本發(fā)明涉及太陽能熱氣發(fā)動機領(lǐng)域，特別地，涉及一種太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的電動機車。

背景技術(shù)：

人類發(fā)明的蒸氣機，將液體加熱膨脹后轉(zhuǎn)化為氣體以產(chǎn)生高壓來推動活塞做功。蒸氣機有效氣壓高，做功能力強。通過試驗證明，通過加熱封閉腔的氣體或含水濕氣，也會產(chǎn)生高氣壓，也能推動活塞做功。爆米花機爆炸事故直觀形象地演示了加熱做功原理。有很多種機械的方法可以使“爆米花機”膨脹并在未爆炸之前卸壓排氣，然后換氣，不斷地循環(huán)，創(chuàng)造出多種多樣的熱力發(fā)動機(簡稱熱機)。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機既能做功同時又能加熱氣與“爆米花機”膨脹做功的事實原理相似。

根據(jù)氣體膨脹做功的原理，人們制造了許多可運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，例如斯特林發(fā)動機、吸火式發(fā)動機和走馬燈。目前絕大多數(shù)斯特林發(fā)動機都采用固定缸體加圓柱活塞的結(jié)構(gòu)，熱交換系數(shù)低。而對于吸火式熱氣發(fā)動機，其做功的工作原理為吸進(jìn)高溫火焰→散熱負(fù)壓→排出乏氣，然而做功效率低、輸出功率小。因此，這些發(fā)動機由于氣壓差微弱，機械功率也非常微弱，難以輸出機械功，除作為熱能教學(xué)工藝品外，不具有實用性。因此，現(xiàn)有的熱力發(fā)動機輸出機械功弱，是一個亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機及電動機車，以解決現(xiàn)有的熱力發(fā)動機輸出機械功弱的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，包括旋轉(zhuǎn)氣缸、位于旋轉(zhuǎn)氣缸中的五角轉(zhuǎn)子、以及位于旋轉(zhuǎn)氣缸兩端的第一端蓋和第二端蓋，旋轉(zhuǎn)氣缸的內(nèi)壁與五角轉(zhuǎn)子滑動連接以合圍形成五個氣室，第一端蓋上設(shè)置有用于吸入外部空氣的吸氣口，旋轉(zhuǎn)氣缸的外壁上設(shè)置有用于吸收太陽能并對五個氣室內(nèi)吸入的空氣進(jìn)行加熱的換熱片，第二端蓋上設(shè)置有用于排出熱氣的排氣口，旋轉(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動來改變五個氣室的容積，以吸入外部空氣并排出熱氣，輸出機械功。

進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)氣缸的內(nèi)腔上設(shè)置有多個用于在旋轉(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動時改變五個氣室的容積的形狀和大小的變?nèi)莶俊?/p>

進(jìn)一步地，變?nèi)莶繛槌试卵佬蔚陌枷?，多個變?nèi)莶恐芟蚍植加谛D(zhuǎn)氣缸的內(nèi)腔內(nèi)。

進(jìn)一步地，五角轉(zhuǎn)子的外周由五根密封條合圍而成，旋轉(zhuǎn)氣缸的內(nèi)壁與五根密封條構(gòu)成的五個尖角滑動連接。

進(jìn)一步地，多個吸氣口均布于第一端蓋上；多個排氣口均布于第二端蓋上；密封條靠近第一端蓋的一端設(shè)置有與吸氣口相配合的吸氣配氣槽；密封條靠近第二端蓋的一端設(shè)置有與排氣口相配合的排氣配氣槽。

進(jìn)一步地，第一端蓋上設(shè)置有與多個吸氣口相通用于將外部空氣進(jìn)行導(dǎo)入的空氣導(dǎo)引器、以及連接于空氣導(dǎo)引器和多個吸氣口之間用于對導(dǎo)入空氣導(dǎo)引器的空氣進(jìn)行匯入并經(jīng)由多個吸氣口吸入到五個氣室內(nèi)的空氣進(jìn)氣隔熱室；第二端蓋上還設(shè)置有與多個排氣口相通用于將多個排氣口排出的加熱的空氣進(jìn)行匯集的熱氣收集室、以及對熱氣收集室匯集的熱氣進(jìn)行輸出的熱氣導(dǎo)引器。

