[发明专利]一种太阳能与地热联合作用的热机发电装置

说明书

本发明公开了一种太阳能与地热联合作用的热机发电装置，包括发电机、主轴、发电转子、太阳能发电组件和地热发电组件，主轴端部连接发电机，主轴上设置两个发电转子，两个发电转子分别连接在太阳能发电组件和地热发电组件中，发电转子与主轴的连接通过超越离合器连接。发电转子包括转子和转子壳，转子壳两端分别连接太阳能发电组件或地热发电组件的工质循环管路，转子位于转子壳内并由工质推动直接旋转。转子为若干个沿主轴轴向依次设置的叶片转子，叶片转子外径等于转子壳内径或者为螺旋转子的形式，螺旋转子的大径等于转子壳内径。

技术领域

本发明涉及热机发电领域，具体是一种太阳能与地热联合作用的热机发电装置。

背景技术

热机发电是一种偏远地区常用的小功率独立发电设备，用于电网不太好铺设的位置。

太阳能是一种常用的热机高温热源，但不稳定，在夜间也无法进行发电作业，只能储存白天的发电电能并节约使用。

混合动力的热机装置中，CN201110161363.X公开了一个较为小巧且使用尚能获得满足的热机，但是，传统热机以及CN201110161363.X中，热机常常会使用类似于汽油发动机的冲程式活塞曲柄转子，这类结构的单个做功周期较长，从而做功效率受到制约，而且，在CN201110161363.X中，需要使用外界添入冷却水作为热机的第二热源（冷源），使用后的冷却水无法二次使用，所以，该热机的使用条件苛刻，需要在存在大量天然水资源的场合使用，例如河流附近，除太阳能外，混合能源的第二个能源常常是燃料类热源，需要定期补充，属于不可再生资源，所以，热机的使用仍然受到诸多条件限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能与地热联合作用的热机发电装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种太阳能与地热联合作用的热机发电装置，包括发电机、主轴、发电转子、太阳能发电组件和地热发电组件，主轴端部连接发电机，主轴上设置两个发电转子，两个发电转子分别连接在太阳能发电组件和地热发电组件中，发电转子与主轴的连接通过超越离合器连接。发电转子包括转子和转子壳，转子壳两端分别连接太阳能发电组件或地热发电组件的工质循环管路，转子位于转子壳内并由工质推动直接旋转。

太阳能和地热都被用来进行发电，相互弥补时间上的交错，太阳能在白天时进行发电，地热在温差大的夜间进行发电，从而充分利用换热能量作为热机的热源，发电转子直连两个发电组件，不再需要例如曲柄连杆式的转换，使用发电组件的工质直接驱动转子旋转，过程高效，主轴只从发电转子上获得能量，而不应给出能量，即，力的传动方向应当是单向的，所以，让两个发电转子与主轴使用超越离合器进行传动，当白天时，太阳能发电组件进行发电并驱动与太阳能发电组件相连接的发电转子旋转时，与地热发电组件所连接的发电转子时几乎不从地热发电组件上获得能量并进行旋转的，此时，其速度很小，不再传递旋转力矩往主轴，或者，主轴可以设计为超低的额定转速，使用齿轮组将主轴的速度与发电机所需要的速度匹配起来，此时，即使两个发电转子的转速较低，也都能往主轴上传递能量，不过，此时主要的做功转子因为速度较低，可能做功效率不高，而且，主轴一端的齿轮箱可能也存在功率损失，所以，主轴的较低设计转速应是太阳能和地热发电功率相差不大情况下使用的。

进一步的，转子为若干个沿主轴轴向依次设置的叶片转子，叶片转子外径等于转子壳内径。

多个叶片的叶片转子设置方式，可以从流过的气体介质上获得能量，将气体工质的流速能量截取下来用来发电，叶片转子的外径直接紧邻转子壳内壁，防止少量的气体工质从边缘直接流走而不做功。