本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種真空聚焦式太陽能蒸汽發(fā)電機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的太陽能蒸汽發(fā)電機一般采用一個凹面鏡將太陽光匯聚至裝有水的集熱管中，以實現(xiàn)水蒸汽發(fā)電，其具有占地面積大、發(fā)電效率低、運輸不便等明顯缺陷。

此外，由于現(xiàn)有的太陽能蒸汽發(fā)電機完全依賴太陽光進行發(fā)電，因此在一些高溫、陰天的天氣里，其基本失去發(fā)電能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種真空聚焦式太陽能蒸汽發(fā)電機，其具體技術(shù)特征如下：

一種真空聚焦式太陽能蒸汽發(fā)電機，其包括安裝支架、蒸汽產(chǎn)生裝置及發(fā)電裝置，所述安裝支架包括有安裝斜梁，所述蒸汽產(chǎn)生裝置包括真空管及水箱，所述真空管安裝在所述安裝斜梁的上側(cè)，所述水箱安裝在所述安裝斜梁的下側(cè)，所述真空管的下端設(shè)有第一端蓋，所述真空管的上端設(shè)有第二端蓋，所述第二端蓋的外側(cè)設(shè)有蒸汽室，所述真空管內(nèi)穿設(shè)有集熱管，所述集熱管的下部穿過所述第一端蓋并與所述水箱的出水口貫通連接，所述集熱管的上部穿過所述第二端蓋并延伸至所述蒸汽室的內(nèi)部，所述集熱管的上部逐漸變細(xì)并形成位于所述蒸汽室內(nèi)的蒸汽噴口，所述蒸汽室與所述水箱之間通過回水管貫通連接；所述真空管與所述集熱管之間設(shè)有聚光鏡柱組件，所述聚光鏡柱組件用于將光線匯聚至所述集熱管；所述發(fā)電裝置包括設(shè)置在所述蒸汽室外側(cè)的發(fā)電機本體及設(shè)置在所述蒸汽室內(nèi)部的發(fā)電機葉輪，所述蒸汽噴口的出氣口朝向所述發(fā)電機葉輪。

其技術(shù)效果在于：結(jié)構(gòu)緊湊，光能利用率高，發(fā)電效果好。

在一個具體實施例中，所述真空管由嵌套設(shè)置的、截面均為矩形的外管及內(nèi)管構(gòu)成，所述外管及所述內(nèi)管之間保留有真空空隙，所述內(nèi)管的底面及側(cè)面上涂覆有吸熱涂層。

其技術(shù)效果在于：通過熱輻射實現(xiàn)對集熱管的預(yù)加熱，提升了發(fā)電機的發(fā)電效果，并使得本發(fā)明的發(fā)電機在高溫陰天的天氣下仍能正常發(fā)電。

在一個具體實施例中，所述聚光鏡柱組件包括設(shè)置在所述集熱管左側(cè)的第一聚光鏡柱、設(shè)置在所述集熱管右側(cè)的第二聚光鏡柱、設(shè)置在所述集熱管上方的第三聚光鏡柱及設(shè)置在所述集熱管下方的第四聚光鏡柱，所述第一聚光鏡柱、所述二聚光鏡柱及所述第三聚光鏡柱為凸面鏡柱，所述第四聚光鏡柱為凹面鏡柱，所述第一聚光鏡柱、所述二聚光鏡柱、所述第三聚光鏡柱及所述第四聚光鏡柱的光學(xué)焦點均位于所述集熱管上。

其技術(shù)效果在于：有效地提升了太陽光光能的利用率，進一步提升了本發(fā)明的發(fā)電效果。

在一個具體實施例中，其還包括設(shè)置在所述真空管與所述聚光鏡柱組件之間的反射鏡柱組件，所述反射鏡柱組用于將光線反射至所述聚光鏡柱組件上。

其技術(shù)效果在于：有效地提升了太陽光光能的利用率，進一步提升了本發(fā)明的發(fā)電效果。

在一個具體實施例中，所述反射鏡柱組件包括設(shè)置在所述真空管與所述第一聚光鏡柱之間的第一反射鏡柱及設(shè)置在所述真空管與所述第二聚光鏡柱之間的第二反射鏡柱，所述第一反射鏡柱及所述第二反射鏡為直角鏡柱。

其技術(shù)效果在于：提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、反射效果好的反射鏡柱組件結(jié)構(gòu)

在一個具體實施例中，所述水箱上連接有加水管，所述加水管的一端與所述水箱貫通連接，所述加水管的另一端與外部的加水裝置連接，所述加水管上設(shè)有排氣閥。

其技術(shù)效果在于：能夠?qū)崿F(xiàn)對水箱的水補充，并保證水箱內(nèi)外氣壓均衡，防止集熱管中的水倒流回水箱或灌入蒸汽室。

在一個具體實施例中，所述安裝支架的下端連接有向陽控制裝置，所述向陽控制裝置能夠控制所述支架隨著太陽同步轉(zhuǎn)動，以使得太陽光垂直照射到所述真空管的上表面。

