一种野外发电装置的制作方法

本发明涉及发电设备领域，特别是涉及一种野外发电装置。

背景技术：

当人们外出宿营或者探险时，经常会遇到随身携带的电子设备电量不足或者电量用尽的情况，而周围无法提供足够的电力来源，导致通讯设备或者其他电子设备无法正常使用。

针对上述问题，目前常用的解决办法是携带大量的蓄电池或者移动电源备用，但是由于在野外蓄电池或者移动电源的供电量有限，不能完全解决电子设备的用电问题。

因此，如何解决野外用电问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种野外发电装置，该野外发电装置能够有效的利用野外环境中的燃料或者光源，实现发电目的，结构简单，操作方便，发电效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种野外发电装置，包括至少一个斯特林发电机，还包括与所述斯特林发电机的热端连接的蜂窝状导热组件，以及与所述蜂窝状导热组件连接、用于将热能汇集至所述蜂窝状导热组件进而为所述斯特林发电机提供热能的支撑塔；所述蜂窝状导热组件的内部设有导热通道，所述导热通道的至少一端位于所述蜂窝状导热组件的周部，以供所述斯特林发电机的热端插入。

优选的，所述支撑塔呈直径渐缩的筒状，并且所述支撑塔的直径较小的一端可分别与所述蜂窝状导热组件的两端连接。

优选的，所述支撑塔包括可拆卸套接而成的至少两个支撑塔单体，并且相邻所述支撑塔单体之间采用螺纹连接。

优选的，所述支撑塔的塔壁为中空结构，并且所述塔壁内填充有隔热层。

优选的，所述蜂窝状导热组件包括导热主体和套接在所述导热主体上的底盘，所述斯特林发电机安装在所述底盘上，并且所述斯特林发电机的热端可插入所述导热通道的开口处。

优选的，所述导热主体呈圆饼形，所述导热主体上沿其轴向设有若干通风孔；所述导热主体的中间位置还开设有透光圆槽。

优选的，所述导热主体的中部为填充有导热材料的中空结构；所述导热主体的表面设有隔热层。

优选的，还包括用于将所述蜂窝状导热组件支离底面的支撑杆，所述支撑杆的底端还安装有底座；所述支撑杆包括第一支撑杆部分和第二支撑杆部分，所述第一支撑杆部分可与所述蜂窝状导热组件螺纹连接，所述第二支撑杆部分为伸缩杆，并且与所述底座连接；所述第一支撑杆部分和所述第二支撑杆部分之间设有万向节。

优选的，还包括用于将太阳光聚光至所述蜂窝状导热组件上的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜与所述支撑塔远离所述蜂窝状导热组件的一端可拆卸连接。

优选的，还包括用于安装所述菲涅尔透镜的支撑顶盘，所述支撑顶盘包括至少两个弧形支撑部分，所述支撑顶盘的内周部设有用于安装所述菲涅尔透镜的支撑凹槽，所述支撑顶盘的上下两侧均设有可与所述支撑塔的边缘卡接的限位凹槽。

本发明所提供的野外发电装置，包括斯特林发电机，还包括与所述斯特林发电机的热端连接的蜂窝状导热组件，以及与所述蜂窝状导热组件连接、用于将热能汇集至所述蜂窝状导热组件进而为所述斯特林发电机提供热能的支撑塔；所述蜂窝状导热组件的内部设有导热通道，所述导热通道的至少一端位于所述蜂窝状导热组件的周部，以供所述斯特林发电机的热端插入。该野外发电装置，利用所述斯特林发电机作为发电主体，并通过所述蜂窝状导热组件与所述支撑塔的配合，可利用野外环境中的柴草燃烧后提供热能，所述支撑塔可以将柴草燃烧后的火焰集中，以加热所述蜂窝状导热组件，实现热能的利用，该装置结构简单，便于安装，而且，还可以同时安装多个斯特林发电机，发电效率高，使用效果好。

在一种优选实施方式中，该装置还包括用于将太阳光聚光至所述蜂窝状导热组件上的菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜与所述支撑塔远离所述蜂窝状导热组件的一端可拆卸连接。上述设置，所述支撑塔上还可以通过安装透镜，以汇集太阳光，并利用太阳能提供热量，实现该装置既可以利用柴草燃烧发热，也可以利用太阳能发热，适用性强，满足多种使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的野外发电装置利用柴草燃烧提供热能时的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的野外发电装置利用太阳能提供热能时的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供的野外发电装置的斯特林发动机一种具体实施方式的结构示意图；

图4为本发明所提供的野外发电装置的蜂窝状导热组件一种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明所提供的野外发电装置的支撑塔一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明所提供的野外发电装置的支撑杆一种具体实施方式的结构示意图；

