CN102957341A - 车用太阳能的燃烧热能混合发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，用于产生热能推动发电机产生电力。车用太阳能的燃烧热能混合发电系统包括：太阳能收集车壳、燃烧装置、致动机构、发电机、以及连接通道。太阳能收集车壳与燃烧装置中容纳的工作流体可由连接通道而将所吸收的热能传递至致动机构，使其输出动能而推动发电机产生电力。

Description

车用太阳能的燃烧热能混合发电系统
技术领域
本发明涉及车用发电领域，尤其涉及一种将太阳能及/或燃烧所产生的热能用于发电的车用发电系统。
发明是关于车用发电系统，更具体而言，本发明是关于将太阳能及/或燃烧所产生的热能用于发电的车用发电系统。
背景技术
现行车辆大多使用内燃机并以石化燃料(如汽油或柴油)作为能量来源，然而，石化燃料已面临日渐枯竭与环境污染等问题。因此，寻找替代能源已成当今重大议题。其中，又以电力驱动的电动车最受人瞩目，但是为确保续航力，电动车往往需要安装大量电池，这不但会提高成本，同时也会增加车辆本身的重量因而更加耗费能源。另外，以太阳能驱动的车辆虽深具潜力，但其却面临日照状况不定、以及单位面积所能吸收的太阳能有限等问题。再者，相较于熟知的内燃机，外燃机较可采用各种燃料(例如生质燃料)来作为输出动能的能量来源，因此其也为车辆能源发展的一方向。有鉴于此，若能提供一种配合使用太阳能以及外燃机而能减少电池数量的电动车必备受期待。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合发电系统，以能有效运用太阳能与外燃机，因而减少电动车所需电池。
在本发明一实施例中，一种车用太阳能的燃烧热能混合发电系统包含：太阳能收集车壳，设置于车辆上可暴露至阳光的部位，且其中容纳有工作流体以收集太阳能的热能；燃烧装置，燃烧燃料以产生热能，且具有可容纳工作流体的集热室；致动机构，将太阳能收集车壳及/或燃烧装置所得热能转化成动能输出，且设置有可容纳工作流体的加热室；发电机，将致动机构所输出的动能转化成电能；以及连接通道，使太阳能收集车壳、燃烧装置、以及致动机构相互连通，并且使工作流体在太阳能收集车壳、燃烧装置、以及致动机构之间流动，且连接通道包含二个以上的阀门，用以控制工作流体的流向。
本发明的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统是能针对电动车的电池进行充电，且车辆使用者可视当时日照以及电力需求情况，自行决定燃烧装置是否启动、或是工作流体是否需流经太阳能收集车壳，因而可使采用本发明的电动车减少所需携带的电池，并可在任何日照情况及任何时间下进行充电。
附图说明
透过参照附图将可更加理解本发明，而在附图中：
图1是依照本发明实施例，呈现车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的概略架构框图；
图2是依照本发明实施例，呈现车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的燃烧装置与致动机构的部分概略横剖面图；以及
图3是依照本发明另一实施例，呈现车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的燃烧装置与致动机构的部分概略横剖面图。
1-太阳能收集车壳、2-燃烧装置、2′-燃烧装置、21-集热室、211-导热器、212-导热板、22-燃烧器、221-燃料、23-燃烧室、24-热交换器、25-排气通道、251-排气、26-进气通道、261-进气、27-耐火材料、28-保温材料、3-致动机构、31-加热室、4-发电机、5-连接通道、51、52-阀门、6-工作流体。
具体实施方式
本发明的特点与优点将可透过参照附图并配合下列说明而更加显明。图1是依照本发明实施例的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的概略架构框图；而图2是依照本发明实施例的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的燃烧装置与致动机构的部分概略横剖面图。如图1所示，车用太阳能的燃烧热能混合发电系统包含太阳能收集车壳1、燃烧装置2、致动机构3、发电机4、以及连接通道5。太阳能收集车壳1与燃烧装置2均是用以提供致动机构3能量(热能)，使得致动机构3运作以进一步驱动发电机4而产生电力，也就是发电机4可用以将致动机构3所输出的动能转化成电能。发电机4可为所述技术领域中具有通常知识者所熟知的任何类型的发电机，且发电机4所产生的电力是针对车辆的电池进行充电，以供电给车辆的空调或其它电器使用。藉由连接通道5，使太阳能收集车壳1、燃烧装置2、以及致动机构3相互连通，具体而言，工作流体6(图2)可藉由连接通道5而在太阳能收集车壳1、燃烧装置2、以及致动机构3之间流动。工作流体6可为一热传流体(heat transfer fluid)。
太阳能收集车壳1具有可容纳工作流体6并且可供工作流体6流动的腔体(未图示)，此腔体可形成连接通道5的一部分。太阳能收集车壳1是设置于车辆上可暴露至阳光的部位，例如车顶、引擎盖、行李箱盖、车门等等。藉由暴露至阳光的太阳能收集车壳1来收集太阳能，并透过太阳能收集车壳1中的工作流体6来传递由太阳能所产生的热能。关于太阳能收集车壳1的更详细说明请参照本发明人的中国大陆专利申请案第201110155774.8号「太阳能收集车壳与车用太阳能系统」。
燃烧装置2可借由燃烧各种燃料而产生热能。如图2所示，在一实施例中，燃烧装置2包括：集热室21、燃烧器22、燃烧室23、热交换器24、排气信道25、进气信道26。集热室21可形成连接通道5的一部分，并且围绕在燃烧室23的周围。来自太阳能收集车壳1的工作流体6可经由连接通道5进入到集热室21中并且在集热室21中流动。燃烧装置2是透过集热室21中的工作流体6来吸收燃烧室23中所产生的热能，接着工作流体6可透过连接通道5流动至致动机构3并且将所吸收的热能传递至致动机构3。
