CN108895687A - 一种高效太阳能集热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效太阳能集热器，本发明的高效太阳能集热器，可以实时的跟踪太阳的角度，实现对太阳的自动跟踪，提高集热器的集热效率，同时，本发明不仅可以实现水平方向上的转动，而且，还可以实现倾斜角度的调节，倾斜角度调节利用步进电机调节，调节起来更加平稳、可靠，此外，本发明的太阳光角度监测传感器利用轴承的安装，可以使得太阳光角度监测传感器始终竖直方向设置，提高太阳能角度监测的准确性，实现最大化的对太阳能进行吸收集热。

Description

一种高效太阳能集热器

技术领域

本发明涉及一种高效太阳能集热器，属于太阳能集热设备技术领域。

背景技术

太阳能集热器是一种将太阳的辐射能转换为热能的设备。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。对于太阳能集热器来说，由于其是吸收太阳能的能量，因此，太阳的角度与太阳能集热器表面的角度之间的关系与吸收太阳的效率极其相关。而由于太阳的角度在一天、一月、一季度中的角度均是在变化的，因此，将太阳能集热器设置为跟踪太阳能的结构，可以大大提高太阳能集热器的集热效率。但是，虽然目前存在一些可以跟踪太阳角度的集热器，但是，目前的角度调节一般仅仅是上下倾斜度的调节，并无法满足不同月份、季度的要求。

本发明针对以上问题，提供一种高效太阳能集热器，提高太阳能集热器的集热效率，实现太阳能的高效集热。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效太阳能集热器，其包括底座安装组件、转动导向组件、跟踪电机、角度调节支撑组件、调节支撑柱、固定柱、铰接滑座、太阳能集热器支撑板、太阳能集热器和太阳角度监测组件和控制器，其特征在于，

所述转动导向组件固定连接设置在所述底座安装组件的上端；

所述角度调节支撑组件固定设置在所述转动导向组件上，且带动所述转动导向组件的跟踪支撑盘相对于所述底座安装组件在水平面内转动；

所述角度调节支撑组件的输出摆动端连接所述调节支撑柱，所述调节支撑柱的上端铰接设置在所述太阳能集热器支撑板上；

所述跟踪支撑盘上还固定设置有竖直的固定柱，所述固定柱的顶部铰接设置有所述铰接滑座；

所述太阳能集热器支撑板可滑动的支撑设置在所述铰接滑座内；

所述太阳能集热器支撑板上固定设置有所述太阳能集热器；

所述太阳能集热器支撑板的下端部设置有始终保持竖直方向的太阳角度监测组件；

所述角度调节组件的驱动器、转动导向组件的驱动器和太阳能角度检测组件均与所述控制器连接。

进一步，作为优选，所述底座安装组件包括安装座、基座、加强杆、安装板、连接座板、电机座、防水密封垫和上密封板，其中，所述安装座的上端中心连接固定设置有基座，所述基座的顶部固定设置有安装板，所述安装板与所述安装座之间还设置有多个倾斜的加强杆，所述安装板的上端支撑设置有所述连接座板，所述连接座板的上端支撑设置有所述上密封板，所述安装板、连接座板和上密封板之间采用螺栓连接在一起，所述连接座板的中心通孔内设置有电机座，所述电机座内固定设置有跟踪电机，所述上密封板的中心通孔内设置有轴承，所述跟踪电机的输出轴采用轴承支撑且向上延伸连接至所述角度调节支撑组件，以便驱动所述角度调节支撑组件在水平面内转动。

进一步，作为优选，所述转动导向组件包括拉力支撑条、导向滑块和跟踪支撑盘，其中，所述上密封板上的四周阵列设置有多个向上延伸的拉力支撑条，所述拉力支撑条的上端设置有导向滑块，所述跟踪支撑盘上的偏心位置设置有转动导向槽，转动导向槽内设置有导向套，所述导向滑块在所述转动导向套内导向转动，以便使得所述导向滑块对所述角度调节支撑组件的跟踪支撑盘的水平转动进行导向。

进一步，作为优选，所述跟踪支撑盘的一侧设置有配重块。

进一步，作为优选，所述拉力支撑条为弧形结构的弹性钢制成。

进一步，作为优选，所述太阳角度监测组件包括太阳光角度监测传感器、轴承和竖直杆，所述轴承的内圈设置在所述太阳能集热器支撑板的下端侧壁上，所述竖直杆的上端连接在所述轴承外圈上，所述竖直杆的下端连接至所述太阳能角度监测传感器上。