進(jìn)一步地，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機還包括與第一端蓋固定連接用于在電動機的帶動下使旋轉(zhuǎn)氣缸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的皮帶槽。

進(jìn)一步地，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機還包括套設(shè)于五角轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸承及套設(shè)于軸承上用于支撐五角轉(zhuǎn)子的偏心軸，偏心軸上設(shè)置有用于冷卻五角轉(zhuǎn)子和軸承的中心導(dǎo)氣孔。

進(jìn)一步地，換熱片上面還設(shè)置有用于透入太陽光和紅外線、并對旋轉(zhuǎn)氣缸的外壁上產(chǎn)生的熱氣進(jìn)行保溫的保溫罩。

本發(fā)明還提供一種電動機車，包括上述的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機、給太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機上的換熱片提供光能量的聚光反射鏡、以及用于根據(jù)光強度的大小帶動聚光反射鏡運轉(zhuǎn)的云臺。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機及電動機車，采用旋轉(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子，旋轉(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子滑動接觸以合圍形成五個氣室，旋轉(zhuǎn)氣缸上的換熱片吸收太陽能并對五個氣室內(nèi)吸入的空氣進(jìn)行加熱，旋轉(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動來改變五個氣室的容積以使太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機做功，由于容積在機械地增大的過程中氣壓升高，容積在機械地減小的過程中氣壓降低，工質(zhì)吸熱并容積變化時就輸出機械功；與吸火式熱氣發(fā)動機相比，缸內(nèi)升壓與缸內(nèi)負(fù)壓的范圍大，扭矩儲備高；強制旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)氣缸的缸體受熱均勻，熱交換系數(shù)高于缸體的斯特林發(fā)動機，加上五個氣室的容積的面容比大，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機會形成較高的氣壓，做功能力強。本發(fā)明提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機及電動機車，扭矩儲備高、熱機效率高、輸出功率大、經(jīng)濟性好。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機優(yōu)選實施例的剖面示意圖；

圖2是本發(fā)明太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機優(yōu)選實施例的吸氣原理示意圖；

圖3是本發(fā)明太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機優(yōu)選實施例的排氣原理示意圖；

圖4是本發(fā)明太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機中氣室旋轉(zhuǎn)時改變?nèi)莘e的工作原理示意圖；

圖5是本發(fā)明太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機優(yōu)選實施例的排氣結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明電動機車優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明電動機車優(yōu)選實施例的部分結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖8是本發(fā)明電動機車優(yōu)選實施例的部分結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖；

圖9是本發(fā)明電動機車優(yōu)選實施例的局部放大示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

10、旋轉(zhuǎn)氣缸；20、五角轉(zhuǎn)子；30、第一端蓋；40、第二端蓋；11、換熱片；12、變?nèi)莶浚?1、密封條；31、吸氣口；41、排氣口；211、吸氣配氣槽；212、排氣配氣槽；32、空氣導(dǎo)引器；33、空氣進(jìn)氣隔熱室；42、熱氣收集室；43、熱氣導(dǎo)引器；50、皮帶槽；60、軸承；70、偏心軸；71、中心導(dǎo)氣孔；13、保溫罩；14、氣室；100、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機；200、聚光反射鏡；300、云臺；400、支架；500、固定軸。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

