專利名稱：三維機械跟蹤太陽灶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽灶，特別是對陽光進行跟蹤的多功能太陽灶。
太陽能作為一種最廉價、豐富、干凈的能源，有著廣闊的開拓前景。目前的太陽灶或太陽能熱水器，能燒飯炒菜的無熱水貯箱，能淋浴洗刷的無法用于居室取暖，且一般的產(chǎn)品中太陽能熱水器均朝南固定安裝，而太陽灶須每隔15～20分鐘人工搬轉(zhuǎn)一次，調(diào)換角度，無人照管的情況下利用率銳減，國外有一種公知的光跟蹤傳感器，從狹縫中采集陽光照射在幾塊光激硅可控整流器上，對比后產(chǎn)生信號，再經(jīng)控制電路放大后激勵跟蹤電機，由兩套相同的機構(gòu)分別在東西和南北兩個角度范圍使太陽能取熱器跟蹤太陽。它的不足之處在于成本較高，元件及其聯(lián)動可靠性不太強且尚須引入和消耗其它能源，故影響了太陽能的開發(fā)和利用。
本發(fā)明的目的，就是提供一種太陽灶，能同時具備燒煮食物和加熱、貯存熱水的功能，其熱水貯箱又分別可用于淋浴、洗刷和居室取暖，在經(jīng)、緯度三維空間里用機械方法對太陽進行自動跟蹤，以期獲得最多的光熱能。
解決的方案是在反光拋物面焦點上方灶架上有一可移開的煮水器，烹飪時后移，其它時間里則架置在陽光會聚的白墊團上直接受熱，由兩根膠管使水自然熱循環(huán)輸送到居室內(nèi)墻壁上掛置的熱水貯箱，貯箱有保溫層故水溫較高且能保持，其上、下各有一能啟閉的窗口，當(dāng)居室內(nèi)需要取暖時，打開窗口，利用空氣對流作用將室溫升高。
在支架軸上有一系列機械傳動機構(gòu)，由鐘擺、多組減速齒輪副、鉛錘蓄能器組成，當(dāng)鉛錘高懸，所蓄勢能由鐘擺、齒輪副緩緩釋放，同時帶動反光拋物面由東向西隨時間緩緩轉(zhuǎn)動，選調(diào)擺長，調(diào)定鐘擺頻率，就可期望在整個白天在經(jīng)度方向和太陽的角速度基本同步(視同太陽繞地球運轉(zhuǎn))。
在緯度方向，從早到中午到晚也要偏轉(zhuǎn)一個角度，為在緯度方向也能跟蹤太陽，讓拋物面與主軸鉸接，另用一雙球頭連桿來控制拋物的仰角，當(dāng)拋物面在經(jīng)度方向旋轉(zhuǎn)跟蹤時，連桿拉動拋物面改變仰角，由于兩端的支點位置、連桿長度均可調(diào)，故可人工設(shè)定使其仰角變更規(guī)律與陽光的緯度變化基本同步。
整個拋物面制成偏焦型，一方面便于靠近操作，更主要的是這樣不遮擋陽光可將本發(fā)明的煮水器設(shè)計得面積稍大，以期消除跟蹤同步性能上可能出現(xiàn)的微小偏差的影響，讓白墊光團始終在釜底。
為減少光熱幅射損失和刮風(fēng)引起的氣流熱損失，在釜底增設(shè)一護光防風(fēng)罩，使同時具備增加受熱面積、強化光團、保持空氣相對靜止的功能。
反光材料采用真空鍍鋁的滌綸膜，利用其質(zhì)輕、厚度小、能彎曲等特性，可進一步發(fā)明成旅游用太陽灶傘，分別具備手杖、遮陽、避雨、加熱食品飲料等多項功能。
使用本發(fā)明的太陽灶，可在最長時間內(nèi)最大限度地利用太陽能，在農(nóng)村結(jié)合沼氣后基本可不燒柴草和其它燃料，且可開發(fā)為牧副漁的熱源，在城市里，甚至在陽臺上裝卡本發(fā)明的太陽灶，常年可淋浴，冬日夜晚還可以作居室取暖，節(jié)約燃料、電能的積累值是個很大的數(shù)字。而旅游太陽灶傘的興起，不但可保健強身還可以杜絕森林火災(zāi)。
結(jié)合附圖可進一步說明本發(fā)明的實施例

圖1為三維機械跟蹤太陽灶的背面。
圖2為經(jīng)度跟蹤機構(gòu)。
