專利名稱：利用中間倉補液的熱工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及利用中間倉補液的熱工裝置。
背景技術：
在熱工裝置四大部件蒸汽發(fā)生器、冷凝室、換能器件和給液器件中，蒸汽發(fā)生器利 用第一熱源使工質(zhì)氣化產(chǎn)生高壓；冷凝室利用第二熱源使做功后的乏汽冷凝并提供低壓； 換能器件利用壓力差做功；給液器件將匯集于冷凝室底部集液室的冷凝工質(zhì)泵送到蒸汽 發(fā)生器進入下一輪氣化、做功和冷凝熱工循環(huán)。給液器件的效率通常比較低，將工質(zhì)液 體從低氣壓的集液室泵送進高氣壓的蒸汽發(fā)生器要消耗不少能量。特別是小型的太陽能 或余熱利用熱工裝置，本來效率就低，給液器件還要占去相當一部分。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供利用中間倉補液的熱工裝置。
本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是用蒸汽發(fā)生器、 一個或多個與蒸
汽發(fā)生器可控連通的中間倉、熱工換能器件和冷凝室組成一個利用中間倉補液的熱工裝
置。令中間倉輪流接通集液室和蒸汽發(fā)生器，讓工質(zhì)從集液室流到中間倉再流到蒸汽發(fā) 生器。
如工質(zhì)不能自流，采用高位液倉與集液室連通并與中間倉可控連通；再用噴射器向 高位液倉提供負壓將集液室內(nèi)的工質(zhì)吸入高位液倉；或者將高位液倉的頂部與一個冷源 低熱阻連接，利用冷源在高位液倉頂部形成的低蒸汽壓將集液室內(nèi)的工質(zhì)吸入高位液倉； 或采用與冷凝室可控連通的集液室，并在集液室的頂部設置一個換熱界面，通過換熱界 面對集液室頂部加熱形成高蒸汽壓將工質(zhì)壓入高位液倉，再令中間倉輪流接通高位液倉 和蒸汽發(fā)生器，讓工質(zhì)從高位液倉流到中間倉再流到蒸汽發(fā)生器。還可采用從集液室向 中間倉泵送工質(zhì)的裝置和/或者從中間倉向蒸汽發(fā)生器泵送工質(zhì)的裝置。令中間倉輪流接 通低壓的集液室和高壓的蒸汽發(fā)生器，將原來從低壓的集液室直接向高壓蒸汽發(fā)生器泵 送工質(zhì)改成為經(jīng)中間倉等壓泵送工質(zhì)。
本實用新型的有益效果包括能省略電動給液泵并杜絕由于采用電動給液泵帶來的 密封泄漏，使利用太陽能和內(nèi)燃機尾氣余熱工作的小型或微型熱工裝置的設備投資大幅 度降低，工作效率、有效輸出和可靠性提高。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1 5是本實用新型利用中間倉補液的熱工裝置五個實施例的結構示意圖。 圖中l(wèi).蒸汽發(fā)生器，2.噴射器，3.冷凝室，4.蒸發(fā)室，5.高位液倉，6.中間倉，7.
負壓管，8.液位閥，9.換熱器，IO.抽液管，ll.集液室，12.液面閥，13.進倉閥，14.
