TW201636509A - 太陽能電力流體泵及相關系統 - Google Patents

Abstract

本發明與一種具有用於接收太陽輻射的壓力容器（12）的太陽能電力流體泵（10）有關。壓力容器（12）由隔膜（13）劃分成在壓力容器（12）內的第一腔室以及第二腔室，其中在一個腔室中的壓力改變移動隔膜（13），並改變兩個腔室的體積。流體泵（10）包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置。遮蔽裝置包括遮蓋（14）以及用於將遮蓋（14）在壓力容器（12）曝露至陽光以及遮蔽而避開陽光的位置之間移動的致動器。

Description

太陽能電力流體泵及相關系統

本發明與泵有關，且特別與太陽能電力流體泵有關。本發明也與使用該流體泵的系統有關。

這些年來已發展出太陽能電力流體泵，但典型的解決方案設計用於單一目的、且不適合用於任何其他的工作。先前技術的解決方案也需要人工用於開始及/或運轉流體泵，所以那些方案不能用於完全自動的系統中。

法國專利公開案第FR2453992號揭露了一種基於具有彈性隔膜的壓力容器的壓力水泵系統。太陽輻射加熱壓力容器，造成壓力容器中提高的壓力，其將水從位在井中的另一個壓力容器推出。被唧吸的水潤洗被加熱的壓力容器，並將其冷卻以降低壓力且造成循環的唧吸動作。

與上述配置有關的一個不利條件是，唧吸需要壓力容器的人工冷卻，直到水從井中流至表面。否則壓力容器不會冷卻且循環的唧吸動作不會開始。此系統的另一個不利條件是，其只能用於唧吸然後可用以潤洗壓力容器的液體，該壓力容器可污染被唧吸的水。此冷卻系統也使得難以使用所揭露的系統進一步加壓分佈被唧吸的水。

本發明的一個目的因此是用以提供一種裝置以及包括該裝置的系統，以克服上述問題。本發明的目的是藉由獨立申請專利範圍中所聲明而定出特徵的裝置以及配置來達成。在附屬申請專利範圍中揭露了本發明的較佳實施例。

本發明是基於藉由以遮蓋將流體泵的壓力容器遮蔽以避免太陽輻射來冷卻流體泵的壓力容器的概念。遮蓋是以致動器機構來操作，致動器機構是以壓力容器的流體壓力來控制，以至於操作不需要人工工作。增加的流體壓力啟動了致動器機構以遮蔽壓力容器，其冷卻並以及減少了壓力，其然後啟動了致動器機構以再次曝露壓力容器。

此配置的優勢是，操作是完全的自動化，因為其配合它接收的太陽輻射量。另一個優勢是，唧吸動作不依賴被唧吸的流體，所以可唧吸用於不同應用的不同流體，而不影響流體泵的操作。

第1圖示例了根據本發明一個實施例的太陽能電力流體泵。該實施例的流體泵具有用於接收太陽輻射的壓力容器12。壓力容器12定義了可以例如空氣或水或其他氣體或液體之類的流體填滿的體積。太陽輻射的能量轉變成壓力容器12的熱，其加熱了容納在壓力容器12內的流體。壓力容器較佳為可承受高溫並有效地將熱從其外表面轉移至容納在壓力容器12內的流體的金屬容器。壓力容器較佳地具有有效地吸收太陽輻射的表面，例如具有消光表面加工的黑色漆。壓力容器內的壓力將偏離壓力容器外的大氣壓力，所以避免壓力容器設計中的尖銳角落是有利的。圓形在結構上較強壯，因此球體以及具有半球形頭的圓柱體是較佳壓力容器形狀的範例。

壓力容器12由隔膜13劃分成兩個分開的腔室，壓力容器12內的第一腔室以及第二腔室。應基於壓力容器的溫度來選擇隔膜的材料以及結構。在低溫下，軟性橡膠隔膜作用得很好，但高溫可能需要使用軟性或可變形的金屬隔膜。同樣地，可使用其他適合的彈性或軟性材料或結構。在一個實施例中，浮熱絕緣體可用以作為隔膜。浮動隔膜可為直徑略小於壓力容器內直徑的圓盤。浮動圓盤包括在最底部點中具有通孔的一或更多個凹槽，以用於當圓盤上的空間中、即第一腔室中的壓力提升時將水從圓盤下引導至凹槽上。凹槽較佳為淺且寬的，以用於達成上述圓盤水的增加的面積對體積比，以幫助水的蒸發，並由此增加浮動圓盤上的壓力。

