專利名稱：配輔助電源、壓氣蓄能的循環(huán)式太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種配輔助電源、壓氣蓄能的循環(huán)式太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置，屬清潔能源開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能利用技術(shù)受晝、夜、陰、晴變化影響，使用領(lǐng)域和時(shí)間也有一定的局限性；汽輪機(jī)動(dòng)力輸出裝置，對(duì)礦物燃料依賴性強(qiáng)，在消耗煤、油、氣的同時(shí)，向大氣排放大量有害氣體，污染環(huán)境；壓縮空氣動(dòng)力輸出裝置也存在對(duì)其它能源的消耗。需提供一種技術(shù)，將三者結(jié)合起來(lái)使用，開(kāi)發(fā)出新型清潔能源，做到無(wú)礦物燃料消耗、無(wú)有害排放。

發(fā)明內(nèi)容
為拓展太陽(yáng)能的使用領(lǐng)域和全天候利用，創(chuàng)建新型清潔能源，彌補(bǔ)太陽(yáng)能利用的缺欠而設(shè)計(jì)的一種配輔助電源、壓氣蓄能的循環(huán)式太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置，它由太陽(yáng)能采集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、壓縮空氣蓄存裝置、氣體動(dòng)力輸出裝置和太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)所組成聚光物鏡活動(dòng)支架24通過(guò)空心的物鏡支架轉(zhuǎn)軸25套裝在汽化室1的輸入、輸出管路的殼體上，聚光透鏡2安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架24的上部，反光凹面鏡3安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架24的下部，構(gòu)成太陽(yáng)能采集裝置；高壓水泵5的輸入端管口浸于蓄水池10的水中，輸出端管路與高壓噴嘴6的輸入端相連，高壓噴嘴6安裝在汽化室1上，其噴口開(kāi)在汽化室1中，汽化室1安裝在汽化室支架28上，汽化室1的輸出管路與汽輪機(jī)7的進(jìn)氣口相連，汽輪機(jī)7的排氣口開(kāi)在冷凝室9中，半導(dǎo)體制冷組件8貼裝在冷凝室9的壁板外面，氣水回收室4中間裝有隔熱板11，其上部為冷凝室9，下部為蓄水池10，隔熱板11上開(kāi)有滲水孔12，構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換裝置；在聚光物鏡活動(dòng)支架24上，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)27的蝸輪安裝在空心的物鏡支架轉(zhuǎn)軸25上，蝸桿安裝在太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23的動(dòng)力軸上，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23固定在汽化室支架28上，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26與控制電路安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架24的上部，其軸線與太陽(yáng)能采集裝置的軸線平行，組成太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)14安裝在汽輪機(jī)7的動(dòng)力輸出軸上，蓄電池16的電能輸出，一路接半導(dǎo)體制冷組件8和水泵電機(jī)13，另一路通過(guò)充電電路15與發(fā)電機(jī)14相接，組成輔助電源系統(tǒng)；空氣壓縮機(jī)18同軸安裝在另行配置的太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的汽輪機(jī)7的動(dòng)力輸出軸上，其輸出端管路與儲(chǔ)氣罐19相連，儲(chǔ)氣罐19上安裝有壓力開(kāi)關(guān)17，壓力開(kāi)關(guān)17的兩個(gè)觸點(diǎn)，一端與蓄電池16和半導(dǎo)體制冷組件8相接，另一端與水泵電機(jī)13相接，排污減壓閥22安裝在儲(chǔ)氣罐19的底部，組成壓縮空氣蓄存裝置；儲(chǔ)氣罐19通過(guò)調(diào)速閥20及其管路與葉輪機(jī)構(gòu)21的進(jìn)氣口相連，組成氣體動(dòng)力輸出裝置。
本實(shí)用新型是對(duì)太陽(yáng)能、壓縮空氣能和汽輪機(jī)、氣動(dòng)機(jī)械的技術(shù)組合，所設(shè)置的太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置和以太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置驅(qū)動(dòng)的壓縮空氣蓄存裝置以及氣體動(dòng)力輸出裝置，克服和彌補(bǔ)了太陽(yáng)能利用的缺欠，提供了全天候的動(dòng)力輸出，拓展了太陽(yáng)能的使用領(lǐng)域，具備占空、占地少，無(wú)礦物燃料消耗，無(wú)有害排放，節(jié)約用水，技術(shù)簡(jiǎn)捷等特點(diǎn)。適合做發(fā)電機(jī)等設(shè)備的動(dòng)力源。


圖1本實(shí)用新型原理圖。
圖2本實(shí)用新型壓縮空氣蓄存和氣體動(dòng)力輸出裝置原理圖。
