CN104847604A - 太阳能动力结构 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种太阳能动力结构，包括涡轮增压机、气体容纳装置和太阳光集热装置；气体容纳装置设置有进气口和出气口，涡轮增压机通过进气口向气体容纳装置内压缩气体；太阳光集热装置收集太阳能热量并传送至气体容纳装置，对气体容纳装置中的气体加热，气体容纳装置中的气体膨胀，并由所述出气口喷出。本发明的太阳能动力结构，转换太阳能效率高、结构简单，成本低廉，用途广泛。

Description

太阳能动力结构

技术领域

本发明涉及太阳能应用领域，尤其涉及一种将太阳能转化为机械能的太阳能动力结构。

背景技术

太阳能对于人类来说，是一种纯净的，取之不尽、用之不竭的能源。太阳能具有如下的特点：(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。所以太阳能的收集和应用是人类发展的重要方向。目前，太阳能的使用，主要是应用于发电、供暖等领域，但是其利用率低，设备成本高，若要满足人们的日常需要，需要投入大量的人力和物力。怎样才能提高太阳能的利用效率并且减少成本，是需要人们思考决绝的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种提高太阳能利用效率、降低太阳能设备成本的太阳能动力结构。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种太阳能动力结构，包括涡轮增压机、气体容纳装置和太阳光集热装置；

所述气体容纳装置设置有进气口和出气口，所述涡轮增压机通过进气口向气体容纳装置压缩气体；

所述太阳光集热装置收集太阳能热量并传送至气体容纳装置，对气体容纳装置中的气体加热，气体容纳装置中的气体膨胀，并由所述出气口喷出。

进一步地，所述气体容纳装置的侧壁全部或部分设置为透明状，所述太阳光集热装置设置于气体容纳装置内部，太阳光通过侧壁上的透明处照射所述太阳光集热装置。

进一步地，所述气体容纳装置的侧壁外部包裹太阳光集热装置，或者气体容纳装置的侧壁由太阳光集热装置组成。

进一步地，所述出气口处安装喷嘴，喷嘴处设置叶轮或涡轮。

进一步地，所述叶轮或涡轮的轮轴连接发电机。

进一步地，所述发电机电连接所述涡轮增压机；或，发电机电连接充电蓄电池，充电蓄电池电连接涡轮增压机。

进一步地，所述喷嘴内设置多个导风片；

所述导风片将沿喷嘴吹出的风垂直喷射于叶轮或涡轮上的叶片。

进一步地，所述涡轮增压机与所述叶轮或涡轮同轴设置。

进一步地，所述太阳光集热装置上设置有伸入所述气体容纳装置中的散热片。

进一步地，太阳能动力结构还包括反射太阳光装置，反射太阳光装置将太阳光反射至太阳光集热装置。

进一步地，太阳能动力结构还包括加热装置，用于加热气体容纳装置。

本发明的太阳能动力结构，通过太阳能集热装置收集太阳光的热量，并将热量传递到气体容纳装置，对气体容纳装置内的气体加热，使气体容纳装置内的气体膨胀，又由于涡轮增压机向气体容纳装置压缩气体，使得气体容纳装置内的气体从出气口处喷出，产生大量的动能和热能，动能可以用来发电等使用，热能可以用于取暖等使用，大大提高了太阳能的使用效率，而且结构简单，生产组装方便，产品成本低廉，用途广泛。

附图说明

图1是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图；

图2是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图；

图3是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图；

图4是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图；

图5是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图；

图6是本发明一实施例的太阳能动力结构的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至3，提出本发明一实施例的一种太阳能动力结构，包括涡轮增压机10、气体容纳装置20和太阳光集热装置30；所述气体容纳装置20设置进气口21和出气口22，所述涡轮增压机10通过进气口21向气体容纳装置20内压缩气体；所述太阳光集热装置30收集太阳能热量并传送至气体容纳装置20，对气体容纳装置20中的气体加热，气体容纳装置20中的气体膨胀，并由所述出气口22喷出。本发明的太阳能动力结构，通过太阳能集热装置收集太阳光的热量，并将热量传递到气体容纳装置20，对气体容纳装置20内的气体加热使气体膨胀，又由于涡轮增压机10向气体容纳装置20压缩气体，使得气体容纳装置20内的气体从出气口22处喷出，产生大量的动能和热能，动能可以用来发电等使用，热能可以用于取暖等使用，大大提高了太阳能的使用效率，而且结构简单，生产组装方便，生产成本低廉，用途广泛。

