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阳光高热机的制作方法

2021-11-09 22:55:00 来源:中国专利 TAG:


1.本发明属于太阳能光热发电和供暖领域。


背景技术:

2.现在全世界的太阳能光热发电或供暖,所用的槽式或菲涅尔式集热设备,都存在四个大问题,一是光热转换效率太低,因为它们都是单轴跟踪太阳,浪费阳光很多;二是成本特高,三是集热器和外界连接困难,因为对外接口在不断运动,四是真空管集热器的罩管玻璃易裂缝漏气。例如,线聚焦的光热发电方式只有两种,一种是槽式光热发电站,其年均光热转换效率一般为42%,另一种是菲涅尔式光热发电站,年均光热转换效率只有35%左右,发电和供暖成本都很高。


技术实现要素:

3.本发明就是要解决这些问题,就是要发明一种集热效率很高的,因结构简单而使成本低廉的,使集热管均匀受光照而延长寿命的,虽双轴跟日而对外接口几乎不动,以使流进或流出的工质既易保热而又接通方便的阳光高热机。
4.本发明是通过以下技术方案实现的:
5.1、一种阳光高热机,包括机架部件、聚光镜部件、集热器部件和双轴自动跟日机,其特殊之处在于:
6.a、所述双轴自动跟日机,简称跟日机,它有高度角轴和方位角轴,高度角轴简称高度轴,方位角轴简称方位轴,载有高度轴的机身围绕方位轴旋转,在方位角方向上跟日即跟踪太阳,高度轴以其机身为载体,与机身或活动连接或固定连接:所述跟日机或是轴推式的,或是旁推式的,轴推式跟日机的高度轴与其机身活动连接,机架部件所属载物架直接或间接的与高度轴固定连接,单纯依靠高度轴推动载物架所运载的一切物件在高度角方向上跟踪太阳;旁推式跟日机的高度轴与其机身固定连接,载物架与高度轴活动连接,高度轴不旋转,载物架运载的一切物件被从跟日机中伸出的伸缩杆推动着绕高度轴旋转,在高度角方向上跟踪太阳。
7.b、所述聚光镜,是能把太阳光线会聚成焦线或焦带的聚光镜,用太阳产生一个焦线或一个焦带的聚光镜叫做一个聚光镜单元,所述聚光镜或者是镜框聚光镜,或是无镜框的栅板聚光镜;
8.所述镜框聚光镜包括上边杆、下边杆、立边杆和镜板,立边杆把上边杆和下边杆固定连接而构成至少包含有四个边的镜框,其中至少有两个立边杆是曲线或折线或是曲折线,并且至少包含有一个上边杆和一个下边杆都是直线,镜板和镜框固定连接;所述栅板聚光镜包括总栅板、分栅板和镜板,总栅板和多个分栅板固定连接,分栅板或是独板,或由栅杆和连镜片固定连接而成,总栅板和分栅板都和镜板固定连接;
9.除了独连式阳光高热机之外,其余类型的各种阳光高热机都有两个聚光镜单元,分别安装在高度轴机身的两侧,即高度轴的两端外,每个聚光镜单元和机架及其载物架相
连接,机架及其载物架和跟日机的高度轴的连接方式,或是用固定连接方式而构成轴推式跟日即跟踪太阳,或是用活动连接方式而构成旁推式跟日;
10.两个聚光镜单元的焦线或焦带中心线都是和高度轴的轴心线延长线相重合或近似重合的,位于高度轴中心线及延线同一边的全部聚光镜板,无论是否连为一片,统称为共面镜,否则称为不共面镜;
11.现在约定,下文为把固定连接和活动连接区分开,所以把固定连接简称固连;
12.c、所述集热器部件或是真空管部件的集热器,或是腔体式部件的集热器,真空管部件包括真空管和管架,所述真空管或者是单通真空管,或者是双通真空管,任何真空管都由罩管和内管构成,罩管是透明的,内管外表面有吸热材料,罩管和内管之间的夹层是真空,所述单通真空管在一端有密封性固定连接处,另一端是各自密闭的,不相互接触,在密封的这一端,内管伸出到罩管之外,内管端部至少有两个对外接口;所述双通真空管的内管是从罩管的两端伸出到罩管之外,在伸出去的内管每一端部上都至少有一个接口;除了独连式阳光高热机要用双通真空管之外,其余所有类型的阳光高热机都只用单通真空管,所以凡不指名是双通时,下文把单通真空管,简称真空管。
13.所述真空管集热器在安装时,必须使真空管的中心线和聚光镜的焦线或焦带中心线相重合或近似重合;并且真空管的中心线还要和高度轴中心线的延长线相重合或近似重合,这样真空管中心所在位置就是三个中心线合为一线的位置,此中心线叫三合一线;
