專利名稱：太陽能動力機的制作方法
技術領域：
屬于太陽能利用范圍，也可用于地熱、工業(yè)余熱利用。
背景技術：
太陽能是一種巨大且對環(huán)境無污染的可再生能源，取之不盡，用之不竭，在因使用化石能源排放溫室氣體、污染環(huán)境和化石能源將要枯竭的情況下，太陽能的利用具有極其重要的意義?，F在許多國家再次將目光投向了核能，但是核能的成本高，潛在的危害性大，且鈾礦也是有限的。
太陽能可以說是人類的終極能源，在其利用的研究和開發(fā)上無論投入多大都是值得償試的，現已開發(fā)利用的水力能、風能、.潮汐能、生物能、化石能源等都是太陽能的表現形式。這里所說的太陽能利用是指對太陽光能的直接利用。
目前，太陽能的轉換利用方式有光—熱、光—電轉換和光化學轉換。在光—熱轉換中以太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能熱媒空調等的應用和研究為主，都只能是一次性應用，不能作為二次能源應用和儲存；在光—電轉換中以光伏電池的研究和應用為主，電可轉移應用，也可通過蓄電池儲能和電解水生產氫能，但光伏電池的技術含量極高，生產成本也高，對太陽光的利用率不高，因此普及應用難度大。由于太陽光的能量密度小，太陽能的收集、熱量的輸送、儲存、熱交換等諸多問題有待解決，制約了太陽能熱轉換的利用，在德國人布凌格所著的《未來世界100種變化》中、在《魅力前沿·科學-回眸在2006》中的關于能源部分都只提及了光伏電池等內容，而沒有提及光能轉換成機械動能用于發(fā)電或直接應用。
三、太陽能動力機要解決的問題及技術方案太陽能動力機要解決的問題是在極少損耗熱媒介質的前提下，將太陽能集熱器加熱的介質儲存的熱能通過類似汽輪機的裝置轉換成機械動能，并利用所產生的機械動能的一部分推動熱媒介質的自我循環(huán)以完成熱量交換、使熱媒介質流向太陽能集熱器被再次加熱重復完成熱-動轉換過程，從而循環(huán)不斷地輸出機械動能。
具體技術方案如下1、制作一個與外界環(huán)境相對隔絕的密閉裝置。上部呈平頂的碟狀，可稱為熱動轉換室，在其內部安裝類似汽輪機的熱動轉換器，以及用于熱量交換的環(huán)形折疊式〔“S”型〕管道；熱動轉換室的作用是完成熱能轉換成機械動能及向外輸出動能、剩余熱量在氣液相熱媒介質之間的交換、氣態(tài)熱媒介質經熱交換和通過碟狀外殼向外界散熱液化以備循環(huán)利用。下部呈圓桶狀，可稱為儲存介質室，其直徑小于熱動轉換室，主要用于儲存預置的液體熱媒介質和液化后的介質以備循環(huán)利用，輸送介質的管道通過儲存介質室進出密閉裝置。在密閉裝置的外殼上安裝皮帶輪和齒輪傳動系統(tǒng)，使之與熱動換器的動能輸出端相聯結，帶動杠桿式壓力泵將儲存介質室內的介質壓入循環(huán)管道系統(tǒng)。
2、經管道將由太陽能集熱器加熱產生的高溫高壓蒸氣〔假定介質為水〕由下向上導入熱動轉換器，高壓蒸氣經熱動轉換器的噴射口噴出，因反沖作用產生旋轉動能，同時，熱動換器通過皮帶輪將部分動能傳送到齒輪系統(tǒng)，帶動杠桿式壓力泵將水壓入循環(huán)管道，高壓水流經熱動換室與高溫水蒸氣進行熱量交換，其后流向太陽能集熱器再次被加熱汽化又一次完成熱動轉換。由于液體汽化后體積會擴大1000倍，必有有效動能輸出。
3、輸送熱媒介質的管道要用隔熱材料處理，以減少熱能在輸送過程中的熱量損失。
4、杠桿式壓力泵的作用是在齒輪的帶動下，產生高壓，以確保儲存介質室的液體介質被壓入循環(huán)管道，完成熱媒介質的循環(huán)過程。
