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一種太陽能供電裝置的制作方法

文檔序號:12583898閱讀:230來源:國知局
一種太陽能供電裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種供電裝置,尤其是指一種太陽能供電裝置。



背景技術(shù):

路燈,一般泛指交通照明中路面照明范圍內(nèi)的燈具。路燈的安裝地點常見于道路單側(cè)或兩側(cè),通常包括燈柱以及裝設于燈柱頂部的燈泡,其中燈泡與供電裝置電連接,燈泡一般用于夜間為行人提供較為明亮的視野。

就目前而言,中國路燈存量約在2800萬-3000萬盞,近幾年每年新增路燈數(shù)量為15%-20%,約300萬-600萬盞。據(jù)統(tǒng)計,目前城市照明(僅計算景觀照明和路燈等功能照明)的年用電量約占中國總發(fā)電量的4%至5%,這個數(shù)據(jù)相當于在建三峽水力發(fā)電工程投產(chǎn)后的年發(fā)電能力(約850億千瓦時)。每年路燈消耗大量的電能一直是市政建設中相當重要的難題,隨著世界能源危機的加劇,各國都在尋求解決能源危機的辦法,而大大降低照明用電是節(jié)省能源的重要途徑。隨著科技的進步和技術(shù)的發(fā)展,尋求新能源和可再生能源的利用為解決上述問題指明了一條道路,但是具體的實施方案還需要進步一去完善。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明提供一種太陽能供電裝置,其主要目的在于克服現(xiàn)有路燈總體年耗電量基數(shù)龐大、對能源消耗量大的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:

一種太陽能供電裝置,包括發(fā)電組件和與該發(fā)電組件電連接的蓄電池,所述發(fā)電組件包括支撐柱、液缸、發(fā)電齒輪以及與該發(fā)電齒輪相適配的齒條,所述支撐柱的一端固定于路面,另一端設有液缸行程段,所述液缸的底部設有與支撐柱上液缸行程段的橫截面大小一致的插入口,所述支撐柱通過該插入口伸進液缸內(nèi)部,所述液缸內(nèi)部填充滿容易受熱膨脹的液體,所述液缸可上下滑動地固定于所述燈柱上,所述發(fā)電齒輪裝設于所述液缸側(cè)壁的一側(cè),所述發(fā)電齒輪的輸出端連接有一變速器,該變速器的輸出端連接有發(fā)電機,該發(fā)電機的輸出端與所述蓄電池電連接。

進一步的,所述支撐柱上液缸行程段包括上止點和下止點,其中上止點為支撐柱的端部,與下止點下方附近的位置設有抵觸塊,在液缸的上下滑動過程中,當下止點與所述插入口齊平時,所述抵觸塊正好與所述液缸的底部相抵觸。

進一步的,所述液缸底部的底壁內(nèi)設置有防溢通道,該防溢通道的輸入口開設于所述插入口一側(cè)位置,所述防溢通道的輸出口通過一輸出連接管與一儲液罐相連通。

進一步的,所述儲液罐還通過一輸入連接管與所述液缸相連通,該輸入連接管上設有用于控制液體從儲液罐單向流入所述液缸的單向閥。

進一步的,所述液缸的外側(cè)壁上覆蓋有一層容易吸附太陽光的吸收層。

進一步的,所述液缸的形狀呈半橢圓球形,其底部的邊緣向液缸內(nèi)部凹陷并逐漸收縮形成一弧狀底壁,所述插入口設于該弧狀底壁的最高點位置。

和現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:

1、本發(fā)明設計獨特、能量利用率高,通過在所述液缸內(nèi)填充滿容易受熱膨脹的液體(比如水銀),當太陽照射在液缸的外壁上,液缸內(nèi)的液體會受熱膨脹,從而對支撐柱表面施加力的作用,而支撐柱由于是固定不動地裝設有地面上,因而其會對液缸內(nèi)的液體產(chǎn)生一個反作用力,從而推動液缸沿著燈柱做上下滑動,固定安裝在液缸側(cè)壁一側(cè)的發(fā)電齒輪也同樣會隨之上下運動,由于發(fā)電齒輪是通齒條嚙合在一起的,因此在發(fā)電齒輪上下運動的同時也會轉(zhuǎn)化成發(fā)電齒輪本身的轉(zhuǎn)動,進而通過變速器的變速作用帶動發(fā)電機發(fā)電,并把電能存儲在蓄電池中供路燈晚上使用。本發(fā)明是通過利用液體的熱脹冷縮的特性,以太陽能這種可再生的能源作為動力來源,太陽能利用效率高,可以達到將近80%的利用率,其所產(chǎn)生的電能基本能夠滿足路燈夜間照明的需求。本發(fā)明的推廣應用必將有效地緩解路燈總體年耗電量基數(shù)龐大的問題,節(jié)省能源、減少能耗,為解決能源危機指明了一條全新的道路。

