专利名称：太阳热能综合利用系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳热能综合利用系统，尤其涉及一种能够将太阳热能进行存储的太阳能综合利用系统，属于太阳能技术领域。
背景技术：
目前电力主要通过化石燃料、水力势能或者核能产生，但是化石能源是不可再生的，面临着逐渐枯竭的问题，同时这些化石能源在使用过程中也会产生大量的污染排放。利用水力势能发电时，在用电高峰时可以充分地将水力势能转化成电能，而在用电低谷时，水力势能就白白地浪费了 ；利用核能发电时，也会造成污染。另外，不管用何种形式来产生电能，电能存储都比较昂贵。
发明内容
为克服现有技术中存在的技术问题，本申请的发明目的是提供一种太阳热能综合利用系统，所述系统能够将太阳热能转换为压缩空气以气能的形成存储起来。为实现所述发明目的，本发明提供一种太阳热能综合利用系统，其包括太阳热能水蒸汽制取子系统和空气压缩子系统，其特征在于，所述太阳热能水蒸汽制取子系统利用太阳热能将水加热得到水蒸汽；空气压缩子系统利用水蒸汽将空气进行压缩并进行储存。优选地，水蒸汽制取子系统包括凹面镜聚光器、第一支架和金属容器，其中第一支架具有一个用于支撑金属容器的圆筒形托架和三个腿，三个腿设置在凹面镜聚光器的凹面侧以使圆筒形托架置于凹面镜的焦点处，金属容器为圆柱形封闭腔体，其腔体用于容纳水，金属容器的上端设置有进水口和水蒸汽排气口。优选地，所述太阳热能水蒸汽制取子系统还包括第二支架，第二支架用于支撑凹面镜聚光器，所述第二支架能够根据太阳光的入射方向旋转以使太阳光沿凹面镜的轴线入射。优选地，空气压缩子系统包括气囊空气压缩机、第一换向阀、第二换向阀、中压风机和第二储气罐，其中，气囊空气压缩机包括第一容器、第二容器、设置在第一容器内的第一气囊和设置在第二容器内的第二气囊，中压风机和第二储气罐分别通过第一换向阀交替与第一气囊和第二气囊连通；第一容器和第二容器分别通过第二换向阀交替与水蒸汽的排气口和饮用水制取子系统连通。优选地，，综合利用系统还包括饮用水制取子系统，饮用水制取子系统包括冷凝器、蒸馏水盛水器和矿物质器，其中，冷凝器将蒸汽冷凝成蒸馏水并存储在蒸馏水盛水器中，蒸馏水经过矿物质器将对人体有益的矿物质溶入蒸馏水形成供人们饮用的水。优选地，所述综合利用系统还包括电机，所述电机能够带动第一换向阀和第二换向阀的阀芯旋转以使风机交替地给第一气囊和第二气囊提供常压空气，并交替地使第一气囊和第二气囊中的压缩空气存入储气罐。优选地，所述综合利用系统还包括汽轮机、发电机和变压整流滤波器和控制器，所述汽轮机能够带动发电机发电，所述变压整流滤波器和控制器，其中，所述变压整流滤波器用于将发电机所提供的交流电能进行变压、整流并滤波以提供给控制器所需要的直流电倉泛。优选地，所述的水力势能综合利用系统包括管道网络，所述管道网络将压缩空气传输到用户，所述用户利用压缩空气驱动空气动力装置。优选地，所述管道网络沿公路设置，在公路边设置压缩空气站，所述空气动力装置为气动汽车，当气动汽车的压缩空气用尽时，利用压缩空气站进行充气。优选地，空气动力装置为气轮机，气轮机能够带动发电机以将气能转换为电能供用电设置使用，气轮机也能够带动机械装置以将气能转换为机械能。与现有技术相比，本发明所提供的太阳热能综合利用系统，能够将太阳热能转换为压缩空气以气能的形成存储起来。
图1是本发明提供的太阳热能水蒸汽制取子系统的示意图；图2A是本发明提供的空气压缩子系统中所用的电动换向阀在阀芯处于第一位置时的沿轴线的纵向截面示意图；图2B是本发明提供的空气压缩子系统中所用的电动换向阀在阀芯处于第二位置时的沿轴线的纵向截面示意图；图3A是本发明提供的空气压缩子系统中所用的换向阀的阀体的立体示意图；图3B是本发明提供的空气压缩子系统中所用的换向阀的阀体的沿轴线纵向截面示意图；图4A是本发明提供的空气压缩子系统中所用的换向阀的阀芯立体示意图；图4B是本发明提供的换向阀的阀芯的沿轴线纵向截面示意图；图5是本发明提供的空气压缩子系统的示意图。
