專利名稱：浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種動(dòng)力裝置，尤其是一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)太陽(yáng)能集熱式動(dòng)力裝置包含一集熱組件及一儲(chǔ)能組件，通過(guò)該集熱組件吸收太陽(yáng)所放射的熱能，且將該熱能轉(zhuǎn)換成電能或其它能量型態(tài)，再將該能量輸出至該儲(chǔ)能組件儲(chǔ)存，如此，讓使用者即使是在沒(méi)有太陽(yáng)的時(shí)候，也能運(yùn)用早已儲(chǔ)存的能量?，F(xiàn)有技術(shù)太陽(yáng)能集熱式動(dòng)力裝置在吸收太陽(yáng)熱能后，會(huì)將該熱能通過(guò)一熱機(jī)轉(zhuǎn)換成軸功輸出，而在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，因系統(tǒng)匹配考慮，該熱機(jī)的單位時(shí)間能量轉(zhuǎn)換值有限，未能充分利用吸收的太陽(yáng)輻射熱能，使得軸功的供應(yīng)量變少且不穩(wěn)定，降低該太陽(yáng)能集熱式動(dòng)力裝置的供能效果。
此外，該集熱組件大多設(shè)有一聚熱板，并將該聚熱板置于地表平面或屋頂平面，通過(guò)該聚熱板吸收太陽(yáng)所放射的輻射熱能，為使該聚熱板能順利接收太陽(yáng)熱能，該聚熱板的配置必須避免周遭存在遮蔽物，或是保持該聚熱板周圍的凈空，當(dāng)一區(qū)域置放該聚熱板后，該區(qū)域的鄰近空間便產(chǎn)生其它對(duì)象擺放的限制。如此一來(lái)，為了達(dá)到空間的有效利用及提供一穩(wěn)定的動(dòng)力來(lái)源二個(gè)基本需求，傳統(tǒng)的太陽(yáng)能集熱式動(dòng)力系統(tǒng)存在改良的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置可降低系統(tǒng)因日照量變化所造成的能量供應(yīng)不均，使該集熱式動(dòng)力裝置能產(chǎn)生更多的能量。本發(fā)明的次要目的是提供一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置可浮于空中，減少地面空間其它擺設(shè)的限制。為達(dá)到前述發(fā)明目的，本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)手段包含有一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，包含一座體，具有一容置空間，該容置空間具有一第一工作流體；一集熱組件，結(jié)合于容置空間的開(kāi)口端，使該容置空間形成一密閉空間；一導(dǎo)熱組件，由一導(dǎo)熱管一端管口連接容置空間，該導(dǎo)熱管的另一端管口連接一泵，該泵由抽取口抽取容置空間的第一工作流體；及一熱機(jī)，由數(shù)管路連通一壓縮機(jī)、一熱交換器及一氣渦輪機(jī)，該氣渦輪機(jī)連接一發(fā)電機(jī)，該熱交換器與第一工作流體作熱交換。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該集熱組件具有一透光層、一集熱層及一集熱板，該集熱層的一表面連接該透光部，另一表面連接該集熱板。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該透光層設(shè)有數(shù)聚光部。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該數(shù)聚光部形成弧凹表面。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該集熱層設(shè)有數(shù)第一集熱部及數(shù)第二集熱部，該數(shù)第一集熱部及數(shù)第二集熱部間隔設(shè)置，且該數(shù)第一集熱部與該數(shù)聚光部對(duì)應(yīng)設(shè)置。
本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該數(shù)第一集熱部還可以形成漸窄的斜度設(shè)計(jì)。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該數(shù)第二集熱部填充一溫室氣體。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該集熱板設(shè)有數(shù)集熱道，該數(shù)集熱道對(duì)應(yīng)設(shè)置于該數(shù)第一集熱部的窄部。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該導(dǎo)熱管設(shè)于數(shù)集熱道內(nèi)。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該第一工作流體為一氦氣。