本实施例中，上述气体容纳装置20的侧壁全部或部分设置为透明状，所述太阳光集热装置30设置于气体容纳装置20内部，太阳光通过侧壁上的透明处23照射所述太阳光集热装置30，太阳光集热装置30将吸收的太阳光热量快速的、大量的扩散到气体容纳装置20中，使太阳光集热装置30中的气体快速的得到热量而膨胀。太阳光集热装置30设置于气体容纳装置20内部，大大的提高太阳光的利用率。

本实施例中，上述气体容纳装置20的侧壁外部包裹太阳光集热装置30，气体容纳装置20体积一定的时候，可以提高吸收太阳光的照射面积，从而提高太阳光集热装置30的吸热量；在另一实施例中，上述气体容纳装置20的侧壁由太阳光集热装置30组成，气体容纳装置20体积一定的时候，可以提高吸收太阳光的照射面积，而且太阳光集热装置30直接于气体容纳装置20内的气体接触，可以快速的加热气体容纳装置20内的气体，提高太阳能的利用率。

本实施例中，上述出气口22处安装喷嘴40，喷嘴40处设置叶轮42或涡轮，叶轮42和涡轮都可以将气体流动的动能，转换为转动的机械能，可以根据不同的使用环境，选择叶轮42或涡轮。在一具体实施例中，上述的叶轮42或涡轮的轮轴43连接发电机50，可以将机械能转换为电能，而喷出的气体带有热量，还可以利用其热量进行供暖等，提高太阳能的利用率。

本实施例中，上述发电机50电连接所述涡轮增压机10，当太阳能动力结构启动的时候，需要外部的电能启动涡轮增压机10，当太阳能动力结构正常工作后，可以将外部电能切断，而使用其本身产生的电能，使其成为一个只利用太阳能产生能量的设备，节能环保；在另一实施例中，发电机50电连接充电蓄电池60，充电蓄电池60电连接涡轮增压机10，同样可以节能环保，当启动太阳能动力结构时，可以通过充电蓄电池60直接供电，而无需外部电源的介入。为了防止充电蓄电池60的电量完全使用后，无法提供涡轮增压机10的启动，还可以给充电蓄电池60连接一个太阳能发电板，当充电蓄电池60没电时，太阳能发电板产生电能以启动涡轮增压机10，进而启动太阳能动力结构的涡轮增压机10。

本实施例中，上述喷嘴40内设置多个导风片41，所述导风片41将沿喷嘴40吹出的风垂直喷射于叶轮42或涡轮上的叶片，可以提高气体流动的动能使用率。

本实施例中，上述涡轮增压机10与所述叶轮42或涡轮同轴设置，当气体容纳装置20内的气体膨胀而从喷嘴40处喷出带动叶轮42或涡轮的轮轴43转动时，由于涡轮增压机10与所述叶轮42或涡轮同轴设置，所以可以同时带动涡轮增压机10的转动，从而节省涡轮正压机的电量消耗。在其他实施例中，涡轮增压机10与所述叶轮42或涡轮也可以非同轴设置，可以根据使用环境、使用要求决定适用的设计方案。

本实施例中，上述太阳光集热装置30上设置有伸入所述气体容纳装置20中的散热片24，提高太阳光集热装置30的散热效率，快速的加热气体容纳装置20内的气体，提高气体容纳装置20内气体的膨胀速率。

本实施例中，上述太阳能动力结构还包括反射太阳光装置70，反射太阳光装置70将太阳光反射至太阳光集热装置30，提高太阳光集热装置30吸收太阳光的浓度，进而提高太阳光集热装置30的吸热量，利用到更多的太阳能。反射太阳光装置70可以是反光板或者凹面反光镜等，调整反光板或者凹面反光镜的角度，即可将太阳光反射到太阳光集热装置30上。

本实施例中，上述太阳能动力结构还包括加热装置，用于加热气体容纳装置20，比如加热装置使用煤炭、液化气等燃烧给气体容纳装置20加热等。可以在没有太阳光的情况下，继续通过太阳能动力结构将其他的热能转化成机械能，然后再将机械能转化得到需要的能量，如电能等。

