小型互补式太阳能蒸汽发电系统的制作方法

本发明涉及一种采用热力发动机的发电系统，尤其是小型互补式太阳能蒸汽发电系统。

背景技术：

目前，传统的太阳能光热发电系统，基本上是槽式与塔式，使用的热机无非两种：蒸汽轮机或斯特林发动机，蒸汽轮机的蒸汽温度要求很高，一般均在摄氏400度以上，而且需要苯重的锅炉形成高温高压的蒸汽，对集热储热系统要求很高，集热工程量大而且成本高，而斯特林发动机要求集热温度就更高了，而且要求保持温差非常高，否则效率极低。

传统的太阳能光热发电系统由于使用锅炉或压力容器，致使蒸汽压力产生到使蒸汽轮机工作的过程需要耗大量的水及加热时间。

传统的太阳能光热发电系统热散失很大，热利用效率均不高。

传统的太阳能光热发电系统由于蒸汽轮机与锅炉均非常笨重与庞大，使整个发电系统不利于小型化、甚至便携化。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种小型互补式太阳能蒸汽发电系统，包括菲涅尔透镜、透明防风罩、太阳能真空集热储存器、蒸汽气缸、运动组件和发电机，蒸汽气缸与透明防风罩形成真空层，菲涅尔透镜置于透明防风罩上方，蒸汽气缸通过运动组件与发电机连接，当太阳光照射至菲涅尔透镜时，聚焦光线穿过透明防风罩，并使聚焦光线形成焦点后到达蒸汽气缸上，使蒸汽气缸发热至高温使蒸汽气缸内喷射的水产生蒸气膨胀做功推动运动组件从而带动发电机工作产生电能，多余的热能通过蒸汽气缸传导给可流动 导热物质输送至太阳能真空集热储存器进行储存。

具体地，所述的该蒸汽气缸的缸体可分为太阳能受热区缸体与活塞运动区缸体两个部分，太阳能受热区缸体与活塞运动区缸体紧密相连接，且此两个部分所形成的空间保持相通，活塞运动区缸体通过运动组件与发电机相连，运动组件中存在活塞、连杆和飞轮曲轴，水在太阳能受热区缸体遇高温产生水蒸汽膨胀后推动活塞运动区缸体内的活塞对外做功，活塞经连杆带动飞轮曲轴运转。

具体地，所述的太阳能受热区缸体存在呈双层结构空间且与太阳能真空集热储存器内部空间相连通，此双层结构空间与太阳能真空集热储存器内部空间存在可流动导热物质，且可在泵的旋转压力下，可流动导热物质可将太阳能受热区缸体双层结构空间的热量带到太阳能真空集热储存器内部空间且在此再次接受太阳能真空集管的加热以及保温并储存。

具体地，所述的太阳能受热区缸体顶端存在半球结构，聚焦光线形成焦点可以到达此半球结构上，目的是保证太阳至东到西时焦点都落在半球结构上。

具体地，所述的太阳能真空集热储存器与太阳能受热区缸体存在管道连接，并于管道之间串联有泵，当太阳辐照不足或晚上时，储存在太阳能真空集热储存器内热能经可流动导热物质在泵的作用下带回至太阳能受热区缸体，使半球结构维持高温的工作温度，从而保证发电的持续性。

具体地，所述的太阳能受热区缸体直径比活塞运动区缸体直径大。

具体地，所述的透明防风罩呈半球状结构，此透明防风罩置于太阳能受热区缸体顶端的半球结构上方，此两个半球状结构所形成的空间保持密封且抽成真空状态，由于此真空的存在，使太阳光线穿过透明防风罩聚焦于半球结构上产生的高温热能对外不散失，有效提高热能利用效率。

具体地，所述的太阳能受热区缸体上开设有排气门与电磁喷嘴，且电磁喷嘴方向对准太阳能受热区缸体顶端的半球结构，排气门位于太阳能受热区缸体最下端，利于排出多余的水从而对活塞运动区缸体不构成影响；由于此半球结构是焦点位置所在，高温会聚于此，同时此半球结构可以对双层结构空间的可 流动导热物质进行加热。

