CN201907401U - 一种使用太阳能的混合动力车 - Google Patents

Abstract

一种使用太阳能的混合动力车，包括凸透镜、太阳能跟踪设备、斯特林发动机、真空管、发电机、储电设备和冷却装置；其中真空管套在斯特林发动机的加热部上；真空管内壁与斯特林发动机加热部外壁之间填充的石棉；冷却装置是一个冷却水箱，且斯特林发动机冷却部伸入在冷却水箱中；斯特林发动机的动力输出轴与传动机构转动连接；传动机构转动连接车辆的传动轴。使用了凸透镜聚集太阳能，再加热斯特林发动机的加热部，且在斯特林发动机的加热部还装套有一个柱面制成镜面状、端面为透明的真空管，真空管内壁与加热部间有保温隔热的石棉层，能量转换效率较光伏发电得到提高。

Description

一种使用太阳能的混合动力车

技术领域：

本实用新型涉及一种使用太阳能的混合动力车。

背景技术：

在车辆中使用太阳能，传统的利用技术主要是通过光伏发电，将所发电能作用于车辆，进而使车辆运动。光伏发电对太阳能转换效率低，成本较高，且生产太阳能电池板的同时会产生副产品四氯化硅等有害物质，会对环境造成严重污染。而将太阳光汇聚后驱动斯特林发动机，进而让其驱动车辆运行，其运行成本很低，太阳能转换效率较之光伏发电要高许多，且运行过程中不产生任何污染。但太阳能斯特林发动机存在着启动迟缓，阴雨天无法运行的缺点，如果与其他动力如蓄电池等蓄能设备驱动的电动机配合使用便可以克服这些缺点。

发明内容：

本实用新型要达到的目的是提供一种无污染，可利用太阳能的混合动力车。

技术方案如下：

一种使用太阳能的混合动力车，包括凸透镜、太阳能跟踪设备、斯特林发动机、发电机和储电设备、冷却装置，其特征在于真空管套在斯特林发动机的加热部上；真空管内壁与斯特林发动机加热部外壁之间填充的石棉；冷却装置是一个冷却水箱，且斯特林发动机冷却部伸入在冷却水箱中；斯特林发动机的动力输出轴与传动机构转动连接；传动机构转动连接车辆的传动轴，构成太阳能驱动车辆行走动力机构。

传动机构与电动机或发电机通过传动轴转动连接，构成一种斯特林发动机驱动发电机运行的传动机构。斯特林发动机的加热部的外部喷涂成黑色。

真空管的圆柱面部分的内壁或外壁制成强反射的镜面状；真空管的封头部分用透明玻璃制成，凸透镜安装在使其汇聚的光线照射在加热部上的位置。

真空管内壁与斯特林发动机加热部外壁之间填充现有的石棉或其他任一种保温隔热材料。真空管内壁与斯特林发动机加热部外壁之间也可不填充石棉而是空腔，真空管直接对称固定在加热部周围。

冷却装置可以是水箱，此水箱可以开有多个进水口和多个出水口；冷却装置也可以是一个安装在冷却部侧边的由斯特林发动机驱动的风扇。混合动力车上可以安装一个与传动机构转动连接的内燃机。蓄电设备包括蓄电池、超级电容器。

按照上述方案制成的使用太阳能的混合动力车，使用了凸透镜聚集太阳能，再加热斯特林发动机的加热部，能量转换效率较光伏发电得到提高，且在斯特林发动机的加热部还装套有一个柱面制成镜面状、端面为透明的真空管，真空管内壁与加热部间有保温隔热的石棉层，保温效果突出。斯特林发动机的动力可以用来驱动车辆，还可以通过传动机构去驱动发电机，多余的电能可以蓄集在蓄电设备中，需要时用来带动电动机类的发动机转换成机械能推动车辆行走，成为一种使用无碳能源的车辆。还可以在车辆上安装一个内燃机，在没有太阳能和电能的情况下，直接用内燃机驱动车辆行走，使斯特林发动机和内燃机配合互相补充完成对车辆的驱动，扩大其适应能力。

附图说明：

图1.实用新型的总体结构示意图。

图2.太阳能斯特林发动机与内燃机混合动力车结构示意图。

图3.实用新型用于发电的结构示意图。

图4.斯特林发动机的冷却部使用风扇降温的结构示意图。

图中序号说明：1是凸透镜，2是跟踪设备，3是特制真空管，4是圆柱部分，5是石棉，6是斯特林发动机，7是电动机(或发电机)，8是电能控制设备，9是蓄能电设备，10是传动轴，11是车辆，12是传动轴，13是传动机构，14是传动轴，15是水箱，16是冷却部，17是出水口，18是加热部，19是加热部上表面，20是封头部分，21是内燃机，22是传动轴，23是入水口，24是风扇。