具体实施例方式本发明提供的太阳热能综合利用系统包括太阳热能水蒸汽制取子系统和空气压缩子系统，其中，所述太阳热能水蒸汽制取子系统利用太阳热能将水加热得到水蒸汽；空气压缩子系统利用水蒸汽将空气进行压缩并进行储存。下面结合附图详细说明本发明。图1是本发明提供的太阳热能水蒸汽制取子系统的示意图。如图1所示，水蒸汽制取子系统包括凹面镜聚光器31、第一支架和金属容器32，其中第一支架具有一个用于支撑金属容器的圆筒形托架33和三个腿(图中未示)，三个腿设置在凹面镜聚光器31的凹面侧以使圆筒形托架置于凹面镜的焦点处，金属容器32为圆柱形封闭腔体，其腔内用于容纳水，金属容器的上端设置有进水口 34和水蒸汽的排气口 45。当太阳光的入射光线26沿凹面镜的轴线入射时，其反射光线27会聚于凹面镜的焦点处，设置在凹面镜焦点处的金属容器32受到高温而将容器内的水加热蒸发形成高压蒸汽(所述高压为标准大气压的10倍以上)。所述太阳热能水蒸汽制取子系统还包括第二支架和第三支架30，第三支架30设置于地面上，第二支架与第三支架活动连接，第二支架用于支撑凹面镜聚光器31，第所述第二支架能够根据太阳光的入射方向旋转以使太阳光沿凹面镜的轴线入射。
图2A是本发明提供的空气压缩子系统中的电动换向阀在阀芯处于第一位置时的沿轴线的纵向截面示意图；图28是本发明提供的空气压缩子系统中的电动换向阀在阀芯处于第二位置时的沿轴线的纵向截面示意图，截面图中，阀体的通孔14、15、16和17并不存在，而图中标出，只是为了说明问题。如图1所示，本发明提供的电动换向阀包括阀体2、阀芯4和设置于阀体两端并与阀体密封配合的阀盖I和3，其中，阀芯4的一端沿轴线设置有轴5，调速电机可以带到该轴旋转，轴5旋转时可以带动阀芯4在阀体2的圆柱形腔体内旋转。阀体2沿径向设置有横截面为圆形的通孔6、通孔7、通孔8、通孔9、通孔14、通孔15、通孔16和通孔17，其中通孔6和通孔7关于轴线AB对称，通孔8和通孔9关于轴线AB对称，通孔14和通孔15关于轴线AB对称，通孔16和通孔17关于轴线AB对称。阀芯18沿轴线设置有横截面为椭圆形的贯通孔10、贯通孔11、贯通孔12和贯通孔13。圆形的直径等于椭圆形的短轴长。阀芯4在阀体2的圆柱形腔体内旋转到一定位置时，通孔6和通孔7经贯通孔10连通，通孔16和通孔17经贯通孔12连通。通孔8和通孔9被阀芯阻断，通孔14和通孔15被阀芯阻断。阀芯18在阀体2的圆柱形腔体内旋转到另一位置时，通孔8和通孔9经贯通孔13连通，通孔14和通孔15经贯通孔11连通。通孔6和通孔7被阀芯阻断，通孔16和通孔17被阀芯阻断。图3A是本发明提供的空气压缩子系统中的换向阀的阀体的立体示意图；图3B是本发明提供的空气压缩子系统中的换向阀的阀体的沿轴线纵向截面示意图。如图3所示，换向阀的阀体2沿轴向设置有圆柱形腔体，沿径向设置彼此相错90度的4排横截面为圆形的通孔6、8、15、17、7、9、14和16，其中，通孔6和8为第一排，通孔15和17为第二排，通孔7和9为第三排，通孔14和16为第四排，即每排通孔为2个，第一、第二、第三和第四排通孔彼此相错90度。阀体2还设有三个注油孔，这三个注油孔设置在第三排中。图4A是本发明提供的空气压缩子系统中的换向阀的阀芯立体示意图；图48是本发明提供的空气压缩子系统中的换向阀的阀芯的沿轴线纵向截面示意图。如图3所示，所述阀芯为圆柱形，其直径等于阀体沿轴向设置的圆柱形腔体的直径，阀芯沿径向设置有2排相互彼此相错90度的横截面为椭圆形的贯通孔10、11、12和13，贯通孔10和11为第一排，贯通孔12和13为第二排，第一排贯通孔和第二排贯通孔相互垂直。所述阀体和阀芯均采用耐磨材料制成。图5是本发明提供的空气压缩子系统的示意图。如图5所示，空气压缩系统包括气囊空气压缩机、第一换向阀20和第二换向阀21、中压风机和高压储气罐，其中，气囊空气压缩机包括第一容器23、第二容器25、设置在容器23内的第一气囊22和设置在第二容器25内的第二气囊24，第一容器23的上端设置有三通A，该三通A的一端与气囊22连通，另两端可与进气管和排气管分别相连；第一容器23的下端设置有三通B，该三通B的一端与容器23连通，另两端可与进气管(或者进水管)和排气管(或者排水管)分别相连。第二容器25的上端设置有三通C，该三通C的一端与气囊24连通，另两端可与进气管和排气管分别相连；第二容器25的下端设置有三通D，该三通D的一端与容器5连通，另两端可与和排气管分别相连。