專利名稱：太陽能收集車殼與車用太陽能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及太陽能(熱能)收集器(solar thermal collector)與包含該太陽能收集器的系統(tǒng)，尤其是指使用太陽能收集器作為車殼以及包含該車殼的車用太陽能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行車輛大多以石化燃料(例如汽油或柴油)作為驅(qū)動能源，然而石化燃料卻已面臨耗竭且會造成環(huán)境污染。有鑒于此，采用電力驅(qū)動的車輛漸成主流趨勢，其中，太陽能由于其潔凈與永續(xù)的特性而廣受重視，然而，如何運用太陽能于車輛上仍存在許多問題。舉例而言，由太陽能電池(solar cell)制作的太陽能板的能量轉(zhuǎn)換率偏低且制作成本較高。 另一方面，太陽能(熱能)收集器雖已廣泛用于太陽能熱水器上，但若直接將該種太陽能收集器安裝于車輛上則極不美觀。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種太陽能收集車殼與車用太陽能系統(tǒng)，以能在同時考慮太陽能的吸收與轉(zhuǎn)換效率以及車輛外觀的前提下，將車輛所收集的太陽能轉(zhuǎn)換成電能或動能使用。本發(fā)明的具體實施例提供一種太陽能收集車殼，該車殼包含外板；內(nèi)板，和外板之間具有間隔；密閉腔體，由該外板與該內(nèi)板加以定義，用以容納工作流體。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，更包含一真空裝置，該真空裝置位于該外板的外側(cè)。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該密閉腔體中還配置有筋材。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該外板與內(nèi)板是由相同或是不同的材料制成。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該車殼為一體成型。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該外板的外表面上涂布有吸熱材料的涂層。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該內(nèi)板的內(nèi)表面上涂布有吸熱材料的涂層。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該外板是由透明材料或是具有良好吸熱與導熱特性的材料所制成。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該內(nèi)板是由透明材料、具有良好吸熱與導熱特性的材料、或是隔熱材料所制成。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該透明材料包含玻璃與塑料。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該具有良好吸熱與導熱特性的材料包含金屬、合金及其混合物。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該車殼設置于車輛可暴露于陽光中的部位。優(yōu)選地，上述所述的太陽能收集車殼，該部位包含車頂、引擎蓋、行李箱蓋、車門及車窗。
優(yōu)選地，上述所述太陽能收集車殼裝設于車頂、前蓋(引擎蓋)、后蓋(行李箱蓋)、車門、車窗或是其它車輛會暴露在陽光中的部位。本發(fā)明具體實施例的另一方面提供一種車用太陽能系統(tǒng)，包含上述之太陽能收集車殼；以該等太陽能收集車殼所收集的太陽能作為能量來源的致動機構(gòu)；以及連接該等太陽能車殼與該致動機構(gòu)的連接管路。優(yōu)選地，上述所述的車用太陽能系統(tǒng)，該致動機構(gòu)為熱能致動機構(gòu)。優(yōu)選地，上述所述的車用太陽能系統(tǒng)，該致動機構(gòu)為壓力致動機構(gòu)。
