專利名稱:一種太陽(yáng)能蓄能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種蓄能裝置,尤其是一種太陽(yáng)能蓄能裝置,屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
光伏電池是一種最常見的太陽(yáng)能蓄能裝置。然而,光伏電池原料昂貴,需要大量電子元器件、蓄電電路和蓄電池,且不會(huì)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng),因此其推廣應(yīng)用具有一定局限性。檢索發(fā)現(xiàn),申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710119536. 5中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種太陽(yáng)能發(fā)電的方法屬于太陽(yáng)能,該方法在集熱管內(nèi),將溫度記憶合金的一端與管內(nèi)內(nèi)套固定,另一端與齒條或永久磁體連接;溫度記憶合金形變時(shí),產(chǎn)生的機(jī)械能推動(dòng)齒條移動(dòng),齒條又推動(dòng)發(fā)電機(jī)上的齒輪旋轉(zhuǎn)。這種方法不僅未能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的蓄積,而且無(wú)法解決記憶合金持續(xù)驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的問題,因此雖理論上可行,卻無(wú)法實(shí)際應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可以持續(xù)高效將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能蓄積的太陽(yáng)能蓄能裝置,從而使其可以得到切實(shí)應(yīng)用。為了達(dá)到以上目的,本發(fā)明太陽(yáng)能蓄能裝置的基本技術(shù)方案包括用于安置太陽(yáng)光聚集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及機(jī)械能蓄能裝置的機(jī)架;所述太陽(yáng)光聚集裝置為將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金上的聚焦裝置;所述能量轉(zhuǎn)換裝置為將形狀記憶合金形變轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述機(jī)械能蓄能裝置為與單向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接的蓄能卷簧(或稱發(fā)條彈簧)。使用時(shí),當(dāng)陽(yáng)光被聚集裝置聚焦到形狀記憶合金上時(shí),由于溫度升高使其由初始形狀發(fā)生形變,使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,從而通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng),上緊蓄能卷簧,將機(jī)械能以彈性勢(shì)能的形式存蓄起來(lái),待需要時(shí)再釋放。本發(fā)明進(jìn)一步的完善是,所述機(jī)架上鉸支有位于太陽(yáng)光聚集裝置光路上的遮光裝置,所述遮光裝置的鉸支軸與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)聯(lián)接;當(dāng)所述形狀記憶合金通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上緊蓄能卷簧時(shí),所述遮光裝置轉(zhuǎn)到遮住太陽(yáng)光聚集裝置的位置;當(dāng)所述形狀記憶合金冷卻復(fù)原時(shí),所述遮光裝置恢復(fù)到打開太陽(yáng)光聚集裝置的位置。這樣,可以在白天自動(dòng)不停地通過(guò)循環(huán)蓄能,將太陽(yáng)能源源不斷蓄積到蓄能卷簧中。容易理解,本發(fā)明動(dòng)員了金屬在價(jià)和電子級(jí)水平上的記憶可變能量,通過(guò)聚焦陽(yáng)光,使記憶金屬升溫變形,并將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為彈性勢(shì)能蓄積,因此切實(shí)可行。并且該裝置采光與機(jī)械結(jié)合即可實(shí)現(xiàn),無(wú)需電子電路和外部電源,完全自我獨(dú)立運(yùn)行, 經(jīng)久耐用,成本低廉。所蓄積的能量可以用于自動(dòng)跟蹤巡日、帶動(dòng)小型發(fā)電設(shè)備等諸多場(chǎng)合,為節(jié)能以及實(shí)現(xiàn)低碳綠色生活開辟了一條新的途徑。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的后視圖。圖3、圖4分別為圖1不同視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖5的俯視圖。圖8為圖7的剖視圖。圖9為圖5實(shí)施例的分解結(jié)構(gòu)立體示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一隨著地球能源的逐漸枯竭,以太陽(yáng)能利用、材料工學(xué)和仿生技術(shù)進(jìn)步為基礎(chǔ),結(jié)合古老發(fā)條原理的本實(shí)施例應(yīng)運(yùn)而生。本實(shí)施例的太陽(yáng)能蓄能裝置如圖1至4所示,機(jī)架1 上安置有太陽(yáng)光聚集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及機(jī)械能蓄能裝置。太陽(yáng)光聚集裝置為可以將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金3上的聚焦鏡2。