CN102032129B - 交换循环多级太阳能日夜发电装置 - Google Patents

交换循环多级太阳能日夜发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交换循环多级太阳能日夜发电装置，包括太阳跟踪系统、动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统，动力系统内设置着至少三根加热管，太阳跟踪系统包括至少三个凸透镜，凸透镜的焦点位于加热管上，动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统依次通过管路连接在一起。本发明发电装置利用凸透镜将太阳光聚焦于加热管上对其中的水进行加热产生蒸汽推动动力系统进行发电，环保无污染。

Description

交换循环多级太阳能日夜发电装置
技术领域
本发明涉及一种利用太阳光热量进行发电的装置，特别是交换循环多级太阳能日夜发电装置。
背景技术
太阳能发电以其环保无污染受到世界各国人民的欢迎，它的实施将会对节能减排、保护环境，解决能源紧张发挥重要作用。传统的太阳能发电是靠太阳能光电池板转换成电能的，它的成本高，功率小，难以大范围使用。而且只能在白天有太阳才能发电。不使用太阳能光电池板、在夜晚或短期阴雨天，也能利用太阳能发电的技术未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交换循环多级太阳能日夜发电装置，无需安装太阳能光电池板，就能够利用太阳能进行日夜或短期阴雨天发电。
本发明的目的是这样实现的：一种交换循环多级太阳能日夜发电装置，包括太阳跟踪系统、动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统，动力系统内设置着至少三根加热管，太阳跟踪系统包括至少三个凸透镜，凸透镜的焦点位于加热管上，动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统依次通过管路连接在一起。
本发明发电装置利用凸透镜将太阳光聚焦于加热管上对其中的水进行加热产生蒸汽推动动力系统进行发电，环保无污染。本发明发电装置特别适合安装在戈壁滩或沙漠等处，提高太阳能的利用率。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的俯视剖面结构示意图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明图1中的太阳跟踪器俯视剖面结构示意图；
图4为本发明图1中的冷热气体交换器俯视结构示意图；
图5为本发明的小锅炉俯视剖面结构示意图。
具体实施方式
一种交换循环多级太阳能日夜发电装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示，包括太阳跟踪系统、动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统，动力系统内设置着至少三根加热管26，太阳跟踪系统包括至少三个凸透镜1，凸透镜1的焦点位于加热管26上，动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统依次通过管路连接在一起。
由至少三根加热管26组成一个机组，由至少两个机组相互串联起来构成一个电站，加热管26的前、后端均与一根联通管29相连，歪嘴管30一端与联通管29顶部相连，另一端连接叶轮机外壳32，发电机73、74与发电机轴头32相连，最后一个机组的进出气管35与冷却塔41连接；反向温控开关62一端与第一机组的前端联通管61相连，另一端与冷热气体交换器的联通管63相连；联通管29的喷头28置于加热管26的内部；太阳跟踪系统的联动轴10置于加热管26上方，链轮12焊接在联动轴10的一端，安装在链轮12上的链条11一端与一大重锤17相连，其另一端与一小重锤相连，浮力箱18的顶部与大重锤17相抵，浮力箱18的底部与软管21相连，连接在软管21上的下水管22连接着储水箱23，与小重锤底面相抵的停锤台24与时间水表25的7点刻度平行，第二水管39一端连接冷却塔41，另一端与储水池38相连；储水池38连接着第三水管36，第三水管36的另一端连接着水泵50，电动开关51连接着水泵50，拉线连接水管开关48转动柄杆中部，另一端连接电动开关51，挫钝器53的线钝一端连接水管开关48转动柄杆顶部，一端与活塞55相连；加热水管56置于保温槽体57内，串联管58与加热水管56相互串联在一起，上水管54一端连接加热水管56，一端与保温水箱47相连；排气管道46一端连接保温水箱47，一端与冷却塔41相连；第四水管59连接冷热气体交换联通管63内的水管喷头65；密封胶皮头70与冷热缸体71紧密贴合；拉线69一端连接密封胶皮头70顶部，一端连接气体开关68的转动柄杆；弹簧67一端连接支架66，一端与气体开关68的转动柄杆相连；冷热缸体71置于箱体72内，冷热气体交换管73与冷热气体交换联通管63连接在一起；阀门81一端与第一级冷热气体交换器联通管63相连，其另一端连接第二级冷热气体交换器联通管，蒸汽管80一端连接小锅炉78，另一端连接加热管26。
在加热管26内还设置着感应探测器43，与感应探测器43串联在一起的电磁开关44通过导线与加压泵45相连。
太阳能跟踪系统的实施方式：