兩個腔室都具有用於輸入以及輸出流體的孔口21、22。孔口可為聯結器的形式，例如用於管子或軟管方便耦合至壓力容器的螺紋軟管耦合或氣動管耦合。這兩個腔室大小可相等，或它們可具有不同的大小。劃分隔膜可為片狀、袋子、氣球、圓盤或任何其他適合的形式。

由於隔膜13，在一個腔室中壓力的改變移動了隔膜13或至少其部分、並改變兩個腔室的體積。例如將水導入第一腔室中，然後藉由關閉孔口來將它密封。可在密封第一腔室之前加壓第二腔室，以移除來自第一腔室的任何過多空氣。太陽加熱壓力容器12將加熱第一腔室中的水，並使第一腔室的體積膨脹且縮小第二腔室的大小。當第一腔室中的水蒸發時，所蒸發的水的體積顯著地高於液體水的體積，且第一腔室快速地膨脹。當第二腔室的孔口打開時，由於第二腔室的體積縮小，來自第二腔室的流體經由孔口被推出。如果第二腔室是關閉的，第二腔室中的壓力會提升，且體積的縮小會較小，因為較高的壓力會更加抵抗兩個腔室之間的隔膜的變形。如果壓力容器被遮蔽或接受較少太陽能，其開始冷卻下來。最後第一腔室中的水蒸氣開始冷凝，其快速地減少了第一腔室的壓力與體積，且第二腔室的體積增加。隨著第二腔室的體積增加，流體經由孔口（如果它是打開的）流入第二腔室中。將壓力容器再次曝露至太陽會再次開始該過程、並將流體從第二腔室推出，所以流體泵的唧吸動作是藉由壓力容器的週期性冷卻與加熱來達成，其是藉由控制壓力容器接收的太陽能來達成。

可藉由將壓力容器曝露至陽光並遮蔽壓力容器而避開陽光來控制由壓力容器12接收的太陽能。直接曝露至陽光增加了所接收的太陽能且遮蔽減少了它。壓力容器接收越多太陽能，其溫度將提升越高。流體泵10具有用於控制所接收的太陽能的遮蔽裝置。較佳地，遮蔽裝置自動地作用，以至於不需操作員的人工操作來達成唧吸動作。較佳的是，遮蔽裝置的控制是基於壓力容器的內部壓力。這將降低過度加熱的風險，且也會造成好的泵效率。會以某間隔曝露以及遮蔽壓力容器的計時器也可能行得通，但其不會是最理想的解決方案，因為由曝露壓力容器所接收的太陽能完全非不變的。簡單的計時器有時會導致壓力容器的過度加熱，且有時溫度會提升得不夠高來讓流體泵操作。溫度感測器以及電子控制遮蔽裝置的使用可能會是最好的解決方案，其中電力以及維護人員是立即可得的，但電力在使用太陽能電力裝置的地方典型是不可得的。這也會顯著地增加流體泵的複雜性，其隨之會使它較不可靠。

在本發明的一個實施例中，流體泵10具有遮蔽裝置，遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋14以及用於將一或更多個遮蓋14在壓力容器12曝露至陽光以及遮蔽而避開陽光的位置之間移動的致動器或致動器配置。在第1圖中，彎曲的遮蓋14被呈現在曝露位置中，並使用虛線14a示例遮蓋的遮蔽位置。在曝露位置中，遮蓋被打開至壓力容器旁近似水平的位置。所示例的遮蓋彎曲形式將太陽輻射聚焦至壓力容器，尤其具有陽光的高仰角。較佳地，使用反射表面、拋光、塗層或遮蓋的材料進一步增加了聚焦效果。陽光仰角取決於一年中的時間以及流體泵在地球上的緯度位置而不同。可相應地調整遮蓋的開口角度，以用於將最大量的太陽能聚焦在壓力容器上。

