• / 11
  • 下載費用:30 金幣  

一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510798478.8

申請日:

2015.11.19

公開號:

CN105241089A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F24J 2/38申請日:20151119|||公開
IPC分類號: F24J2/38(2014.01)I; F24J2/46 主分類號: F24J2/38
申請人: 東莞市風火輪熱能科技有限公司
發明人: 吳濤; 王俊平
地址: 523808廣東省東莞市松山湖科技產業園區北部工業城中小科技企業創業園
優先權:
專利代理機構: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120 代理人: 羅民健
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510798478.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.03.22|||2016.02.10|||2016.01.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,包括同心設置且半徑不同的多個轉盤、驅動各轉盤同步轉動的電機、鉸接在轉盤上的多組反射裝置以及設在各轉盤內部空間中的真空管組,每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管中設有伸入到其內部腔室底部的進水管,不同轉盤內圈的進水管集結后與水泵連接,每個轉盤內圈中位于末端排列的真空管中設有用于輸出熱水或蒸汽的輸出管,不同轉盤內圈的輸出管集結后與儲能箱連接;各轉盤通過交叉設置的連接桿相互連接,各轉盤的下端面上均設有軌道以及安裝在軌道中的支撐輪。本發明能夠通過整反射裝置中反射鏡的迎光面與地平面之間的夾角大小以及通過電機驅動圓盤轉動,實現對太陽光的跟蹤利用,最大限度地獲取太陽能。

權利要求書

權利要求書
1.  一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:包括同心設置且半徑不同的多個轉盤(1)、驅動各轉盤同步轉動的電機(12)、鉸接在各轉盤上的多組反射裝置(3)以及設在各轉盤內部空間中的真空管組,每個真空管組由依次豎直排列呈圓形的真空管(2)組成,真空管(2)的開口端密封,且真空管(2)的密封腔室中盛放有水介質,每個轉盤(1)內圈中位于首端排列的真空管(2)中設有伸入到其內部腔室底部的進水管(201),不同轉盤內圈的進水管集結后與水泵連接,每個轉盤(1)內圈中位于末端排列的真空管(2)中設有輸出熱水或蒸汽的輸出管(202),不同轉盤內圈的輸出管集結后與儲能箱連接,且每個轉盤(1)內圈中相鄰設置的兩個真空管之間通過設有逆止閥(204)的U型管(203)連通;
各轉盤通過交叉設置的連接桿(6)相互連接,各連接桿交叉集于一點后固定在位于最內側轉盤中心位置的基座(4)上,各轉盤的下端面上均設有軌道以及安裝在軌道中的支撐輪(8),支撐輪(8)固定在位于轉盤(1)下方的固定座(5)中。

2.  根據權利要求1所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:位于最外側轉盤上的每組反射裝置由一個端部鉸接在轉盤上的反射鏡組成,反射鏡的迎光面朝向轉盤(1)內圈,其背光面上設有固定在轉盤(1)上且用于調整反射鏡的迎光面與地平面之間夾角的調節支桿(302);設在相鄰兩個真空管組之間的轉盤上的每組反射裝置由端部通過合頁(303)鉸接的兩個反射鏡組成,兩個反射鏡的另一端部均鉸接設置在固定在轉盤(1)上的伸縮桿(304)上,且每組反射裝置中的兩個反射鏡的迎光面相互背向設置。

3.  根據權利要求2所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:所述的伸縮桿(304)由中空結構的外直桿以及套設在外直桿中的內直桿組成,外直桿的周面上設有穿過其周面用于固定內直桿的緊固螺釘(305)。

4.  根據權利要求1所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:位于最內側轉盤的上端面和內外周面上均設有軌道,且上端面以及內外周面的軌道中均配合安裝有防風輪(7),位于最內側轉盤上設置的支撐輪和三個防風輪通過方框(9)依次串聯連接,轉盤(1)的下方對應每個方框(9)的位置設有一個用于固定支撐輪(8)的固定座(5),位于最外側轉盤的結構與位于最內側轉盤的結構相同。