參照圖1，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，包括旋轉(zhuǎn)氣缸10、位于旋轉(zhuǎn)氣缸10中的五角轉(zhuǎn)子20、以及位于旋轉(zhuǎn)氣缸10兩端的第一端蓋30和第二端蓋40，旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)壁與五角轉(zhuǎn)子20滑動連接以合圍形成五個氣室14，第一端蓋30上設(shè)置有用于吸入外部空氣的吸氣口31，旋轉(zhuǎn)氣缸10的外壁上設(shè)置有用于吸收太陽能并對五個氣室14內(nèi)吸入的空氣進(jìn)行加熱的換熱片11，第二端蓋40上設(shè)置有用于排出加熱的空氣的排氣口41，旋轉(zhuǎn)氣缸10與五角轉(zhuǎn)子20產(chǎn)生相對運動來改變五個氣室14的容積，以吸入外部空氣并排出加熱的空氣，輸出機械功。本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，采用單缸的五角轉(zhuǎn)子機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)氣缸10在電動機的帶動下旋轉(zhuǎn)起動，使內(nèi)部的五角轉(zhuǎn)子20與外部的旋轉(zhuǎn)氣缸10之間形成一定的轉(zhuǎn)速差，五角轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)氣缸10內(nèi)做展成運動。由于旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)壁與五角轉(zhuǎn)子20滑動連接以合圍形成五個旋轉(zhuǎn)的容積變化的氣室14。每個氣室14容積最小并旋轉(zhuǎn)到吸氣位置時，五角轉(zhuǎn)子20進(jìn)氣邊沿打開吸氣口31；氣室14容積增大時吸入常溫空氣后，吸氣口31關(guān)閉，換熱片11的對吸入氣室內(nèi)的常溫空氣進(jìn)行加熱，升溫開始。吸入氣室14內(nèi)的常溫空氣與旋轉(zhuǎn)氣缸10鍍銀的內(nèi)壁接觸，氣溫迅速升高，由于此時氣室14封閉，氣壓也迅速升高。理想情況下，氣室14內(nèi)的空氣氣溫達(dá)600～700℃，氣壓大于2atm，空氣在高溫狀態(tài)繼續(xù)吸熱等溫膨脹做功。旋轉(zhuǎn)氣缸10與五角轉(zhuǎn)子20相對運動使氣體容積最大時，五角轉(zhuǎn)子20的排氣口41打開，然后容積收縮，加熱的高溫空氣由排氣口41沖出。由于容積機械地增加的過程中氣壓升高，容積機械地減少的過程中氣壓降低，工質(zhì)吸熱并容積變化時就輸出機械功。與吸火式熱氣發(fā)動機相比，缸內(nèi)升壓(1～2.5atm)比缸內(nèi)負(fù)壓(＜1atm)的范圍大，故扭矩儲備較高。強制旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)氣缸10的缸體受熱均勻，熱交換系數(shù)高于固定缸體的斯特林發(fā)動機，加上五個氣室14的容積的面容比大，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣室14內(nèi)會形成較高的氣壓，故太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機做功能力比斯特林發(fā)動機稍強。另外，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的吸氣口31與排氣口41分別布置在第一端蓋30和第二端蓋40，因此空氣單向流動，絕大部分太陽光能會被吸收轉(zhuǎn)化為熱，一部分在等溫膨脹過程轉(zhuǎn)化為功，一部轉(zhuǎn)化為熱能儲存在常壓熱氣中。排出的加熱的空氣溫度可達(dá)到600～700℃，是高品位的熱源，有廣泛的用途。本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，將五角轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)變化時產(chǎn)生的容積用作太陽能熱氣發(fā)動機的工作室。五角轉(zhuǎn)子20和旋轉(zhuǎn)氣缸10構(gòu)成五個月牙形旋轉(zhuǎn)變化的氣室14，氣室14吸氣后容積膨脹做功(體積膨脹比約2.0)時處于封閉狀態(tài)；然后容積縮小過程中排出熱氣，周而復(fù)始，在旋轉(zhuǎn)氣缸10內(nèi)有四處容積峰值。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點：

