[实用新型]一种热管动力装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动力装置，尤其是一种热管动力装置。

背景技术

热管具有极高的传热效率，内热阻极小，当量导热系数极高，灵活多变的结构形式及形体尺寸和输入输出的热流密度可以变化等特点而被广泛应用在宇航、军工、电力、医疗等行业。在热管动力系统的研究方面，已有利用热管进行热能的传递与转化的动力装置或发电装置。例如：中国国家知识产权局于2007年11月28日公开的一种“热管式发电机”(专利号：200620134555.6)，2009年02月4日公开的一种“热管动力装置”(专利号：200820076989.4)和美国专利第4186559号公开的一种利用热管内部蒸汽发电的技术等。这些利用热管发电装置的结构不尽合理，或存在导热问题，或存在发电效果不佳的问题，装置效率较低，能量损失大。如：“热管式发电机”的吸热率和散热率均不高，其磁铁转子固定于热管内部一座体上，蒸汽在传输过程中存在一定的能量损失，易产生涡流，使得蒸汽与扇叶(或磁铁转子)之间的能量转化率低。“热管动力装置”的吸热率和散热率有所提升，但由于结构设计限制，其单机容量较小；蒸汽流不稳定并且没有稳流装置或动力输出调速装置；热能的转化没有达到最佳状态，并且只能吸收流体中的能低位能量，功能上存在局限性。

实用新型内容

本实用新型提供了一种热能吸收率高、热能转化率高的热管动力装置。

实现本实用新型目的的热管动力装置，包括V形通道组合式亚腰型热管、集热器和涡轮动力系统；所述V形通道组合式亚腰型热管是由蒸发段、绝热段和冷凝段组成的密闭体，所述蒸发段为多个呈V形放射状分布的集热单体，所述集热单体位于集热器内；绝热段包括导流腔、咽部和涡轮腔，所述集热单体的内腔为蒸发腔，冷凝段包括冷凝腔；所述集热单体内设有吸液芯，蒸汽在蒸发腔蒸发，依次流经导流腔、咽部、涡轮腔和冷凝腔；所述涡轮动力系统包括涡轮、动力输出系统和发电机；所述涡轮位于涡轮腔内，所述涡轮连接动力输出系统，所述动力输出系统连接发电机。

所述集热单体与导流腔外部连接处设有隔板，蒸发腔与导流腔之间设有导流锥体。

所述导流腔和咽部的管壁上设有分隔层和保温层。

所述涡轮通过磁力轴承连接动力输出系统，所述磁力轴承与涡轮腔之间设有密封装置。

所述动力输出系统包括加速器和离心调速器。

所述冷凝腔为两个，对称分布，所述每个冷凝腔外均设有散热器。

所述集热器为流体集热器，包括密闭容器，下端设置流体进口，上端设置流体出口，内部安装有分流锥体；所述密封容器内壁设有保温层。

所述集热单体上设有吸热片。

所述集热器为光能集热器，包括密封容器，所述密封容器左端设有光源进口，所述光源进口处安装有透明玻璃，所述密封容器右端设有球面反射器，所述密封容器内壁涂有反射层。

所述集热单体外壁从光源进口向内涂有多段不同光能吸收率的涂层。

本实用新型的热管动力装置的有益效果如下：

1.本实用新型的热管动力装置，采用流体集热器和光能集热器两种集热方式，增大了本装置的应用范围。

2.各个集热单体单独存在，便于检修。出现问题可及时更换，节约装置的购买成本。

3.采用集热单体组合式蒸发段，增大了与热源的接触面积，热能吸收率较高。

4.热源为光能时，集热器采用多段不同的光能吸收涂层，避免出现集热器内温度不均衡的问题，有效地延长了热管的使用寿命。

5.采用V形通道可高效的聚集高温蒸汽的能量，最有效的转化成涡轮机的机械能。

6.导流腔内设置有导流锥体，一方面可以防止高温蒸汽从蒸发腔到导流腔的过渡阶段产生涡流，另一方面起到聚集蒸汽能量的作用。

7.绝热段设置有分隔层和保温层。分隔层一方面可以保证工质回流的稳定性，另一方面可以减小咽部高温蒸汽的摩擦阻力。保温层可以减小热量损失。

8.涡轮轴采用磁力轴承设计，可以最大限度的减小摩擦阻力，提高涡轮叶片的稳定性。

9.采用加速器和离心调速器对动力输出进行控制，保证了输出动力或输出电流的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的热管动力装置的结构示意图。

图2为图1的B-B剖视图。

图3为本实用新型的热管动力装置的流体集热器的示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本实用新型的热管动力装置的光能集热器的示意图。

图6为本实用新型的热管动力装置的另一实施例的示意图。