專利名稱：太陽能發動機的制作方法
技術領域：
本實用新型發明涉及利用太陽能產生動力的技術與設備。
背景技術：
太陽能利用已甚為普及，但主要應用于加熱產生熱水和光電轉換。然當前 產業化的產品太陽能晶硅電池做為光電轉換的主要技術手段，轉換效率大約僅
有19%，效率低，成本與售價太高，市場接受度低，也難以構成大容量電力生 產，而上網電費很高，是風電的數倍，所以當前利用太陽能發電技術與產品的 硅電池或薄膜電池都存在很大的技術瓶頸和缺點及不足；同時硅光伏板在生產 過程中會產生有毒廢料，據中國媒體報道，這些有毒廢料沒有經減害處理就被 任意棄置于大地，造成嚴重環境污染、破壞。 發明內容
解決上述當前利用太陽能發電的硅電池、膜薄電池之技術瓶頸和缺點問題， 以及完善解決當前國際礦物能源問題和地球生態環境污染問題，促進經濟和社 會文明永續發展以及提升人類生命素質與生活福祉是本新型發明的目的。
為實現所述目的，本實用新型發明是通過以下技術方案實現的
一種太陽能發動機
包含具有上升熱氣流上升通道卜l和下降通道1-2，數米至數百米高度或 至1. 5公里高度的支撐結構與回轉通道1,該支撐結構與回轉通道1設置有能形 成旋轉動力的回轉體系2，回轉體系的長節距鏈條2-5上等份均勻地分布安裝有 數個至數百個承受熱氣流向上推動、推升的浮升動力器3。
支撐結構寬度向居中部位，負載中心軸2-1至動力輸出軸2-3之間構筑有 隔熱保溫的分隔墻卜4。
于上升熱氣流上升通道內側分隔墻前面設有面積相當于分隔墻的集成的蓄 能器卜5，它由數個至數百個獨立蓄能器集成，每個蓄能器設有安全閥和注水、 排水設施。
支撐結構與回轉通道底部1米至數十米高度為沒有分隔的上升熱氣流上升 通道和下降通道互通的開放空間區域l-6。
于上升熱氣流上升通道卜l區域周圍至少在二個方位數米至數百米距離位 置，設有可聚集聚焦太陽能SE高效加熱所設定上升通道1-1的數個至數百個加 熱區位F空間甚或上升通道大部分空間的空氣的至少二座十數米至數百米高度 的布設有十數個至數百個凹透鏡和/或反光鏡與凹透鏡組合或定日鏡的太陽能空氣加熱裝置4。
在上升熱氣流上升通道1-1底部開放空間區域，回轉體系運行路徑下方空 間，設置有吸收太陽能量的太陽能量儲存與釋放裝置E。
所述支撐結構與回轉通道1是以鋼骨框架結構或鋼筋混凝土框架結構1-3 構成，高度十數米至數百米或1. 5公里,寬度向居中部位縱向構筑的鋼筋混凝土 剪力墻或隔熱墻作為分隔墻l-4，構成兩個作為回轉體系2運行的自由空間通道， 其中一通道是上升熱氣流上升通道1-1，另一通道是下降通道l-2。
在上升熱氣流上升通道內側分隔墻前面，設置有和分隔墻大體相等面積的 蓄能器1-5，其為扁平狀金屬容器，由數個至數百個獨立蓄能器集成，每個蓄能 器設有進水口以水管連通到防護頂層1-10供水箱1-13。
支撐結構與回轉通道1底部區域1米至數十米高度范圍為下降通道1-2與
熱氣流上升通道1-1貫通的為供冷空氣流通的不封閉開放空間1-6;頂端區域, 距離迴轉體系2運行軌跡不足一米至數米間距，在R區域，以透光的玻璃鋪設 遮雨雪的防護頂層1-7;下降通道范圍則以鋼筋混凝上與防水材料筑設成防護頂 層1-10，其上面設有避雷裝置1-8和供水箱1-13。
框架結構1-3 —外側設有從地面通達頂端的垂直升降電梯1-9或樓梯。 所述迴轉體系2包含 一負載中心軸2—1被軸承支撐可轉動地、水平地設 置于支撐結構與回轉通道1上部區位，負載中心軸兩端各設有一相互對稱的負 載輪2-2，兩輪間距少于一米至數十米； 一動力輸出軸2-3被支撐可轉動地、水 平地設置在支撐結構與回轉通道下部區位負載中心軸鉛垂線下方，動力輸出軸 兩端分別設有一相互對稱的動力輸出輪2-4，兩輪之間有少于一米至數十米的間 距。
