CN103758711A - 太阳能重力发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能重力发电机，具体涉及太阳能集热发电机领域。它是利用太阳能真空集热管对热交换器内的水进行加热，产生的水蒸气通过管道、调压阀经换向阀交替输送给两台重力发电机，使两台重力发电机的重力活塞交替上行以及重力使活塞自由下行驱动滚珠丝杠为发电机提供转矩发电。

Description

太阳能重力发电机

技术领域

本发明涉及一种太阳能重力发电机，具体涉及太阳能集热发电机领域。 

背景技术

目前的太阳能聚热发电机基本是利用定日镜或者曲面反射镜对热交换器中的水进行加热产生水蒸气推动透平。水的浪费较大且还要反馈一部分电能驱动定日镜；发电效率不高。 

发明内容

本发明提供一种太阳能重力发电机，它是利用太阳能真空集热管对热交换器内的水进行加热，产生的水蒸气推动两台重力发电机的重力活塞上行以及重力活塞自由下行驱动滚珠丝杠、齿轮副为发电机提供转矩发电。 

本发明是以如下技术方案实现的：一种太阳能重力发电机，包括由列阵分布的若干真空集热管、与真空集热管插装组合的热交换器、套装在热交换器内的回水排管、与热交换器通过管道、调压阀、换向阀连接的两台重力发电机组；为发电机蓄电的蓄电池；其特征在于：所述的真空集热管为氺瓶胆式双层玻璃结构内胆镀敷红外吸光材料，内外管经套封、加热、真空除气环节完成；所述的热交换器由若干金属排管与一根主管道垂直贯通焊接而成，主管道的一端封闭，另外一端由端盖板闭合，端盖板端面制有两个通孔其中一个通孔焊接有管头，另外一个通孔为台阶孔，孔内制有螺纹；所述的回水排管是将若干短排管（长度不超过热交换器主管道内径）与一根直管贯通焊接，直管一头封闭，将焊接好的回水排管套装入热交换器主管道并使回水排管的若干排管一对一插入热交换器的排管内，将回水排管的输出端经端盖板台阶孔穿过延伸至主管道外，端盖板与主管道由螺栓紧固封闭，回水排管延伸端由盘根螺帽压封使交换器与回水排管形成整体结构；将封闭了回水排管的热交换器的若干排管一对一插入若干集热管中即构成太阳能热交换器；所述的重力发电机组由气缸、固定在气缸底部的法兰板、安装在法兰板上的回水阀、套装在气缸内的重力活塞、为活塞输出扭矩的滚珠丝杠副、与滚珠丝杠连接的齿轮副、与齿轮副被动齿轮连接的发电机、支撑滚珠丝杠与发电机的轴承板、安装在轴承板中心上下两面的止推轴承、为重力活塞导向的导杆组成；其特征在于：所述的气缸为金属或者非金属圆筒，圆筒底部固定有法兰板，法兰板上制有一螺纹孔；所述的回水阀为两位两通压杆式，回水阀安装在法兰板的螺纹孔内并通过管道与回水排管连接，圆筒顶部安装有轴承板；所述的重力活塞外周制有环形凹槽，凹槽内嵌装有密封圈，重力活塞的中心及中心两侧对称制有通孔，中心通孔内安装有滚珠丝杠副的螺母，两侧的通孔内安 装有直线轴承；所述的齿轮副的主动齿轮与滚珠丝杠静配合，被动齿轮与发电机轴静配合；所述的轴承板为凸圆型中心制有通孔，凸圆处加工有发电机固定孔，中心通孔上下面安装有止推轴承，中心孔两侧固定有导杆；将固定了齿轮的滚珠丝杠与固定了导杆的轴承板由活塞套的顶端插入，并将导杆、滚珠丝杠对应穿入重力活塞与直线轴承、螺母配合，轴承板固定在气缸顶部。 

根据以上所述的太阳能重力发电机，其特征在于：所述的热交换器通过管道、调压阀、换向阀与两台重力发电机的气缸下方的进气孔连接；所述的换向阀为两位三通滑板式，常态时换向阀总有一个是打开的，当白天有太阳时交换器内的水逐渐蒸发使热交换器内的压力逐渐增大，到了一定压力时调压阀自动打开高压蒸汽顺管道经换向阀进入其中一个气缸推动活塞上行，螺母即驱动滚珠丝杠、齿轮副、发电机旋转发电，当活塞行至上止点时将换向阀拨转使当前的进气通道关闭，同时将另外一台重力发电机的气缸进气通道打开高压蒸汽进入推动活塞上行并发电；由于前一台重力发电机失气后温度下降蒸汽收缩，活塞呈自由下降状态驱动发电机反向转动发电；由换向阀为两台重力发电机交替供气将活塞的直线运动转化为发电机的旋转运动实现了太阳能与电能的转化，结构简单、转化率高；由于水蒸气基本是封闭循环，水分损失小，冷凝后的水通过回水阀回到热交换器内，能够在比较长的时间内不用补水适用于缺水的地方。 