其技術(shù)效果在于：保持真空管的上表面被被太陽直射，進一步提升了光能利用率，提升了本發(fā)明的發(fā)電效果。

在一個具體實施例中，所述向陽控制裝置包括帶有萬象轉(zhuǎn)動輪的底座及設(shè)置在所述底座上的太陽跟蹤器。

其技術(shù)效果在于：提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的向陽控制裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的真空聚焦式太陽能蒸汽發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中A-A剖視圖；

圖3為圖2中的聚光鏡柱組件及反射鏡柱組件的光學(xué)原理圖；

圖1至圖3中包括真空管1、聚光鏡柱組件2、集熱管3、蒸汽室4、蒸汽噴口5、發(fā)電機本體6、發(fā)電機葉輪7、回水管8、水箱9、安裝支架10、太陽追蹤器11、吸熱涂層12、第一反射柱鏡13、第二反射柱鏡14，第一端蓋15、第二端蓋16、底座17、萬象輪18、外管101、內(nèi)管102、第一聚焦柱鏡201、第二聚焦柱鏡202、第三聚焦柱鏡203、第四聚焦柱鏡204及安裝斜梁1001。

具體實施方式

為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

如圖1及圖2所示，在一個具體實施例中，本發(fā)明提供的真空聚焦式太陽能蒸汽發(fā)電機，包括安裝支架10、蒸汽產(chǎn)生裝置及發(fā)電裝置，所述安裝支架包括有向上傾斜的安裝斜梁1001。

所述蒸汽產(chǎn)生裝置包括真空管1及水箱9，所述真空管1安裝在所述安裝斜梁1001的上側(cè)，所述水箱9安裝在所述安裝斜梁1001的下側(cè)，所述真空管1的下端設(shè)有第一端蓋15，所述真空管2的上端設(shè)有第二端蓋16，所述第二端蓋16的外側(cè)設(shè)有蒸汽室4，所述真空管1內(nèi)穿設(shè)有集熱管3，所述集熱管3的下部穿過所述第一端蓋15并與所述水箱9的出水口貫通連接，所述集熱管3的上部穿過所述第二端蓋并延伸至所述蒸汽室4內(nèi)，所述集熱管3的上部逐漸變細(xì)并形成位于所述蒸汽室4內(nèi)的蒸汽噴口5，所述蒸汽室4與所述水箱9之間通過回水管8貫通連接。

所述真空管1由嵌套設(shè)置的、截面均為為矩形的外管101及內(nèi)管102構(gòu)成，所述外管101及所述內(nèi)管102之間保留有真空空隙，所述內(nèi)管102的下表面及左右兩個側(cè)面上均涂覆有吸熱涂層12。內(nèi)管102的上表面用于接收太陽的直接照射，其必須保持良好的透光性，所以其上不涂覆吸熱涂層12。

在真空管1的內(nèi)管102的下表面及左右兩個側(cè)面上涂覆吸熱涂層12是本發(fā)明的其中一個核心技術(shù)點，其產(chǎn)生的技術(shù)效果在于，使得本發(fā)明的真空管1具備預(yù)加熱功能。吸熱涂層12能夠吸收周圍環(huán)境中的熱量并儲存起來，然后以熱輻射的方式將熱量輻射至集熱管3，以完成對集熱管3的預(yù)加熱，從而提升發(fā)電機的發(fā)電能力。

在一些高溫和光線弱的天氣情況下，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢尤為明顯，其能夠通過收集周圍環(huán)境中的熱量以完成對集熱管3的加熱，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能蒸汽發(fā)電機必須在較強的陽光照射下才能正常發(fā)電的技術(shù)缺陷。

所述真空管1與所述集熱管3之間設(shè)有聚光鏡柱組件2，所述聚光鏡柱組件2用于將光線匯聚至所述集熱管3。本實施例中，所述聚光鏡柱組件2包括設(shè)置在所述集熱管3左側(cè)的第一聚光鏡柱201、設(shè)置在所述集熱管3右側(cè)的第二聚光鏡柱202、設(shè)置在所述集熱管3上方的第三聚光鏡柱203及設(shè)置在所述集熱管3下方的第四聚光鏡柱204，所述第一聚光鏡柱201、所述二聚光鏡柱202及所述第三聚光鏡柱203均為凸面鏡柱，所述第四聚光鏡柱204為凹面鏡柱。