優(yōu)選地，上述所述的車用太陽能系統(tǒng)，該熱能致動機構(gòu)為史特靈引擎。優(yōu)選地，上述所述的車用太陽能系統(tǒng)，該壓力致動機構(gòu)為氣壓缸。本發(fā)明具體實施例上述技術(shù)方案中的至少一個具有下列有益效果(I)可在兼顧外觀以及太陽能的捕捉(收集)效果的考慮下自由設計車殼外型；(2)車輛的車頂、引擎蓋、行李箱蓋、車門、車窗以及/或是其它任何會暴露于陽光中的部位皆可設計成太陽能(熱能)收集器，增加收集太陽能的面積；(3)充分利用清凈能源，落實節(jié)能減碳的環(huán)保概念。除此之外，倘若配合適當?shù)陌l(fā)電機與充電設備，裝設本發(fā)明的車用太陽能系統(tǒng)(包含太陽能收集車殼)的車輛可行駛更長的距離，因而大幅減少所需攜帶的蓄電池數(shù)量，此效能在陽光普照的地區(qū)將更為顯著。另外，若搭配使用太陽能驅(qū)動空調(diào)機，則該種車輛更可在烈日當空時，將所收集的太陽能轉(zhuǎn)換成運轉(zhuǎn)空調(diào)機的能源，進而減少耗費蓄電池中的電能。綜言之，因太陽能提供了一部分車輛運行時所需能量，故無論是作為車輛的動力來源或是用以供電給車內(nèi)設備，裝設本發(fā)明的車輛當可減輕對石油或天然氣燃料的依賴。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點與功效將隨下列敘述以及隨附圖式而更加顯明。


圖UA)至圖I(D)為太陽能收集車殼的示意圖；圖2為依照本發(fā)明一實施例的車用太陽能系統(tǒng)的示意圖；以及圖3為依照本發(fā)明另一實施例的車用太陽能系統(tǒng)的示意圖。元部件符號說明I太陽能收集車殼2陽光(太陽能)3連接管路4史特靈引擎5氣壓缸6發(fā)電機7傳動元件8冷凝器9電動泵浦10 動能11 電能
51第一閥門52第二閥門101 外板103 內(nèi)板105密閉腔體107工作流體109 涂層111真空裝置
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。現(xiàn)將參照附圖進一步詳細說明本發(fā)明。第一實施例本發(fā)明第一實施例是關于太陽能收集車殼I。圖I㈧至I⑶呈現(xiàn)依照本發(fā)明第一實施例的太陽能收集車殼I的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，太陽能收集車殼I包含外板101、和外板101之間具有間隔的內(nèi)板103、由外板101與內(nèi)板103所定義的密閉腔體(closedchamber) 105，其中有工作流體107充填于密閉腔體105內(nèi)，而工作流體107可為液體，一般常用的選項為水、戊烷、乙醇或乙醚，工作流體107亦可為氣體，其中以氦氣、氫氣或空氣較為常見，而熟悉本技術(shù)的工作人員自可依其所需選擇合適的工作流體種類。此太陽能收集車殼I或為一體成型、或是將分別制造的外板101與內(nèi)板103接合并密封所制成。請參照圖UA)與1(B)，外板101是指車體結(jié)構(gòu)中朝向外界陽光2(太陽能)的板材，而內(nèi)板103則指車體結(jié)構(gòu)中朝向內(nèi)部乘客的板材。外板101與內(nèi)板103可由相同或是不同的材料制作而成。舉例而言，外板101的材料可為玻璃或透明塑料的透明材料，例如聚氯乙烯(PVC, polyvinylchloride),或是具有良好吸熱與導熱特性的材料,例如各類金屬、合金或其混和物。內(nèi)板103亦可搭配外板而由透明材料或是具有良好吸熱或?qū)崽匦缘牟牧现瞥?，以?或是由隔熱材料制成。又，可于外板101的外表面(未接觸工作流體107之偵U上涂布吸熱材料的涂層109(圖1(B))，用以提高太陽能的熱能收集效率、降低輻射損失；同理，亦可于內(nèi)板103的內(nèi)表面(接觸工作流體之側(cè))上涂布吸熱材料的涂層109(圖1D)。此外，太陽能收集車殼I更可包含真空裝置111，如圖I(C)與I(D)所示，用以減少車殼的熱能散失。該真空裝置111安裝于外板101的外側(cè)，其可為獨立的透明裝置，或者是由透明板(由透明材料制成的板材)、外板101 二者所包圍且加以抽真空的密閉空隙所形成。除此之外，太陽能收集車殼I的密閉腔體105可配置有形成于外板101以及/或是內(nèi)板103上的多個筋材(rib)(圖中未呈現(xiàn))，其具有提升車殼I的強度、增加密閉腔體105的導熱面積、引導工作流體107流動(須另透過適當設計)、作為間隔件(spacer)以定位、以及避免車殼I變形等各種功能。第二實施例本發(fā)明第二實施例是關于一種車用太陽能系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用如第一實施例所述的太陽能收集車殼I。請參照圖2，依照本發(fā)明第二實施例的車用太陽能系統(tǒng)包含太陽能收集車殼I、熱能致動(heat activated)機構(gòu)、發(fā)電機6、以及在上述三者之間的連接管路3。