1、平衡性優(yōu)越，運轉(zhuǎn)水平低，采用自轉(zhuǎn)運動的氣缸和五角轉(zhuǎn)子，沒有往復(fù)運動的活塞、擺動的連桿及旋轉(zhuǎn)的曲軸。

2、利用了外轉(zhuǎn)子發(fā)動機熱交換性能良好的特點，與吸火式熱氣發(fā)動機相比，缸內(nèi)升壓1～2.5atm比缸內(nèi)負(fù)壓＜1atm的范圍大，扭矩儲備高、熱機效率高、輸出功率大。因吸火式熱氣發(fā)動機吸入熱氣散熱排出冷氣，而太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機吸入冷氣加熱排出熱氣，熱氣可再利用，故太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機綜合效率高，經(jīng)濟性好。

3、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，工作氣壓低，無暴發(fā)力，故障現(xiàn)象少，使用壽命長。可采用薄壁結(jié)構(gòu)的缸體和缸蓋，既減小熱阻，提高了熱流量，又減輕了結(jié)構(gòu)重量。

4、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以與外轉(zhuǎn)子無刷電動機同軸組合或機械傳動，扭矩匹配，結(jié)構(gòu)緊湊，很好地解決了發(fā)動機起動、發(fā)電及冷卻問題。

優(yōu)選地，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)腔上設(shè)置有多個用于在旋轉(zhuǎn)氣缸10與五角轉(zhuǎn)子20產(chǎn)生相對運動時改變五個氣室14的容積的形狀和大小的變?nèi)莶?2。在本實施例中，變?nèi)莶?2的數(shù)量為四個且均勻布置在旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)腔上。其中，變?nèi)莶?2為設(shè)置在旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)腔上的凹陷，凹陷的形狀可以為三角形、方形或鋸齒形，在此不做限定，均在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。具體地，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，變?nèi)莶?2為呈月牙形的凹陷，多個變?nèi)莶?2周向分布于旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)腔內(nèi)。由于旋轉(zhuǎn)氣缸10的缸內(nèi)有五個控制容積和四個變?nèi)莶?2，并在第一端蓋30和第二端蓋40分別對應(yīng)安排了四個吸氣口31與四個排氣口41，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈做功四次，做功頻次高，扭矩均勻，缸體轉(zhuǎn)動慣量大，不需要額外附加的飛輪，轉(zhuǎn)速波動很小。月牙形的凹陷形成的容積的面容比大，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣室14內(nèi)會形成較高的氣壓，故太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機做功能力強。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的創(chuàng)意來自吸火式熱氣發(fā)動機的逆向思維。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機采用空氣受熱膨脹的原理做功——直接吸入常溫空氣，封閉在外轉(zhuǎn)子發(fā)動機的月牙形凹陷中，旋轉(zhuǎn)氣缸10(黃銅材質(zhì))內(nèi)空氣被太陽光能加熱到500～700℃，氣壓和體積增加，膨脹做功后遇到排氣口41，排出常壓熱氣。一個形象的比喻有助于理解，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機是純粹作旋轉(zhuǎn)運動的“爆米花機”，氣室14的可變?nèi)莘e形狀是月牙形，機構(gòu)運轉(zhuǎn)時自動吸氣和排氣。利用換熱片11聚焦太陽光照射在高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)氣缸10上的熱能，均勻?qū)Ψ忾]在氣室14的空氣進(jìn)行加熱，使封閉在氣室14內(nèi)的熱空氣的氣壓大于大氣壓強。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機沒有不平衡慣性力且按時序吸進(jìn)常溫空氣→加熱增壓→排出熱氣，熱力性能比吸火式熱氣發(fā)動機(吸進(jìn)高溫火焰→散熱負(fù)壓→排出乏氣)有了顯著提升，而且空氣單向流動，排出熱氣可回?zé)峄蛏a(chǎn)熱水、水蒸氣，實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換梯級利用。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，通過變?nèi)莶渴剐D(zhuǎn)氣缸和五角轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動來改變五個氣室的容積的形狀和大小，做功頻次高，扭矩均勻，缸體轉(zhuǎn)動慣量大，且不需要額外附加飛輪，轉(zhuǎn)速波動??；使用呈月牙形的凹陷，面容比大，做功能力強。

