CN201908795U

CN201908795U - 碟式太阳能热力发电机

Info

Publication number: CN201908795U
Application number: CN2011200201144U
Authority: CN
Inventors: 黄德中
Original assignee: University of Shaoxing
Current assignee: University of Shaoxing
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-01-21

Abstract

本实用新型公开了一种碟式太阳能热力发电机，用在小型太阳能发电的场合。其特征在于：包括太阳能聚光器,定日镜系统,接收器,支架,蓄热器,工质相变发动机组成，其中：定日镜系统安装于支架上，太阳能聚光器安装于定日镜系统上,接收器与太阳能聚光器呈相对设置地安装于支架上,蓄热器与接收器相连，工质相变发动机分别与接收器和蓄热器相连。本实用新型没有废气排放，替代石油、煤，具有不污染环境，低碳的优点。

Description

碟式太阳能热力发电机

技术领域：

本实用新型涉及一种碟式太阳能热力发电机，用在小型太阳能发电的场合。

背景技术：

目前，石油、煤炭储藏量有限，价格上涨，以石油煤炭为燃料燃烧产生的CO₂、SO₂对环境产生很大的危害，危极人类的生存。利用太阳能发电，没有废气排放,是21世纪能源发展方向。塔式太阳能发电成本高,投资多,占地大,不能普遍应用。碟式太阳能热力发电，体积小，成本少，可靠性好，发电效率高，可广泛应用在农村,小型企业,个体家庭,极具发展潜力和应用前景。

有基于此，作出本实用新型。

实用新型内容：

针对上述所要解决的技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种结构设计合理、适用范围广、无碳的一种碟式太阳能热力发电机。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种碟式太阳能热力发电机，其特征在于：包括太阳能聚光器,定日镜系统,接收器,支架,蓄热器,工质相变发动机组成，其中：定日镜系统安装于支架上，太阳能聚光器安装于定日镜系统上, 接收器与太阳能聚光器呈相对设置地安装于支架上, 蓄热器与接收器相连，工质相变发动机分别与接收器和蓄热器相连。

进一步的设置为：

所述的工质相变发动机,包括高温热源，低温热源，第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸，第一换热器，第二换热器，第一换向控制阀，第二换向控制阀，曲柄连杆系统；正时齿轮，冷却塔，其中：高温热源通过管路与第一换向控制阀连接；低温热源通过管路与第二换向控制阀连接；第一换向控制阀通过管路分别与第一换热器和第二换热器相连，第二换向控制阀通过管路分别与第一换热器和第二换热器相连；第一换热器与第一带活塞的发动机气缸相连；第二换热器与第二带活塞的发动机气缸相连；第一换向控制阀和第二换向控制阀与曲柄连杆系统之间通过信号传输；曲柄连杆系统分别与第一活塞、第二活塞相铰连。

所述的第一换向控制阀、第二换向控制阀为2位4通换向控制阀，其信号采用机械凸轮机构或电磁阀换向。

本实用新型的工作原理如下：定日镜系统实现对太阳的实时跟踪，聚光器将太阳光反射到接收器中。位于支架上的接收器吸收由聚光器反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐中,晚上或没有太阳时发电。再利用高温熔盐介质加热工质相变发动机中的工质,驱动工质相变发动机发电。碟式太阳能热力发电系统中，接收器位于支架上一端，聚光器位于支架上另一端,定日镜系统控制聚光器实现对太阳的实时跟踪, 聚光器中由多面圆形抛物面反射镜组成,成圆周状分布，将太阳光聚焦到接收器上，集中加热接收器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入工质相变发动机机组发电。本实用新型没有废气排放，替代石油、煤，具有不污染环境，低碳的优点。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释但本实用新型不局限于以下实施例。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例所述工质相变循环的热力发动机原理图。