進倉管，15.出倉閥，16.補液管，17.壓力控制閥，18.止回閥，19.余熱發(fā)動機，20.換
熱界面，21.密封閥，22.密封夾套殼體，23.真空隔熱層。
具體實施方式
在
圖1中，蒸汽發(fā)生器l、噴射器2、冷凝室3、蒸發(fā)室4、高位液倉5和中間倉6 組成一個利用中間倉補液的蒸噴制冷裝置。噴射器2同時也用于提升工質(zhì)。高位液倉5、 中間倉6和蒸汽發(fā)生器1三者內(nèi)部液面位置依次降低形成自流路線。噴射器2通過負壓管7連通蒸發(fā)室4和高位液倉5的上部。蒸發(fā)室4內(nèi)設有液位閥8和換熱器9;設有液 面閥12的高位液倉5通過抽液管10與冷凝室3底部的集液室11連通、通過進倉閥13 和進倉管14與中間倉6連通。中間倉6通過出倉閥15和補液管16與蒸汽發(fā)生器1上部 連通。
圖1實施例的工作原理為第一熱源使蒸汽發(fā)生器1內(nèi)工質(zhì)氣化，蒸汽從噴射器2 噴出在負壓管7內(nèi)產(chǎn)生負壓。噴射器2噴出的乏汽進入冷凝室3在第二熱源作用下凝結 匯集于集液室11。集液室11內(nèi)的工質(zhì)被負壓吸入蒸發(fā)室4并汽化使溫度下降，冷量通 過換熱器9輸出。負壓還使集液室11內(nèi)的工質(zhì)進入高位液倉5。當液面升到設定位置時， 通過控制系統(tǒng)令出倉閥15關閉、進倉閥13打開，高位液倉5內(nèi)的工質(zhì)通過進倉管14 進入中間倉6。隨著中間倉6內(nèi)液位升高和高位液倉5內(nèi)的液位降低，關閉進倉閥13同 時出倉閥15和高位液倉5內(nèi)的液面閥12打開。出倉閥15打開使蒸汽發(fā)生器1內(nèi)的蒸汽 通過補液管16進入中間倉6并使中間倉6內(nèi)溫度升高，同時中間倉6內(nèi)的液體通過補液 管16進入蒸汽發(fā)生器1。高位液倉5內(nèi)的液面閥12打開則使集液室11內(nèi)的工質(zhì)通過抽 液管10進入高位液倉5。由此，進入下一輪的補液循環(huán)。
圖1實施例中，高位液倉5內(nèi)的液面被液位閥8鉗制，這也起到了節(jié)流的效果。需 要時，也可在抽液管10上串接節(jié)流閥。蒸發(fā)室4和高位液倉5有時可合并。
在圖2中，蒸汽發(fā)生器l、噴射器2、冷凝室3、蒸發(fā)室4、高位液倉5、兩個中間 倉6、兩組由常閉出倉閥15及常開進倉閥13組成的聯(lián)動自控閥和帶發(fā)電機負載的余熱 發(fā)動機19組成一個帶蒸汽噴射補液機辨的利用中間倉補液余熱發(fā)電機組。余熱發(fā)電機組 和蒸汽噴射補液機構合用一套蒸汽發(fā)生器1和冷凝室3。蒸汽發(fā)生器1出口有一個壓力 控制閥17。噴射器2通過負壓管7連通蒸發(fā)室4。蒸發(fā)室4帶液位閥8。高位液倉5與 作為冷源的蒸發(fā)室4低熱阻連接；蒸發(fā)室4和高位液倉5通過抽液管10與集液室11連 通；帶止回閥18的髙位液倉5還通過常開進倉閥13和進倉管14與兩個中間倉6連通； 兩個中間倉6通過常閉出倉閥15和補液管16與蒸汽發(fā)生器1上部連通。
圖2實施例的工作原理為蒸汽發(fā)生器1受熱工質(zhì)氣化。在啟動初期關閉壓力控制 閥17，當壓力升高時再打開以加速啟動過程。蒸汽使余熱發(fā)動機19做功并產(chǎn)生電能輸 出。蒸汽流經(jīng)噴射器2使負壓管7內(nèi)形成負壓。從噴射器2噴出的乏汽進入冷凝室3凝 結匯集于集液室11。集液室11內(nèi)的工質(zhì)被負壓吸入蒸發(fā)室4汽化使溫度下降，并導致 高位液倉5內(nèi)溫度下降，其頂部空間的蒸汽壓減小吸入集液室11內(nèi)的工質(zhì)。當高位液倉 5內(nèi)的液面上升到設定位置時，與圖l實施例中所述相似，由常閉出倉閥15和常開進倉 閥13組成的兩組聯(lián)動自動控制閥門組聯(lián)動輪流向蒸汽發(fā)生器1補液，維持熱工裝置運行。