换向阀20和21具有相同的结构。如图5所示，将与第一气囊22连通的进气管连接到第一换向阀20的阀体的通孔6，中压风机的排气管连接到第一换向阀20的阀体的通孔7，将与第二气囊24连通的排气管连接到第一换向阀20的阀体的通孔14，第一换向阀20的阀体的通孔15经三通连接到第二高压储气罐。将与第一气囊22连通的进气管连接到第一换向阀20的阀体的通孔8，中压风机的排气管连接到换向阀20的阀体的通孔9，将与第一气囊22连通的排气管连接到第一换向阀的阀体的通孔16，换向阀20的阀体的通孔17经三通连接到高压储气罐。将与第二容器25连通的进气管连接到第二换向阀21的阀体的通孔8，太阳能加热器的金属容器的排气口通过导气管经单向阀连接到第二换向阀21的阀体的通孔9，将与第二容器25连通的排气管连接到第二换向阀21的阀体的通孔16。将与第一容器23连通的进气管连接到第二换向阀21的阀体的通孔6，太阳能加热器中的金属容器的排气管经单向阀连接到第二换向阀21的阀体的通孔7，将与第一容器23连通的排气管连接到第二换向阀21的阀体的通孔14。第二换向阀21的阀体的通孔15和17经两气管接入一三通的两端，该三通的第三端端以单向阀连接到冷凝器。本发明提供的空气压缩子系统的工作原理如下:第二容器25和第一容器23相当于人的心脏的两个心室，安 装于第二容器25内的顶部的第二气囊24和安装于第一容器23内的顶部的第一气囊22相当于人心脏的两个心房，控制第二气囊24和第一气囊22交替收
缩与膨胀，就会将气囊内的空气压缩到第二高压储气罐。在O到$时间段内，中压风机的进
4
气管与第二气囊24的进气管接通，第一气囊22的排气管与第二高压储气罐接通，第二容器25与冷凝器接通，第一容器23与太阳能加热器中的金属容器接通，通过中压风机将空气充入到第二气囊24，太阳能加热器中的金属容器所排出的蒸汽充入到第一容器23，当第二气
囊24充满空气后，控制第一换向阀20和第二换向阀21换向，即*到I时间段内，中压风机
的进气管与第一气囊22的进气管接通，第二气囊24的排气管与第二高压储气罐接通，第一容器23与冷凝器接通，第二容器25与太阳能加热器中的金属容器接通，通过中压风机给第一气囊22充气，同时太阳能加热器中的金属容器通过第二容器25底部的进气管进入第二容器25，太阳能加热器中的金属容器通过第二换向阀21给第二容器25充高压蒸气，第二气囊24的空气受到挤压，通过第一换向阀20充入到第二高压储气罐，当第一气囊22内的
空气充满且第二气囊24完全充收缩后，控制第一换向阀20和第二换向阀21动作，即在*
到￥时间段内，中压风机的进气管与第二气囊24的进气管接通，第一气囊22的排气管与 4
第二高压储气罐接通，第二容器25与冷凝器接通，第一容器23与太阳能加热器中的金属容器接通，通过中压风机将空气充入到第二气囊24，太阳能加热器中的金属容器所排出的蒸汽充入到第一容器23，第一气囊22内的空气充入到第二高压储气罐，中压风机给第二气囊
24充气，第二容器25内的蒸汽进入冷凝器，重复;到$的过程，就将空气压缩到第高压储
4 4气罐。本发明提供的综合利用系统还包括饮用水制取子系统，饮用水制取子系统包括冷凝器、蒸馏水盛水器和矿物质器，其中，冷凝器将高压蒸汽冷凝成蒸馏水并存储在蒸馏水盛水器中，蒸馏水经过矿物质器将对人体有益的矿物质溶入蒸馏水形成供人们饮用的水。 所述综合利用系统还包括电机，所述电机能够带动第一换向阀和第二换向阀的阀芯旋转以使风机交替地给第一气囊和第二气囊提供常压空气，并交替地使第一气囊和第二气囊中的压缩空气存入储气罐。
所述综合利用系统还包括汽轮机、发电机和变压整流滤波器和控制器，太阳热能水蒸汽制取子系统所产生的高压水蒸汽首先输送给汽轮机，汽轮机能够带动发电机发电，所述变压整流滤波器和控制器，其中，所述变压整流滤波器用于将发电机所提供的交流电能进行变压、整流并滤波以提供给控制器所需要的直流电能。所述的太阳热能综合利用系统还包括管道网络，所述管道网络将压缩空气传输到用户，所述用户利用压缩空气驱动空气动力装置。所述管道网络沿公路设置，在公路边设置压缩空气站，所述空气动力装置为气动汽车，当气动汽车的压缩空气用尽时，利用压缩空气站进行充气。空气动力装置为气轮机，气轮机能够带动发电机以将气能转换为电能供用电设置使用。气轮机也能够带动机械装置以将气能转换为机械能。以上结合附图详细说明了本发明的工作原理，但是具体实施方式