圖3本實(shí)用新型太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)及支架結(jié)構(gòu)圖。
圖4本實(shí)用新型太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器結(jié)構(gòu)圖。
圖5本實(shí)用新型太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)控制電路圖。
圖6本實(shí)用新型動(dòng)力輸出組合形式圖。
圖中1、汽化室，2、聚光透鏡，3、反光凹面鏡，4、氣水回收室，5、高壓水泵，6、高壓噴嘴，7、汽輪機(jī)，8、半導(dǎo)體制冷組件，9、冷凝室，10、蓄水池，11、隔熱板，12、滲水孔，13、水泵電機(jī)，14、發(fā)電機(jī)，15、充電電路，16、蓄電池，17、壓力開(kāi)關(guān)，18、空氣壓縮機(jī)，19、儲(chǔ)氣罐，20、調(diào)速閥，21、葉輪機(jī)構(gòu)，22、排污減壓閥，23、太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)，24、聚光物鏡活動(dòng)支架，25、物鏡支架轉(zhuǎn)軸，26、太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器，27、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，28、汽化室支架，29、太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置，30、負(fù)載，31、壓縮空氣動(dòng)力輸出裝置。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1和附圖3說(shuō)明本實(shí)用新型的太陽(yáng)能采集、能量轉(zhuǎn)換裝置和輔助電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。聚光物鏡活動(dòng)支架24通過(guò)物鏡支架轉(zhuǎn)軸25套裝在汽化室1的輸入、輸出管路的殼體上，在聚光物鏡活動(dòng)支架24上，聚光透鏡2安裝在上部，反光凹面鏡3安裝在下部，聚光透鏡2、反光凹面鏡3與汽化室1的軸線為一線，兩物鏡的焦點(diǎn)聚合在汽化室1上，組成太陽(yáng)能采集裝置；能量轉(zhuǎn)換裝置由汽化室1、氣水回收室4、高壓水泵5、高壓噴嘴6、汽輪機(jī)7組成，氣水回收室4的上部為冷凝室9，下部為蓄水池10，中間裝有隔熱板11，隔熱板11上開(kāi)有滲水孔12。半導(dǎo)體制冷組件8貼裝在冷凝室9的壁板外面。高壓水泵5的輸入端管口浸于蓄水池10的水中，輸出端管路與高壓噴嘴6相連，高壓噴嘴6安裝在汽化室1上，噴口開(kāi)在汽化室1中，汽化室1的輸出管路與汽輪機(jī)7的進(jìn)氣口相連，汽輪機(jī)7的排氣口開(kāi)在冷凝室9中。
太陽(yáng)光能被聚光透鏡2和反光凹面鏡3聚合，在汽化室1上產(chǎn)生高溫，轉(zhuǎn)換為熱能，高壓水泵5從蓄水池10中抽出水，壓入高壓噴嘴6，以霧態(tài)噴入汽化室1中，霧化的水遇高溫后會(huì)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)而迅速膨脹，形成爆發(fā)力，去推動(dòng)汽輪機(jī)7旋轉(zhuǎn)作功，從而完成光能轉(zhuǎn)換成熱能，熱能轉(zhuǎn)換成蒸汽能，蒸汽能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的過(guò)程。作功后的水蒸氣從汽輪機(jī)7的排氣口排入冷凝室9中，由半導(dǎo)體制冷組件8將水蒸氣的熱交換到冷凝室9的外面，使水蒸氣降溫凝結(jié)而還原為水，經(jīng)滲水孔12流回蓄水池10中。
輔助電源系統(tǒng)是做為太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的啟動(dòng)電源而設(shè)置的，發(fā)電機(jī)14安裝在汽輪機(jī)7的動(dòng)力輸出軸上，蓄電池16的電能輸出，一路接半導(dǎo)體制冷組件8和高壓水泵13，另一路通過(guò)充電電路15與發(fā)電機(jī)14相接。本實(shí)用新型需啟動(dòng)時(shí)，蓄電池16對(duì)半導(dǎo)體制冷組件8和水泵電機(jī)13供電，高壓水泵5運(yùn)轉(zhuǎn)，整機(jī)全面運(yùn)轉(zhuǎn)后，汽輪機(jī)7輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的大部分用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，小部分用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)14，發(fā)電機(jī)14輸出的電能，一是對(duì)蓄電池16進(jìn)行電能補(bǔ)充，二是驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)13，以保證整機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
