CN105106985B - 折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能应用技术领域，具体涉及一种折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置。折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其技术方案是：从聚光器上方入射的太阳光线经聚光器和二次聚光器汇聚到加热管上；加热管在阳光的持续照射下温度升高，并加热加热管内的土壤；土壤从进料口进入后，在输送叶片的驱动下，往二次进料口方向运动；土壤运动过程中不断被加热管外部的太阳光及回热管内部的高温土壤加热，温度逐渐升高，到达二次进料口时温度达到最高；在土壤升温过程中，土壤中的大部分细菌、线虫、杂草种子等被杀死；土壤经过二次进料口进入回热管，并在驱动叶片作用下向出料口方向运动；在运动过程中，回热管内温度较高的土壤通过回热管壁向回热管外温度较低的土壤传热，温度逐渐降低，并在出料口流出。
Description
技术领域
本发明属于太阳能热利用和农业种植技术领域，具体涉及一种折射线聚光连续操作回 热型太阳能土壤消毒装置。
背景技术
在我国北方广大地区，冬季气温多在0℃以下，大多不能进行露地蔬菜种植，被动式太 阳能温室改善了蔬菜种植的环境条件，实现了超时令各种蔬菜的生产，提高了土地的利用 率。在温室这个相对密闭的空间内，蔬菜瓜果等农作物感染病虫害的主要途径是与土壤的 接触。因此为了遏制温室内农作物病虫害的发生，减少经济损失，对温室内的土壤进行消 毒是一个有效的方法。目前对土壤消毒的方法主要有化学消毒方法和高温烘烤消毒法。其 中化学消毒方法由于对土壤直接喷洒消毒液，容易造成环境污染，不适于大规模推广使用。 高温烘烤法是利用热能对土壤进行加热而达到杀菌消毒的目的，因此相对化学消毒法具有 明显的优势。现在对土壤进行烘烤的方法，有的是采用烘箱，通过燃烧化石能源对土壤加 热消毒。有的是采用火焰喷枪对土壤直接喷射进行消毒。这些方法的缺陷是消耗化石能源， 并且能源利用效率低。因此为了减少化石能源消耗，提高能源利用效率，本发明提出了应 用菲涅尔聚光器对太阳能进行聚光加热土壤，并对土壤中的热量进行二次利用的技术。
发明内容
本发明的目的是：通过将太阳能聚光升温直接加热土壤，达到杀死土壤中的细菌、杂 草种子及虫子的目的，并对加热后土壤中的热量进行二次利用，达到减少能源消耗，降低 运行费用的目的。
本发明的技术方案一：
折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：它包括：聚光器、二 次聚光器、加热管、回热管；
所述聚光器1在二次聚光器19的上部；所述二次聚光器上部安装有透明盖板，二者构 成密闭空腔；所述二次聚光器外包有保温层；
所述加热管在二次聚光器与透明盖板构成的封闭空腔内；所述回热管在加热管内部， 所述回热管内部装有输送轴；所述回热管与加热管的空间内装有输送轴；
所述输送轴上装有输送叶片，输送轴右侧与法兰相连，所述法兰右侧与电机相连；所 述输送轴受支架支撑；所述支架下部装有轮子；
所述输送轴上装有输送叶片，所述输送轴左侧与支架相连，支架左侧与轴相连，轴左 侧与法兰相连，法兰左侧与电机相连；所述输送轴受支架支撑；所述支架下部装有轮子；
所述加热管右上侧有进料口；
所述回热管左侧装有二次进料口；所述回热管右侧装有出料口；
所述回热管受支架支撑；支架下部装有轮子；
聚光器在二次聚光器上方，加热管的轴线与二次聚光器的聚焦线重合，二次聚光器上 部安装有透明盖板，二者构成密闭空腔，二次聚光器外包有保温层；
回热管左侧装有二次进料口，从进料口进入的土壤，在输送轴的驱动下，向左侧运动， 并被不断加热，在土壤升温过程中，土壤中的大部分细菌、线虫、杂草种子等被杀死，土壤到达加热管左侧时，温度达到最高，并从二次进料口进入回热管，回热管内的高温土壤通过回热管的管壁加热加热管内的低温土壤，实现了土壤吸收的太阳热能的二次利用。
本发明的技术方案二：
折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：它包括：聚光器、二 次聚光器、加热管、回热管；