采用一個以上各帶自控聯(lián)動閥門組的中間倉6聯(lián)動輪流向蒸汽發(fā)生器1補液，可使 補水速率成倍提高并且補水過程更為平穩(wěn)。通過與冷源換熱，高位液倉5內(nèi)頂部空間的 蒸汽壓減小形成相對負壓抽吸工質(zhì)液體，這種方法比較溫和。需要時，還可采用外置式 冷源包括由換熱器及散熱器提供的冷源來使高位液倉5內(nèi)頂部的氣體收縮形成負壓。
在圖3中，蒸汽發(fā)生器l、冷凝室3、高位液倉5、中間倉6、與冷凝室可控連通的 集液室11和余熱發(fā)動機19 一起組成一個利用中間倉補液的余熱發(fā)電機組。在集液室的 頂部含有一個換熱界面20。換熱界面20可以是換熱器或加熱器。
圖3所示實施例的工作原理為當與冷凝室3可控連通的集液室11液位升高時，關 閉密封閥21,并通過換熱界面20對集液室11頂部加熱形成高蒸汽壓將工質(zhì)壓入高位液 倉5。再如圖l實施例所述，通過出倉閥15和進倉閥13向蒸汽發(fā)生器1補液。
在圖4中，與內(nèi)置催化材料的內(nèi)燃機排氣管一體化制造的蒸汽發(fā)生器l、噴射器2、 與冷凝室3 —體制造的密封夾套殼體22、兼作高位液倉的蒸發(fā)室4和中間倉6 —起組成 一個臥式利用中間倉補液的汽車尾氣余熱制冷裝置。負壓管7向兩邊與冷凝室3連通。 蒸汽發(fā)生器1被置于密封夾套殼體22中間；冷凝室3和蒸汽發(fā)生器1之間含有真空隔熱 層23。真空隔熱層23有助于減少蒸汽發(fā)生器1的熱損和輸出更多冷量。蒸汽發(fā)生器1除了和內(nèi)燃機排氣管一體化制作外，也可采用其它的低熱阻連接方式。
圖4所示實施例的工作原理為尾氣熱能使蒸汽發(fā)生器1工質(zhì)氣化，蒸汽使噴射器
2的負壓管7內(nèi)形成負壓。從噴射器2噴出的乏汽進入冷凝室3凝結匯集于集液室11。 集液室ll內(nèi)的工質(zhì)被負壓吸入蒸發(fā)室4并汽化使溫度下降，冷量通過換熱器9輸出。圖 4所示實施例的補液過程與
圖1實施例中所述相似通過出倉閥15和進倉閥13向蒸汽 發(fā)生器1補液。
在圖5中，與內(nèi)置催化材料的內(nèi)燃機排氣管一體化制造的蒸汽發(fā)生器1、與冷凝室3 一體制造的密封夾套殼體22、中間倉6和帶發(fā)電機負載的余熱發(fā)動機19組成一個豎式 利用中間倉補液余熱發(fā)電機組。蒸汽發(fā)生器1和余熱發(fā)動機19被置于密封夾套殼體22 之中；冷凝室3和蒸汽發(fā)生器1之間含有真空隔熱層23。蒸汽發(fā)生器1產(chǎn)生蒸汽使余熱 發(fā)動機19做功并產(chǎn)生電能輸出。從余熱發(fā)動機19噴出的乏汽進入冷凝室3凝結成液體 匯集于底部的集液器11。工質(zhì)從集液室11流到中間倉6再流到蒸汽發(fā)生器1的自流條 件滿足。
圖5所示實施例的補液過程為通過控制系統(tǒng)令出倉閥15關閉、進倉閥13打開， 集液器11內(nèi)的工質(zhì)通過進倉閥13進入中間倉6。隨著中間倉6內(nèi)液位升高，關閉進倉 閥13同時出倉閥15打開。蒸汽發(fā)生器l內(nèi)的蒸汽進入中間倉6并使中間倉6內(nèi)溫度升 高，同時中間倉6內(nèi)的液體進入蒸汽發(fā)生器1。等中間倉6內(nèi)液體流完，令出倉閥15關 閉、進倉閥13打開，集液器ll內(nèi)的工質(zhì)通過進倉閥13進入中間倉6……如是周而復始 進行補液，維持熱工系統(tǒng)正常運行。