在此實施例中，遮蓋14的遮蔽位置14a近似垂直。在此實施例中，使用了兩個遮蓋，且除了有最終可在流體泵的最頂部關閉、從底部至頂部的狹窄間隙，關閉位置類似像是關閉的蛤蜊。該間隙允許空氣流到壓力容器旁邊，這幫助壓力容器在遮蔽位置中的冷卻。不管遮蓋結構，較佳配置通道讓空氣流動，以至於壓力容器冷卻較快。

以致動器機構完成遮蓋的移動。在第1圖的實施例中，致動器包括例如流體彈簧19之類的裝置，例如氣體彈簧，其以管子17連接至壓力容器的其中一個孔口，以至於改變(例如增加)其中一個腔室中的壓力(例如第二腔室)，改變(例如增加)裝置內的壓力(例如流體彈簧19)，以及改變(例如增加)其長度。類似地，第二腔室中壓力的減少減少了流體彈簧內的壓力並減少其長度。連接流體彈簧以及第二腔室的管子17可配備有用於取決於安裝流體泵處局部條件而細調致動器機構的閥18。藉由限制通過閥18的流體流動可將延遲加至致動器機構。

在一個實施例中，流體彈簧可為具有密封末端的波形管，且可使用輸入/輸出孔口。壓力的增加拉直並伸長了波形管，且壓力的減少則相反，所以其以與流體彈簧相當相同的方式在某範圍中作用。波形管通常是立即可得的，且因為它們最後會壞掉，因此容易取代。

流體彈簧的兩端是樞軸地附接至支撐在遮蓋14一端的臂16，並在臂16的相反端上彼此鉸接。流體彈簧長度的任何改變改變了臂的鉸接端之間的角度，並將遮蓋分別朝向打開或關閉位置、即曝露或遮蔽位置移動。在第1圖的範例中，流體彈簧的延長將遮蓋朝向以虛線以及元件符號14a、16a、19a以及20a示例的關閉位置移動。致動器機構也可包括樞軸地附接在兩個臂上的彈簧20，例如螺旋彈簧，以至於彈簧經由臂抵抗流體彈簧的延長，並經由臂幫助流體彈簧的縮短。彈簧20可為可調整的，例如使得彈簧的一端附接至其中一臂，且彈簧的另一端附接至例如連接至另一臂的螺紋桿，且該桿被配置以相對於其附接的臂移動，以至於當臂維持在原處時，彈簧20可延長並縮短。在彈簧上的調整可用以取決於安裝流體泵處的局部條件而微調致動器機構。彈簧也將幫助致動器機構在臂的平角上移動，這裡臂是彼此平行的。

在一個實施例中，流體泵10包括腳11，流體泵站在腳11上，以至於致動器機構以及遮蓋從地面被提高至少足以自由地移動。在一個實施例中，腳支撐與壓力容器分開的環，且壓力容器在環上被裝設至想要的位置，該位置是由環以及壓力容器之間的摩擦力維持。流體泵也可被裝設在具有或不具有腳的漂浮平台上，以至於流體泵可在水上，例如湖泊、池塘、蓄水池或海上漂浮。漂浮平台可錨泊至底部或水池。

因此，可將本發明的一方面描述為可具有用於接收太陽輻射的壓力容器12的太陽能電力流體泵10，壓力容器12被隔膜13劃分成在壓力容器12內的第一腔室以及第二腔室，兩個腔室都具有用於輸入以及輸出流體的孔口21、22，其中一個腔室中的壓力改變移動隔膜13並改變兩個以及腔室中的體積。流體泵的特徵在於，流體泵10包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置，其中遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋14以及用於將一或更多個遮蓋14在壓力容器12被曝露至陽光以及遮蔽而避開陽光的位置之間移動的致動器。

作為使用上述流體泵的範例，提出了一種空氣壓縮器系統。在空氣壓縮器系統中，將水或一些其他的液體導入至第一腔室中，然後其藉由關閉孔口來密封。可在密封第一腔室之前將第二腔室加壓，以從第一腔室移除任何過多的空氣。以空氣填充第二腔室。加熱壓力容器12的陽光將加熱第一腔室中的水，並膨脹第一腔室的體積以及縮小第二腔室的大小。當第一腔室中的水蒸發時，所蒸發的水的體積顯著地高於液體水的體積，且第一腔室快速地膨脹。