優(yōu)選地，如圖2所示，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，五角轉(zhuǎn)子20的外周由五根密封條21合圍而成，旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)壁與五根密封條21構(gòu)成的五個尖角滑動連接。由于太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機工作氣壓低，沒有爆發(fā)壓力，結(jié)構(gòu)強度問題不突出，密封條21的泄漏量也不多，主要考慮機匣、轉(zhuǎn)子、排氣口的耐高溫問題。采用薄壁導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)提高空氣升溫速率能提高太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的氣壓和轉(zhuǎn)速，因此可提高功率并減輕重量。銅合金導(dǎo)熱性能良好，熔化點高(≈1080℃)，故限制了最高熱氣溫度，為了延緩銅合金氧化在其表面電鍍金銀鎳鉻等金屬。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔和軸承需要冷卻，使工作壽命延長，因此允許機匣溫度不超過700℃，工作一分鐘后要把機匣溫度降到500℃以下。對于地面使用的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，可噴超聲波霧化水到吸氣口31，可以顯著地增加功率。噴淋冷卻排氣口41的熱氣，可生產(chǎn)熱水或可做其他用途。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，采用五根密封條21的五個尖角與旋轉(zhuǎn)氣缸10的內(nèi)壁滑動連接，以避免氣室內(nèi)的空氣泄漏，做功能力強、做功效率高。

優(yōu)選地，如圖2至圖4所示，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，多個吸氣口31均布于第一端蓋30上；多個排氣口41均布于第二端蓋40上；密封條21靠近第一端蓋30的一端設(shè)置有與吸氣口31相配合的吸氣配氣槽211；密封條21靠近第二端蓋40的一端設(shè)置有與排氣口41相配合的排氣配氣槽212。在本實施例中，在旋轉(zhuǎn)氣缸10與五角轉(zhuǎn)子20產(chǎn)生相對運動來形成轉(zhuǎn)速差，當(dāng)每個氣室容積最小時，通過吸氣口31與吸氣配氣槽211的配合，打開吸氣口31，且在氣室容積增大過程中吸入外部空氣；當(dāng)每個氣室容積最大時，通過排氣口41與排氣配氣槽212的配合，打開排氣口41，且在氣室容積減小過程中排出加熱的高溫空氣。在本實施例中，吸氣口31和排氣口41的數(shù)量各為四個，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機每轉(zhuǎn)一圈做功四次，做功頻次高，扭矩均勻，缸體轉(zhuǎn)動慣量大。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，在氣缸和五角轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動時，通過吸氣口與吸氣配氣槽的配合，使每個氣室容積最小時打開吸氣口，且在氣室容積增大過程中吸入外部空氣；通過排氣口與排氣配氣槽的配合，使每個氣室容積最大時打開排氣口，且在氣室容積減小過程中排出加熱的高溫空氣，做功頻次高，扭矩均勻，缸體轉(zhuǎn)動慣量大。

