專利名稱：全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的利用太陽(yáng)能作為能源的全自動(dòng)太陽(yáng)灶。

背景技術(shù)：
現(xiàn)代人們生活離不開(kāi)電能或天然氣，尤其是做飯和取暖，太多是利用天然氣，但是 當(dāng)今能源十分短缺，天然氣儲(chǔ)藏量十分有限，尤其在冬季，很多人利用天然氣鍋爐取暖，導(dǎo) 致氣壓下降，經(jīng)常發(fā)生停氣現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生天然氣爆炸事故，也非常危險(xiǎn)，而且天然氣漲價(jià)， 成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，熱效率高，節(jié) 能環(huán)保，完全自主設(shè)計(jì)。本發(fā)明的技術(shù)方案是全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，包括菲涅爾透鏡、 JI型軸承支架、支架、真空儲(chǔ)能罐以及換熱式灶具，其中η型軸承支架上部安裝有旋轉(zhuǎn)軸 組件，下部安裝有水平旋轉(zhuǎn)盤(pán)，仰角旋轉(zhuǎn)軸組件中心安裝有真空石英玻璃絕熱球罩，在真空 石英玻璃絕熱球罩中心安裝有球形金屬集熱器，在球形金屬集熱器與真空石英玻璃絕熱球 罩之間安裝有單向排氣閥，在球形金屬集熱器內(nèi)安裝有回流管、熱力輸出管和高位排氣管， 在η型軸承支架左右兩側(cè)分別安裝有扇形定位齒輪，在扇形定位齒輪上分別安裝有從動(dòng) 小齒輪，從動(dòng)小齒輪與雙面彩鋼巖棉夾心板連接；在雙面彩鋼巖棉夾心板的一側(cè)安裝有仰 角減速電機(jī)；雙面彩鋼巖棉夾心板與菲涅爾透鏡固定在一起形成光腔，在菲涅爾透鏡上安 裝有菲涅爾鏡片壓環(huán)、仰角光敏電池傳感組件、水平光敏電池傳感組件和感應(yīng)器，太陽(yáng)能電 池板固定在雙面彩鋼巖棉夾心板上；在支架內(nèi)設(shè)有固定上平盤(pán)、水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)、固定下 平盤(pán)，在固定上平盤(pán)下方均布9個(gè)滾動(dòng)鋼球，在固定上平盤(pán)和水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)之間均布6 個(gè)滾動(dòng)鋼球；在固定下平盤(pán)上固定有蝸桿支架，蝸桿支架與軸承架固定，在蝸桿支架上安裝 有蝸輪蝸桿組件，蝸輪蝸桿組件通過(guò)鎖緊螺母將回流管和熱力輸出管固定；在蝸桿支架上 安裝有水平減速電機(jī)；在真空儲(chǔ)能罐上面設(shè)有進(jìn)油口和集熱器排氣管，在真空儲(chǔ)能罐左側(cè) 上部設(shè)有熱油輸出管道，在熱油輸出管道設(shè)有熱油電磁截止閥B，熱油輸出管道通到換熱式 灶具內(nèi)；在真空儲(chǔ)能罐左側(cè)下部設(shè)有冷油輸出管道，在冷油輸出管道設(shè)有冷油電磁截止閥 A和2號(hào)高溫油泵控制器，冷油輸出管道通到換熱式灶具內(nèi)。水平光敏電池傳感組件由左右兩塊光敏電池組和豎立在兩塊電池組中間的遮光 板組成；仰角光敏電池傳感組件由上下兩塊光敏電池組和豎立在兩塊電池組中間的遮光板 組成。水平減速電機(jī)和仰角減速電機(jī)均與H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接。太陽(yáng)能電池板通過(guò)電源控制器與蓄電瓶連接。感應(yīng)器通過(guò)1號(hào)高溫油泵控制器與1號(hào)高溫油泵連接。在熱油輸出管道和冷油輸出管道上分別設(shè)有電磁截止閥C和電磁截止閥D，電磁 截止閥C通過(guò)智能控制器B與油水換熱器連接，在油水換熱器上設(shè)有溫度傳感器B，油水換 熱器一端設(shè)有冷水入口和熱水入口。