进一步，作为优选，所述角度调节支撑组件包括固定套座、圆柱固定套、内滑座、内滑轨、导向柱和滑动块，其中，所述圆柱固定套固定设置在所述固定套座上，所述固定套座固定设置在所述跟踪支撑盘上，所述圆柱固定套上设置有圆形的环形滑槽，所述调节支撑柱上设置有所述滑动块，所述滑动块在所述环形滑槽内滑动配合，所述圆柱固定套的两端设置有端盖，所述圆柱固定套内部还同轴设置有固定在端盖上的内滑轨，所述内滑座在所述内滑轨上滑动配合，所述内滑座固定在所述调节支撑柱的端部，所述内滑轨上还设置有内滑槽，所述内滑座上设置有多个导向柱，所述导向柱在所述内滑槽内配合滑动，所述内滑座为环形结构，且所述内滑座的环形内弧面上设置有驱动齿，所述内滑座通过所述驱动齿与齿轮组件传动连接。

进一步，作为优选，所述齿轮组件包括固定在端盖上的两个辅助齿轮和一个驱动齿轮，所述驱动齿轮以及辅助齿轮均与所述驱动齿啮合传动，且所述驱动齿轮设置在两个辅助齿轮之间，所述驱动齿轮与调节角度的步进电机连接。

进一步，作为优选，所述内滑座的内侧还设置有与所述驱动齿锁紧配合的锁紧爪，所述锁紧爪由锁紧气缸驱动摆动以便使得所述锁紧爪的爪端锁紧所述驱动齿的动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的高效太阳能集热器，可以实时的跟踪太阳的角度，实现对太阳的自动跟踪，提高集热器的集热效率，同时，本发明不仅可以实现水平方向上的转动，而且，还可以实现倾斜角度的调节，倾斜角度调节利用步进电机调节，调节起来更加平稳、可靠，此外，本发明的太阳光角度监测传感器利用轴承的安装，可以使得太阳光角度监测传感器始终竖直方向设置，提高太阳能角度监测的准确性，实现最大化的对太阳能进行吸收集热。

附图说明

图1是本发明一种高效太阳能集热器的结构示意图；

图2是本发明一种高效太阳能集热器的角度调节支撑组件结构示意图；

图3是本发明一种高效太阳能集热器的跟踪支撑盘背面结构示意图；

其中，1、安装座，2、基座，3、加强杆，4、安装板，5、连接座板，6、电机座，7、防水密封垫，8、跟踪电机，9、轴承，10、上密封板，11、拉力支撑条，12、跟踪支撑盘，13、配重块，14、导向滑块，15、角度调节支撑组件，16、调节支撑柱，17、固定柱，18、铰接滑座，19、太阳能集热器支撑板，20、太阳能集热器，21、太阳光角度监测传感器，22、轴承，23、导向套，24、固定套座，25、圆柱固定套，26、环形滑槽，27、内滑座，28、内滑轨，29、辅助齿轮，30、驱动齿轮，31、导向柱，32、滑动块，33、锁紧爪，34、锁紧气缸，35、转动导向槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种高效太阳能集热器，其包括底座安装组件、转动导向组件、跟踪电机8、角度调节支撑组件、调节支撑柱16、固定柱17、铰接滑座18、太阳能集热器支撑板19、太阳能集热器20和太阳角度监测组件和控制器，其特征在于，

所述转动导向组件固定连接设置在所述底座安装组件的上端；

所述角度调节支撑组件固定设置在所述转动导向组件上，且带动所述转动导向组件的跟踪支撑盘12相对于所述底座安装组件在水平面内转动；

所述角度调节支撑组件的输出摆动端连接所述调节支撑柱16，所述调节支撑柱16的上端铰接设置在所述太阳能集热器支撑板19上；

所述跟踪支撑盘12上还固定设置有竖直的固定柱17，所述固定柱17的顶部铰接设置有所述铰接滑座18；

所述太阳能集热器支撑板19可滑动的支撑设置在所述铰接滑座18内；

所述太阳能集热器支撑板19上固定设置有所述太阳能集热器20；

所述太阳能集热器支撑板19的下端部设置有始终保持竖直方向的太阳角度监测组件；

所述角度调节组件的驱动器、转动导向组件的驱动器和太阳能角度检测组件均与所述控制器连接。

在本实施例中，所述底座安装组件包括安装座1、基座2、加强杆3、安装板4、连接座板5、电机座6、防水密封垫7和上密封板9，其中，所述安装座1的上端中心连接固定设置有基座2，所述基座2的顶部固定设置有安装板4，所述安装板4与所述安装座1之间还设置有多个倾斜的加强杆3，所述安装板4的上端支撑设置有所述连接座板5，所述连接座板5的上端支撑设置有所述上密封板10，所述安装板、连接座板和上密封板之间采用螺栓连接在一起，所述连接座板的中心通孔内设置有电机座6，所述电机座6内固定设置有跟踪电机8，所述上密封板的中心通孔内设置有轴承9，所述跟踪电机的输出轴采用轴承支撑且向上延伸连接至所述角度调节支撑组件，以便驱动所述角度调节支撑组件在水平面内转动，安装板与跟踪电机之间、上密封板与跟踪电机之间均设置有防水密封垫7。

所述转动导向组件包括拉力支撑条11、导向滑块14和跟踪支撑盘12，其中，所述上密封板10上的四周阵列设置有多个向上延伸的拉力支撑条11，所述拉力支撑条11的上端设置有导向滑块14，所述跟踪支撑盘上的偏心位置设置有转动导向槽35，转动导向槽35内设置有导向套23，所述导向滑块14在所述转动导向套23内导向转动，以便使得所述导向滑块对所述角度调节支撑组件的跟踪支撑盘的水平转动进行导向。

其中，所述跟踪支撑盘的一侧设置有配重块13。所述拉力支撑条11为弧形结构的弹性钢制成。所述太阳角度监测组件包括太阳光角度监测传感器21、轴承22和竖直杆，所述轴承22的内圈设置在所述太阳能集热器支撑板的下端侧壁上，所述竖直杆的上端连接在所述轴承外圈上，所述竖直杆的下端连接至所述太阳能角度监测传感器21上。

如图2，所述角度调节支撑组件包括固定套座24、圆柱固定套25、内滑座27、内滑轨28、导向柱31和滑动块32，其中，所述圆柱固定套25固定设置在所述固定套座24上，所述固定套座24固定设置在所述跟踪支撑盘上，所述圆柱固定套上设置有圆形的环形滑槽26，所述调节支撑柱上设置有所述滑动块32，所述滑动块32在所述环形滑槽内滑动配合，所述圆柱固定套的两端设置有端盖，所述圆柱固定套内部还同轴设置有固定在端盖上的内滑轨28，所述内滑座27在所述内滑轨上滑动配合，所述内滑座27固定在所述调节支撑柱的端部，所述内滑轨上还设置有内滑槽，所述内滑座上设置有多个导向柱31，所述导向柱31在所述内滑槽内配合滑动，所述内滑座为环形结构，且所述内滑座的环形内弧面上设置有驱动齿，所述内滑座通过所述驱动齿与齿轮组件传动连接。

所述齿轮组件包括固定在端盖上的两个辅助齿轮29和一个驱动齿轮30，所述驱动齿轮30以及辅助齿轮29均与所述驱动齿啮合传动，且所述驱动齿轮设置在两个辅助齿轮之间，所述驱动齿轮与调节角度的步进电机连接。

所述内滑座的内侧还设置有与所述驱动齿锁紧配合的锁紧爪33，所述锁紧爪33由锁紧气缸34驱动摆动以便使得所述锁紧爪的爪端锁紧所述驱动齿的动作。

本发明的高效太阳能集热器，可以实时的跟踪太阳的角度，实现对太阳的自动跟踪，提高集热器的集热效率，同时，本发明不仅可以实现水平方向上的转动，而且，还可以实现倾斜角度的调节，倾斜角度调节利用步进电机调节，调节起来更加平稳、可靠，此外，本发明的太阳光角度监测传感器利用轴承的安装，可以使得太阳光角度监测传感器始终竖直方向设置，提高太阳能角度监测的准确性，实现最大化的对太阳能进行吸收集热。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高效太阳能集热器，其包括底座安装组件、转动导向组件、跟踪电机、角度调节支撑组件、调节支撑柱、固定柱、铰接滑座、太阳能集热器支撑板、太阳能集热器和太阳角度监测组件和控制器，其特征在于，

所述转动导向组件固定连接设置在所述底座安装组件的上端；

所述角度调节支撑组件固定设置在所述转动导向组件上，且带动所述转动导向组件的跟踪支撑盘相对于所述底座安装组件在水平面内转动；

所述角度调节支撑组件的输出摆动端连接所述调节支撑柱，所述调节支撑柱的上端铰接设置在所述太阳能集热器支撑板上；

所述跟踪支撑盘上还固定设置有竖直的固定柱，所述固定柱的顶部铰接设置有所述铰接滑座；

所述太阳能集热器支撑板可滑动的支撑设置在所述铰接滑座内；

所述太阳能集热器支撑板上固定设置有所述太阳能集热器；

所述太阳能集热器支撑板的下端部设置有始终保持竖直方向的太阳角度监测组件；

所述角度调节组件的驱动器、转动导向组件的驱动器和太阳能角度检测组件均与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述底座安装组件包括安装座、基座、加强杆、安装板、连接座板、电机座、防水密封垫和上密封板，其中，所述安装座的上端中心连接固定设置有基座，所述基座的顶部固定设置有安装板，所述安装板与所述安装座之间还设置有多个倾斜的加强杆，所述安装板的上端支撑设置有所述连接座板，所述连接座板的上端支撑设置有所述上密封板，所述安装板、连接座板和上密封板之间采用螺栓连接在一起，所述连接座板的中心通孔内设置有电机座，所述电机座内固定设置有跟踪电机，所述上密封板的中心通孔内设置有轴承，所述跟踪电机的输出轴采用轴承支撑且向上延伸连接至所述角度调节支撑组件，以便驱动所述角度调节支撑组件在水平面内转动。

3.根据权利要求1所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述转动导向组件包括拉力支撑条、导向滑块和跟踪支撑盘，其中，所述上密封板上的四周阵列设置有多个向上延伸的拉力支撑条，所述拉力支撑条的上端设置有导向滑块，所述跟踪支撑盘上的偏心位置设置有转动导向槽，转动导向槽内设置有导向套，所述导向滑块在所述转动导向套内导向转动，以便使得所述导向滑块对所述角度调节支撑组件的跟踪支撑盘的水平转动进行导向。

4.根据权利要求3所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述跟踪支撑盘的一侧设置有配重块。

5.根据权利要求3所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述拉力支撑条为弧形结构的弹性钢制成。

6.根据权利要求3所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述太阳角度监测组件包括太阳光角度监测传感器、轴承和竖直杆，所述轴承的内圈设置在所述太阳能集热器支撑板的下端侧壁上，所述竖直杆的上端连接在所述轴承外圈上，所述竖直杆的下端连接至所述太阳能角度监测传感器上。

7.根据权利要求3所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述角度调节支撑组件包括固定套座、圆柱固定套、内滑座、内滑轨、导向柱和滑动块，其中，所述圆柱固定套固定设置在所述固定套座上，所述固定套座固定设置在所述跟踪支撑盘上，所述圆柱固定套上设置有圆形的环形滑槽，所述调节支撑柱上设置有所述滑动块，所述滑动块在所述环形滑槽内滑动配合，所述圆柱固定套的两端设置有端盖，所述圆柱固定套内部还同轴设置有固定在端盖上的内滑轨，所述内滑座在所述内滑轨上滑动配合，所述内滑座固定在所述调节支撑柱的端部，所述内滑轨上还设置有内滑槽，所述内滑座上设置有多个导向柱，所述导向柱在所述内滑槽内配合滑动，所述内滑座为环形结构，且所述内滑座的环形内弧面上设置有驱动齿，所述内滑座通过所述驱动齿与齿轮组件传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述齿轮组件包括固定在端盖上的两个辅助齿轮和一个驱动齿轮，所述驱动齿轮以及辅助齿轮均与所述驱动齿啮合传动，且所述驱动齿轮设置在两个辅助齿轮之间，所述驱动齿轮与调节角度的步进电机连接。

9.根据权利要求3所述的一种高效太阳能集热器，其特征在于：所述内滑座的内侧还设置有与所述驱动齿锁紧配合的锁紧爪，所述锁紧爪由锁紧气缸驱动摆动以便使得所述锁紧爪的爪端锁紧所述驱动齿的动作。