本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該座體的材料為一絕熱材質(zhì)。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該熱機(jī)還可以另設(shè)有一預(yù)熱器，該預(yù)熱器設(shè)于壓縮機(jī)與熱交換器之間。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其中，該熱機(jī)的數(shù)管路內(nèi)具有一第二工作流體。本發(fā)明的有益效果在于所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置有較佳的儲(chǔ)熱效果，可減少熱量的逸失，具有使該熱式動(dòng)力裝置產(chǎn)生更多的能量的功效。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置有滯空的設(shè)計(jì)，具有減少地面空間其它擺設(shè)限制的功效。


圖I :本發(fā)明浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置立體圖。圖2 :本發(fā)明浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置剖視圖。其中〔本發(fā)明〕I座體11容置空間2集熱組件21透光層211聚光部22集熱層221數(shù)第一集熱部222數(shù)第二集熱部23集熱板231集熱道3導(dǎo)熱組件 31導(dǎo)熱管32 泵321 抽取口4熱機(jī)41壓縮機(jī)42熱交換器 43氣渦輪機(jī)44發(fā)電機(jī) 45預(yù)熱器
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述及其它目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參照?qǐng)D1、2所示，本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置包含一座體I、一集熱組件2、一導(dǎo)熱組件3及一熱機(jī)4。該座體I具有一容置空間11，該集熱組件2結(jié)合于該容置空間11的開(kāi)口端，使該座體I的容置空間11形成一密閉空間，該導(dǎo)熱組件3結(jié)合于該集熱組件2，該熱機(jī)4可以與該密閉空間的工作流體作熱交換。該座體I具有一容置空間11，該容置空間11可以容置第一工作流體，該第一工作流體的成份在此并不設(shè)限，較佳為一氣體且具有熱容比(Cp)高且比重小于I的特性，使該第一工作流體具有較高的容熱效果與較大的浮力，在本實(shí)施例中，該第一工作流體為一氦氣。該座體I的材料與形狀在此并不設(shè)限，較佳以絕熱材質(zhì)制成，避免熱量由該座體I導(dǎo)出。該集熱組件2結(jié)合于該容置空間11的開(kāi)口端，并將該開(kāi)口端封閉，使該容置空間11形成一密閉空間，可以避免該容置空間11內(nèi)的第一工作流體逸出。該集熱組件2包含一透光層21、一集熱層22及一集熱板23。該透光層21由透光材質(zhì)制成，并具有數(shù)聚光部211，該數(shù)聚光部211可匯集太陽(yáng)光所照射的熱能，在本實(shí)施例中，該數(shù)聚光部211形成弧凹表面，使太陽(yáng)光能聚焦，形成較佳的集熱效果。
該集熱層22的一表面連接該透光層21，并設(shè)有數(shù)第一集熱部221與數(shù)第二集熱部222。該數(shù)第一集熱部221是相對(duì)該數(shù)聚光部211設(shè)置，該數(shù)第一集熱部221較佳形成漸窄的斜度設(shè)計(jì)，以達(dá)到較佳的聚熱效果；該數(shù)第二集熱部222是設(shè)于未連接該聚光部211的區(qū)間，在本實(shí)施例中，該數(shù)第二集熱部222與該數(shù)第一集熱部221間隔設(shè)置，且該數(shù)第二集熱部222較佳可填充溫室氣體以增加熱源吸收效果。該集熱板23連接于該集熱層22的另一表面，該集熱板23設(shè)有數(shù)集熱道231，該數(shù)集熱道231相對(duì)設(shè)置于該數(shù)第一集熱部221的窄部，以將該數(shù)第一集熱部221的熱能匯集至該數(shù)集熱道231。該集熱板23較佳以高導(dǎo)熱材質(zhì)制成，使該集熱板23能累積與聚集數(shù)第一集熱部221與數(shù)第二集熱部222的熱量。該導(dǎo)熱組件3包含一導(dǎo)熱管31及一泵32，該導(dǎo)熱管31較佳為高導(dǎo)熱材質(zhì)制成，該導(dǎo)熱管31穿設(shè)于數(shù)集熱道231，用以傳導(dǎo)該集熱道231所匯集的熱能，在本實(shí)施例中，該導(dǎo)熱管31是形成連續(xù)的繞設(shè)于數(shù)集熱道231。該導(dǎo)熱管31的一端管口連接于泵32，該導(dǎo)熱管31的另一端管口連接于容置空間11，經(jīng)由該泵32的抽取口 321可以使該第一工作流體能于該容置空間U、導(dǎo)熱管31及泵32之間循環(huán)流動(dòng)，將該導(dǎo)熱管31的熱能傳導(dǎo)至該容置空間11。該熱機(jī)4具有一壓縮機(jī)41、一熱交換器42、一氣潤(rùn)輪機(jī)43及一發(fā)電機(jī)44,在本實(shí)施例中，該熱機(jī)4較佳可以設(shè)有一預(yù)熱器45，并設(shè)有數(shù)管路，通過(guò)該數(shù)管路連結(jié)該壓縮機(jī)41、預(yù)熱器45、熱交換器42及氣渦輪機(jī)43，使該壓縮機(jī)41、預(yù)熱器45、熱交換器42及氣渦輪機(jī)43之間形成一循環(huán)回路，該循環(huán)回路中還可以填充第二工作流體，其中，該氣渦輪機(jī)43連接該發(fā)電機(jī)44。