CN2692371Y - 太阳能温差动力机 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能温差动力机，属于太阳能动力机装置。包括气体发生装置、活塞连杆装置、控制系统和介质系统。气体发生装置包括顶部玻璃罩、位于玻璃罩下的集热板、外接热源的热膨胀器、位于活塞顶部的工作室加温器、以及活塞皮碗等。活塞连杆装置中活塞中心固定有主连杆，主连杆连接在吸水泵活塞上，吸水泵活塞下端连接介质循环泵。控制系统中包括吸水泵活塞下端连接有带上、下定位卡的并与换向阀配合的控制杆，设置在介质管路中的单向阀。介质系统中采用低沸点的热介质。它能够将太阳能转化为动力并由吸水活塞实现进排水。主要用于沙漠治理和灌溉。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种动力装置，尤其是利用太阳能温差将特殊流体加热进而转变为机械能的太阳能温差动力机。
背景技术
目前在很多地方如沙漠、草原地区使用内燃机动力装置或电力装置还受到很多条件的制约，即便在城郊、乡村也不同程度的存在局限性，如日渐短缺的石油供应、内燃机的噪音和污染、电力线路的架设等。如何寻找一种绿色动力源且又不受能源和使用空间的限制是很多学者探索的课题。解决了这一课题，对于沙漠的治理、对于能源短缺、对于改变人类生存环境等意义重大。众所周知，太阳能是一种绿色能源，取之不尽，用之不竭，基本不受空间限制。但现有太阳能动力装置如太阳能发电等还只是处于小规模阶段，普及性差；用于灌溉和沙漠治理的太阳能动力机还尚未见之于报道。
发明内容
本实用新型的目地在于克服上述现有技术存在的缺点而提一种成本低，动力高，实用性强的太阳能温差动力机。主要用于灌溉和沙漠治理。
本实用新型的技术方案是该种太阳能温差动力机，包括气体发生装置、活塞连杆装置、控制系统和介质系统，其特征在于所述的气体发生装置包括顶部透明的玻璃罩、位于玻璃罩下的集热板、外接热源的热膨胀器、位于活塞顶部的通过软管外接活塞下部热源的工作室加温器、以及活塞皮碗；活塞中部为保温体，下部为通过冷水软管连接外部冷水的蒸汽冷凝器，冷水软管连接在一端与水井管口连接的进出水管上，另端冷水软管及蒸汽冷却室均与吸水泵活塞上腔连通；活塞皮碗密封固定在活塞与机体上；活塞中心固定有主连杆，主连杆通过机体内腔隔离层后连接在吸水泵活塞上，吸水泵活塞下端连接有带回位弹簧的介质泵连杆和介质循环泵，吸水泵活塞与机体之间密封固定有吸水泵活塞皮碗；在吸水泵活塞下端连接有带上、下定位卡的并与换向阀配合的控制杆；该换向阀连接介质回吸管的A、B端，同时连接设置于活塞上、下部之间的C、D介质流通管道；介质回吸管连通于隔离层的上腔，通过单向阀连接介质循环泵，再通过单向阀连通由储压器活塞及储压器弹簧组成的储压器、进而再通过单向阀与上部介质输送管连接，该介质输送管设有多个带热敏元件的支管，所述的支管与热膨胀器的内腔、热膨胀器与集热板之间的空间分别连通；所所述的介质为低沸点的热介质。
为提高吸热量，所述的热膨胀器为多个。
当介质输送管内的介质减少时，为使系统可靠地工作。在位于A、B端及其上方单向阀以上的介质流通管道中设有介质储存器，该介质储存器下部设有保温层。
玻璃罩受阳光照射后产生热量，由导热性较好的铝材或铜材制作集热板吸收并传递给其下的热介质以及热膨胀器内腔里的热介质。该热介质为低沸点的热介质如二氯甲烷，三氯甲烷，丙酮等其沸点均较低，如果使用超导介质更好。该热介质在集热板和热膨胀器及工作室加温器的加热下迅速汽化沸腾，推动活塞下行作功；一方面冷凝后的介质经介质回吸管产生移动并进入储压器内；另一方面带动吸水泵活塞下行，吸水泵活塞上部为负压，地下水通过进出水管沿两路在冷却介质的同时进入吸水泵活塞上腔内。
