CN102192603B - 太阳能反应炉的集热装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能反应炉的集热装置，包含至少一集热组件、一反应炉、数个浮筒、数个趋光感测器及一控制单元。该至少一集热组件由一本体及一透光板共同构成一容室，该容室内周壁枢设有数个反射板，各该反射板的反光面均面向该容室内的一聚光区，该透光板面向该容室的一面则设有数个折射单元。该反应炉位于该聚光区。各该浮筒设于该集热组件外周。各该趋光感测器用以监测光源。该控制单元则与各该趋光感测器电连接，并驱使各该反射板的反光面迎向光源。借此，可利用收集太阳光的热能来提升反应炉温度，以节省资源。

Description

太阳能反应炉的集热装置
技术领域
本发明关于一种太阳能反应炉的集热装置，特别是一种可聚集日照的热能以提升反应炉温度的太阳能反应炉的集热装置。
背景技术
现有的加热反应炉必须借助电力或火力产生热能，使该反应炉内的温度升高，以利于该反应炉内的物质可在高温环境下进行反应。然而，现有结构必须消耗大量的电力或燃料，尤其是一般加热反应炉必须长时间维持在一定的高温，使该反应炉内的物质有充分的反应时间，不仅相当耗费资源，也容易在产生热能或能源的同时制造出大量污染物或废气而造成环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种收集太阳光的热能来提升反应炉温度，以节省资源的太阳能反应炉的集热装置。
本发明的次一目的是提供一种无污染的太阳能反应炉的集热装置。
本发明的另一目的是提供一种可随着光源调整反光角度以达到最佳集热效果的太阳能反应炉的集热装置。
本发明的再一目的是提供一种可自行供给所需电力的太阳能反应炉的集热装置。
根据本发明一种太阳能反应炉的集热装置，包含：一集热组件，具有一本体、一透光板、数个反射板及数个折射单元，该本体具有一容室并形成有一开口，该透光板设于该开口，各该反射板枢设于一个支撑柱的一端，该支撑柱另一端固定于该容室内周壁，以利用驱动单元带动该反射板枢转，各该反射板均具有一反光面，且各该反光面均面向该容室内的一聚光区，各该折射单元均为可透光的多边形锥体并设于该透光板面向该容室的一面；一反应炉，设于该聚光区；数个浮筒，设于该集热组件外周；及数个趋光感测器，设于各该反射板的反光面，用以监测光源；及一控制单元，与各该反射板的驱动单元及各该趋光感测器电连接，并驱使该开口及各该反光面能够迎向光源。
附图说明
图1：本发明的剖视图。
图2：本发明集热组件的局部俯视图。
图3：本发明的趋光动作图。
图4：本发明集热组件的局部放大图。
图5：本发明电控组件的工作图。
主要元件符号说明：
1集热组件    11本体      111容室     112开口      113聚光区
114对流孔    12透光板    13反射板    131反光面    14折射单元
15支撑柱     16通气管    161阀门     2反应炉      21支脚
3浮筒        31气舱      32进水口    321泵        33出水口
331泵        34推进器    4趋光感测器 5控制单元    6基座
7发电组件    71扇轮      72发电机    73感温器
具体实施方式
为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：
请参照图1所示，本发明太阳能反应炉的集热装置包含有至少一集热组件1、一反应炉2、数个浮筒3、数个趋光感测器4及一控制单元5。其中，该反应炉2设于该集热组件1内部，且该集热组件1可将日照的光线反射聚集至该反应炉2，使该反应炉2内的温度升高，以利于该反应炉2内的物质进行加热反应。该数个浮筒3设置于该集热组件1周边，使本发明可悬浮于水面。各该趋光感测器4设于该集热组件1以监测光源。该控制单元5则与各该趋光感测器4电连接，并通过控制信号驱使该集热组件1能够恒维持于迎向光源，以达到最佳的集热效果。
该集热组件1具有一本体11、一透光板12、数个反射板13及数个折射单元14。该本体11具有一容室111并形成有一开口112，该容室111的内周壁可为半球面或抛物曲面。该透光板12为可透光的板体，且该透光板12设置于该开口112。