優(yōu)選地，如圖5所示，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，第一端蓋30上設(shè)置有與多個吸氣口31相通用于將外部空氣進(jìn)行導(dǎo)入的空氣導(dǎo)引器32、以及連接于空氣導(dǎo)引器32和多個吸氣口31之間用于對導(dǎo)入空氣導(dǎo)引器32的空氣進(jìn)行匯入并經(jīng)由多個吸氣口31吸入到五個氣室內(nèi)的空氣進(jìn)氣隔熱室33；第二端蓋40上還設(shè)置有與多個排氣口41相通用于將多個排氣口41排出的加熱的空氣進(jìn)行匯集的熱氣收集室42、以及對熱氣收集室42匯集的熱氣進(jìn)行輸出的熱氣導(dǎo)引器43。其中，空氣導(dǎo)引器32的導(dǎo)引口的形狀為扇形?？諝鈱?dǎo)引器32采用陶瓷材料，有利于空氣保持常溫進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣缸10。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，通過空氣導(dǎo)引器和空氣進(jìn)氣隔熱室統(tǒng)一來給多個吸氣口提供常溫空氣；通過熱氣收集室和熱氣導(dǎo)引器統(tǒng)一對多個排氣口41排出的加熱的空氣進(jìn)行輸出，以利于吸熱和排熱。本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，通過對多個吸氣口31進(jìn)行統(tǒng)一吸氣及對多個排氣口41進(jìn)行統(tǒng)一排氣，熱機效率高、輸出功率大。

優(yōu)選地，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機還包括與第一端蓋30固定連接用于在電動機的帶動下使旋轉(zhuǎn)氣缸10產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的皮帶槽50。在本實施例中，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子可以與外轉(zhuǎn)子無刷電動機同軸給合或機械傳動，實現(xiàn)扭矩匹配，且結(jié)構(gòu)緊湊，很好地解決發(fā)動機電起動、發(fā)電及冷卻的問題。

優(yōu)選地，參見圖1，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，還包括套設(shè)于五角轉(zhuǎn)子20內(nèi)的軸承60及套設(shè)于軸承60上用于支撐五角轉(zhuǎn)子20的偏心軸70，偏心軸70上設(shè)置有用于冷卻五角轉(zhuǎn)子20和軸承60的中心導(dǎo)氣孔71。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的五角轉(zhuǎn)子20的內(nèi)腔和軸承需要冷卻，使工作壽命延長，因此允許機匣溫度不超過700℃，工作一分鐘后要把機匣溫度降到500℃以下。在本實施例中，可將部分空氣從固定偏心軸70一端的中心導(dǎo)氣孔71進(jìn)入，來冷卻軸承60和五角轉(zhuǎn)子20的內(nèi)腔，然后再從偏心軸70的另一端出來，進(jìn)入外部的空氣散熱管，導(dǎo)引到設(shè)置在偏心軸70上的扇形空氣導(dǎo)引器中，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣缸10。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，在偏心軸上設(shè)置中心導(dǎo)氣孔，通過將外部空氣導(dǎo)入到偏心軸的中心導(dǎo)氣孔來冷卻軸承和轉(zhuǎn)子內(nèi)腔，很好地解決了太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機冷卻的問題。

優(yōu)選地，請見圖1，本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，換熱片11上面還設(shè)置有用于透入太陽光和紅外線、并對旋轉(zhuǎn)氣缸10的外壁上產(chǎn)生的熱氣進(jìn)行保溫的保溫罩13。在本實施例中，在旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)氣缸10的外壁上罩有石英材質(zhì)保溫罩13。太陽光和紅外線可從中透入，以加熱旋轉(zhuǎn)氣缸10，而旋轉(zhuǎn)氣缸10外表附近的熱氣很難散發(fā)出來。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，通過在換熱片的上面罩有石英材質(zhì)保溫罩來對旋轉(zhuǎn)氣缸外壁上產(chǎn)生的熱氣進(jìn)行保溫，熱機效率高、輸出功率大。