軟管，例如氣動空氣軟管，被附接至第二腔室的孔口。軟管具有將軟管劃分成第一軟管以及第二軟管的分離器，第一軟管以及第二軟管都配備有單向閥。第一軟管是輸入軟管，它具有連接至分離器的其一端，且另一端自由地在周圍的空氣上。第一軟管的單向閥允許空氣從自由端流至第二腔室。第二軟管是輸出軟管，它具有連接至分離器的其一端，且另一端連接至空氣罐。第二軟管的單向閥允許空氣從第二腔室流至空氣罐。

以上述的軟管以及閥配置，當第一腔室中的壓力上升時，第二腔室中的壓力上升直到第二腔室的壓力超過空氣罐中的壓力。當那發生時，來自第二腔室的高壓空氣流經單向閥至空氣罐。由於第一或第二腔室中上升的壓力，流體泵的致動器開始將遮蓋朝向遮蔽位置移動。當壓力容器被遮蓋遮蔽時，其接收較少的太陽能並冷卻。最後在第一腔室中的水蒸氣開始冷凝，其快速地減少了第一腔室的壓力以及體積，且第二腔室的體積增加。隨著第二腔室中的壓力減少至大氣壓力之下，新鮮空氣流經第一軟管至第二腔室。所減少的壓力再次啟動致動器，且其現在開始將遮蓋朝向曝露位置移動，且所接收的太陽能再次增加，且第一腔室中的壓力上升，其隨之提升第二腔室中的壓力，直到其超過空氣罐中的壓力，且新鮮地輸入的空氣流至空氣罐。此過程持續直到空氣罐中的壓力實質上與第二腔室在主要條件中可到達的最大壓力相同。在那個情況中，壓力容器內的壓力維持上升的，且流體泵的遮蓋維持在遮蔽位置，直到從空氣罐釋放出壓縮的空氣。此釋放降低了空氣罐中的壓力，並允許來自第二腔室的空氣再次流至空氣罐，其降低了第二腔室中的壓力，其然後再次啟動致動器機構，並將遮蓋移動至曝露位置，且空氣的唧吸繼續直到在空氣罐中再次達到最大壓力。

在第2圖中呈現了使用該流體泵的另一個範例，其示例了用於從深井唧吸水的系統。該系統包括具有在地平面之上的壓力容器的該流體泵10、在井水中的第二壓力容器41以及在地平面之上的壓力容器以及井水壓力容器之間的一或更多個中間壓力容器42。此實施例的所有壓力容器具有由隔膜分開的第一以及第二腔室的類似結構。相較於此系統的其他腔室，在壓力容器內的一或更多個腔室可具有不同的體積。同樣地，壓力容器可有不同的大小。較佳地，在地平面上的壓力容器具有比井水壓力容器以及一或更多個中間壓力容器大的體積。

在該系統中，水或一些其他液體被導入至地平面上的壓力容器的第一腔室中，其然後藉由關閉孔口來密封。可在密封第一腔室之前將第二腔室加壓，以從第一腔室移除任何過多的空氣。以空氣或一些其他氣體填充第二腔室。加熱壓力容器12的陽光將加熱第一腔室中的水，並膨脹第一腔室的體積以及縮小第二腔室的大小。當第一腔室中的水蒸發時，所蒸發的水的體積顯著地高於液體水的體積，且第一腔室快速地膨脹。

軟管30，例如氣動空氣軟管，被附接至第二腔室的孔口。軟管具有將軟管劃分成第一軟管31以及第二軟管32的分離器。第一軟管連接至位在井水中的第二壓力容器41、即井水壓力容器的第一腔室41a。第二軟管連接至中間壓力容器42的第一腔室42a，中間壓力容器42位在井水壓力容器41以及流體泵10的在地面上的壓力容器之間。井水壓力容器41可配備有附接在井水壓力容器的第一腔室之頂部上的浮標40，以預防井水壓力容器沉到井的底部。井水壓力容器也可配備有錨39，例如鏈環，其附接在第二腔室或在第二腔室之下，用於預防井水壓力容器的移動，並用於維持井水壓力容器41的直立位置。

