[發明專利]一種拋物面槽式全方位跟蹤太陽能集熱器

在審

• 申請號: 201710415455.3
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107101404A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 朱琳;王學振;邱凌;楊選民
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: F24J2/54
• 分類號: F24J2/54;F24J2/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種拋物面槽式全方位跟蹤太陽能集熱器，包括電機支架（1）、蓄電池Ⅰ（2）、控制單元Ⅰ（3）、步進電機Ⅰ（4）、盤形凸輪（5）、連桿（6）、圓柱滑槽（7）、滑桿（8）、上支撐座（9）、真空管支架Ⅰ（10）、反射鏡（11）、真空管（12）、真空管支架Ⅱ（13）、步進電機Ⅱ（14）、控制單元Ⅱ（15）、蓄電池Ⅱ（16）、活動支架（17）、反射鏡支架（18）、旋轉主軸（19）、水平導桿（20）、水平滑道彈簧（21）、水平滑道（22）、豎直導桿（23）、豎直滑道彈簧（24）、豎直滑道（25）、光敏電阻R1（26）、光敏電阻R2（27）、光敏電阻R3（28）、光敏電阻R4（29）、光敏電阻R5（30）、光敏電阻R6（31）、光敏電阻R7（32）、光敏電阻R8（33）、下支撐座（34）、球籠式萬向節（35）、固定支架（36）、旋轉底座（37）；所述蓄電池Ⅰ（2）、控制單元Ⅰ（3）和步進電機Ⅰ（4）安裝在電機支架（1）上，所述盤形凸輪（5）安裝在步進電機Ⅰ（4）的主軸上，所述連桿（6）的一端鉸接在盤形凸輪（5）上，另一端鉸接在滑桿（8）上，所述滑桿（8）的上端焊接在上支撐座（9）上，并位于圓柱滑槽（7）中，所述上支撐座（9）安裝在旋轉底座（37）上并可繞其自身軸線旋轉，所述圓柱滑槽（7）通過肋板固定在豎直滑道（25）上；所述真空管（12）安裝在真空管支架Ⅰ（10）和真空管支架Ⅱ（13）上，所述真空管支架Ⅰ（10）和真空管支架Ⅱ（13）安裝在旋轉主軸（19）上，所述反射鏡（11）安裝在反射鏡支架（18）上，所述反射鏡支架（18）安裝在旋轉主軸（19）上，所述旋轉底座（37）與豎直導桿（23）焊接在一起，所述豎直導桿（23）安裝在豎直滑道（25）中并與豎直滑道彈簧（24）相連；所述步進電機Ⅱ（14）、控制單元Ⅱ（15）和蓄電池Ⅱ（16）安裝在活動支架（17）上，所述活動支架（17）的一端與水平導桿（20）焊接在一起，所述水平導桿（20）安裝在水平滑道（22）中并與水平滑道彈簧（21）相連；所述旋轉主軸（19）安裝在上支撐座（9）和下支撐座（34）上并通過球籠式萬向節（35）與步進電機Ⅱ（14）的主軸相連，所述下支撐座（34）安裝在活動支架（17）上并可繞其自身軸線旋轉；圖1中所述水平滑道（22）和豎直滑道（25）分別焊接在固定支架（36）上；所述光敏電阻R1（26）、光敏電阻R2（27）、光敏電阻R3（28）、光敏電阻R4（29）、光敏電阻R5（30）、光敏電阻R6（31）、光敏電阻R7（32）、光敏電阻R8（33）分別安裝在反射鏡（11）上。

2.根據權利要求1所述控制單元Ⅰ（3），其特征在于，根據安裝在反射鏡（11）上的光敏電阻R1（26）、光敏電阻R2（27）、光敏電阻R3（28）和光敏電阻R4（29）所受到的光照強度控制步進電機Ⅰ（4）的主軸的正反轉和停止；當光敏電阻R1（26）和光敏電阻R2（27）所受光強與光敏電阻R3（28）和光敏電阻R4（29）所受到的光強產生差異時，步進電機Ⅰ（4）的主軸驅動盤形凸輪（5）和連桿（6）使滑桿（8）在圓柱滑槽（7）中上下移動，從而使上支撐座（9）上下移動，旋轉主軸（19）和反射鏡（11）繞下支撐座（34）的軸中心線旋轉，最終使反射鏡（11）上的光敏電阻R1（26）、光敏電阻R2（27）、光敏電阻R3（28）和光敏電阻R4（29）所受到的光照強度相同，控制單元Ⅰ（3）使步進電機Ⅰ（4）的主軸停轉，旋轉主軸（19）和反射鏡（11）停轉，此過程用于追蹤和控制太陽高度角；由于一年之間反射鏡（11）開口所在平面和水平面之間所需傾角變化幅度一般為10°～60°，因此選用可以在兩軸最大交角為42°時傳遞扭矩的球籠式萬向節（35）連接旋轉主軸（19）和步進電機Ⅱ（14）的主軸，并使步進電機Ⅱ（14）的主軸的軸中心線和水平面之間的夾角設置為一年之間反射鏡（11）開口所在平面和水平面之間所需傾角的平均值，可較好地滿足追蹤和控制太陽高度角的要求；所述控制單元Ⅱ（15）根據安裝在反射鏡（11）上的光敏電阻R5（30）、光敏電阻R6（31）、光敏電阻R7（32）和光敏電阻R8（33）所受到的光照強度控制步進電機Ⅱ（14）的主軸的正反轉和停止；當光敏電阻R5（30）和光敏電阻R6（31）所受到的光照強度與光敏電阻R7（32）和光敏電阻R8（33）產生差異時，控制單元Ⅱ（15）使步進電機Ⅱ（14）的主軸正轉或反轉，從而驅動旋轉主軸（19）和反射鏡（11）繞旋轉主軸（19）的軸中心線旋轉，使光敏電阻R5（30）、光敏電阻R6（31）、光敏電阻R7（32）和光敏電阻R8（33）所受到的光照強度相同，控制單元Ⅱ（15）使步進電機Ⅱ（14）的主軸停轉，進而旋轉主軸（19）和反射鏡（11）停轉，此過程用于追蹤太陽由東向西的旋轉角。