将联动轴20置于一组加热管26的上方，联动轴两端由轴承座13支承，移动轴承5套装于联动轴10上，安装在凸透镜的位置。弹簧4起抗风作用，其一端焊接在移动轴承5上，另一端连接在支架3下端。支架3上端连接着凸透镜1。角度调节器2连接支架与凸透镜的边缘，将凸透镜1调节对准太阳。平衡器9安装在联动轴10两端适当位置，起到平衡凸透镜1重量的作用。链轮12焊接在联动轴的一端适当位置，链条11与链轮啮合，链条11一端与大重锤17相连，另一端与小重锤16相连，小重锤16下落时，带动联动轴10由西向东转动，大重锤17下落时，带动联动轴10由东向西转动。
储存水箱23，第一次首先用人工将水箱加满水，水泵8第一次由人工开启，抽取储水箱内的水，注入总成水箱15内，水位上升到时间水表25的20点刻度处，自动开关7关闭水泵。打开调时开关19和下水开关20，水位开始下降，调时开关调节水的下降速度与钟表时间相同，24小时钟表时间与时间水表25时间完全相同。上水时间加下降时间等于24小时。时间调准确后，水位下降到时间水表19点处，自动开关打开，水泵再次向总成水箱加水，水位上升。在水的浮力作用下，浮力箱底部连接软管21，顶部载着大重锤同时上升。大重锤17上升，小重锤16失去拉力下落，下落的力拉动链条11，带动联动轴10使得凸透镜1由西向东转动。当水位上升到时间水表25的早晨7点刻度处时，小重锤16同时下落到7点刻度处，联动轴10带着凸透镜1也回到早晨7的刻度位置处。这是小重锤16不再下落，停留在停锤台24上。水泵继续加水，浮力箱托着大重锤继续上升，上升到时间水表25的20点刻度处，自动开关关闭。水位开始下降，下降到早晨7点刻度位置处，大重锤与小重锤处于一条水平线上，水位再下降，大重锤跟着下落拉着小重锤上升，由于大重锤的重量比小重锤大一倍，除拉着小重锤上升外，同时拉动链条11带动联动轴10、凸透镜1由东向西转动，至19点刻度处时自动开关打开，水泵再次加水。如此往复运行。
冷热气体交换系统实施方式：
冷热气体交换器，是利用气体交换的方式对太阳能的储存，气体交换管63的每一段落，安装温控开关64一部，有太阳的时候，温度高，开关打开，交换管内的空气和水蒸汽在高温作用下产生膨胀，气体从开关口喷出，当没有太阳时，开关关闭，外部空气进不了气体交换管内，管内形成负压，每根气体交换管的两端由联通管61连接。最后一级的气体交换管的末端封闭。为了能够储存足够多的能量，可建成多级冷热气体交换器，当外部空气将第一级的气体交换管补充足够时，打开第二级进气阀门，空气迅速进入第二级，由于空气是从最后一级发电机组连接冷却塔41的进出气管口35进入，推动各级发电机后，再进入冷热气体交换管内，管内空气补足与外部空气平衡，即可停止。当太阳出来气体交换管内的空气再次被排出，再次形成负压。一天当中时晴时阴也能够平稳发电。如果建足够多的冷热气体交换器，短期阴雨天也可发电。
循环节水系统并动力系统实施方式：
储存水池38，首先将水池灌满，开启水泵50抽取水池内的水，将太阳能热水器内的管形加热器56灌满，当太阳将管形加热器56内的水晒到一定温度，温控开关48打开，同时水泵开关51也合闸水泵50抽取水池内的水注入管形加热器56内，管内热水受到压缩经水管54进入保温水箱47，当热水排完，温控开关关闭水泵停止工作。
动力系统由若干机组组成，第一机组与冷热气体交换器63相连，最后一个机组与冷却塔41相连。每一机组由三根以上加热管26构成，每根加热管的上部的每一段落安装大型凸透镜1一部，每根加热管的前后端连接联通管29，歪嘴管30的一端与联通管29相连，另一端连接叶轮机外壳31，叶轮机安装在上下级机组的中间部位，顶部转轴与发电机73、74相连，第一机组前端联通管61连接反向开关62的一端，反向开关另一端连接冷热气体交换器63，最后一级机组的进出气管35与冷却塔41相连。
早晨7点钟时，时间水表25内的水位也到达7点中刻度处。太阳跟踪器1-25开始工作，凸透镜1由东向西对着太阳移动，大型凸透镜1将太阳光热能聚焦到加热管26上，使加热管26内产生高温，达到一定温度，探测器43通知加压泵45抽取保温水箱47内的热水，经管道27由喷嘴28喷水，水在高温作用下产生蒸汽迅速膨胀，蒸汽向前喷射，由于几根加热管的蒸汽都聚集到联通管29处，压力得到加强，蒸汽冲进歪嘴管30推动叶轮机迅速旋转，带动发电机73、74发电。每个机组的每根加热管通时由凸透镜产生高温，并产生蒸汽推动叶轮发电机发电后，最后蒸汽进入冷却塔41，冷却后的水经第二水管39流入储存水池38。
为什么夜晚和阴雨天也能发电？因为在有太阳的时候，冷热气体交换器管内的水蒸汽和空气在太阳的高温作用下，发生膨胀，内部气体经温控开关64口被排出去，当没有太阳的时候，气温下降，温控开关64关闭。外部空气不能从开关口进入，还没被完全排出去的蒸汽变成水，空气收缩，管内形成负压。外部空气从最后一级机组连接冷却塔41的进出气管口35迅速吸入，推动一连串发电机后，进入冷热气体交换器63内。
图1中的反向温控开关62，有太阳时关闭，阻断加热管26内的蒸汽，进入气体交换器63内，没有太阳时打开，外部空气进入。
图1中的温控开关64，有太阳时打开，没有太阳时关闭。当有太阳时，外部气温高，缸体71内的空气与水蒸汽产生膨胀，推动密封胶皮头70或活塞55上升，弹簧67拉开开关68，没有太阳时，气温低，缸体内的气体收缩，胶皮头或活塞下降拉动开关关闭。
图1中的冷热气体交换器63为了使温度更高，可将交换管63置于保温槽体内，上部覆盖玻璃板。
图1中的序号66-72为温控开关部分。图1中的序号1-25为太阳跟踪系统，本系统在一条直线情况下，可带动多面凸透镜同时转动。