一對長節距鏈條2-5相互對稱地各自分別適度張緊地環繞懸掛嚙合于負載 輪2-2和動力輸出輪2-4上，構成一種轉動運行回路。
兩條長節距鏈條2-5上等份均勻地分布裝設數個至數百個被熱氣流向上推 升運行的浮升動力器3。
以負載中心軸與動力輸出軸中心連線C為中分界， 一邊為上升熱氣流上升 通道R區域，另一邊為下降通道L區域，位于R區域的長節距鏈條上的浮升動 力器3或其它物體和位于L區域的長節距鏈條上的浮升動力器3或其它物體之 重量皆相等或大體相等。
所述浮升動力器3為一種具有熱氣傘或熱氣球浮升功能作用的圓弧頂形狀 3-1或斜面頂形狀或任何幾何形狀的n形物體，它可以用金屬材料成型或耐高溫 非金屬材料做成，以鋼管構成支撐與固定框架3-2，框架兩邊居中部位具有將浮 升動力器安裝于長節距鏈條上的螺栓通孔3-3。
所述太陽能空氣加熱裝置4之構成具有穩固地筑設于指定位置的至少二座數十米至數百米高度的鋼結構4-1,其上分別在所設定部位分布設置組成數個 至數十個行列的數十個至數百個凹透鏡4-2，每行凹透鏡組合設有可調節聚能聚 焦方向、角度機能的自動控制或人工操縱的操控機構4-4。
上述鋼結構，其上還分別在所設定部位分布設置有組合成數個至數十個行 列的數十組至數百組平面鏡或反光鏡與凹透鏡組合4-3，每個反光鏡與凹透鏡組 合4-3設有調控聚能聚焦加熱區位F的方向角度的可通過自動控制系統或人工 操作方式調控的操控機構4-4。
所述太陽能儲存與釋放裝置E具有一個金屬容器，內部容納導熱系數高的 液體介質，金屬容器設有壓力釋放安全閥和注水、排水及保溫設施；其也可以 是一個可被太陽能加熱達數百攝氏度的金屬物體或數塊至十數塊金屬板疊加組 合體。
有益效果
本實用新型太陽能發動機利用高效能太陽能空氣加熱裝置對上升熱氣流上 升通道指定區域的浮升動力器區內空氣進行高效加熱，可產生高達數十度至數 百度可調控溫度的高溫氣流，從而推動推升回轉體系旋轉，產生大動力輸出， 其效果能達到在一塊僅只0.09平方公里用地上產生的動力就能夠驅動1.5萬 kw 5萬kw發電容量的發電機運轉發電，故發電成本可大幅降低，是以能夠大
幅度降低可再生清潔能源發電電費，大幅降低民生用電和工商業用電的負擔， 為解決中國和全球能源問題及生態環境污染問題提供可行良好技術方案。
圖1是本實用新型太陽能發動機主示意圖2是本實用新型太陽能發動機包含支撐結構與回轉通道和回轉體系之太 陽能發動機主體的正視示意圖； 圖3是圖2的右側視示意圖4是設置有4座太陽能空氣加熱裝置之太陽能發動機平面布置示意圖； 圖5是圖2太陽能發動機主體示意圖的a-a剖視圖；圖5-1是b矢視圖； 圖6表示太陽能發動機的浮升動力器；圖6-1是側視圖。 具體實施例
以下佐以圖1至圖6進一步說明本實用新型技術方案內容
圖1顯示了太陽能發動機構成要素包含支撐結構與回轉通道1和回轉體
系2及太陽能空氣加熱裝置4。數座至數十座太陽能加熱裝置分布設立于可有效
地加熱熱氣流上升通道區域空間的位置。
太陽能空氣加熱裝置4主要由十數米至數百米高度鋼結構4-1和凹透鏡組
合4-2和/或反射鏡與凹透鏡組合4-3及操控機構4-4構成。設置在東方位與西
方位的鋼結構4-1具有延伸長度部位，其上安裝的數個凹透鏡主要做為上午11時至下午1時之時段日正當空時發揮主要加熱指定加熱區位F的加熱手段。
鋼結構塔身4-1內設置有一定數量的凹透鏡4-2，本實施例，橫向由3個凹 透鏡組合成一個單元，通過操控機構4-4與自動控制系統聚能聚焦調控加熱方 位F之方向角度;縱向共設有6個單元凹透鏡組合。射線表示透過凹透鏡聚能 聚焦加熱區位F的太陽能SE。