利用本實用新型制造的中間倉補液排氣余熱發(fā)動機將排氣能量的10%轉(zhuǎn)化為電能， 對于一臺輸出功率100馬力的柴油機，大約可以多得到7. 35kw的電力。以每年工作3000 小時計，可得到余熱發(fā)電2.2萬度。
轎車使用的制冷空調(diào)平均約占發(fā)動機功率的15%。利用本實用新型制造等壓補液尾 氣余熱制冷空調(diào)，以每年使用制冷空調(diào)400小時計可節(jié)油240升。對于出租車一個夏季 有可能節(jié)油1100升。而這個制冷空調(diào)僅僅利用了排氣20%的能量。所有這一切，基本不 影響轎車的動力性能。
權利要求1.利用中間倉補液的熱工裝置，由蒸汽發(fā)生器、熱工換能器件和冷凝室組成，其特征在于含有一個或多個與蒸汽發(fā)生器可控連通的中間倉。
2. 根據(jù)權利要求1所述的熱工裝置，其特征在于中間倉與冷凝室底部的集液器可控連通。
3. 根據(jù)權利要求l所述的熱工裝置，其特征在于中間倉與一個高位液倉可控連通，高位 液倉通過抽液管與冷凝室底部的集液室連通。
4. 根據(jù)權利要求l所述的熱工裝置，其特征在于含有從集液室向中間倉泵送工質(zhì)的裝置 和/或者從中間倉向蒸汽發(fā)生器泵送工質(zhì)的裝置。
5. 根據(jù)權利要求3所述的熱工裝置，其特征在于髙位液倉通過負壓管與一個噴射器連通。
6. 根據(jù)權利要求3所述的熱工裝置，其特征在于高位液倉的頂部與一個冷源低熱阻連接。
7. 根據(jù)權利要求3所述的熱工裝置，其特征在于含有一個與冷凝室可控連通的集液室， 在集液室的頂部含有一個換熱界面。
8. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的熱工裝置，其特征在于含有和內(nèi)燃機排氣管低熱阻連 接的蒸汽發(fā)生器；或者含有和內(nèi)燃機排氣管一體化制作的蒸汽發(fā)生器。
9. 根據(jù)權利要求1或2或3所述的熱工裝置，其特征在于含有一個與夾套冷凝室一體制 造的密封殼體；蒸汽發(fā)生器被置于此密封殼體之中；冷凝室和蒸汽發(fā)生器之間含有真 空隔熱層。
專利摘要利用中間倉補液的熱工裝置，由蒸汽發(fā)生器、熱工換能器件和冷凝室組成，其特征在于含有一個或多個與蒸汽發(fā)生器可控連通的中間倉。令中間倉輪流接通集液室和蒸汽發(fā)生器，讓工質(zhì)從集液室流到中間倉再流到蒸汽發(fā)生器。還采用高位液倉與集液室連通并與中間倉可控連通；再用噴射器或利用冷源形成低蒸汽壓將工質(zhì)吸入高位液倉；或?qū)煞忾]的集液室頂部加熱形成高蒸汽壓將工質(zhì)壓入高位液倉，再使工質(zhì)從高位液倉流到中間倉再流到蒸汽發(fā)生器。本實用新型的有益效果包括能省略電動給液泵并杜絕由于采用電動給液泵帶來的密封泄漏，使利用太陽能和內(nèi)燃機尾氣余熱工作的小型或微型熱工裝置的設備投資大幅度降低，工作效率、有效輸出和可靠性提高。
文檔編號F02G5/02GK201133297SQ200720077889
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月31日 優(yōu)先權日2007年12月31日
發(fā)明者施國梁 申請人:邱玉燕