CN2480776Y - 间歇跟踪式太阳能蒸汽热水发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器涉及的是一种利用反射锅(反射镜)将太阳能聚集到换热板上产生高温加热集热箱内水产生热水、蒸汽的太阳能蒸汽、热水装置。结构由集热箱、集热器、控制部分构成,集热器具有反射锅(反射镜),反射锅通过轴安装在轴架上,轴架装置在支座上部,反射锅上部设置有换热器,换热器装置有换热板,集热箱通过连接水管与换热器相连通,控制部分包括牵引电机、滑轮、牵引线(绳)、控制信号机构。

Description

间歇跟踪式太阳能蒸汽热水发生器
本实用新型间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器涉及的是一种利用反射锅(反射镜)将太阳能聚集到换热板上产生高温加热集热箱内水产生热水、蒸汽的太阳能蒸汽、热水装置。
当前我国民用太阳能设备广泛应用固定式真空管太阳能集热器，热效率低，集热温度低，最高不超过80℃，用户使用只局限于洗浴。虽然也有开发出抛物跟踪式高温真空管式太阳能设备，但其核心部分-控制器因采用全方位、不间断、高倍聚焦等造价极高，结构复杂、维修不便、集热成本远高于其它能源，故大多处于实验状态。因此，开发一种高效率、集热温度超过100℃的低成本、结构较简单集热器，广泛适用于单位、集体甚至于家庭用热水和高效率家用固体吸附式制冷器用能源成为迫切需要。
本实用新型的目的是针对上述不足之处提供一种间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，采用控制部分牵引反射锅(反射镜)间歇跟踪式太阳运动，反射锅把大面积阳光聚集到一个较小范围的换热板上，在换热板上产生高温，加热集热箱内水至蒸汽，其结构简单、造价低、运行费用低。
间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器是采取以下方案实现的：间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器结构由集热箱、集热器、控制部分构成，集热器具有反射锅(反射镜)，反射锅装置有配重铁(配重块)反射锅装置在轴上，反射锅通过轴安装在轴架上，轴架装置在支座上部，反射锅上部设置有换热器，换热器装置有换热板、连接有出水口、预留强制循环水口，集热箱通过连接水管与换热器相连通。控制部分包括牵引电机、滑轮、牵引线(绳)、控制信号机构。控制信号机构装置在上轴的一端，控制信号机构具有受光板，受光板装有转动轴，受光板下部有限位开关，受光板上部设有光电开关，光电开关上部装有倒三角挡板。牵引电机装置在支座上，支座上装有滑轮，牵引电机输出轴装有传动轮，牵引线(绳)与牵引电机传动轮、滑轮、轴架相连，牵引电机通过牵引线(绳)传动轴架、反射锅间歇跟踪太阳转动。集热箱具有集热箱体，集热箱体装置有入水口、保护水位、蒸汽出口、电磁阀控制的出水口、预留强制循环测压测温口、集热器接口、连接管。
间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器运行方式：集热箱内水经连接管流入换热器内，当控制部分牵引反射锅作间歇跟踪太阳运动而换热器处于反射击锅聚焦点位置，虽有一定间歇跟踪而产生太阳与反射锅的+-0.75℃不垂直和每月纬向角度偏，但由于换热器有足够面积容纳而不致热损失，反射锅聚焦产生150°-300℃℃中高温加热换热器内的水。由于水的自然对流，以致不断加热集热箱内的水，直至产生蒸汽以供利用。
间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器自然对流原理和两支处在一定角度档板的带灰度滤光片的光电开关在阴影与阳光直射下的不同反应，牵引反射锅间歇跟踪太阳，做东西向运动。因太阳纬向(南北向)变化量较小，每月手动调节一次，每月变化量造成聚焦偏不超过换热板有效范围，反射锅把大面积阳光聚集到一个较小范围的换热板上，虽有间歇造成的聚焦偏的月纬向聚焦偏，但仍可在换热板上产生150℃-300℃中高温，加热集热箱内的水至蒸汽，其结构简单、造价低廉、运行费用低(每天消耗电能0.04千瓦.时)。
太阳能是一种清洁、无污染能源，现逐渐在环保、节能方面显示出无比的优越性，采用本实用新型间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，可合理利用太阳能，可取得巨大的社会与经济效益。
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器结构示意图。
图2是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的集热箱结构示意图。
图3是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的集热箱侧视图。
图4是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的集热箱体结构局部放大图。
图5是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的集热器及控制部分结构示意图。
图6是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的集热器及控制部分结构侧视图。
图7是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的反射锅示意图。
图8是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的反射锅结构示意图。
图9是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的控制部分结构示意图。
图10是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的反射锅反射玻璃拼装示意图。
图11是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的换热器结构示意图。
图12是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的换热器结构剖视图。
图13是间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器的控制电路示意图。
参照附图，间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器结构由集热箱、集热器、控制部分构成，集热器具有反射锅(反射镜)13，反射锅装置有配重铁(配重块)17，反射锅13装置在轴14上，反射锅通过轴安装在轴架15上，轴架装置在支座18上部，反射锅上部设置有换热器16。换热器装置有换热板36、连接有出水口31、预留强制循环水口32。换热器16由金属板材38构成密封容器，金属板材38(密封容器)外部设有保温层37，换热器16上部装置有换热板36。换热器16中装有金属棒39，用于将换热器支承固定在轴14上，金属棒39外部套有保温层40(见附图11、12)。集热箱通过连接水管6与换热器相连通。连接水管6外部套装有保温材料层。反射锅13包括反光玻璃32、金属骨架31、玻璃钢多孔材料填充物。由金属骨架31、玻璃钢多孔材料填充物构成反射锅外壳，反光玻璃13装置在反射锅外壳内(见附图7、8)。反光玻璃(反射玻璃)排列方式见附图10所示共36块分33、34、35三种规格沿反射锅外壳内壁拼装成一整体。
参照附图5、6、9、13，本实用新型控制部分包括牵引电机10、滑轮9、牵引线(绳)8、控制信号机构11。控制信号机构11装置在反射锅安装轴14一端，控制信号机构具有受光板20，受光板与反射锅处同一平面，受光板20装有转动轴25，受光板20下部有限位开关23、24，受光板20上部设有光电开关21、22，光电开关上部装有侧三角挡板26。牵引电机10装置在支座18上，支座18上装有滑轮9，牵引电机输出轴装有传动轮19，牵引线(绳)与牵引电机传动19、滑轮9、轴架15相连。轴架15、支座18上装有调节纬向螺丝12，用于手动调节太阳纬向聚焦偏离角度。
参照附图2、3、4，本实用新型集热器具有集热箱体7，集热箱体装置有入水口1、保护水位、蒸汽出口2、电磁阀控制的出水口3、预留强制循环、测压测温口4、集热器接口5、连接管6。集热箱体7由金属板材、保温层(发泡材料)、塑料箱体构成。集热箱体7内层有金属板材27、外层有塑料箱体29，在金属板材27与塑料箱体29之间有保温材料层28，因此，集热箱体集热效果很好。
本实用新型主要利用35℃以上太阳高度直射光下时间工作，故设定阳光直射下与阴影部分界线为35000勒克司，光照超过35000勒克司即认为是直射光，低于35000勒克司即认定为阴影部分，经测定，当阳光最强时，无云阴影下光照量仍低于23000勒克司。因此，在光电开关21、22上各加装一块相同的灰滤光片，使光电开关在35000勒克司光照量以上动作。
反射锅运行方式如图9运行示意图、图13电路图所示，挡板呈倒三角形，且角度为1.5℃。当太阳从东方地平线上升起时光电开关I21处于阳光直射下，光电开关II22处于阴影部分，此时阳光光照量不足35000勒克司，光电开关I、II不反应，太阳不断上升，当光强度大于35000勒克司时，光开关I受阳光直射，启动继电器1电机获电启动释放一部分牵引线，反射锅在配重铁17的重力影响下顺时钟转动，至限位开关I24止，太阳继续上升至与信号板垂直状态，此时太阳高度约45℃，此时光电开关I、II同处阴影部分，当阳光再次上升0.75°时，光电开关II处于阳光直射，光电开关I处于阴影部分，光电开关II启动延时继电器I，电机获电启动运转，牵引反射锅自东向西转动约1.5℃，此时光电开关I、II同处阴影部分，阳光继续移动，如此周而复始至档板触动限位开关止。当由于外界影响光电开关I、II同处阳光直射(或强制光下)时，由于J3、J4获电而通，使J5获电释放，有效保护电机和电路。
太阳光纬向月均量小，可手工调节纬向螺丝12调节支座角度与轴架角度(如图5)，逐月调节，而间歇角度与纬度偏造成的聚光焦点偏由于换热器较大而可有效容纳，仍可在换热器上产生150℃-300℃以上中高温。