圖3為緯度跟蹤機構(gòu)。
圖4為光團強化多次反射罩。
圖5為淋浴、取暖兩用水箱。
圖6為地軸偏角、緯度、時辰相關(guān)圖例。
圖7為某地、某日、某時光仰角計算立體圖形。
圖8、9、10為旅游用太陽灶傘的用途示意。
圖1反光拋物面1背面有一立柱2，通過腳3錨固在地樁上，啟用時扭動蝸桿軸4，鉛錘5升起積蓄勢能，通過指針6觀察刻度盤7上所示時間，使與啟用時刻一致，輕撥鐘擺8，跟蹤即開始。摩擦片9調(diào)定到即可有效傳動又能讓蝸桿空轉(zhuǎn)的程度。
圖2罩殼中安裝著鐘擺機構(gòu)，當(dāng)鐘擺8擺動時，棘齒輪11間隙轉(zhuǎn)動，通過齒輪副12、13、14減速傳動到蝸桿軸4，在鉛錘5重力作用下帶動蝸輪15由東向西旋轉(zhuǎn)，調(diào)步擺錘16的高壓低，使蝸輪旋轉(zhuǎn)180°剛好需要12小時。蝸輪蝸桿傳動且不可逆性，可排除順、逆風(fēng)的影響。
圖3立柱2朝正南方向有一懸臂17，配合花藍連桿18頂拉拋物面1，與鉸鏈19鼎立而得到反光面的仰角，當(dāng)拋物面1旋轉(zhuǎn)時懸臂17并不旋轉(zhuǎn)，故而仰角由小到大再到小，調(diào)節(jié)花藍連桿18的長度以及兩端點分別與拋物面1、懸臂17的相對位置，先調(diào)出早、中、晚時的仰角，則其它時間內(nèi)緯度跟蹤特性曲線也基本能符合要求。
圖4在拋物面的正面有四根立起的支架20，頂端固定光團強化多次反射罩21，煮水釜22置罩中，陽光進入反射罩21后可多次反射，使白墊光團強化后溫度更高，副支架23可在烹飪時臨時放置煮水釜。
圖5由于熱水比重小進入高掛的熱水貯箱24中，由保溫材料25保存熱能，需要居室取暖時，打開窗口26、27，室溫即升高。
圖6以北緯約30°的南京地區(qū)為例，當(dāng)太陽在南緯20°上空時，早、晚的陽光為A，中午的陽光為B，可看出緯度差。
圖7利用立體圖形可推導(dǎo)出任一地區(qū)、任一季節(jié)、任一時辰的陽光和地面法線的夾角，圖形中OS為陽光，OC為該處地平面法線，OD為單位法線在地軸方向的投影，按圖6所述情況計算，早晚六點時陽光與法線夾角約94°。
圖8太陽灶傘作手杖用，由耐磨的橡膠頭觸地。
圖9遮陽、避雨用途。
圖10雙層傘面的里層是真空鍍鋁滌綸膜28，傘柄29折轉(zhuǎn)后可加熱飲料30。
權(quán)利要求
1.一種多功能太陽灶，其特征是由鐘擺、齒輪副蝸輪、蝸桿的傳動系統(tǒng)控制在經(jīng)度方向?qū)μ柕淖詣痈櫋?br> 2.按照權(quán)項1的太陽灶，其特征是在緯度方向用花藍連桿控制仰角來跟蹤。
3.按照權(quán)項1、2的太陽灶，其特征是增設(shè)一個強化光團的多反射防風(fēng)罩。
4.按照權(quán)項1、2的太陽灶，有一配套的熱水貯箱，其特征是有保溫層也有可啟閉的窗口。
5.一種旅游用太陽灶傘，其特征是傘面里層為真空鍍鋁滌綸薄膜。
6.按照權(quán)項6的太陽灶傘，其特征是傘尖有耐磨材料而傘柄可折轉(zhuǎn)。
全文摘要
三維機械跟蹤太陽灶，利用鐘擺、減速傳動、蓄能鉛垂等機械原理，同時經(jīng)、緯度兩個方向跟蹤太陽，以獲得最長時間，最多的太陽能，有效地解決保溫與取暖這一對矛盾，使得用途擴展為燒、炒、淋浴、洗涮、居室取暖。
文檔編號F24J2/12GK1032392SQ8810542
公開日1989年4月12日 申請日期1988年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月11日
發(fā)明者李寧生 申請人:李寧生