在本實施例中，太陽能收集車殼I設置在會暴露于陽光2中的車頂部位以接收陽光2(太陽能)，且其包含的工作流體107可收集并傳遞太陽能的熱能。此處，太陽能收集車殼I具有由鎂合金制成的外板101、鋁合金制成的內(nèi)板103，以及由強化玻璃制成的透明板及外板101二者所包圍且加以抽真空的密閉空隙所形成的真空裝置111，以能減少車殼I的熱能散失，而在車殼I的密閉腔體105中更配置有導熱以及/或是導流用的筋材(圖中未呈現(xiàn))，用以提升車殼I整體的吸熱效率。此外，在本實施例中，熱能致動機構(gòu)為史特靈引擎(StirlingEngine)4，但本發(fā)明并不限于此，亦可使用其它類型的外燃機作為熱能致動機構(gòu)。為避免不必要地混淆本發(fā)明，在此并不針對史特靈引擎4或其它外燃機作進一步詳述。繼續(xù)參照圖2，以下描述第二實施例的車用太陽能系統(tǒng)的運作流程。首先，位于車 頂部位的太陽能收集車殼I中的工作流體107因吸收陽光2 (太陽能)而升高溫度。接下來，高溫的工作流體107經(jīng)由連接管路3而流進史特靈引擎4中，致使史特靈引擎4作動而將熱能轉(zhuǎn)換成動能10。接著，動能10驅(qū)動發(fā)電機6發(fā)電而產(chǎn)生電能11，所產(chǎn)生的電能11則可儲存于車輛的蓄電池(圖中未呈現(xiàn))中，供給例如空調(diào)系統(tǒng)的電力。最后，從史特靈引擎4中流出的工作流體107再經(jīng)由連接管路3流回位于車頂部位的太陽能收集車殼1，進行下一次由太陽能轉(zhuǎn)換成電能的循環(huán)。第三實施例本發(fā)明第三實施例是關于另一種車用太陽能系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用如第一實施例所述的太陽能收集車殼I。請參照圖3，依照本發(fā)明第三實施例的車用太陽能系統(tǒng)包含太陽能收集車殼I、壓力致動(pressure activated)機構(gòu)、閥門、冷凝器8、電動泵浦9、在上述各元件之間的連接管路3、以及傳動元件7。在本實施例中，太陽能收集車殼I設置在會暴露于陽光2中的引擎蓋部位以及車門部位二處，且該等車殼I包含的工作流體107可收集并傳遞太陽能的熱能。此處，太陽能收集車殼I的外板101為鋁合金、內(nèi)板103為強化塑料，且在車殼I的密閉腔體105中配置有導流用的筋材(圖中未呈現(xiàn))。此外，在本實施例中，壓力致動機構(gòu)是指包含汽缸與活塞的氣壓缸5，其藉由汽缸內(nèi)活塞的往復線性運動來作功，但本發(fā)明不限于此，亦可使用氣壓馬達或氣壓懸擺器等作為壓力致動機構(gòu)。為避免不必要地混淆此發(fā)明，在此并不針對氣壓缸5等機構(gòu)作進一步詳述。繼續(xù)參照圖3，以下描述第三實施例的車用太陽能系統(tǒng)的運作流程。首先，位于引擎蓋部位的太陽能收集車殼I中的工作流體107因吸收陽光2(太陽能)而膨脹，增加工作流體107的壓力。此時，靠近氣壓缸5的流入端的第一閥門51開啟、靠近氣壓缸5的流出端的第二閥門52關閉(請注意，流入端與流出端可位于氣壓缸5的同側(cè)或不同側(cè))，吸收太陽能后的增壓工作流體107接著便沿連接管路3經(jīng)由開啟的第一閥門51而沖入氣壓缸5中，推動汽缸內(nèi)的活塞。接下來，第一閥門51關閉、第二閥門52開啟，因作功而減壓的工作流體107會從氣壓缸5流出，沿連接管路3經(jīng)由第二閥門52進入冷凝器8，并由于凝結(jié)而進一步減少汽缸內(nèi)的壓力，致使汽缸內(nèi)的活塞回復原位。藉由上述活塞一來一往的往復運動，氣壓缸5就可輸出動能10至傳動元件7，帶動相關設備運作。其中，閥門的種類并無特另IJ限制，可為電子控制、機械控制、或是壓力控制式。另一方面，在冷凝器8中凝結(jié)成液體的工作流體107接著通過電動泵浦9而送至位于車門部位的太陽能車殼I中，并在其中吸收陽光2(太陽能)而汽化為氣體。最后，工作流體107經(jīng)由連接管路3流回至位于引擎蓋部位的太陽能收集車殼1，進行下一次由太陽能轉(zhuǎn)換成動能的循環(huán)。承上所述，雖然已為求清楚而就若干細節(jié)詳加描述本發(fā)明，然而熟悉本技術(shù)人員當可實行落入本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍內(nèi)的各式變化與修正。因此，應將以上所述實施例視為說明而非限制，且本發(fā)明并不限于此處所列細節(jié)，而是涵蓋所有依本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍內(nèi)所作的簡單變化與等效者。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能收集車殼，其特征在于，包含 外板； 內(nèi)板，和外板之間具有間隔；以及 密閉腔體，由該外板與該內(nèi)板加以定義，用以容納工作流體。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，更包含一真空裝置，該真空裝置位于該外板的外側(cè)。