能量轉(zhuǎn)換裝置為可以將記憶合金3形變轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由中部鉸支在機(jī)架1上的杠桿4、與機(jī)架1構(gòu)成移動(dòng)副的齒條5、與齒條5嚙合的蓄能齒輪6,以及與蓄能齒輪6通過(guò)單向內(nèi)棘齒8同軸嚙合的棘輪7構(gòu)成,棘輪7的一側(cè)裝有止退棘爪14。機(jī)械能蓄能裝置為一端與機(jī)架1相對(duì)固定,另一端與棘輪軸9相對(duì)固定的蓄能卷簧10。形狀記憶合金3的一端固定在聚焦鏡2的聚焦位置附近,另一端與杠桿4的一端鉸接。杠桿4的另一端具有與齒條5上銷軸11形成移動(dòng)副的滑槽。此外,機(jī)架1上鉸支有位于聚焦鏡2路上的遮光板12,該遮光板的鉸支軸通過(guò)從動(dòng)齒輪13與齒條5嚙合聯(lián)接。當(dāng)太陽(yáng)光被聚焦到記憶合金上時(shí),記憶合金產(chǎn)生的形變通過(guò)杠桿驅(qū)使齒條平移, 帶動(dòng)蓄能齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度,進(jìn)而通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)卷緊蓄能卷簧,實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能蓄積起來(lái)。當(dāng)記憶合金通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上緊蓄能卷簧時(shí),遮光板轉(zhuǎn)到遮住聚光鏡的位置,從而使記憶合金不再受熱;當(dāng)記憶合金變冷復(fù)原時(shí),杠桿以及齒條、蓄能齒輪均復(fù)位(在內(nèi)棘齒的單向約束作用下,棘輪并不回轉(zhuǎn)),遮光板則在從動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下再次恢復(fù)到打開聚光鏡的位置,再次使太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金上,由此循環(huán),自動(dòng)地不停循環(huán)蓄能,將太陽(yáng)能源源不斷蓄積到蓄能卷簧中,直至將其卷至最緊狀態(tài)。本實(shí)施例的記憶合金采用鎳鈦合金材料制作,其彎曲變形量大,塑性高,疲勞壽命長(zhǎng),伸曲次數(shù)可達(dá)106。使用時(shí),存儲(chǔ)在蓄能卷簧中的彈性勢(shì)能釋放后,可以轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng),為一切適配的需要?jiǎng)恿ρb置——如發(fā)電機(jī)、水泵和輪式移動(dòng)設(shè)備等提供動(dòng)力源。由此可見,本實(shí)施例的裝置不僅借助聚焦裝置可以高效蓄能,而且通過(guò)巧妙設(shè)置的遮光板機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效蓄能,由于無(wú)需任何電子電器和外部能源,完全自我獨(dú)立運(yùn)行,因此穩(wěn)定可靠,可以為低碳和綠色生活創(chuàng)造有利條件。
實(shí)施例二本實(shí)施例的太陽(yáng)能蓄能裝置如圖5至9所示,主體為環(huán)形的機(jī)架1用于安置太陽(yáng)光聚集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及機(jī)械能蓄能裝置。太陽(yáng)光聚集裝置為可以將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金彈簧3上的聚焦鏡2。該聚焦鏡2位于環(huán)形機(jī)架1的一側(cè)。能量轉(zhuǎn)換裝置為可以將記憶合金3形變轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),具體而言,能量轉(zhuǎn)換裝置包括支撐在環(huán)形機(jī)架1中心軸上的蓄能轉(zhuǎn)盤2-6,該蓄能轉(zhuǎn)盤的外圓間隔固定與轉(zhuǎn)盤軸線傾斜的頂桿座2-4,各頂桿座內(nèi)分別插裝與之形成移動(dòng)副的頂桿2-5,該頂桿的插入端約束在普通彈簧 2-3和形狀記憶合金彈簧3之間。參見圖7,在正常情況下,頂桿2-5的端頭縮在頂桿座之內(nèi);當(dāng)形狀記憶合金彈簧3受熱變形后,頂桿2-5的端頭伸出。機(jī)架1位于聚焦鏡附近對(duì)應(yīng)頂桿端頭伸出位置具有傾斜面1-1。當(dāng)對(duì)應(yīng)位置的頂桿1端頭伸出時(shí),頂在傾斜面上,從而使蓄能轉(zhuǎn)盤2-6轉(zhuǎn)動(dòng)兩相鄰頂桿座所夾的圓心角,使下一個(gè)頂桿座轉(zhuǎn)到聚焦鏡下方。蓄能轉(zhuǎn)盤2-6與棘輪7同軸固連,機(jī)架1上裝有與棘輪嚙合的止退棘爪14。蓄能轉(zhuǎn)盤2-6的中心孔內(nèi)與蓄能卷簧10的外端相連,蓄能卷簧10的內(nèi)端與輸出軸2-8相連,該輸出軸具有與輸出齒輪組2-9嚙合的小齒輪。當(dāng)太陽(yáng)光被聚焦到聚焦鏡下方頂桿座內(nèi)的形狀記憶合金彈簧上時(shí),記憶合金產(chǎn)生的形變使頂桿伸出,頂在傾斜面上驅(qū)使蓄能轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)定角度,進(jìn)而通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)卷緊蓄能卷簧,實(shí)現(xiàn)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能蓄積起來(lái)。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)預(yù)定角度后,前一頂桿座由于離開聚焦鏡下方而冷卻,頂桿復(fù)位縮回,而后一頂桿座轉(zhuǎn)到聚焦鏡下方,重復(fù)上述動(dòng)作,從而繼續(xù)將蓄能卷簧逐漸卷緊,由此循環(huán),自動(dòng)地不停循環(huán)蓄能,將太陽(yáng)能源源不斷蓄積到蓄能卷簧中,直至將其卷至最緊狀態(tài)。