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    反射 镜追日 双向 棘轮 机构
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410134150.1

    申请日:

    2014.04.03

    公开号:

    CN103884116A

    公开日:

    2014.06.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||文件的公告送达IPC(主分类):F24J 2/38收件人:张福隆文件名称:手续合格通知书|||著录事项变更IPC(主分类):F24J 2/38变更事项:申请人变更前:张福隆变更后:张福隆变更事项:地址变更前:300318 天津市南开区霞光道翠湖花园B座2063变更后:300210 天津市河西区南北大街长泰公寓3-3-203|||实质审查的生效IPC(主分类):F24J 2/38申请日:20140403|||公开
    IPC分类号: F24J2/38(2014.01)I 主分类号: F24J2/38
    申请人: 张福隆
    发明人: 张福隆
    地址: 300318 天津市南开区霞光道翠湖花园B座2063
    优先权:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410134150.1

    授权公告号:

    ||||||||||||

    法律状态公告日:

    2015.10.14|||2015.03.25|||2015.02.04|||2014.07.16|||2014.06.25

    法律状态类型:

    授权|||文件的公告送达|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    反射镜追日的双向棘轮机构,太阳能光热利用领域,具有反射镜的聚射式太阳能集热器的追日机构。聚射式太阳能集热器半个世纪未能广泛使用,是由于追日机构昂贵、笨重,双向棘轮机构提供了经济简单的反射镜追日功能。使用聚射式太阳能集热器冬季受热管受到的照射强度,是传统直射式太阳能集热器夏季受热管受到照射强度的三倍,因此开创了太阳能集热器用于采暖的新领域。反射镜端面呈长方形,可紧密的排列在建筑物屋顶和立墙,形成建筑物的外遮阳,节省夏季屋顶、墙体向室内传热这个空调的主要能耗。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  反射镜追日的双向棘轮机构,具有反射镜的聚射式太阳能集热器的一种追日机构,其特征是两套结构相同的追日机构,对称的安装在抛物柱形反射镜(1)的两端,支撑反射镜(1)及受热管(2),并同时驱动反射镜(1)追日,每套机构内部按运动状态分为三部分,静止、摆动和步进转动,
    静止部分,支撑和防止反射镜(1)在风载下偶然转动,千斤座垫(22),固定千斤座(26),通过两棵千斤座螺栓(21)固定在支架斜撑(37)上,固定千斤座(26)中线上为3阶梯孔,孔径最大的部分靠近双向棘轮(27),内装固定千斤(23),在固定千斤簧(36)的作用下,固定千斤(23)顶端插入双向棘轮(27)的齿槽,固定千斤(23)尾端由固定千斤绳(35)牵引,经过固定千斤簧(36)的中心,再经小孔通向逆滑轮(3)和顺滑轮(10),两棵止返销(25)一端嵌入固定千斤座(26)的对称位置,另一端在V形的逆千斤(24)、顺千斤(33)外棘爪下侧,
    摆动部分,将逆钢丝绳(30)顺钢丝绳(34)的拉动转化为,摆板(32)以轴(9)为圆心逆、顺时针的双向摆动,摆板(32)上端对称的两孔,一个孔挂逆钢丝绳(30)和返程弹簧(28),另一个孔挂顺钢丝绳(34)和返程弹簧(28),逆千斤(24),顺千斤(33)均呈V字形,中间有园柱插入摆板(32)下端对称的两孔中,接近中心线的内端棘爪在步进千斤簧(38)的作用下,插入双向棘轮(27)齿槽,用于推动双向棘轮(27)的步进,在摆动中,运动方向一侧千斤的外端棘爪,在静止的止返销(25)的作用下,使千斤转动,棘爪脱离双向棘轮(27),即在步进运动时双向棘轮机构瞬时成为单向机构,完成步进,
    步进转动部分,扇形的双向棘轮(27)通过三棵棘轮螺栓(29)与反射镜接板(8)固定在一起,反射镜接板(8)与反射镜(1)端面钢架及镜辐(4)通过螺栓或焊接固定在一起,在逆千斤(24)或顺千斤(33)的推动下,以轴(9)为中心可正反方向步进转动,使反射镜(1)步进追日。