圖2與圖3示出了太陽能發動機之支撐結構與回轉通道1和回轉體系2的 構成。支撐結構為十數米至數百米甚至千米以上高度的鋼骨框架結構1-3或鋼筋 混凝土框架結構構成，穩固地豎立于地基礎上，鋼骨立柱1-12周圍包覆鋼筋混 凝土，表面并有一層耐高溫材料。
框架結構1-3寬度向居中部位負載中心軸2-1至動力輸出軸2-3之間筑設有 由鋼筋混凝土剪力墻或隔熱墻構成的分隔墻1-4，將支撐框架結構1-3內空間分 隔成兩個部份，其中一邊右方R區域為上升熱氣流上升通道1-1，另一邊左方L 區域為下降通道1-2。
于上升熱氣流上升通道分隔墻之前部設置有蓄能器1-5，蓄能器是以金屬板 做成扁平狀的中空容器，內部裝有液體，每個蓄能器具有進水管1-14連通到頂 層1-10的水箱1-13,下端設有排水閥與排水管路；蓄能器由許多數量集成，覆 蓋面積相當于分隔墻面積。
支撐結構底部內部區域地面之上大致1米至數十米高度的空間沒有分隔墻， 為上升熱氣流上升通道1-1與下降通道1-2空間互通的開放空間區域1-6;此開 放空間區域，浮升動力器3運行路徑下方，設置有太陽能儲存與釋放裝置E，它 具有金屬做成的外殼容器，內部灌裝有蓄能液體，容器設有液體灌注管路、排 放閥和壓力安全閥。
還在支撐結構外周圍方圓數千平方米至數萬平方米范圍筑造有能聚集與導 引熱氣流向上升熱氣流上升通道1-1的集熱導引裝置5，具有由外周圍逐漸斜度 向上的支撐架5-l，其上密封地鋪設透明玻璃5-2連接到上升通道周圍；在集熱 導引裝置覆蓋范圍內地面鋪設瀝青或鐵板5-3。
太陽能儲存與釋放裝置E和蓄能器1-5的主要作用在于短時間陰天時能夠 提供十數分鐘至數十分鐘之間沒有陽光時加熱空氣產生熱氣流的能量。
于支撐結構上部上橫梁1-11寬度向居中部位設置有由軸承2-6支撐水平安 裝的負載中心軸2-l， 一對負載輪2-2相互對稱地、有一定間距安裝在負載中心 軸兩端軸部。一動力輸出軸2-3水平地以軸承可轉動地設置于支撐結構下部下橫 梁1-11寬度向居中部位，負載中心軸鉛垂線下方， 一對動力輸出輪2-4相互對 稱地、有一定間隔距離安裝在動力輸出軸兩端軸部，位于負載輪鉛垂線下方。
一對重負載長節距鏈條2-5相互對稱地分別各自適度張緊地懸掛嚙合于負 載輪和動力輸出輪上；長節距鏈條2-5等份、均勻地分布安裝有數個至數百個承受熱氣流生成浮升動力的浮升動力器3。
框架結構1-3頂部，浮升動力器3運行路徑上方一定間距，筑造有防避雨雪 災害的防護頂層，在上升熱氣流上升通道1-1這一側用透光玻璃1-7鋪設，在L 區域以鋼筋混凝土筑成防護頂層1-10，并在上面設有避雷裝置1-8、水箱1-13。
支撐結構頂部橫梁1-11上方區域至防護頂層之間為上升熱氣流上升通道和 下降通道互通的開放空間。框架結構1-3 —外側設有升降電梯1-9。
圖右方示出的射線SE代表經由設在遠處數米至數百米距離位置的太陽能空 氣加熱裝置4聚能聚焦的太陽能SE加熱設定加熱區位F。
以負載中心軸2-1和動力輸出軸2-3中心連線C為中心分界，其中一邊設為 R區域，為上升熱氣流上升通道l-l，另一邊為L區域，是下降通道；回轉體系 2位于R區域長節距鏈條2-5上的浮升動力器3或其它物體的重量和位于L區域 長節距鏈條2-5上的浮升動力器3或其它物體重量相等或大體相等，是以在R 區域上升熱氣流上升通道1-1只要施加一些上升的熱空氣能量即能推動回轉體 系2運轉；透過太陽能空氣加熱裝置4和蓄能器1-5及太陽能儲存與釋放裝置E 以及集熱導引裝置5可以提供大量高熱可持續的太陽能量和產生大量強力的熱 氣流，從而能夠可持續不斷地推升回轉體系2運轉，構成可持續穩定運轉的太 陽能發動機SP。
圖4表示太陽能發動機SP設有四座太陽能空氣加熱裝置4a、 4b的太陽能 發動機平面布置狀態，示出太陽在西方位時，則由設置于西方位的空氣加熱裝 置4a和設置于東南方位的太陽能空氣加熱裝置4b擔負加熱任務。