燃烧器22可用以将燃料221注入到燃烧室23中。当车辆使用者启动燃烧装置2时，燃烧器22会产生局部高温而点燃注入到燃烧室23中的燃料221。燃料221可为气体燃料，例如液化天然气、沼气、甲烷、或其它可燃气体，燃料221亦可为液体燃料，例如汽油、柴油、重油、煤油、水煤浆、乙醇、植物油、生质柴油、或其它可燃液体，燃料221尚可为固体燃料，例如媒粉、石蜡粉、链烷烃粉、或其它可燃固体。除用以点燃燃料221之外，燃烧器22也可预先混合燃料221以及进气261(例如氧气或其它气体)，致使燃烧效果更佳。
燃烧后从排气通道25排出的排气251会先通过热交换器24后才离开燃烧装置2，而从进气通道26进入的进气261亦会先通过热交换器24后再进入燃烧室23，由于排气251的温度高于进气261的温度，因而在热交换器24中，进气261会吸收较高温的排气251的热量而提高其本身的温度，并因此促进燃烧效能，在此同时，排气251的温度亦因热量交换而下降。此外，为控制燃烧反应是发生于燃烧室23中并减少其热量散失，在集热室21之外可依序包覆耐火材料27以及保温材料28。
图3是依照本发明另一实施例的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统的燃烧装置与致动机构的部分概略横剖面图。图3的燃烧装置2′是类似于图2的燃烧装置2，其差异在于燃烧装置2′还包括导热组件，以促进将燃烧室23中所产生的热能传递至致动机构3，而此导热组件可包含导热器211(例如热管)、导热板212、或是其它本技术领域常见的导热组件。由于导热组件乃为本技术领域中具有通常知识者所熟知，因此为避免不必要地混淆本发明，在此将不再赘述导热组件的原理。
致动机构3是用以将太阳能收集车壳1及/或燃烧装置2(燃烧装置2′)所得的热能转化成动能输出，其可为热能致动(heat activated)机构，例如史特灵引擎(Stirling Engine)、或是其它类型的外燃机。在致动机构3之外亦可设置保温材料28。
请参照图2与图3，本发明的致动机构3设置有可容纳工作流体6的加热室31，其是透过连接信道5而与燃烧装置2(燃烧装置2′)的集热室21相互连通，而加热室31可形成连接通道5的一部分，且工作流体6可在加热室31中流动。因此，在集热室21中已吸收热能的工作流体6可经由连接通道5而进入加热室31，使得致动机构3将热能转化成动能输出。此外，如图3所示，燃烧装置2′更具有导热器211与导热板212，使得导热效果更佳，进而提升致动机构3所能接收的热能。
回头参照图1，在太阳能收集车壳1、燃烧装置2、与致动机构3之间的实线代表连接通道5，工作流体6是可藉由连接通道5而在上述三者之间流动。连接通道5中至少设有阀门51与52，以便能控制工作流体6的流向，而阀门51与52的开关是由车辆使用者依其所需而定。举例而言，当日照充足时，车辆使用者可开启阀门51并关闭阀门52，致使工作流体6可先流至太阳能收集车壳1并提高温度之后，再经由燃烧装置2而抵达致动机构3。反之，若日照不足时，为避免工作流体6行经太阳能收集车壳1而降低工作流体6本身的温度，车辆使用者可关闭阀门51并开启阀门52，致使工作流体6直接接收燃烧装置2所产生的热能后便流向致动机构3而使其动作。除此之外，车辆使用者更可依电力需求状况而自行决定是否启动燃烧装置2。举例而言，当日照不足且需额外补充电力时，车辆使用者可开启燃烧装置2并关闭阀门51与开启阀门52，透过燃烧燃料221所产生的热能即可藉由工作流体6(直接从燃烧装置2的集热室21流向致动机构3的加热室31)、导热器211及/或导热板212而传给致动机构3，使其输出动能以驱动发电机4而发电。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，包括：
太阳能收集车壳，设置于车辆上可暴露至阳光的部位，且其中容纳有工作流体以收集太阳能的热能；
燃烧装置，燃烧燃料以产生热能，且具有可容纳工作流体的集热室；
致动机构，将所述太阳能收集车壳及/或所述燃烧装置所得热能转化成动能输出，且设置有可容纳工作流体的加热室；
发电机，将所述致动机构所输出的动能转化成电能；以及
连接通道，使所述太阳能收集车壳、所述燃烧装置、以及所述致动机构相互连通，
其中，工作流体是借由所述连接通道而在所述太阳能收集车壳、所述燃烧装置、以及所述致动机构之间流动，而所述集热室以及所述加热室能够形成所述连接通道的一部分。
2.根据权利要求1所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述燃烧装置包含燃烧器、燃烧室、排气信道、进气信道、及/或热交换器。
3.根据权利要求2所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述燃烧装置还具有导热器、导热板、或是其它类型的导热组件。
4.根据权利要求1～3项任一项所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述燃料包含气体燃料、液体燃料、及/或固体燃料。
5.根据权利要求1所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述致动机构为热能致动机构。
6.根据权利要求5所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述热能致动机构为史特灵引擎。
7.根据权利要求1所述的车用太阳能的燃烧热能混合发电系统，其特征在于，所述连接信道包含二个以上用以控制工作流体的流向的阀门。
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