蓄電瓶一端連接有逆變器和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，另一端與智能控制器A連接。在換熱式灶具上安裝有散熱板，在換熱式灶具外面安裝有保溫層，在換熱式灶具 內(nèi)部安裝有吸熱片。高位排氣管一端延伸到球形金屬集熱器內(nèi)，另一端延伸高出進(jìn)油口。在回流管內(nèi)設(shè)有冷油單向截止閥，在熱力輸出管內(nèi)設(shè)有熱油單向截止閥。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本設(shè)計(jì)是根據(jù)菲涅爾透鏡的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)。菲涅爾透鏡是一種由聚烯烴材料注壓 而成的薄片，具有造價(jià)低，重量輕，透光率高，聚光率強(qiáng)的特點(diǎn)。2、設(shè)計(jì)了集成太陽(yáng)光智能自動(dòng)跟蹤技術(shù)，不需要人工繁忙操作，充分利用太陽(yáng)能。3、采用真空透光體，使光能只能單向?qū)耄瑴p少熱能損失。4、具有取暖、做飯、燒水多項(xiàng)功能。


圖1是發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的側(cè)視圖。圖3是圖1的局部放大圖。圖4是水平光敏電池傳感組件的放大圖及工作原理示意圖。圖5是仰角光敏電池傳感組件的放大圖及工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2和圖3所示，π型軸承支架11上部安裝有旋轉(zhuǎn)軸組件10，仰角旋轉(zhuǎn) 軸組件10中心安裝有真空石英玻璃絕熱球罩12，在真空石英玻璃絕熱球罩12中心安裝有 球形金屬集熱器16，在球形金屬集熱器16與真空石英玻璃絕熱球罩12之間安裝有單向排 氣閥15，在球形金屬集熱器16內(nèi)安裝有回流管13、熱力輸出管14和高位排氣管34，其中 回流管13位置最低，高位排氣管34位置最高，熱力輸出管14位置居中；在π型軸承支架 11左右兩側(cè)分別安裝有2個(gè)扇形定位齒輪8Α和8Β，在2個(gè)扇形定位齒輪8Α和8Β上分別 安裝有從動(dòng)小齒輪7Α和7Β，從動(dòng)小齒輪7與雙面彩鋼巖棉夾心板6固定連接，并沿扇形定 位齒輪8Α和8Β旋轉(zhuǎn)。在雙面彩鋼巖棉夾心板6的一側(cè)安裝有仰角減速電機(jī)17，；雙面彩鋼巖棉夾心板 6與菲涅爾透鏡3固定在一起形成光腔，在菲涅爾透鏡3上安裝有菲涅爾鏡片壓環(huán)4、仰角 光敏電池傳感組件5、水平光敏電池傳感組件2和感應(yīng)器9，太陽(yáng)能電池板1固定在雙面彩 鋼巖棉夾心板6上。太陽(yáng)能電池板1通過(guò)電源控制器18與蓄電瓶23連接，感應(yīng)器9通過(guò) 1號(hào)高溫油泵控制器25與1號(hào)高溫油泵33連接。仰角光敏電池傳感組件5和水平光敏電 池傳感組件2共同作用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光線功能。在支架46內(nèi)設(shè)有固定上平盤(pán)47、水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)48、固定下平盤(pán)49，在固定 上平盤(pán)47下方均布9個(gè)滾動(dòng)鋼球30，在固定上平盤(pán)47和水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)48之間均布6 個(gè)滾動(dòng)鋼球四；該部分的作用是鎖定20水平轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)下管部分，防止水平轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)脫出支 架部分。在固定下平盤(pán)49上固定有蝸桿支架22，蝸桿支架22與軸承架27固定，在蝸桿支 架22上安裝有蝸輪蝸桿組件觀，蝸輪蝸桿組件28通過(guò)鎖緊螺母沈?qū)⒒亓鞴?3和熱力輸出管14固定；在蝸桿支架22上安裝有水平減速電機(jī)21。水平減速電機(jī)21和仰角減速電 機(jī)17均與H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器19連接。在真空儲(chǔ)能罐35上面設(shè)有進(jìn)油口 36和集熱器排氣管37，在真空儲(chǔ)能罐35左側(cè)上 部設(shè)有熱油輸出管道，在熱油輸出管道設(shè)有熱油電磁截止閥39B，熱油輸出管道通到換熱式 灶具42內(nèi)；在真空儲(chǔ)能罐35左側(cè)下部設(shè)有冷油輸出管道，在冷油輸出管道設(shè)有冷油電磁截 止閥39A和2號(hào)高溫油泵控制器38，冷油輸出管道通到換熱式灶具42內(nèi)。