具体实施方式

使用太阳能的混合动力车，收集太阳能的凸透镜(1)和跟踪太阳光入射角的跟踪设备(2)；利用从凸透镜(1)而来的热源驱动的斯特林发动机(6)；由斯特林发动机(6)驱动的发电机或电动机(7)均使用现有的产品。套在斯特林发动机(6)的加热部(18)上的特制真空管(3)；内壁与斯特林发动机加热部(18)外壁之间填充的石棉(5)；斯特林发动机冷却部(16)置入冷却水箱(15)中；将斯特林发动机(6)产生的动力传递给车辆(11)的传动机构(13)与斯特林发动机的输出轴转动连接，同时把发电机(7)与传动机构(13)之间的传动轴(10)、传动机构(13)与车辆(11)之间的传动轴(12)、斯特林发动机(6)与传动机构(13)之间的传动轴(14)等部分间的轴连接；发电机(7)所发电能经电能控制设备(8)对电能质量参数如电流电压等进行处理后存储在蓄电设备(9)中。发电机(7)同时也可以是电动机，可以将蓄能设备(9)中储存的电能经电能控制设备(8)对电能质量参数如电流电压等进行处理后作用于电动机，再经传动机构(13)后对车辆(11)产生驱动力。

其中跟踪设备(2)能够保证凸透镜(1)始终正对太阳光，凸透镜(1)汇聚的太阳光不聚焦为一点，而是均匀分布在斯特林发动机的加热部上表面(19)上，以增大加热部的受热面积，同时免局部温度过高。斯特林发动机(6)的加热部外壁被涂成黑色，以保证充分地吸收太阳能。

真空管(3)的圆柱部分(4)的内壁或外壁制成能够进行强烈反射的镜面状，即加热部外表面可在此镜面上成像，用以保证加热部(18)的热量不会通过圆柱部分(4)向外辐射散热。镜面用已经成熟的银镜反应制镜工艺制作。真空管(3)的封头部分(20)保持玻璃材料的充分透光性能，并可防止热量通过对流方式向外散失。

在特制真空管(3)内壁与斯特林发动机加热部(18)外壁之间留有一定距离，并填充石棉(5)或其它保温隔热材料，可以对加热部保温，又可避免斯特林发动机加热部(18)受热膨胀时将特制真空管(3)胀破。也可以不用石棉(5)，而直接将特制真空管(3)对称固定在加热部(18)周围，二者间留置足够的防止加热部膨胀损坏真空管的空间即可。

在冷却部(16)外套装水箱(15)，使冷却部(16)温度在一个较低的范围里，从而保证斯特林发动机(6)的正常运行。此水箱上可以有多个开口，一些用来进水，一些用来出水，这样斯特林发动机(6)的运行状况会更好。在功率不太高时，水箱也可以不用，而让冷却部(16)在一个开放的环境中，用一个风扇对着它吹，让其进行风冷散热。

发电机(7)可作为电动机(7)使用，从而可以接受蓄能设备(9)经电能控制设备(8)传来的电能，进而驱动车辆(11)。

传动机构(13)是将斯特林发动机动力传递给车辆(11)的中间变速机构，可按需要带动发电机(7)或车辆(11)工作；还能做到电动机(7)在接受电能控制设备(8)传过来的电能后转动，并通过传动机构(13)带动车辆(11)运行。

电能控制设备(8)可将发电机(7)传来的电能的电压电流等参数处理后存储在蓄电设备(9)里；也能将蓄电设备(9)里所储电能的电压电流参数处理后使电动机(7)工作，进而驱动车辆(11)运行。还可以接受市电，经转化后使电动机(7)转动，进而驱动车辆(11)工作。另外，电能控制设备(8)可接市电，向蓄电设备(9)充电备用。

如图2所示，由内燃机(21)取代电动机(7)，同时去掉电能控制设备(8)、蓄能设备(9)。由斯特林发动机和内燃机相互配合驱动车辆工作，即无太阳能条件下可以启用内燃机(21)通过传动轴(22)为车辆提供动力。

参见图1，本实用新型是一种使用太阳能的混合动力车，将斯特林发动机(6)固定在车辆底盘中间，再将特制真空管(3)套在斯特林发动机(6)的加热部(18)上，并在特制真空管(3)内壁与斯特林发动机加热部(18)外壁之间填充石棉(5)。

