[實用新型]利用太陽能發(fā)電的裝置及熱能發(fā)電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200620131015.2
• 申請日: 2006-07-24
• 公開（公告）號: CN200996731Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 王海
• 申請（專利權(quán)）人: 王海
• 主分類號: F24J2/04
• 分類號: F24J2/04;H02K7/18
• 代理公司: 銅陵市天成專利事務所
• 代理人: 程霏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種利用太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽賹崮苻D(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿姆椒ā⒀b置及用于該方法的熱能發(fā)電機。

背景技術(shù)

太陽能是一種取之不盡，用之不竭的能源，它還具有清潔、環(huán)保的優(yōu)點，因此太陽能的利用一直是人們開發(fā)新能源研究的一個熱點。太陽能發(fā)電是太陽能利用的一個重要方向，目前，太陽能發(fā)電裝置主要有二種方式，一種是利用光電效應將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽缰袊?a title="鉆瓜專利網(wǎng)">專利號200420015924.0的專利文獻公開的一種太陽能發(fā)電裝置，它就是通過硅電池把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑸樘岣咝Ч€設置了一個太陽光方位自動跟蹤儀，最大限度地利用太陽光發(fā)電。由于目前受光電技術(shù)的限制，光電的轉(zhuǎn)換效率低，太陽能利用率最高只能達到15％左右，因此它的缺點是太陽能利用率低，價格昂貴。另一種方式是把太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽侔褵崮苻D(zhuǎn)變?yōu)閯幽埽缓笥蓜幽苻D(zhuǎn)化為電能。如中國專利號為02208516.5的專利文獻公開的一種太陽能發(fā)電裝置，它是通過聚光裝置，把大面積的太陽光聚焦到一起后對水箱內(nèi)的水進行加熱產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽推動蒸汽輪機旋轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動發(fā)電，水蒸汽從蒸汽輪機出來后由水泵直接送入冷卻塔進行冷卻后返回水箱循環(huán)利用。由于單位面積太陽光線的能量是有限的，必需采用龐大的聚光裝置聚集光線，否則很難獲得滿足蒸汽機工作時所需壓力的水蒸汽，必然導致增加投入成本，使結(jié)構(gòu)復雜，實用性不強，同時由于水蒸汽冷凝要釋放大量的熱量，因此太陽能利用率低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種實用性強、太陽能利用率高、結(jié)構(gòu)簡單的利用太能陽發(fā)電的裝置及熱能發(fā)電機。

按本實用新型提出的利用太陽能發(fā)電的裝置，它包括太陽能集熱器、熱能發(fā)電機、儲液罐和泵，太陽能集熱器流體出口端有管道與熱能發(fā)電機流體進口端相通，熱能發(fā)電機流體出口端有管道與儲液罐的進口端相通，儲液罐的出口端有管道與泵的進口端相通，泵的出口端有管道與太陽能集熱器的流體進口端相通，使得儲液罐、泵、太陽能集熱器和熱能發(fā)電機共同組成工作回路，所述回路的熱能發(fā)電機、泵的出口分別串接有單向閥：回路中的流體工作介質(zhì)為制冷劑。本實用新型利用制冷劑受熱迅速汽化的特點，用太陽能集熱器作為制冷劑的蒸發(fā)器，利用太陽能對制冷劑加熱，使其汽化并獲得高溫高壓的氣體，再推動熱能發(fā)電機旋轉(zhuǎn)進行發(fā)電，把大部分熱能轉(zhuǎn)換成電能后變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)，然后進行冷凝、液化，再送入儲液罐中進行循環(huán)使用。由于制冷劑汽化迅速，吸收熱量快，冷凝時釋放的熱量少，焓降少，因此，太陽能利用效率高。

為了使由熱能發(fā)電機流出的氣態(tài)制冷劑在進入儲液罐前能夠冷凝液化，方便儲液罐收集，上述裝置還包括一個冷凝器，冷凝器的進口端通過管道與熱能發(fā)電機的出口管相通，冷凝器的出口端有管道與儲液罐的進口端相通。

由于熱能發(fā)電機在發(fā)電過程中會產(chǎn)生熱量而升溫，為確保熱能發(fā)電機的正常工作，它還包括一個冷卻支路，它包括一個與熱能發(fā)電機進行熱交換的換熱器，換熱器進出口端分別有管道與泵出口端、太陽能集熱器流體進口端相通，在換熱器的流體進出管上分別串接有單向閥。這樣從泵出來的低溫工作介質(zhì)即能對熱能發(fā)電機進行冷卻，在支路中有單向閥從而保證流體方向的穩(wěn)定性。

按本實用新型提出的一種熱能發(fā)電機，它為膨脹輪發(fā)電機，它包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)動軸、外殼和膨脹葉輪，在外殼上設介質(zhì)進口和出口，定子固定在外殼上，和定子作相對轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)動軸上，轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動聯(lián)接在外殼上，在轉(zhuǎn)動軸上固定有膨脹葉輪，在膨脹葉輪的流體入口處設有環(huán)形噴嘴，該環(huán)形噴嘴的周向側(cè)面上設有若干個導流葉片，使得流體沿膨脹葉輪葉片的法線方向進入膨脹葉輪內(nèi)。由于有環(huán)形噴嘴上導流葉片的導流作用，使高溫高壓氣體沿葉片的法線方向沖向膨脹葉輪的葉片，將極大地提高膨脹輪發(fā)電機的效率。

為保證和提高熱能發(fā)電機的效率，上述的膨脹輪發(fā)電機，在膨脹葉輪葉片外側(cè)設有端蓋，端蓋內(nèi)側(cè)面與渦輪葉片回轉(zhuǎn)面配合，端蓋的中心設有流體出口。由于有端蓋對流體介質(zhì)的密封和進一步導向作用，將保證和提高膨脹輪發(fā)電機的效率。

為進一步提高熱能發(fā)電機的效率和可靠性，所述的膨脹輪發(fā)電機為雙膨脹葉輪發(fā)電機。這樣兩個軸向相對而周向推力相同的膨脹輪推動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，不僅進一步提高了發(fā)電機的效率，而且因平衡了膨脹輪的軸向力，所以提高了發(fā)電機的可靠性。

本實用新型優(yōu)點是采用制冷劑作為流體工作介質(zhì)，吸收熱量快，冷凝時釋放的熱量少，焓降少，太陽能利用率可達到40～60％，太陽能利用率比采用硅板的太陽能電池大大提高，采用的發(fā)電方法簡單，所用設備少，同時由于本實用新型的雙膨脹葉輪發(fā)電機采用獨特的噴嘴及導流端蓋，可以提高發(fā)電效率，實用性強，應用前景廣泛。