3.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該密閉腔體中還配置有筋材。
4.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該外板與內(nèi)板是由相同或是不同的材料制成。
5.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該車殼為一體成型。
6.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該外板的外表面上涂布有吸熱材料的涂層。
7.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該內(nèi)板的內(nèi)表面上涂布有吸熱材料的涂層。
8.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該外板是由透明材料或是具有良好吸熱與導熱特性的材料所制成。
9.如權(quán)利要求I所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該內(nèi)板是由透明材料、具有良好吸熱與導熱特性的材料或是隔熱材料所制成。
10.如權(quán)利要求8或9所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該透明材料包含玻璃與塑料。
11.如權(quán)利要求8或9所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該具有良好吸熱與導熱特性的材料包含金屬、合金及其混合物。
12.如權(quán)利要求I至9中任一項所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該車殼設置于車輛可暴露于陽光中的部位。
13.如權(quán)利要求12所述的太陽能收集車殼，其特征在于，該部位包含車頂、引擎蓋、行李箱蓋、車門及車窗。
14.一種車用太陽能系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包含 如權(quán)利要求I至13中任一項所述的太陽能收集車殼； 以該等太陽能收集車殼所收集的太陽能作為能量來源的致動機構(gòu)；以及 連接該等太陽能車殼與該致動機構(gòu)的連接管路。
15.如權(quán)利要求13所述的車用太陽能系統(tǒng)，其特征在于，該致動機構(gòu)為熱能致動機構(gòu)。
16.如權(quán)利要求13所述的車用太陽能系統(tǒng)，其特征在于，該致動機構(gòu)為壓力致動機構(gòu)。
17.如權(quán)利要求14所述的車用太陽能系統(tǒng)，其特征在于，該熱能致動機構(gòu)為史特靈引擎。
18.如權(quán)利要求15所述的車用太陽能系統(tǒng)，其特征在于，該壓力致動機構(gòu)為氣壓缸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能收集車殼與車用太陽能系統(tǒng)，該太陽能收集車殼包含外板；和外板之間具有間隔的內(nèi)板；由外板與內(nèi)板加以定義的密閉腔體，用以容納工作流體。此外，該太陽能收集車殼更可包含一真空裝置。除此之外，太陽能收集車殼可設置于車頂、引擎蓋、行李箱蓋、車門、車窗或是其它車輛會暴露在陽光中的部位。該車用太陽能系統(tǒng)包含如上所述的太陽能收集車殼；以該等車殼所收集的太陽能作為能量來源的致動機構(gòu)；以及連接太陽能車殼與致動機構(gòu)的連接管路。該致動機構(gòu)可為熱能致動機構(gòu)或壓力致動機構(gòu)，用以將所收集的太陽能轉(zhuǎn)換成電能或動能而供后續(xù)使用。該太陽能收集車殼可在兼顧外觀以及太陽能的捕捉效果的考慮下自由設計車殼外型。
文檔編號F24J2/50GK102815340SQ20111015577
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者黃貴明 申請人:黃貴明