轉換太陽熱的成套裝置的製作方法

2023-12-11 22:29:47 3

專利名稱：轉換太陽熱的成套裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將太陽能轉換成熱能或電能的成套裝置，具體地 說是涉及一種轉換太陽熱的成套裝置。
背景技術：
太陽負載著取之不盡、用之不竭的能量，是自然界中最大的無汙 染的一次能源，同時又是可再生能源。人類對太陽能的利用己日益廣 泛，特別是在近10多年來，太陽能動力裝置己被廣泛地應用於發電、 取暖、供水等諸領域，且在這些領域中，太陽能的利用已開始進入實 用階段。但，由於太陽是以光直接輻射和天空散射輻射的方式釋放能 量，其能流的密度較低，且能量因時因地而變化，所以，即便太陽能 利用已經進入實用階段也存在許多問題，這些問題主要集中表現在集 熱裝置的結構和跟蹤方式的選擇這兩個方面。現有的集熱裝置包括熱管、平面式換能裝置和拋物面式聚光裝 置。所謂熱管是一種具有極高導熱性能的傳熱元件，它包括全封閉的 其內設置有傳熱工質的真空管，以通過真空管內工質的蒸發與凝結來 傳遞熱量，雖然熱管具有良好的導熱性能和遠距離傳熱等優點，但由 於太陽能的能流密度低，而熱管接收太陽能的面積較小，即便其採用 成排的熱管，其吸收的能量也相對較少；平面式換能裝置是以平面板 獲取太陽能為特徵的裝置，該種裝置要想將工質加熱到較高溫度，需 要附加有能量轉換部件，致使其製作成本較高，同時，對於獲取相同 數量的太陽光子的拋物面式聚光裝置而言，其體積較大；拋物面式聚 光裝置，如中國專利1049276C號授權公告的名稱為"一種免動跟蹤 太陽能聚能器"就是一個具體例子。該聚能器採用一個拋物面式的反 光鏡和安裝在該反光鏡聚光區域的圓柱形換能器件，它是利用反光鏡 聚集太陽能的方式對換能器件加熱，所以，相對於熱管和平面式換能 裝置在相同的佔地面積內能夠獲取更多的太陽能，然而，拋物面形的 反光鏡至少應該保證其不會發生漫反射，所以要求其表面光滑，而對 於製作面積較大且光滑的拋物面，現有技術是非常困難的；另外，因 該聚能器的反光鏡棵露在外，易受到灰塵粒子和雨水等侵蝕而被汙
染，當其被汙染後會直接影響其對換能器件加熱。因太陽光是隨時間變化的，設置跟蹤裝置的目的是想使聚光裝置 儘量保持與太陽光線垂直，以使其獲得更多的光子。然而，由於跟蹤 裝置在工作過程中，採用使聚光裝置完成上下和/或左右移動的方式 滿足於其與太陽光線垂直，而聚光裝置移動必然會帶動與其相連接的用於傳送^c加熱工質的管件動作，在通常情況下，聚光裝置中輸送工質的管件較長，而跟蹤裝置帶動聚光裝置連同較長管件一起移動是4艮 困難的，故現有技術通常採用由橡膠或類似材料製成的可方便彎曲的 柔性管作為輸送工質的管件，但這類材料製成的管件耐老化程度相當 差，而管件損壞會直接影響整個集熱裝置的使用壽命。

發明內容