在熱油輸出管道和冷油輸出管道上另外再接一路管道，就可以很方便的實(shí)現(xiàn)供熱 水功能如圖1所示，在熱油輸出管道和冷油輸出管道上分別設(shè)有電磁截止閥39C和電磁截 止閥39D，電磁截止閥39C通過(guò)智能控制器40B與油水換熱器51連接，在油水換熱器51上 設(shè)有溫度傳感器50B，便于隨時(shí)測(cè)量溫度，油水換熱器51 —端設(shè)有冷水入口 53和熱水入口 52。利用導(dǎo)熱油的熱量就可以提供熱水。本太陽(yáng)灶的工作原理是將太陽(yáng)光透過(guò)菲涅爾透鏡3的聚焦后(焦點(diǎn)溫度約在 800-1000oC )射入一個(gè)球形金屬集熱器16上，球形金屬集熱器16內(nèi)部注有高溫導(dǎo)熱油， 高溫導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)1號(hào)高溫油泵33將加熱后的油送入真空儲(chǔ)存罐35，將熱能升至應(yīng)用溫度 (儲(chǔ)熱溫度設(shè)為400°C )。球形金屬集熱器16是以固定的形式安裝的，為了保證球形金屬 集熱器16的熱能不被空氣散射而逃逸，在球形金屬集熱器16外裝有一個(gè)雙層真空玻璃球 罩12與外界空氣隔絕，因而能達(dá)到光能單項(xiàng)導(dǎo)入的作用。在球形金屬集熱器16與真空石 英玻璃球罩12之間有一段空間，空間存在氣體，因此設(shè)計(jì)了單項(xiàng)排氣閥15，避免在加熱過(guò) 程中發(fā)生膨脹而使真空石英玻璃球罩12爆裂。在注入加熱油的過(guò)程中，為了避免流入球形 金屬集熱器16的油被存在球內(nèi)的空氣壓力阻止無(wú)法排出而堵塞，因此設(shè)計(jì)了球心高位排 氣管34，以防止不工作時(shí)冷空氣吸入。高位排氣管34的高度高出注油面，防止排氣過(guò)程中 油被壓出。被加熱的油通過(guò)熱力輸出管14輸出，因?yàn)闊嵊头肿幼冚p在上部，經(jīng)由高溫油泵 33將熱能不斷送入真空儲(chǔ)能罐35。熱油單向截止閥32是防止夜晚溫度下降導(dǎo)熱油在管網(wǎng) 中自由循環(huán)使熱能損失。在菲尼爾透鏡3至球形金屬集熱器16聚焦的過(guò)程中，光波中的熱能被空氣流動(dòng)帶 走了很大一部分，因此設(shè)計(jì)了雙面彩鋼巖棉夾心板6，能使光波在聚焦傳導(dǎo)的過(guò)程中，熱耗 大大降低，光熱的利用率大幅上升。為了每時(shí)每刻都能俘獲太陽(yáng)輻射的能量，所以就必須時(shí) 刻保證菲涅爾透鏡中心對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)中心，以獲得最大的太陽(yáng)能量，因此設(shè)計(jì)了水平旋轉(zhuǎn)(設(shè) 為360° )自動(dòng)跟蹤部分及仰角自動(dòng)跟蹤部分(設(shè)為)。為了防止自然風(fēng)力的影響而 發(fā)生自由旋轉(zhuǎn)，因此設(shè)計(jì)使用了水平減速電機(jī)21和仰角減速電機(jī)17。跟蹤系統(tǒng)及各部分 用電由太陽(yáng)能光伏電池板1及蓄電瓶23提供。蓄電瓶23 —端連接有逆變器M和H橋電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器19，另一端與智能控制器40A連接。逆變器M可以輸出220V，50HZ電源。灶體部分真空儲(chǔ)能罐35的熱能經(jīng)由2號(hào)高溫油泵38送入換熱式灶具42進(jìn)行熱交換至散 熱板43，然后傳到發(fā)熱金屬灶面，開(kāi)啟智能控制器40A設(shè)定的使用溫度即可工作。冷油電磁 截止閥39A和熱油電磁截止閥39B自動(dòng)導(dǎo)通，停止即自行關(guān)閉以防止熱能損失。各部分管 道均以高溫保溫材料包裹，絕熱。1號(hào)高溫油泵33由1號(hào)高溫油泵控制器25控制，1號(hào)高 溫油泵控制器25由感應(yīng)器9及電源控制器18控制，在光強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定工作的同時(shí)運(yùn)行。其中太陽(yáng)光智能自動(dòng)跟蹤技術(shù)原理如下水平光敏電池傳感組件2由左右兩塊光敏電池和豎立在兩塊電池中間的遮光板組成，如圖4所示，仰角光敏電池傳感組件5由上下 兩塊光敏電池組和豎立在兩塊電池中間的遮光板組成，如圖5所示，H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器器19內(nèi) 有2組控制系統(tǒng)，一組控制仰角減速電機(jī)17，另一組控制水平減速電機(jī)21，H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 19分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)的不同轉(zhuǎn)向。