結(jié)合附圖2說(shuō)明本實(shí)用新型壓縮空氣蓄存、氣體動(dòng)力輸出裝置的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。壓縮空氣蓄存裝置的空氣壓縮機(jī)18，同軸安裝在另行配置的太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的汽輪機(jī)7的動(dòng)力輸出軸上，其輸出管路與儲(chǔ)氣罐19相連，儲(chǔ)氣罐19上裝有壓力開(kāi)關(guān)17，壓力開(kāi)關(guān)17的兩個(gè)觸點(diǎn)，一端與蓄電池16和半導(dǎo)體制冷組件8相接，另一端與水泵電機(jī)13相接。太陽(yáng)能動(dòng)力輸出裝置運(yùn)轉(zhuǎn)后，汽輪機(jī)7驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)18運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)儲(chǔ)氣罐19充氣蓄能，當(dāng)儲(chǔ)氣罐19內(nèi)部的壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)17將蓄電池16對(duì)水泵電機(jī)13的供電切斷，太陽(yáng)能動(dòng)力輸出裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣壓縮機(jī)18隨之停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)儲(chǔ)氣罐19內(nèi)部的壓力不足時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)17接通蓄電池16對(duì)水泵電機(jī)13的供電，太陽(yáng)能動(dòng)力輸出裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣壓縮機(jī)18隨之運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)儲(chǔ)氣罐19充氣蓄能。儲(chǔ)氣罐19底部安裝的排污減壓閥22，可定期排除儲(chǔ)氣罐19底部的水和污物，還可在環(huán)境溫度升高而使儲(chǔ)氣罐19的壓力上升時(shí)，進(jìn)行泄壓，確保安全。
在氣體動(dòng)力輸出裝置中，儲(chǔ)氣罐19通過(guò)調(diào)速閥20極其管路與葉輪機(jī)構(gòu)21的進(jìn)氣口相連，打開(kāi)調(diào)速閥20，儲(chǔ)氣罐19中的壓縮空氣便可推動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)21旋轉(zhuǎn)作功，驅(qū)動(dòng)負(fù)載，用以提供夜間和陰雨天等無(wú)陽(yáng)光時(shí)的動(dòng)力輸出。
結(jié)合附圖3、附圖4、附圖5說(shuō)明本實(shí)用新型的太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。圖3中，聚光物鏡活動(dòng)支架24可以汽化室1的輸入、輸出管路的殼體為軸，進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26安裝在其上部，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)27的蝸輪安裝在物鏡支架轉(zhuǎn)軸25上，蝸桿安裝在太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23的動(dòng)力軸上。當(dāng)太陽(yáng)光軸偏移，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26中的光敏管T1接收不到光線而截止，控制電路對(duì)太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23供電運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，對(duì)聚光物鏡活動(dòng)支架24做微調(diào)修正，以使物鏡軸線與太陽(yáng)光軸隨時(shí)保持平行。圖4所示的太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26，其結(jié)構(gòu)為圓筒形，開(kāi)有中心孔的一端朝向太陽(yáng)，另一端裝有光敏管，中間裝有帶中心孔的隔板，以控制太陽(yáng)光軸形成的光斑準(zhǔn)確地照射在光敏管上。圖5為太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)的控制電路，其工作原理是當(dāng)太陽(yáng)光軸偏移，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26中的光敏管T1接收不到光線照射而截止——UT2b↓——T2截止———UT2c↑——UT3b↑——T3導(dǎo)通——UT3e↑——UT4b↑——T4導(dǎo)通，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23電源通電運(yùn)轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)太陽(yáng)光軸與太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器26中的兩個(gè)中心孔的軸線重合，光敏管T1受到光線照射而導(dǎo)通——UT2b↑——T2導(dǎo)通——UT2c↓——UT3b↓——T3截止——UT3e↓——UT4b↓——T4截止，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)23斷電停轉(zhuǎn)。