與實(shí)施例一相比,本實(shí)施例無(wú)需遮光板,能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)更為簡(jiǎn)捷。當(dāng)輸出軸通過(guò)輸出齒輪組與負(fù)載傳動(dòng)連接時(shí),即可將所蓄能量輸出。除上述實(shí)施例外,本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。尤其是,能量轉(zhuǎn)換裝置還可以是通過(guò)其它各種將記憶合金變形轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)的各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(這些變化技術(shù)方案,本領(lǐng)域技術(shù)人員容易依據(jù)基礎(chǔ)知識(shí)得出)。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于包括用于安置太陽(yáng)光聚集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及機(jī)械能蓄能裝置的機(jī)架;所述太陽(yáng)光聚集裝置為將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金上的聚焦裝置;所述能量轉(zhuǎn)換裝置為將形狀記憶合金形變轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述機(jī)械能蓄能裝置為與單向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接的蓄能卷簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于所述太陽(yáng)光聚集裝置為可以將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金上的聚焦鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于所述機(jī)架上鉸支有位于太陽(yáng)光聚集裝置光路上的遮光裝置,所述遮光裝置的鉸支軸與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)聯(lián)接;當(dāng)所述形狀記憶合金通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上緊蓄能卷簧時(shí),所述遮光裝置轉(zhuǎn)到遮住太陽(yáng)光聚集裝置的位置;當(dāng)所述形狀記憶合金冷卻復(fù)原時(shí),所述遮光裝置恢復(fù)到打開太陽(yáng)光聚集裝置的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由中部鉸支在機(jī)架上的杠桿、與機(jī)架構(gòu)成移動(dòng)副的齒條、與齒條嚙合的蓄能齒輪,以及與蓄能齒輪通過(guò)單向內(nèi)棘齒同軸嚙合的棘輪構(gòu)成;所述機(jī)械能蓄能裝置為一端與機(jī)架相對(duì)固定,另一端與棘輪軸相對(duì)固定的蓄能卷簧;所述形狀記憶合金的一端固定在聚焦鏡的聚焦位置附近,另一端與所述杠桿的一端鉸接,所述杠桿的另一端具有與齒條上銷軸形成移動(dòng)副的滑槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于所述機(jī)架的主體為環(huán)形,所述聚焦鏡位于環(huán)形機(jī)架的一側(cè);所述能量轉(zhuǎn)換裝置包括支撐在環(huán)形機(jī)架中心軸上的蓄能轉(zhuǎn)盤,所述蓄能轉(zhuǎn)盤的外圓間隔固定與轉(zhuǎn)盤軸線傾斜的頂桿座,各頂桿座內(nèi)分別插裝與之形成移動(dòng)副的頂桿,所述頂桿的插入端約束在普通彈簧和形狀記憶合金彈簧之間;所述機(jī)架位于聚焦鏡附近對(duì)應(yīng)頂桿端頭伸出位置具有傾斜面;所述蓄能轉(zhuǎn)盤與棘輪同軸固連,所述蓄能轉(zhuǎn)盤的中心孔內(nèi)與蓄能卷簧的外端相連,所述蓄能卷簧的內(nèi)端與輸出軸相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能蓄能裝置,其特征在于所述輸出軸具有與輸出齒輪組嚙合的小齒輪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能蓄能裝置,屬于太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括用于安置太陽(yáng)光聚集裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置以及機(jī)械能蓄能裝置的機(jī)架;太陽(yáng)光聚集裝置為將太陽(yáng)光聚焦在形狀記憶合金上的聚焦裝置;能量轉(zhuǎn)換裝置為將形狀記憶合金形變轉(zhuǎn)換成單向轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu);機(jī)械能蓄能裝置為與單向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置傳動(dòng)連接的蓄能卷簧。本發(fā)明動(dòng)員了金屬在價(jià)和電子級(jí)水平上的記憶可變能量,通過(guò)聚焦陽(yáng)光,使記憶金屬升溫變形,并將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換為彈性勢(shì)能蓄積,因此切實(shí)可行。并且該裝置無(wú)需電子電路和外部電源,完全自我獨(dú)立運(yùn)行,經(jīng)久耐用,成本低廉。
文檔編號(hào)F03G6/06GK102352826SQ201110279090
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月27日
發(fā)明者劉晴, 張照清, 楊文旌, 雷建閩 申請(qǐng)人:雷建閩