具体地，所述的太阳能受热区缸体内的电磁喷嘴喷射的物质是水，水经过电磁喷嘴喷射并雾化后可到达太阳能受热面，即太阳能受热区缸体顶端的半球结构。

当太阳光照射至菲涅尔透镜后，会聚光线穿过透明防风罩并使焦点落在太阳能受热区缸体顶端的半球结构上，半球结构产生高温，由于真空层的存在，杜绝了向外热传递三条件的损失，半球结构的高温热量传递给双层结构空间中的可流动导热物质，同时半球结构的内表面受热产生高温，达到工作温度时，电磁喷嘴开始工作，水经过电磁喷嘴喷出并雾化后的水遇高温的半球结构内表面，立即汽化膨胀，此时排气门关闭，水蒸汽膨胀后推动活塞在活塞运动区缸体内运动，活塞通过连杆带动飞轮曲轴运转，当活塞对外运动至终点时，电磁喷嘴停止工作，排气门打开，活塞在惯性作用下向内运动，多余水蒸汽从排气门排出，当活塞对内运动至终点时，电磁喷嘴工作，喷嘴喷出雾化的水，遇炽热的高温面汽化膨胀，推动活塞对外做功运动，周而复始重复上一循坏，最终使本发动机连续运转，从而带动发电机发电，在此过程中，多余的热量在泵的作用下被可流动导热物质带入太阳能真空集热储存器内再次受热后并储存，当太阳不足或晚上时，泵开始工作，把储存的带有高温热量的可流动导热物质带进太阳能受热区缸体顶端的半球结构中，加热半球结构的内表面使之达到工作温度，电磁喷嘴又开始工作，此时发动机重复工作循环，最终使本发电系统得到稳定的电力，通过以上结构与工作流程，可以大量减少系统的复杂性、系统的重量、大幅减少系统的用水量和提高了热利用效率，使太阳能光热发电系统向小型化和便携化发展。

在实际运用中电磁喷嘴喷射水时间长短、喷射量、喷射速度和雾化程度可由电子电路进行精确控制，排气门的打开与关闭可以受运动结构或电子电路控制，从排气门排出的水和蒸汽可以通过装置循环再利用。

附图说明

图1是本发明提供的一种小型互补式太阳能蒸汽发电系统的剖视图。

图2是本发明提供的一种小型互补式太阳能蒸汽发电系统的蒸汽气缸剖视图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，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。

实施例一

如图1、图2所示，蒸汽气缸16与透明防风罩3形成真空层7，菲涅尔透镜2置于透明防风罩3上方，蒸汽气缸16通过运动组件与发电机15连接，当太阳光照射至菲涅尔透镜2时，聚焦光线穿过透明防风罩3，并使聚焦光线形成焦点后到达蒸汽气缸16上，使蒸汽气缸16发热至高温使蒸汽气缸16内喷射的水产生蒸气膨胀做功推动运动组件从而带动发电机15工作产生电能，多余的热能通过蒸汽气缸16传导给可流动导热物质11输送至太阳能真空集热储存器1进行储存。

具体地，蒸汽气缸16的缸体延aa1虚线可分为太阳能受热区缸体8与活塞运动区缸体9两个部分，太阳能受热区缸体8与活塞运动区缸体9紧密相连接，且此两个部分所形成的空间保持相通，活塞运动区缸体9通过运动组件与发电机15相连，运动组件中存在活塞12、连杆13和飞轮曲轴14，水在太阳能受热区缸体8遇高温产生水蒸汽膨胀后推动活塞运动区缸体9内的活塞12对外做功，活塞12经连杆13带动飞轮曲轴14运转。

更具体地，太阳能受热区缸体14存在呈双层结构空间且与太阳能真空集热储存器1内部空间相连通，此双层结构空间与太阳能真空集热储存器1内部空间存在可流动导热物质11，且可在泵5的旋转压力下，可流动导热物质11可将太阳能受热区缸体8双层结构空间的热量带到太阳能真空集热储存器1内部空间且在此再次接受太阳能真空集管17的加热以及保温并储存。