井水壓力容器41的第二腔室41b的孔口具有分離器，分離器具有連接至分離器的輸入軟管34以及輸出軟管33，且兩個軟管都配備有單向閥。輸入軟管具有連接至分離器的其一端以及自由地在井水上的另一端。自由端可配備有過濾器38以過濾掉任何不想要的顆粒。錨39較佳地附接在輸入軟管34的自由端附近，以預防空氣輸入至井水壓力容器的第二腔室41b中。輸入軟管的單向閥允許井水從自由端流至第二腔室41b。輸出軟管33具有連接至分離器的其一端以及連接至水箱43的另一端，其較佳地位在接近中間壓力容器42。第二軟管的單向閥允許井水從井水壓力容器的第二腔室41b流至水箱43。

水箱43具有用於輸入以及輸出井水的孔口。水箱也可包括幫助填滿並清空水箱的空氣閥。水箱43的孔口具有分離器，分離器接收作為至水箱43的輸入、來自井水壓力容器的輸出軟管33以及在水箱43以及中間壓力容器42的第二腔室42b之間的中間軟管35。在水箱軟管分離器以及軟管33與35之間安裝了單向閥。單向閥允許井水從井水壓力容器41的第二腔室41b流至水箱並從水箱43流至中間壓力容器42的第二腔室42b。

在水箱43以及中間壓力容器42的第二腔室42b之間的中間軟管35具有分離器，分離器提供具有單向閥的輸出軟管36，單向閥允許水從中間壓力容器42的第二腔室42b流至分配或收集井水之地面上的想要位置。

以上述的軟管以及閥配置，由在地面上的壓力容器接收的太陽輻射造成在地面上的壓力容器的第一腔室中的上升壓力，其減少了在地面上的壓力容器的第二腔室的體積。空氣從在地面上的壓力容器的第二腔室被推至中間以及井水壓力容器的第一腔室41a、42a，並提升壓力直到達到平衡。井水壓力容器41的第二腔室41b縮小並將水推至井水輸出軟管33，並從那裡推至水箱43。同樣地，中間壓力容器42的第二腔室42b縮小並將水推至輸出軟管36而到地面上。當大部分的井水從第二腔室41b、42b被推出時，流體泵10的致動器將遮蓋移動至遮蔽位置中，且隨著其中的水蒸氣冷凝成液體水，在地面上的壓力容器的第一腔室縮小。那樣降低了在地面上的壓力容器的第二腔室中的壓力，其膨脹造成中間以及井水壓力容器的第一腔室的收縮。中間以及井水壓力容器的第二腔室然後膨脹並分別從水箱43以及從井中吸水。當中間以及井水壓力容器的第二腔室已被井水填滿時，在地面上的壓力容器的腔室中的溫度以及壓力已減少到足以再次啟動致動器，致動器再次將遮蓋移動至曝露位置，且唧吸過程自己重複。

由於井深，如果需要的話可使用多於一個中間壓力容器以及水箱。理論上使用上述配置，可能從地面下近似30公尺唧吸水而不需中間壓力容器。每個中間壓力容器添加近似30公尺之可用深度，所以例如需要兩個中間壓力容器以及水箱用於從水面在地平面下80公尺的井中唧吸水。添加另一個壓力容器很簡單。輸出軟管36連接至額外的水箱，就像是井水輸出軟管33連接至水箱43。軟管30具有用於第三軟管的再一個分離器，第三軟管連接至額外中間壓力容器的第一腔室。在地面上的輸出軟管以及在額外壓力容器與水箱之間的連接類似於中間壓力容器42以及水箱43。

藉由使用輸出軟管33用於將被唧吸的水運送至在地面上的位置，在淺井的例子中也可忽略中間壓力容器以及水箱。因此，描述了有太陽能電力流體泵10的太陽能電力流體泵系統，太陽能電力流體泵10具有用於接收太陽輻射的第一壓力容器12以及用於將水從地面下唧吸至地面上、至少部分浸沒的第二壓力容器41，壓力容器12、41被隔膜13劃分成壓力容器12、41內的第一腔室以及第二腔室，兩個壓力容器12、41的兩個腔室都具有用於輸入以及輸出流體的孔口21、22。第一壓力容器的第一腔室被配置為在操作時是密封的，且第一壓力容器的第二腔室以軟管連接至第二壓力容器的第一腔室，以至於一個腔室中的壓力改變移動隔膜13、並改變所有腔室的體積。系統的特徵在於，流體泵10包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置。遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋14以及用於將一或更多個遮蓋14在壓力容器12曝露至陽光以及被遮蔽而避開陽光的位置之間移動的致動器。第二壓力容器41的第二腔室連接至具有單向閥的輸入軟管34，單向閥允許當遮蓋14在遮蔽位置中且第二壓力容器41的第二腔室膨脹時輸入周圍的水。第二壓力容器41的第二腔室連接至具有單向閥的輸出軟管33，單向閥允許當遮蓋14在曝露位置中且第二壓力容器41的第二腔室收縮時水從第二壓力容器的第二腔室輸出。

一旦將水從井中唧吸至地面上，進一步的流體泵可用於分配被唧吸的水，以幫助消耗水。在地面上的水經由單向閥被輸入至分配壓力容器的第二腔室中。來自分配壓力容器的輸出水流流經另一個單向閥，其將水引導至分配軟管或軟管網路。在該網路中可安裝進一步的分配泵，以增加壓力並將水推至升高的位置中。

在一個實施例中，壓力容器包括在單一腔室中的兩個孔口，其中兩個孔口都配備有單向閥，一個孔口為輸入，且另一孔口為輸出。此配置將增加系統的整合，並消除軟管分離器以及分開單向閥的需要，但同時會使壓力容器的結構更複雜，且在故障的情況中系統更難以修復。

在第3圖中呈現了使用該流體泵的另一個範例，其示例了藉由在低壓中蒸發水來唧吸水的系統。該系統包括該太陽能電力流體泵10，其可位在地面上或它可漂浮在水上，例如在漂浮平台上。流體泵10包括壓力容器，壓力容器具有由隔膜分開的第一以及第二腔室。在此系統中，將水或一些其他的液體導入至在地面上的壓力容器的第一腔室中，然後其藉由關閉孔口來密封。可在密封第一腔室之前將第二腔室加壓，以從第一腔室移除任何過多的空氣。在初始狀態中以空氣、水蒸氣、水或該流體的組合來填充第二腔室。加熱壓力容器的陽光將加熱第一腔室中的水，並膨脹第一腔室的體積以及縮小第二腔室的大小。當第一腔室中的水蒸發時，所蒸發的水的體積顯著地高於液體水的體積，且第一腔室快速地膨脹。

第二腔室包括兩個孔口，第一孔口50以及第二孔口52。具有允許流入第二腔室的單向閥的輸入軟管51附接至第一孔口50。具有允許從第二腔室流出的單向閥的輸出軟管53附接至第二孔口52。輸入軟管51附接至熱交換器的內管54。輸出軟管53附接至熱交換器的外管55，外管55的直徑大於內管54，由此定義了熱交換器的外管與內管之間的空間。外管55在其末端是密封的，且外管包括用於降低從外管內部至外管外部的熱流動的熱絕緣材料。輸出軟管53較佳地附接至外管55的頂部，以至於流體可從壓力容器的第二腔室流至熱交換器的外及內管之間定義的空間。水輸出管56較佳地附接至外管55的底部，以至於流體可從熱交換器的外及內管之間定義的空間流至消耗或進一步分配水的地面上的位置。一旦水被唧吸到地面上，進一步的流體泵可用於分配被唧吸的水，以幫助消耗水。在地面上的水經由單向閥被輸入至分配壓力容器的第二腔室中。來自分配壓力容器的輸出水流流經另一個單向閥，其將水引導至分配軟管或軟管網路。在該網路中可安裝進一步的分配泵，以增加壓力並將水推至升高的位置。

輸入軟管51附接在熱交換器的內管54的頂部，該內管貫穿外管55。內管54是熱導體，以用於有效地將熱從外管55以及內管54之間的水轉移至內管內的水。內管在底部打開，熱交換器至少部分地浸沒在水中，以至於水可進出內管。

當流體泵10在作用時，在壓力容器的第一腔室的溫度下降將水蒸氣冷凝成水，並縮小了第一腔室的體積。其降低了第二腔室中的壓力，並打開輸入軟管51的單向閥，且來自輸入軟管51的一部分空氣以及水蒸氣流入第二腔室中以平均掉第二腔室以及輸入軟管中的壓差。隨著輸入軟管51以及熱交換器的內管54中的壓力減少，內管內的水的沸騰溫度降低，且水開始沸騰，且水蒸氣的量增加。水蒸氣填滿輸入軟管以及第二腔室，直到達到壓力的平衡以及流體泵的致動器啟動並將遮蓋移動到曝露位置中。