本發明的任務是提供一種利用支撐軸轉動的方式跟蹤太陽光以 解決製作和跟蹤困難等問題的轉換太陽熱的成套裝置。本發明所提出的轉換太陽熱的成套裝置，包括集熱裝置，該集熱 裝置具有帶透光面的殼體，該殼體內且與透光面相對的面設置有拋物 面式的聚光板和安裝在聚光板前部的反射聚光區的吸熱管，該吸熱管 的兩端延伸出殼體併兼作支撐軸；傳輸管組件，其包括安裝在吸熱管 一端的第 一傳輸管件和安裝在吸熱管另 一端的第二傳輸管件，以及限 定第一傳輸管件位置的固定支撐組件和第二傳輸管件的活動支撐組 件；跟蹤裝置，其包括能使活動支撐組件動作並帶動第二傳輸管件向 上或向下移動的致動組件和控制致動組件動作的電控單元。所述第一傳輸管件和第二傳輸管件之間設置有至少一個集熱裝 置。所述第二傳輸管件的一端設置有彎曲的隨動臂，該隨動臂的兩端 和中部區域分別設置有活動連接部。所述殼體與透光面相對的面是由板件構成的拋物面，在該拋物面 上安裝有表面鍍鎳或鉻的塊狀薄銅板並通過組合的方式構成的聚光 板。所述殼體與第一傳輸管件相鄰的橫邊設置有徑向向外延伸的用於 保護透光面的突沿，且在殼體的周邊還設置有保溫層。所述活動支撐組件包括至少兩個下支撐件和活動安裝在下支撐 件上的且由樞軸連接的兩個連動板件，在每一個連動板件遠離樞軸的 一端設置有通槽，以及安裝在通槽部位的滑動塊，在該滑動塊上設置
有與朝向通槽方向的且帶有內螺紋的通孔。所述致動組件包括電機和與該電機輸出軸相連接的帶有外螺紋 的傳動杆件，以及安裝在兩個連動板件之間且與傳動杆件的外螺紋相 嚙合的由夾持件限定的齒輪，在齒輪的中部設置有延伸至滑動塊通孔 內的螺杆。所述致動組件還包括延伸出殼體端部的螺盤和與該螺盤相 嚙合的主動齒輪，且使主動齒輪與電機的輸出軸相固接。所述第二'傳輸管件且遠離隨動臂端還安裝有與其相連通的儲液 裝置，儲液裝置的下方設置有兩根與第二傳輸管件相連通的管件，且 在每一根管件上安裝有水泵，而在儲液裝置的上方設置有排氣管件。本發明提出的轉換太陽熱的成套裝置中，集熱裝置採用的吸熱管 兼作支撐軸，當吸熱管動作時，即可帶動殼體動作，這種驅動方式比直接驅動殼體的方式結構簡單，製作的成本4交^f氐；同時第二傳輸管件 端部設置的彎曲的隨動臂可使其限定集熱裝置部分動作，而其它部分 不隨之動作，所以，第二傳輸管件可採用剛性管件，進而可大大延長 該成套裝置的使用壽命；另外，殼體在吸熱管的驅動下可沿著二維方 向轉動，以保證透光面能與太陽光垂直，讓其吸收更多的光子，在殼 體上設置的突沿可有效地防止透光面被冰雹等損壞，而其周邊設置的 保溫層可防止所吸收的能量散失。


附圖1是本發明所提出的轉換太陽熱的成套裝置一個實施例的 外觀結構示意圖；附圖2是圖1中殼體l的另一個實施例的外觀結構示意圖。
具體實施例方式參見圖l和圖2,這兩個附圖給出本發明所提出的轉換太陽熱的 成套裝置一個實施例的外觀結構。該成套裝置主要包括集熱裝置、傳 輸管組件和跟蹤裝置這三部分。其中，集熱裝置包括殼體l和吸熱管 2;傳輸管組件包括第一傳輸管件3和第二傳輸管件4;跟蹤裝置包 括活動支撐組件5、固定支撐組件6、致動組件7和儲液裝置8。本實施例中給出的殼體1具有一個矩形框11和分別用於封閉該 矩形框11前面的透光面12及後面的拋物面式的聚光板13,其中， 所述透光面12是由玻璃或塑料等透明材料製成的與矩形框11周邊相 對應的平面板件；聚光板13是由表面鍍鎳或鉻的塊狀薄銅板組合併 通過粘貼或鑲嵌在殼體1的拋物面上的方式構成，而殼體1的拋物面 可由薄板直接彎曲形成，也可將殼體1用於安裝聚光板13的面通過 機械切削的方式製成。