本发明的积极效果 

1.结构简单、集热效果好、转化效率达20%以上； 

2.没有透平机的高造价，消耗水大的缺点； 

3.制造工艺过程中不会产生对环境有害的废弃物； 

4.适合规模化、产业化。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

图1本发明的结构示意图； 

图1中：1、若干真空集热管，2、热交换器，3、回水排管，4、端盖板，5、管道，6、调压阀，7、换向阀，7-1、拉杆，7-2、摇臂，8、气缸，9、法兰板，10、回水阀，11、排气孔，12轴承板，13、上下止推轴承，14、重力活塞，15、密封圈，16、直线轴承，17、导杆，18、螺母，19、滚珠丝杠，20、主动齿轮，21、被动齿轮，22、发电机，23、蓄电池。 

具体的实施方案

如图1所示：一种太阳能重力发电机，包括由列阵分布的若干真空集热管1、与真空集热管 1插装组合的热交换器2、套装在热交换器2内的回水排管3、与热交换器2通过管道5、调压阀6、换向阀7连接的两台重力发电机组，为发电机组储存电能的蓄电池23；其特征在于：所述的真空集热管1为氺瓶胆式双层玻璃结构内胆镀敷红外吸光材料，内外管经套封、加热、真空除气环节完成；所述的热交换器2由若干金属排管与一根主管道垂直贯通焊接而成，主管道的一端封闭，另外一端由端盖板4闭合，端盖板4端面制有两个通孔其中一个通孔焊接有管头，另外一个通孔为台阶孔，孔内制有螺纹；所述的回水排管3是将若干短排管（长度不超过热交换器2主管道内径）与一根直管贯通焊接，直管一头封闭，将焊接好的回水排管3套装入热交换器2主管道并使回水排管3的若干排管一对一插入热交换器2的排管内，将回水排管3的输出端经端盖4台阶孔穿过延伸至主管道外，端盖板4与主管道由螺栓紧固封闭，回水排管3延伸端由盘根螺帽压封使热交换器2与回水排管3形成整体结构；将封闭了回水排管3的热交换器2的若干排管一对一插入若干集热管1中即构成太阳能热交换器；所述的重力发电机组由气缸8、固定在气缸8底部的法兰板9、安装在法兰板9上的回水阀10、套装在气缸8内的重力活塞14、为活塞输出扭矩的滚珠丝杠副18、19，与滚珠丝杠19连接的齿轮副20、21，,与齿轮副被动齿轮21连接的发电机22，支撑滚珠丝杠19、导杆17、发电机22的轴承板12，安装在轴承板12中心上下两面的止推轴承13，为重力活塞14导向的直线轴承16、驱动滚珠丝杠的螺母18组成；其特征在于：所述的气缸8为金属或者非金属圆筒，圆筒底部固定有法兰板9，法兰板9上制有一螺纹孔；所述的回水阀10为两位两通压杆式，回水阀10安装在法兰板9的螺纹孔内并通过回水管道与回水排管3连接，圆筒顶部安装有轴承板12；所述的重力活塞14外周靠近活塞两个端面各制有一个环形凹槽，凹槽内嵌装有密封圈15，重力活塞14的中心及中心两侧对称制有通孔，中心通孔内安装有滚珠丝杠副的螺母18，两侧的通孔内安装有直线轴承16；所述的齿轮副的主动齿轮20与滚珠丝杠19静配合，被动齿轮21与发电机22轴静配合；所述的轴承板12为凸圆型中心制有通孔，凸圆处加工有发电机22固定孔，中心通孔上下面安装有止推轴承14，中心孔两侧固定有导杆17；将固定了主动齿轮20的滚珠丝杠19与固定了导杆17的轴承板12由气缸8的顶端插入，并将导杆17、滚珠丝杠19对应穿入重力活塞14与螺母18、直线轴承16配合，轴承板12固定在气缸8的顶部。 

根据以上所述的太阳能重力发电机，其特征在于：所述的热交换器2通过管道5、调压阀6、换向阀7与两台重力发电机的气缸8下方的进气孔连接；所述的换向阀7为两位三通滑板式，它通过拉杆7-1、摇臂7-2开关，常态时换向阀7总有一种导通状态，当白天有太阳时热交换器2内的水逐渐蒸发使热交换器2内的压力逐渐增大，到了一定压力时调压阀6自动打开 高压蒸汽顺管道经换向阀7进入其中一个气缸8推动重力活塞14上行螺母18即驱动滚珠丝杠19、齿轮副20、21，发电22旋转发电；当重力活塞14行至上止点时重力活塞14顶开摇臂7-2拉动拉杆7-1将换向阀7拨转使当前的进气通道关闭，同时将另外一台重力发电机的气缸8进气通道打开高压蒸汽进入气缸8推动重力活塞14上行并发电；由于前一台重力发电机的气缸8失气后温度下降蒸汽收缩，重力活塞14呈自由下降状态驱动发电机22反向转动发电；由换向阀7为两台重力发电机的气缸8交替供气将重力活塞14的直线运动转化为发电机22的旋转运动实现了太阳能与电能的转化，结构简单、转化率高；由于水蒸气基本是封闭循环，水分损失小，冷凝后的水通过回水阀10回到热交换器2内，能够在比较长的时间内不用补水适用于缺水的地方。 

