專利名稱：自動跟蹤焦點靜止太陽灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一，所屬領(lǐng)域本技術(shù)屬于太陽能開發(fā)利用領(lǐng)域，它是在本人實用新型專利技術(shù)——太陽能光電控制自動跟蹤轉(zhuǎn)動機構(gòu)(專利號ZL 200420096616.5)的基礎(chǔ)上發(fā)展完善的，自動跟蹤焦點靜止太陽灶是一種特殊結(jié)構(gòu)形式的跟蹤太陽灶，它能夠讓太陽灶聚光板聚得的太陽光焦點在整個三維空間上靜止不動。
二，背景技術(shù)太陽能光電控制自動跟蹤轉(zhuǎn)動機構(gòu)專利(專利號ZL 200420096616.5)將自動跟蹤太陽能設(shè)備的東西方向跟蹤采用了轉(zhuǎn)盤式機構(gòu)，大大降低了機構(gòu)重心，但采用該技術(shù)的跟蹤太陽能設(shè)備仍然存在著許多不足，比如太陽能反光板聚得的焦點在空間位置上是隨時移動的，這樣，勢必要求跟蹤太陽能設(shè)備集熱器與太陽能反光板設(shè)計成一體，而設(shè)計成一體給跟蹤電機無形之中增大了拖動負荷，此外，太陽能反光板也必須設(shè)計得強度足夠大，以滿足承擔(dān)集熱器的強度要求。
目前的太陽灶沒有擺脫直接將聚光焦點或者說是太陽灶集熱器位置與太陽灶聚光板連接成為一體的思路，受這種思路的限制，太陽灶集熱器不可能設(shè)計得太重，或者太堅固，因為這樣勢必會加重太陽灶聚光板的重量，從而給自動跟蹤拖動系統(tǒng)無形之中加大了功率要求，由于太陽能自動跟蹤的目的是實現(xiàn)太陽灶聚光板的準確跟蹤，所以，拖動一個盛有大量水或其他被加熱物質(zhì)的太陽灶集熱器實在沒有必要。
目前的太陽能自動跟蹤技術(shù)也沒有擺脫直接讓太陽能集光板在東西、南北兩個方向上直接轉(zhuǎn)動的思路，正是因為受這種思路的局限性，至令現(xiàn)行太陽能跟蹤設(shè)備機體必須設(shè)計得相當(dāng)龐大，借以實現(xiàn)系統(tǒng)跟蹤和抵抗風(fēng)力的襲擊，也正是受這種龐大機體的制約，使得跟蹤太陽能技術(shù)遲遲沒有廣泛應(yīng)用起來。
三，發(fā)明目的、內(nèi)容鑒于上述太陽灶和太陽能自動跟蹤技術(shù)存在的不足，本人經(jīng)過反復(fù)思考和試驗，終于發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)緊湊、效果優(yōu)異的自動跟蹤焦點靜止太陽灶，它既具有抗風(fēng)、聚光、跟蹤效果好的特點，又具有在三維空間位置上保持聚光焦點始終不動的優(yōu)勢，從根本上實現(xiàn)了太陽灶集熱器與太陽灶聚光板或者說太陽灶跟蹤機構(gòu)整體的完全脫離。
發(fā)明這一技術(shù)的目的是將太陽能跟蹤技術(shù)盡快應(yīng)用到生產(chǎn)實際中來，讓人們盡快開發(fā)利用太陽能綠色能源，因為這樣一來，太陽灶集熱器完全可以設(shè)計得具有足夠強度，足夠重量，多種使用用途等特殊要求了，這項技術(shù)完全可以把上百或上千平方米的太陽光聚集在一個空間不足3至5立方米的壓力容器上，從而將太陽能自動跟蹤技術(shù)直接應(yīng)用于熱力發(fā)電，或者將太陽能自動跟蹤技術(shù)應(yīng)用于車站、碼頭、學(xué)校、工廠茶水爐等，這樣可以每年為國家節(jié)約大量的電力，從環(huán)保角度上講，它對于抑制地球溫度逐年升高也具有相當(dāng)大的推廣價值。
本自動跟蹤焦點靜止太陽灶在東西方向上主要是通過把跟蹤機構(gòu)轉(zhuǎn)軸有水平方向轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪狈较?，我們可以形象的把它比作成餐桌轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動方式，在轉(zhuǎn)盤的周圍，焊接或沾接上彎邊鏈條或直接加工上齒，東西方向跟蹤電機通過減速機帶動一個鏈輪或齒輪，通過鏈輪或齒輪與轉(zhuǎn)盤周邊的嚙合從而帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)東西方向的跟蹤；在南北方向上，主要是通過在東西方向轉(zhuǎn)盤上的兩個支撐立柱上面與太陽灶聚光板聚光焦點高度一樣的位置設(shè)置兩個轉(zhuǎn)動支點，太陽能集光板通過兩個支點可以轉(zhuǎn)動，而南北方向跟蹤電機與減速機設(shè)置在轉(zhuǎn)盤接近中央的位置，南北方向跟蹤電機與減速機通過輸出端的一個齒輪與設(shè)置在太陽灶聚光板中間的一個大齒輪相嚙合，從而實現(xiàn)南北方向的準確跟蹤。
四，
附圖1自動跟蹤焦點靜止太陽灶組成圖。圖中1為本自動跟蹤焦點靜止太陽灶支撐太陽灶集熱器的門字架；2為球形集熱器；3為集熱器與門字架的連接部分；4為聚光板上負責(zé)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸；5為南北方向轉(zhuǎn)動支撐立柱；6為轉(zhuǎn)盤底座；7為南北方向轉(zhuǎn)矩傳遞用半齒輪；8為南北方向減速機輸出齒輪；9為南北方向電機和減速機；10為東西方向上的減速機輸出齒輪或鏈輪11為東西方向上的減速機；12為東西方向上的跟蹤電機； 13為承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤；14為拋物線回轉(zhuǎn)曲面聚光板。