图7为本发明所提供的野外发电装置的支撑顶盘一种具体实施方式的结构示意图；

其中：1-斯特林发电机、11-热端、2-蜂窝状导热组件、21-导热主体、22-底盘、23-小支柱、24-透光圆槽、25-通风孔、26-侧方管道、3-支撑塔、31-支撑顶盘、32-菲涅尔透镜、4-支撑杆、41-第一支撑杆部分、42-第二支撑杆部分、43-万向节、44-底座。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种野外发电装置，该野外发电装置能够有效的利用野外环境中的燃料或者光源，实现发电，结构简单，发电效率高，使用效果好。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图7，图1为本发明所提供的野外发电装置利用柴草燃烧提供热能时的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的野外发电装置利用太阳能提供热能时的一种具体实施方式的结构示意图；图3为本发明所提供的野外发电装置的斯特林发动机一种具体实施方式的结构示意图；图4为本发明所提供的野外发电装置的蜂窝状导热组件一种具体实施方式的结构示意图；图5为本发明所提供的野外发电装置的支撑塔一种具体实施方式的结构示意图；图6为本发明所提供的野外发电装置的支撑杆一种具体实施方式的结构示意图；图7为本发明所提供的野外发电装置的支撑顶盘一种具体实施方式的结构示意图。

在该实施方式中，野外发电装置包括斯特林发电机1、蜂窝状导热组件2和支撑塔3。

蜂窝状导热组件2与斯特林发电机1的热端11连接，具体的，蜂窝状导热组件2的内部设有导热通道26，导热通道26的至少一端位于蜂窝状导热组件2的周部，以供斯特林发电机1的热端11插入；支撑塔3与蜂窝状导热组件2连接、用于将热能汇集至蜂窝状导热组件2进而为斯特林发电机1提供热能。

具体的，支撑塔3呈直径渐缩的筒状，并且支撑塔3的直径较小的一端可分别与蜂窝状导热组件2的两侧连接，具体的，支撑塔3的小端与导热主体的轴向两端连接，支撑塔3的整体呈双曲线向上收缩状，便于集中火焰加热蜂窝状导热组件2。

在上述各实施方式的基础上，支撑塔3包括可拆卸套接而成的至少两个支撑塔单体，即支撑塔3可以拆卸后运输或存储，便于携带，更优选的，相邻支撑塔单体之间采用螺纹连接，螺纹连接效率高，连接牢固。上述支撑塔3可拆分成多个零件，零件与零件之间由螺纹拼接。例如，将支撑塔3设计成由四部分组成，是为便于携带与运输，当不用的时候，可将支撑塔单体拆下来，并依次将直径小的由下向上套在直径较大的里面，等到要使用时再依次取出来拼接好，节省空间，便于携带运输，需要用时就拼接起来构成一个整体即可。

具体的，每个支撑塔单体的直径较大的一端可以通过机加工出一圈外螺纹，对应的，支撑塔单体的另一端可以加工出一圈内螺纹，拆卸后，反向排列既可以套装在一起。

在上述各实施方式的基础上，支撑塔3的塔壁为中空结构，并且塔壁内填充有隔热层。具体的，支撑塔3的塔壁具有一定的厚度，并在支撑塔3的塔壁中间掏空，填充进隔热材料，这样可有效减少热量在支撑塔3处向四周散失。上述隔热材料优选但不局限于选择矿渣棉、硅藻土等材料。

该野外发电装置，利用斯特林发电机1作为发电主体，并通过蜂窝状导热组件2与支撑塔3的配合，可利用野外环境中的柴草燃烧后提供热能，支撑塔3可以将柴草燃烧后的火焰集中，以加热蜂窝状导热组件2，实现热能的利用，该装置结构简单，便于安装，而且，还可以同时安装多个斯特林发电机1，发电效率高，使用效果好。

在上述各实施方式的基础上，蜂窝状导热组件2包括导热主体21和套接在导热主体21上的底盘44，需要说明的是，导热主体21与底盘44之间可以为分体结构，然后安装在一起，当然也可以为一体加工而成，斯特林发电机1安装在底盘44上，并且斯特林发电机1的热端11可插入导热通道26的开口处。

具体的，导热主体21呈圆饼形，导热主体21上沿其轴向设有若干通风孔25；优选的，导热主体21的中间位置还开设有透光圆槽24，需要说明的是，当该野外发电装置仅需要利用柴草燃烧加热时，圆饼形的导热主体21上也可以不开设透光圆槽24，当然，为了方便其通用，可以将通风孔25和透光圆槽24一起加工而成。

