一种自动跟踪太阳的球面聚焦集热器制造技术

一种自动跟踪太阳的球面聚焦集热器。它是在固定的立柱顶通过铰轴连接的Ｕ形框架上设置有由步进电机、助力蜗杆、助力蜗轮、半边蜗轮组成的东西方向转动的减速省力机构；设置有由步进电机、减速器、蜗杆、半边蜗轮组成的南北方向转动的减速省力机构。根据太阳跟踪传感器测辩太阳东西与南北方位的信号，控制电路控制Ｕ形框架上的东西转轴、贴有反光材料的球面聚焦板、受热器在早午晚、春夏秋冬都自动调节对准太阳，使焦点处的受热器能获得热效较高的温度。可用于太阳灶、太阳能热水器、太阳能蒸汽发生器、太阳能供暖和热量存储等用途。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种球面太阳光聚焦收集热能的装置及其驱动控制机构，尤其是在阳光 下控制线路能驱动控制本装置自动对准太阳，焦点处的受热器能获得较高的太阳能温度。技术背景目前，公知的太阳光集热装置，其构造或是由多根真空管并排组成平面，固定安放在地 面上被动地接受阳光热量(常见的太阳能热水器、太阳能电池板)；或是由球面聚焦板组成， 安放在地面上人工控制追踪太阳接受光热(太阳灶)；或是由球面或柱面板聚焦组成，由控制 装置东西方向(南北方向不能控制)跟踪太阳，焦点误差大。公知的这些太阳光集热装置， 操作麻烦，接受光效率低，所获得的太阳能温度也低。
技术实现思路
为了克服现有的太阳光集热装置操作麻烦，光热效率低，所获得的太阳能温度低的不足， 本技术提供一种由球面反光板、受热器、太阳追踪传感器及其驱动控制机构组成的太阳 光聚焦集热装置，能在阳光下控制线路驱动控制本装置自动跟踪对准太阳，焦点处的受热器能 获得800'C以上的太阳能温度。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是在东西转轴上固定着表面贴有镜面反 光材料的球面反光板，球面反光板轴线外缘处安装着与东西转轴轴线平行的太阳追踪传感器， 球面反光板焦点处安置受热器。东西转轴两端的轴承与U形框架组成一个口形架由支撑板支撑 起球面反光板。东西转轴的一头焊接一个半边蜗轮A，与安装在U形框架一侧带有助力蜗轮的 主力蜗杆A齿合， 一端带有步进电^IA的助力蜗杆与主力蜗杆A的助力蜗轮齿合。东西转轴、半 边蜗轮A、带有助力蜗轮的主力蜗杆A、带有步进电机A的助力蜗杆与轴承及轴承座组合成一个 东西转动的减速省力机构固定在U形框架上。U形框架下端用一根南北转轴与由侧板及底板组 成的南北变速箱体铰合连接。南北变速箱体、南北转轴、焊在南北转轴上的半边蜗轮B、带有 轴承的蜗杆B、减速器、步进电机B组合成一个南北转动减速省力机构固定在带有基础板的圆 形立柱上。当太阳追踪传感器实测到太阳东西向方位变化时发出信号，此信号通过控制箱的 控制线路驱动步进电机A带动助力蜗杆、助力蜗轮、主力蜗杆A、半边蜗轮A、东西转轴、球面 反光板朝着太阳的方位调节转动，这就能使得因时间的变化球面反光板始终对准太阳；当太 阳追踪传感器实测到太阳南北向方位变化时发出信号，此信号通过控制箱的控制线路驱动步 进电机B带动减速器、带有轴承的蜗杆B、焊在南北转轴上的半边蜗轮B、南北转轴使得U形框 架与南北变速箱体间以南北铰轴为圆心南北方向移动，使得调节整个口形框架及球面反光板 南北方向朝着太阳方位调节转动，这就能使得因季节的变化球面反光板始终对准太阳。圆形 立柱的基础板用地脚螺栓固定在地面上以抗倾倒。从而达到球面反光板早午晚、春夏秋冬始 终对准太阳，焦点处的受热器能获得最大热效的太阳能温度的目的。本技术的有益效果是，可以在太阳追踪传感器、控制线路及步进电机的控制下，球 面反光板始终对准太阳的同时，焦点处的受热器能获得最大热效的太阳能温度。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图l是本技术的正剖面构造图。 图2是本技术实施例的I--I纵剖面构造图。 图3是本技术实施例的早午晚转动位置构造图。 图4是本技术实施例的春夏秋冬转动位置构造图。图中l.受热器，2.太阳追踪传感器，3.球面反光板，4.支承板，5.东西转轴，6.半边蜗 轮A， 7.主力蜗杆A， 8.轴承，9.U形框架，IO.南北转轴，ll.助力蜗轮，12.助力蜗杆，13. 轴承，14.