專(zhuān)利名稱(chēng)：一種太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器。
技術(shù)背景
蒸汽發(fā)生器，顧名思義，就是通過(guò)加熱方式將水從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的熱交換設(shè)備。 根據(jù)工作方式的不同，蒸汽發(fā)生器可分為直流式蒸汽發(fā)生器和飽和蒸汽發(fā)生器兩種。直流 式蒸汽發(fā)生器可以產(chǎn)生具有一定壓力的過(guò)熱蒸汽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)含量較高。飽和蒸汽發(fā) 生器因?yàn)樾枰蛛x器、干燥器等輔助設(shè)備的支持，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，故障率較高。傳 統(tǒng)蒸汽發(fā)生器無(wú)論是直流式蒸汽發(fā)生器還是飽和式蒸汽發(fā)生器，一般都是通過(guò)燃燒煤炭或 石油的加熱方式來(lái)產(chǎn)生熱量，并通過(guò)熱交換方式最終獲得蒸汽，因此熱能利用率較低，而且 煤炭燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵和煙氣，極易造成環(huán)境污染。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)上述不足提供一種結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，污染 少，且使用及維護(hù)成本低的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括開(kāi)口朝向太陽(yáng)的 內(nèi)球面反光鏡，內(nèi)球面反光鏡內(nèi)壁上安裝有通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)支架，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上通 過(guò)轉(zhuǎn)軸與擺臂中部鉸接在一起，擺臂靠近內(nèi)球面反光鏡的一端固設(shè)有蒸發(fā)球，蒸發(fā)球繞轉(zhuǎn) 軸俯仰的中心與內(nèi)球面反光鏡的球心重合，擺臂上安裝有與蒸發(fā)球內(nèi)腔連通的進(jìn)水管和出 氣管，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上安裝有驅(qū)動(dòng)擺臂俯仰移動(dòng)的俯仰機(jī)構(gòu)，擺臂上還安裝有感應(yīng)太陽(yáng)光直射 信號(hào)的光線(xiàn)傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上安裝有與光線(xiàn)傳感器電連接的控制器，控制器根據(jù)光線(xiàn)傳 感器的信號(hào)控制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并使蒸發(fā)球中心在內(nèi)球面反光鏡所包含的1/2 半徑球面軌跡上移動(dòng)。
本結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器是通過(guò)球面聚焦加熱和實(shí)時(shí)追蹤加熱結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié) 構(gòu)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，污染少，且使用及維護(hù)成本低的。
球面聚焦加熱結(jié)構(gòu)主要包括開(kāi)口朝向太陽(yáng)設(shè)置的內(nèi)球面反光鏡，內(nèi)球面反光鏡內(nèi) 壁上通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)支架，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上通過(guò)轉(zhuǎn)軸鉸接有擺臂，擺臂靠近內(nèi)球面反 光鏡的一端固設(shè)有蒸發(fā)球。轉(zhuǎn)動(dòng)支架和擺臂的主要作用是支撐蒸發(fā)球，擺臂上設(shè)有與蒸發(fā) 球內(nèi)腔連通的進(jìn)水管和出氣管，這樣，就可以通過(guò)進(jìn)水管向蒸發(fā)球內(nèi)供水，并通過(guò)出氣管將 蒸汽輸出。蒸發(fā)球的球心位于內(nèi)球面反光鏡的1/2半徑球面軌跡上，也就是說(shuō)，蒸發(fā)球的外 表面位于內(nèi)球面反光鏡1/2半徑附近。當(dāng)太陽(yáng)光沿內(nèi)球面反光鏡球心至蒸發(fā)球球心方向照 射內(nèi)球面反光鏡時(shí)，照射到內(nèi)球面反光鏡內(nèi)壁不同位置上的太陽(yáng)光線(xiàn)都會(huì)發(fā)生反射，而且 大部分反射光線(xiàn)都會(huì)向穿過(guò)內(nèi)球面反光鏡球心太陽(yáng)光與內(nèi)球面反光鏡所包含1/2半徑球 形軌跡的交點(diǎn)方向反射，而蒸發(fā)球球心與該交點(diǎn)重合，因此，照射到內(nèi)球面反光鏡的絕大部 分反射光線(xiàn)都會(huì)射向蒸發(fā)球外壁，這樣就起到了聚焦加熱的作用，使太陽(yáng)光能量迅速聚集 到蒸發(fā)球，也就起到了快速加熱蒸發(fā)球內(nèi)自來(lái)水的作用。內(nèi)球面反光鏡的半徑越大，聚焦的3太陽(yáng)能越多，其聚焦加熱效果越好，可以使蒸發(fā)球內(nèi)自來(lái)水快速蒸發(fā)成蒸汽。