5.  根據權利要求4所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:所述固定座(5)的上部設有凹槽(501),方框(9)的底邊穿過所述凹槽(501),并將支撐輪(8)固定在凹槽(501)中。

6.  根據權利要求1所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:所述的基座(4)包括底座(402)、固定在底座(402)上的轉軸(401)以及套設在轉軸(401)上的從動齒輪(10),各連接桿(6)的交叉部位固定在轉軸(401)的上端,電機(12)驅動與從動齒輪(10)嚙合設置的主動齒輪(11)轉動,實現從動齒輪(10)和轉軸(401)的同步轉動。

7.  根據權利要求6所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:所述的底座(402)上通過螺釘固定有中心位置設有通孔的固定架(403),轉軸(401)的下端通過設置的凸臺嵌套在所述的通孔中,且轉軸(401)的下端與通孔的內壁之間設有橡膠套(404)。

8.  根據權利要求1所述的一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,其特征在于:U型管(203)上裸露在真空管(2)外部的部位包覆有保溫層,且每個轉盤內圈中,位于首端排列的真空管中U型管(203)的端部位于水介質液面上方,U型管(203)的另一端位于相鄰設置的真空管中水介質液面下方,從每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管起始,各真空管中的U型管依次依此設置。

說明書

說明書一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統
技術領域
本發明涉及太陽能跟蹤利用技術,具體的說是一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統。
背景技術
我國幅員廣大,有著十分豐富的太陽能資源,據估算,我國陸地表面每年接收的太陽輻射能約為50×1018KJ,全國各地太陽年輻射總量達335~837KJ/cm2·A,中值為586KJ/cm2·A。從全國太陽年輻射總量的分布來看,西藏、青海、新疆、內蒙古南部、山西、陜西北部、河北、山東、遼寧、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區的太陽輻射總量很大。尤其是青藏高原地區最大,大氣層薄而清潔,透明度好,緯度低,日照時間長。
太陽能是一種低密度、間歇性、空間分布不斷變化的能源,這就對太陽能的收集和利用提出了更高的要求。盡管相繼研究出一系列的太陽能裝置如太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能電池等,但太陽能的利用還遠遠不夠,究其原因,主要是利用率不高。就目前的太陽能裝置而言,如何最大限度的提高太陽能的利用率,仍為國內外學者的研究熱點。解決這一問題應從兩個方面入手,一是提高太陽能裝置的能量轉換率,二是提高太陽能的接收效率,前者屬于能量轉換領域,還有待研究,而后者利用現有的技術則可解決,而太陽跟蹤系統為解決這一問題提供了可能。不管哪種太陽能利用設備,如果它的集熱裝置能始終保持與太陽光垂直,并且收集更多方向上的太陽光,那么,它就可以在有限的使用面積內收集更多的太陽能。但是太陽每時每刻都是在運動著,集熱裝置若想收集更多方向上的太陽光,那就必須要跟蹤太陽。