于太陽能發動機SP主體的東方和西方及東南方位與西南方位一定距離，大 致數米至數百米距離位置各分別設置至少一座太陽能空氣加熱裝置。
筑設于東南方位與西南方位的太陽能空氣加熱裝置4b，聚能聚焦是由平面 鏡或反射鏡與凹透鏡組合構成4-3，橫向由3個反射鏡與凹透鏡組合構成一個單 元，縱向至少數個單元構成太陽能加熱陣列；每個單元通過操控機構4-4和自動 控制系統調控聚能聚焦加熱加熱區位F的角度、方向。
圖5從橫截面顯示支撐結構與回轉通道1和回轉體系2狀態
支撐結構主要由立柱1-12、橫梁l-ll構成，右惻立柱截面示出H型鋼周圍 包覆澆鑄著鋼筋混凝土，表面并包覆有耐高溫材料。
動力輸出軸2-3以軸承2-6水平地安裝在下橫梁1-11上， 一對動力輸出輪 2-4相互對稱地安裝在動力輸出軸兩端軸部， 一對重荷載長節距鏈條2-5相互對 稱地分別張緊地懸掛環繞嚙合于負載輪2-2和動力輸出輪2-4上，構成運轉回路; 一定數量的浮升動力器3等份均勻地分布安裝在長節距鏈條。B視圖的放大視圖 可以看出蓄能器1-5安裝于上升熱氣流上升通道1-1這一區域分隔墻14 一側。
圖6表示浮升動力器3，以鋼板構成圓弧頂容器狀3-l，定型固定在框架3-2上;框架具有固定座與通孔3-3可以螺栓將浮升動力器安裝在重荷載長節距鏈條
2-5上。浮升動力器也可以做成n形狀或斜頂形狀A或圓弧^型狀其它幾何形
狀，重要點在于能產生熱氣流強大浮升推動力。
權利要求1.一種太陽能發動機，其特征是包含具有上升熱氣流上升通道(1-1)和下降通道(1-2)的數米至數百米高度的支撐結構與回轉通道(1)，該支撐結構與回轉通道(1)設置有能形成旋轉動力的回轉體系(2)，回轉體系的長節距鏈條(2-5)上等份均勻地分布安裝有數個至數百個承受熱氣流向上推動、推升的浮升動力器(3)；支撐結構寬度向居中部位，負載中心軸(2-1)至動力輸出軸(2-3)之間構筑有隔熱保溫的分隔墻(1-4)；于上升熱氣流上升通道內側分隔墻前面設有面積相當于分隔墻的集成的蓄能器(1-5)，它由數個至數百個獨立蓄能器集成，每個蓄能器設有安全閥和注水、排水設施；支撐結構與回轉通道(1)底部1米至數十米高度為沒有隔開的上升熱氣流上升通道和下降通道互通的開放空間區域(1-6)；于上升熱氣流上升通道(1-1)區域周圍至少在二個方位數米至數百米距離位置，設有可聚集聚焦太陽能(SE)高效加熱所設定上升通道(1-1)的數個至數百個加熱區位(F)空間的空氣的至少二座十數米至數百米高度的布設有十數個至數百個凹透鏡和/或反光鏡與凹透鏡組合或定日鏡的太陽能空氣加熱裝置(4)；在上升熱氣流上升通道(1-1)底部開放空間區域，回轉體系運行路徑下方空間，設置有吸收太陽能量的太陽能量儲存與釋放裝置(E)。
2. 根據權利要求1所述的太陽能發動機，其特征是所述支撐結構與回轉通道(l)是以鋼骨框架結構或鋼筋混凝土框架結構 (l-3)構成，高度十數米至數百米或1.5公里,寬度向居中部位縱向構筑的鋼 筋混凝土剪力墻或隔熱墻作為分隔墻(1-4)，構成兩個作為回轉體系(2)運行的 自由空間通道,其中一通道是上升熱氣流上升通道(l-l)，另一通道是下降通道 (l-2);在上升熱氣流上升通道內側分隔墻前面，設置有和分隔墻大體相等面積的 蓄能器(1-5)，其為扁平狀金屬容器，由數個至數百個獨立蓄能器集成，每個 蓄能器設有進水口以水管連通到防護頂層(1—10)供水箱(1-13);支撐結構與回轉通道(l)底部區域1米至數十米高度范圍為供冷空氣流通的 不封閉開放空間(1-6);頂端區域，距離回轉體系(2)運行軌跡不足一米至數米 間距，在R區域，以透光的玻璃鋪設遮雨雪的防護頂層(1-7);下降通道范圍則以鋼筋混凝上與防水材料筑設成防護頂層(1-10)，其上面設有避雷裝置(l-8)和供水箱(1-13);框架結構(1-3) —外側設有從地面通達頂端的垂直升降電梯(1-9)或樓梯。