實(shí)時(shí)追蹤加熱結(jié)構(gòu)主要包括安裝在擺臂遠(yuǎn)離蒸發(fā)球一端的光線(xiàn)傳感器和安裝在 轉(zhuǎn)動(dòng)支架上的俯仰機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上還安裝有與光線(xiàn)傳感器電連接的控制器，還包括安裝 在轉(zhuǎn)動(dòng)支架和內(nèi)球面反光鏡之間的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。光線(xiàn)傳感器的主要作用是實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)光照 射的方位和偏離角度，并將該信號(hào)傳遞給控制器，控制器將根據(jù)該信號(hào)的信息控制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)做出相應(yīng)動(dòng)作。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是在控制器控制下，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支架繞轉(zhuǎn) 動(dòng)軸心線(xiàn)做正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就在擺臂不動(dòng)的情況下，使蒸發(fā)球球心在內(nèi)球面反光鏡 1/2半徑圓的平面軌跡內(nèi)移動(dòng)。同樣道理，俯仰機(jī)構(gòu)的主要作用是在控制器控制下，驅(qū)動(dòng)擺 臂繞轉(zhuǎn)軸做上仰移動(dòng)或下俯移動(dòng)，這樣就在轉(zhuǎn)動(dòng)支架靜止的情況下，使蒸發(fā)球球心在內(nèi)球 面反光鏡1/2半徑圓的平面軌跡內(nèi)移動(dòng)。所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制蒸發(fā)球移動(dòng)的平面軌跡與俯 仰機(jī)構(gòu)控制蒸發(fā)球移動(dòng)的平面軌跡是互相垂直的，也就是說(shuō)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制蒸發(fā)球在 水平平面軌跡內(nèi)移動(dòng)，則俯仰機(jī)構(gòu)就控制蒸發(fā)球在豎直平面軌跡內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)控制器同時(shí)控 制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)球移動(dòng)時(shí)，蒸發(fā)球球心將在所述內(nèi)球面反光鏡所包含內(nèi)球 面反光鏡1/2半徑限定的球形軌跡上移動(dòng)，也就是說(shuō)，控制器在獲得光線(xiàn)傳感器的感應(yīng)信 號(hào)后，可以控制蒸發(fā)球球心與內(nèi)球面反光鏡球心連線(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤太陽(yáng)光光線(xiàn)并與太陽(yáng)光光線(xiàn) 在最短的時(shí)間內(nèi)保持平行，這樣就實(shí)現(xiàn)了使蒸發(fā)球?qū)崟r(shí)被太陽(yáng)光的反射光線(xiàn)聚焦加熱的目 的，大大提高了蒸汽產(chǎn)生效率。
作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與內(nèi)球面反光鏡固接的滑座，滑座中部固 設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線(xiàn)同軸設(shè)置的滑筒，滑座上設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)支架固接的轉(zhuǎn)盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)外周均布有 輪齒，轉(zhuǎn)盤(pán)中部固接有插入滑筒內(nèi)的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒和滑筒間安裝有軸承，滑座上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)電 機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)與控制器電連接，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪。
