TW201411069A

TW201411069A - 作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置

Info

Publication number: TW201411069A
Application number: TW101133248A
Authority: TW
Inventors: Chia-Lin Chen; Lux Huang
Original assignee: New Mauye Technology Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-16

Abstract

本發明係提供一種作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置，其特點主要包括：一液體容器，具儲水槽；一進水管路連設於液體容器底部；一進水閥，設於進水管路；一聚熱內筒，設於儲水槽中；一透光頂板，封組於聚熱內筒的筒口；一聚熱構件，設於聚熱內筒上方間隔對應處；一螺旋狀加熱管，設於聚熱內筒的容置空間中；一熔鹽蓄熱材，置於該容置空間中；一副容器，設於液體容器間隔處，藉一中隔板區隔形成蒸汽導出空間及水液回流空間；一連通管，連通儲水槽與副容器的水液回流空間；一回流導管，連通水液回流空間與進水管路；一回流控制閥，設於回流導管；一浮筒式蒸汽閥，設於中隔板一處，其浮筒上升至預定高度時得構成通氣孔封閉狀態，同時令回流控制閥切換成回流狀態；一排放管路，連設於進水連接端，排放管路下端設有排放閥；一濃度檢知器，設於進水管路一處；藉此，俾可令水液不斷循環加溫至產生蒸汽，以提供一種能夠作為動力源使用的太陽能氣水分離裝置，達到環保且兼具結構簡單、使用操作方便之優點與實用進步性。

Description

作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置

本發明係涉及一種太陽能裝置；特別是指一種能夠作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置創新結構型態設計者。

按，有鑑於保護地球、減緩暖化、低排碳等環保訴求與趨勢，目前世界各國均致力於發展所謂綠色能源，也因此，有關太陽能、風力、水力等利用自然力進行發電產生能源的裝置、設備與產品，不斷有相關業界及有心人士研發出創新的結構型態以供相關使用者選擇。

傳統發電方式中，蒸汽發電也是廣為人知的一種方式，如蒸汽渦輪發動機，其主要是一種將水加熱後形成的蒸汽動能轉換為渦輪轉動動能的機械，然而，傳統蒸汽發電通常係採用燃燒煤礦、瓦斯、燃油等方式達到將水加熱煮沸之目的，因此有高排碳量的問題，並不符合綠色能源的條件，但其發電效率具有極佳表現，無法續用實屬可惜。

又，目前雖然已有業界係直接引用地熱作為蒸汽發電的加熱源，藉此而成為一綠色能源，但此種方式僅適合具有地熱便利資源的環境，其他環境則有實施困難的問題存在。

本發明之主要目的，係在提供一種作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置，其所欲解決之問題點，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式蒸發裝置結構為目標加以思索創新突破；本發明解決問題之技術特點，主要在於所述太陽能氣水分離裝置係包括：一液體容器，包括頂端開口、周側壁、底壁及儲水槽；一進水管路，連設於液體容器底部，該進水管路包括進水導入端及進水連接端，該進水連接端連接於液體容器底壁並連通儲水槽；一進水閥，設於進水管路的進水導入端與進水連接端之間，以控制水液導入啟閉狀態；一聚熱內筒，設於儲水槽中，包括筒身、筒口及容置空間，該筒口組接定位於液體容器的頂端開口，筒身與液體容器的周側壁、底壁之間具一間距；一透光頂板，封組於聚熱內筒的筒口；一聚熱構件，設於聚熱內筒的筒口上方間隔對應處；一螺旋狀加熱管，設於聚熱內筒的容置空間中，該螺旋狀加熱管的上、下端分設有水液導出端、水液導入端連通液體容器的儲水槽上、下高度位置；一熔鹽蓄熱材，容置於聚熱內筒的容置空間中；一副容器，設於液體容器一側間隔位置處，該副容器內部藉由橫設一中隔板而區隔形成位在上部的一蒸汽導出空間及位在下部的一水液回流空間；一蒸汽出口，開設於副容器內部形成的蒸汽導出空間頂部；一連通管，呈橫向延伸管型態連接導通液體容器的儲水槽與副容器的水液回流空間；一回流導管，呈立向延伸管型態連接導通副容器的水液回流空間與進水管路，且回流導管與進水管路連接處須位在進水閥前置位置；一回流控制閥，設於回流導管一處以控制切換回流導管呈關閉狀態、雙向開啟狀態或令水液僅可往下單向流動的回流狀態；一浮筒式蒸汽閥，設於副容器內部所設中隔板一處，包括具有止擋部的升降閥桿、連設於升降閥桿底端的一浮筒及設於中隔板的通氣孔，該浮筒上升至預定高度時得構成升降閥桿的止擋部將通氣孔擋阻封閉的狀態，同時令回流控制閥切換成回流狀態；一排放管路，呈立向向下延伸型態連設於進水管路的進水連接端；一排放閥，設於排放管路下端；一濃度檢知器，設於進水管路臨近進水連接端一處，藉以檢知水液中預定成份濃度之用。

藉此創新獨特設計，使本發明對照先前技術而言，俾可提供一種能夠作為動力源使用的太陽能氣水分離裝置，其可直接利用太陽光令水液不斷循環加熱至產生蒸汽動力而特具環保效益，且過程中所產生的蒸汽熱水更可被重複回收循環利用，而產生雙重循環加熱效果，達到環保且兼具結構簡單、使用操作方便之優點與實用進步性。

請參閱第1圖所示，係本發明作為動力源使用之太陽能氣水分離裝置之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述太陽能氣水分離裝置A係包括下述構成；一液體容器10，為一中空盆型體態樣而包括一頂端開口11、一周側壁12、一底壁13以及一儲水槽14；一進水管路20，連設於液體容器10底部，該進水管路20包括一進水導入端21以及一進水連接端22，其中該進水導入端21係供導入一水液W(可為海水或淡水)，該進水連接端22係連接於液體容器10的底壁13並連通儲水槽14；一進水閥23，設於進水管路20的進水導入端21與進水連接端22之間一處，藉以控制水液W導入的啟閉狀態；一聚熱內筒30，設於液體容器10的儲水槽14中，該聚熱內筒30包括一筒身31、一筒口32以及一容置空間33，其中該筒口32係組接定位於液體容器10的頂端開口11，該筒身31與液體容器10的周側壁12、底壁13之間則具有一間距(如第1圖之B所標示者)；一透光頂板34，為可透光板材構成，係封組於聚熱內筒30的筒口32；一聚熱構件35，設於聚熱內筒30的筒口32上方間隔對應處，藉以將太陽光聚集並投射入聚熱內筒30的容置空間33中；此聚熱構件35的細部具體實施型態已為習知技術，且非本發明所欲保護界定的範疇，即不贅述；一螺旋狀加熱管36，設於聚熱內筒30的容置空間33中呈由下向上螺旋延伸的中空管體型態，該螺旋狀加熱管36的上、下端分設有一水液導出端361、一水液導入端362連通液體容器10的儲水槽14上、下高度位置；一熔鹽蓄熱材37，容置於聚熱內筒30的容置空間33中，藉以蓄積熱溫之用；一副容器40，設於液體容器10一側間隔位置處呈一封閉狀中空體型態，該副容器40內部藉由橫設一中隔板41而區隔形成位在上部的一蒸汽導出空間42以及位在下部的一水液回流空間43；一蒸汽出口44，開設於副容器40內部形成的蒸汽導出空間42頂部；一連通管45，呈橫向延伸管型態連接導通液體容器10的儲水槽14與副容器40的水液回流空間43；一回流導管46，呈立向延伸管型態連接導通副容器40的水液回流空間43與進水管路20，且該回流導管46與進水管路20連接處須位在進水閥23的前置位置；一回流控制閥47，設於回流導管46一處，藉以控制切換該回流導管46呈關閉狀態、雙向開啟狀態或令水液W僅可往下單向流動的回流狀態；一浮筒式蒸汽閥50，呈可升降作動狀態設於副容器內部所設中隔板41一處，該浮筒式蒸汽閥50包括具有止擋部51的一升降閥桿52、連設於該升降閥桿52底端的一浮筒53、以及設於中隔板41的通氣孔54，其中該浮筒53上升至預定高度時，得構成升降閥桿52的止擋部51將通氣孔54擋阻封閉的狀態，同時令回流控制閥47切換成回流狀態；一排放管路60，呈立向向下延伸型態連設於進水管路20的進水連接端22；一排放閥61，設於排放管路60下端，藉以控制切換該排放管路60的啟閉狀態；一濃度檢知器70，設於進水管路的臨近進水連接端一處，藉以檢知水液W中預定成份濃度之用；其中所述成份濃度可為鹽分或水垢的濃度。

另如第6圖所揭，該液體容器10亦可設為間隔雙層壁結構型態而界定形成有一真空斷熱空間15，藉此以防止內部熱溫外散而獲得更佳的加熱與蓄熱效果。

藉由上述結構組成設計，茲就本發明之使用運作狀態說明如下：

本發明所揭太陽能氣水分離裝置A應用上主要可作為動力源使用，而其最終產生的動力為蒸汽，過程則是通過將水液引入加熱至沸騰狀態的方式來達成。

本發明之運作首先如第2圖所示，須先決定各部位閥體的啟閉狀態；令其中的回流控制閥47、排放閥61切換成關閉狀態(註：圖中係以打叉線表示)，進水閥23則予以打開，如此即可從進水管路20的進水導入端21將外部之水液W(可為海水或淡水)導入，水液W經由進水管路20向上引進液體容器10的儲水槽14後，有一部份水液W會同時由水液導入端362流經聚熱內筒30的容置空間33中所設螺旋狀加熱管36再從水液導出端361進入液體容器10的儲水槽14偏上高度位置處，以產生緩慢盤旋的流動狀態，藉此以獲得較長受熱時間；該儲水槽14中的水液W達到預定高水位時，會經由連通管45進入副容器40的水液回流空間43中，此時因為副容器40下方回流導管46所設回流控制閥47為關閉狀態，所以該水液回流空間43盛裝的水液W高度會逐漸升高(如箭號L1所示)；接著如第3圖所示，當該水液回流空間43的水液W高度升高到預定高度時，會將浮筒式蒸汽閥50的浮筒53向上頂撐，構成升降閥桿52的止擋部51將通氣孔54擋阻封閉的狀態，且此一動作會同時令回流控制閥47切換成回流狀態(註：此部份可通過習知電子傳輸控制技術來達成)，向下通過該回流控制閥47的水液W如第4圖所示，令加熱過的水液W能夠繼續回收循環加熱，且與進水導入端21導入的水液W混合，並再度回到進水管路20而形成回流循環的流路狀態，而能夠縮短水液W加熱至蒸發的時間，以上即為本發明運作時的流路狀態。