所述聚光器1在二次聚光器的上部；所述二次聚光器上部安装有透明盖板，二者构成 密闭空腔；所述二次聚光器外包有保温层；
所述加热管在二次聚光器与透明盖板构成的封闭空腔内；所述回热管在加热管内部， 所述回热管内部装有输送轴；所述回热管外部装有输送叶片；
所述输送轴上装有输送叶片，输送轴右侧与法兰相连，所述法兰右侧与电机相连；所 述输送轴受支架支撑；所述支架下部装有轮子；
所述支架右侧与回热管相连，所述支架左侧与轴相连，所述轴左侧与法兰相连，所述 法兰左侧与电机相连；所述输送轴受支架支撑；所述支架下部装有轮子；
所述加热管右上侧有进料口；
所述回热管左侧装有二次进料口；所述回热管右侧装有出料口；
所述回热管受支架支撑；支架下部装有轮子；
轴带动支架转动，支架带动回热管转动，从进料口进入的土壤，在输送叶片的驱动下， 向左侧运动，并被不断加热，在土壤升温过程中，土壤中的大部分细菌、线虫、杂草种子等 被杀死，土壤到达加热管左侧时，温度达到最高，土壤从二次进料口进入回热管，回热管内 的高温土壤通过回热管的管壁加热加热管内的低温土壤，实现了土壤吸收的太阳热能的二次 利用。
本发明的有益效果是：(1)采用菲涅尔透镜、复合抛物面以及其他类似聚光器进行聚 光，太阳光直接照射加热管上。使得土壤直接被加热，杀死土壤中大部分细菌、线虫、杂草种子等，省略了换热器，减少了传热环节，提高了聚热效率。
(2)将加热管与回热管进行嵌套设计，使得回热管外壁面直接接触低温土壤，回热管 内壁面直接接触高温土壤，高温土壤可以将热量直接传导到低温土壤，实现了太阳热能的 两次利用，提交了装置的经济性，减少了运行成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的截面图；
图3是回热管转动传送土壤的实施例图；
图4是二次聚光器与加热管一体化安装的实施例图。
其中，1-聚光器、2-进料口、3-法兰、4-电机、5-支架、6-支架、7-加热管、8-回热管、9-输送轴、10-输送叶片、11-输送轴、12-输送叶片、13-电机、14-支架、15-法兰、16-轴、17-支架、18-二次进料口、19-二次聚光器、20-透明盖板、21-保温层、22-出料口、23-轮子、24-轮子、25-轮子、26—输送叶片。
具体实施方式
参见附图1、2，实施例1：折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：它包括：聚光器1、二次聚光器19、加热管7、回热管8；
聚光器1在二次聚光器19的上部；二次聚光器19上部安装有透明盖板20，二者构成密闭空腔；所述二次聚光器19外包有保温层21；
加热管7在二次聚光器19与透明盖板20构成的封闭空腔内；回热管8在加热管7内部，回热管内部装有输送轴11；回热管8与加热管7的空间内装有输送轴9；
输送轴11上装有输送叶片12，输送轴11右侧与法兰3相连，法兰3右侧与电机4相连；输送轴11受支架5支撑；支架5下部装有轮子23；
输送轴9上装有输送叶片10，输送轴9左侧与支架14相连，支架14左侧与轴16相连，轴16左侧与法兰15相连，法兰15左侧与电机13相连；轴16受支架17支撑；支架17下 部装有轮子25；
加热管7右上侧有进料口2；
回热管8左侧装有二次进料口18；回热管8右侧装有出料口22；
回热管8受支架6支撑；支架6下部装有轮子24。
当太阳光直射或斜射通过聚光器1时，太阳光线会被折射或反射到加热管7上，加热 管7温度升高，加热加热管7内的土壤。从进料口2进入的土壤，在输送轴9的驱动下，往左侧运动，运动过程中不断被加热管7外壁的太阳能和回热管8内部的高温土壤加热，温度逐渐升高，到达二次进料口18时温度达到最高。土壤通过二次进料口18进入回热管8，并 在输送轴11的作用下向出料口22方向运动。由于回热管8内的土壤温度高于回热管8外土 壤的温度，因此在土壤运动过程中，热量不断有回热管8内的高温土壤传导到回热管8外的 低温土壤，土壤到达出料口时22温度降到最低，降温后的土壤在出料口22流出。
参见附图3，实施例2：折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于： 它包括：聚光器1、二次聚光器19、加热管7、回热管8；