當(dāng)該壓縮機(jī)41推動(dòng)該第二工作流體后,該第二工作流體會(huì)經(jīng)過(guò)該預(yù)熱器44進(jìn)行預(yù)熱，再經(jīng)過(guò)該熱交換器42與容置空間11的第一工作流體進(jìn)行熱交換，以吸收該容置空間11中的熱能。該熱交換器42的設(shè)置位置并不設(shè)限，在本實(shí)施例中，該熱交換器42設(shè)于該容置空間11內(nèi)。當(dāng)該第二工作流體經(jīng)過(guò)該預(yù)熱器44與熱交換器42提高溫度，并達(dá)到足以推動(dòng)該氣渦輪機(jī)43的熱能后，推動(dòng)該氣渦輪機(jī)43，使該氣渦輪機(jī)43輸出一軸功至該發(fā)電機(jī)44,產(chǎn)生一電能輸出。請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D1、2所示，其是本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置的作動(dòng)過(guò)程，是由該數(shù)聚光部211匯集太陽(yáng)光的熱能，并將該熱能通過(guò)數(shù)第一集熱部221進(jìn)行聚熱，再將該熱能集中于該數(shù)集熱道231，及該數(shù)第二集熱部222內(nèi)所填充的溫室氣體的溫度，也會(huì)隨著太陽(yáng)光照射該透光層21而上升，以使該集熱板23更具有被加熱的效果，以使該數(shù)集熱道231與該集熱板23的溫度提升，進(jìn)而使繞設(shè)于該數(shù)集熱道231的導(dǎo)熱管31能處于高溫環(huán)境，提升導(dǎo)熱管31的溫度。由于該導(dǎo)熱管31的一端管口與該泵32的抽取口 321連接該容置空間11，使該容置空間11的第一工作流體可于該導(dǎo)熱管31內(nèi)與該容置空間11產(chǎn)生循環(huán)，該泵32的抽取口 321會(huì)抽取該容置空間32的第一工作流體，并將該容置空間11的第一工作流體送入該導(dǎo)熱管31，該第一工作流體通過(guò)該導(dǎo)熱管31時(shí)，該導(dǎo)熱管31的熱能會(huì)傳導(dǎo)至該第一工作流體，使該熱能隨著該第一工作流體由導(dǎo)熱管31的管口排出至容置空間11，借助該第一工作流體的循環(huán)作動(dòng)，使熱量由該集熱組件2轉(zhuǎn)移至該容置空間11內(nèi)儲(chǔ)存。由于該熱機(jī)4的熱交換器42設(shè)于該容置空間11內(nèi)，并與該容置空間11的第一工作流體進(jìn)行熱交換，當(dāng)該壓縮機(jī)41驅(qū)動(dòng)該熱機(jī)4內(nèi)的第二工作流體時(shí)，該第二工作流體會(huì)先經(jīng)過(guò)該預(yù)熱器44進(jìn)行預(yù)熱，再經(jīng)過(guò)該熱交換器42進(jìn)行熱交換，吸收該容置空間11中的熱能，通過(guò)該二階段的熱能吸收，使該第二工作流體具有驅(qū)動(dòng)該氣渦輪機(jī)43的能量，進(jìn)而推動(dòng)該氣渦輪機(jī)43而產(chǎn)生一軸功輸出，并將該軸功輸入至該發(fā)電機(jī)44轉(zhuǎn)換成電能，當(dāng)該第·二工作流體釋放出本身的熱能驅(qū)動(dòng)該氣渦輪機(jī)43后，會(huì)再度回到該壓縮機(jī)41，再進(jìn)行下一次的循環(huán)作動(dòng)。在本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置的作動(dòng)過(guò)程中，除了通過(guò)該集熱組件2累積熱能外，該熱量也會(huì)通過(guò)該導(dǎo)熱組件3，將熱能通過(guò)第一工作流體傳導(dǎo)至該容置空間11，使熱能累積儲(chǔ)存于該容置空間11中，當(dāng)該熱機(jī)4與該容置空間11進(jìn)行熱交換時(shí)，雖然單位時(shí)間內(nèi)的熱交換效率有限，但未完全利用的熱能不會(huì)直接逸散，而是會(huì)繼續(xù)存在該容置空間11內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行熱交換的動(dòng)作。此外，該容置空間11所填充的第一工作流體，為高熱容比與比重小于I的氣體，高熱容比可使該氣體儲(chǔ)存更高的熱能，比重小于I會(huì)使該氣體上升，產(chǎn)生浮力，當(dāng)該浮力大于該動(dòng)力裝置整體的重量時(shí)，會(huì)使該動(dòng)力裝置上升，并使該動(dòng)力裝置形成一滯空的狀態(tài)。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置有較佳的儲(chǔ)熱效果，可減少熱量的逸失，具有使該熱式動(dòng)力裝置產(chǎn)生更多的能量的功效。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，該熱式動(dòng)力裝置有滯空的設(shè)計(jì)，具有減少地面空間其它擺設(shè)限制的功效。
權(quán)利要求