步进电机A， 15.半边蜗轮B， 16.轴承，17.蜗杆B， 18.减速器，19.步进电机B， 20. 南北变速箱体，21.控制电路箱，22.立柱。具体实施方式图l中为本技术正午时分的位置图。焦点处安置受热器(l)的表面贴有镜面反光材料 的球面反光板(3) —边连接太阳追踪传感器(2),球面反光板(3)通过两块支承板(4)与东西转 轴(5)两端相连，东西转轴(5)两端通过轴承与U形框架(9)相连，东西转轴(5) —侧焊接半边蜗 轮A(6)。 U形框架(9)内安置助力蜗轮(11)、助力蜗杆(12)、轴承(13)、步进电机A(14)，助力 蜗杆(12)与主力蜗杆A(7)上的助力蜗轮(11)相齿合。由半边蜗轮A(6)、主力蜗杆A(7)、助力 蜗轮(ll)、助力蜗杆(12)、轴承(13)及步进电机A(14)组成球面反光板(3)东西方向转动的减 速省力机构。U形框架底部(9)下侧设置南北转轴(10),通过南北转轴(10)的轴套与南北变速箱 体(20)焊接相连。南北变速箱体(20)、南北转轴(10)的轴套、焊在南北转轴(10)上的半边蜗 轮B(15)、轴承(16)、蜗杆B(17)、减速器(18)、步进电机B(19)组合成一个南北转动减速省力 机构固定在带有基础板的圆形立柱(20)上端，基础板用地脚螺栓固定在地面上。在图2中，东西转轴(5)上连接着两块支承板(4)上安置球面反光板(3)、太阳追踪传感器 (2)、受热器(l)。助力蜗轮(ll)、助力蜗杆(12)、轴承(13)与主力蜗杆A(7)、半边蜗轮(6) 构成东西转动的减速省力机构。蜗杆B(17)、半边蜗轮B(15)、南北转轴(IO)、南北变速箱体(20) 、构成南北转动的减速省力机构。控制电路箱(21)里的电子元件处理太阳追踪传感器的 信号和为东西转动步进电机A(14)、南北转动步进电机B(19)的驱动提供指令和电力。图3是本技术早、午、晚自东向西转动的状态图。早上(如图3中(a)所示)，球面反光 板(3)向着东面停在水平线上。当太阳出来后，太阳追踪传感器(2)测得东西方向太阳方位有 一定量的移动时，太阳追踪传感器(2)向控制电路箱(21)中的控制电路发出信号，控制电路驱 动步进电机A(14)正向转动助力蜗杆(12)、助力蜗轮(ll)、主力蜗杆A(7)、半边蜗轮A(6)、东 西转轴(5)使得支承板(4)、球面反光板(3)、太阳追踪传感器(2)、受热器(l)自东向西转动(图 中为顺时针)。当球面转动到反光板(3)已正对准太阳时，太阳追踪传感器(2)无信号输出，步 进电机A(14)停止转动，此时受热器(l)已处于在正焦点处。稍后太阳继续西行，当太阳追踪 传感器(2)测得东西方向太阳方位又有一定量的移动时，太阳追踪传感器(2)又向控制电路箱(21) 中的控制电路发出信号，控制电路驱动步进电机A(14)又转动助力蜗杆(12)、助力蜗轮 (11)、主力蜗杆A(7)、半边蜗轮A(6)、使得东西转轴(5)、支承板(4)、球面反光板(3)、太阳 追踪传感器(2)、受热器(l)再自东向西转动，直到球面反光板(3)再己正对准太阳，太阳追踪 传感器(2)无信号输出，步进电机A(14)再停止转动。如此类推，只要太阳追踪传感器(2)测到 太阳有一定量的位移时，驱动机构就会自动调整球面反光板(3)追踪准确地对准太阳。直到晚 上，太阳降落到地平线上时，球面反光板(3)因西面的限位开关自动断开步进电机A(14)的驱 动电路，本技术会朝着西面地平线停下(如图3中(c)所示)。天黑后，太阳追踪传感器(2) 中的白天黑夜辩别信号控制驱动步进电机A(14)反向转动助力蜗杆(12)、助力蜗轮(ll)、主力 蜗杆A(7)、半边蜗轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪太阳光的球面聚焦集热器，在Ｕ形框架上的东西转轴通过支撑板连接球面反光板、立柱上南北变速箱外顶的铰与Ｕ形框架底部的南北转轴连接，其特征是：东西转轴及南北转轴分别由蜗杆、蜗轮齿合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢剑超，
申请(专利权)人：卢剑超，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]