本實施例還提供一種電動機車，如圖6至圖8所示，包括上述的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機100、給太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機100上的換熱片提供光能量的聚光反射鏡200、以及用于根據(jù)光強度的大小帶動聚光反射鏡200運轉(zhuǎn)的云臺300?？紤]到電動機車寬度小于2米，可選單個或多個拋物面聚光反射鏡，寬度或直徑可設(shè)計為2～4米，聚光反射鏡200的曲面上大部分面積上設(shè)置有反射鏡，小部分面積上鑲嵌有太陽光電池，并通過光強度傳感器實現(xiàn)電子云臺跟蹤太陽光的方向。小型太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機疲弱乏力，但熱能利用效率高，開發(fā)千瓦級的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以達(dá)到實用要求，有良好的經(jīng)濟性能。為了使太陽能功率倍增，可在呈拋物面的聚光反射鏡200的焦點附近安裝凸透鏡和多束光纖，將多個聚光反射鏡200的光能傳輸照射到旋轉(zhuǎn)氣缸10上。進(jìn)一步地，請見圖9，電動機車還包括支架400、支架400上設(shè)置有固定軸500，固定軸500套設(shè)于的五角轉(zhuǎn)子內(nèi)用于支撐固定太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機100。

本實施例提供的電動機車，根據(jù)電動機車所在位置的gps經(jīng)緯度坐標(biāo)、車頭羅盤方位、地面坡度以及世界時間計算太陽光相對方位，對載有呈拋物面的聚光反射鏡200的云臺300進(jìn)行定向，使太陽光聚焦。并且設(shè)置在呈拋物面的聚光反射鏡200的四角處的光強度傳感器為云臺300的旋轉(zhuǎn)提供校對和微調(diào)依據(jù)。

本實施例提供的電動機車，將高熱效率的輕量化太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機和高放電系數(shù)的鋰電池、無刷電機組合來用作電動機車的輔助動力裝置。在停車狀態(tài)時，充分利用太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機和太陽能光電池發(fā)電并充電。

本實施例提供的電動機車，還包括無刷電動機和蓄電池，無刷電機與太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機傳動連接，用于帶動太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機起動，并在太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機起動后，由太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機驅(qū)動無刷電動機發(fā)電；蓄電池與無刷電動機電連接，用于在無刷電動機發(fā)電時儲藏電能，并將儲藏的電能傳輸送給電動機車，以帶動電動機車行駛。在本實施例中，一臺無刷電動機可通過皮帶傳動起動太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，然后由太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機驅(qū)動無刷電動機發(fā)電。由于工作氣壓低(1～2atm)，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機功重比不高，但熱機效率高，總熱效率更高，故可能用作清潔能源電動機車的輔助動力裝置。在太陽光照強烈的時候，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機做功，給蓄電池充電并將電動機車上的水加熱。搭載太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的電動機車主要依靠蓄電池儲備的電能保持勻速行駛。因此，駕駛這種電動機車出行，可以不帶汽油、柴油等高品質(zhì)的石油燃料，依靠太陽光能給熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機加熱就能駕車遠(yuǎn)行。

本實施例提供的電動機車，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機采用消耗式潤滑系統(tǒng)，從偏心軸的中心導(dǎo)氣孔上添加微量耐高溫的潤滑材料(含二硫化鉬、石墨)和油脂。五角轉(zhuǎn)子上的密封彈簧均采用小彈力彈簧，以減少摩擦力，使低功率的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機也可以順溜地運轉(zhuǎn)。

本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子及電動機車，具有以下優(yōu)點：

1、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的平衡性優(yōu)越，運轉(zhuǎn)噪音水平低，采用自轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)缸體和五角轉(zhuǎn)子，沒有往復(fù)運動的活塞、沒有擺動的連桿、以及沒有旋轉(zhuǎn)的曲軸。

2、利用了外轉(zhuǎn)子發(fā)動機熱交換性能良好的特點，與吸火式熱氣發(fā)動機相比，缸內(nèi)升壓(1～2.5atm)比缸內(nèi)負(fù)壓(＜1atm)的范圍大，故扭矩儲備較高，熱機輸出效率高，輸出功率相對大。吸火式熱氣發(fā)動機吸入熱氣散熱排出冷氣，而本實施例提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，吸入冷氣并加熱排出熱氣，而熱氣可再利用，故太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機綜合效率高，經(jīng)濟性好。