2、在本發(fā)明中,所述支撐柱上液缸行程段包括上止點和下止點,在液缸的上下滑動過程中,當下止點與所述插入口齊平時,所述抵觸塊正好與所述液缸的底部相抵觸,這樣可以防止液缸內(nèi)液體降溫收縮時,液缸向下移動,支撐柱上端會與液缸內(nèi)壁的頂部接觸,影響到液體受熱膨脹對支撐柱表面作用力的施加。

3、在本發(fā)明中,所述液缸底部的底壁內(nèi)設置有防溢通道,并且該防溢通道的輸入口開設于所述插入口一側(cè)位置,所述防溢通道的輸出口通過一輸出連接管與一儲液罐相連通,當液缸向上滑動的過程中,支撐柱上液缸行程段的上止點低于防溢通道的輸入口,這時液缸內(nèi)的液體便會自動流到儲液罐中,可以防止支撐柱從液缸上脫落。

4、在本發(fā)明中,所述儲液罐還通過一輸入連接管與所述液缸相連通,該輸入連接管上設有用于控制液體從儲液罐單向流入所述液缸的單向閥,當?shù)钟|塊正好與所述液缸的底部相抵觸,這時液缸內(nèi)的液體如果繼續(xù)降溫收縮,液缸內(nèi)便會產(chǎn)生一個負壓,這時儲液罐內(nèi)的液體便受到大氣壓的作用下,通過單向閥向液缸內(nèi)補充液體,保證液缸上下運動過程中,液缸內(nèi)的液體總是充滿的,進而保證發(fā)電齒輪輸出發(fā)電的持續(xù)性。

6、本發(fā)明通過在液缸的外側(cè)壁上覆蓋吸收層的目的在于提高太陽能的吸附性能,增加對太陽能的利用效率。將液缸的形狀呈半橢圓球形,并將插入口設于該弧狀底壁的最高點位置,這樣可以避免太陽光照射在插入口的位置,也可以避免下雨時雨水淋到插入口的位置,這樣可以保證支撐柱與液缸連接位置的密閉性能,并且這種密閉性能可以最大地程度杜絕室外環(huán)境因素對其的影響。

