。4.根據權利要求1或2所述的一種利用太陽能的氣泡栗，其特征在于:所述循環工質輸入管(4)對應若干太陽能集熱管設置為并排的若干根，各太陽能集熱管分別與對應的循環工質輸入管(4)的端部連通。5.根據權利要求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)上設有排氣口( 5)和排液口( 6)。6.根據權利要求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.根據權利要求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)上設有回液口(7)和補液口(8)。8.根據權利要求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)設置于儲液器(3)的頂部。9.根據權利要求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
【發明人】葉志秦, 楊洪海, 王欣, 安蒙蒙, 馬榮軍
【申請人】東華大學