該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是通過(guò)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支架動(dòng)作的?；闹饕饔檬侵?撐轉(zhuǎn)盤(pán)，滑座上固接的滑筒可以為轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行限位，可有效保證轉(zhuǎn)筒和滑筒同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn) 筒和滑筒間的軸承可以使轉(zhuǎn)筒相對(duì)滑筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)更順暢，控制起來(lái)更快速。轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn) 動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使傳動(dòng)更精密，有助于提高控制精度。在白天當(dāng)太陽(yáng)升起并不斷 向西移動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)在控制器控制下正轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤(pán)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支架同角度轉(zhuǎn) 動(dòng)，這樣，蒸發(fā)球?qū)⒃谵D(zhuǎn)動(dòng)支架的轉(zhuǎn)動(dòng)力下同角度轉(zhuǎn)動(dòng)，直到蒸發(fā)球球心與內(nèi)球面反光鏡球 心連線(xiàn)與太陽(yáng)光管線(xiàn)平行。當(dāng)太陽(yáng)下落后，控制器將控制轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)并到達(dá)初始位置，第 二天開(kāi)始時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程，并根據(jù)光線(xiàn)傳感器的實(shí)際信號(hào)實(shí)時(shí)修正蒸發(fā)球的移動(dòng)軌跡，以 保證蒸發(fā)球球心與內(nèi)球面反光鏡球心連線(xiàn)在不同季節(jié)都與太陽(yáng)光光線(xiàn)平行。
作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上的俯仰電機(jī)，俯仰電機(jī) 與控制器電連接，俯仰電機(jī)的輸出軸上安裝有線(xiàn)輥，線(xiàn)輥上纏繞有拉繩，拉繩末端與擺臂遠(yuǎn) 離蒸發(fā)球的一端連接在一起。
本實(shí)施例是通過(guò)收縮和釋放拉繩方式來(lái)控制擺臂繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。將俯仰電機(jī)設(shè)置 在轉(zhuǎn)動(dòng)支架上，俯仰電機(jī)與控制器的距離更短，控制更方便。俯仰電機(jī)輸出軸上安裝有線(xiàn) 輥，線(xiàn)輥與擺臂末端之間設(shè)置有拉繩，拉繩一端纏繞在線(xiàn)輥上，拉繩另一端與遠(yuǎn)離蒸發(fā)球的 擺臂端部固接在一起。當(dāng)太陽(yáng)升高時(shí)，俯仰電機(jī)在控制器控制下反轉(zhuǎn)以釋放拉繩，這樣，蒸 發(fā)球在重力下將下移，直到蒸發(fā)球球心與內(nèi)球面反光鏡球心連線(xiàn)與太陽(yáng)光管線(xiàn)平行。同樣 道理，當(dāng)太陽(yáng)降低時(shí)，控制器將控制轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)以拉緊拉繩，這樣，擺臂在拉繩拉動(dòng)下將翹起蒸發(fā)球，直到蒸發(fā)球球心與內(nèi)球面反光鏡球心連線(xiàn)與太陽(yáng)光光線(xiàn)平行，因此，可以使蒸 發(fā)球時(shí)時(shí)被太陽(yáng)光反射光線(xiàn)聚焦加熱。
作為改進(jìn)，內(nèi)球面反光鏡和滑座之間還固接有固定支架。
在滑座和內(nèi)球面反光鏡之間設(shè)置固定支架，可以起到抬高轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用，這樣 就相對(duì)減少了轉(zhuǎn)動(dòng)支架沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線(xiàn)的延伸長(zhǎng)度，使轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)支架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng) 支架在徑向上的晃動(dòng)更小，轉(zhuǎn)動(dòng)更穩(wěn)定，有助于本太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器穩(wěn)定運(yùn)行。