参照图4，本发明的太阳能动力结构在一实施例中，太阳能动力结构的前端设置涡轮增压机10，涡轮增压机10的轴延伸至太阳能动力结构的后端，并作为喷嘴40处的叶轮42轮轴43，即涡轮增压机10与喷嘴40处的叶轮42同轴设置，可以在轮轴43上连接发电机50等将机械能转换成电能等需要的能量。本实施例的特别之处在于，气体容纳装置20设置于远端，分别通过导气管与涡轮增压机10和喷嘴40连接，这样可以根据使用环境，任意的设置气体容纳装置20位置，使用方便。本实施例中的气体容纳装置20中设置有连接太阳光集热器的散热片24，各散热片24之间交替设置，形成气体通道，既可以均匀加热气体，又可以提高加热速率，还可以稳定气体流动的方向。

参照图5，本发明的太阳能动力结构在一实施例中，太阳能动力结构的前端设置涡轮增压机10并连接气体容纳装置20的进气口21，出气口22通过导气管与喷嘴40处连接，涡轮增压机10与喷嘴40处的涡轮不同轴设置，可以在喷嘴40处的涡轮轮轴43上连接发电机50等将机械能转换成电能等需要的能量。本实施例的特别之处在于，气体容纳装置20的设置于远端，分别通过导气管与涡轮增压机10和喷嘴40连接，而且涡轮增压机10与喷嘴40处的轴流式涡轮不同轴设置，这样可以根据使用环境，任意的设置气体容纳装置20、涡轮增压机10和喷嘴40处涡轮的位置，使用方便。本实施例中的气体容纳装置20中设置有连接太阳光集热器的散热片24，各散热片24之间交替设置，行程气体通道，既可以均匀加热气体，又可以提高加热速率，还可以稳定气体流动的方向。

参照图6，本发明的太阳能动力结构在一实施例中，上述气体容纳装置20内本身就是一个长导管，进行多次弯折，然后形成一个大的气体容纳装置20，并且长导管的管壁为太阳光集热装置30或外侧包裹太阳光集热装置30，加热面积大，提高加热速率，气体膨胀均匀，可以稳定气体流动的方向。

本实施例中，上述涡轮增压机10可以是轴流式涡轮增压机，也可以是离心式涡轮增压机。

本发明的太阳能动力结构具有太阳能利用率高的特点，以发电为例，现有的太阳能光伏发电的效率为17％左右，转换效率越高，所使用的光伏材料成本越高，而本发明的太阳能动力结构的发电效率为20％以上，相同采光面积的光伏发电量远远低于太阳能动力结构的发电量；而且本实施例中的太阳能动力结构具有价格低廉的特点，同样以发电为例，产生同样发电量的太阳能光伏发电所需的成本，远远高于太阳能动力结构所需成本，反之，同样成本的情况下，太阳能光伏发电量远远低于太阳能动力结构的发电量；太阳能动力结构具有多用途的特点，可以将气体流动产生的机械能转换为所需要的能量，如电能等，同时产生的热空气还可以进行取暖、烧水等。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种太阳能动力结构，其特征在于，包括涡轮增压机、气体容纳装置和太阳光集热装置；

所述气体容纳装置设置有进气口和出气口，所述涡轮增压机通过进气孔向气体容纳装置内压缩气体；

所述太阳光集热装置收集太阳能热量并传送至气体容纳装置，对气体容纳装置中的气体加热，气体容纳装置中的气体膨胀，并由所述出气口喷出。

2.根据权利要求1所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述气体容纳装置的侧壁全部或部分设置为透明状，所述太阳光集热装置设置于气体容纳装置内部，太阳光通过侧壁上的透明处照射所述太阳光集热装置。

3.根据权利要求1所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述气体容纳装置的侧壁外部包裹太阳光集热装置，或者气体容纳装置的侧壁由太阳光集热装置组成。

4.根据权利要去1中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述出气口处安装喷嘴，喷嘴处设置叶轮或涡轮。

5.根据权利要求4所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述叶轮或涡轮的轮轴连接发电机。

6.根据权利要求5所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述发电机电连接所述涡轮增压机；或，发电机电连接充电蓄电池，充电蓄电池电连接涡轮增压机。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述喷嘴内设置多个导风片；

所述导风片将沿喷嘴吹出的风垂直喷射于叶轮或涡轮上的叶片。

8.根据权利要求4-6中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述涡轮增压机与所述叶轮或涡轮同轴设置。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，所述太阳光集热装置上设置有伸入所述气体容纳装置中的散热片。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，还包括反射太阳光装置，反射太阳光装置将太阳光反射至太阳光集热装置。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的太阳能动力结构，其特征在于，还包括加热装置，用于加热气体容纳装置。