CN201326517Y - 太阳能发动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型太阳能发动机涉及利用太阳能产生动力之技术与设备。太阳能发动机包含：支撑结构与回转通道，于回转通道自由空间内设有能运行的回转体系；在支撑结构上升通道区域周围一定距离分布设置有数座至数十座太阳能空气加热装置和热能聚集导引装置设施，其生成热气流能量驱动发动机回转体系转动产生动力。可以在太阳光照较多的大多数地区广泛应用，对解决能源问题和环境污染问题有良好作用与经济社会效益。
Description
技术领域
本实用新型发明涉及利用太阳能产生动力的技术与设备。
背景技术
太阳能利用已甚为普及，但主要应用于加热产生热水和光电转换。然当前产业化的产品太阳能晶硅电池做为光电转换的主要技术手段，转换效率大约仅有19％，效率低，成本与售价太高，市场接受度低，也难以构成大容量电力生产，而上网电费很高，是风电的数倍，所以当前利用太阳能发电技术与产品的硅电池或薄膜电池都存在很大的技术瓶颈和缺点及不足；同时硅光伏板在生产过程中会产生有毒废料，据中国媒体报道，这些有毒废料没有经减害处理就被任意弃置于大地，造成严重环境污染、破坏。
发明内容
解决上述当前利用太阳能发电的硅电池、膜薄电池之技术瓶颈和缺点问题，以及完善解决当前国际矿物能源问题和地球生态环境污染问题，促进经济和社会文明永续发展以及提升人类生命素质与生活福祉是本新型发明的目的。
为实现所述目的，本实用新型发明是通过以下技术方案实现的：
一种太阳能发动机：
包含：具有上升热气流上升通道1-1和下降通道1-2，数米至数百米高度或至1.5公里高度的支撑结构与回转通道1，该支撑结构与回转通道1设置有能形成旋转动力的回转体系2，回转体系的长节距链条2-5上等份均匀地分布安装有数个至数百个承受热气流向上推动、推升的浮升动力器3。
支撑结构宽度向居中部位，负载中心轴2-1至动力输出轴2-3之间构筑有隔热保温的分隔墙1-4。
于上升热气流上升通道内侧分隔墙前面设有面积相当于分隔墙的集成的蓄能器1-5，它由数个至数百个独立蓄能器集成，每个蓄能器设有安全阀和注水、排水设施。
支撑结构与回转通道底部1米至数十米高度为没有分隔的上升热气流上升通道和下降通道互通的开放空间区域1-6。
于上升热气流上升通道1-1区域周围至少在二个方位数米至数百米距离位置，设有可聚集聚焦太阳能SE高效加热所设定上升通道1-1的数个至数百个加热区位F空间甚或上升通道大部分空间的空气的至少二座十数米至数百米高度的布设有十数个至数百个凹透镜和/或反光镜与凹透镜组合或定日镜的太阳能空气加热装置4。
在上升热气流上升通道1-1底部开放空间区域，回转体系运行路径下方空间，设置有吸收太阳能量的太阳能量储存与释放装置E。
所述支撑结构与回转通道1是以钢骨框架结构或钢筋混凝土框架结构1-3构成，高度十数米至数百米或1.5公里，宽度向居中部位纵向构筑的钢筋混凝土剪力墙或隔热墙作为分隔墙1-4，构成两个作为回转体系2运行的自由空间通道，其中一通道是上升热气流上升通道1-1，另一通道是下降通道1-2。
在上升热气流上升通道内侧分隔墙前面，设置有和分隔墙大体相等面积的蓄能器1-5，其为扁平状金属容器，由数个至数百个独立蓄能器集成，每个蓄能器设有进水口以水管连通到防护顶层1-10供水箱1-13。
支撑结构与回转通道1底部区域1米至数十米高度范围为下降通道1-2与热气流上升通道1-1贯通的为供冷空气流通的不封闭开放空间1-6；顶端区域，距离迴转体系2运行轨迹不足一米至数米间距，在R区域，以透光的玻璃铺设遮雨雪的防护顶层1-7；下降通道范围则以钢筋混凝上与防水材料筑设成防护顶层1-10，其上面设有避雷装置1-8和供水箱1-13。
框架结构1-3一外侧设有从地面通达顶端的垂直升降电梯1-9或楼梯。
所述迴转体系2包含：一负载中心轴2-1被轴承支撑可转动地、水平地设置于支撑结构与回转通道1上部区位，负载中心轴两端各设有一相互对称的负载轮2-2，两轮间距少于一米至数十米；一动力输出轴2-3被支撑可转动地、水平地设置在支撑结构与回转通道下部区位负载中心轴铅垂线下方，动力输出轴两端分别设有一相互对称的动力输出轮2-4，两轮之间有少于一米至数十米的间距。