聚光器1在二次聚光器19的上部；二次聚光器19上部安装有透明盖板20，二者构成密闭空腔；二次聚光器19外包有保温层21；
加热管7在二次聚光器19与透明盖板20构成的封闭空腔内；回热管8在加热管7内部，回热管内部装有输送轴11；回热管8外部装有输送叶片10。
输送轴11上装有输送叶片12，输送轴11右侧与法兰3相连，法兰3右侧与电机4相连；输送轴11受支架5支撑；支架5下部装有轮子23；
支架14右侧与回热管8相连，支架14左侧与轴16相连，轴16左侧与法兰15相连， 法兰15左侧与电机13相连；轴16受支架17支撑；支架17下部装有轮子25；
加热管7右上侧有进料口2；
回热管8左侧装有二次进料口18；回热管8右侧装有出料口22；
回热管8受支架6支撑；支架6下部装有轮子24。
当太阳光直射或斜射通过聚光器1时，太阳光线会被折射或反射到加热管7上，加热 管7温度升高，加热加热管7内的土壤。轴16带动支架14转动，支架14带到回热管8转 动，从进料口2进入的土壤，在输送叶片10的驱动下，向左侧运动，运动过程中不断被加热 管7外壁的太阳能和回热管8内部的高温土壤加热，温度逐渐升高，到达二次进料口18时温 度达到最高。土壤通过二次进料口18进入回热管8，并在输送轴11的作用下向出料口22方 向运动。由于回热管8内的土壤温度高于回热管8外土壤的温度，因此在土壤运动过程中， 热量不断有回热管8内的高温土壤传导到回热管8外的低温土壤，土壤到达出料口22时温度降到最低，降温后的土壤在出料口22流出。
参见附图4，实施例3：折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于： 它包括：聚光器1、二次聚光器19、加热管7、回热管8；
聚光器1在二次聚光器19的上部；二次聚光器19上部安装有透明盖板20，二次聚光器19下部与加热管7结合在一起，加热管7、二次聚光器19余盖板20构成密闭空腔；所 述二次聚光器19及加热管7外包有保温层21；
加热管7在二次聚光器19与透明盖板20构成的封闭空腔内；回热管8在加热管7内部，回热管内部装有输送轴11；回热管8与加热管7的空间内装有输送轴9；
输送轴11上装有输送叶片12，输送轴11右侧与法兰3相连，法兰3右侧与电机4相连；输送轴11受支架5支撑；支架5下部装有轮子23；
输送轴9上装有输送叶片10，输送轴9左侧与支架14相连，支架14左侧与轴16相连，轴16左侧与法兰15相连，法兰15左侧与电机13相连；轴16受支架17支撑；支架17下 部装有轮子25；
加热管7右上侧有进料口2；
回热管8左侧装有二次进料口18；回热管8右侧装有出料口22；
回热管8受支架6支撑；支架6下部装有轮子24。
当太阳光直射或斜射通过聚光器1时，太阳光线会被折射或反射到加热管7上，加热 管7温度升高，加热加热管7内的土壤。从进料口2进入的土壤，在输送轴9的驱动下，往左侧运动，运动过程中不断被加热管7外壁的太阳能和回热管8内部的高温土壤加热，温度逐渐升高，到达二次进料口18时温度达到最高。土壤通过二次进料口18进入回热管8，并 在输送轴11的作用下向出料口22方向运动。由于回热管8内的土壤温度高于回热管8外土 壤的温度，因此在土壤运动过程中，热量不断有回热管8内的高温土壤传导到回热管8外的 低温土壤，土壤到达出料口时22温度降到最低，降温后的土壤在出料口22流出。
Claims (6)
1.一种折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：其包括：聚光器(1)、二次聚光器(19)、加热管(7)和回热管(8)，其中，所述聚光器(1)在二次聚光器(19)的上部；所述二次聚光器(19)上部安装有透明盖板(20)，二者构成密闭空腔；所述二次聚光器(19)外包有保温层(21)；所述加热管(7)在二次聚光器(19)与透明盖板(20)构成的封闭空腔内；所述回热管(8)在加热管(7)内部，所述回热管内部装有第一输送轴(11)；所述回热管(8)与加热管(7)的空间内装有第二输送轴(9)；所述第一输送轴(11)上装有第一输送叶片(12