进一步，透光圆槽24的上方固定放置嵌有耐高温高透玻璃，透光圆槽24下表面涂有高温选择性吸收涂层；同时，导热主体21靠近底盘44的一侧下方分布有一个螺栓孔，大小与支撑杆4上的螺纹相匹配，方便与支撑杆4的连接。

优选的，导热主体21的两端均设有外螺纹，支撑塔3直径较小的一端设有内螺纹，以便支撑塔3可以方便的与导热主体21的两端连接。

更具体的，导热主体21的内部开设有若干导热通道26，以四个为例，每个通道的端部配有对应的塞子，导热通道26的直径大小刚好可以容纳斯特林发动机的热端11缠绕，通道里面全封闭；导热主体21的上下面钻穿若干个通风孔25，以六个为例，便于通风，有利于柴草的燃烧，也有助于增大导热主体21与火焰的接触面积，使温度提升更快。

这里需要说明的是，塞子一开始塞紧在蜂窝状导热组件2的半封闭导热通道26上，有斯特林发电机1的热端11插入时再取下，没有斯特林发电机1插入的导热通道26上，在燃烧过程依然保持原来塞子塞住状态，以减少热量通过这些通道散失，优选的，塞子可采用隔热橡胶塞或者其他由隔热材料制成的塞子。

另外，斯特林发电机1上优选采用较长长度的耐高温电缆连接两脚插头或者USB口与用电设备，这样可以有效保护用电设备和使用者。

进一步，导热主体21上还可以安装若干小支柱23，一般为三个，在柴草燃烧的时候，可以将水壶放在小支柱23上面烧水，也可以将铁片或者铁网放置其上以进行烧烤，达到余热利用的效果。

在上述各实施方式的基础上，导热主体21的中部为填充有导热材料的中空结构；更有选的，还可以在导热主体21的表面设有隔热层，具体的，导热主体21的四周表面涂有隔热漆或包裹隔热材料，减少热量的损失；优选的，上述隔热漆可采用空心玻璃微球或陶瓷微球为主要成分硅酸盐系涂料。

具体的，导热主体21内部储存有熔盐，便于导热，同时与实心结构相比，减轻装置重量，便于携带；导热主体21外部涂有隔热漆或者包裹着隔热材料，以减少热量散失；

同时，若导热主体21里面填充的是导热油，一般填充至3/4满，则可在导热主体21的上方增加一个限压阀，原理和结构可以参照现有高压锅的限压阀，防止在加热过程中，里面由于导热油的蒸发而导致压力过大而膨胀爆炸。

在上述各实施方式的基础上，还包括用于将蜂窝状导热组件2支离底面的支撑杆4，支撑杆4的底端还安装有底座41，底座41和支撑杆4可以将蜂窝状导热组件2支起后，方便柴草燃烧。底座41上可以放置重物，如石块或者泥块，从而提高装置的稳定性。

具体的，支撑杆4包括第一支撑杆部分41和第二支撑杆部分42，第一支撑杆部分41和第二支撑杆部分42之间设有万向节43，可以实现两个支撑杆部分的角度随意调节，万向节43的调节主要应用在利用太阳能时的状态；第一支撑杆部分41可与蜂窝状导热组件2螺纹连接，第二支撑杆部分42为伸缩杆，并且与底座41连接，第二支撑杆部分42的高度可以调节，以调节蜂窝状导热组件2相对于地面的高度。

上述设置中，将第二支撑杆部分42设置为伸缩杆，即可实现整个支撑杆4的高度自由调节，从而方便充分利用柴草产生的热能，例如火焰较高时，将支撑杆4调高，火焰较低时，将支撑杆4调低。

进一步，万向节43的侧面开有螺纹孔，万向节43内部还安装有固定环，固定环具有一定的弹性和韧性，直径大小比万向节43内侧偏大，实现固定作用。

具体的，当能量来源为柴草燃烧时，固定环塞到万向节43里面去，同时万向节43套在伸缩杆上面，并通过螺栓拧紧固定，此时，将第二支撑杆部分42调到较高高度；当能量来源为太阳能时，将第二支撑杆部分42保持在较低高度，同时拧松螺栓，调节万向节43到合适角度再拧紧即可。

在上述各实施方式的基础上，该装置还包括用于将太阳光聚光至蜂窝状导热组件2上的菲涅尔透镜32，菲涅尔透镜32与支撑塔3远离蜂窝状导热组件2的一端可拆卸连接。上述设置，支撑塔3上还可以通过安装透镜，以汇集太阳光，并利用太阳能提供热量，实现该装置既可以利用柴草燃烧发热，也可以利用太阳能发热，适用性强，满足多种使用需求。这里需要说明的是，由于菲涅尔透镜32具有质量轻，价格实惠等优点，故优选菲涅尔透镜32，其他能够实现相同功能的透镜亦可。