作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述蒸發(fā)球包括圓形或橢圓形球體，球體上部固設(shè)有與出氣 管連接的出氣口，球體上還固設(shè)有與進(jìn)水管連接的進(jìn)水口，球體外部套裝有夾持大半個(gè)球 體的罩筒，罩筒口部固設(shè)有將球體與罩筒內(nèi)腔卡緊在一起的限位環(huán)，球體外壁和罩筒內(nèi)壁 間填充有隔熱層，罩筒外壁上包裹有保溫層，罩筒底部與擺臂端部固接在一起。
本蒸發(fā)球的球體設(shè)計(jì)成圓形或橢圓形，當(dāng)太陽(yáng)光反射光線(xiàn)照射時(shí)將球體內(nèi)自來(lái)水 受熱更加均勻，有效避免一點(diǎn)加熱或一面加熱導(dǎo)致的壽命短及水垢快速形成問(wèn)題。球體外 部套裝有一端開(kāi)口的罩筒，罩筒開(kāi)口向下套裝在球體的上半部分及中下部的一小部分，這 樣既利用了太陽(yáng)反射光照射不到的球體上半部分，將罩筒與球體卡緊在一起，又將太陽(yáng)光 反射光線(xiàn)能夠照射到的球體下半部分充分暴露出來(lái)，有助于提高加熱效果。罩筒底部與擺 臂端部固接在一起，這樣通過(guò)罩筒可以方便驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)球移動(dòng)。罩筒口部固設(shè)有將球體卡緊 在罩筒內(nèi)腔中的限位環(huán)，可以使罩筒與球體連接更可靠。罩筒內(nèi)壁和球體外壁間填充的隔 熱層可以起到隔熱保溫的作用，可有效避免高溫蒸汽的熱量通過(guò)球體上半部分散出。罩筒 外部設(shè)置的保溫層可以進(jìn)一步提高保溫效果。
作為改進(jìn)，所述球體內(nèi)固設(shè)有與進(jìn)水口連通的延長(zhǎng)管，延長(zhǎng)管出水端位于球體底 部。
在蒸發(fā)球球體內(nèi)設(shè)置與進(jìn)水口連接的延長(zhǎng)管，可以使自來(lái)水進(jìn)入球體時(shí)能夠沿延 長(zhǎng)管流動(dòng)。將延長(zhǎng)管出水端設(shè)置到球體內(nèi)腔底部，不但可以使自來(lái)水進(jìn)入球體后能夠直接 進(jìn)入球體底部進(jìn)行加熱，還能有效避免蒸汽通過(guò)進(jìn)水口竄入進(jìn)水管內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了水汽分離，工作更可靠。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述球體裸露外壁上均布有凹凸點(diǎn)。
在蒸發(fā)球球體外壁上設(shè)置凹凸點(diǎn)可以減少球體外壁對(duì)太陽(yáng)光反射光線(xiàn)的反射，有 助于提高加熱效率。
作為改進(jìn)，所述罩筒內(nèi)壁與球體對(duì)應(yīng)外壁之間固設(shè)有連接柱。
在罩筒和球體之間設(shè)置連接柱，可以在盡可能將球體和罩筒隔離的情況下，提高 罩筒與球體的連接強(qiáng)度，既保證了隔熱效果，又提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述球體內(nèi)壁下部均布有向球體中心延伸的加熱棒。
在球體內(nèi)壁上固設(shè)加熱棒，可以增大球體與球體內(nèi)熱水的接觸面積，有助于提高 球體的吸熱效率和散熱效率，可以起到提高蒸汽產(chǎn)生效率的作用。
綜上所述，采用這種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，污染少，且使 用及維護(hù)成本低，適合在各種蒸汽需求場(chǎng)合使用，尤其適合在光照充足的地區(qū)使用。


結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為蒸發(fā)球的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為蒸汽發(fā)生器在太陽(yáng)光線(xiàn)小角度照射時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為蒸汽發(fā)生器在太陽(yáng)光線(xiàn)大角度照射時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖1的A部放大圖； 圖6為圖4的俯視圖。
圖中5為內(nèi)球面反光鏡，6為轉(zhuǎn)筒，7為控制器，8為轉(zhuǎn)軸，9為擺臂，10為蒸發(fā)球， 11為進(jìn)水管，12為出氣管，13為滑座，14為滑筒，15為轉(zhuǎn)盤(pán)，16為轉(zhuǎn)動(dòng)支架，17為光線(xiàn)傳感 器，18為軸承，19為轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，20為轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，21為俯仰電機(jī)，22為線(xiàn)輥，23為拉繩，M為固 定支架，25為球體，26為罩筒，27為限位環(huán)，觀為隔熱層，四為保溫層，30為延長(zhǎng)管，31為 凹凸點(diǎn)，32為配重塊，33為吊臂，34為連接柱，35為加熱棒。