一对长节距链条2-5相互对称地各自分别适度张紧地环绕悬挂啮合于负载轮2-2和动力输出轮2-4上，构成一种转动运行回路。
两条长节距链条2-5上等份均匀地分布装设数个至数百个被热气流向上推升运行的浮升动力器3。
以负载中心轴与动力输出轴中心连线C为中分界，一边为上升热气流上升通道R区域，另一边为下降通道L区域，位于R区域的长节距链条上的浮升动力器3或其它物体和位于L区域的长节距链条上的浮升动力器3或其它物体之重量皆相等或大体相等。
所述浮升动力器3为一种具有热气伞或热气球浮升功能作用的圆弧顶形状3-1或斜面顶形状或任何几何形状的∩形物体，它可以用金属材料成型或耐高温非金属材料做成，以钢管构成支撑与固定框架3-2，框架两边居中部位具有将浮升动力器安装于长节距链条上的螺栓通孔3-3。
所述太阳能空气加热装置4之构成：具有稳固地筑设于指定位置的至少二座数十米至数百米高度的钢结构4-1，其上分别在所设定部位分布设置组成数个至数十个行列的数十个至数百个凹透镜4-2，每行凹透镜组合设有可调节聚能聚焦方向、角度机能的自动控制或人工操纵的操控机构4-4。
上述钢结构，其上还分别在所设定部位分布设置有组合成数个至数十个行列的数十组至数百组平面镜或反光镜与凹透镜组合4-3，每个反光镜与凹透镜组合4-3设有调控聚能聚焦加热区位F的方向角度的可通过自动控制系统或人工操作方式调控的操控机构4-4。
所述太阳能储存与释放装置E具有一个金属容器，内部容纳导热系数高的液体介质，金属容器设有压力释放安全阀和注水、排水及保温设施；其也可以是一个可被太阳能加热达数百摄氏度的金属物体或数块至十数块金属板叠加组合体。
有益效果
本实用新型太阳能发动机利用高效能太阳能空气加热装置对上升热气流上升通道指定区域的浮升动力器区内空气进行高效加热，可产生高达数十度至数百度可调控温度的高温气流，从而推动推升回转体系旋转，产生大动力输出，其效果能达到在一块仅只0.09平方公里用地上产生的动力就能够驱动1.5万kw～5万kw发电容量的发电机运转发电，故发电成本可大幅降低，是以能够大幅度降低可再生清洁能源发电电费，大幅降低民生用电和工商业用电的负担，为解决中国和全球能源问题及生态环境污染问题提供可行良好技术方案。
附图说明
图1是本实用新型太阳能发动机主示意图；
图2是本实用新型太阳能发动机包含支撑结构与回转通道和回转体系之太阳能发动机主体的正视示意图；
图3是图2的右侧视示意图；
图4是设置有4座太阳能空气加热装置之太阳能发动机平面布置示意图；
图5是图2太阳能发动机主体示意图的a-a剖视图；图5-1是b矢视图；
图6表示太阳能发动机的浮升动力器；图6-1是侧视图。
具体实施例
以下佐以图1至图6进一步说明本实用新型技术方案内容：
图1显示了太阳能发动机构成要素：包含支撑结构与回转通道1和回转体系2及太阳能空气加热装置4。数座至数十座太阳能加热装置分布设立于可有效地加热热气流上升通道区域空间的位置。
太阳能空气加热装置4主要由十数米至数百米高度钢结构4-1和凹透镜组合4-2和/或反射镜与凹透镜组合4-3及操控机构4-4构成。设置在东方位与西方位的钢结构4-1具有延伸长度部位，其上安装的数个凹透镜主要做为上午11时至下午1时之时段日正当空时发挥主要加热指定加热区位F的加热手段。
钢结构塔身4-1内设置有一定数量的凹透镜4-2，本实施例，横向由3个凹透镜组合成一个单元，通过操控机构4-4与自动控制系统聚能聚焦调控加热方位F之方向角度；纵向共设有6个单元凹透镜组合。射线表示透过凹透镜聚能聚焦加热区位F的太阳能SE。
图2与图3示出了太阳能发动机之支撑结构与回转通道1和回转体系2的构成。支撑结构为十数米至数百米甚至千米以上高度的钢骨框架结构1-3或钢筋混凝土框架结构构成，稳固地竖立于地基础上，钢骨立柱1-12周围包覆钢筋混凝土，表面并有一层耐高温材料。