為了增強光線的匯聚效果，所述第一聚光鏡柱201、所述二聚光鏡柱202、所述第三聚光鏡柱203及所述第四聚光鏡柱204的光學(xué)焦點均位于所述集熱管3上。

所述真空管1與所述聚光鏡柱組件2之間還設(shè)有反射鏡柱組件，所述反射鏡柱組用于將光線反射至所述聚光鏡柱組件2上。本實施例中，所述反射鏡柱組件包括設(shè)置在所述真空管1與所述第一聚光鏡柱201之間的第一反射鏡柱13及設(shè)置在所述真空管1與所述第二聚光鏡柱202之間的第二反射鏡柱14。所述第一反射鏡柱13及所述第二反射鏡柱14均為截面為直角三角形的直角鏡柱，所述第一反射鏡柱13能夠?qū)⒐饩€反射至所述第一聚光鏡柱201，所述第二反射鏡柱14能夠?qū)⒐饩€反射至所述第二聚光鏡柱202。

所述發(fā)電裝置包括設(shè)置在所述蒸汽室4外側(cè)的發(fā)電機本體6及設(shè)置在所述蒸汽室4內(nèi)部的發(fā)電機葉輪7，所述蒸汽噴口5的出氣口朝向所述發(fā)電機葉輪7。所述發(fā)電機葉輪7在所述蒸汽噴口5噴出的蒸汽的沖擊下旋轉(zhuǎn)，從而帶動所述發(fā)電機本體6發(fā)電。

所述水箱9上連接有加水管(未圖示)，所述加水管的一端與所述水箱9貫通連接，所述加水管9的另一端與外部的加水裝置連接，所述加水管9上設(shè)有排氣閥。所述排氣閥能夠及時調(diào)節(jié)所述水箱9中的氣壓，保證水箱9內(nèi)外氣壓均衡。

作為一個優(yōu)選實施例，本實施例中，所述安裝支架10的下端連接有向陽控制裝置，所述向陽控制裝置能夠控制所述支架10隨著太陽同步轉(zhuǎn)動，以使得太陽光始終垂直輔射到所述真空管1的上表面，以提高發(fā)電機的發(fā)電效果。

所述向陽控制裝置包括帶有萬象轉(zhuǎn)動輪18的底座17及設(shè)置在所述底座17上的太陽跟蹤器11。所述太陽跟蹤器11基于光感傳感器原理，其能夠感知太陽的具體方位，并將太陽的方位信息發(fā)送至向陽控制裝置的中央控制器(未圖示)，由中央空控制器控制萬象轉(zhuǎn)動輪18產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)動，以使得太陽光始終垂直輔射到所述真空管1的上表面。

本發(fā)明的真空聚焦式太陽蒸汽能發(fā)電機的發(fā)電原理如下：

如圖1所示，由于整個蒸汽產(chǎn)生裝置的位置是以一定角度傾斜的(具體傾斜角度根據(jù)實際情況進行調(diào)整)，根據(jù)連通器原理，水箱9中的水能夠流入集熱管3位于所述真空管1內(nèi)的部分管腔中。在向陽控制裝置的控制下，真空管1的上表面始終保持被太陽光直射。

如圖3所示，照射到真空管1的上表面的光線，一部分直接照射到第三聚光鏡柱203上，進而被第三聚光鏡柱203匯聚至集熱管3；一部分照射至第一反射鏡柱13的反射面上，第一反射鏡柱13基于直角反射原理將該部分光線反射至第一聚光鏡柱201，第一聚光鏡柱201將光線匯聚至集熱管3；另有一部分照射至第二反射鏡柱14的反射面上，第二反射鏡柱14基于直角反射原理將光線反射至第二聚光鏡柱202，第二聚光鏡柱202將光線匯聚至集熱管3。同時，第四聚光鏡柱204還能將部分散射光線反射匯聚至集熱管3，進一步減少了光的側(cè)漏。為了達到最好的聚光效果，最大程度提高本發(fā)明的發(fā)電效果，本發(fā)明的集熱管3的設(shè)置位置位于第一聚光鏡柱201、第二聚光鏡柱202、第三聚光鏡柱202及第四聚光鏡柱的光學(xué)焦點上。

與此同時，真空管1上涂覆的吸熱涂層12也能夠吸收周圍環(huán)境中的熱量并將熱量輻射至集熱管3。

集熱管3中的水在強光和熱輻射的加熱下不斷蒸發(fā)，大量的水蒸汽順著集熱管3向上運動，由于集熱管3的上部逐漸變細(xì)，所以水蒸汽的壓強會逐漸變大，最終使得水蒸汽從蒸汽噴口5噴出。噴出的水蒸汽帶動發(fā)電機葉輪7高速轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)發(fā)電。

水蒸汽在蒸汽室4內(nèi)遇冷凝化成水后，通過回水管8回到水箱9。

上文對本發(fā)明進行了足夠詳細(xì)的具有一定特殊性的描述。所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，實施例中的描述僅僅是示例性的，在不偏離本發(fā)明的真實精神和范圍的前提下做出所有改變都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明所要求保護的范圍是由所述的權(quán)利要求書進行限定的，而不是由實施例中的上述描述來限定的。