由於集熱裝置是棵露在外的部件，其透光面 12在受到水雹等固體物的擊打下容易損壞，殼體1並與第一傳輸管 件3相鄰的橫邊設置有徑向向外延伸的用於保護透光面12的突沿14。 為使太陽能不散失，在殼體1的周邊還設置有保溫層(圖中沒有給 出)。吸熱管2是用於吸收太陽熱的部件，該吸熱管2是由兩端變細 的管件構成，它被安裝在該殼體1的聚光板13前部的反射聚光區部 位，且吸熱管2兩端變細部位延伸出殼體1，吸熱管2可兼作支撐軸。第一傳輸管件3和第二傳輸管件4分別安裝在吸熱管2的兩端， 且分別與吸熱管2相連通。在第一傳輸管件3和第二傳輸管件4之間 可以根據需要設置集熱裝置數量，本實施例中給出的是五個集熱裝置 的結構。第一傳輸管件3的位置是由固定支撐組件6來限定，而第二 傳輸管件4的位置是由活動支撐組件5來限定。第二傳輸管件4分為 限定集熱裝置部分43和遠距離傳輸部分44，在兩部分43和44之間 設置有彎曲的隨動臂41，隨動臂41是通過安裝在兩端和中部區域的 活動連接部42連接的，當限定集熱裝置部分43上下移動時，活動連 接部42可以保證遠距離傳輸部分44保持靜止，所以，該第二傳輸管 件4可以採用剛性管件製作，以提高其使用壽命。在第二傳輸管件4 的遠距離傳輸部分44的適.當位置還安裝有儲液裝置8,儲液裝置8 包括一個罐體85和設置在該罐體85上部的放氣管件86,以及安裝 在其下部的回流管件81和輸出管件82，且在回流管件81和輸出管 件82上分別安裝有水泵83和84。當太陽光線較弱或無太陽光線且 環境溫度較低時，可將傳輸管組件內的液體通過回流管件81上的水 泵83抽吸到儲液裝置8內，待太陽光線較強時，再將儲液裝置8內 的液體通過輸出管件82上的水泵84輸出到傳輸管組件中。活動支撐組件5包括兩個間隔一定距離的下支撐件51和安裝在 下支撐件51上的且由樞軸52連接的兩個連動板件53,在每一個連 動板件53遠離樞軸52的一端設置有通槽54，在通槽54部位安裝有 滑動塊55，在滑動塊55上設置有與通槽54方向相對應的且帶有內
螺紋的通孔。致動組件7包括電機71和與該電機71的輸出軸相連接 的傳動杆件72,該傳動杆件72的兩端分別設置有外螺紋，每一段外 螺紋分別與一個齒輪73相嚙合，齒輪73由夾持件78固定，該齒輪 73的軸心部位安裝有一個穿過滑動塊55的通孔及兩個連動;f反件53 的通槽54的螺杆74。當電機71轉動時，通過傳動杆件72帶動齒輪 73轉動，且使設置在齒輪73軸心部的螺杆74轉動，螺杆74轉動迫 使滑動塊55沿著通槽54的軸向滑動，從而使兩個連動板件53完成 開合動作，以帶動第二傳輸管件4向上或向下移動，在第二傳輸管件 4移動的同時使集熱裝置完成向上或向下轉動。電機71轉動受控於 電控單元，該電控單元可以根據太陽光線角度的變化來控制電機71 轉動的速度，由於電控單元屬於現有技術，故本實施例中沒有給出具 體結構。致動組件7還包括安裝在第一傳輸管件3端部的電機75，在電 機75的輸出軸上安裝有一個主動齒輪76,該主動齒4侖76與設置在 殼體1上的起減速作用的螺盤77相嚙合。當電機75轉動時，即可通 過主動齒輪76帶動螺盤77轉動，再通過螺盤77帶殼體1轉動。對 於多個集熱裝置來說，可以在每一個集熱裝置的吸熱管2上安裝有一 個固定的杆件和將杆件結合在一起的連動杆79，以保證多個集熱裝 置可以同步轉動。