香港大學建筑系的教授研究了太陽光照角度與太陽能接收率的關系,理論分析表明:太陽的跟蹤與非跟蹤,能量的接收率相差37.7%,精確的跟蹤太陽可使接收器的接收效率大大提高,進而提高了太陽能裝置的太陽能利用率。申請號為200910206030.7的發明專利公開了一種自動跟蹤太陽能發電裝置,該裝置通過擋板和東西方向設置的感光器產生電壓差輸出信號,控制電機工作實現太陽能電池支架及太陽能電池板水平角度的調整,該裝置僅僅實現了小范圍的太陽能俯仰跟蹤發電,難以滿足集成式全方位跟蹤;現有的自動跟蹤太陽灶和五象限法太陽自動跟蹤儀,結構復雜。
發明內容
本發明的目的為提高太陽能裝置的太陽能利用率,克服現有技術中因跟蹤不到位而導致太陽能接受率低的問題,提供一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,擴寬了太陽能的利用領域。
本發明為實現上述目的所采用的技術方案為:一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,包括同心設置且半徑不同的多個轉盤、驅動各轉盤同步轉動的電機、鉸接在轉盤上的多組反射裝置以及設在各轉盤內部空間中的真空管組,每個真空管組由依次豎直排列呈圓形的真空管組成,真空管的開口端密封,且真空管的密封腔室中盛放有水介質,每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管中設有伸入到其內部腔室底部的進水管,不同轉盤內圈的進水管集結后與水泵連接,每個轉盤內圈中位于末端排列的真空管中設有用于輸出熱水或蒸汽的輸出管,不同轉盤內圈的輸出管集結后與儲能箱連接,且每個轉盤內圈中相鄰設置的兩個真空管之間通過設有逆止閥的U型管連通;各轉盤通過交叉設置的連接桿相互連接,各連接桿交叉集于一點后固定在位于最內側轉盤中心設置的基座上,各轉盤的下端面上均設有軌道以及安裝在軌道中的支撐輪,支撐輪固定在固定座中。
本發明中,位于最外側轉盤上的每組反射裝置由一個端部鉸接在轉盤上的反射鏡組成,反射鏡的迎光面朝向轉盤內圈,其背光面上設有固定在轉盤上且用于調整反射鏡的迎光面與地平面之間夾角的調節支桿;為了收集更多方向上的太陽光,設在相鄰兩個真空管組之間的轉盤上的每組反射裝置由端部通過合頁鉸接的兩個反射鏡組成,兩個反射鏡的另一端部均鉸接設置在固定在轉盤上的伸縮桿上,且每組反射裝置中的兩個反射鏡的迎光面相互背向設置。
其中,所述的伸縮桿由中空結構的外直桿以及套設在外直桿中的內直桿組成,外直桿的周面上設有穿過其周面用于固定內直桿的緊固螺釘,通過調整伸縮桿的長度,可調整每組反射鏡中的鉸接設置的兩個反射鏡之間的夾角,進而調整反射鏡的反射角度。
本發明中,轉盤是由多個結構相同的方鋼固定連接而成的圓形軌道,可根據不同半徑的轉盤的需要,將數量不同的方鋼固定在一起,實現反射面積的擴展或縮小。
位于最內側的轉盤的上端面和內外周面上均設有軌道,且上端面以及內外周面的軌道中均配合安裝有防風輪,位于最內側轉盤上設置的支撐輪和三個防風輪通過方框依次串聯連接,通過方框串聯連接的三個防風輪的重心連線構成穩定的三角形結構,抗風能力強。轉盤的下方對應每個方框的位置設有一個用于固定支撐輪的固定座,位于最外側轉盤的結構與位于最內側轉盤的結構相同。本發明中設置的支撐輪對各轉盤起支撐作用,而位于最內側的轉盤和位于最外側的轉盤上設置的防風輪,能夠對各自夾持固定的轉盤形成方向不同的加持力,抗風能力強,避免轉盤在轉動過程中出現偏斜。
進一步的,固定座的上部設有凹槽,方框的底邊穿過所述凹槽,并將支撐輪固定在凹槽中。