結(jié)合附圖6說(shuō)明本實(shí)用新型的動(dòng)力輸出組合形式。太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置29，負(fù)載30，壓縮空氣動(dòng)力輸出裝置31，三者為同軸安裝，聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)條件和環(huán)境的不同，將太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置29和壓縮空氣動(dòng)力輸出裝置31做多機(jī)組合配置，以滿足驅(qū)動(dòng)負(fù)載的動(dòng)力需要。
權(quán)利要求一種配輔助電源、壓氣蓄能的循環(huán)式太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置，由太陽(yáng)能采集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、壓縮空氣蓄存裝置、氣體動(dòng)力輸出裝置和太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)、輔助電源系統(tǒng)所組成，其特征是聚光物鏡活動(dòng)支架(24)通過(guò)空心的物鏡支架轉(zhuǎn)軸(25)套裝在汽化室(1)的輸入、輸出管路的殼體上，聚光透鏡(2)安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架(24)的上部，反光凹面鏡(3)安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架(24)的下部，構(gòu)成太陽(yáng)能采集裝置；高壓水泵(5)的輸入端管口浸于蓄水池(10)的水中，輸出端管路與高壓噴嘴(6)的輸入端相連，高壓噴嘴(6)安裝在汽化室(1)上，其噴口開(kāi)在汽化室(1)中，汽化室(1)安裝在汽化室支架(28)上，汽化室(1)的輸出管路與汽輪機(jī)(7)的進(jìn)氣口相連，汽輪機(jī)(7)的排氣口開(kāi)在冷凝室(9)中，半導(dǎo)體制冷組件(8)貼裝在冷凝室(9)的壁板外面，氣水回收室(4)中間裝有隔熱板(11)，其上部為冷凝室(9)，下部為蓄水池(10)，隔熱板(11)上開(kāi)有滲水孔(12)，構(gòu)成能量轉(zhuǎn)換裝置；在聚光物鏡活動(dòng)支架(24)上，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)(27)的蝸輪安裝在物鏡支架轉(zhuǎn)軸(25)上，蝸桿安裝在太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)(23)的動(dòng)力軸上，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)調(diào)整電機(jī)(23)固定在汽化室支架(28)上，太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)傳感器(26)與控制電路安裝在聚光物鏡活動(dòng)支架(24)的上部，其軸線與太陽(yáng)能采集裝置的物鏡軸線平行，組成太陽(yáng)光軸校準(zhǔn)系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)(14)安裝在汽輪機(jī)(7)的動(dòng)力輸出軸上，蓄電池(16)的電能輸出，一路接半導(dǎo)體制冷組件(8)和水泵電機(jī)(13)，另一路通過(guò)充電電路(15)與發(fā)電機(jī)(14)相接，組成輔助電源系統(tǒng)；空氣壓縮機(jī)(18)同軸安裝在另行配置的太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的汽輪機(jī)(7)的動(dòng)力軸上，其輸出管路與儲(chǔ)氣罐(19)相連，儲(chǔ)氣罐(19)上安裝有壓力開(kāi)關(guān)(17)，壓力開(kāi)關(guān)(17)的兩個(gè)觸點(diǎn)，一端與蓄電池(16)和半導(dǎo)體制冷組件(8)相接，另一端與水泵電機(jī)(13)相接，排污減壓閥(22)安裝在儲(chǔ)氣罐(19)的底部，構(gòu)成壓縮空氣蓄存裝置；儲(chǔ)氣罐(19)通過(guò)調(diào)速閥(20)及其管路與葉輪機(jī)構(gòu)(21)相連，組成氣體動(dòng)力輸出裝置。
專利摘要一種配輔助電源、壓氣蓄能的循環(huán)式太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置，屬清潔能源開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，為拓展太陽(yáng)能的使用領(lǐng)域和全天候利用而設(shè)計(jì)。聚光透鏡2在上，反光凹面鏡3在下，裝在其活動(dòng)支架24上，高壓水泵5、高壓噴嘴6、汽化室1、汽輪機(jī)7、氣水回收室4通過(guò)管路成回路連接，組成太陽(yáng)能采集、能量轉(zhuǎn)換裝置；空氣壓縮機(jī)18裝在另行配置的太陽(yáng)能蒸汽動(dòng)力輸出裝置的汽輪機(jī)7的動(dòng)力輸出軸上，與儲(chǔ)氣罐19、調(diào)速閥20、葉輪機(jī)構(gòu)21順序連接，組成壓縮空氣蓄存、氣體動(dòng)力輸出裝置。本實(shí)用新型通過(guò)光能、熱能、蒸汽能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，以拓展太陽(yáng)能的使用領(lǐng)域，轉(zhuǎn)換成壓縮空氣能驅(qū)動(dòng)葉輪機(jī)構(gòu)，以解決無(wú)陽(yáng)光時(shí)的動(dòng)力輸出，適合做發(fā)電機(jī)等設(shè)備的動(dòng)力源。
文檔編號(hào)F03G7/00GK2844480SQ200520021160
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日
發(fā)明者陳尊山 申請(qǐng)人:陳尊山