14.所述单通真空管,在内管中,或是插入一个隔板,叫隔板式真空管,或是插入一个两端开口的较细管,叫插管式真空管,隔板式真空管中的隔板,把内管分为互相连通的两部分,每一部分在内管外端至少有一个对外接口用于工作物质的流进或流出;插管式真空管的插管把内管分为互相连通的两部分,插管外端是一个对外接口,另一接口是在内管外端部位;
15.两个单通真空管的对外接口端都是分别安装在跟日机高度轴的两端处或近邻,所谓安装就是把零部件装配成机器,或把零件装配成部件,真空管中心线和高度轴的轴中心线延线相重合或近似重合。这样,在跟日机两侧就有四个接口,这四个接口或是独立作为对外接口名为自由四接口,或是两两联合变成两个对外接口名为自由二接口,或是各自和三通管连接而把四个变成两个接口,并且把变成的这两个接口引入并固定在高度轴机身的顶面的三合连线处或其近邻处,所谓三合连线就是方位轴中心线的延长线位于高度轴机身的顶面以上的部分,把对外接口固连在此处就形成不动接口,因为此线段和上述三合一线因经过集热管而产生关联性,应叫三合一线连一线,简称三合连线,因为当高度轴机身绕方位轴旋转时固连在此处的此二接口在水平面方向的旋转半径极微小,并且与接口相连的真空管和沿高度角方向转动的聚光镜无关,因此装在此处的这两个对外接口称为不动接口;
16.所述能使真空管中心线位于所述三合一线处或其邻近处的管架,包括架杆和定位器,两个架杆各自有一端分别和高度轴机身直接或间接的固连,架杆和定位器的一端固定连接,定位器的另一端和真空管或是活动连接,或是固定连接;对应于不动接口的三通管以高度轴机身为载体;
17.所述腔体式部件的集热器,包括腔体式集热器和其管架,所述腔体式集热器是具有用凸面隔热保热和凹洞面吸热的夹层集热容器代替真空管集热容器,其余构造相同,不再哕嗦叙述。
18.d、所述机架,其主要部件是载物架,其余都是些杆件或板件用于辅助载物架组成机器的机架,所以有时用“载物架”一词代表“机架”一词,所述载物架一方面要和跟日机的高度轴直接或间接的连接,另一方面要和聚光镜直接或间接的连接,对应于所述轴推式跟日机的机架和高度轴是固定连接的叫做固连轴机架,对应于旁推式跟日机的机架和高度轴是活动连接的,叫做动连轴机架,固连轴机架和高度轴的连接方式,或是上连式,或是下连式,或是侧连式;
19.所述机架和聚光镜的连接方式,或是边连式;或是中连式,或是栅连式;
20.e、所述阳光高热机,或是上连中阳光高热机,或是上连边阳光高热机,或是下连中阳光高热机,或是下连边阳光高热机,或是侧连中阳光高热机,或是侧连边阳光高热机,或是独连式阳光高热机,或是旁推栅板阳光高热机,或是轴推栅板阳光高热机,或是旁推镜框阳光高热机;
21.a、一方面和高度轴的上部固定连接,另一方面和镜框聚光镜的镜框中部连接的固连轴机架所对应的阳光高热机叫上连中阳光高热机。
22.b、一方面和高度轴的上部连接,另一方面和镜框聚光镜的框边连接的固连轴机架所对应的阳光高热机叫上连边阳光高热机;
23.c、一方面和高度轴下部连接;另一方面和镜框聚光镜的镜框中部连接的固连轴机架,所对应的阳光高热机叫下连中阳光高热机;
24.d、一方面和高度轴下部连接,另一方面和镜框聚光镜的框边连接的固连轴机架,所对应的阳光高热机,叫下连边阳光高热机;
25.e、一方面和高度轴侧边连接,另一方面和镜框聚光镜的镜框中部连接的固连轴机架,所对应的阳光高热机叫侧连中阳光高热机;
26.f、一方面和高度轴侧边连接,另一方面和镜框聚光镜的框边连接的阳光高热机叫侧连边阳光高热机;
27.g、机架所属的载物架直接和高度轴机身固定连接的机架,所对应的阳光高热机叫独连式阳光高热机;
28.h、一方面和高度轴固定连接,另一方面和栅板聚光镜的总栅板固定连接的固连轴机架所对应的阳光高热机叫轴推栅板阳光高热机。
29.i、一方面和高度轴活动连接,另一方面和栅板聚光镜的总栅板固定连接的动连轴机架所对应的阳光高热机,叫旁推栅板阳光高热机。
30.j、所述动连轴机架一方面和高度轴活动连接,另一方面和镜框聚光镜及旁推式跟日机的伸缩杆相连接的动连轴机架,所对应的阳光高热机叫旁推镜框阳光高热机;
31.为了使下文避免重复哕嗦叙述,现在约定:

上文所述任何一种阳光高热机的集热器中的真空管的中心线,都是位于所述三合一线处或其邻近处,不必在每一条中解释三合一线的含义;

只有独连式阳光高热机具有自由二接口,其余所述任何一种阳光高热机的集热器的对外接口都是具有或者是位于三合连线处或其邻近处的不动接口,或者是自由二接口,或是自由四接口,不必再重复叙述这三种,也不必复述三合连线的含意;