    说明书

    说明书反射镜追日的双向棘轮机构
    (一)技术领域:
    太阳能光热利用,具有反射镜的聚射式太阳能集热器的追日构件。
    (二)背景技术:
    目前所有的民用太阳能光热利用产品均为直射式,不具备对太阳光的聚集功能。冬季太阳光弱,气温低,直射式无法在光热转化元件上产生高温,由于传热率与温差成正比,致使传统直射式太阳能集热器在全国大部分地区,冬季无法正常工作,已延续半个世纪无重大突破。
    夏季太阳对建筑物的直射,使墙体70度的高温不断向室内传热,这是空调电耗的主要部分。目前尚无为空调节能而设置的,建筑物大面积的外遮阳设施,并与太阳能利用相结合。
    (三)发明内容:
    1.要解决的技术问题:
    太阳能,能量巨大,但能量密度很低。反射镜是扩大太阳能收集面积最经济的方法,同时会将反射镜大面积的太阳光,集中起来射向面积小的受热管,使约十倍左右的直射光强,射向受热管形成高温光热转化。反射镜的使用是提高太阳能集热器热效率、冬季利用太阳能采暖、扩大太阳能的使用范围的唯一途径。约半个世纪反射镜没有形成在民用上的使用,皆因使用反射镜就必须使其具备追日功能,而这项功能的实现到目前为止,复杂、昂贵不可能在民用商品上使用,本发明提供一种简单、经济的反射镜追日技术方案,以实现高效的聚射式取代直射式,促使太阳能集热器的升级换代。
    2.技术方案:
    反射镜的追日是以步进的形式进行的,步进角以反射光不会射出受热管为极限,因此受热管的直径决定了步进角,满足上述条件的步进角为6度。
    两套结构相同的追日机构,对称的安装在抛物柱形反射镜1的两端,支撑反射镜1及受热管2,并同时驱动反射镜1追日。每套机构内部按运动状态分为三部分,静止、摆动和步进转动。从位置上说静止部分最靠近支架斜撑37,步进转动部分最靠近反射镜1的端面,摆动部分居于中间。
    静止部分,支撑和防止反射镜1在风载下偶然转动,千斤座垫22,固定千斤座26,通过两棵千斤座螺栓21固定在支架斜撑37上,固定千斤座26中线上为3阶梯孔,孔径最大的部分靠近双向棘轮27,内装固定千斤23,在固定千斤簧36的作用下,固定千斤23顶端插入双向棘轮27的齿槽,固定千斤23尾端由固定千斤绳35牵引,经过固定千斤簧36的中心,再经小孔通向逆滑轮3和顺滑轮10,两棵止返销25一端嵌入固定千斤座26的对称位置,另一端在V形的逆千斤24、顺千斤25外侧棘爪下方。
    摆动部分,将逆钢丝绳30、顺钢丝绳34的拉动转化为,摆板32以轴9为圆心逆、顺时针的双向摆动,摆板32上端两侧对称的两孔,一个孔挂逆钢丝绳30和返程弹簧28,另一个孔挂顺钢丝绳34和返程弹簧28,逆千斤24,顺千斤33均呈V字形,中间有园柱插入摆板32下端对称的两孔中,靠近中心线的内侧棘爪在步进千斤簧38的作用下,插入双向棘轮27的齿槽,用于推动双向棘轮27的步进,在摆动中,运动方向一侧千斤的外侧棘爪在静止的止返销25作用下,使千斤转动,内侧棘爪脱离双向棘轮27,即在步进运动时双向棘轮机构瞬时成为单向机构,完成步进。
    步进转动部分,扇形的双向棘轮27通过三棵棘轮螺栓29与反射镜接板8固定在一起,反射镜接板8与反射镜1端面钢架及镜辐4通过螺栓或焊接固定在一起,在逆千斤24或顺千斤33的推动下,以轴9为中心可正、反方向步进转动,使反射镜1步进追日。
    3.有益效果:
    要扩大对太阳能的利用,就要扩大接收面积,使用反射镜接收太阳能较现用的真空管式、平板式要经济许多,而且安装便捷坚固耐用。
    反射镜对太阳光的聚集作用,使受热管的受照强度十倍于(反射镜宽度与受热管直径比)太阳光的直射。冬季太阳光强约为夏季的三分之一,就是说使用反射镜,即使是冬季,受热管受到的照射强度,也是直射式夏季的三倍,这就给冬季利用太阳能采暖提供了热力学基础。
    反射镜的镜口端面为长方形,可紧密的排列在建筑物向阳面的外墙和屋顶,形成外遮阳,夏季气温在30至40度,而太阳直射的墙面温度可高达70度以上,所以夏季空调的电耗,主要消耗在降低墙面和屋顶向室内的传热上,反射镜的使用夏季可大幅降低空调的能耗,冬季又可采暖,这就大大降低对化石能源的消耗,降低雾霾的发 生。