當(dāng)系統(tǒng)需要在東西方向上跟蹤時，電機12帶動減速機11轉(zhuǎn)動，通過東西方向上的減速機輸出齒輪或鏈輪10帶動承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤13轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)東西方向上的跟蹤；當(dāng)系統(tǒng)需要在南北方向上跟蹤時，固定在承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤13上的南北方向電機和減速機9轉(zhuǎn)動，通過南北方向減速機輸出齒輪8與南北方向轉(zhuǎn)矩傳遞用半齒輪7的嚙合從而帶動聚光板14圍繞聚光板上負責(zé)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動，進而實現(xiàn)南北方向的準確跟蹤，由于設(shè)計承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤的兩個支撐立柱5上的兩個轉(zhuǎn)動支點與太陽灶聚光板14聚光焦點在同一高度的水平面上，所以無論太陽能集光板14怎樣轉(zhuǎn)動，其焦點位置始終在通過門字架1和連接部分3固定的集熱器2的中心上，轉(zhuǎn)盤底座6主要負責(zé)支撐轉(zhuǎn)盤，同時也可以增加轉(zhuǎn)盤13下部的重量，有效提高轉(zhuǎn)盤13的抗風(fēng)性能。
五，具體實施方式
必須注意的一點是，支撐聚光板轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸支點高度必須與聚光板聚光焦點以及集熱器中心在同一個水平面上，否則，該跟蹤太陽灶不會達到設(shè)計要求。另外，為使本自動跟蹤焦點靜止太陽灶聚光板和轉(zhuǎn)盤隨時具備自鎖抗風(fēng)性能，無論是東西方向上還是南北方向上所用的傳動用減速機其末級減速方式應(yīng)為蝸輪蝸桿式。此外，在不影響轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動和保證抗風(fēng)性能要求的前提下，支撐聚光板南北方向轉(zhuǎn)動的兩個立柱可以通過增加延長低架從而加寬兩立柱間距，這樣，可以在不增加轉(zhuǎn)盤制作費用的前提下盡可能起到加大聚光板集光面積的目的。
六，效果通過實際應(yīng)用，本自動跟蹤焦點靜止太陽灶完全達到了預(yù)期要求的理想效果。
權(quán)利要求一種自動跟蹤焦點靜止太陽灶，其特征是在東西方向上，電機(12)減速機(11)直聯(lián)，固定在承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(13)下，齒輪或鏈輪(10)鍵聯(lián)在減速機(11)的輸出軸上，齒輪或鏈輪(10)與承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(13)相嚙合，兩立柱(5)下部固定在承載跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤(13)上，拋物線回轉(zhuǎn)曲面聚光板(14)通過聚光板上負責(zé)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸(4)鉸聯(lián)支承在兩南北方向轉(zhuǎn)動支撐立柱(5)上，轉(zhuǎn)盤(13)水平放置在轉(zhuǎn)盤底座(6)上，球形集熱器(2)通過集熱器與門字架的連接部分(3)與支撐太陽灶集熱器的門字架(1)固定在一起，球形集熱器(2)的中心與拋物線回轉(zhuǎn)曲面聚光板(14)在水平放置時的焦點在空間位置上同處于一個高度水平面上，并且相互重合，南北方向轉(zhuǎn)矩傳遞用半齒輪(7)固定在拋物線回轉(zhuǎn)曲面聚光板(14)外側(cè)，并與南北方向減速機輸出齒輪(8)相嚙合，南北方向減速機輸出齒輪(8)鍵聯(lián)在南北方向電機和減速機(9)的輸出軸上。
專利摘要一種新型自動跟蹤焦點靜止太陽灶，其特征為東西方向上的跟蹤設(shè)計成餐桌轉(zhuǎn)盤與電機減速機輸出齒輪或鏈輪相嚙合的傳動轉(zhuǎn)動方式，南北方向上的跟蹤設(shè)計成回轉(zhuǎn)拋物線曲面聚光板外側(cè)固定半齒輪與電機減速機輸出齒輪嚙合的傳動轉(zhuǎn)動方式，回轉(zhuǎn)拋物線曲面聚光板在南北方向上的轉(zhuǎn)動支點中心連線與其在水平放置時的聚光焦點在同一水平線上，即回轉(zhuǎn)拋物線曲面聚光板以其焦點所在的水平線為軸轉(zhuǎn)動，太陽灶集熱器通過另外一套門字架懸空固定在回轉(zhuǎn)拋物線曲面聚光板在水平放置時的聚光焦點位置，跟蹤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動僅僅是轉(zhuǎn)盤和聚光板，這種太陽灶，實現(xiàn)了集熱器與聚光板的完全脫離，大大減少了跟蹤電機的拖動功率，是一種非常理想的太陽能跟蹤聚光利用設(shè)備。
文檔編號F24J2/02GK2926930SQ200620086660
公開日2007年7月25日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者于元亮, 蘇安慶, 王霄宇, 宋其濤 申請人:于元亮