隨著太陽輻射加熱壓力容器，在第一腔室中的水蒸發並快速膨脹，並也增加了第二腔室中的壓力，其隨之增加了沸騰溫度，且第二腔室中的水蒸氣冷凝成溫水。當第二腔室中的壓力已克服輸出軟管53中的壓力、且冷凝的溫水經由輸出軟管53從第二腔室流至熱交換器的外管55以及內管54之間的空間中時，輸出軟管的單向閥打開。同時，剛導入至熱交換器的溫水迫使來自熱交換器底部較冷的水進入水輸出管56，並從那裡至地面上。熱交換器中的溫水加熱熱交換器內管中的水，並隨著流體泵致動器將遮蓋移動至遮蔽位置時幫助水的蒸發，且此過程自己重複。

上述的熱交換器結構是非常簡單的範例，且在實施例中也可使用其他典型的熱交換器結構。同樣地，輸出軟管53可連接至內管54，以及輸入軟管51連接至外管55，且在地面上的輸出軟管會連接至內管54，以及外管會在底部開口。在熱交換器的管子之間的熱轉移可藉由增加內管外表面的表面面積來提升。

因此，描述了一種包括具有用於接收太陽輻射的壓力容器12的流體泵10的太陽能電力流體泵系統，壓力容器12、41被隔膜13劃分成壓力容器12內的第一腔室以及第二腔室，兩個腔室都具有用於輸入以及輸出流體的孔口21、22。其中一個腔室中的壓力改變移動隔膜13、並改變兩個腔室的體積。流體泵的特徵在於，流體泵10包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置，其中遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋14以及用於將一或更多個遮蓋14在壓力容器12曝露至陽光以及被遮蔽而避開陽光的位置之間移動的致動器。第一腔室被配置為密封的、具有一量的第一流體(例如水)於其中。第二腔室以輸入軟管51以及輸出軟管53連接至熱交換器，熱交換器包括在彼此之內的兩條管子（54、55），以用於在該管子之間轉移熱，以至於當遮蓋14在曝露位置中且第二壓力容器41的第二腔室收縮時，來自第二腔室的水被配置經由具有單向閥的輸出軟管53流至熱交換器。當遮蓋14在遮蔽位置中、且第二壓力容器41的第二腔室膨脹時，水蒸氣被配置從熱交換器經由具有單向閥的輸入軟管51流至第二腔室。熱交換器包括水輸出軟管56，當遮蓋14在曝露位置中且第二壓力容器41的第二腔室收縮時，在熱交換器中冷卻的水經由水輸出軟管56流動，且來自第二腔室的水流至熱交換器。

在熱交換器內管內的水中的任何顆粒、活菌以及溶解物質被有效地移除，因為水被煮沸並作為水蒸氣，即蒸氣，被轉移至第二腔室。最後描述的流體泵系統實施例可用於使用直接的太陽能來清洗以及將水去鹽。

對於本領域的技術人員而言，將顯而易見的是，隨著技術進步，具創造性的概念可以各種方式來實施。本發明以及其實施例不限於上述的範例，但可在申請專利範圍的範圍內變化。

10‧‧‧流體泵
11‧‧‧腳
12、41、42‧‧‧壓力容器
13‧‧‧隔膜
14‧‧‧遮蓋
14a‧‧‧虛線
16‧‧‧臂
17‧‧‧管子
18‧‧‧閥
19‧‧‧氣體彈簧
20‧‧‧彈簧
21、22、50、52‧‧‧孔口
30、31、32‧‧‧軟管
33、36、53‧‧‧輸出軟管
34、51‧‧‧輸入軟管
35‧‧‧中間軟管
38‧‧‧過濾器
39‧‧‧錨
40‧‧‧浮標
41a、41b、42a、42b‧‧‧腔室
43‧‧‧水箱
54‧‧‧內管
55‧‧‧外管
56‧‧‧水輸出管

在下述中，將參照所附圖式、利用較佳實施例來更詳細描述本發明，其中 第1圖示例了流體泵的一個實施例； 第2圖示例了一個用於使用流體泵唧吸水的系統； 第3圖示例了一個用於使用流體泵、利用蒸發作用唧吸水的系統。

