CN101705924B - 一种太阳能热辐射直驱式热力发动机 - Google Patents

一种太阳能热辐射直驱式热力发动机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能热辐射直驱式热力发动机，包括太阳能聚光系统、光学反射镜、冷却水系统、气缸、曲柄连杆机构和第一换热器，第二换热器；所述的气缸设置有2个，第一气缸和第二气缸，第一气缸包括第一气缸盖，第一气缸体，第一活塞，其中第一气缸盖和第一气缸体密封固定，第一活塞位于第一气缸体内；第二气缸盖和第二气缸体密封固定，第二活塞位于第二气缸体内。本发明具有结构设计合理、适用范围广，替代煤碳和石油、成本低，无污染物，不污染环境的绿色机械的特点。

Description

一种太阳能热辐射直驱式热力发动机
技术领域
本发明涉及一种太阳能热辐射直驱式热力发动机。用在发电、工农业及其它需要动力的场合。
背景技术
当今，石油储藏量有限且价格上涨，而且以石油为燃料燃烧对环境产生较大的污染。太阳能取之不尽、用之不竭，就成为了未来主要能源，可替代石油，成本低，无污染。
目前太阳能利用主要在太阳能硅电池、太阳能热水器、太阳能聚能烟囱发电上，而使用太阳能作为能源动力的技术还未被人类掌握，但其极具发展潜力和应用前景。
发明内容
针对上述所要解决的技术问题，本发明的主要目的是提供一种结构设计合理、适用范围广、节能的以一种太阳能热辐射直驱式工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机系统。
为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，
一种太阳能热辐射直驱式热力发动机，包括太阳能聚光系统、光学反射镜、冷却水系统、气缸、曲柄连杆机构和第一换热器，第二换热器；所述的气缸设置有2个，第一气缸和第二气缸，第一气缸包括第一气缸盖，第一气缸体，第一活塞，其中第一气缸盖和第一气缸体密封固定，第一活塞位于第一气缸体内；第二气缸包括第二气缸盖，第二气缸体，第二活塞，其中第二气缸盖和第二气缸体密封固定，第二活塞位于第二气缸体内；曲柄连杆机构包括曲轴和正时齿轮，曲轴上设有1个正时齿轮，曲柄连杆系统的曲轴分别与第一活塞和第二活塞相连；太阳能聚光系统收集到的太阳辐射能刚好落入光学反射镜上，通过光学反射镜改变角度，使太阳辐射能照射到第一气缸的第一气缸盖上；第一气缸通过管路与第一换热器，第二气缸通过管路与第二换热器相连，第一换热器，第二换热器分别通过管路与换向阀相连，换向阀通过管路与冷却水系统相连；正时齿轮与换向阀和光学反射镜之间进行信号传输。
所述的第一气缸盖和第二气缸盖采用透明的塑料或玻璃制成。
所述的太阳能聚光系统聚集太阳能能量，通过改变光学反射镜角度，使太阳辐射能照射到第一气缸的第一气缸盖上，通过加热发动机第一气缸盖将第一气缸内存储制冷剂工质加热，工质受热蒸发，液体变为气体，压力增加，推动发动机第一活塞向右运动，第二气缸内制冷剂工质受冷却水系统中的冷却水冷却，受冷冷凝，气体变成液体，压力减小，使活塞左移；从而推动曲柄连杆机构运动，通过曲柄连杆机构传动系统输出机械能；当第二活塞左移到左止点附近时，通过正时齿轮发送信号，传输给换向阀和光学反射镜，使光学反射镜改变角度，换向阀换向，使太阳辐射能照射到第二气缸上的第二气缸盖上，对第二气缸内的制冷剂工质进行加热，而冷却水系统对第一气缸内的制冷剂工质进行冷却，从而推动第一活塞左移动。第二活塞右移，一直到第一活塞左移到左止点附近时，光学反射镜改变角度，换向阀换向，进行下一个循环过程。
所述的制冷剂工质采用液态氨或其他制冷剂。
本发明的有益效果为：本发明采用工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机原理。通过利用制冷剂工质，从太阳能吸收热量时从液态变成气态，体积膨胀作功；向冷却水低温热源放热时，体积收缩，从气态变回液态，产生压力差推动活塞做功。具有结构设计合理、适用范围广，替代煤碳和石油、成本低，无污染物，不污染环境的绿色机械的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供了一种太阳能热辐射直驱式工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机系统，做完功后没有生成物，对环境无污染。本实施例包括太阳能聚光系统1、光学反射镜2、冷却水系统3、气缸4、曲柄连杆机构5和第一换热器6，第二换热器8；所述的气缸4设置有2个，第一气缸41和第二气缸42，第一气缸41包括第一气缸盖411，第一气缸体412，第一活塞413，其中第一气缸盖411和第一气缸体412密封固定，第一活塞413位于第一气缸体412内；第二气缸42包括第二气缸盖421，第二气缸体422，第二活塞423，其中第二气缸盖421和第二气缸体422密封固定，第二活塞423位于第二气缸体422内；所述的第一气缸盖411和第二气缸盖421采用透明的塑料或玻璃制成。
曲柄连杆机构5包括曲轴52和正时齿轮51，曲轴52上设有1个正时齿轮51，曲柄连杆系统5的曲轴52分别与第一活塞413和第二活塞423相连；太阳能聚光系统1收集到的太阳辐射能刚好落入光学反射镜2上，通过光学反射镜改变角度，使太阳辐射能照射到第一气缸41的第一气缸盖411上；第一气缸41通过管路与第一换热器6，第二气缸42通过管路与第二换热器8相连，第一换热器6，第二换热器8分别通过管路与换向阀7相连，换向阀7通过管路与冷却水系统3相连；正时齿轮51与换向阀7和光学反射镜2之间进行信号传输。
本实施例的太阳能聚光系统1聚集太阳能能量，提高太阳能能量密度，通过改变光学反射镜2的角度，使太阳辐射能照能射到第一气缸41上的第一气缸盖411上，通过加热发动机第一气缸上的第一换热器6将第一气缸41内存储制冷剂工质加热，所述的制冷剂工质采用液态氨。第一气缸41内工质受热蒸发，液体变为气体，压力增加，推动发动机第一活塞413向右运动，第二换热器8受冷却水系统3中的冷却水冷却，受冷冷凝，使第二气缸42内的气体变成液体，压力减小，使活塞左移；从而推动曲柄连杆机构5的曲轴52运动，通过曲轴52输出机械能；当第二活塞423左移到左止点附近时，曲柄连杆系统5上的曲轴52转动180度，此信息通过正时齿轮51发送信号，传输给换向阀7和光学反射镜2，使光学反射镜2改变角度、换向阀7换向，通过改变角度的光学反射镜，使太阳辐射能照射到第二气缸42的第二气缸盖421上加热第二换热器8，从而加热第二气缸42内的制冷剂工质，而通过换向阀7换向，使冷却水系统3通过第一换热器6对第一气缸41内的制冷剂工质进行冷却，进行一个相反的操作。从而使第二气缸42受太阳辐射能照射加热，使工质受热蒸发，液体变为气体，压力增加，推动发动机第二活塞423向右运动；第一气缸41内的制冷剂工质受冷冷凝，由气体变为液体，压力减小，使第一活塞412左移运动。当第一活塞413左移到左止点附近时，通过正时齿轮51发送信号，传输给换向阀7和光学反射镜2，使光学反射镜2改变角度、换向阀7换向，从而进行下一个循环操作。左止点和右止点是曲柄连杆系统3运动时的活塞到达的最高点和最低点，通过正时齿轮51的位置确定，左止点和右止点是现有技术，是本行业专用术语。

Claims (3)

1.一种太阳能热辐射直驱式热力发动机，其特征在于：包括太阳能聚光系统(1)、光学反射镜(2)、冷却水系统(3)、气缸(4)、曲柄连杆机构(5)和第一换热器(6)，第二换热器(8)；所述的气缸(4)设置有2个，第一气缸(41)和第二气缸(42)，第一气缸(41)包括第一气缸盖(411)，第一气缸体(412)，第一活塞(413)，其中第一气缸盖(411)和第一气缸体(412)密封固定，第一活塞(413)位于第一气缸体(412)内；第二气缸(42)包括第二气缸盖(421)，第二气缸体(422)，第二活塞(423)，其中第二气缸盖(421)和第二气缸体(422)密封固定，第二活塞(423)位于第二气缸体(422)内；曲柄连杆机构(5)包括曲轴(52)和正时齿轮(51)，曲轴(52)上设有1个正时齿轮(51)，曲柄连杆系统(5)的曲轴(52)分别与第一活塞(413)和第二活塞(423)相连；太阳能聚光系统(1)收集到的太阳辐射能刚好落入光学反射镜(2)上，通过光学反射镜改变角度，使太阳辐射能照射到第一气缸(41)的第一气缸盖(411)上；第一气缸(41)通过管路与第一换热器(6)相连，第二气缸(42)通过管路与第二换热器(8)相连，第一换热器(6)，第二换热器(8)分别通过管路与换向阀(7)相连，换向阀(7)通过管路与冷却水系统(3)相连；正时齿轮(51)与换向阀(7)和光学反射镜(2)之间进行信号传输；所述的太阳能聚光系统(1)聚集太阳能能量，通过改变光学反射镜(2)的角度，使太阳辐射能照射到第一气缸(41)上的第一气缸盖(411)上，通过加热发动机第一气缸盖(411)将第一气缸(41)内存储制冷剂工质加热，工质受热蒸发，液体变为气体，压力增加，推动发动机第一活塞(413)向右运动，第二气缸(42)内制冷剂工质受冷却水系统(3)中的冷却水冷却，受冷冷凝，气体变成液体，压力减小，使活塞左移；从而推动曲柄连杆机构(5)运动，通过曲柄连杆机构(5)传动系统输出机械能；当第二活塞(423)左移到左止点附近时，通过正时齿轮(51)发送信号，传输给换向阀(7)和光学反射镜(2)，使光学反射镜(2)改变角度，换向阀(7)换向，使太阳辐射能照射到第二气缸(42)上的第二气缸盖(421)上，对第二气缸(42)内的制冷剂工质进行加热，而冷却水系统(3)对第一气缸内的制冷剂工质进行冷却，从而推动第一活塞(413)左移动；第二活塞(423)右移，一直到第一活塞左移到左止点附近时，光学反射镜(2)改变角度，换向阀(7)换向，进行下一个循环过程。
2.如权利要求1所述的一种太阳能热辐射直驱式热力发动机，其特征在于：所述的第一气缸盖(411)和第二气缸盖(421)采用透明的塑料或玻璃制成。
3.如权利要求2所述的一种太阳能热辐射直驱式热力发动机，其特征在于：所述的制冷剂工质采用液态氨。
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