太陽能動力機以太陽能轉化而成的熱能為動力，并可在無需儲熱介質、極大地減少熱媒介質損失和自動循環(huán)利用熱介質的情況下，通過熱交換提高熱利用效率，為在沙漠、缺水的干旱地區(qū)和在建筑節(jié)能上利用太陽能創(chuàng)造了條件，而且可根據需要，獨立分散使用，也可集群式規(guī)模化安裝。太陽能動力機的輸出動能主要用于發(fā)電，供用戶直接使用，也可用于蓄電池儲能或電解水生產氫能；還可作為機械能直接加以應用。在太陽能的收集上，為節(jié)約材料并產生高溫，宜采用反射聚光式太陽能集熱器。太陽能動力機裝置系統(tǒng)是現有材料和技術的集成，其制造成本和技術要求遠低于光伏電池，易于通過技術手段提高太陽能利用效率，易于生產和普及應用，而要提高光伏電池的效率，除了技術因素外，還需要跨越物理學上的限制，是極難突破的。
四

附圖為太陽能動力機結構示意圖。
1.通過軸承將熱動轉換器從動能輸出端固定在太陽能動力機的外殼上的部件。
2.折疊式多層環(huán)形熱量交換器。
3.熱動轉換器為圓盤狀，中心有軸，一端實心，為動能輸出端；另一端中空，高溫高壓蒸汽由此導入；軸心有中空管道通向圓盤邊緣，出口方向與圓周的切線一致，蒸汽噴射的方向統(tǒng)一為順時針或逆時針方向。
4.輸送經熱量交換后流向太陽能集熱器的高壓水的管道出口。
5.輸送經太陽能集熱器加熱產生的高溫高壓蒸汽的管道進入口。
6.帶動杠桿式壓力泵的傳動系統(tǒng)。
7.杠桿式壓力泵。
五具體實施例方式1、由于太陽能動機能循環(huán)利用熱媒介質，極大地減少了對環(huán)境的依賴程度，可以在干旱地區(qū)、沙漠化地區(qū)把太陽能利用和沙漠化治理結合起來，既可以生產清潔能源，又能減少地面蒸發(fā)的水分，有利于沙漠化治理，為居住分散的農、牧民提供便利的能源，并可把電能輸送到水源豐富的地區(qū)，電解水生產氫能以解決溫室氣體排放和環(huán)境污染問題2、在建筑節(jié)能中使用。屋面安裝使用太陽能動力機發(fā)電，可在不消耗外加能源的情況下，給空調供電制冷，環(huán)境的總熱量不會增加，且多余的電能可進入電網。
3、在各類車的車頂上安裝太陽能動力機發(fā)電應用，減少石油的使用，從而減少溫室氣體的排放和對環(huán)境的污染。
權利要求
太陽能動力機主要用于將太陽能轉換成機械能，也可應用于地熱、工業(yè)余熱等熱利用上。其技術方案為在不損耗熱媒介質的前提下，自動循環(huán)利用熱媒介質，并通過熱交換高效率地將太陽能轉換成機械動能。屬首創(chuàng)性的技術方案，其特征為在相對密閉的條件下，設置熱動轉換器、環(huán)形多層折疊式熱交換器、循環(huán)管道，以及外置杠桿式壓力泵、與熱動換器動能輸出端和杠桿式壓力泵相連的傳動系統(tǒng)；熱動轉換器將由太陽能集熱器加熱產生的高溫高壓蒸汽儲存的熱能轉換成機械動能的同時，同步完成如下兩個過程1、通過傳動系統(tǒng)將部分動能傳送到杠桿式壓力泵，產生高壓將熱媒介質壓入循環(huán)管道內，流經熱交換器完成熱交換，然后流向太陽能集熱器再次被加熱汽化；2、高溫高壓蒸汽經熱動轉換器的噴射口噴出后，與熱交換器內的液體介質發(fā)生熱交換，液體介質升溫，而蒸汽降溫及散熱液化后儲存于密閉裝置的底部以備循環(huán)利用。從而達到無需儲熱過程和基本不損耗熱媒介的條件下完成太陽能轉換成機械動能的過程。
全文摘要
太陽能動力機是在相對密閉的條件下，自動完成熱媒介質的氣液相互轉化、自動完成熱量交換、自動循環(huán)利用熱媒介質，并把由反射聚光式太陽能集熱器收集的熱能轉換成機械動能的系統(tǒng)化裝置。其產生的機械動能可用于發(fā)電或直接應用。太陽能動力機能在太陽能豐富的惡劣環(huán)境中高效利用太陽能，還能應用于建筑節(jié)能，是可再生能源生產的有效裝置，它的生產成本和技術要求遠低于硅晶體光伏電池，有利于普及應用和環(huán)境保護。
文檔編號F03G6/06GK101054957SQ200710085140
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權日2007年3月13日
發(fā)明者張金祥 申請人:張金祥