所述每一种阳光高热机的真空管和其管架的定位器的连接关系或是活动连接,或是固定连接,和所述与其对外接口的种类相对应,凡是含有单通真空管的任何阳光高热机,都具有对外接口的所述三种可能性,不必在下文每一条中重复叙述。
32.2、所述上连中阳光高热机,包括上支架、下支架、镜框聚光镜和真空管部件及固连轴机架的跟日机,所述上支架包括载物架及跟日机的高度轴或者还包括上连杆,或者还包括载架座,所述载物架或直接和高度轴的上边固连,或经过载架座而间接的和高度轴的上边固连,间接固连详述如下:载架座是u字形板,它的两个平行支杆和高度轴两端部的上边直接或间接固定连接,载物架中段和载架座相平行而固定连接,载物架其余两段和分布在高度轴两端外的镜框聚光镜的上连杆的中部固定连接;所述下支架包括正支杆和连镜板,或者还包括斜支杆,正支杆上端和高度轴固定连接,下端和连镜板固定连接,连镜板的两个端部各自和镜框聚光镜的下连杆固定连接,下连杆两端分别和不共面镜的两个下边杆固连,斜支杆上端和正支杆或高度轴固定连接,下端和连镜板固定连接;
33.所述真空管部件包括两个单通真空管和两个管架,各自安装在高度轴机身两侧,真空管的中心线和它所对应的聚光镜的焦线或焦带中心线相重合或近似相重合,并和高度轴中心线的延长线相重合或近似重合,亦即安装在所述三合一线处或其邻近处,真空管和管架定位器或活动连接或固定连接。
34.3、所述上连边阳光高热机,包括上支架、下支架、镜框聚光镜和真空管部件及固连轴机架的跟日机,所述上支架包括载物架和高度轴,或者还包括边连杆,或者还包括载架座,所述载物架或直接和高度轴的上边固连,或经过载架座而间接的和高度轴的上边固连,间接固连详述如下:u形载架座的两个平行支杆和高度轴两端的上边固定连接,载物架和载架座相垂直而固定连接,载物架的两端或者直接和两个镜框聚光镜的上边杆分别固定连接,或者先和边连杆固连,再由边连杆和上边杆固连;
35.所述下支架包括正支杆和连镜板,或者还包括斜支杆,正支杆上端和高度轴固定连接,下端和连镜板固定连接,连镜板的两个端部分别和镜框聚光镜的下连杆固定连接,下连杆两端和不共面镜下边杆固连,斜支杆上端和正支杆或高度轴固定连接,下端和连镜板固定连接;
36.所述真空管部件包括两个真空管和两个管架,各自安装在高度轴机身两侧,真空管的中心线安装在所述三合一线处或其邻近处。
37.4、所述独连式阳光高热机,包括固连轴机架的跟日机、载物架、高度轴、传动轴、齿轮副、蜗轮蜗杆副、双通真空管、镜框聚光镜和支杆,所述载物架和高度轴机身固定连接,载物架两个端部各固定连接两个支撑高度轴的支板,每个高度轴穿在所述两个支板的上端,与两支板活动连接,高度轴靠近载物架中部的一端即内端和齿轮以及正支杆固定连接,此齿轮直接或间接的和传动轴上固定连接的齿轮相啮合,正支杆的下端和镜框聚光镜的连镜板直接或间接的固定连接;在载物架中段固定连接两个支杆,此两个支杆的上端和双通真空管的两个端部连接,此两个支杆的下部和传动轴活动连接,传动轴和蜗轮固定连接,蜗轮和由高度轴机身中伸出的蜗杆相啮合;位于载物架两个端部的每个高度轴,其外端和镜框聚光镜的连镜板固定连接;所述双通真空管的每一端都有用于工作介质的进口或出口的管嘴,是和外界连接的接口,双通真空管中心线位于所述三合一线处或其邻近处,所述对外接口是自由二接口。
38.5、所述下连中阳光高热机包括由正支杆和横杆构成的载物架、连镜板、固连轴机架的跟日机及其高度轴、镜框聚光镜和真空管部件,位于跟日机两侧的每个正支杆的上端和高度轴的下边固定连接,正支杆的下端和连镜板固定连接,连镜板两个端部分别和两个
聚光镜单元的下连杆连接,下连杆和不共面镜的两个下边杆连接,每个正支杆的两端之间固定连接着载物架的一个横杆,每个载物架的横杆都和镜框聚光镜的上连杆的中部固定连接;上连杆的两端和不共面镜的上边杆固连,所述真空管部件的管架和高度轴机身固连,真空管的中心线位于所述三合一线处或其近邻处。
39.6、所述下连边阳光高热机,包括由两个边连杆和两个纵杆相连接构成的载物架、镜框聚光镜、真空管部件、固连轴机架的跟日机、正支杆和连镜板,分布在跟日机两侧的载物架的两个纵杆的上边分别和高度轴两个端部的下边固定连接,载物架的每个边连杆的两端分别和位于跟日机两侧的镜框聚光镜的上边杆固定连接,每一个纵杆的下边和正支杆的上端固定连接,两个正支杆的下端分别和连镜板固定连接,连镜板的两个端部和两个镜框聚光镜的下连杆固定连接;下连杆两端和所述不共面镜的下边杆固连,真空管中心线位于所述三合一线处或其邻近处,真空管和其管架或活动连接或固定连接。