)，第一输送轴(11)的右侧与第一法兰(3)的左侧相连，所述第一法兰(3)的右侧与第一电机(4)相连；所述第一输送轴(11)受第一支架(5)支撑；所述第一支架(5)下部装有第一轮子(23)；所述第二输送轴(9)上装有第二输送叶片(10)，所述第二输送轴(9)的左侧与第二支架(14)相连，第二支架(14)的左侧与轴(16)的右侧相连，轴(16)的左侧与第二法兰(15)的右侧相连，第二法兰(15)的左侧与第二电机(13)相连；所述轴(16)受第三支架(17)支撑；所述第三支架(17)下部装有第二轮子(25)；所述加热管(7)右上侧有进料口(2)；所述回热管(8)的左侧装有二次进料口(18)；所述回热管(8)的右侧装有出料口(22)；所述回热管(8)受第四支架(6)支撑；第四支架(6)下部装有第三轮子(24)。
2.如权利要求1所述的折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于，加热管(7)的轴线与二次聚光器的聚焦线重合。
3.如权利要求2所述的折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：当太阳光直射或斜射通过聚光器(1)时，太阳光线会被折射或反射到加热管(7)上，并减少散热损失，实现集热。
4.如权利要求1所述的折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：回热管(8)和加热管(7)轴线重合，从进料口(2)进入的土壤，在第二输送轴(9)的驱动下，向左侧运动，并被不断加热，到达加热管(7)左侧时，温度达到最高，并从二次进料口(18)进入回热管(8)，回热管(8)内的高温土壤通过回热管(8)的管壁加热加热管(7)内的低温土壤，实现了土壤吸收的太阳热能的二次利用。
5.一种折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：其包括：聚光器(1)、二次聚光器(19)、加热管(7)和回热管(8)，其中，所述聚光器(1)在二次聚光器(19)的上部；所述二次聚光器(19)上部安装有透明盖板(20)，二者构成密闭空腔；所述二次聚光器(19)外包有保温层(21)；所述加热管(7)在二次聚光器(19)与透明盖板(20)构成的封闭空腔内；所述回热管(8)在加热管(7)内部，所述回热管内部装有第一输送轴(11)；所述回热管(8)外部装有第一输送叶片10)；所述第一输送轴(11)上装有第一输送叶片(12)，第一输送轴(11)的右侧与第一法兰(3)的左侧相连，所述第一法兰(3)的右侧与第一电机(4)相连；所述第一输送轴(11)受第一支架(5)支撑；所述第一支架(5)下部装有第一轮子(23)；第二支架(14)的右侧与回热管(8)相连，第二支架(14)的左侧与轴(16)相连，所述轴(16)的左侧与第二法兰(15)的右侧相连，所述第二法兰(15)的左侧与第二电机(13)相连；所述轴(16)受第三支架(17)支撑；所述第三支架(17)下部装有第二轮子(25)；所述加热管(7)右上侧有进料口(2)；所述回热管(8)左侧装有二次进料口(18)；所述回热管(8)右侧装有出料口(22)；所述回热管(8)受第四支架(6)支撑；第四支架(6)下部装有第三轮子(24)。
6.如权利要求5所述的折射线聚光连续操作回热型太阳能土壤消毒装置，其特征在于：轴(16)带动第二支架(14)转动，第二支架(14)带动回热管(8)转动，从进料口(2)进入的土壤，在第一输送叶片(10)的驱动下，向左侧运动，并被不断加热，到达加热管(7)左侧时，温度达到最高，并从二次进料口(18)进入回热管，回热管(8)内的高温土壤通过回热管(8)的管壁加热加热管(7)内的低温土壤，实现了土壤吸收的太阳热能的二次利用。
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Granted publication date: 20180508 Termination date: 20180922 |
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