一种太阳能光热发动机的制作方法

本发明涉及一种太阳能光热发动机，属于热力发动机技术领域。

背景技术：

太阳能光热发电通常叫做聚光式太阳能发电，与传统发电站不一样的是，它是通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动蒸汽轮机来发电。从热力学原理上讲，太阳能光热发电站与常规热力发电厂完全一样。太阳能光热发电按照聚集热量方式的不同，主要分为槽式、塔式和碟式三种技术路线。槽式太阳能光热发电技术是采用“线聚焦”原理，利用大面积槽式抛物面形式的反射镜将太阳光聚焦反射到集热管上，并将集热管内的传热工质加热至高温，利用其热量加热水产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。塔式太阳能光热发电技术是采用的“点聚焦”原理，是通过成千上万个定日镜，将太阳光反射到位于高塔顶部的太阳炉表面，太阳炉上设有公共吸热器，由于太阳光被无数个镜片反射聚焦到吸热器一个“点”上，所以在其表面可形成高达2000℃左右的高温，可将其内部的传热介质加热至高温蒸汽，从而利用高温蒸汽推动汽轮机发电。碟式太阳能光热发电的主要技术特征是采用盘状抛物面聚光集热器，它也是一种点聚焦集热器，其聚光比高达数百倍到数千倍，因而可以产生非常高的温度。在其接收器上安装热电转换装置，比如斯特林发动机，从而将热能直接转换成电能。

如上所述，现有太阳能光热发电是采用集热场与发动机设备分离，高温高压蒸汽通过蒸汽管道输送至发动机设备，带动发电机发电。架设蒸汽管道成本较高，蒸汽输送过程热损耗较大，传热工质对水加热时，大部分水只用于对流和热传导，产生蒸汽推动蒸汽轮机发电的效率较低；另外，斯特林发动机对温差要求高，很难提高其效率。综上所述，现有太阳能光热发动机的效能较低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种太阳能光热发动机，以提高发动机的效能。该发动机的缸体设计成太阳能受热区缸体和活塞运动区缸体两部分，且两部分所形成的空间保持相通，喷到太阳能受热区缸体里的水遇高温形成水蒸汽，水蒸汽膨胀推动活塞运动区缸体内的活塞对外做功，活塞经连杆带动曲轴、飞轮运转，利用曲轴、飞轮的惯性作用，并控制喷嘴喷水的时刻及排气门开闭的时刻，使发动机连续运转。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能光热发动机，包括缸体，其特征是，所述缸体包括紧密相连接的太阳能受热区缸体和活塞运动区缸体两个部分，且此两个部分所形成的空间保持相通；所述太阳能受热区缸体顶部设有太阳能受热面，底部设有排气门，侧壁设有电磁喷射器，且所述电磁喷射器上的喷嘴指向太阳能受热面；还包括菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜聚光后焦点置于太阳能受热区缸体的顶部；所述活塞运动区缸体内设有活塞，所述活塞通过连杆与曲轴飞轮相连接。

进一步地，所述太阳能受热面呈弧形状，使热源更容易形成焦点，并且较容易保持高温，以利于充分汽化工质-水。

进一步地，所述电磁喷射器内设有水，水经过电磁喷射器上的喷嘴喷出并雾化后到达太阳能受热面。

进一步地，所述活塞运动区缸体内缸壁上开有网纹状细槽，使润滑油更易附着于缸体内壁，减小摩擦，提高效率。

进一步地，所述太阳能受热区缸体底部比活塞运动区缸体宽，以便液态水从排气门流出。

进一步地，所述电磁喷射器喷射水的时间长短、喷射量和雾化程度由电子电路进行精确控制。

进一步地，所述排气门的打开与关闭受运动结构或电子电路控制。

本发明所达到的有益效果：该发动机的缸体设计成太阳能受热区缸体和活塞运动区缸体两部分，且两部分所形成的空间保持相通，喷到太阳能受热区缸体里的水遇高温形成水蒸汽，水蒸汽膨胀推动活塞运动区缸体内的活塞对外做功，活塞经连杆带动曲轴、飞轮运转，利用曲轴、飞轮的惯性作用，并控制喷嘴喷水的时刻及排气门开闭的时刻，使发动机连续运转，提高了发动机的效能。

附图说明

图1是本发明提供的一种太阳能光热发动机排气门关闭的剖视图；

图2是本发明提供的一种太阳能光热发动机排气门打开的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，发动机的缸体沿直线A分为太阳能受热区缸体与活塞运动区缸体两部分，且两个部分所形成的空间保持相通，太阳能受热区缸体与活塞运动区缸体紧密相连接。排气门7位于太阳能受热区缸体部分，且置于该太阳能受热区缸体底部；太阳能受热面5位于太阳能受热区缸体部分，且呈弧形状并置于其顶部；电磁喷射器6置于太阳能受热区缸体的侧壁，且电磁喷射器6上的喷嘴指向太阳能受热面5，电磁喷射器6内设有水，水经过电磁喷射器6上的喷嘴喷出并雾化后可到达太阳能受热面5。太阳能受热区缸体的底部比活塞运动区缸体要宽，以便液态水从排气门流出。菲涅尔透镜4聚光后焦点置于太阳能受热区缸体的弧形顶部。活塞运动区缸体内设有活塞3，活塞3通过连杆2与曲轴飞轮1相连接。活塞运动区缸体内缸壁上开有网纹状细槽。电磁喷射器6喷射水的时间长短、喷射量和雾化程度由电子电路进行精确控制，排气门7的打开与关闭受运动结构或电子电路控制。

工作原理：当太阳光照射菲涅尔透镜4并在太阳能受热区缸体的弧形顶部形成焦点时，该顶部也即是太阳能受热面5迅速升温，当其温度升高至283摄氏度时，电磁喷射器6工作，水经过电磁喷射器6上的喷嘴喷出并雾化后可到达太阳能受热面5，雾化后的水遇炽热的高温，立即汽化膨胀，此时排气门7关闭，水蒸汽膨胀后推动活塞3在活塞运动区缸体内运动，活塞3通过连杆2带动曲轴飞轮1运转，当活塞3对外运动至上止点时，电磁喷射器6停止工作，排气门7打开，活塞3在惯性作用下向内运动，多余水蒸汽从排气门7排出，当活塞3对内运动至下止点时，电磁喷射器6工作，喷嘴喷出雾化的水，遇炽热的高温汽化膨胀，推动活塞3对外做功运动，重复上一循坏，最终使本发动机连续运转。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。