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器包括一端開(kāi)口的內(nèi)球面反光鏡5，內(nèi)球面反光鏡 5的內(nèi)壁為1/4球面，內(nèi)球面反光鏡5的口部斜向上設(shè)置，且內(nèi)球面反光鏡5內(nèi)壁底部與水 平面相切設(shè)置，內(nèi)球面反光鏡5內(nèi)壁側(cè)部與豎直面相切設(shè)置。內(nèi)球面反光鏡5底部固設(shè)有 豎直設(shè)置的固定支架M，固定支架M朝向內(nèi)球面反光鏡5的球心方向延伸，固定支架M頂 部固定安裝有滑座13，滑座13為水平設(shè)置的圓板，滑座13水平面中部固設(shè)有滑筒14，滑筒 14為上下貫通的圓管。如圖5所示，滑座13上端面上設(shè)有轉(zhuǎn)盤(pán)15，轉(zhuǎn)盤(pán)15中部固設(shè)有插 入滑筒14內(nèi)的轉(zhuǎn)筒6，轉(zhuǎn)筒6與滑筒14之間安裝有軸承18，這樣，轉(zhuǎn)盤(pán)15和轉(zhuǎn)筒6就可以 相對(duì)滑座13和滑筒14轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)15為水平設(shè)置的圓盤(pán)，轉(zhuǎn)盤(pán)15圓周上均布有輪齒。滑 座13上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪20，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪20與轉(zhuǎn)盤(pán) 15嚙合傳動(dòng)，這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19得電時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19便通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪20驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)15相 對(duì)滑座13轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)15上端面上固定安裝有豎直設(shè)置的轉(zhuǎn)動(dòng)支架16，轉(zhuǎn)動(dòng)支架16頂部通 過(guò)轉(zhuǎn)軸8鉸接有擺臂9，擺臂9橫截面為圓形，擺臂9的中部與轉(zhuǎn)動(dòng)支架16頂部鉸接在一 起。轉(zhuǎn)軸8軸心線(xiàn)與轉(zhuǎn)動(dòng)支架16轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線(xiàn)相交，而且兩者的交點(diǎn)與內(nèi)球面反光鏡5的球 心重合，這樣，無(wú)論擺臂9俯仰到何處，擺臂9的軸心線(xiàn)都與內(nèi)球面反光鏡5的某一個(gè)半徑 延伸線(xiàn)重合。擺臂9靠近內(nèi)球面反光鏡5的一端固定安裝有蒸發(fā)球10，蒸發(fā)球10的球心位 于內(nèi)球面反光鏡5的1/2半徑軌跡上。
如圖2所示，蒸發(fā)球10包括球體25，球體25為由不銹鋼材料制成的橢圓形密閉腔 體，球體25下部外壁上均布有凹凸點(diǎn)31。因?yàn)檫B接蒸發(fā)球10的擺臂9軸心線(xiàn)與內(nèi)球面反 光鏡5某半徑重合，當(dāng)太陽(yáng)光沿?cái)[臂9延伸方向照射內(nèi)球面反光鏡5時(shí)，太陽(yáng)光照射到內(nèi)球 面反光鏡5上后的反射光線(xiàn)都會(huì)集中照射到球體25下部，設(shè)置凹凸點(diǎn)31有助于減少反光， 大大提高太陽(yáng)光利用率。在具體生產(chǎn)時(shí)，也可將球體25暴露的外壁部分設(shè)為多孔的網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)，同樣可以起到吸收光線(xiàn)避免反光的作用。球體25內(nèi)壁下部均布有加熱棒35，加熱棒35 的主要作用是增大球體25與球體25內(nèi)熱水的接觸面積，以提高球體25吸收太陽(yáng)光的效率 和向熱水釋放熱量的效率，從而起到提高蒸汽產(chǎn)生效率的作用。球體25外部套裝有一個(gè)一 端開(kāi)口的罩筒沈，罩筒沈的形狀與球體25形狀相似，為一端開(kāi)口的橢圓形筒。罩筒沈開(kāi) 口向下設(shè)置，并從上向下套裝住大半個(gè)球體25，罩筒沈口部固設(shè)有與球體25外壁卡緊在一起的限位環(huán)27，這樣，不但將罩筒沈與球體25緊緊卡位在一起，還將球體25下部充分暴露 出來(lái)，以便于球體25充分接收太陽(yáng)光照射。罩筒沈內(nèi)壁與球體25外壁間對(duì)應(yīng)固接有連接 柱34，這樣可以增強(qiáng)球體25和罩筒沈的連接牢靠性。罩體沈底部與擺臂9端部固接在 一起，這樣，擺臂9就可以通過(guò)罩筒沈控制蒸發(fā)球10的移動(dòng)。球體25上設(shè)有進(jìn)水口，擺臂 9上安裝有與進(jìn)水口連通的進(jìn)水管11，這樣，通過(guò)進(jìn)水管11就可以很方便地向蒸發(fā)球10供 水。球體25內(nèi)腔中設(shè)置有延長(zhǎng)管30，延長(zhǎng)管30上端與進(jìn)水口連通，延長(zhǎng)管30下端延伸到 球體25內(nèi)腔底部，這樣可以將自來(lái)水直接送入球體25底部進(jìn)行加熱，而且也避免了高溫蒸 汽通過(guò)進(jìn)水口竄入進(jìn)水管11內(nèi)。球體25上部設(shè)置有出氣口，擺臂9上安裝有與出氣口連 通的出氣管12，這樣，球體25內(nèi)產(chǎn)生的高溫蒸汽可以通過(guò)球體上部的出氣口順利排出，有 助于該太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器穩(wěn)定運(yùn)行。進(jìn)水管11和出氣管12外壁上設(shè)有有保溫層，可以起 到保持蒸汽和自來(lái)水溫度的作用，有助于提高蒸汽含量。罩筒26內(nèi)壁尺寸比球體25外壁 尺寸稍大，罩筒26內(nèi)壁和球體25外壁之間的空隙中填充有隔熱層觀，可以起到保持球體 25溫度和防止球體25溫度通過(guò)與之連接的罩筒沈及擺臂9擴(kuò)散的目的。罩筒沈外壁上 包裹有保溫層四，可以進(jìn)一步防止球體25本體溫度擴(kuò)散，有利于提高蒸汽產(chǎn)生效率。
如圖1所示，轉(zhuǎn)動(dòng)支架16上安裝有俯仰電機(jī)21，俯仰電機(jī)21的輸出軸上固定安裝 有線(xiàn)輥22，線(xiàn)輥22上固定纏繞有拉繩23，拉繩23另一端與擺臂9遠(yuǎn)離蒸發(fā)球10的一端固 定連接。轉(zhuǎn)軸8兩側(cè)的擺臂9間設(shè)有一個(gè)夾角，這樣，俯仰電機(jī)21通過(guò)拉繩23拉動(dòng)擺臂9 時(shí)將更加省力，且能有效避免擺臂9的俯仰移動(dòng)死角。轉(zhuǎn)軸8上還鉸接有向上延伸的吊臂 33，吊臂33上部通過(guò)吊繩與擺臂9兩端拉緊在一起，這樣可以起到加強(qiáng)擺臂9支撐強(qiáng)度的 作用。擺臂9 一端受蒸發(fā)球10及蒸發(fā)球10內(nèi)自來(lái)水重力作用，擺臂9另一端受拉繩23拉 力作用，自然狀態(tài)下兩者達(dá)到平衡狀態(tài)。與拉繩23連接的擺臂9端部安裝有配重塊32，這 樣可以減輕拉繩23受力程度，有助于延長(zhǎng)其使用壽命。擺臂9上安裝有光線(xiàn)傳感器17，光 線(xiàn)傳感器17的受光面與連接蒸發(fā)球10的擺臂9軸線(xiàn)垂直，光線(xiàn)傳感器17上有輸出上下左 右四個(gè)方位光強(qiáng)弱信號(hào)的輸出線(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)支架16上安裝有控制器7，光線(xiàn)傳感器17的輸出線(xiàn) 與控制器輸入端對(duì)應(yīng)電連接，光線(xiàn)傳感器17實(shí)時(shí)向控制器傳送擺臂9所處位置的太陽(yáng)光照 射信號(hào)?？刂破?的輸出端與轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19和俯仰電機(jī)21電連接，控制器7根據(jù)光線(xiàn)傳感 器17的信號(hào)控制轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19和俯仰電機(jī)21動(dòng)作，從而調(diào)整蒸發(fā)球10球心在1/2內(nèi)球面 反光鏡5半徑軌跡上的位置，以使太陽(yáng)光照射內(nèi)球面反光鏡5的絕大部分反射光線(xiàn)時(shí)時(shí)聚 焦在蒸發(fā)球10的外壁上。
如圖3所示，在上午9點(diǎn)鐘時(shí)，太陽(yáng)高度較低，此時(shí)太陽(yáng)光照射到內(nèi)球面反光鏡5 上的光線(xiàn)與水平面的夾角較小，圖3所示，該夾角為30度。如果此時(shí)連接蒸發(fā)球10的擺臂 9與水平面的夾角不是30度，擺臂9上的光線(xiàn)傳感器17迎光面與太陽(yáng)光線(xiàn)不是垂直相交， 則光線(xiàn)傳感器17感應(yīng)上下方位的兩個(gè)傳感器就會(huì)向控制器7傳遞不同的光強(qiáng)度信號(hào)，控制 器7根據(jù)兩者的差值控制俯仰電機(jī)21正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，直到使光線(xiàn)傳感器17上下方位的兩個(gè) 光傳感器傳回的光強(qiáng)度信號(hào)達(dá)到一致，此時(shí)，擺臂9與水平面的夾角即達(dá)到30度。但是如 果此時(shí)擺臂9在水平方向上與太陽(yáng)光照射光線(xiàn)存在夾角時(shí)，即使光線(xiàn)傳感器17上下方位的 光傳感器傳回的光強(qiáng)度信號(hào)相同，光線(xiàn)傳感器17左右方位的光傳感器傳回的光強(qiáng)度信號(hào) 也不相同，控制器7根據(jù)兩個(gè)信號(hào)的差值控制轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，直到與蒸發(fā)球10連 接的擺臂9的軸心線(xiàn)與太陽(yáng)光平行。此時(shí)光傳感器17的四根信號(hào)線(xiàn)傳回的信號(hào)相同，也就7是說(shuō)擺臂9在控制器7的控制下追蹤到了太陽(yáng)光線(xiàn)，這樣，太陽(yáng)光照射到內(nèi)球面反光鏡5內(nèi) 壁后的反射光線(xiàn)大部分都聚集到內(nèi)球面反光鏡1/2半徑軌跡與此時(shí)穿過(guò)內(nèi)球面反光鏡5球 心太陽(yáng)光交點(diǎn)附近。