Claims (3)

1.如图2所示：一种太阳能重力发电机，包括由列阵分布的若干真空集热管（1）、与真空集热管（1）插装组合的热交换器（2）、套装在热交换器（2）内的回水排管（3）、与热交换器（2）通过管道（5）、调压阀（6）、换向阀（7）连接的两台重力发电机组，为重力发电机组储存电能的蓄电池（23）。

2.根据权利要求1所述的太阳能重力发电机，其特征在于：所述的真空集热管（1）为氺瓶胆式双层玻璃结构内胆镀敷红外吸光材料，内外管经套封、加热、真空除气环节完成；所述的热交换器（2）由若干金属排管与一根主管道垂直贯通焊接而成，主管道的一端封闭，另外一端由端盖板（4）闭合，端盖板（4）端面制有两个通孔其中一个通孔焊接有管头，另外一个通孔为台阶孔，孔内制有螺纹；所述的回水排管（3）是将若干短排管与一根直管贯通焊接，直管一头封闭，将焊接好的回水排管（3）套装入热交换器（2）热交换器（2）主管道并使回水排管（3）的若干排管一对一插入热交换器（2）的排管内，将回水排管（3）的输出端经端盖（4）台阶孔穿过延伸至主管道外，端盖板（4）与主管道由螺栓紧固封闭，回水排管（3）延伸端由盘根螺帽压封使热交换器（2）与回水排管（3）形成整体结构；将封闭了回水排管（3）的热交换器（2）的若干排管一对一插入若干集热管（1）中即构成太阳能热交换器；所述的重力发电机组由气缸（8）、固定在气缸（8）底部的法兰板（9）、安装在法兰板（9）上的回水阀（10）、套装在气缸（8）内的重力活塞（14）、为重力活塞14输出扭矩的滚珠丝杠副（18-19），与滚珠丝杠（19）连接的齿轮副的主动齿轮（20），与齿轮副被动齿轮（21）连接的发电机（22），安装导杆（17）、滚珠丝杠（19）、发电机（22）的轴承板（12），安装在轴承板（12）中心上下两面的止推轴承（13），为重力活塞（14）导向的直线轴承（16）组成；其特征在于：所述的气缸（8）为金属或者非金属圆筒，圆筒底部固定有法兰板（9），法兰板（9）上制有一螺纹孔；所述的回水阀（10）为两位两通压杆式，回水阀（10）安装在法兰板（9）的螺纹孔内并通过回水管道与回水排管（3）连接，气缸（8）顶部安装有轴承板（12）；所述的重力活塞（14）外周靠近活塞两个端面各制有一个环形凹槽，凹槽内嵌装有密封圈（15），重力活塞（14）的中心及中心两侧对称制有通孔，中心通孔内安装有滚珠丝杠副的螺母（18），两侧的通孔内安装有直线轴承（16）；所述的齿轮副（20-21）的主动齿轮（20）与滚珠丝杠（19）静配合，被动齿轮（21）与发电机（22）的轴静配合；所述的轴承板（12）为凸圆型中心制有通孔，凸圆处加工有发电机（22）固定孔，中心通孔上下面安装有止推轴承（14），中心孔两侧固定有导杆（17）；将固定 了主动齿轮（20）的滚珠丝杠（19）与固定了导杆（17）的轴承板（12）由气缸（8）的顶端插入，并将导杆（17）、滚珠丝杠（19）对应穿入重力活塞（14）与螺母（18）、直线轴承（16）配合，轴承板（12）固定在气缸（8）的顶部。

3.根据权利要求1所述的太阳能重力发电机，其特征在于：所述的热交换器（2）通过管道（5）、调压阀（6）、换向阀（7）与两台重力发电机的气缸（8）下方的进气孔连接；所述的换向阀（7）为两位三通滑板式它通过拉杆（7-1）、摇臂（7-2）开关，常态时换向阀（7）总有一种导通状态，当白天有太阳时热交换器（2）内的水逐渐蒸发使热交换器（2）内的压力逐渐增大，到了一定压力时调压阀（6）自动打开高压蒸汽顺管道经换向阀（7）进入其中一个气缸（8）推动重力活塞（14）上行螺母（18）即驱动滚珠丝杠19、齿轮副（20-21）、发电机（22）旋转发电；当重力活塞（14）行至上止点时重力活塞（14）顶开摇臂（7-2）拉动拉杆（7-1）将换向阀（7）拨转使当前的进气通道关闭，同时将另外一台重力发电机的气缸（8）进气通道打开高压蒸汽进入气缸（8）推动重力活塞（14）上行并发电；由于前一台重力发电机的气缸（8）失气后温度下降蒸汽收缩，重力活塞（14）呈自由下降状态驱动发电机（22）反向转动发电；由换向阀（7）为两台重力发电机的气缸（8）交替供气将重力活塞（14）的直线运动转化为发电机（22）的旋转运动实现了太阳能与电能的转化；由于水蒸气基本是封闭循环，水分损失小，冷凝后的水通过回水阀（10）回到热交换器（2）内，能够在比较长的时间内不用补水适用于缺水的地方。 

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