框架结构1-3宽度向居中部位负载中心轴2-1至动力输出轴2-3之间筑设有由钢筋混凝土剪力墙或隔热墙构成的分隔墙1-4，将支撑框架结构1-3内空间分隔成两个部份，其中一边右方R区域为上升热气流上升通道1-1，另一边左方L区域为下降通道1-2。
于上升热气流上升通道分隔墙之前部设置有蓄能器1-5，蓄能器是以金属板做成扁平状的中空容器，内部装有液体，每个蓄能器具有进水管1-14连通到顶层1-10的水箱1-13，下端设有排水阀与排水管路；蓄能器由许多数量集成，覆盖面积相当于分隔墙面积。
支撑结构底部内部区域地面之上大致1米至数十米高度的空间没有分隔墙，为上升热气流上升通道1-1与下降通道1-2空间互通的开放空间区域1-6；此开放空间区域，浮升动力器3运行路径下方，设置有太阳能储存与释放装置E，它具有金属做成的外壳容器，内部灌装有蓄能液体，容器设有液体灌注管路、排放阀和压力安全阀。
还在支撑结构外周围方圆数千平方米至数万平方米范围筑造有能聚集与导引热气流向上升热气流上升通道1-1的集热导引装置5，具有由外周围逐渐斜度向上的支撑架5-1，其上密封地铺设透明玻璃5-2连接到上升通道周围；在集热导引装置覆盖范围内地面铺设沥青或铁板5-3。
太阳能储存与释放装置E和蓄能器1-5的主要作用在于短时间阴天时能够提供十数分钟至数十分钟之间没有阳光时加热空气产生热气流的能量。
于支撑结构上部上横梁1-11宽度向居中部位设置有由轴承2-6支撑水平安装的负载中心轴2-1，一对负载轮2-2相互对称地、有一定间距安装在负载中心轴两端轴部。一动力输出轴2-3水平地以轴承可转动地设置于支撑结构下部下横梁1-11宽度向居中部位，负载中心轴铅垂线下方，一对动力输出轮2-4相互对称地、有一定间隔距离安装在动力输出轴两端轴部，位于负载轮铅垂线下方。
一对重负载长节距链条2-5相互对称地分别各自适度张紧地悬挂啮合于负载轮和动力输出轮上；长节距链条2-5等份、均匀地分布安装有数个至数百个承受热气流生成浮升动力的浮升动力器3。
框架结构1-3顶部，浮升动力器3运行路径上方一定间距，筑造有防避雨雪灾害的防护顶层，在上升热气流上升通道1-1这一侧用透光玻璃1-7铺设，在L区域以钢筋混凝土筑成防护顶层1-10，并在上面设有避雷装置1-8、水箱1-13。
支撑结构顶部横梁1-11上方区域至防护顶层之间为上升热气流上升通道和下降通道互通的开放空间。框架结构1-3一外侧设有升降电梯1-9。
图右方示出的射线SE代表经由设在远处数米至数百米距离位置的太阳能空气加热装置4聚能聚焦的太阳能SE加热设定加热区位F。
以负载中心轴2-1和动力输出轴2-3中心连线C为中心分界，其中一边设为R区域，为上升热气流上升通道1-1，另一边为L区域，是下降通道；回转体系2位于R区域长节距链条2-5上的浮升动力器3或其它物体的重量和位于L区域长节距链条2-5上的浮升动力器3或其它物体重量相等或大体相等，是以在R区域上升热气流上升通道1-1只要施加一些上升的热空气能量即能推动回转体系2运转；透过太阳能空气加热装置4和蓄能器1-5及太阳能储存与释放装置E以及集热导引装置5可以提供大量高热可持续的太阳能量和产生大量强力的热气流，从而能够可持续不断地推升回转体系2运转，构成可持续稳定运转的太阳能发动机SP。
图4表示太阳能发动机SP设有四座太阳能空气加热装置4a、4b的太阳能发动机平面布置状态，示出太阳在西方位时，则由设置于西方位的空气加热装置4a和设置于东南方位的太阳能空气加热装置4b担负加热任务。
于太阳能发动机SP主体的东方和西方及东南方位与西南方位一定距离，大致数米至数百米距离位置各分别设置至少一座太阳能空气加热装置。
筑设于东南方位与西南方位的太阳能空气加热装置4b，聚能聚焦是由平面镜或反射镜与凹透镜组合构成4-3，横向由3个反射镜与凹透镜组合构成一个单元，纵向至少数个单元构成太阳能加热阵列；每个单元通过操控机构4-4和自动控制系统调控聚能聚焦加热加热区位F的角度、方向。
图5从横截面显示支撑结构与回转通道1和回转体系2状态：
支撑结构主要由立柱1-12、横梁1-11构成，右侧立柱截面示出H型钢周围包覆浇铸着钢筋混凝土，表面并包覆有耐高温材料。
