專利名稱:太陽能定向跟蹤裝置的制作方法
本實用新型涉及太陽能裝置的跟蹤機構，特別是在跟蹤過程中把太陽能引向固定位置和方向，從而構成一種新型的太陽能裝置。
太陽能裝置分為跟蹤太陽和不跟蹤太陽的；不跟蹤的太陽能熱水器，其太陽能利用率較低，產生的熱水溫度不高，使用范圍有限；跟蹤太陽的反射聚焦式太陽灶，可以得到很高的溫度，但現有太陽灶的灶具隨跟蹤機構移動，操作不便，而且陽光照射灶具的方向不斷改變，因而能工作的時間不長。國外有一種太陽能發(fā)電站，用許多反射鏡同時把陽光反射到高塔上的太陽能鍋爐上，其等效焦斑位置和照射方向不改變，但采光面積不斷改變，且跟蹤控制系統(tǒng)復雜。
本實用新型的目的是要提供一種改進的太陽能跟蹤裝置。它適合于任何有陽光的地方工作，能在采光面積保持不變的條件下，把陽光引向固定不變的方向。把這束光經會聚透鏡聚焦可做太陽灶或太陽鍋爐，其光斑位置和照射方向都固定不變，故操作方便，使用時間也長得多。這一特點尤其對太陽鍋爐更為突出，在這里用一般反射聚焦式太陽灶是很難實現的。此外由于陽光方向固定不動，也可用于地下照明。
本實用新型是這樣實現的用一平面反射鏡反射太陽光，反射鏡通過轉軸與支架相連，支架轉軸安裝在底座上，要求支架轉軸與地球自轉軸平行安裝，反射鏡轉軸與支架轉軸垂直，調整反射鏡的角度使照射在其上的陽光沿支架轉軸方向反射后，只要支架轉動速度與地球自轉方向相反，跟蹤太陽，就可使反射的陽光方向不變。把這束光經會聚透鏡聚焦，就可得焦斑位置和照射方向均不改變的太陽灶，聚焦透鏡用透明塑料空心充透明液體(如水)制造。反射鏡面與支架軸線的角度在33°～57°之間，隨季節(jié)變化逐漸調整。
本實用新型和現有技術相比在跟蹤裝置上作了改進，用平面反射鏡和聚焦透鏡代替現有的反射聚焦鏡。結構上不比現有技術復雜，解決了大型聚焦透鏡的制造問題，得到焦斑位置和照射方向均不改變的特殊性能。
本實用新型具體結構由以下實施例及其附圖給出。
圖1是根據本實用新型提出的太陽能定向跟蹤裝置的總體安裝圖。
下面詳細說明依據本實用新型提出的具體裝置及工作情況。
該裝置包括反射鏡〔1〕、支架〔2〕及其支撐組件〔3〕、〔4〕，聚焦透鏡〔5〕安裝在反射鏡〔1〕的前面，使反射的太陽光垂直通過透鏡〔5〕，聚焦后由小反射鏡〔6〕轉向到向上方向，灶具架〔7〕上放置灶具，其中心正對焦斑位置。
圖2、3、4給出反射鏡組件〔1〕的詳圖。反射鏡框〔13〕為鋼窗結構，由薄鐵皮壓制而成，焊接成一整體，如圖4所示?？蚣堋?3〕的背面有三處用合葉與支架〔2〕相連接，上兩合葉構成反射鏡轉軸，下合葉連支桿〔16〕，能調整反射鏡〔1〕與支架〔2〕的角度?？蚣堋?3〕的正面用薄板〔12〕襯墊，然后安裝平面反射鏡〔11〕，并用壓圈〔15〕固定在鏡框〔13〕上。
圖5、6、7給出支架組件〔2〕及其支撐組件〔3〕的詳圖。支架〔2〕由空心軸及其末端用螺釘固定的支板〔17〕及支桿架〔18〕組成。支架〔2〕的軸經過止推滾珠軸承〔20〕安裝在支撐組件〔3〕兩端座〔19〕中，端座之一固定在支撐板〔21〕上，使支撐組件〔3〕成為一體。支撐板〔21〕的上邊緣用螺釘固定一邊棱〔22〕，下邊緣固定邊軸〔23〕。圖7是支撐組件的F向視圖。