具体实施方式：

如图1所示，一种碟式太阳能热力发电机，包括太阳能聚光器10,定日镜系统20,接收器30,支架40,蓄热器50,工质相变发动机60组成，其中：定日镜系统20安装于支架40上，太阳能聚光器10安装于定日镜系统20上, 接收器30与太阳能聚光器10呈相对设置地安装于支架40上, 蓄热器50与接收器30通过阀门相连，工质相变发动机60通过阀门分别与接收器30和蓄热器50相连。定日镜系统20实现对太阳的实时跟踪，太阳能聚光器10将太阳光反射到接收器30,位于支架40上的接收器30吸收由太阳能聚光器10反射来的高热流密度辐射能，并将其转化为工作流体的高温热能并储存在传热熔盐介质中，白天将多余热量储存在高温蓄热罐50中,晚上或没有太阳时发电。再利用高温熔盐介质加热工质相变发动机60中的工质,驱动工质相变发动机60转动，带动发电机（图中未画出）发电。碟式太阳能热力发电系统中，接收器30位于支架40上一端，太阳能聚光器10位于支架40上另一端与接收器30对应设置,定日镜控制系统20控制太阳能聚光器10实现对太阳的实时跟踪, 太阳能聚光器10中由多面圆形抛物面反射镜组成,成圆周状分布，将太阳光聚焦到接收器30上，本实施例中，太阳能聚光器10由9-12面圆形抛物面反射镜组成，直径3-5m²。集中加热接收器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐50，然后用泵送入工质相变发动机60发电。本实用新型的碟式太阳能热力发电机功率可达5-30KW。

图2为工质相变循环发动机原理图,采用活塞式斯特林机，包括高温热源、低温热源、两个机械凸轮控制的换向阀或电磁阀换向阀、两个换热器、发动机气缸活塞系统、曲柄连杆系统、正时齿轮；其中两个电磁阀换向阀的信号来自正时齿轮。

该斯特林机一对气缸内充满制冷剂工质，用两只2位4通机械凸轮控制的换向阀或电磁换向控制阀控制两只气缸内的换热器交替对气缸进行供热和放热，换向控制阀的机械或电磁信号来自曲柄连杆机构的正时齿轮6，当气缸3中活塞到达上止点前一个供热提前角，气缸4到达下止点前一个放热提前角时，两个换向阀动作，接收器R高温热源1向气缸3供热，气缸4向低温热源放热。当活塞从上止点运动到下止点，曲轴转动180度，两个换向阀换向，高温热源向气缸4供热，气缸3向低温热源放热，自动完成一个工作循环。

如图2所示，本实施例所指的一种碟式太阳能热力发电机用的工质相变循环的发动机装置，包括高温热源1，高温热源1采用图1中所示的接收器30，低温热源8为冷却塔，第一带活塞的发动机气缸3，第二带活塞的发动机气缸4，第一换热器11，第二换热器21，第一换向控制阀12，第二换向控制阀22，曲柄连杆系统5；正时齿轮6，冷却水泵7，冷却塔8，其中接收器的高温热源1通过管路与第一换向控制阀12连接；低温热源8通过管路与第二换向控制阀22连接；第一换向控制阀12通过管路分别与第一换热器11和第二换热器21相连，第二换向控制阀22通过管路也分别与第一换热器11和第二换热器21相连；第一换向控制阀12，第二换向控制阀22为2位4通阀。第一换热器11安装在第一带活塞的发动机气缸3内；第二换热器21安装在与第二带活塞的发动机气缸4内。曲柄连杆系统5上设有1个正时齿轮6；其中第一换向控制阀12，第二换向控制阀22分别与正时齿轮6进行信号传输；曲柄连杆系统5的曲轴与第一带活塞的发动机气缸3中的第一活塞，第二带活塞的发动机气缸4中的第二活塞相连。