动力输出轴2-3以轴承2-6水平地安装在下横梁1-11上，一对动力输出轮2-4相互对称地安装在动力输出轴两端轴部，一对重荷载长节距链条2-5相互对称地分别张紧地悬挂环绕啮合于负载轮2-2和动力输出轮2-4上，构成运转回路；一定数量的浮升动力器3等份均匀地分布安装在长节距链条。B视图的放大视图可以看出蓄能器1-5安装于上升热气流上升通道1-1这一区域分隔墙1-4一侧。
图6表示浮升动力器3，以钢板构成圆弧顶容器状3-1，定型固定在框架3-2上；框架具有固定座与通孔3-3可以螺栓将浮升动力器安装在重荷载长节距链条2-5上。浮升动力器也可以做成∩形状或斜顶形状∧或圆弧⌒型状其它几何形状，重要点在于能产生热气流强大浮升推动力。
Claims (7)
1.一种太阳能发动机，其特征是：
包含：具有上升热气流上升通道(1-1)和下降通道(1-2)的数米至数百米高度的支撑结构与回转通道(1)，该支撑结构与回转通道(1)设置有能形成旋转动力的回转体系(2)，回转体系的长节距链条(2-5)上等份均匀地分布安装有数个至数百个承受热气流向上推动、推升的浮升动力器(3)；
支撑结构宽度向居中部位，负载中心轴(2-1)至动力输出轴(2-3)之间构筑有隔热保温的分隔墙(1-4)；
于上升热气流上升通道内侧分隔墙前面设有面积相当于分隔墙的集成的蓄能器(1-5)，它由数个至数百个独立蓄能器集成，每个蓄能器设有安全阀和注水、排水设施；
支撑结构与回转通道(1)底部1米至数十米高度为没有隔开的上升热气流上升通道和下降通道互通的开放空间区域(1-6)；
于上升热气流上升通道(1-1)区域周围至少在二个方位数米至数百米距离位置，设有可聚集聚焦太阳能(SE)高效加热所设定上升通道(1-1)的数个至数百个加热区位(F)空间的空气的至少二座十数米至数百米高度的布设有十数个至数百个凹透镜和/或反光镜与凹透镜组合或定日镜的太阳能空气加热装置(4)；
在上升热气流上升通道(1-1)底部开放空间区域，回转体系运行路径下方空间，设置有吸收太阳能量的太阳能量储存与释放装置(E)。
2.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
所述支撑结构与回转通道(1)是以钢骨框架结构或钢筋混凝土框架结构(1-3)构成，高度十数米至数百米或1.5公里，宽度向居中部位纵向构筑的钢筋混凝土剪力墙或隔热墙作为分隔墙(1-4)，构成两个作为回转体系(2)运行的自由空间通道，其中一通道是上升热气流上升通道(1-1)，另一通道是下降通道(1-2)；
在上升热气流上升通道内侧分隔墙前面，设置有和分隔墙大体相等面积的蓄能器(1-5)，其为扁平状金属容器，由数个至数百个独立蓄能器集成，每个蓄能器设有进水口以水管连通到防护顶层(1-10)供水箱(1-13)；
支撑结构与回转通道(1)底部区域1米至数十米高度范围为供冷空气流通的不封闭开放空间(1-6)；顶端区域，距离回转体系(2)运行轨迹不足一米至数米间距，在R区域，以透光的玻璃铺设遮雨雪的防护顶层(1-7)；下降通道范围则以钢筋混凝上与防水材料筑设成防护顶层(1-10)，其上面设有避雷装置(1-8)和供水箱(1-13)；
框架结构(1-3)一外侧设有从地面通达顶端的垂直升降电梯(1-9)或楼梯。
3.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
所述回转体系(2)包含：一负载中心轴(2-1)被轴承支撑可转动地、水平地设置于支撑结构与回转通道(1)上部区位，负载中心轴两端各设有一相互对称的负载轮(2-2)，两轮间距少于一米至数十米；一动力输出轴(2-3)被轴承支撑可转动地、水平地设置在支撑结构与迥转通道下部区位负载中心轴铅垂线下方，动力输出轴两端分别设有一相互对称的动力输出轮(2-4)，两轮之间有少于一米至数十米的间距；
一对长节距链条(2-5)相互对称地各自分别张紧地环绕悬挂啮合于负载轮(2-2)和动力输出轮(2-4)上，构成一种转动运行回路；
两条长节距链条(2-5)上等份均匀地分布装设数个至数百个被热气流向上推升运行的浮升动力器(3)；
