一种全封闭蒸汽工作系统.pdf

本发明涉及一种不耗能的疏水阀（参申请号比本案小1的名为《一种不耗能的疏水阀及其用途》）、一种蒸汽工作系统和热管换热器（参马同泽等著《热管》）。
    蒸汽可用于驱动汽轮机提供动力和驱动热泵来供暖制冷。但许多靠蒸汽工作的装置或系统（简称蒸汽工作系统或蒸汽系统）将作功后的蒸汽进行排放、对冷凝水也用蒸汽排放或用给水泵送回锅炉。这使蒸汽系统特别是小型太阳能蒸汽系统效率低、需消耗稳定的能源给水、可靠性差、并且浪费资源。

    本发明的目的是要提供一种能自动将冷凝水送回锅炉，可使用任何工质的蒸汽系统，特别是小型太阳能发电机和太阳能制冷装置。

    其解决方案是：蒸汽系统选用与工质相容的材料制造;利用具有良好散热性能的、抽空的封闭容器中的低压（这压力由环境温度或散热系件决定）来加速蒸汽冷凝并采用靠重力和毛细力工作的疏水阀自动将冷凝水回送到锅炉来保证蒸汽系统的正常运行。

    附图1绘出这种蒸汽工作系统的框图。图中，箭头表示热能的输入或输出，由管道1相互连通的各个系统分别表示锅炉2、工作环节3、冷凝室4和不耗能的疏水阀5以及冷冻室6。当工作环节3为喷射泵或喷射泵工作室时，它构成一个喷射式热泵制冷供热系统。热泵工作时，由于喷射泵的抽吸作用使冷冻室6中形成低压，从冷凝室4来的液体进入冷冻室6时强烈蒸发而带走热量，使热能不断以冷冻室6泵向冷凝室4。根据这热泵系统获得温差和工作对象不同，它可制成太阳能制冷装置、用余热驱动的电子器件冷却装置，用锅炉驱动的工业冰箱、车船的废热空调等。当用另一套工作温度更低的热泵系统地冷凝室与其冷冻室相联时，可在低温热泵系统的冷冻室得到更低的温度，依靠这种热泵的组合接力制冷可实现深低温致冷，特别是用于超导设备的深低温冷源。这种新型热泵具有可节约高品位工质、性能可靠、省去了耗能的给水泵、不用电、无活动部件、可同时制冷供热、性能可靠、制造方便、成本低、可使用容易得到的太阳能制造超导输电线的冷源以及为人类停止使用会破坏大气层臭氧层的制冷剂提供了自然而便利的途径。

    附图1中所工作环节3为汽轮机并移去冷冻室6，就构成一个蒸汽发动机系统，由于它采用了热管中的相容性概念和设计，使冷凝箱的散热效果非常好，可使大型火力发电站建在远离水源的煤矿附近，还可使太阳能发电机不用电动给水泵而使实际效率提高3～4倍（考虑太阳光不稳定的因素）。进一步，将小型蒸汽发电机组中的电机或转子封闭于蒸汽系统内或置入由同一蒸汽系统内的蒸汽驱动的喷射泵制冷系统内冷却，可进一步增大发电机的性能价格比，使太阳能发电机和电池驱动的农业机器人或电动轮椅和车辆具有市场竞争力。为解决本发明要求冷凝液面高于锅炉、而采用抛物反射聚焦或太阳能集热器时冷凝箱位置过高且容易挡住阳光的缺点，可使用喷射泵来提高冷凝蒸汽的势能。另外，可通过热管换热器输入太阳能，这样可使用不同工质以便在锅炉内获得所需的过热蒸汽。

    附图1中进一步移去工作环节3则成为一个汽液具有分离通道的热管、它具有可节省毛细材料和防止携带限影响等优点。采用玻璃制造这种热管可观察不耗能疏水阀的工作情况，用作教学仪器。

    附图2绘出本发明的一个实施例，它是一种太阳能空调，可装在阳台上。图中，能自动跟踪太阳能（参申请号比本案大1的发明专利申请《一种热功换能器件及其用途》）的聚焦反射抛物面1（可用镜面或蒸铝薄膜制造）将阳光聚焦于热管换热器2（以便加热均匀，也可不用）再传给锅炉3和4，这里用两个喷射系统级联工作，后级喷射工作室5接通前级的冷凝室6，为前级减压以改善其工况，也可不用后级，而将冷冻室7从后级疏水阀8低压端移至前级疏水阀9低压端。前级喷射工作室10接冷冻室7。用丙酮为制冷剂，前级喷射器压差约为4个大气压。每平方米太阳光每小时可制冰1～4公斤。因冷冻室置于室内，可使20平方米工房夏季室温低于28℃，冰箱可用冰蓄冷。这空调也可用煤炉烟囱供热。冬季可用木板将冷凝箱5通入室内取暖。冷凝箱用波纹管制造，具有散热性好（其上加水可提供制冷效果）和制造方便、能低抗正负压力等优点。并排布置可抵消轴向伸缩。（图示仅作说明用）。