当到达下止点时，设置在控制杆上的上定位卡起作用，此时C、D导通，A、B断开，介质由C进入D，活塞上、下压力趋于平衡，活塞在活塞回位弹簧的作用下开始上行。进入吸水泵活塞上腔内的水受压经原路流出，在机体外单向阀的作用下流出至外界灌溉用。当上行到上止点时，设置在控制杆上的下定位卡起作用，此时A、B导通，C、D断开，储压器内的介质进入上部介质输送管，同时热敏开关根据热膨胀器的温度条件自动打开，介质进入集热板与热膨胀器之间和热膨胀器内腔里，进行下一步的工作循环。
本实用新型的有益效果是：
1、采用太阳能作动力，可不受能源短缺的限制，且符合环保及可持续性发展的要求。
2、动力机结构简单、成本低，流体介质循环使用，易于维护和管理，使用场合广泛。
3、能量转化率高，损失小，动力高，实用性强。
4、为沙漠治理和灌溉提供了理想的动力源。
附图说明
下面结合附图进行详细说明。
图为本发明的结构示意图。
其中，1-介质输送管，2-热敏开关，3-玻璃罩，4-蒸汽冷凝器，5-热膨胀器，6-工作室加温器，7-软管，8-活塞皮碗，9-冷水软管，10-介质液平面，11-蒸汽冷却室，12-吸水泵活塞，13-进出水管，14-水泵活塞皮碗，15-介质回吸管，16-换向阀，17-回位弹簧，18-介质泵连杆，19-介质泵活塞，20-介质循环泵，21-单向阀，22-主连杆，23-介质储存器，24-控制杆，25-定位卡，26-储压器活塞，27-储压器弹簧，28-保温体。
具体实施方式
在图中，该种太阳能温差动力机，包括机体、气体发生装置、活塞连杆装置、控制系统和介质系统等部分。
所述的气体发生装置或者说为蒸发器，它包括顶部为透明的玻璃罩3、位于玻璃罩3下的集热板、外接热源的热膨胀器5、位于活塞顶部的通过软管7外接活塞下部热源的工作室加温器6、以及活塞皮碗8等部分。活塞中部为具有隔热功能的保温体28，下部为通过冷水软管9连接外部冷水的蒸汽冷凝器4，冷水软管9连接在一端与水井管口连接的进出水管13上，而另端冷水软管及蒸汽冷却室均与吸水泵活塞上腔连通；该冷水软管既是环形管路又是进出水的主要通道和蒸汽冷却室11的主要冷体。玻璃罩3是用透明度好的玻璃有机玻璃制成，目的是保温。热膨胀器5是圆形中间成空腔并有进出口的部件，其作用是将温差动力机外的太阳能集热的热源传入至本部件使本部件成为热载体将热能传递给介质。工作室加温器6是圆形，中间有空腔，在下方有进出口，并与活塞同步运动，本部件的中间空腔经软管与温差动力机外的太阳能集热的热源连接，形成热载体，保证工作温度达到作功要求。进出水管13是连接地下井管口的进排水通道，井管口的下端装有单向阀，而上端设有带单向阀的出水口。
活塞皮碗8密封固定在活塞与机体上；活塞中心固定有主连杆22，主连杆22通过机体内腔隔离层后连接在吸水泵活塞12上，吸水泵活塞12下端连接有带回位弹簧17的介质泵连杆18、介质泵活塞19和介质循环泵20，吸水泵活塞12与机体之间密封固定有水泵活塞皮碗14。回位弹簧17还可以是气体弹簧。换向阀16是用来控制工作蒸汽压力转换的主要部件，由于受本阀控制换向，活塞在压力作用下作往复运动。在吸水泵活塞12下端连接有带上、下定位卡25的并与换向阀配合的控制杆24，该换向阀连接介质回吸管的A、B端，还连接设置于活塞上、下部之间的C、D介质流通管道；介质回吸管15连通于隔离层的上腔，通过单向阀21连接介质循环泵20，再通过单向阀连通带有储压器活塞26及储压器弹簧27的储压器。