進一步的,基座包括底座、固定在底座上的轉軸以及套設在轉軸上的從動齒輪,各連接桿的交叉部位固定在轉軸的上端,電機驅動與從動齒輪嚙合設置的主動齒輪轉動,實現從動齒輪和轉軸的同步轉動。通過齒輪嚙合傳動實現圓盤的聯動,相對于現有的皮帶傳動方式而言,齒輪傳動更加平穩,能夠確保多個轉盤聯動的穩定性和精度,滿足高精度跟蹤光熱系統或光伏系統的需求,即可將太陽能電池板或聚光型太陽能光伏接收組件或聚光型光熱接收組件裝載在各轉盤上,使其對太陽光作水平面內的360°全方位跟蹤;還能夠避免因采用皮帶傳動所存在的因季節溫度不同而造成皮帶伸縮度不同的誤差。
所述的底座上通過螺釘固定有中心位置設有通孔的固定架,轉軸的下端通過設置的凸臺嵌套在所述的通孔中,且轉軸的下端與通孔的內壁之間設有橡膠套。
進一步的,U型管上裸露在真空管外部的部位包覆有保溫層,避免流經U型管的熱水的熱量損失,且每個轉盤內圈中,位于首端排列的真空管中U型管的端部位于水介質液面上方,U型管的另一端位于相鄰設置的真空管中水介質液面下方,從每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管起始,各真空管中的U型管依次依此設置。由于各真空管的內部為密封腔室,每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管中源源不斷的通入冷水,由于在相同的壓力下,冷水的密度比熱水的密度大,通入的冷水向真空管底部運動,被真空管加熱的熱水涌向真空管上部,并通過U型管流入相鄰設置的真空管的底部,流入熱水的熱量用于加熱被流入的真空管底部的冷水,由于各真空管中的U型管依次依此設置,流通的熱水的熱量被循環利用而不流失,使得各真空管中的水介質能夠被迅速加熱,滿足大流量熱水的需求。
有益效果:1、本發明每個轉盤內圈中設置的真空管通過U型管串聯連通,通過電機驅動轉盤聯動,實現轉盤對太陽高低角方位的跟蹤,使得照射到反射鏡上的太陽光都能夠反射到真空管上,使真空管中盛放的水介質得到更高的溫度,加熱速度快;
2、本發明通過同心內外設置的多個轉盤聯動,實現對太陽的跟蹤,克服現有采用的雙軸跟蹤系統存在控制復雜、成本高和耗電量大的問題;在太陽的有效光照時間內,通過轉盤上設置的反射鏡使太陽光線始終照射到真空管上,使各轉盤內圈中的真空管在有效光照時間內都能最大限度地獲取太陽能;
3、本發明一方面能夠通過機械調整鉸接在轉盤上的反射裝置的角度,即調整反射裝置中反射鏡的迎光面與地平面之間的夾角大小;另一方面通過電機驅動圓盤轉動。通過這兩方面的配合作用,實現對太陽光的跟蹤利用。
附圖說明
圖1為本發明的整體俯視圖;
圖2為本發明中最內側轉盤的結構示意圖;
圖3為圖2的標記A中,方框和固定座的示意圖;
圖4為圖3中反射裝置的示意圖;
圖5為本發明中排列呈圓形的真空管的展開示意圖;
圖6為本發明中基座的示意圖;
圖7為圖6中標記B的放大示意圖。
附圖標記:1、轉盤,101、軌道,2、真空管,201、進水管,202、輸出管,203、U型管,204、逆止閥,3、反射裝置,301、反射鏡,302、調節支桿,303、合頁,304、伸縮桿,305、緊固螺釘,4、基座,401、轉軸,402、底座,403、固定架,404、橡膠套,5、固定座,501、凹槽,6、連接桿,7、防風輪,8、支撐輪,9、方框,10、從動齒輪,11、主動齒輪,12、電機,13、保護罩。
具體實施方式
如圖1所示,一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統,包括同心設置且半徑不同的多個轉盤1、驅動各轉盤同步轉動的電機12、鉸接在各轉盤上的多組反射裝置3以及設在各轉盤內部空間中的真空管組,每個真空管組由依次豎直排列呈圓形的真空管2組成,真空管2一端封閉,另一端設有開口,真空管2的內外層之間設有真空夾層,且內層管的表面涂設有Al-N/Al光譜選擇性吸收層。真空管2的開口端密封設置,且真空管2的內層管的密封腔室中盛放有水介質。