權利要求
1、 轉換太陽熱的成套裝置，其特徵在於包括集熱裝置，其包括具有一個透光面的殼體，該殼體內且與透光面 相對的面設置有拋物面式的聚光板和安裝在聚光板前部的反射聚光 區的吸熱管，該吸熱管的兩端延伸出殼體併兼作支撐軸；和傳輸管組件，其包括安裝在吸熱管一端的第 一傳輸管件和安裝在 吸熱管另一端的第二傳輸管件，以及限定第一傳輸管件位置的固定支 撐組件和第二傳輸管件的活動支撐組件；及跟蹤裝置，其包括能使活動支撐組件動作並帶動第二傳輸管件向 上或向下移動的致動組件和控制致動組件動作的電控單元。
2、 根據權利要求1所述的成套裝置，其特徵在於所述第一傳 輸管件和第二傳輸管件之間設置有至少一個集熱裝置。
3、 根據權利要求1所述的成套裝置，其特徵在於所述殼體與 透光面相對的面是由板件構成的拋物面，在該拋物面上安裝有表面鍍 鎳或鉻的塊狀薄銅板並通過組合的方式構成的聚光板。
4、 根據權利要求1所述的成套裝置，其特徵在於所述第二傳 輸管件的一端設置有彎曲的隨動臂，該隨動臂的兩端和中部區域分別 設置有活動連接部。
5、 根據權利要求1所述的成套裝置，其特徵在於所述活動支 撐組件包括至少兩個下支撐件和活動安裝在下支撐件上的且由樞軸 連接的兩個連動板件，在每一個連動板件遠離樞軸的一端設置有通 槽，以及安裝在通槽部位的滑動塊，在該滑動塊上設置有與朝向通槽 方向的且帶有內螺紋的通孔。
6、 根據權利要求1或5所述的成套裝置，其特徵在於所述致 動組件包括電機和與該電機輸出軸相連接的帶有外螺紋的傳動杆件， 以及安裝在兩個連動板件之間且與傳動杆件的外螺紋相嚙合的由夾 持件限定的齒輪，在齒輪的中部設置有延伸至滑動塊通孔內的螺杆。
7、 根據權利要求6所述的成套裝置，其特徵在於所述致動組 件還包括延伸出殼體端部的螺盤和與該螺盤相嚙合的主動齒4侖，且使 主動齒輪與電機的輸出軸相固接。
8、 根據權利要求3所述的成套裝置，其特徵在於所述殼體與第一傳輸管件相鄰的橫邊設置有徑向向外延伸的用於保護透光面的 突沿，且在殼體的周邊還設置有保溫層。
9、 根據權利要求4所述的成套裝置，其特徵在於所述第二傳輸管件且遠離隨動臂.端還安裝有與其相連通的儲液裝置。
10、 根據權利要求9所述的成套裝置，其特徵在於所述儲液裝 置的下方設置有兩根與第二傳輸管件相連通的管件，且在每一根管件 上安裝有水泵，而在儲液裝置的上方設置有排氣管件。
全文摘要
本發明涉及一種轉換太陽熱的成套裝置，該成套裝置包括集熱裝置和傳輸管組件，以及跟蹤裝置，其中，集熱裝置設置有拋物面式的聚光板和安裝在聚光板前部的反射聚光區的吸熱管，跟蹤裝置包括致動組件和電控單元。吸熱管兼作支撐軸，當吸熱管動作時，即可帶動殼體動作，這種驅動方式相對於直接驅動殼體的方式的結構簡單，製作成本的較低，且集熱裝置中的殼體在吸熱管的驅動下可沿著二維方向轉動，以保證透光面能與太陽光垂直，讓其吸收更多的光子。
文檔編號F24J2/38GK101122424SQ200710012798
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月12日 優先權日2007年9月12日
發明者付長延 申請人:付長延