CN1995717A - 太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机 - Google Patents

太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机 Download PDF

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Abstract

一种太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，包括带冷却水箱1的内燃机2，太阳能加热器3、热交换器4及蒸汽机5，所述冷却水箱1与太阳能加热器3管道相连，太阳能加热器3与热交换器4管道相连，热交换器4与蒸汽机5管道相连。从内燃机2排出的尾气8进入热交换器4进行能量交换后，排出尾气。在所述冷却水箱1的上部连接有补水箱11。所述蒸汽机5还包括风冷却器6，蒸汽机5的余汽经太阳能加热器3，再经风冷却器6风冷后，其冷凝水进入内燃机冷却水箱1，循环利用。本发明利用太阳能、内燃机尾气使水蒸发推动蒸汽机工作，从而减少内燃机工作气缸数，最大限度地降低了能源消耗。

Description

太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机
技术领域
本发明涉及一种充分利用太阳能，以及内燃机和蒸汽机余能的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机。
背景技术
在现代工业高速发展的今天，能源问题逐渐凸现，世界能源日益减少。目前，汽车运输主要使用燃料，它会产生大量的二氧化碳而污染空气；工业用电需要建水电站、核电站，而水电站需淹没大量土地，核电站存在核泄漏的危险。为此，世界上使用清洁能源的呼声越来越大，太阳能的利用无疑将成为清洁能源的首选。目前，太阳能的利用一直停留在利用太阳能照射在太阳能电池板上产生电能和利用太阳能热水器来使水加热来方便人们的日常生活，其太阳能的利用率极其有限。所以，另辟途径充分利用太阳能，以及充分利用内燃机和蒸汽机的余能是当务之急。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能源利用率高的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机。
本发明的技术方案是：设计一种太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，包括带冷却水箱的内燃机，太阳能加热器、热交换器及蒸汽机，所述冷却水箱与太阳能加热器管道相连，太阳能加热器与热交换器管道相连，热交换器与蒸汽机管道相连。
从内燃机排出的尾气进入热交换器进行能量交换后，排出尾气。
所述蒸汽机还包括风冷却器，蒸汽机余汽经太阳能加热器，再经风冷后，其冷凝水进入内燃机冷却水箱，循环利用。
还包括一个或一个以上的太阳能聚光器，太阳能聚光器可跟踪太阳转动，并将聚光束照射在所述热交换器上。
本发明由于采用的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，包括带冷却水箱的内燃机，太阳能加热器、热交换器及蒸汽机，其特征在于：所述冷却水箱与太阳能加热器管道相连，太阳能加热器与热交换器管道相连，热交换器与蒸汽机管道相连。所以，本发明具有都可以最大限度地节约能源。白天，内燃机和蒸汽机工作，随着太阳光强度的增加，而减少内燃机工作气缸数，甚至不用烧油；黑夜，由于无阳光，但它利用内燃机尾气使水蒸发推动蒸汽机工作，从而减少内燃机工作气缸数，也最大限度地降低了能源消耗。
附图说明
图1是本发明结构原理方框示意图；
图2是图1的具体实施例的结构示意图；
图3是太阳能照射区域结构示意图；
图4是本发明太阳能系统的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
请参见图1，它是一种太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，包括带冷却水箱1的内燃机2，太阳能加热器3、热交换器4及蒸汽机5，所述冷却水箱1与太阳能加热器3管道相连，太阳能加热器3与热交换器4管道相连，热交换器4与蒸汽机5管道相连。从内燃机2排出的尾气8进入热交换器4进行能量交换后，排出尾气。在所述冷却水箱1的上部连接有补水箱11。所述蒸汽机5还包括风冷却器6，蒸汽机5的余汽经太阳能加热器3，再经风冷却器6风冷后，其冷凝水进入内燃机冷却水箱1，循环利用。在所热交换器4的周围布置有一个或一个以上的太阳能聚光器7，太阳能聚光器7可跟踪太阳转动，并将聚光束照射在所述热交换器4上。内燃机2的尾气8经热交换器4，交换能量后排入大气。
本发明的工作原理，首先内燃机2启动，这时内燃机2工作，内燃机冷却水箱1中的水温升高，当其温度升高到80度左右时，用水泵A110(参见图2)抽入太阳能加热器3中(在太阳能加热器3外表面上布置有太阳能照射发热管，当然，两者也可以分离的)，在太阳能及内燃机的双重作用下，内燃机冷却水箱1中水在太阳能加热器3与内燃机冷却水箱1之间循环，水的水温快速升高，当水温升到近100度时，再经泵111泵入热交换器4中，在热交换器中；这时，接近100度的水，再受两个方面的热量作用，一是内燃机2的尾气8，二是太阳能聚光器7的作用，使热交换器4中的水迅速蒸发，产生高温高压蒸汽，从而推动蒸汽机做功；当然，可以设置一个控制进油或进汽的阀门系统(图中未示)，它能使蒸汽机增加工作气缸时，相对应地减少内燃机的工作气缸，反之亦然。显然，控制进油或进汽的阀门系统也可以不设置，而采用人工控制的方式。
请参见图2，图2与图1相比，其基本结构相同，所不同的是，增加了储水箱9，并将太阳能加热管10从太阳能加热器4上分离出来了。图2所示实施例的工作步骤可分为三个水循环：
第一个水循环是水温由常温升到80度，内燃机2启动，内燃机缸体散热循环开始，水由内燃机水箱1经水泵A110到太阳能加热器3，然后，再返回到内燃机水箱1，如此循环，水温升高到80度左右。
第二个水循环是水温从80度左右到100度左右，当内燃机水箱1的水温达到80度左右时，水泵B111启动，内燃机水箱1的水进入储水箱9，当储水箱9中水位到达预定水位后，水泵B111停止运转，贮水箱9中的水经太阳能加热管10加热后、再返回贮水箱9，如此循环，水温升高到近100度。
第三个循环是水加热蒸发做功循环；当第二个循环中的水温达到近100度后，水泵C112启动，水经止回阀泵入热交换器4，达到预定水位停止，近100度的水在热交换器4中经内燃机2的尾气8和太阳能聚光器7双重加热，迅速蒸发，当其压力达到足以推动蒸汽机5工作时，蒸汽压力反压力把压力自推阀113打开，推动蒸汽机5工作，同时，如果蒸汽机5的一个缸工作压力还足以推动第二个缸工作，那么压力自推阀113把汽放入另外一个汽缸，同时，通过连锁作用，蒸汽机5每工作一个汽缸，内燃机2就减少一个汽缸工作，达到节能甚至不用内燃机2工作的目的。蒸汽经蒸汽机5做功后，排出的余汽进入太阳能加热管10，对第二个循环中的水进行加热，然后，通过风冷却器6，变成冷凝水，再进入内燃机冷却水箱1，冷凝水重复利用。
发动机停止后，系统中的水经水泵进入储水箱9，整个系统中的水全部回流到储水箱中，为下次工作作好准备。
请参见图3和图4，图3所示聚光器7是四周封闭，其上方正中央有一透凸镜，当太阳光直射时，从透凸镜上射下来的光线落在O区，这时，在A、B、C、D区的直流电机均不工作，从各个反射凹镜反射的光反射到蒸发器上，使水受热蒸发。
当A区的感应器121感应到光线时，A区的电机MA正转，C区的电机MC反转，B、D区的电机MB、MD不转，这时，A区在电机MA的作用下上升，C区则下降；
当C区的感应器感125应到光线时，C区的电机MC正转，A区的电机MA反转，B、D区的电机MB、MD不转，这时，C区在电机MC的作用下上升，A区则下降；
当B区的感应器127感应到光线时，B区的电机MB正转，D区的电机MD反转，A、C区的电机MA、MC不转，这时，B区在电机MB的作用下上升，D区则下降；
当D区的感应器123感应到光线时，D区的电机MD正转，B区的电机MB反转，A、C区的电机MA、MC不转，这时，D区在电机MD的作用下上升，B区则下降；
当A、B区的感应器128感应到光线时，A、B区的电机MA、MB正转，C、D区的电机MC、MD反转，这时，A、B区在电机MA、MB的作用下上升，C、D区则下降；
当B、C区的感应器126感应到光线时，B、C区的电机MC、MB正转，A、D区的电机MA、MD反转，这时，B、C区在电机MB、MC的作用下上升，D、A区则下降；
当C、D区的感应器124感应到光线时，C、D区的电机MC、MD正转，A、B区的电机MA、MB反转，这时，C、D区在电机MC、MD的作用下上升，A、B区则下降；
当A、D区的感应器122感应到光线时，A、D区的电机MA、MD正转，B、C区的电机MB、MC反转，这时，A、D区在电机MA、MD的作用下上升，B、C区则下降。
图3和图4所示的太阳能聚光器7也可以用现有市场上出售的类似产品代替，其技术因为是现有技术，所以不在这里赘述。

Claims (4)

1、一种太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，包括带冷却水箱的内燃机，太阳能加热器、热交换器及蒸汽机，其特征在于：
所述冷却水箱与太阳能加热器管道相连，太阳能加热器与热交换器管道相连，热交换器与蒸汽机管道相连。
2、根据权利要求1所述的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，其特征在于：从内燃机排出的尾气进入热交换器进行能量交换后，排出尾气。
3、根据权利要求1所述的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，其特征在于：所述蒸汽机还包括风冷却器，蒸汽机余汽经太阳能加热器，再经风冷后，其冷凝水进入内燃机冷却水箱，循环利用。
4、根据权利要求1所述的太阳能、内燃机及蒸汽机混合发动机，其特征在于：还包括一个或一个以上的太阳能聚光器，太阳能聚光器可跟踪太阳转动，并将聚光束照射在所述热交换器上。
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