[實用新型]一種利用熱管實現人工上升流的裝置

有效

• 申請號: 201420106115.4
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN203762068U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 呂明;閆旭;潘華辰;聶欣;屠漢超;劉海強
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A01K63/00
• 分類號: A01K63/00;A01K63/04;F28D15/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于海洋技術裝備領域，涉及一種利用熱管實現人工上升流的裝置。

背景技術

我國海域遼闊，海洋資源發達，海洋經濟發展潛力巨大。但是近年來，由于海洋工程活動加劇、陸源污染物過度排放、近海漁業資源過度捕撈等原因，我國近海生態環境急劇惡化，海洋漁業資源嚴重衰竭，一些近海漁場的經濟魚類已基本形成不了漁汛。人工上升流技術可以通過人工方法形成海底到海面的垂直海水流動。上升流可以把海底豐富的營養鹽帶入海表透光層，配合二氧化碳發生光合作用，是作為海洋生物食物鏈底端的浮游植物增產，即可創造優質的漁場生態環境。

人工上升流技術除應用于漁業環境改造外，在河道港口化冰、深海采礦等領域也具有重要實用意義。

現有的人工上升流技術主要體現在以下三種方式：對海底地形改造形成海底山脈，在海流作用下產生上升流；利用水泵抽吸底層海水產生上升流；通過水底注氣，氣泡上升帶動海水涌升產生上升流。地形改造方式可能對原有海底生態環境造成較大破壞而且工程實施難度較高，水泵抽吸方式能耗大且效率低，注氣提升方式需要在海洋中提供外接氣源因而容易增加系統的復雜度和不穩定性。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種利用熱管實現人工上升流的裝置。

本實用新型包括集熱裝置、浮筒、熱管、隔熱封罩以及定位錨，浮筒嵌套在集熱裝置下部，熱管吸熱段安裝固定在集熱裝置內部，熱管冷凝段位于深層海水處，熱管中間絕熱段外部套有隔熱封罩以減少熱管絕熱段熱量損失并且固定熱管相對位置。

所述集熱裝置包括聚光玻璃罩，內襯陶瓷罩，隔熱板，其中聚光玻璃罩和內襯陶瓷罩之間為空氣層，內襯陶瓷罩與隔熱板之間充有水，隔熱板開有孔與熱管固定，隔熱板上下表面涂有隔熱保溫涂層。

所述浮筒是扁平中空環形狀，中間部分穿過熱管。

所述熱管為脈動熱管。

所述隔熱封罩內外表面均涂有隔熱保溫涂層。

所述聚光玻璃罩外表面鍍有增透膜，內襯陶瓷罩外表面覆蓋有太陽能吸收涂層。

本實用新型的有益效果：

本實用新型利用熱管吸收太陽能來實現上升流，有效節約了能源，并且綠色環保；

本實用新型結構簡單，無運動機構，穩定可靠，成本低廉，安裝與布放方面；

本實用新型利用脈動熱管實現熱能傳導，效率高，穩定可靠。

附圖說明

附圖1為本實用新型裝置結構示意圖。

附圖2為集熱裝置剖視圖。

附圖3?為本實用新型裝置仰視圖。

附圖4為脈動熱管工作原理圖。

圖中：1.聚光玻璃罩；2.內襯陶瓷罩；3.隔熱板；4.浮子；5.螺栓；6.隔熱封罩；7.定位銷；8.脈動熱管；9.定位錨鏈；10.定位錨。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1、2、3所示，利用熱管實現人工上升流的裝置，包括集熱裝置、浮子4、熱管8、隔熱封罩6、定位錨鏈9以及定位錨10。集熱裝置如圖2所示，由聚光玻璃罩1，內襯陶瓷罩2，隔熱板3構成。聚光玻璃罩1外表面鍍有增透膜，以減少太陽光的反射損失，增加太陽光透射強度。內襯陶瓷罩2外表面鍍有太陽能吸收涂層，用來吸收太陽光能并轉化為熱能。內襯陶瓷罩2與隔熱板3之間充有水，以水作為導熱介質，將所吸收到的太陽能熱傳輸給熱管8吸熱段。聚光玻璃罩1和內襯陶瓷罩2之間為空氣隔熱層，可減少已吸收的太陽能熱量向外部的傳導損失。隔熱板3上下表面均涂有隔熱保溫涂層，以減少集熱裝置熱量損失。

聚光玻璃罩1、內襯陶瓷罩2、隔熱板3、浮子4、隔熱封罩6用螺栓5連接固定，脈動熱管8焊接固定在隔熱板3上，隔熱封罩6用定位銷7再次定位，防止海水流動對整個結構的破壞。浮子4用來支撐集熱裝置，外形呈扁平中空環形。定位錨10用來確定整個上升流裝置的布放位置。

熱管8采用脈動熱管，其結構為閉合回路結構，可分為吸熱段、絕熱段、放熱段，其工作原理如圖4所示：脈動熱管在吸熱段吸收熱量，使熱管內部液體工質吸熱蒸發形成氣泡，氣泡迅速膨脹和升壓，推動工質流向低溫放熱段，氣泡冷凝收縮并破裂，壓力下降，工質回流；由于冷熱兩端間存在壓差以及相鄰管間存在壓力不平衡，使得工質在吸熱段和放熱段之間振蕩流動，從而實現熱量的傳遞。這種方式的熱傳導可忽略重力因素的影響，所以能夠實現反重力場的熱傳導。其中部的絕熱段可以阻止熱能從上到下傳遞過程中的損失。脈動熱管8的吸熱段置于裝置上部集熱裝置的導熱介質——水中，脈動熱管的放熱段位于要加熱的深層海水處。脈動熱管的中部套有隔熱封罩6作為絕熱段，其內外表面均涂有隔熱保溫涂層，用于減少脈動熱管在絕熱段對外的熱量損失。本實用新型中脈動熱管8吸收來自集熱裝置的太陽能熱,?通過內部工質將熱量傳遞到海洋深層放熱段，并放出熱量。海洋深層冷凝段周圍海水被加熱后，密度變小，就會因浮升力的作用自然上升，從而產生上升流。