40.7、所述侧连中阳光高热机,包括载物架、正支杆、连镜板、镜框聚光镜和真空管部件及固连轴机架的跟日机,在高度轴的每个端部的侧边都有一个载物架的一端和它固定连接,载物架的其余段和镜框聚光镜的上连杆固定连接,上连杆和不共面聚光镜的上边杆固连,高度轴的下边和正支杆的上端固定连接,正支杆的下端和连镜板固定连接,连镜板的两个端部分别和镜框聚光镜的下连杆固定连接;下连杆和不共面聚光镜的下边杆连接;真空管的中心线位于所述三合一线处,或其邻近处,由所述安装在高度轴机身处的真空管的管架保证。
41.8、所述侧连边阳光高热机,至少由两个边连杆和两个纵杆或纵架构成的载物架、正支杆、固连轴机架的跟日机、镜框聚光镜和真空管部件,载物架的每个纵杆或纵架的中部和高度轴一端的侧边固连,载物架的边连杆和镜框聚光镜的上边杆固定连接,所述边连杆或是单独的杆,或是由位于跟日机两侧的共面镜的上边杆延长后相互固连而构成的边连杆,高度轴两端的下边各和一个正支杆的上端固连,正支杆下端和连镜板固连,连镜板的两端分别和两个镜框聚光镜的下连杆固连,下连杆和所述两个不共面镜的下边杆固连,真空管的中心线位于所处三合一线处或其邻近处,由所述固连在高度轴机身的管架保证。
42.9、所述轴推栅板阳光高热机包括载物架、栅板聚光镜、固连轴机架的跟日机和真空管部件,或者还包括边连杆,载物架一方面和高度轴固连,载物架另一方面或者直接的和位于跟日机两侧的聚光镜的总栅板固连,或者先连接边连杆再经过边连杆的两个端部,分别和栅板聚光镜的总栅板而间接的固连,总栅板和镜板固连,并且它连接着多个分栅板,分栅板也和聚光镜板固连,真空管的中心线位于所述三合一线处或其邻近处,由所述管架保证。
43.10、所述旁推栅板阳光高热机,包括:载物架、栅板聚光镜、动连轴机架的跟日机和推拉板及真空管部件,或者还包括边连杆,所述载物架一方面和高度轴活动连接,载物架另一方面或直接和总栅板固连,或经过边连杆而间接的和栅板聚光镜的总栅板固连,总栅板和聚光镜板相固连,并且总栅板还和多个分栅板固连,分栅板也和聚光镜板固连,所述边连杆或载物架与推拉板固连,推拉板与旁推式跟日机的伸缩杆所带的滑块作成活动连接,伸缩杆与跟日机中的驱动系统做可传力矩的连接,真空管中心线位于所述三合一线处或其邻近处,由所述管架保证,真空管的对外接口或是所述不动接口,或是所述自由二接口,或是自由四接口。
44.11、所述旁推镜框阳光高热机,包括载物架、正支杆、镜框聚光镜、真空管部件、动连轴机架的跟日机和推拉板,或者还包括边连杆,所述动连轴机架中的载物架一方面和高度轴活动连接,另一方面或直接的和聚光镜的框边固连,或者经过分布在跟日机两边的边连杆而间接的和镜框聚光镜的框边固连,推拉板或直接的或经过边连杆而间接的和载物架固连,同时推拉板和旁推式跟日机的伸缩杆所带的滑块作成活动连接,伸缩杆和跟日机中的驱动系统做可传力矩的连接,真空管中心线位于所述三合一线处或其邻近处,由所述管架保证,真空管的对外接口或是所述不动接口,或是所述自由二接口,或是所述自由四接口。
附图说明:
45.图1是上连中阳光高热机的主视图
46.图2是上连中阳光高热机的俯视图
47.图3是上连中阳光高热机的左侧视图
48.图4是上连边阳光高热机的主视图
49.图5是上连边阳光高热机的俯视图
50.图6是上连边阳光高热机的左侧剖视图
51.图7是独连式阳光高热机的主视剖视图
52.图8是独连式阳光高热机的左侧剖视图
53.图9是下连中阳光高热机的主视局部剖视图
54.图10是下连边阳光高热机的俯视图
55.图11是侧连中阳光高热机的俯视图
56.图12是侧连边阳光高热机的俯视图
57.图13是轴推栅板阳光高热机的主视图
58.图14是轴推栅板阳光高热机的左侧剖视图
59.图15是旁推栅板阳光高热机的左侧剖视图
60.图16是旁推镜框阳光高热机的俯视图
61.图17是旁推镜框阳光高热机的左侧剖视图
62.图18是旁推镜框阳光高热机的左侧转动剖视图
具体实施方式
63.首先说明,本发明所用轴推式跟日机和旁推式跟日机都是社会上的成熟产品,在光热发电站和跟踪式光伏发电机上必用。是公知常识。