1.一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征是，包含 一個(gè)座體，具有一個(gè)容置空間，該容置空間具有一種第一工作流體； 一個(gè)集熱組件，結(jié)合于容置空間的開(kāi)口端，該容置空間形成一個(gè)密閉空間； 一個(gè)導(dǎo)熱組件，由一個(gè)導(dǎo)熱管一端管口連接容置空間，該導(dǎo)熱管的另一端管口連接一個(gè)泵，該泵由抽取口抽取容置空間的第一工作流體；及 一個(gè)熱機(jī)，由數(shù)管路連通一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)熱交換器及一個(gè)氣渦輪機(jī)，該氣渦輪機(jī)連接一個(gè)發(fā)電機(jī)，該熱交換器與第一工作流體作熱交換。
2.依權(quán)利要求1所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該集熱組件具有一個(gè)透光層、一個(gè)集熱層及一個(gè)集熱板，該集熱層的一個(gè)表面連接該透光部，另一個(gè)表面連接該集熱板。
3.依權(quán)利要求2所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該透光層設(shè)有數(shù)聚光部。
4.依權(quán)利要求3所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該數(shù)聚光部形成弧凹表面。
5.依權(quán)利要求3或4所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該集熱層設(shè)有數(shù)第一集熱部及數(shù)第二集熱部，該數(shù)第一集熱部及數(shù)第二集熱部間隔設(shè)置，且該數(shù)第一集熱部與該數(shù)聚光部對(duì)應(yīng)設(shè)置。
6.依權(quán)利要求5所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該數(shù)第一集熱部從連接該透光層的一表面至連接該集熱板的另一表面，具有漸窄的斜度。
7.依權(quán)利要求5所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該數(shù)第二集熱部填充一種溫室氣體。
8.依權(quán)利要求6所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該集熱板設(shè)有數(shù)集熱道，該數(shù)集熱道對(duì)應(yīng)設(shè)置于該數(shù)第一集熱部的窄部。
9.依權(quán)利要求8所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該導(dǎo)熱管設(shè)于數(shù)集熱道內(nèi)。
10.依權(quán)利要求1所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該第一工作流體為一種氦氣。
11.依權(quán)利要求1所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該座體的材料為一種絕熱材質(zhì)。
12.依權(quán)利要求1所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該熱機(jī)另設(shè)有一個(gè)預(yù)熱器，該預(yù)熱器設(shè)于壓縮機(jī)與熱交換器之間。
13.依權(quán)利要求1所述的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，其特征在于，該熱機(jī)的數(shù)管路內(nèi)具有一種第二工作流體。
全文摘要
一種浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，包含一個(gè)座體，具有一個(gè)容置空間，該容置空間具有一個(gè)第一工作流體；一個(gè)集熱組件，結(jié)合于容置空間的開(kāi)口端，使該容置空間形成一個(gè)密閉空間；一個(gè)導(dǎo)熱組件，由一個(gè)導(dǎo)熱管一端管口連接容置空間，該導(dǎo)熱管的另一端管口連接一個(gè)泵，該泵由抽取口抽取容置空間的第一工作流體；及一個(gè)熱機(jī)，由數(shù)管路連通一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)熱交換器及一個(gè)氣渦輪機(jī)，該氣渦輪機(jī)連接一個(gè)發(fā)電機(jī)，該熱交換器與第一工作流體作熱交換。該集熱式動(dòng)力裝置有較佳的儲(chǔ)熱效果，可減少熱量的逸失，具有使該熱式動(dòng)力裝置產(chǎn)生更多的能量的功效。本發(fā)明的浮力式太陽(yáng)集熱動(dòng)力裝置，有滯空的設(shè)計(jì)，具有減少地面空間其它擺設(shè)限制的功效。
文檔編號(hào)F24J2/10GK102878034SQ20111022550
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者戴昌賢, 苗志銘, 徐子圭, 何明輝 申請(qǐng)人:屏東科技大學(xué)