仅是用于示范地说明本发明。说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。以上结合附图详细说明了本发明的工作原理，但是具体实施方式
仅是用于示范地说明本发明。说明书仅是用于解释权利要求书。但本发明的保护范围并不局限于说明书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明批露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种太阳热能综合利用系统，其包括太阳热能水蒸汽制取子系统和空气压缩子系统，其特征在于，所述太阳热能水蒸汽制取子系统利用太阳热能将水加热得到水蒸汽；空气压缩子系统利用水蒸汽将空气进行压缩并进行储存。
2.根据权利要求1所述的太阳热能综合利用系统，其特征在于，水蒸汽制取子系统包括凹面镜聚光器、第一支架和金属容器，其中第一支架具有一个用于支撑金属容器的圆筒形托架和三个腿，三个腿设置在凹面镜聚光器的凹面侧以使圆筒形托架置于凹面镜的焦点处，金属容器为圆柱形封闭腔体，其腔体用于容纳水，金属容器的上端设置有进水口和水蒸汽排气口。
3.根据权利要求2所述的太阳热能综合利用系统，其特征在于，所述太阳热能水蒸汽制取子系统还包括第二支架，第二支架用于支撑凹面镜聚光器，所述第二支架能够根据太阳光的入射方向旋转以使太阳光沿凹面镜的轴线入射。
4.根据权利要求3所述的太阳热能存储系统，其特征在于，空气压缩子系统包括气囊空气压缩机、第一换向阀、第二换向阀、中压风机和第二储气罐，其中，气囊空气压缩机包括第一容器、第二容器、设置在第一容器内的第一气囊和设置在第二容器内的第二气囊，中压风机和第二储气罐分别通过第一换向阀交替与第一气囊和第二气囊连通；第一容器和第二容器分别通过第二换向阀交替与水蒸汽的排气口和饮用水制取子系统连通。
5.根据权利要求4所述的太阳热能综合利用系统，其特征在于，综合利用系统还包括饮用水制取子系统，饮用水制取子系统包括冷凝器、蒸馏水盛水器和矿物质器，其中，冷凝器将蒸汽冷凝成蒸馏水并存储在蒸馏水盛水器中，蒸馏水经过矿物质器将对人体有益的矿物质溶入蒸馏水形成供人们饮用的水。
6.根据权利要求4所述的太阳热能综合利用系统，所述综合利用系统还包括电机，所述电机能够带动第一换向阀和第二换向阀的阀芯旋转以使风机交替地给第一气囊和第二气囊提供常压空气，并交替地使第一气囊和第二气囊中的压缩空气存入储气罐。
7.根据权利要求6所述的太阳热能综合利用系统，所述综合利用系统还包括汽轮机、发电机和变压整流滤波器和控制器，所述汽轮机能够带动发电机发电，所述变压整流滤波器和控制器，其中，所述变压整流滤波器用于将发电机所提供的交流电能进行变压、整流并滤波以提供给控制器所需要的直流电能。
8.根据权利要求6所述的太阳热能综合利用系统，所述的水力势能综合利用系统包括管道网络，所述管道网络将压缩空气传输到用户，所述用户利用压缩空气驱动空气动力装置。
9.根据权利要求8所述的太阳热能综合利用系统，所述管道网络沿公路设置，在公路边设置压缩空气站，所述空气动力装置为气动汽车，当气动汽车的压缩空气用尽时，利用压缩空气站进行充气。
10.根据权利要求9所述的太阳热能综合利用系统，其特征在于，空气动力装置为气轮机，气轮机能够带动发电机以将气能转换为电能供用电设置使用，气轮机也能够带动机械装置以将气能转换为机械能。
全文摘要
本发明涉及一种太阳热能综合利用系统，属于太阳能技术领域。所述系统包括水蒸汽制取子系统、空气压缩子系统和饮用水制取子系统，所述水蒸汽制取子系统利用太阳能将水加热得到水蒸汽；空气压缩子系统利用水蒸汽将空气进行压缩并进行储存；饮用水制取子系统用于将水蒸汽冷凝成水并制成饮用水。本发明提供的系统能够将太阳能以压缩空气的形式存储起来。
文档编号F04B35/00GK103184993SQ201310059590
公开日2013年7月3日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者刘典军 申请人:青岛格兰德新能源有限公司