附圖說明

圖1為本實施例中路燈的結(jié)構(gòu)示意圖,其中省略掉靠前的擋住液缸視角的那根下柱體。

圖2為圖1中A處的放大示意圖。

圖3為圖1在另一種狀態(tài)下的示意圖,其中液缸內(nèi)液體受熱膨脹帶動液缸向上滑動較高位置。

圖4為圖3中B處的放大示意圖。

圖5為上述三根下柱體與所述液缸的配合示意圖。

具體實施方式

下面參照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

參照圖1和圖2。一種節(jié)省能源的路燈,包括路燈本體1以及供電裝置2,所述路燈本體1包括燈柱3以及裝設于燈柱3頂部的燈泡10,所述供電裝置2與該燈泡10電連接。所述供電裝置2包括發(fā)電組件20和與該發(fā)電組件20電連接的蓄電池21,所述發(fā)電組件20包括支撐柱22、液缸23、發(fā)電齒輪24、與發(fā)電齒輪24相適配的齒條25、發(fā)電齒輪26以及與發(fā)電齒輪26相適配的齒條27,所述支撐柱22的一端固定于路面,另一端設有液缸行程段220,所述液缸23的底部設有與支撐柱22上液缸行程段220的橫截面大小一致的插入口(圖中未標出),所述支撐柱22通過該插入口伸進液缸23內(nèi)部,所述液缸23內(nèi)部填充滿容易受熱膨脹的液體,在本實施例中,此種容易受熱膨脹的液體采用水銀。所述液缸23可上下滑動地固定于所述燈柱3上,所述發(fā)電齒輪24裝設于所述液缸側(cè)壁的左側(cè),發(fā)電齒輪26裝設于所述液缸側(cè)壁的右側(cè)。發(fā)電齒輪24以及發(fā)電齒輪26均可以采用單向轉(zhuǎn)動發(fā)電齒輪,即當液缸23向上滑動時,發(fā)電齒輪24便受其帶動而向上運動,并且通過與齒條25的嚙合作用,使得發(fā)電齒輪24產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)動,這時發(fā)電齒輪24便可以將其轉(zhuǎn)動的力矩輸出,而當液缸23向下滑動時,發(fā)電齒輪24便受其帶動而向下運動,并且通過與齒條25的嚙合作用,使得發(fā)電齒輪24產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動,但是由于發(fā)電齒輪24為單向轉(zhuǎn)動發(fā)電齒輪,其順時針轉(zhuǎn)動不能產(chǎn)生力矩的輸出,因此無法給下面提到的發(fā)電機提供發(fā)電所需要的動力。同樣的道理,發(fā)條齒輪26與發(fā)電齒輪24的原理是相同的,但是其力矩的輸出情形與發(fā)電齒輪24有所區(qū)別,即當液缸23向上滑動時,發(fā)電齒輪26便受其帶動而向上運動,并且通過與齒條27的嚙合作用,使得發(fā)電齒輪25產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動,由于發(fā)電齒輪26為單向轉(zhuǎn)動發(fā)電齒輪,其順時針轉(zhuǎn)動不能產(chǎn)生力矩的輸出,因此無法給下面提到的發(fā)電機提供發(fā)電所需要的動力;而當液缸23向下滑動時,發(fā)電齒輪26便受其帶動而向下運動,并且通過與齒條27的嚙合作用,使得發(fā)電齒輪26產(chǎn)生逆時針轉(zhuǎn)動,這時發(fā)電齒輪26便可以將其轉(zhuǎn)動的力矩輸出,因而,當夜間時分,液缸23在自身重力作用下可以向下滑動,從而通過發(fā)電齒輪26的作用,能進行發(fā)電,進一步地滿足路燈的供電需求。以上敘述到的逆時針轉(zhuǎn)動可以輸出力矩而順時針轉(zhuǎn)動不能輸出力矩的單向發(fā)電齒輪在市面上相當常見,因此不對其具體的結(jié)構(gòu)和動作原理進行詳細敘述。所述發(fā)電齒輪24和發(fā)電齒輪26的輸出端各自連接有一變速器28,該兩個變速器28的輸出端各自連接有發(fā)電機(由于被變速器28遮擋,圖中未示出),該兩個發(fā)電機的輸出端均與所述蓄電池21電連接,以上敘述到的變速器28的作用在于將低速轉(zhuǎn)動的發(fā)電齒輪24和發(fā)電齒輪26的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成滿足發(fā)電機工作的轉(zhuǎn)速,能夠滿足上述功能的變速器在市面上相當常見,因此不對其具體的結(jié)構(gòu)和動作原理進行詳細敘述。本實施例在使用時,當太陽照射在液缸23的外壁上,液缸23內(nèi)的液體會受熱膨脹,從而對支撐柱22表面施加力的作用,而支撐柱22由于是固定不動地裝設有地面上,因而其會對液缸23內(nèi)的液體產(chǎn)生一個反作用力,從而推動液缸23沿著燈柱3做上下滑動,固定安裝在液缸23側(cè)壁的發(fā)電齒輪24和發(fā)電齒輪26也同樣會隨之上下運動并轉(zhuǎn)化成發(fā)電齒輪24和發(fā)電齒輪26本身的轉(zhuǎn)動,進而通過變速器28的變速作用帶動發(fā)電機發(fā)電,并把電能存儲在蓄電池21中供路燈晚上使用。本實施例是通過利用液體的熱脹冷縮的特性,以太陽能這種可再生的能源作為動力來源,太陽能利用效率高,可以達到將近80%的利用率,其所產(chǎn)生的電能基本能夠滿足路燈夜間照明的需求。本實施例的推廣應用必將有效地緩解路燈總體年耗電量基數(shù)龐大,節(jié)省能源、減少能耗,為解決能源危機指明了一條全新的道路。