當(dāng)四塊光敏電池受到同樣的陽(yáng)光照射時(shí)，其電壓相等，H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器19處于停 止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)光線不能直射到四塊光敏光伏電池時(shí)，分以下兩種情況1、由于遮光板的作用， 四塊光敏光伏電池受到不同的照射，左邊或上邊的光敏光伏電池電壓大于右邊或下邊的光 敏光伏電池電壓，H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器19分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)后， 菲涅爾透鏡3跟隨一起移動(dòng)使光線與遮光板平行，即光線直射到菲涅爾透鏡3上。2、由于 遮光板的作用，四塊光敏光伏電池受到不同的照射，右邊或下邊的光敏光伏電池電壓大于 左邊或上邊的光敏光伏電池電壓，H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器19分別驅(qū)動(dòng)2個(gè)電機(jī)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)， 電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，菲涅爾透鏡3跟隨一起移動(dòng)使光線與遮光板平行，即光線直射到菲涅爾透鏡3 上，達(dá)到新的平衡。這樣就可以保證光線隨時(shí)垂直照射到菲涅爾透鏡3中心，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)跟蹤太陽(yáng) 光源。
權(quán)利要求
1.全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是包括菲涅爾透鏡(3)、π型軸承 支架(11)、支架(46)、真空儲(chǔ)能罐(35)以及換熱式灶具(42)，其中π型軸承支架(11)上部 安裝有旋轉(zhuǎn)軸組件(10)，下部安裝有水平旋轉(zhuǎn)盤(pán)(20)，仰角旋轉(zhuǎn)軸組件(10)中心安裝有真 空玻璃絕熱球罩(12)，在真空石英玻璃絕熱球罩(12)中心安裝有球形金屬集熱器(16)，在 球形金屬集熱器(16)與真空石英玻璃絕熱球罩(12)之間安裝有單向排氣閥(15)，在球形 金屬集熱器(16)內(nèi)安裝有回流管(13)、熱力輸出管(14)和高位排氣管(34)，在π型軸承 支架(11)左右兩側(cè)分別安裝有扇形定位齒輪(8)，在扇形定位齒輪(8)上分別安裝有從動(dòng) 小齒輪(7)，從動(dòng)小齒輪(7)與雙面彩鋼巖棉夾心板(6)連接；在雙面彩鋼巖棉夾心板(6) 的一側(cè)安裝有仰角減速電機(jī)(17)；雙面彩鋼巖棉夾心板(6)與菲涅爾透鏡(3)固定在一起 形成光腔，在菲涅爾透鏡(3)上安裝有菲涅爾鏡片壓環(huán)(4)、仰角光敏電池傳感組件(5)、水 平光敏電池傳感組件(2)和感應(yīng)器(9)，太陽(yáng)能電池板(1)固定在雙面彩鋼巖棉夾心板(6) 上；在支架(46)內(nèi)設(shè)有固定上平盤(pán)(47)、水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)(48)、固定下平盤(pán)(49)，在固 定上平盤(pán)(47)下方均布9個(gè)滾動(dòng)鋼球(30)，在固定上平盤(pán)(47)和水平定位轉(zhuǎn)動(dòng)平盤(pán)(48) 之間均布6個(gè)滾動(dòng)鋼球(29)；在固定下平盤(pán)(49)上固定有蝸桿支架(22)，蝸桿支架(22) 與軸承架(27)固定，在蝸桿支架(22)上安裝有蝸輪蝸桿組件(28)，蝸輪蝸桿組件(28)通 過(guò)鎖緊螺母(26)將回流管(13)和熱力輸出管(14)固定；在蝸桿支架(22)上安裝有水平 減速電機(jī)(21)；在真空儲(chǔ)能罐(35)上面設(shè)有進(jìn)油口(36)和集熱器排氣管(37)，在真空儲(chǔ) 能罐(35)左側(cè)上部設(shè)有熱油輸出管道，在熱油輸出管道設(shè)有熱油電磁截止閥(39)Β，熱油 輸出管道通到換熱式灶具(42)內(nèi)；在真空儲(chǔ)能罐(35)左側(cè)下部設(shè)有冷油輸出管道，在冷油 輸出管道設(shè)有冷油電磁截止閥(39)Α和2號(hào)高溫油泵控制器(38)，冷油輸出管道通到換熱 式灶具(42)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是水平光敏電 池傳感組件(2)由左右兩塊光敏電池組和豎立在兩塊電池組中間的遮光板組成；仰角光敏 電池傳感組件(5)由上下兩塊光敏電池組和豎立在兩塊電池組中間的遮光板組成。
