CN104343647A - 直立式太阳能重力发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种直立式太阳能重力发电机，具体涉及太阳能集热发电领域。它是将热交换管、集热管套装成整体结构与套装重力活塞的汽缸连接，并垂直固定于地面，形成立式。它是利用白天的日照对集热管中的热交换管内的水进行加热产生水蒸汽，水蒸气经管道进入直立式气缸推动活塞上行将热能转化为活塞的势能，待晚间没有日照时蒸汽冷凝收缩活塞因势能作用下行通过连接在活塞顶面中心的钢索驱动定滑轮使与滑轮轴耦合的发电机旋转发电。其结构简单，造价低，占地面积小。

Description

直立式太阳能重力发电机
技术领域
本发明涉及一种直立式太阳能重力发电机，具体涉及太阳能集热发电领域。
背景技术
太阳能集热发电通过若干定日镜照射安装在高塔上的锅炉加热锅炉内的水产生蒸汽推动透平发电机发电，此种发电装置的定日镜需要电机驱动结构复杂，造价高，占地面积大。
发明内容
本发明提供一种直立式太阳能重力发电机，它是将热交换管、集热管套装成整体结构与套装重力活塞的汽缸连接，并垂直固定于地面，形成立式。它是利用白天的日照对集热管中的热交换管内的水进行加热产生水蒸汽，水蒸气经管道进入直立式气缸推动活塞上行将热能转化为活塞的势能，待晚间没有日照时蒸汽冷凝收缩活塞因势能作用下行通过连接在活塞顶面中心的钢索驱动定滑轮使与滑轮轴耦合的发电机旋转发电。其结构简单，造价低，占地面积小。
本发明是以如下技术方案实现的：一种直立式太阳能重力发电机，包括集热管、套装在集热管内的热交换管，与热交换管连通的供气管、为热交换管供水的漏斗、电磁阀，与热交换管连通的水位计、检测水位的光电开关，与集热管通过隔套连接的气缸、固定在汽缸底部的法兰板，套装在气缸内的重力活塞、连接在重力活塞顶面中心的钢索、缠绕钢索的定滑轮、与定滑轮静配合的轴、与轴连接的钢索重力回绕装置和发电机、蓄电池；其特征在于：所述的集热管为双层玻璃管结构，内外管头经高温热熔封闭，在焊口完全闭合前在未焊处插入排气管后再进行全封闭，然后对封闭后的双层玻璃管进行整体加热对双层玻璃管形成的腔室进行真空排气，排气完成后将排气管熔断闭合即形成封闭的真空腔，以起到保温的作用；所述的热交换管使用导热系数高的紫铜管，热交换管一头封闭，在封闭头的上方一定的距离打孔焊接一段较细的紫铜管，紫铜管沿隔套穿出，热交换管另外一头也同样焊接两根较细的紫铜管其中一根焊接三通：一通连接电磁阀——漏斗余下的一通和热交换管下方的紫铜管连通水位计，另外一根紫铜管顺热交换外壁穿入隔套并由隔套侧面穿出再顺汽缸外壁与汽缸进气孔连接为汽缸供气，这只紫铜管有两种功用：一种是为汽缸供气，另外一种是回水，即在晚间没有光照时热交换管温度下降产生负压将汽缸底部的积水抽入热交换管内；所述的漏斗和电磁阀用于为热交换管补水，它是通过一只电磁阀与热交换管连通，电磁阀在平时并不使用，只有在热交换管内的水即将耗尽时才会开启；电磁阀由蓄电池供电；所述的光电开关检测水位计中的浮标处于最低点为电磁阀提供开关信号；所述的隔套为一定长度的圆环体，圆环体的内径较集热管外径略大以便两者套装；所述的汽缸为圆筒体，圆筒体上部外径加工有一段企口以便与隔套配合，靠近企口的下方加工一两个排气孔、两个相对的通孔，在两个通孔外分别焊接一只轴承套，轴承套内配合轴承，圆筒体底部由法兰板封闭；所述的重力活塞可以是实心体，也可以是空心体，但是空心体内需要封装铁砂以提高重力活塞的质量，重力活塞外径面上下各加工有一个环形凹槽，环形凹槽用于嵌装密封圈，在重力活塞顶面中心固定有吊环；所述的钢索重力回绕装置是由一只定滑轮、重锤和连接两者的钢索组成其作用是当重力活塞上行时对承载重力活塞的钢索进行预紧以防止钢索松动脱位；所述的发电机为永磁励磁直流发电机，发电机的输出轴连接高速比的齿轮变速箱，亦即重力活塞有些许移动发电机也能高速旋转发电，发电机通过C型支座固定在汽缸外径面上部。
所述的重力活塞由汽缸上部套装入汽缸内；所述的隔套与汽缸上部的企口配合；所述的轴由汽缸上方的轴承孔穿入并将一只定滑轮套装在轴上与重力活塞的吊环位置对应；将钢索重力回绕装置的定滑轮置于C型支座内套装在轴的外延长端轴的外延长端最终与发电机耦合；所述的钢索与重力活塞顶部中心的吊环铰接，钢索的另外一头与定滑轮铰接；所述的热交换管套装入集热管内并由一只端盖板固定形成整体结构。将热交换管、集热管的整体垂直套装入隔套内并在隔套与集热管周围注入玻璃胶使两者能够结合牢固。所述的蓄电池用于存储发电机所发电能。
本发明的积极效果
1.由上部集热下部活塞做功发电合二为一组成的立式结构既紧凑又简单。
2.白天日照时水蒸发，晚间蒸汽冷凝成水由热交换管自吸回流能够较长时间不用补水。
3.可以若干密集固定在地面。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的俯视图。
图中： 1、集热管，1-1、端盖板，2、热交换管，2-1、供气管，3、漏斗，4、电磁阀，5、水位计，6、光电开关，7、隔套，8、气缸，8-1、轴承套，8-2、轴承套，8-3、C型支座,，9、法兰板，10、重力活塞，10-1、密封圈，10-2、吊环，11、轴，12、中心钢索，13、中心定滑轮，14、定滑轮，15、钢索，16、重锤，17、发电机，17-1、高速比齿轮箱，18、蓄电池。
具体的实施方式
如图1、2、3所示：一种直立式太阳能重力发电机，包括集热管1、套装在集热管1内的热交换管2、与热交换管2连通的供气管2-1、为热交换管2供水的漏斗3、电磁阀4，与热交换管2连通的水位计5、检测水位的光电开关6，与集热管1通过隔套7连接的气缸8、固定在汽缸8底部的法兰板9，套装在汽缸8内的重力活塞10、连接在重力活塞10顶面中心的钢索12、缠绕钢索12的中心定滑轮13、与中心定滑轮13静配合的轴11、与轴11连接的钢索重力回绕装置和发电机17，蓄电池18；其特征在于：所述的集热管1为双层玻璃管结构，内外管头经高温热熔封闭，在焊口完全闭合前在未焊处插入排气管后再进行全封闭，然后对封闭后的双层玻璃管进行整体加热对双层玻璃管形成的腔室进行真空排气，排气完成后将排气管熔断闭合即形成封闭的真空腔，以起到保温的作用；所述的热交换管2使用导热系数高的紫铜管，热交换管一头封闭，在封闭头的上方一定的距离打孔焊接一段较细的紫铜管，紫铜管沿隔套7穿出，热交换管2另外一头也同样焊接两根较细的紫铜管其中一根焊接三通：一通连接电磁阀4——漏斗3余下的一通和热交换管2下方的紫铜管连通水位计5，另外一根紫铜管顺热交换管2外壁穿入隔套7并由隔套7侧面穿出再顺汽缸8外壁与汽缸8进气孔连接为汽缸8提供水蒸气，这只紫铜管有两种功用：一种是为汽缸供气，另外一种是回水，即在晚间没有光照时热交换管2温度下降产生负压将汽缸8底部的积水抽入热交换管2内；所述的漏斗3和电磁阀4用于为热交换管2补水，它是通过一只电磁阀3与热交换管2连通，电磁阀3在平时并不使用，只有在热交换管2内的水即将耗尽时才会开启；所述的光电开关6检测水位计中的浮标处于最低点为电磁阀3提供开关信号；所述的隔套7为一定长度的圆环体，圆环体的内径较集热管1的外径略大以便两者套装；所述的汽缸8为圆筒体，圆筒体上部外径加工有一段企口以便与隔套7配合，靠近企口的下方加工一两个排气孔、两个相对的通孔，在两个通孔外分别焊接一只轴承套8-1、8-2，轴承套8-1、8-2内配合轴承，汽缸8底部由法兰板9封闭；所述的重力活塞10可以是实心体，也可以是空心体，但是空心体内需要封装铁砂以提高重力活塞10的质量，重力活塞10外径面上下各加工有一个环形凹槽，环形凹槽内嵌装密封圈10-1，在重力活塞10顶面中心固定有吊环10-2；所述的钢索重力回绕装置是由定滑轮14、重锤16和连接两者的钢索15组成其作用是当重力活塞10上行时对承载重力活塞10的钢索15进行预紧以防止钢索15松动脱位；所述的发电机17为永磁励磁直流发电机，发电机的输出轴连接高速比的齿轮变速箱17-1，亦即重力活塞些许移动发电机也能高速旋转发电，发电机通过C型支座固定在汽缸外径面上部。
所述的重力活塞10由汽缸8上部套装入汽缸8内；所述的隔套7与汽缸8上部的企口配合；所述的轴11由汽缸8上方的轴承孔穿入并套入中心定滑轮13与重力活塞10的吊环10-2位置对应；将钢索重力回绕装置的定滑轮14置于C型支座8-3内套装在轴11的外延长端，轴11的外延长端最终与发电机,17耦合；所述的中心钢索12与重力活塞10顶部中心的吊环10-2铰接，中心钢索12的另外一头与定滑轮13铰接；所述的热交换管2套装入集热管1内并由一只端盖板1-1固定形成整体结构。将集热管1热交换管2的整体垂直套装入隔套7内并在隔套7与集热管1周围注入玻璃胶使两者能够结合牢固。
所述的蓄电池18用于存储发电机17所发电能，为电磁阀光电开关供电。