各该反射板13设置于该容室111的内周壁，各该反射板13均具有一反光面131，且各该反光面131均面向该聚光区113。且各该反射板13较佳呈枢设于该容室111的内周壁，其于各该反射板13的另一面枢设连接有一支撑柱15，该支撑柱15另一端则固定于该容室111内周壁，并各自借助一驱动单元（例如：伺服马达）带动该反射板13枢转，进而调整各该反光面131的反射角度，以确保各该反射板13能将太阳光反射集中至聚光区113，且该聚光区113较佳位于该容室111内邻近该透光板12的中央位置。
再参照图1及2所示，各该折射单元14均为可透光的多边形锥体，并设置于该透光板12面向该容室111的一面，各该折射单元14较佳为三角锥体，且各该折射单元14较佳围绕设置于该聚光区113外周的透光板12，并使各该折射单元14的其中一表面朝向该聚光区113。其中，各该折射单元14可与该透光板12为一体连接的构件，也可以是与该透光板12呈分离的独立构件，并通过组装或粘接等方式结合于该透光板12。
该集热组件1另具有一通气管16，该通气管16的一端贯穿该透光板12中央，并邻近于该聚光区113，该通气管16另一端则凸出于该集热组件1，且其端口处设有一阀门161，并借助一驱动单元（例如：马达）控制其启闭，使该容室111可通过该通气管16并通过该阀门161的启闭状态与外界呈相通或不相通，且该本体11较佳设有至少一对流孔114。
该反应炉2内部可供置入欲进行加热反应的物质，该反应炉2设置于该容室111的聚光区113内，且较佳借助数个支脚21固定于该透光板12中央，使各该折射单元14呈围绕设置于该反应炉2周边。
各该浮筒3设置于该集热组件1外周，在本实施例中，各该浮筒3通过一基座6与该集热组件1相结合，其中，该基座6环绕设置于该集热组件1的本体11外周，各该浮筒3则设置于该基座6底部，借此，本发明可悬浮于水面，并使该集热组件1不接触水面。另外，本发明也可于单一个基板6上设置数个集热组件1，且该基板6底部也设有数个浮筒3以悬浮于水面。
各该浮筒3内部均具有一密闭的气舱31，且各该浮筒3均设有一进水口32及一出水口33，该进水口32及出水口33较佳各自连接有一泵321、331，借此，可将水通过该进水口32引入该气舱31中，或是利用该泵331将该气舱31中的水通过该出水口33排出。另外，各该浮筒3均另设有一推进器34，该推进器34较佳为位于水面以下的螺旋叶片，并可借助一驱动单元（例如：马达）带动其旋转。
各该趋光感测器4可用以监测光源，且较佳于该透光板12顶面或者该基座6顶面，并于至少一反射板13的反光面131设有一趋光感测器4。在本实施例中，于该基座6顶面及各该反光面131均设有一趋光感测器4。
该控制单元5与各该趋光感测器4形成电连接，另外，该控制单元5也同时与各该反射板13的驱动单元、各该浮筒3的泵321、331及推进器34电连接，使该控制单元5可通过控制信号驱使各该反射板13、泵321、331及推进器34工作。
参照图1及3所示，本发明太阳能反应炉的集热装置使用时，当各该浮筒3的气舱31内的进水量相同时，可维持该集热组件1的透光板12维持水平，当设于该基座6上的趋光感测器4监测太阳光为偏日照时，通过该控制单元5可驱使部分浮筒3进水或排水，借助各该浮筒3的气舱31内的进水量不同改变其自身的浮力，使该透光板12倾斜且该本体11的开口112朝向光源。而且，当本发明无法直接接受日照（例如：被其它物体遮蔽阳光）时，各该浮筒3的推进器34也可适当移动本发明的方向或位置，使太阳光可充分照射入该容室111。
再参照图2、3及4所示，当太阳光照射于该透光板12时，有部分的阳光会通过各该折射单元14而折射至该反应炉2，其余的阳光则穿过该透光板12照射入该容室111，并照射于各该反射板13，由于各该反射板13的反光面131均设有趋光感测器4，故可通过该控制单元5而驱使各该反射板13调整其倾斜角度，使各该反光面131可分别以不同的反射角度将太阳光反射至该反应炉2。但是，各该反光面131反射太阳光时，会有部分光线漫反射至各该折射单元14表面，此时，各该折射单元14仍可将部分光线再次反射至该反应炉2，以达到最佳聚热效果。