优选的，还包括用于安装菲涅尔透镜32的支撑顶盘31，支撑顶盘31用于将透镜安装在支撑塔3上，方便对太阳光的汇集。优选的，支撑顶盘31整体呈环形，可以包括至少两个弧形支撑部分，支撑顶盘31的内周部设有用于安装菲涅尔透镜32的支撑凹槽，支撑顶盘31的上下两侧均设有可与支撑塔3的边缘卡接的限位凹槽，即每个半环中部的限位凹槽的形状大小刚好可容下支撑塔3的大端，半环内侧开设的支撑凹槽的形状大小刚好可以包下菲涅尔透镜32外缘。

上述支撑顶盘31的设置，可以方便对菲涅尔透镜32的快速安装，并且能够起到很好的限位作用，防止菲涅尔透镜32在支撑顶盘31倾斜过程中脱落，影响使用。

具体的，本实施例所提供的野外发电装置，可以利用两种方式为斯特林发电机1提供热能。

1、基于柴草燃烧的利用方式：

首先，将斯特林发电机1的热端11插入蜂窝状导热组件2的导热通道26里面，同时，斯特林发电机1的底座41通过螺栓固定在蜂窝状导热组件2的底盘44上；蜂窝状导热组件2通过螺纹连接，放置在已拼接好的支撑塔3上；其中，支撑塔3直径较小的一端与蜂窝状导热组件2的导热主体21连接，导热主体21的一端设有螺纹孔，可与支撑杆4的一端连接；支撑杆4中的万向节43锁紧，并将伸缩杆调到较高的高度。

柴草在支撑塔3下方燃烧，柴草燃烧产生的火焰通过支撑塔3，集中加热蜂窝状导热组件2里面的熔盐或导热油，熔盐或导热油将热量通过导热通道26传递给斯特林发电机1的热端11。斯特林发电机1由于空气的热胀冷缩从而带动斯转盘运转，转盘通过皮带带动发电箱的转轴转动，从而发电机工作，并通过稳压器输出电能。

2、基于光能的发电方式

首先，将菲涅尔透镜32的支撑顶盘31套在菲涅尔透镜32的外缘，再将嵌菲涅尔透镜32的支撑顶盘31套在支撑塔3的大端上，并卡接固定。同时，支撑塔3的小端通过螺纹连接放置在蜂窝状导热组件2的导热主体21上；导热主体21还通过螺纹孔与支撑杆4上的螺纹杆紧密连接，同时，底盘44有一端与地面接触，支撑杆4上的第一支撑杆部分41与第二支撑杆部分42成一定的角度，并将伸缩杆调到较小高度。

通过支撑顶盘31支撑的菲涅尔透镜32对太阳光进行聚光集热，透过蜂窝状导热组件2上安装在透光圆槽24中的高透玻璃加热其下面的高温吸热涂层。涂层再将热量传递给熔盐或导热油，熔盐或导热油通过蜂窝状导热组件2上的导热通道26将热量传递给斯特林发电机1热端11。斯特林发电机1由于空气的热胀冷缩从而带动斯转盘运转，转盘通过皮带带动发电箱的转轴转动，从而发电机工作，并通过稳压器输出电能。

需要注意的是，在装好所有装置后，拧开万向节43上的螺栓，手动调节角度，使菲涅尔透镜32的焦点大致落在蜂窝状导热组件2的透光圆槽24里面，这时拧紧螺栓，固定好万向节43的角度。等过一段时间后，焦点偏离凹槽时，继续上述过程，确保焦点始终在透光圆槽24内，以便最大效率利用太阳光；

同时，调节伸缩杆的高度，将蜂窝状导热组件2的底盘44一端与地面接触，分担万向节43处所承受的压力，增加装置稳定性。同时，可在支撑杆4的底座41上放置重物，防止装置倾倒。

透光圆槽24的槽底部的高温选择性吸收涂层，可以选择Al₂O₃为电介质材料，或Pt、Mo、Ni、W等金属为基体材料制成的涂层，如Cr－Cr₂O₃、Ni－Al₂O₃、Mo－Al₂O₃、Fe－Al₂O₃、Co－Al₂O₃和Pt－A1₂O₃等。

本实施例所提供的野外发电装置，将斯特林发动机应用于野外发电领域，具有燃料和热源适应性广的特点，同时结构简单，运转性能好，热效率高，既可以采用太阳能也可以利用柴草燃烧提供热能，使用更加灵活。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的野外发电装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。