而所述內(nèi)球面反光鏡1/2半徑軌跡與此時(shí)穿過(guò)內(nèi)球面反光鏡5球心太 陽(yáng)光交點(diǎn)就是此時(shí)的蒸發(fā)球10的球心，也就是說(shuō)，太陽(yáng)光照射到內(nèi)球面反光鏡5內(nèi)壁后的 反射光線(xiàn)大部分都聚集到蒸發(fā)球10上，準(zhǔn)確地說(shuō)是蒸發(fā)球10的球體25下半部分，這樣，太 陽(yáng)光就可以集中加熱蒸發(fā)球10使蒸發(fā)球內(nèi)自來(lái)水被迅速加熱并轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽。如圖4、 圖6所示所示，當(dāng)正午時(shí)，太陽(yáng)光照射到內(nèi)球面反光鏡5內(nèi)壁上的照射光線(xiàn)與水平面夾角最 大，此時(shí)控制器7將根據(jù)光線(xiàn)傳感器17傳送來(lái)的信號(hào)及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)19和俯仰電機(jī)21 轉(zhuǎn)動(dòng)，直到連接蒸發(fā)球10的擺臂9軸心線(xiàn)與太陽(yáng)光照射線(xiàn)達(dá)到平行，控制過(guò)程與上述過(guò)程 相似，在此不再細(xì)述。
該太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器利用太陽(yáng)光的熱量產(chǎn)生蒸汽，通過(guò)聚焦加熱和實(shí)時(shí)追蹤功 能，使蒸發(fā)球10實(shí)時(shí)處于太陽(yáng)光反射光線(xiàn)的聚焦范圍內(nèi)，大大提高了太陽(yáng)能的利用效率， 有助于快速產(chǎn)生高溫蒸汽。
在本實(shí)施例中，內(nèi)球面反光鏡5包括內(nèi)球面反光鏡鏡面和設(shè)置在內(nèi)球面反光鏡鏡 面后部的支撐體兩大部分，因?yàn)閮?nèi)球面反光鏡鏡面易于做得很大，如直徑可為數(shù)百米至上 千米，故支撐體可以由鋼筋骨架、樓房墻體、山崖坡或混凝土來(lái)實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)屬于公知技術(shù) 在此不再細(xì)述。在具體生產(chǎn)制造時(shí)，也可將內(nèi)球面反光鏡鏡面和支撐體做成一體結(jié)構(gòu)，如一 體式的不銹鋼內(nèi)球面反光鏡體，結(jié)構(gòu)和工作原理類(lèi)似，不再細(xì)述。光線(xiàn)傳感器17、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī) 19和俯仰電機(jī)21都是從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的現(xiàn)成產(chǎn)品，控制器7采用常規(guī)公知電路，其結(jié)構(gòu)和工 作原理屬于公知技術(shù)，在此不再細(xì)述。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是包括開(kāi)口朝向太陽(yáng)的內(nèi)球面反光鏡(5)，內(nèi)球面 反光鏡(5)內(nèi)壁上安裝有通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)支架(16)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架(16)上通過(guò)轉(zhuǎn)軸(8)與擺臂(9)中部鉸接在一起，擺臂(9)靠近內(nèi)球面反光鏡(5)的一端固設(shè)有蒸發(fā)球(10)， 蒸發(fā)球(10)繞轉(zhuǎn)軸(8)俯仰移動(dòng)的中心與內(nèi)球面反光鏡(5)的球心重合，擺臂(9)上安裝 有與蒸發(fā)球(10)內(nèi)腔連通的進(jìn)水管(11)和出氣管(12)，轉(zhuǎn)動(dòng)支架(16)上安裝有驅(qū)動(dòng)擺臂(9)俯仰的俯仰機(jī)構(gòu)，擺臂(9)上還安裝有感應(yīng)太陽(yáng)光直射信號(hào)的光線(xiàn)傳感器(17)，轉(zhuǎn)動(dòng)支 架(16)上安裝有與光線(xiàn)傳感器(17)電連接的控制器(7)，控制器(7)根據(jù)光線(xiàn)傳感器(17) 的信號(hào)控制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并使蒸發(fā)球(10)中心在內(nèi)球面反光鏡(5)所包含的 1/2半徑球面軌跡上移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括與內(nèi)球面反 光鏡(5)固接的滑座(13)，滑座(13)中部固設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)軸心線(xiàn)同軸設(shè)置的滑筒(14)，滑座 (13)上設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)支架(16)固接的轉(zhuǎn)盤(pán)(15)，轉(zhuǎn)盤(pán)(15)外周均布有輪齒，轉(zhuǎn)盤(pán)(15)中部 固接有插入滑筒(14)內(nèi)的轉(zhuǎn)筒(6)，轉(zhuǎn)筒(6)和滑筒(14)間安裝有軸承(18)，滑座(13)上 安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(19)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(19)與控制器(7)電連接，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)(19)的輸出軸上安裝 有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)(15)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(20)。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述俯仰機(jī)構(gòu)包括安裝在轉(zhuǎn)動(dòng) 支架(16)上的俯仰電機(jī)(21)，俯仰電機(jī)(21)與控制器(7)電連接，俯仰電機(jī)(21)的輸出 軸上安裝有線(xiàn)輥(22)，線(xiàn)輥(22)上纏繞有拉繩(23)，拉繩(23)末端與擺臂(9)遠(yuǎn)離蒸發(fā)球(10)的一端連接在一起。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是內(nèi)球面反光鏡(5)和滑座 (13)之間還固接有固定支架(24)。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述蒸發(fā)球(10)包括圓形或橢 圓形球體(25)，球體(25)上部固設(shè)有與出氣管(12)連接的出氣口，球體(25)上還固設(shè)有與 進(jìn)水管(11)連接的進(jìn)水口，球體(25)外部套裝有夾持大半個(gè)球體(25)的罩筒(26)，罩筒 (26) 口部固設(shè)有將球體(25)與罩筒(26)內(nèi)腔卡緊在一起的限位環(huán)(27)，球體(25)外壁和 罩筒(26)內(nèi)壁間填充有隔熱層(28)，罩筒(26)外壁上包裹有保溫層(29)，罩筒(26)底部 與擺臂(9)端部固接在一起。
6.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述球體(25)內(nèi)固設(shè)有與進(jìn)水 口連通的延長(zhǎng)管(30 )，延長(zhǎng)管(30 )出水端位于球體(25 )底部。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述球體(25)裸露外壁上均布 有凹凸點(diǎn)(31)。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述罩筒(26)內(nèi)壁與球體(25) 對(duì)應(yīng)外壁之間固設(shè)有連接柱(34)。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，其特征是所述球體(25)內(nèi)壁下部均布有 向球體(25)中心延伸的加熱棒(35)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，包括開(kāi)口朝向太陽(yáng)的內(nèi)球面反光鏡，內(nèi)球面反光鏡內(nèi)壁上安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)支架，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上通過(guò)轉(zhuǎn)軸與擺臂中部鉸接在一起，擺臂一端固設(shè)有蒸發(fā)球，擺臂上安裝有與蒸發(fā)球內(nèi)腔連通的進(jìn)水管和出氣管，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上安裝有驅(qū)動(dòng)擺臂俯仰的俯仰機(jī)構(gòu)，擺臂另一端安裝有感應(yīng)太陽(yáng)光直射信號(hào)的光線(xiàn)傳感器，轉(zhuǎn)動(dòng)支架上安裝有與光線(xiàn)傳感器電連接的控制器，控制器根據(jù)光線(xiàn)傳感器的信號(hào)控制轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并使蒸發(fā)球中心在內(nèi)球面反光鏡所包含的1/2半徑球面軌跡上移動(dòng)。采用這種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行穩(wěn)定，污染少，且使用及維護(hù)成本低，適合在各種蒸汽需求場(chǎng)合使用，尤其適合在光照充足的地區(qū)使用。
文檔編號(hào)F24J2/54GK102032544SQ201010608839
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者梁炳, 梁長(zhǎng)寧 申請(qǐng)人:梁長(zhǎng)寧