3.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是水平減速電 機(jī)(21)和仰角減速電機(jī)(17)均與H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(19)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是太陽(yáng)能電池 板(1)通過(guò)電源控制器(18)與蓄電瓶(23)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是感應(yīng)器(9) 通過(guò)1號(hào)高溫油泵控制器(25)與1號(hào)高溫油泵(33)連接。
6.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是在熱油輸出 管道和冷油輸出管道上分別設(shè)有電磁截止閥(39)C和電磁截止閥(39)D，電磁截止閥(39) C通過(guò)智能控制器(40)B與油水換熱器(51)連接，在油水換熱器(51)上設(shè)有溫度傳感器 (50)B，油水換熱器(51) —端設(shè)有冷水入口(53)和熱水入口(52)。
7.如權(quán)利要求4所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是蓄電瓶(23) 一端連接有逆變器(24)和H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(19)，另一端與智能控制器(40) A連接。
8.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是在換熱式灶 具(42)上安裝有散熱板(43)，在換熱式灶具(42)外面安裝有保溫層(45)，在換熱式灶具 (42)內(nèi)部安裝有吸熱片(44)。
9.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是高位排氣管 (34) —端延伸到球形金屬集熱器(16)內(nèi)，另一端延伸高出進(jìn)油口(36)。
10.如權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)菲涅爾透鏡多功能儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，其特征是在回流管 (13)內(nèi)設(shè)有冷油單向截止閥(31)，在熱力輸出管(14)內(nèi)設(shè)有熱油單向截止閥(32)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全自動(dòng)菲涅爾透鏡儲(chǔ)能式太陽(yáng)灶，包括菲涅爾透鏡、π型軸承支架、真空儲(chǔ)能管以及換熱式灶具，其中π型軸承支架上部安裝有旋轉(zhuǎn)軸組件，下部安裝有水平旋轉(zhuǎn)盤(pán)，旋轉(zhuǎn)軸組件中心安裝有真空石英玻璃球罩，在真空石英玻璃球罩中心安裝有球形金屬集熱器，在球形金屬集熱器與真空石英玻璃球罩之間安裝有單向排氣閥，在球形金屬集熱器內(nèi)安裝有回流管和熱力輸出管，在旋轉(zhuǎn)軸組件上安裝有定位齒輪，定位齒輪上安裝有從動(dòng)小齒輪，從動(dòng)小齒輪與雙面彩鋼巖棉夾心板連接，在雙面彩鋼巖棉夾心板的一側(cè)安裝有仰角減速電機(jī)；在菲涅爾透鏡上安裝有菲涅爾鏡片壓環(huán)、仰角光敏電池傳感組件、水平光敏電池傳感組件和感應(yīng)器，太陽(yáng)能電池板固定在雙面彩鋼巖棉夾心板上。本發(fā)明熱效率高，具備多項(xiàng)功能，節(jié)能環(huán)保，完全自主設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)F24J2/02GK102141302SQ20111003783
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者喬養(yǎng)正 申請(qǐng)人:喬養(yǎng)正