如圖5所示,為排列呈圓形的每個真空管組的展開示意圖。其中,每個轉盤1內圈中位于首端排列的真空管2中設有伸入到其內部腔室底部的進水管201,不同轉盤內圈的進水管集結后與水泵連接,每個轉盤1內圈中位于末端排列的真空管2中設有輸出熱水或蒸汽的輸出管202,不同轉盤內圈的輸出管集結后與儲能箱連接,且每個轉盤1內圈中相鄰設置的兩個真空管之間通過設有逆止閥204的U型管203連通。如圖1和圖5所示,U型管203上裸露在真空管2外部的部位包覆有保溫層,且每個轉盤內圈中,位于首端排列的真空管中U型管203的端部位于水介質液面上方,U型管203的另一端位于相鄰設置的真空管中水介質液面下方,從每個轉盤內圈中位于首端排列的真空管起始,各真空管中的U型管依次依此設置。
如圖1和圖2所示,各轉盤通過交叉設置的連接桿6相互連接,各連接桿交叉集于一點后固定在位于最內側轉盤中心位置的基座4上,各轉盤的下端面上均設有軌道以及安裝在軌道中的支撐輪8,支撐輪8固定在位于轉盤1下方的固定座5中。
如圖1所示,位于最外側轉盤上的每組反射裝置由一個端部鉸接在轉盤上的反射鏡組成,反射鏡的迎光面朝向轉盤1內圈,其背光面上設有固定在轉盤1上且用于調整反射鏡的迎光面與地平面之間夾角的調節支桿302;如圖2和圖4所示,設在相鄰兩個真空管組之間的轉盤上的每組反射裝置由端部通過合頁303鉸接的兩個反射鏡組成,兩個反射鏡的另一端部均鉸接設置在固定在轉盤1上的伸縮桿304上,且每組反射裝置中的兩個反射鏡的迎光面相互背向設置。轉盤1上設有用于固定伸縮桿304的若干套環,伸縮桿304可在套環內滑動,在伸縮桿304被固定的同時,實現伸縮桿304長度的調節。其中,伸縮桿304由中空結構的外直桿以及套設在外直桿中的內直桿組成,外直桿的周面上設有穿過其周面用于固定內直桿的緊固螺釘305。
如圖1至圖3所示,位于最內側轉盤的上端面和內外周面上均設有軌道,且上端面以及內外周面的軌道中均配合安裝有防風輪7,位于最內側轉盤上設置的支撐輪和三個防風輪通過方框9依次串聯連接,轉盤1的下方對應每個方框9的位置設有一個用于固定支撐輪8的固定座5,位于最外側轉盤的結構與位于最內側轉盤的結構相同,固定座5的上部設有凹槽501,方框9的底邊穿過所述凹槽501,并將支撐輪8固定在凹槽501中。
如圖6和圖7所示,基座4包括底座402、固定在底座402上的轉軸401以及套設在轉軸401上的從動齒輪10,各連接桿6的交叉部位固定在轉軸401的上端,電機12驅動與從動齒輪10嚙合設置的主動齒輪11轉動,實現從動齒輪10和轉軸401的同步轉動;底座402上通過螺釘固定有中心位置設有通孔的固定架403,轉軸401的下端通過設置的凸臺嵌套在所述的通孔中,且轉軸401的下端與通孔的內壁之間設有橡膠套404;底座402上還設有用于保護從動齒輪10、主動齒輪11和電機12的保護罩13。
為確保該集熱系統能夠正常使用,在轉盤1的側邊設置一個用于防冰雹的鋼絲網,冰雹或大雪天氣前,通過將鋼絲網罩在轉盤1的上方,以保護反射裝置3和真空管2不被冰雹砸壞或被大雪壓變形。

關 鍵 詞:
一種 方位 跟蹤 利用 太陽光 系統
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種方位跟蹤利用太陽光集熱系統.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6409556.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图