以负载中心轴与动力输出轴中心连线(C)为中分界，一边为上升热气流上升通道R区域，另一边为下降通道L区域，位于R区域的长节距链条上的浮升动力器3或其它物体和位于L区域的长节距链条上的浮升动力器3或其它物体之重量皆相等。
4.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
所述浮升动力器(3)为一种具有热气伞或热气球浮升功能作用的圆弧顶形状(3-1)或斜面顶形状的∩形物体，它可以用金属材料成型或耐高温非金属材料做成，以钢管构成支撑与固定框架(3-2)，框架两边居中部位具有将浮升动力器安装于长节距链条上的螺栓通孔(3-3)。
5.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
所述太阳能空气加热装置(4)之构成：具有稳固地筑设于指定位置的至少二座数十米至数百米高度的钢结构(4-1)，其上分别在所设定部位分布设置组成数个至数十个行列的数十个至数百个凹透镜(4-2)，每行凹透镜组合设有可调节聚能聚焦方向、角度机能的自动控制或人工操纵的操控机构(4-4)；
上述钢结构，其上还分别在所设定部位分布设置有组合成数个至数十个行列的数十组至数百组平面镜或反光镜与凹透镜组合(4-3)，每个反光镜与凹透镜组合(4-3)设有调控聚能聚焦加热区位(F)的方向角度的可通过自动控制系统或人工操作方式调控的操控机构(4-4)。
6.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
所述太阳能储存与释放装置(E)具有一个金属容器，内部容纳导热系数高的液体介质，金属容器设有压力释放安全阀和注水、排水及保温设施；其也可以是一个可被太阳能加热达数百摄氏度的金属物体或数块至十数块金属板叠加组合体。
7.根据权利要求1所述的太阳能发动机，其特征是：
还在支撑结构外周围方圆数千平方米至数万平方米范围筑造有能聚集与导引热气流向上升热气流上升通道(1-1)的集热导引装置(5)，其具有由外周围逐渐斜度向上的支撑架(5-1)，其上密封地铺设透明玻璃(5-2)连接到上升通道周围；在集热导引装置覆盖范围内地面铺设沥青或铁板(5-3)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CNU2008201658475U CN201326517Y (zh) | 2008-10-10 | 2008-10-10 | 太阳能发动机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CNU2008201658475U CN201326517Y (zh) | 2008-10-10 | 2008-10-10 | 太阳能发动机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201326517Y true CN201326517Y (zh) | 2009-10-14 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101539104B (zh) * | 2008-03-18 | 2013-06-19 | 王瑛 | 产生动力的方法与太阳能动力系统及其太阳能发电系统 |
| RU2816343C1 (ru) * | 2023-10-09 | 2024-03-28 | Анатолий Тимофеевич Кожанов | Тепловетровой двигатель |
-
2008
- 2008-10-10 CN CNU2008201658475U patent/CN201326517Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN101539104B (zh) * | 2008-03-18 | 2013-06-19 | 王瑛 | 产生动力的方法与太阳能动力系统及其太阳能发电系统 |
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