3. 根據權利一要求1所述的太陽能發動機，其特征是所述回轉體系(2)包含 一負載中心軸(2—1)被軸承支撐可轉動地、水平地設置于支撐結構與回轉通道(1)上部區位，負載中心軸兩端各設有一相互對稱的負載輪(2-2)，兩輪間距少于一米至數十米； 一動力輸出軸(2-3)被軸承支撐可轉動地、水平地設置在支撐結構與迴轉通道下部區位負載中心軸鉛垂線下方，動力輸出軸兩端分別設有一相互對稱的動力輸出輪(2-4)，兩輪之間 有少于一米至數十米的間距；一對長節距鏈條(2-5)相互對稱地各自分別張緊地環繞懸掛嚙合于負載輪 (2-2)和動力輸出輪(2-4)上，構成一種轉動運行回路；兩條長節距鏈條(2-5)上等份均勻地分布裝設數個至數百個被熱氣流向上 推升運行的浮升動力器(3);以負載中心軸與動力輸出軸中心連線(C)為中分界， 一邊為上升熱氣流上 升通道R區域，另一邊為下降通道L區域，位于R區域的長節距鏈條上的浮升 動力器3或其它物體和位于L區域的長節距鏈條上的浮升動力器3或其它物體 之重量皆相等。
4. 根據權利要求1所述的太陽能發動機，其特征是所述浮升動力器(3)為一種具有熱氣傘或熱氣球浮升功能作用的圓弧頂形 狀(3-1)或斜面頂形狀的n形物體，它可以用金屬材料成型或耐高溫非金屬材 料做成，以鋼管構成支撐與固定框架(3-2)，框架兩邊居中部位具有將浮升動 力器安裝于長節距鏈條上的螺栓通孔(3-3)。
5. 根據權利要求1所述的太陽能發動機，其特征是所述太陽能空氣加熱裝置(4)之構成具有穩固地筑設于指定位置的至少 二座數十米至數百米高度的鋼結構(4-1)，其上分別在所設定部位分布設置組 成數個至數十個行列的數十個至數百個凹透鏡(4-2)，每行凹透鏡組合設有可 調節聚能聚焦方向、角度機能的自動控制或人工操縱的操控機構(4-4);上述鋼結構，其上還分別在所設定部位分布設置有組合成數個至數十個行 列的數十組至數百組平面鏡或反光鏡與凹透鏡組合(4-3)，每個反光鏡與凹透 鏡組合(4-3)設有調控聚能聚焦加熱區位(F)的方向角度的可通過自動控制 系統或人工操作方式調控的操控機構(4-4)。
6. 根據權利要求1所述的太陽能發動機，其特征是所述太陽能儲存與釋放裝置(E)具有一個金屬容器，內部容納導熱系數高 的液體介質，金屬容器設有壓力釋放安全閥和注水、排水及保溫設施；其也可 以是一個可被太陽能加熱達數百攝氏度的金屬物體或數塊至十數塊金屬板疊加 組合體。'
7.根據權利要求1所述的太陽能發動機，其特征是.還在支撐結構外周圍方圓數千平方米至數萬平方米范圍筑造有能聚集與導引熱氣流向上升熱氣流上升通道(1-1)的集熱導引裝置(5)，其具有由外周圍 逐漸斜度向上的支撐架(5-1)，其上密封地鋪設透明玻璃(5-2)連接到上升通 道周圍；在集熱導引裝置覆蓋范圍內地面鋪設瀝青或鐵板(5-3)。
專利摘要本實用新型太陽能發動機涉及利用太陽能產生動力之技術與設備。太陽能發動機包含支撐結構與回轉通道，于回轉通道自由空間內設有能運行的回轉體系；在支撐結構上升通道區域周圍一定距離分布設置有數座至數十座太陽能空氣加熱裝置和熱能聚集導引裝置設施，其生成熱氣流能量驅動發動機回轉體系轉動產生動力。可以在太陽光照較多的大多數地區廣泛應用，對解決能源問題和環境污染問題有良好作用與經濟社會效益。
文檔編號F03D9/00GK201326517SQ20082016584
公開日2009年10月14日 申請日期2008年10月10日 優先權日2008年10月10日
發明者林慶萬, 瑛 王 申請人:瑛 王