在斯特林发动机(6)的上方安装凸透镜(1)及跟踪设备(2)。本实施例中所用凸透镜(1)的直径为2米，材质为有机玻璃。跟踪设备(2)为在市场上采购所得。首先将跟踪设备(2)安装并固定在车辆顶部的中间位置，然后在透镜边缘关于圆心对称的地方打三个孔，再将凸透镜固定在跟踪设备(2)上，并调整凸透镜高度使太阳光汇聚后形成的光斑均匀地分布在加热部上表面(19)上。

本实施例中使用加热部在上方的斯特林发动机(6)，额定功率500瓦，峰值功率1000瓦。斯特林发动机的冷却部(16)处于水箱(15)内腔中，斯特林发动机(6)与传动机构(13)通过传动轴(14)连接，并使车辆(11)、发电机(7)与传动机构(13)分别通过传动轴(12)、传动轴(10)连接。

在发电机(6)与电能控制设备(8)之间、电能控制设备(8)与蓄能设备(9)之间连接好导线。

安装完毕后，选择晴天，先在通过出水口(17)向水箱(15)中注满水，然后对蓄能设备(9)充以一定的电能，待汇聚后的太阳光照射在加热部上表面(19)一段时间后，便可以先用蓄能设备(9)中储存的电能驱动车辆行驶，同时带动斯特林发动机(6)的活塞运动一小段时间，斯特林发动机(6)便可开始运行，这时便可终止电动机(7)运行，仅由斯特林发动机(6)驱动车辆运行。

实施例2：

在实例1前期安装完毕之后，阳光下，先对蓄能设备(9)充以一定的电能，待汇聚后的太阳光照射在加热部上表面(19)一段时间后，便可以先用蓄能设备(9)中储存的电能驱动斯特林发动机(6)的活塞运动一段时间，斯特林发动机(6)便可开始运行，这时便可停止由蓄能设备(9)向电动机(7)输送电能，而由斯特林发动机(6)带动发电机(7)运转发电，所发电能经电能控制设备(8)对电流电压等控制之后可以用来带动小功率的抽水泵等电动设备运行。此时水箱(15)可采用循环水箱，如图(3)所示，此时入水口(17)可作为出水口用，由入水口(23)进水，出水口(17)出水，为加快冷却速度，可以在水箱上开具多个出水口和进水口，水箱中冷热水流动快，这样可使斯特林发动机(6)的冷却部温度较低，从而使斯特林发动机具有较高的功率。参照图4，在不宜使用冷却水箱的条件下，可以不安装冷却水箱，采用在斯特林发动机(6)的冷却部一侧，直接安装一个由斯持林发动机提供动力的风扇(24)，由风扇提供的冷却风对冷却部降温。

Claims (9)

1.一种使用太阳能的混合动力车，包括凸透镜(1)、太阳能跟踪设备(2)、斯特林发动机(6)、真空管、发电机(7)、储电设备(9)和冷却装置；其特征在于真空管(3)套在斯特林发动机(6)的加热部(18)上；真空管(3)内壁与斯特林发动机加热部(18)外壁之间填充的石棉(5)；冷却装置是一个冷却水箱(15)，且斯特林发动机冷却部(16)伸入在冷却水箱(15)中；斯特林发动机(6)的动力输出轴(14)与传动机构(13)转动连接；传动机构(13)转动连接车辆(11)的传动轴(12)，构成太阳能驱动车辆行走动力机构。

2.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于传动机构(13)与电动机或发电机(7)通过传动轴(10)转动连接，构成一种斯特林发动机(6)驱动发电机或发动机运行的传动机构。

3.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于斯特林发动机(6)的加热部(18)的外部喷涂成黑色。

4.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于真空管(3)的圆柱面部分(4)的内壁或外壁制成强反射的镜面状；真空管(3)的封头部分(20)是全透明玻璃，凸透镜(1)安装在其汇聚的光线照射在加热部(18)上的位置。

5.根据权利要求1或4所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于真空管(3)内壁与斯特林发动机加热部(18)外壁之间可以是空腔，真空管(3)直接对称固定在加热部(18)周围。

6.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于冷却装置是一个安装在冷却部(16)侧边的由斯特林发动机(6) 驱动的风扇(24)。

7.权利要求1或2所述一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于动力车上可以安装一个与传动机构(13)转动连接的内燃机(21)。

8.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于蓄电设备(9)包括蓄电池、超级电容器。

9.根据权利要求1所述的一种使用太阳能的混合动力车，其特征在于水箱(15)可以开有多个进水口和多个出水口。 

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