介质循环泵20是由泵体、活塞、连杆组成，其作用是将气体经冷凝压缩还原成液体的介质泵入储压器进行工作循环的主要部件之一。在储压器及A、B后通过单向阀使介质回吸管15与上部介质输送管连接，该介质输送管1设有三个带热敏开关2的支管，所述的支管分别与热膨胀器5的内腔、热膨胀器与集热板之间的空间连通；热敏开关2是用来控制介质进入活塞所在的腔内进行蒸发的部件，当蒸发器温度达到工作条件时该开关自动开启使介质进入蒸发器，介质经吸热转变为高压气体推动活塞下行作功；热敏开关还可以用太阳能电池开关等类似功能的开关代替。当储压器内的介质减少时，为使系统可靠地工作，在位于A、B端及其上方单向阀以上的介质流通管道中设有介质储存器23，其下方还设有保温层。所述的介质为低沸点的热介质。介质经加热产生蒸汽后经冷凝压缩还原为液体。介质液平面10高度以活塞所在的内腔高度的五分之一左右为宜，但决不可加满。各活塞皮碗均用耐高压的橡胶材料或同效能的尼龙材料。
试验结果表明：本实用新型使用的介质当温度10℃时，蒸汽压为3千克/平方厘米，当温度在40℃时蒸汽压为9.5千克/平方厘米，当温度在60℃时蒸汽压为15千克/平方厘米。
Claims (3)
1、太阳能温差动力机，包括气体发生装置、活塞连杆装置、控制系统和介质系统，其特征在于所述的气体发生装置包括顶部透明的玻璃罩、位于玻璃罩下的集热板、外接热源的热膨胀器、位于活塞顶部的通过软管外接活塞下部热源的工作室加温器、以及活塞皮碗；活塞中部为保温体，下部为通过冷水软管连接外部冷水的蒸汽冷凝器，冷水软管连接在一端与水井管口连接的进出水管上，另端冷水软管及蒸汽冷却室均与吸水泵活塞上腔连通；活塞皮碗密封固定在活塞与机体上；活塞中心固定有主连杆，主连杆通过机体内腔隔离层后连接在吸水泵活塞上，吸水泵活塞下端连接有带回位弹簧的介质泵连杆和介质循环泵，吸水泵活塞与机体之间密封固定有吸水泵活塞皮碗；在吸水泵活塞下端连接有带上、下定位卡的并与换向阀配合的控制杆；该换向阀连接介质回吸管的A、B端，同时连接设置于活塞上、下部之间的C、D介质流通管道；介质回吸管连通于隔离层的上腔，通过单向阀连接介质循环泵，再通过单向阀连通由储压器活塞及储压器弹簧组成的储压器、进而再通过单向阀与上部介质输送管连接，该介质输送管设有多个带热敏元件的支管，所述的支管与热膨胀器的内腔、热膨胀器与集热板之间的空间分别连通；所述的介质为低沸点的热介质。
2、根据权利要求1所述的太阳能温差动力机，其特征在于所述的热膨胀器为多个。
3、根据权利要求1所述的太阳能温差动力机，其特征在于在位于A、B端及其上方单向阀以上的介质流通管道中设有介质储存器，该介质储存器下部设有保温层。
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| CN100425829C (zh) * | 2006-06-09 | 2008-10-15 | 张树鑫 | 绿色太阳能、风能电源设备及其原理、结构和工作方法 |
| CN101968040A (zh) * | 2009-07-27 | 2011-02-09 | 黄得锋 | 一种热能转换装置及其配套的一种集能装置 |
| WO2013166900A1 (zh) * | 2012-05-07 | 2013-11-14 | An Ruisheng | 蒸汽动力循环吸、压、胀、排驱动装置 |
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