Claims (4)

1、一种间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，其特征是结构由集热箱、集热器、控制部分构成，集热器具有反射锅，反射锅装置在轴上，反射锅通过轴安装在轴架上，轴架装置在支座上部，反射锅上部设置有换热器，换热器装置有换热板、连接有出水口，集热箱通过连接水管与换热器相连通；控制部分包括牵引电机、滑轮、牵引线、控制信号机构，牵引电机装置在支座上，支座上装有滑轮，牵引电机输出轴装有传动轮，牵引线与牵引电机传动轮、滑轮、轴架相连，集热箱具有集热箱体，集热箱体装置有入水口、蒸汽出口、出水口、集热器接口。
2、根据权利要求1所述的间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，其特征是控制信号机构装置在轴的一端，控制信号机构具有受光板，受光板装有转动轴，受光板下部有限位开关，受光板上部设有光电开关，光电开关上部装有倒三角挡板。
3、根据权利要求1所述的间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，其特征是反射锅由金属骨架、玻璃钢多孔材料填充物构成反射锅外壳，反光玻璃装置在反射锅外壳内。
4、根据权利要求1所述的间歇跟踪式太阳能蒸汽、热水发生器，其特征是集热箱体内层有金属板材，外层有塑料箱体，在金属板材与塑料箱体之间有保温材料层。
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