[发明专利]旋转式三行程太阳能热动力机

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种将太阳热能转化为机械能及电能的旋转式三行程太阳能热动力机。

背景技术：

由于化石能源资源的有限性及其利用过程产生环境污染的严重性，用洁净、取之不尽、免费获得的太阳热能取代资源有限、污染环境的化石能源。对人类可持续发展和地球的生态环境保护都有重要意义。低成本、有效的太阳热能转换是未来对清洁、充足的能源需求的重要解决方案。目前，公知的太阳能利用技术主要是光伏电池和太阳能热电。光伏电池因制造耗能大，价格昂贵，转换效率低而使应用受限制。现有的太阳能热电是槽式、塔式和碟式系统等不同方式聚光集热形式，来聚集太阳热能。热电转换部分基本组成与常规化石燃料发电方式相同，均应用常规汽轮机组进行水蒸汽朗肯循环或低沸点工质蒸汽朗肯循环技术带动发电机发电。碟式斯特林效率比其他方式稍高，但造价更昂贵。目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化，其他都处在实验示范阶段。都存在热电转换效率低、系统热损耗大、定日聚光控制系统复杂、设备规模庞大、设备造价昂贵投资成本高等问题。

发明内容：

为了解决目前太阳能热动力及发电的热能转换效率低、系统热损耗大、定日控制系统复杂、设备规模庞大、设备造价昂贵的一系列技术问题。本发明提供一种廉价、简单、环保、高效的太阳能热动力机及发电系统。

所述旋转式三行程太阳能热动力机及发电系统是由太阳能集热器加热导热油。当集热器内导热油温度升高到设定温度值时，由循环油泵把集热器中已加热升温的导热油输入储热缸内。同时也是把储热缸内低温的导热油输入太阳能集热器内。将设置在储热缸导热油中的热动力机汽缸加热升温到运行要求温度。在密闭连接于汽缸的注液热管腔和可变容积汽缸腔内，由注液电磁阀直接注入液态低沸点工质，发生汽化爆炸并形成高压蒸汽，驱动滑片及转子轴的转动作功，汽缸体的高温使汽化工质在缸内继续膨胀，并同时进行排汽。排汽后的高温汽态工质再回热给导热油后，进入封闭冷凝系统冷凝回液态循环使用。

本发明旋转式三行程太阳能热动力机是以缸内直接工质注液，汽化爆炸膨胀作功、排汽冷凝的三个行程方式连续工作的热机系统，利用高温密封腔内低沸点液体相变汽化爆炸原理。通过热功转换而产生动力输出及带动发电机发电。高温密封腔内低沸点液体相变汽化爆炸实际上也是一种能量释放形式。目前为止还未有作为能量释放及膨胀作功利用层面的技术应用。

本发明以洁净、取之不尽、免费获得的太阳能为第一应用选择。采用常温常压下的液态低沸点物质如正戊烷或异戊烷等作为工质。在成本较低的普通热管式真空玻璃管集热器能达到的最高集热温度范围内，就能产生高压蒸汽。由此，可达成分散式、小型化、大范围的太阳热能利用。

本系统也可以利用其它如地热、工业余热、发动机余热等中低温热能，或使用燃料燃烧加热热动力机储热缸。根据热源的不同，而选择与热源温度相适应的不同沸点的循环工质。只要储热缸温度高于循环工质沸点，设备即可运行做功。以满足更广泛领域的有效热能转化。

为实现上述目的，本发明所解决的太阳能热能转换及发电系统的技术问题所采用的技术方案：一种廉价、简单、环保、有效的旋转式三行程太阳能热动力机系统，包括：1，太阳能集热导热油封闭循环回路2，全封闭太阳能热动力机系统3，全封闭低沸点工质循环回路。

1，所述太阳能集热导热油封闭循环回路：由热管式真空玻璃集热器、导热油、循环油泵、储热缸、热管回热器、导热油输送管道组成。

所述太阳能集热导热油封闭循环回路，其特征在于太阳能集热器系统采用成本较低的常规热管式真空玻璃集热器集热，无需复杂定日控制系统。所述热管的冷凝段插入导热油流道内，热管蒸发段设在真空玻璃管中。导热油流道两端分别设高温导热油出口与低温导热油入口。太阳能集热器中的导热油流道内高温导热油出口处设有导热油温度传感器，当导热油温度上升到设定的符合太阳能热动力机系统运行要求的温度值时，控制所述循环油泵的开启运行。当导热油温度下降到设定的系统停止要求的温度值时，控制所述循环油泵的停止运行。