64.图1是上连中阳光高热机的主视图,是图2的g-g剖视图。图1的剖视图是从图2的共面镜的g-g处剖开的,而镜框在镜板之外,所以编号10的两条指引线都代表镜板。图1中的1是下边杆,2是连镜板,它把两个聚光镜单元固定连接,3代表螺钉,4是立边杆,它把下边杆1和上边杆9固定连接构成镜框。5是真空集热管,它的中心线位于所述三合一线处,它和定位器6活动连接,定位器6和管架7固定连接,管架7有一端和载架座13固连。
65.现在约定,下文把固定连接简称固连,以便和活动连接区分开。
66.图1中8是上连板,其两端和不共面镜的上边杆9固连,10是镜板,11是高度轴,12是
载物架,它和分布于跟日机两侧的镜框聚光镜的上连板8的中部连接,所以此型号叫上连中阳光高热机,即:“上”是指载物架一方面直接或间接的连接在高度轴上边,“中”是指载物架另一方面直接或间接的连接在聚光镜框的中部。下文所述“上连边”、“下连中”、“下连边”、“侧连中”、“侧连边”含义与此类似,不再重复解释。另外说明,只有固连轴机架的跟日机,即载物架和高度轴固定连接而依靠高度轴推动聚光镜(有时还包括集热器)转动跟日即跟踪太阳的跟日机才有这六种分类;旁推式动连轴机架的跟日机所运载的跟踪设备没有这些分类。因为它的高度轴不转动,载物架和高度轴活动连接,不能分上下。
67.图1中的13是载架座,其顶边和载物架12固连,它的两支杆经过连轴器15和高度轴的上边固连。编号14是固连轴机架跟日机的高度轴的机身,它围绕方位轴19旋转而沿方位角跟踪太阳,16是三通管,它把位于高度轴机身两侧的集热管的两个接口连通,并引到高度轴机身14的顶面,固连在所述三合连线处,构成不动接口20。如上所述,所谓三合一线是聚光镜的焦线或焦带中心线和高度轴中心线的延长线及集热管的中心线互相重合或近似重合为一线;所谓三合连线就是方位轴中心线的延线在高度轴机身顶面以上的线段。用两个三通管把集热管的四个接口变成两个接口并固连在三合连线处或其临近处,就变成不动接口,因为它俩个既不随高度轴的转动而转,当高度轴机身绕方位轴旋转时,他俩个的旋转半径极微小,近似于不动,故称为不动接口。
68.图1中的17是正支杆,其上端和高度轴固连,其下端和连镜板2固连;18是斜撑杆,其上端和正支杆或高度轴固连,其下端和连镜板2固连。所述连镜板2的两端和两个镜单元的下连杆固连,下连杆的两端和不共面镜的下边杆固连,图2中的21代表下连杆。19是跟日机的方位轴,它与地平面相垂直。20是不动接口。图1右边的编号4和图1左边的编号4都代表不共面镜的立边杆。
69.图2是上连中阳光高热机的俯视图。凡是和图1中零部件相同编号者都代表同一零部件,不再复述。图2中的22是载物架12的对外连接板,它或是把载架座13与载物架12固连之,或是把聚光镜的上连杆8与载物架12固连之。
70.图3是上连中阳光高热机在图1中的左侧剖视图k-k。图3中凡是和图1及图2中零部件编号相同者,都代表同一零部件,不必复述,图3中的18是下斜撑杆,其上端和图1所示高度轴11或正支杆17固连,其下端和连镜板2固连;23是上斜撑杆,它把上边杆9和载物架12加强固连,在图1和图2中位于折断处不显示,箭头表示沿高度角转动方向。
71.图4是上连边阳光高热机的主视图,是图5的a-a剖视图。图中1是下边杆,2是连镜板,如前所述它连接两个聚光镜单元的下连杆和下边杆,3代表螺钉,4是立边杆,它把上边杆9和下边杆1连起来构成聚光镜框,因它不在剖切面上,故不画剖面线,图4左右两边的编号4都是立边杆,但在不共面镜上。5是隔板式集热管,其中心线位于所述三合一线处或其邻近处,它和与管架7相固连的定位器6相固连,和图1中的不同,因它的对外接口是自由四接口,管架7的一端和高度轴机身14相固连,8是上连杆,它是把两个不共面镜的上边杆9固连起来。10是上斜撑杆,它是把载物架12和上边杆9固连起来,11是高度轴,与其机身14活动连接,13是载架座,其上面和载物架12固连,它的两腿即两支杆经过连轴器15和高度轴11的上边相固连,16是集热管5的对外自由四接口,17是正支杆,其上端经过连轴器15和高度轴11下边相固连,其下端和连镜板2相固连,18是聚光镜板,三条指引线都是镜板,包括不共面镜。19是方位轴,20是下斜撑杆,其上端固连于正支杆17或高度轴11,其下端固连于连镜板