Claims (3)

1.一种直立式太阳能重力发电机，包括集热管（1）、套装在集热管（1）内的热交换管（2）、与热交换管（2）连通的供气管（2-1）、为热交换管（2）供水的漏斗（3）、电磁阀（4），与热交换管（2）连通的水位计（5）、检测水位的光电开关（6），与集热管（1）通过隔套（7）连接的气缸（8），固定在汽缸（8）底部的法兰板（9），套装在汽缸（8）内的重力活塞（10）、连接在重力活塞（10）顶面中心的钢索（12）、缠绕钢索（12）的中心定滑轮（13）、与中心定滑轮（13）静配合的轴（11）、与轴（11）连接的钢索重力回绕装置和发电机（17），蓄电池（18）。
2.根据权利要求1所述的直立式太阳能重力发电机，其特征在于：所述的集热管（1）为双层玻璃管结构，内外管头经高温热熔封闭并经真空处理；所述的热交换管（2）一头封闭，封闭头上方焊接一段较细的紫铜管，紫铜管沿隔套（7）穿出，热交换管（2）另外一头焊接两根紫铜管其中一根焊接三通：一通连接电磁阀（4）——漏斗（3），余下的一通和热交换管（2）下方的紫铜管连通水位计（5），另外一根紫铜管穿入隔套（7）并由隔套（7）侧面穿出与汽缸（8）的进气孔连接；所述的漏斗（3）它是通过电磁阀（3）与热交换管（2）连通；所述的光电开关（6）固定在水位计（5）上；所述的隔套（7）为一定长度的圆环体；所述的汽缸（8）上口外径加工有一两个排气孔和两个相对的通孔，两个相对的通孔外分别焊接轴承套（8-1）、（8-2），轴承套内配合轴承，汽缸（8）底部由法兰板（9）封闭；所述的重力活塞（10）外径面上下各加工有一个环形凹槽，环形凹槽内嵌装密封圈（10-1）、顶面中心固定有吊环（10-2）；所述的钢索重力回绕装置是由定滑轮（14）、重锤（16）和连接两者的钢索（15）组成；所述的发电机（17）固定在C型支座（8-3）上。
3.根据权利要求1、2所述的直立式太阳能重力发电机，其特征在于：所述的重力活塞（10）套装入汽缸（8）内；所述的隔套（7）与汽缸（8）上部的企口配合；所述的轴（11）由汽缸（8）上方的轴承孔穿入并套入中心定滑轮（13）与重力活塞（10）的吊环（10-2）位置对应；将钢索重力回绕装置的定滑轮（14）置于C型支座（8-3）内套装在轴（11）的外延长端，轴（11）的外延长端最终与发电,（17）耦合；所述的中心钢索（12）与重力活塞（10）顶部中心的吊环（10-2）铰接，中心钢索（12）的另外一头与定滑轮（13）铰接；所述的热交换管（2）套装入集热管（1）内并由一只端盖板（1-1）固定形成整体结构。将集热管（1）热交换管（2）的整体垂直套装入隔套（7）内。所述的蓄电池（18）用于存储发电机（17）所发电能，为电磁阀（3）光电开关（6）供电。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021104540A1 (zh) * 2019-11-29 2021-06-03 钟学斌 一种原动机和做功方法及水轮机组

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