本发明太阳能反应炉的集热装置另具有一发电组件7，该发电组件7具有一扇轮71、一发电机72及一感温器73。该扇轮71及发电机72设置于该通气管16内，且该扇轮71连接该发电机72的转子，该感温器73设置于该集热组件1的容室111，且较佳邻近于该聚光区113。该控制单元5内可设置控制元件及储电元件，且该控制单元5与该发电机72、该感温器73及该阀门161的驱动单元形成电连接，使该发电机72产生的电力可储存于该控制单元5，同时也可控制并供给本发明运转所需的电力。只是，本发明并不局限必须由该发电组件7供给电力，也可外接本发明以外的电力来源。
参照图5所示，随着该反应炉2持续接收太阳光的热能，使得该容室111内的温度也越来越高，基于热对流原理，该容室111内的高温空气会向上流入该通气管16内，并带动该扇轮71旋转，进而使该发电机72工作并产生电力。该感温器73可监测该容室111内的温度，当该容室111内的温度未达到一目标温度以上时，该控制单元5控制该阀门161关闭，使该容室111内的温度可以快速提升，此时该发电机71也不工作。当该容室111内的温度高于该目标温度时，该阀门161则再次开启，并使该发电机71重新工作以产生电力。
如上所述，本发明利用收集太阳光的热能来提升反应炉温度，可提供无污染的热源，以节省资源。而且，本发明利用趋光感测器监测光源，使该集热组件能够恒维持于迎向光源，以达到最佳的集热效果。再者，本发明的发电组件可以利用太阳能发电，以供给自身所需电力。

Claims (9)

1.一种太阳能反应炉的集热装置，其特征在于包含：
一个集热组件，具有一个本体、一个透光板、数个反射板及数个折射单元，该本体具有一个容室并形成有一个开口，该透光板设于该开口，各该反射板枢设于一个支撑柱的一端，该支撑柱另一端固定于该容室内周壁，以利用驱动单元带动该反射板枢转，各该反射板均具有一个反光面，且各该反光面均面向该容室内的一个聚光区，各该折射单元均为能够透光的多边形锥体并设于该透光板面向该容室的一面；
一个反应炉，设于该聚光区；
数个浮筒，设于该集热组件外周；
数个趋光感测器，设于各该反射板的反光面，用以监测光源；及
一个控制单元，与各该反射板的驱动单元及各该趋光感测器电连接，并驱使该开口及各该反光面能够迎向光源。
2.如权利要求1所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，该集热组件另具有一个通气管，该通气管一端贯穿该透光板并邻近该聚光区，另一端凸出于该集热组件并设有一个阀门，并利用一个驱动单元带动该阀门启闭，且该阀门的驱动单元与该控制单元电连接。
3.如权利要求2所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，该本体设有至少一个对流孔。
4.如权利要求2所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，另设有一个发电组件，该发电组件具有一个扇轮及一个发电机，该扇轮及发电机均设于该通气管内，该扇轮连接该发电机的转子，且该发电机与该控制单元电连接。
5.如权利要求4所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，该发电组件另具有一个感温器，该感温器设于该容室内，且该感温器与该控制单元电连接。
6.如权利要求1所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，各该浮筒内均具有一个气舱，且各该浮筒均设有一个进水口及一个出水口，该进水口及出水口各自连接有一个泵，且各该泵均与该控制单元电连接。
7.如权利要求1所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，各该浮筒均设有一个推进器，且该推进器与该控制单元电连接。
8.如权利要求1所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，各该折射单元为三角锥体，且各该折射单元的其中一个表面面向该聚光区。
9.如权利要求1所述太阳能反应炉的集热装置，其特征在于，该反应炉利用数个支脚固定于该透光板中央，各该折射单元围绕设置于该反应炉周边的透光板。
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