2,连镜板两端分别和两个聚光镜单元的下连杆固连,下连杆和聚光镜单元的两个不共面镜的下边杆固连。
72.图5是图4的俯视图。在图5中,凡是和图4有相同编号者含义相同,不赘述。图5中的21是下连板,它把不共面聚光镜的两个下边杆固连之。22是载物架的横板,画有螺钉的横板22把载物架12和载架座13固连之,23是隔板即单通集热管中的隔板,它把集热管内管分为互相连通的两部分,每部分各有一个对外接口如16所示。
73.图6是上连边阳光高热机在图4中的左侧剖视图b-b。此图中的零部件编号和图1及图2中同号者含义相同。
74.图7是独连式阳光高热机的主视图。它只有一个聚光镜单元。图中1是下边杆,为了镜板沿高度角运动时不和方位轴20抵触,所以下边杆有一部分拐了一个弯。并在此拐弯处不装镜板。2是立边杆,它把上边杆和下边杆连接起来构成镜框。3是反光镜板,4是正支杆,其上端和高度轴8固连。其下端和下连板(已被遮盖,见图8中的编号22)固连,5是下斜撑杆,它把正支杆和下连板固连之,6是载物架,它固连于高度轴机身19,7代表螺钉,8是高度轴,它和上连杆9固连,10是高度轴8的支板,在图7中的跟日机左右两边各有一个高度轴8,每个高度轴有两个如10一样的支板,每个支板下端和载物架6固定连接,其上端和高度轴8活动连接。每个高度轴8的外端都和聚光镜的上连杆9固定连接,高度轴内端和齿轮副11固连,齿轮副11和传动轴14所固定连接的齿轮相啮合,如编号11所示。
75.12是传动轴14和双通真空管15的支板,支板12和传动轴14活动连接,传动轴14的中部和蜗轮18固定连接,蜗轮18和蜗杆17相啮合,蜗杆17由间接的高度轴机身19内部的驱动器和传动机构驱动。传动轴14的左右两端都固定连接有齿轮副11,以驱动高度轴8和聚光镜3而沿高度角方向跟日。
76.图7中的15是双通真空管,它的左右两边分别连接在两个支板12上,每一边都有一个对外接口13。20是方位轴,21是上斜撑杆,它是把高度轴机身19和载物架6固连之。
77.图8是图7的左侧阶梯剖视图m-m。图8中的22是下连板,用于把不共面聚光镜的下边杆固连之。图8中的其余零部件凡是和图7中的有相同编号者代表同一零部件。图中由3所代表的聚光镜围绕双通真空管15和高度轴(被覆盖)在高度角方向转动跟日,如箭头所示。间接的高度轴机身19围绕方位轴20在方位角方向转动跟日。这种跟日机仍属于轴推式。
78.图9是下连中阳光高热机的主视图。它和图1、图2、图3所示上连中阳光高热机不同之处,是它的载物架是由正支杆5和横杆12相连接构成的转“t”字形即或即把“t”字转了90
°
,载物架的竖杆即正支杆5的上端和高度轴3的下边固连,下端和连镜板15固连,连镜板15和下连杆固连,下连杆(已被下边杆17遮盖)和下边杆17相垂直而固连,载物架的横杆12和镜框聚光镜的上连杆14的中部固连,故名“下连中”。上连杆14和不共面镜21和22的上边杆13相垂直而固连。在图9中1代表螺钉,2是所述插管式真空管的插管接口,3是高度轴,4是高度轴机身,5是载物架的竖杆即正支杆,6是方位轴,7是定位器,其上端和管架8固定连接,下端和插管式真空管10固连,因在此图中插管的接口和内管接口都是自由四接口。8是管架,其一端连接在高度轴机身4。9和11都是斜撑杆,用以增强载物架。13是聚光镜的上边杆。14是上连杆如前述。
79.15是连镜板。16是立边杆,它把下边杆17和上边杆13固连之而构成镜框。所述插入的较细管把插管式真空管分为互相连通的两部分,这两部分各有开口,一个是插入的较细
管本身的接口2,另一个是内管侧面的接口19,18是插管和内管之间的密封环,20是透明罩管和内管之间的密封环,21和22是两个不共面镜的镜板。
80.下连中阳光高热机的侧视图和上连中阳光高热机的侧视图3相似,可参照,为省篇幅不另画出。主要不同点是图3中的三合一线,即聚光镜焦线和真空管中心线及高度轴中心线的延长线这三者互相重合的线或近似重合线在聚光镜之内;所以图3的载物架8经过载架座7和高度轴的上边连接;而下连中阳光高热机的三合一线在聚光镜之上,所以转“t”字形的载物架要和高度轴的下边连接,构成下连中。