太阳能受热区缸体8顶端存在半球结构10，聚焦光线形成焦点可以到达此半球结构10上，目的是保证太阳至东到西时焦点都落在半球结构10上。

太阳能真空集热储存器1与太阳能受热区缸体8存在管道连接，并于管道之间串联有泵5，当太阳辐照不足或晚上时，储存在太阳能真空集热储存器1内热能经可流动导热物质11在泵5的作用下带回至太阳能受热区缸体8，使半球结构10维持高温的工作温度，从而保证发电的持续性。

太阳能受热区缸体8直径比活塞运动区缸体9直径大。

透明防风罩3呈半球状结构，此透明防风罩3置于太阳能受热区缸体8顶端的半球结构10上方，此两个半球状结构所形成的空间保持密封且抽成真空状态，由于此真空的存在，使太阳光线穿过透明防风罩3聚焦于半球结构10上产生的高温热能对外不散失，有效提高热能利用效率。

太阳能受热区缸体8上开设有排气门6与电磁喷嘴4，且电磁喷嘴4方向对准太阳能受热区缸体8顶端的半球结构10，排气门6位于太阳能受热区缸体8最下端，利于排出多余的水从而对活塞运动区缸体9不构成影响；由于此半球结构10是焦点位置所在，高温会聚于此，同时此半球结构10可以对双层结构空间的可流动导热物质11进行加热。

太阳能受热区缸体8内的电磁喷嘴4喷射的物质是水，水经过电磁喷嘴4喷射并雾化后可到达太阳能受热面，即太阳能受热区缸体8顶端的半球结构10。

当太阳光照射至菲涅尔透镜2后，会聚光线穿过透明防风罩3并使焦点落在太阳能受热区缸体8顶端的半球结构10上，半球结构10产生高温，由于真空层7的存在，杜绝了向外热传递三条件的损失，半球结构10的高温热量传递给双层结构空间中的可流动导热物质11，同时半球结构10的内表面受热产生高温，达到工作温度时，电磁喷嘴4开始工作，水经过电磁喷嘴4喷出并雾化后的水遇高温的半球结构10内表面，立即汽化膨胀，此时排气门6关闭，水蒸汽膨胀后推动活塞12在活塞运动区缸体9内运动，活塞12通过连杆13带动飞轮曲轴14运转，当活塞12对外运动至终点时，电磁喷嘴4停止工作，排气门 6打开，活塞12在惯性作用下向内运动，多余水蒸汽从排气门6排出，当活塞12对内运动至终点时，电磁喷嘴4工作，喷嘴喷出雾化的水，遇炽热的高温面汽化膨胀，推动活塞12对外做功运动，周而复始重复上一循坏，最终使本发动机连续运转，从而带动发电机15发电，在此过程中，多余的热量在泵5的作用下被可流动导热物质11带入太阳能真空集热储存器1内再次受热后并储存，当太阳不足或晚上时，泵5开始工作，把储存的带有高温热量的可流动导热物质11带进太阳能受热区缸体8顶端的半球结构10中，加热半球结构10的内表面使之达到工作温度，电磁喷嘴4又开始工作，此时发动机重复工作循环，最终使本发电系统得到稳定的电力，通过以上结构与工作流程，可以大量减少系统的复杂性、系统的重量、大幅减少系统的用水量和提高了热利用效率，使太阳能光热发电系统向小型化和便携化发展。

如上所说的太阳能受热区缸体顶端的半球结构在图中表示为外凸起结构，若向内凹型半球结构，焦点也同样可以落在内凹型的半球结构上，效果等同。如本技术领域的人所知，本发明的附图和实施例仅为说明本发明的功能、结构和原理而不应当成为对本发明理解上的限制；同时，本发明的目的均已经实现。上述实施例可能在不脱离本发明原理的情况下有所变更，故此，本发明的保护应以权利要求书中所描述的范围为准。