Claims (2)

1.一种交换循环多级太阳能日夜发电装置，包括太阳跟踪系统、动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统，其特征是：动力系统内设置着至少三根加热管(26)，太阳跟踪系统包括至少三个凸透镜(1)，凸透镜(1)的焦点位于加热管(26)上，动力系统、循环节水系统以及冷热气体交换系统依次通过管路连接在一起；由至少三根加热管(26)组成一个机组，由至少两个机组相互串联起来构成一个电站，加热管(26)的前、后端均与一根联通管(29)相连，歪嘴管(30)一端与联通管(29)顶部相连，另一端连接叶轮机外壳(32)，发电机(73、74)与发电机轴头(32)相连，最后一个机组的进出气管(35)与冷却塔(41)连接；反向温控开关(62)一端与第一机组的前端联通管(61)相连，另一端与冷热气体交换器的第二联通管(63)相连；联通管(29)的喷头(28)置于加热管(26)的内部；太阳跟踪系统的联动轴(10)置于加热管(26)上方，链轮(12)焊接在联动轴(10)的一端，安装在链轮(12)上的链条(11)一端与一大重锤(17)相连，其另一端与一小重锤相连，浮力箱(18)的顶部与大重锤(17)相抵，浮力箱(18)的底部与软管(21)相连，连接在软管(21)上的下水管(22)连接着储水箱(23)，与小重锤底面相抵的停锤台(24)与时间水表(25)的7点刻度平行，第二水管(39)一端连接冷却塔(41)，另一端与储水池(38)相连；储水池(38)连接着第三水管(36)，第三水管(36)的另一端连接着水泵(50)，电动开关(51)连接着水泵(50)，拉线连接水管开关(48)转动柄杆中部，另一端连接电动开关(51)，挫钝器(53)的线钝一端连接水管开关(48)转动柄杆顶部，一端与活塞(55)相连；加热水管(56)置于保温槽体(57)内，串联管(58)与加热水管(56)相互串联在一起，上水管(54)一端连接加热水管(56)，一端与保温水箱(47)相连；排气管道(46)一端连接保温水箱(47)，一端与冷却塔(41)相连；第四水管(59)连接冷热气体交换第二联通管(63)内的水管喷头(65)；密封胶皮头(70)与冷热缸体(71)紧密贴合；拉线(69)一端连接密封胶皮头(70)顶部，一端连接气体开关(68)的转动柄杆；弹簧(67)一端连接支架(66)，一端与气体开关(68)的转动柄杆相连；冷热缸体(71)置于箱体(72)内，冷热气体交换管(73)与第一级冷热气体交换器联通管(63)连接在一起；阀门(81)一端与第一级冷热气体交换器联通管(63)相连，其另一端连接第二级冷热气体交换器联通管，蒸汽管(80)一端连接小锅炉(78)，另一端连接加热管(26)。
2.根据权利要求1所述的交换循环多级太阳能日夜发电装置，其特征是：在加热管(26)内还设置着感应探测器(43)，与感应探测器(43)串联在一起的电磁开关(44)通过导线与加压泵(45)相连。
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