81.图10是下连边阳光高热机的俯视图。它的三合一线也在聚光镜之上,和图9的相同。它的载物架是由两个边连杆和两个纵杆构成的近似“亚”字形的,载物架的两纵杆7的中部和高度轴6两端的下边固连,载物架的两个边连杆9的两端分别和聚光镜上边杆固连。在图10中,1是真空管,在跟日机两侧的两个真空管的四个接口,经过两个三通管5变成了位于高度轴机身13顶面的三合连线处的不动接口8。2是立边杆,3是管架,4是与管架3连接着的定位器,定位器下端和真空管1活动连接,管架的一端和高度轴机身13固连。6是高度轴,7是载物架纵杆,9是载物架边连杆,10是下边杆,11是下连杆,它是把不共面镜的两个下边杆10固连在一起。12的圆形虚线代表方位轴。箭头代表转动方向。
82.高度轴机身13带上聚光镜和集热管部件和机架等围绕方位轴12转动跟日。
83.下连边阳光高热机若要画侧视图则和图6所示的上连边阳光高热机的相似,不同之处是图6所示的三合一线在聚光镜之内,而下连边阳光高热机的三合一线和图9一样,是在聚光镜之上,所以“亚”字形载物架一方面要和高度轴下边连接,另一方面要和聚光镜的四个上边杆连接。为省篇幅,此机型的侧视图不另画出,参照图6一看便知。
84.图11是侧连中阳光高热机的俯视图。它的载物架是共有四个“l”字形的杆,每个l形杆有一端连接在高度轴8的侧面,其余部分和镜框聚光镜的上连杆的靠中间部分固连,所以叫“侧连中”。它的三合一线也在聚光镜之上,所以真空管部件也在聚光镜之上。它的两个隔板式真空管伸出的四个管嘴,经过两个三通管13变成的两个不动接口12,位于高度轴机身的顶面三合连线处或其邻近处。
85.在图11中,1是上连杆,2是真空管,3是下端和真空管2活动连接而上端和管架4固连的定位器,5是上边杆,6是下边杆,下边杆6和上边杆5之间由两个立边杆(已被上连杆1遮盖)构成四边形镜框。7是下连板,它把不共面镜的两个下边杆6固连为一体,8是高度轴,9代表螺钉,10是两个“l”字形载物架,11是聚光镜板。12和13已如上述。14是高度轴机身。侧连中的阳光高热机若要画出左侧视图,就和上连中阳光高热机的左侧视图3相似,不同的是图11的三合一线在聚光镜之上,所以其载物架是四个“l”字形,而图3的三合一线在聚光镜之内,所以它的载物架是龙骨梁形,并要经过载架座(图3中的13)才能和高度轴11(已被包在图3的轴承座15之中)连接上。而图11则是载物架直接和高度轴两侧固连。为省篇幅,故不赘画。
86.图12是侧连边阳光高热机的俯视图。和图11所示的侧连中阳光高热机不同之处是图12的载物架一方面和高度轴端部的两侧固连,另一方面和聚光镜两边固连,所以它的由两纵杆6和两横杆9组成的载物架是近似“亚”字形。其余零部件和图11基本相同,不用作重复解释。
87.在图12中,1是隔板式真空管,2是聚光镜,3代表螺钉,4是高度轴,5是高度轴机身,
杆件6和9组成近似“亚”字形载物架,7是管架8的定位器,8是管架的架杆,定位器7和架杆8是固连,和真空管1是活动连接,唯如此才能造成不动接口11。10是三通管,11是不动接口。
88.侧连边阳光高热机的左侧视图若要画就和上连边阳光高热机的左侧视图6相似。此二者都是载物架和聚光镜的框边连接。不同的是侧连边阳光高热机的三合一线,是在聚光镜之上,上连边阳光高热机的三合一线在聚光镜之内,所以图6的载物架8只有经过载架座13才能和高度轴11连接上。而图12则是载物架直接和高度轴两侧固连。为省篇幅,故不赘画。
89.图13是轴推栅板阳光高热机的主视图。在图13中1是如前所述的不动接口,图示其中心线和方位轴中心线的延线重合。2是高度轴机身,3是三通管,4是高度轴,5是管架的架杆,其一端和高度轴机身2固连,6是管架的定位器,为了造成不动接口,它和真空管7必须活动连接,8是聚光镜板,9是栅杆,10是连镜片,它一方面要和栅杆固连,另一方面和镜板固连,例如可以用胶接,也可以螺钉连接等等;此图中分栅板是由栅杆和连镜片构成,由编号9所代表的各个分栅板的栅杆都要和总栅板11固连,一个聚光镜单元至少应该有两个总栅板,分别和两个不共面镜板固连,在图13和图14中的12都代表载物架的斜撑杆,13是载物架的拉杆,斜撑杆和拉杆构成三角形载物架,载物架和总栅板的连接有两种方案,一种是两个镜单元的共面镜的共两个总栅板互相固连,然后和位于跟日机两侧的两个载物架固连,如图13所示;另一种是载物架的拉杆两端分别和两个垂直于三角形载物架的边连杆固连,用边连杆和两个总栅板固连。图13中的14是方位轴,15代表螺钉。
90.图14是图13的左侧阶梯剖视图。此图中的零部件编号和图13中的同编号者含义相同。图14的箭头表示聚光镜旋转方向。