10‧‧‧流體泵

11‧‧‧腳

12‧‧‧壓力容器

13‧‧‧隔膜

14‧‧‧遮蓋

14a‧‧‧虛線

16‧‧‧臂

17‧‧‧管子

18‧‧‧閥

19‧‧‧氣體彈簧

20‧‧‧彈簧

21、22‧‧‧孔口

Claims (9)

1. 一種太陽能電力流體泵，具有用於接收太陽輻射的一壓力容器，該壓力容器由一隔膜劃分成在該壓力容器內的一第一腔室以及一第二腔室，兩個腔室具有用於輸入以及輸出流體的孔口，其中在一個腔室中的一壓力改變移動該隔膜並改變兩個腔室的該體積，其特徵在於，該流體泵包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置，其中該遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋以及用於將該一或更多個遮蓋在該壓力容器曝露至該陽光以及遮蔽而避開該陽光的位置之間移動的一致動器。
2. 如申請專利範圍第1項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，該遮蔽裝置的該致動器藉由一管子連接至該壓力容器，並藉由該壓力容器的該等腔室其中之一的一流體壓力操作。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，該一或更多個遮蓋具有用於當該一或更多個遮蓋在該壓力容器曝露至該陽光的該位置時將太陽輻射聚焦至該壓力容器的一反射表面。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，用於移動該一或更多個遮蓋的該致動器包括以一管子連接至該壓力容器的一氣體彈簧，以至於在該壓力容器的該等腔室其中之一的增加壓力增加該氣體彈簧內的壓力、並增加其長度，該氣體彈簧的兩端樞軸地附接至臂，該臂在一端上支撐該遮蓋，並在該臂的相反端上彼此鉸接，其中該氣體彈簧的該長度之一改變改變了該臂的該等鉸接端之間的角度，並將該遮蓋朝向曝露或遮蔽位置移動。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，該隔膜是一彈性隔膜。
6. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，該第一腔室的該孔口被配置為關閉的，且當該流體泵在操作時該第二腔室的該孔口被配置為打開的，以至於當該壓力容器以及其腔室中的該流體加熱時，該第一腔室的體積膨脹，由此將流體從該第二腔室經由該孔口推出，且，以至於當該壓力容器以及其腔室中的該流體冷卻時，該第一腔室的體積縮小，由此經由該孔口將流體拉入該第二腔室中。
7. 如申請專利範圍第6項所述的太陽能電力流體泵，其特徵在於，在該第一腔室中的該流體是液體，且該第二腔室中的該流體是氣體。
8. 一種包括一太陽能電力流體泵的太陽能電力流體泵系統，該太陽能電力流體泵具有用於接收太陽輻射的一第一壓力容器以及用於從地面下將水唧吸至地面上的一至少部分浸沒的第二壓力容器，該等壓力容器由一隔膜劃分成該等壓力容器內的一第一腔室以及一第二腔室，兩個壓力容器的兩個腔室都具有用於輸入以及輸出流體的一孔口，其中該第一壓力容器的該第一腔室被配置成在操作時是密封的，且該第一壓力容器的該第二腔室以一軟管連接至該第二壓力容器的該第一腔室，以至於在一個腔室中的一壓力改變移動該隔膜、並改變所有腔室的體積，其特徵在於，該流體泵包括用於達成再發生唧吸動作的遮蔽裝置，其中該遮蔽裝置包括一或更多個遮蓋以及將該一或更多個遮蓋在該壓力容器曝露至陽光以及遮蔽而避開該陽光的位置之間移動的一致動器，且該第二壓力容器的該第二腔室連接至具有一單向閥的一輸入軟管，當該遮蓋在遮蔽位置中且該第二壓力容器的該第二腔室膨脹時，該單向閥允許周圍水的一輸入，且其特徵在於，該第二壓力容器的該第二腔室連接至具有一單向閥的一輸出軟管，當該遮蓋在曝露位置中且該第二壓力容器的該第二腔室縮小時，該單向閥允許水從該第二壓力容器的該第二腔室的一輸出。
9. 一種如申請專利範圍第1項所述太陽能電力流體泵的用途，用於將空氣壓縮至一空氣罐。