第一带活塞的发动机气缸3，第二带活塞的发动机气缸4内充满制冷剂工质，本实施例采用的工质为液态氨或其它制冷剂工质，也就是第一带活塞的发动机气缸3内充满液态氨或其它制冷剂液态工质，第二带活塞的发动机气缸4内充满气态氨或其它制冷剂气态工质。用2只2位4通的第一换向控制阀12、第二换向控制阀22控制高温热源1、低温热源8的传热路径，使第一换热器11，第二换热器21轮流交替对第一带活塞的发动机气缸3，第二带活塞的发动机气缸4进行供热和放热，自动完成一个工作循环。

本实施例的发动机完成供热冲程和放热冲程这两个过程，在所述的供热和放热冲程冲程中，当第一带活塞的发动机气缸3内的第一活塞到达上止点前一个供热提前角，第二带活塞的发动机气缸4内的第二活塞到达下止点前一个放热提前角时，（上止点和下止点是曲柄连杆系统5运动时的活塞到达的最高点和最低点，通过正时齿轮位置确定）；（上止点和下止点是现有技术，是本行业专用术语）正时齿轮6自动获取活塞上的信号，并传输给第一换向控制阀12和第二换向控制阀22，此时高温热源1通过第一换热器11向第一带活塞的发动机气缸3内制冷剂供热，工质从高温热源1吸收热量后由液态变成气态，体积膨胀推动第一带活塞的发动机气缸3内的第一活塞作功；第二带活塞的发动机气缸4内的工质通过第二换热器22向低温热源8放热，工质体积收缩，由气态变回液态，推动第二带活塞的发动机气缸4内的第二活塞做功。当第一带活塞的发动机气缸3内的第一活塞从上止点运动到下止点，第二带活塞的发动机气缸4内的第二活塞从下止点运动到上止点时，曲柄连杆系统5上的曲轴转动180度，正时齿轮6自动获取此信号传输给第一换向控制阀12，第二换向控制阀22，导致第一换向控制阀12，第二换向控制阀22换向，此时高温热源1通过第二换热器22向第二带活塞的发动机气缸4供热，第一带活塞的发动机气缸3通过第一换热器11向低温热源8放热。使第一换热器22，第二换热器22轮流交替对第一带活塞的发动机气缸3，第二带活塞的发动机气缸4进行供热和放热；自动完成一个工作循环。

本实施例的以工质相变循环热力发动机的冷热源供热装置自动完成两气缸供热放热的切换，双向的作用提高了热机效率，有利于提高能源利用效率；具有成本低，结构简易、工作效率高的优点。

Claims

1.一种碟式太阳能热力发电机，其特征在于：包括太阳能聚光器,定日镜系统,接收器,支架,蓄热器,工质相变发动机组成，其中：定日镜系统安装于支架上，太阳能聚光器安装于定日镜系统上, 接收器与太阳能聚光器呈相对设置地安装于支架上, 蓄热器与接收器相连，工质相变发动机分别与接收器和蓄热器相连。

2.根据权利要求1所述的一种碟式太阳能热力发电机，其特征在于：所述的工质相变发动机,包括高温热源，低温热源，第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸，第一换热器，第二换热器，第一换向控制阀，第二换向控制阀，曲柄连杆系统；正时齿轮，冷却塔，其中：高温热源通过管路与第一换向控制阀连接；低温热源通过管路与第二换向控制阀连接；第一换向控制阀通过管路分别与第一换热器和第二换热器相连，第二换向控制阀通过管路分别与第一换热器和第二换热器相连；第一换热器与第一带活塞的发动机气缸相连；第二换热器与第二带活塞的发动机气缸相连；第一换向控制阀和第二换向控制阀与曲柄连杆系统之间通过信号传输；曲柄连杆系统分别与第一活塞、第二活塞相铰连。

3.根据权利要求2所述的一种碟式太阳能热力发电机，其特征在于：所述的第一换向控制阀、第二换向控制阀为2位4通换向控制阀，其信号采用机械凸轮机构或电磁阀换向。