91.轴推栅板阳光高热机的固连轴机架的载物架和高度轴的可能有的连接方式,以及和栅板聚光镜的可能有的连接方式,都包含在图1至图12的连接方式之中,不需赘述。
92.图15是参照图13和图14的左侧剖视图n
’-
n’。其所以叫参照,是因此三个图表示的主题相同,都是栅板式阳光高热机,唯独所用的跟日机不同。图15是用动连轴机架的旁推式跟日机,图13和图14用固连轴机架的轴推式跟日机。所以,图15增加了个螺杆伸缩杆16和推拉板19。图15中从零部件1至15都与图13和图14的相同,图15中的2’和图13中的2都代表跟日机,但图15的2’是指旁推式跟日机,图13的跟日机是轴推式的,在前者基础上增加了螺杆伸缩杆16和推拉板19及相关附件。在图15中凡是和图13中有相同编号者(从零部件1到15)都代表相同零部件,不复述。
93.图15中,16是从从旁推式跟日机中伸出的与螺母2,3相啮合的螺杆,螺母23受跟日机内的驱动系统驱动旋转,因不允许螺母沿轴向平移,螺杆16上又带有防转槽22使它不能旋转,所以螺母推动螺杆把由杆件12和13构成的载物架及相连的总栅板11沿箭头a方向上下移动,因此和载物架相连接的轴承17绕高度轴旋转(如箭头a,高度轴不转),沿高度角方向跟日。
94.图15中的18是滑轮,20是滑槽,21是和螺杆16相连接的滑轮轴。22是防转槽,23是螺母,24是把不动接口固连于高度轴机身的抱箍。
95.图16是旁推镜框阳光高热机的俯视图。此图中的1是立边杆,2是真空管,3是三通管,4是高度轴,5是高度轴机身,6是轴承座,它穿在高度轴并和高度轴作活动连接,可绕高度轴旋转,7是穿在管架8和真空管2上的定位器,保证真空管中心线位于所述三合一线处或
其邻近处,9代表近似“亚”字形载物架的两横杆,10是下边杆,11是下连板,它把两个不共面镜的下边杆相固连,12是不动接口,13代表螺钉,14是推拉板,15是“亚”字形载物架的两纵杆,16是镜板。
96.图17是图16的沿h-h处剖切的左侧剖视图。在图中明显看出轴承座6(或滑动轴承)和高度轴4是有间隙的活动连接。图17中从编号1至编号16和图16中同编号者含义相同,不复述。17是方位轴,18是螺母,19是螺杆,20是滑轮,21是滑槽,22是滑轮轴它和螺杆19连接,可在滑槽21中滑动或滚动,23是限制螺杆转动的防转槽,箭头代表运动方向。24是正支杆,其上端和“亚”字形载物架15固连,下端和两个聚光镜单元之间的连镜板25固连。
97.图18是图16的沿z-z处剖切的左侧剖视图,并且在剖切后转了90
°
(在z-z处剖切时就不能同时在h-h处剖切),亦即反光镜的开口平面的法线指向东方或西方太阳在地平线处的情况。在图18中,零部件编号从1至25凡是和图16及图17中有相同编号者含义相同。
98.本发明除以上实施例以外,还可列举更多种实施例,都属于本发明权利要求书保护的范围。
99.本发明的优点为
100.1.本发明用简单而轻便的双轴跟日的线聚焦集热设备的多种机型,以代替现今槽式的和菲涅尔式的低效率高成本的单轴跟日的聚光集热设备,从而大幅度降低成本。
101.2.发明了双轴跟日集热器的不动接口,使得装有工作介质的管路对外连接时非常方便并大幅度减少管路长度,既利于保热又降低成本。
102.3.克服了现今槽式聚光器永远对准真空集热管的固定处照射,使得集热管在圆周面上受热不均匀而产生裂缝漏气,本发明可使聚光镜的聚光束在真空管上不断移动,使真空管的玻璃罩管受热均匀以延长寿命。
103.4.克服了现今槽式的和菲涅尔式集热设备因在纬度较高地区产生的余弦损失大增的原因,即在地理纬度40
°
以上地区就不宜使用的缺点,本发明因是双轴跟日在聚光镜的开口采光平面上,阳光的入射角始终等于零,完全没有余弦损失,所以使用地域大为扩展。
104.5.因为发明了不动接口,使得加热后的工质向外输出方便,故易于实现把热量储于地下,保热时间长,这对于太阳能供暖气或光热发电都很重要。
105.6.用详细的叙述给出了栅板聚光镜和镜框聚光镜以及固连轴机架的阳光高热机和动连轴机架的阳光高热机等多种型号的结构方案,使得用户能根据市场的需要和各种不同的用途选择适合于自己的方案。
再多了解一些

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