參照圖1、圖2、圖3和圖4。所述支撐柱22上液缸行程段220包括上止點221和下止點222,其中上止點221即為支撐柱22的端部,與下止點222下方附近的位置設有抵觸塊223,在液缸23的上下滑動過程中,當下止點222與所述插入口齊平時,所述抵觸塊223正好與所述液缸23底部的底壁230相抵觸。通過設置抵觸塊223可以防止液缸23內(nèi)液體降溫收縮時,液缸23向下移動,支撐柱22上端會與液缸23內(nèi)壁的頂部接觸,影響到液體受熱膨脹對支撐柱22表面作用力的施加。所述液缸23底部的底壁230內(nèi)設置有防溢通道231,該防溢通道231的輸入口開設于所述插入口一側(cè)位置,所述防溢通道231的輸出口通過一輸出連接管232與一儲液罐4相連通。所述儲液罐4還通過一輸入連接管233與所述液缸23相連通,該輸入連接管233上設有用于控制液體從儲液罐4單向流入所述液缸23的單向閥234。通過設置防溢通道231,當液缸23向上滑動的過程中,支撐柱22上液缸行程段220的上止點221低于防溢通道231的輸入口,這時液缸23內(nèi)的液體便會自動流到儲液罐4中,可以防止支撐柱22從液缸23上脫落;當?shù)钟|塊223正好與所述液缸23的底部相抵觸,這時液缸23內(nèi)的液體如果繼續(xù)降溫收縮,液缸23內(nèi)便會產(chǎn)生一個負壓,這時儲液罐4內(nèi)的液體便受到大氣壓的作用下,通過單向閥234向液缸23內(nèi)補充液體,保證液缸23上下運動過程中,液缸23內(nèi)的液體總是充滿的,進而保證發(fā)電齒輪輸出發(fā)電的持續(xù)性。為了提高太陽能的吸附性能,增加對太陽能的利用效率,所述液缸的外側(cè)壁上覆蓋有一層容易吸附太陽光的吸收層,在本實施例中該吸收層可以采用瀝青涂層,其作用原理就如同柏油路上的瀝青混凝土涂層對太陽能的吸附原理,當然上述吸收層還可以采用太陽能熱水器上的吸收涂層相類似的材料,也就是在透光性材料上涂上黑漆來增加其吸附太陽能的性能。所述液缸23的形狀呈半橢圓球形,其底部的邊緣向液缸23內(nèi)部凹陷并逐漸收縮形成一弧狀底壁,該弧狀底壁即為上述液缸23底部的底壁230。所述插入口設于該弧狀底壁的最高點位置。這樣設置可以避免太陽光照射在插入口的位置,也可以避免下雨時雨水淋到插入口的位置,這樣可以保證支撐柱22與液缸23連接位置的密閉性能,并且這種密閉性能可以最大程度地杜絕室外環(huán)境因素對其的影響。

參照圖1和圖5。所述燈柱3包括上柱體30以及三根固定于地面且在平面上呈正三角形排布的下柱體31,該三根下柱體31分別各自通過一斜柱體32連接于所述上柱體30的下端部。所述液缸23可上下滑動地裝設于上述三根下柱體31的內(nèi)側(cè),每根下柱體31在朝著所述液缸23的方向上設置有導軌310,所述液缸23的側(cè)壁上開設有三個在平面上互呈120度角布置的導槽311,上述三根下柱體31上的導軌310均裝設于與其相對應的導槽311內(nèi)。每根導軌310的截面為兩個梯形對置構(gòu)成的“工”字形結(jié)構(gòu),每個導槽311內(nèi)壁設有與所述導軌310的滑動面相接觸的滾珠312。通過設置上述導軌310和導槽311,可以使得液缸23在上下滑動的過程中更加平穩(wěn),其中導槽311內(nèi)還設有滾珠312,導軌311在滾珠312上滑動一方面可以減少導軌311所受到的摩擦阻力,延長導軌311的使用壽命,另一方面可以降低克服上述摩擦阻力所需要做的功,提高整套裝置的能量利用率。本實施例中上述蓄電池21、發(fā)電齒輪24、發(fā)電齒輪26、變速器28以及發(fā)電機均固定安裝在所述液缸23的外側(cè)壁上。供電裝置2與上述燈泡10通過一導線電連接,該導線設置為纏繞所述上柱體30側(cè)壁的彈性線圈301,該彈性線圈301的上端與燈泡10電連接,下端與所述蓄電池21電連接。通過設置所述彈性線圈301可以避免線路在蓄電池21上下運動的過程中電路線路出現(xiàn)局部張力過大而斷掉,杜絕路燈的故障隱患,能夠保證路燈長時間穩(wěn)定的運行。

在本實施例中,上述實施方式采用水銀作為容易受熱膨脹的液體,由于水銀的熱膨脹系數(shù)和比熱容均為公知技術(shù),因而本實施例的發(fā)電效率可以根據(jù)液缸23的形狀和體積的變化進行調(diào)整,此項是本領(lǐng)域技術(shù)人員只需進行多次調(diào)試即可獲得,因而此處并不列舉具體數(shù)值。當然,本發(fā)明中提及的容易受熱膨脹的液體不局限于水銀,還可以是硅油或醇類化合物。

上述僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的設計構(gòu)思并不局限于此,凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動,均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。

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