至於本發明加熱的部份如第2圖所示，係通過該聚熱構件35將太陽光聚集並投射入聚熱內筒30的容置空間33中(如箭號L2所示)，藉此使得容置於聚熱內筒30容置空間33中的熔鹽蓄熱材37開始蓄積熱溫，此過程中會對通過螺旋狀加熱管36以及液體容器10儲水槽14中的水液W進行加熱，一旦水液W的熱溫到達沸點時，就會開始產生蒸汽，所述蒸汽剛產生時，因此時浮筒式蒸汽閥50的浮筒53係呈向上頂撐而構成通氣孔54擋阻封閉的狀態，故蒸汽尚無法被導出；接著如第4圖所示，當聚集在副容器40所設水液回流空間43上方的蒸汽W2壓力到達一定強度時，會將該空間中的水液W向下壓(註：水液W的壓力係通過回流控制閥47釋放排出)，使得水液W的水位逐漸下降，相對構成浮筒53下降而釋放通氣孔54的狀態，此時蓄積一定壓力的蒸汽W2，即可經過通氣孔54進入蒸汽導出空間42而由蒸汽出口44導出，該蒸汽W2導出後可輸送至一發電設備(如渦輪發動機)作為動力源使用，如此即達成本發明之功效訴求。

再如第5圖所示，本發明的管路與閥體配置型態設計，更可以流路倒轉型態進行管路與水槽清洗作業，其運作方式係當濃度檢知器70檢知水液W中的鹽分或水垢濃度超標時，通過自動控制或手動方式將進水閥23關閉，並將回流控制閥47切換成雙向開啟狀態，排放閥61則切換成開啟狀態；如此將水液W(或清洗液)導入後，其流動路徑會依循回流導管46→副容器40之水液回流空間43→連通管45→液體容器10之儲水槽14→排放管路60之倒轉路徑流動，藉此而能達到較佳的管路與水槽清洗效果。

本發明之優點：

主要可提供一種能夠作為動力源使用的太陽能氣水分離裝置，其可直接利用太陽光令水液不斷循環加熱至產生蒸汽動力而特具環保效益，且過程中所產生蒸汽熱水更可被重複回收循環利用，而產生雙重循環加熱效果，達到環保且兼具結構簡單、使用操作方便之優點與實用進步性。

另一方面，藉由該浮筒式蒸汽閥係在水液回流空間水位下降時釋放通氣孔的技術特徵，使得蒸汽產生後得蓄積至一定壓力才會進行釋放導出的動作，達到運用簡易構件即可提昇蒸汽動力強度之優點與實用進步性。

A‧‧‧太陽能氣水分離裝置

10‧‧‧液體容器

11‧‧‧頂端開口

12‧‧‧周側壁

13‧‧‧底壁

14‧‧‧儲水槽

15‧‧‧真空斷熱空間

20‧‧‧進水管路

21‧‧‧進水導入端

22‧‧‧進水連接端

W‧‧‧水液

23‧‧‧進水閥

30‧‧‧聚熱內筒

31‧‧‧筒身

32‧‧‧筒口

33‧‧‧容置空間

34‧‧‧透光頂板

35‧‧‧聚熱構件

36‧‧‧螺旋狀加熱管

361‧‧‧水液導出端

362‧‧‧水液導入端

37‧‧‧熔鹽蓄熱材

40‧‧‧副容器

41‧‧‧中隔板

42‧‧‧蒸汽導出空間

43‧‧‧水液回流空間

44‧‧‧蒸汽出口

45‧‧‧連通管

46‧‧‧回流導管

47‧‧‧回流控制閥

50‧‧‧浮筒式蒸汽閥

51‧‧‧止擋部

52‧‧‧升降閥桿

53‧‧‧浮筒

54‧‧‧通氣孔

60‧‧‧排放管路

61‧‧‧排放閥

70‧‧‧濃度檢知器

第1圖：本發明結構較佳實施例之平面圖。

第2圖：本發明之運作狀態示意圖一。

第3圖：本發明之運作狀態示意圖二。

第4圖：本發明之運作狀態示意圖三。

第5圖：本發明進行流路倒轉管路清洗作業之示意圖。

第6圖：本發明之液體容器設為間隔雙層壁型態之實施例圖。