    可与建筑一体化同设计、同施工,生产有太阳能利用系统的绿色建筑,也可对旧建筑逐步加装,进行绿色节能环保改造。
    (四)附图说明:
    说明书附图共两幅,图1为双向棘轮机构的局部详图,图2为聚射式太阳能集热器的总体外观侧视图,并选作摘要附图。
    附图中件号和表示的零件为:1.反射镜,2.受热管,3.逆滑轮,4.镜辐,5.光电池板支架,6.逆光电池板,7.顺光电池板,8.反射镜接板,9.轴,10.顺滑轮,11.逆电磁铁,12.顺电磁铁,20.支架接板,21.千斤座螺栓,22.千斤座垫,23.固定千斤,24.逆千斤,25.止返销,26.固定千斤座,27.双向棘轮,28返程弹簧,29.棘轮螺栓,30.逆钢丝绳,32.摆板,33.顺千斤,34.顺钢丝绳,35.固定千斤绳,36.固定千斤簧,37.支架斜撑,38.步进千斤簧,A为反射镜1过焦线的对称平面,B为过反射镜1直线边缘与A平面平行的平面。
    (五)具体实施方式:
    1.太阳能地热采暖器:
    反射镜1的端面钢架直接并通过镜辐4和反射镜接板8固定在一起。反射镜1焦线上的受热管2经转接件固定在轴9上。对称相同的支架斜撑37的底端,从反射镜1两侧由地脚螺栓安装在建筑物立墙或屋顶上。顶端焊接轴9。两棵千斤座螺栓21穿过千斤座垫22把固定千斤座26,紧固在支架斜撑37上。固定千斤座26内的固定千斤23,在固定千斤簧36的弹力作用下,插入双向棘轮27的齿槽,保证步进精度和防止风载使反射镜1意外转动。
    逆光电池板6和顺光电池板7用光电池板支架5固定在反射镜1的下两侧。
    上午太阳升高时,太阳光与地面的夹角大于A面、B面与地面的夹角,由于反射镜1的遮挡,逆光电池板6受照面积增加,顺光电池板7受照面积减少,逆光电池板6电压升高,启动逆电磁铁11吸引拉动逆滑轮3,逆滑轮3拉动固定千斤绳35从双向棘轮27的棘槽中拉出固定千斤23。此时逆钢丝绳30牵动摆板32做逆时针转动,由逆千斤24推动双向棘轮27,经棘轮螺栓29、反射镜接板8、镜辐4推动反射镜1逆时针向上追日。位置固定的止返销25挡住顺千斤33外侧棘爪,使其旋转,其内侧棘爪脱离双向棘轮27,机构成为单向棘轮机构,完成步进。步进后逆光电池6,受照 面积减少,电压降低,电路关闭,在返程弹簧28的拉动下,摆板32返程,顺千斤33放过双向棘轮27一齿,摆板32恢复为中间位置,为下一个步进做准备。
    下午太阳降低时,太阳光与地面的夹角小于A面、B面与地面的夹角,由于反射镜1的遮挡,顺光电池板7受照面积增加,逆光电池板6受照面积减少,顺光电池板7电压升高,启动顺电磁铁12吸引拉动顺滑轮10,顺滑轮10拉动固定千斤绳35从双向棘轮27的棘槽中拉出固定千斤23。此时顺钢丝绳34牵动摆板32做顺时针转动,由顺千斤33推动双向棘轮27,经棘轮螺栓29、反射镜接板8、镜辐4推动反射镜1顺时针向下追日。位置固定的止返销25挡住逆千斤24外侧棘爪,使其旋转,其内侧棘爪脱离双向棘轮27,机构成为单向棘轮机构,完成步进。步进后顺光电池板7,受照面积减少,电压降低,电路关闭,在弹簧28的拉动下,摆板32返程,逆千斤24放过双向棘轮27一齿,摆板32恢复中间位置,为下一个步进做准备。
    太阳能地热采暖器,由埋在室内地面下的盘管散热器、室外的本机(太阳光聚集吸收的光热转化设备,可一台或多台并联使用)、置于室内,外层保温的储水箱三部分组成。三部分的水平高度依次升高,三部分之间用管道串联,水为传热工质,热动力循环。作为防冻和节能措施,储水箱与受热管2之间的管道接入单向节流阀,在受热管2内加热后的水,流向储水箱时阀单向开启,是白天的工作状态,阴天或夜间储水箱向受热管2节流供水抗冻,在管道保温好的情况下,热损失很小,防冻可靠。
    2.窗罩式太阳能集热器:
    将本机安装在窗檐上方,由于冬、夏季太阳有47度的入射角变化,及反射镜1的追日运动,夏季反射镜1将阳光全部遮挡不会射入窗内,冬季丝毫不会影响太阳光对窗的照射,并可同样向室内提供热水和采暖。

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