[发明专利]一种基于盐梯度太阳池的活塞式热气发动机装置

说明书

本发明专利涉及盐梯度太阳池热利用技术领域，尤其涉及一种基于盐梯度太阳池供热的活塞式热气发动机技术和装置。其特征在于，活塞式热气发动机的做功工质通过加热缸从下对流层中吸热膨胀，推动活塞对外输出功，膨胀的做功工质经过回热段被盐梯度层的盐水逐渐冷却降温，直至到达冷却缸，在冷却缸中被上对流层冷却而收缩，向下流动过程经过回热段被盐梯度层盐水逐渐加热升温，到达加热缸继续加热膨胀，做功工质在如上所述的周而复始的吸热膨胀及放热收缩过程中，通过动力活塞不断输出容积变化功。本发明完全利用盐梯度太阳池为活塞式热气发动机提供热源和冷源，减少了能源的消耗，缓解人类对优质能源需求，减少了对环境的污染。

技术领域

本发明专利涉及盐梯度太阳池热利用领域，尤其涉及一种基于盐梯度太阳池供热的活塞式热气发动机技术领域。

背景技术

盐梯度太阳池是一种兼具吸收和储存太阳能的太阳能热利用方式。根据盐水浓度的不同，盐梯度太阳池自上而下分为三层：上对流层为淡盐水或淡水组成，该层直接与大气环境接触，具有与环境相近的温度；中间层为盐梯度层，该层盐度自上而下逐渐增加；最下层为下对流层，该层为浓盐水或卤水。照射到太阳池表面的太阳光穿过上对流层和盐梯度层，到达下对流层，将下对流层中的浓盐水加热，但由于盐梯度太阳池中逐渐增加的盐梯度抑制了由于温度梯度所导致的浮升力作用，使得下对流层的热量只能通过热传导的作用向上层传递，而盐水的导热系数较小（一般在0.5～0.6W/m℃），加之盐梯度层较厚（一般在1m左右），故在下对流层中存储的热量损失较小。

由于实际运行的盐梯度太阳池面积一般较大，其下对流层可以提供60-80℃之间稳定大容量热源，目前一般采用内置或外置换热器的方式将热量提取直接供热，用于生活用热、海水养殖、低温干燥等过程，而对于热功转换的研究较少。活塞式热气发动机一般由加热缸、冷却缸、回热器及活塞及连杆机构组成，是一种外部加热的闭式循环发动机，理论上活塞式热气发动机的循环热效率等同与同温限之间工作的卡诺热机循环效率，由于活塞式热气发动机采用外部加热方式，故噪音低，其较高的热效率使之适用于温差较小的冷热源之间的热功转换。

发明内容

综上所述，本发明专利将盐梯度太阳池技术应用于活塞式热气发动机装置，利用盐梯度太阳池上下对流层之间水的温差为活塞式热气发动机提供稳定的外部冷、热源，将热量转换为功输出。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基于盐梯度太阳池的活塞式热气发动机装置,包括盐梯度太阳池 1和活塞式热气发动机 5装置，盐梯度太阳池1由下对流层 2，盐梯度层3和上对流层4组成，活塞式热气发动机 5装置模块由加热缸 6，冷却缸 7，排量活塞 9，动力活塞 10，上联动杆 11，下联动杆12，飞轮 13，肋片 14，回热段15和气缸16组成；活塞式热气发动机 5内部设有做功工质 8；一种基于盐梯度太阳池的活塞式热气发动机装置其结构特征还在于：活塞式热气发动机 5的加热缸 6放置在盐梯度太阳池1的下对流层 2，冷却缸 7放置在盐梯度太阳池 1上对流层 4中，连接加热缸6和冷却缸7的回热段15设置在盐梯度层3中，冷却缸7外壁面设置肋片14，排量活塞9设置在动力活塞10的下方，两者通过下联动杆 12、上联动杆 11与飞轮 13相连接组成活塞式热气循环的必要循环装置；所述的盐梯度太阳池 1的活塞式热气发动机 5利用盐梯度太阳池1上对流层 4与下对流层2之间存在的温差将盐梯度太阳池存储的热量转换为功输出。