3、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡單，工作氣壓低，無暴發(fā)力，故障現(xiàn)象少，使用壽命長。可采用薄壁結(jié)構(gòu)的缸體和缸蓋，既減小熱阻，提高了熱流量，又減輕了結(jié)構(gòu)重量。

4、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以與外轉(zhuǎn)子無刷電動機同軸組合或機械傳動，扭矩匹配，結(jié)構(gòu)緊湊，很好地解決發(fā)動機電起動、發(fā)電及冷卻的問題。

5、太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機具有抽吸空氣和鼓風(fēng)能力，使外界環(huán)境的空氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)氣缸并加熱到500℃后排出，具有殺菌消毒除塵的功效，并且沒有污染空氣，因此在保護(hù)環(huán)境清潔空氣方面大有作為。利用太陽能不會產(chǎn)生溫室氣體而且會使許多有毒氣體升溫氧化分解。

6、通過在電動機車搭載一臺太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機，相當(dāng)于攜帶了取之不盡的太陽能，雖然功率較小(1～2kw)，但不需消耗燃料且可無人值守自動工作。利用大氣作為工質(zhì)，發(fā)動機內(nèi)工作腔清潔。

7、固定安裝的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機和機動的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機互為補充，增加了總的太陽能利用面積。固定安裝的太陽能設(shè)施要考慮對房屋和綠色植物的遮陽作用和占地妨礙；大量的電動機車裝載的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機可以移動調(diào)整位置，利用更為廣闊的光照地區(qū)。

本發(fā)明提供的太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機及電動機車，具有以下的有益效果：

1、提高了太陽能熱氣發(fā)動機的功率、功重比和熱效率。雖然太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的平均有效工作氣壓低，但對結(jié)構(gòu)強度的要求較低，結(jié)構(gòu)輕量化，使用壽命長。采用直接加熱旋轉(zhuǎn)氣缸的工作方式省去了專用的熱交換器?？衫锰柲芑蚨喾N外部熱源，避免使用化石燃料，環(huán)保性和經(jīng)濟性好。

2、太陽能熱氣發(fā)動機，轉(zhuǎn)速高，缸溫高，氣壓低，不易發(fā)生拉缸、燒瓦、抱軸、卡死等故障。不用高壓電點火，不用高壓噴油嘴，故障率低，可靠性高。

3、結(jié)構(gòu)簡單，只需要很少的附件，容易制造和維護(hù)。聚焦太陽光，推動一下氣缸，太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機就不知疲倦地運轉(zhuǎn)。太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機是一種根據(jù)氣體受熱膨脹而做成的巧妙的自動回轉(zhuǎn)機械，只要有充足太陽光聚焦照射加熱，就會呼吸空氣并做功。

4、太陽能熱氣發(fā)動機外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)儲蓄機械能多，儲蓄熱也多，做功頻次高，扭矩均勻，轉(zhuǎn)速波動小。與其他熱氣發(fā)動機一樣，余轉(zhuǎn)時間長，重新加熱即可恢復(fù)運轉(zhuǎn)功率。

5、電動機車最高車速50km/h，可實現(xiàn)智能導(dǎo)航安全行駛，故拋物面聚光反射鏡的風(fēng)阻低。發(fā)動機整機外形呈圓柱形，由于平衡氣缸旋轉(zhuǎn)，振動水平和運轉(zhuǎn)噪音水平非常低。

6、通過電動機車上的聚光反射鏡對太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機的外壁進(jìn)行加熱，加熱效率高，電動機車上的無刷電動機可為太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機在起動時提供動力，起動后由太陽能熱氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機給無刷電動機發(fā)電。電動機車上的蓄電池在無刷電動機發(fā)電時儲藏電能，并將儲藏的電能傳輸送給電動機車。駕駛該電動機車出行時，可以不帶汽油、柴油等高品質(zhì)的石油燃料，依靠太陽光就能給太陽能熱氣發(fā)動機加熱就能駕車遠(yuǎn)行，節(jié)能環(huán)保。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。