圖8、9給出立柱組件〔4〕和其底座〔8〕的詳圖。兩立柱頂端有端帽〔24〕。底座〔8〕用地腳螺釘固定在地面上，要求兩底座〔8〕安裝連線沿東西方向。立柱〔4〕上各有兩個固定夾下固定夾〔26〕用螺釘夾緊，夾上的孔穿入支撐組件〔3〕的下邊軸〔23〕；上固定夾〔25〕也用螺釘夾緊，螺桿上連接一活動支臂〔27〕，與支撐組件〔3〕的上邊棱〔22〕通過螺帽連接，調整其長度使支架〔2〕的軸線與水平面的傾角和當地緯度相等，也可在晴天夜晚調整支架〔2〕的軸線指向北極星。
圖10、11給出聚焦透鏡〔5〕的詳圖。聚焦透鏡〔5〕用透明塑料壓制的空心殼體內部充水制成。為減少充水量采用階梯形式。其邊緣用壓圈〔29〕夾緊，兩側用螺釘及壓板分別固定一支撐軸〔28〕，該支撐軸穿入圖12所示的支臂〔9〕的軸孔內。支臂〔9〕用地腳螺釘固定在地面上，其底腳連線沿東西方向。調整聚焦透鏡〔5〕使其光軸與支架〔2〕軸線一致并固定不動。
圖13、14給出小反射鏡〔6〕及其支臂〔10〕的詳圖。小反射鏡〔6〕由一圓形平面反射鏡及其襯底和邊框〔31〕組成。通過轉軸〔30〕和支臂〔10〕固定，支臂〔10〕也沿東西方向安裝。調整鏡面〔6〕使照射在其上的聚焦光線轉向上方。圖15示出了灶具架〔7〕的C向視圖。灶具架〔7〕用細鋼筋焊接制成，上環(huán)中心正好是焦斑位置。
本裝置對太陽進行跟蹤，可以手動也可用自動跟蹤系統(tǒng)驅動。在軸〔2〕上安裝蝸輪蝸桿機構〔32〕，用手轉動蝸桿，可使軸〔2〕轉動，帶動鏡〔1〕跟蹤太陽；若蝸桿由以時鐘脈沖控制的電動機驅動則能自動跟蹤。
權利要求
1.太陽能定向反射的跟蹤位置，該裝置的跟蹤反射鏡[1]通過轉軸安裝在支架[2]上，其特征在于太陽光通過反射鏡[1]反射的光線與支架[2]的轉軸方向始終平行，這樣就得到了一束在空間位置和方向不變的光束。在反射鏡[1]前面反射的光束中，裝設聚焦透鏡[5]，反射光束軸線與透鏡光軸一致，其特征是透鏡主平面與光線垂直，且光束中心線通過透鏡中心，從而使反射光線被透鏡[5]聚焦，其焦斑位置和照射方向也不改變。具體表現在(1)、支架[2]轉軸與反射鏡[1]轉軸互相垂直；(2)、支架[2]轉軸的沿長線方向指向北極星；(3)、反射鏡[1]表面與支架[2]軸線的角度在33°～57°之間。
2.根據權利要求
1所述的聚焦透鏡〔5〕，其特征是透明塑料制作的空心殼體，其內部充透明液體。
專利摘要
本裝置能在采光面積保持不變的條件下，把太陽光聚焦到固定方向。適合于任何有陽光的地方工作。它由定向跟蹤系統(tǒng)、聚光鏡和傳光系統(tǒng)組成。定向跟蹤系統(tǒng)保證照射到其反射鏡的光線沿固定方向反射；傳光系統(tǒng)能把光能低損耗地傳到較遠的地方應用。本裝置在用于太陽灶、鍋爐作為熱源時，灶具可固定不動；用于大型廠房、地下室、地鐵站或礦井照明時，可整天得到陽光。裝置結構簡單，易于加工制造。
文檔編號F24J2/38GK86201577SQ86201577
公開日1987年5月13日 申請日期1986年3月21日
發(fā)明者雍長云 申請人:雍長云導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan