CN210345936U - 悬摆式太阳能集热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了悬摆式太阳能集热装置，包括固定支架、太阳跟踪控制器，球面反射聚光镜、集热器，集热器上设有导热介质输入口和输出口，其特征在于：球面反射聚光镜固定安装在建筑基础上；固定支架的悬臂上固定有电动万向摆臂装置，太阳跟踪控制器安装在电动万向摆臂装置的上端，集热器固定在电动万向摆臂装置的下端；集热器位于球面反射聚光镜的焦点移动球面（太阳入射光线经球面反射镜反射后的即时焦点上）；本实用新型创新地采用聚光器（球面反射聚光镜）不动和集热器万向运动的技术构思，球面反射聚光镜固定安装在建筑基础上，抗风能力强，安全牢固，安装简单，安装成本低，在实际应用中的性价比高，适合商业化大规模应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能的运用领域，具体是悬摆式太阳能集热装置。
背景技术
目前，太阳能光热技术主要问题是，制造成本高，运维成本高，设备安装成本高，设备抗风安全性差；槽式和塔式的反射镜悬挂在支架上，风阻大，抗风性能差，真空管太阳能热水器在北方冬季适应性很差。因以上太阳能光热技术问题，现有太阳能光热设备在实际应用中性价比不高，无法商业化大规模应用。
发明内容
本实用新型提出悬摆式太阳能集热装置，采用聚光器不动和集热器运动的技术构思，反射式聚光器固定安装在建筑基础上，抗风能力极强，安全牢固，安装简单，安装成本低；本实用新型特别适合安装在房前屋顶，能大规模应用在太阳能与城镇住宅结合上，更适合极寒冷地区的供暖供热。
为达到目的，本实用新型的技术方案为：悬摆式太阳能集热装置，包括固定支架、太阳跟踪控制器，球面反射聚光镜、集热器，集热器上设有导热介质输入口和输出口，其特征在于：球面反射聚光镜固定安装在建筑基础上；
固定支架的悬臂上固定有电动万向摆臂装置，太阳跟踪控制器安装在电动万向摆臂装置的上端，集热器固定在电动万向摆臂装置的下端；集热器位于球面反射聚光镜的焦点移动球面上；
电动万向摆臂装置的摆臂的摆动中心点与球面反射聚光镜的球心重合；
工作状态下，通过太阳跟踪控制器控制电动万向摆臂装置运动，控制集热器的位置，保证集热器始终位于太阳入射光线经球面反射镜反射后的即时焦点上。
对上述技术方案的进一步限定：球面反射镜在建筑基础上的固定安装有两种方式，直接把球面反射聚光镜用混泥土和钢筋预制在建筑基础上；或者，球面反射聚光镜固定在一个安装支座上，安装支座再与建筑基础固定连接。
对上述技术方案的再一步限定，电动万向摆臂装置的一种具体结构：包括第一涡轮减速电机、第二涡轮减速电机、摆臂，第一涡轮减速电机固定在固定支架的悬臂上，一个支撑轴套固定安装在固定支架的悬臂上，支撑轴套内通过轴承支撑有十字连接轴，十字连接轴的后端与第一涡轮减速电机的输出端同轴传动连接；十字连接轴的径向连接轴的两端固定安装有摆臂连接板，摆臂固定安装在摆臂连接板的下端，摆臂连接板的上端固定安装有配重连接杆；第二涡轮减速电机固定在其中一个摆臂连接板上，对应的径向连接轴的这端与第二涡轮减速电机的输出同轴传动连接；十字连接轴的交点就是摆臂的摆动中心点，十字连接轴的交点与所述球面反射聚光镜的球心重合；
第一涡轮减速电机及第二涡轮减速电机由太阳跟踪控制器控制工作与否；第一涡轮减速电机带动十字连接轴绕其轴线的自由旋转，从而带动摆臂在此方向上的摆动；第二涡轮减速电机带动摆臂在与十字连接轴的轴线垂直方向上的摆动；
所述的太阳跟踪控制器通过螺栓组件连接在配重连接杆的上端。
对本实用新型的进一步限定：固定支架上安装有避雷针。
本实用新型的有益效果是：本实用新型打破常规设计思路，创新地采用聚光器（球面反射聚光镜）不动和集热器万向运动的技术构思，球面反射聚光镜固定安装在建筑基础上，抗风能力强，安全牢固，安装简单，安装成本低，完全克服了现有球面反射聚光镜悬挂安装方式存在的风阻大、抗风性能差的缺陷；本实用新型的制造及运行成本与现有槽式、塔式太阳能光热设备相比降低了至少40%，本实用新型在实际应用中的性价比高，适合商业化大规模应用；本实用新型特别适合安装在房屋屋顶，能大规模应用在城镇住宅结合上，更适合极寒冷地区利用太阳能集热来供暖、供热。
附图说明
图1是本实用新型悬摆式太阳能集热装置的主视图。
图2是本实用新型悬摆式太阳能集热装置的右视图。
图3是本实用新型悬摆式太阳能集热装置的一种工作状态图。
图4是本实用新型中电动万向摆臂装置的主视图。
图5是本实用新型中电动万向摆臂装置的右视图。
图6是本实用新型中支撑轴套及十字连接轴的结构示意图。
图中所示：1. 固定支架、2.避雷针、3.太阳跟踪控制器、4. 电动万向摆臂装置、5.集热器、6. 球面反射聚光镜、7. 安装支座。
具体实施方式
下面，结合附图对本实用新型进一步详细描述；其中，涉及的太阳跟踪控制器是现有产品，例如：成都诱光科技有限公司生产的太阳跟踪控制器。
结合图1、图2及图3所示，描述本实用新型的一种具体实施方案：悬摆式太阳能集热装置，包括固定支架1、太阳跟踪控制器3，球面反射聚光镜6、集热器5，集热器5上设有导热介质输入口和输出口，球面反射聚光镜6固定在一个安装支座7上，安装支座再与建筑基础固定连接；
固定支架的悬臂1-1上固定有电动万向摆臂装置4，太阳跟踪控制器3安装在电动万向摆臂装置4的上端，集热器5固定在电动万向摆臂装置的下端；集热器5位于球面反射聚光镜6的焦点移动球面上；
电动万向摆臂装置4的摆臂的摆动中心点与球面反射聚光镜6的球心重合；
工作状态下，通过太阳跟踪控制器3控制电动万向摆臂装置4运动，控制集热器5的位置，保证集热器5始终位于太阳入射光线经球面反射镜反射后的即时焦点上（随着太阳入射光线的角度变化，多个即时焦点形成的球面就是球面反射聚光镜6的焦点移动球面）。
如图3所示，太阳入射光线倾斜照射在球面反射聚光镜6上，表达了集热器5随着电动万向摆臂装置4运动的即时位置。
本实用新型中，球面反射聚光镜6可以直接用混泥土和钢筋预制在建筑基础上，图1、图2中所示的安装支座7并不是必需的。
如图1所示，固定支架1上安装有避雷针2，以保证不被雷击。
如图4、图5及图6所示，电动万向摆臂装置的一种具体结构：包括第一涡轮减速电机4-1、第二涡轮减速电机4-4、摆臂4-7，第一涡轮减速电机4-1固定在固定支架的悬臂1-1上，一个支撑轴套4-2固定安装在固定支架的悬臂1-1上，支撑轴套4-2内通过轴承4-2-1支撑有十字连接轴4-3，十字连接轴的后端4-3-2与第一涡轮减速电机4-1的输出端同轴传动连接；十字连接轴4-3的径向连接轴4-3-1的两端固定安装有摆臂连接板4-6，摆臂4-7固定安装在摆臂连接板4-6的下端，摆臂连接板的上端固定安装有配重连接杆4-5；第二涡轮减速电机4-4固定在其中一个摆臂连接板上，对应的径向连接轴4-3-1的这端与第二涡轮减速电机4-4的输出同轴传动连接；十字连接轴的交点X（径向连接轴4-3-1的中心线与十字连接轴4-3的轴向中心线的交点）就是摆臂4-7的摆动中心点，十字连接轴的交点X与所述球面反射聚光镜6的球心重合；
第一涡轮减速电机4-1及第二涡轮减速电机4-4由太阳跟踪控制器3控制工作与否；第一涡轮减速电机4-1带动十字连接轴4-3绕其轴线的自由旋转，从而带动摆臂4-7在此方向上的摆动；第二涡轮减速电机4-4带动摆臂在与十字连接轴4-3的轴线垂直方向上的摆动；
所述的太阳跟踪控制3器通过螺栓组件连接在配重连接杆4-5的上端。
本实用新型中，电动万向摆臂装置可以采用图4-图6所示的电动万向摆臂装置，也可以是现有技术中对该领域技术人员来说能实施的其它任何结构。
在本实用新型中，提出的附件技术特征是可以随意组合的。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述实施例公开的细节，在不背离本实用新型的技术构思下所作的简单组合、等同替换、进一步改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.悬摆式太阳能集热装置，包括固定支架、太阳跟踪控制器，球面反射聚光镜、集热器，集热器上设有导热介质输入口和输出口，其特征在于：球面反射聚光镜固定安装在建筑基础上；
固定支架的悬臂上固定有电动万向摆臂装置，太阳跟踪控制器安装在电动万向摆臂装置的上端，集热器固定在电动万向摆臂装置的下端；集热器位于球面反射聚光镜的焦点移动球面上；
电动万向摆臂装置的摆臂的摆动中心点与球面反射聚光镜的球心重合；
工作状态下，通过太阳跟踪控制器控制电动万向摆臂装置运动，控制集热器的位置，保证集热器始终位于太阳入射光线经球面反射镜反射后的即时焦点上。
2.根据权利要求1所述的悬摆式太阳能集热装置，其特征在于，球面反射镜在建筑基础上的固定安装有两种方式：直接把球面反射聚光镜用混泥土和钢筋预制在建筑基础上；或者，球面反射聚光镜固定在一个安装支座上，安装支座再与建筑基础固定连接。
3.根据权利要求2所述的悬摆式太阳能集热装置，其特征在于，所述电动万向摆臂装置的一种具体结构：包括第一涡轮减速电机、第二涡轮减速电机、摆臂，第一涡轮减速电机固定在固定支架的悬臂上，一个支撑轴套固定安装在固定支架的悬臂上，支撑轴套内通过轴承支撑有十字连接轴，十字连接轴的后端与第一涡轮减速电机的输出端同轴传动连接；十字连接轴的径向连接轴的两端固定安装有摆臂连接板，摆臂固定安装在摆臂连接板的下端，摆臂连接板的上端固定安装有配重连接杆；第二涡轮减速电机固定在其中一个摆臂连接板上，对应的径向连接轴的这端与第二涡轮减速电机的输出同轴传动连接；十字连接轴的交点就是摆臂的摆动中心点，十字连接轴的交点与所述球面反射聚光镜的球心重合；
第一涡轮减速电机及第二涡轮减速电机的转动由太阳跟踪控制器控制；第一涡轮减速电机带动十字连接轴绕其轴线的自由旋转，从而带动摆臂在此方向上的摆动；第二涡轮减速电机带动摆臂在与十字连接轴的轴线垂直方向上的摆动；
所述的太阳跟踪控制器通过螺栓组件连接在配重连接杆的上端。
4.根据权利要求3所述的悬摆式太阳能集热装置，其特征在于：固定支架上安装有避雷针。
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