一种聚光型太阳能集热器及其聚光方法

技术领域

本发明涉及太阳能设备技术领域，具体为一种聚光型太阳能集热器及其聚光方法。

背景技术

聚光型太阳能集热器是利用反射器、透镜或其他光学器件将进入集热器采光口的太阳光线改变方向并聚集到接收器上从而进行供热、发电的装置。

目前使用的太阳能集热器在使用的过程中，有槽式抛物面反射镜对太阳光线进行聚集反射到集热管上，使得热量集聚，然而太阳光在照射到集热管上时，无法透过，使得部分光无法照射在槽式抛物面反射镜上，使得这部分光无法集聚，从而对光的利用率降低，而且现在使用的太阳光跟踪机构采用外部电机进行带动，在外部电机进行工作时，需要铺设大量的线缆为电机进行供电，使得太阳能设备的安装费用较高。

发明内容

本发明提供了一种聚光型太阳能集热器及其聚光方法，具备可对直射在集热管上的光线进行利用，增大集热器的效率，可利用本身的热量为太阳光跟踪机构提供动能，无需安装大量的线缆为根据机构所需电机进行供电，的优点，解决了以上背景技术中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种聚光型太阳能集热器，包括底部支架，所述底部支架的顶部固定安装有底部箱体，所述底部箱体的顶部活动连接有连接架，所述连接架的顶部固定安装有槽式抛物面反射镜，所述槽式抛物面反射镜的顶部固定连接有斜支架，所述斜支架的顶部固定连接有固定筒，所述固定筒的内部固定放置有集热管，所述固定筒的顶部固定连接有安装架，所述安装架的内侧面位于集热管的正上方固定安装有凸透镜，所述槽式抛物面反射镜的侧面固定连接有支撑架，所述支撑架的顶部固定安装有太阳光信号接收器，所述集热管的两端固定连通有连通头，所述连通头的另一端固定连通有传热软管。

优选的，所述底部箱体内腔的底部固定安装有蒸汽箱，所述传热软管的另一端延伸至底部箱体的内部且与蒸汽箱的侧面固定连通，所述蒸汽箱的顶部固定连通有中间连通管，所述底部箱体内腔的正面位于蒸汽箱的正上方固定安装有蒸汽分配箱，所述中间连通管的另一端与蒸汽分配箱的底部固定连通，所述蒸汽分配箱的顶部固定连通有分配管，所述分配管的另一端固定连通有电磁阀。

优选的，所述底部箱体内腔的正面位于蒸汽分配箱的上方固定安装有动力室，所述动力室的底部与电磁阀的另一端固定连通，所述动力室的内部活动安装有蒸汽涡轮，所述动力室的侧面固定安装有与蒸汽涡轮输出端相配合的减速装置，所述减速装置的输出端固定连接有棘轮机构，所述棘轮机构的侧面固定安装有圆筒，所述圆筒的顶部固定安装有连接板，所述连接板的顶部固定安装有水平板，所述水平板的顶部与连接架的底部固定连接，所述底部箱体的右侧面固定安装有单片机。

优选的，所述棘轮机构的数量为两个，两个所述棘轮机构位于圆筒的两侧。

优选的，所述蒸汽箱包括外部箱体，所述外部箱体的内部固定放置有热气导热座，所述热气导热座的内部开设有导热腔，所述传热软管的另一端与导热腔相连通。

一种聚光型太阳能集热器的聚光方法，包含以下操作步骤：

S1、在太阳升起时，槽式抛物面反射镜处于倾斜状态，此时，阳光照射在槽式抛物面反射镜的外表面，使得光线反射到集热管的外表面，进而使得集热管的内部吸收大量的热量，同时垂直于槽式抛物面反射镜的中部被集热管遮蔽的部分，由于太阳光照射在凸透镜的表面，进而使得光线集聚起来，照射在集热管的外表面，进而使得集热管的内部产生大量的热量；

S2、集热管内产生的热量经过传热软管进入到蒸汽箱的内部，使得导热腔的内部产生大量的热，导热腔内部的热量对外部箱体内部的水进行加热，并使得水受热产生大量的蒸汽，大量蒸汽通过中间连通管进入到蒸汽分配箱的内部，大量的蒸汽可以为汽轮机提供动力，也可以用作其他的用途；

S3、太阳光信号接收器可以对太阳的位置进行检测，进而将数据传输给单片机，单片机对太阳角度的数据进行分析，进而控制电磁阀打开，使得蒸汽依次经过分配管、电磁阀进入到动力室的内部，进而使得蒸汽的作用使得蒸汽涡轮进行转动，从而使得减速装置进行转动，从而通过棘轮机构带动圆筒进行转动，从而通过连接板、水平板、连接架使得槽式抛物面反射镜的角度进行调节，从而使得太阳光再次垂直射向槽式抛物面反射镜的外表面，此时，太阳光信号接收器也会检测到光线角度，进入通过单片机控制电磁阀关闭，从而使得槽式抛物面反射镜的位置固定。

优选的，所述步骤S3中，当太阳落下时，单片机会控制另一个电磁阀打开，进而使得圆筒进行反向转动，从而使得槽式抛物面反射镜回到原位，而且两侧的棘轮机构的作用方向是相反的，所以两侧的减速装置的工作不会相互影响。

本发明具备以下有益效果：

1、该聚光型太阳能集热器及其聚光方法，通过在安装架、凸透镜，使得原有直射在集热管上且无法进入到槽式抛物面反射镜上的光线，使得凸透镜将光线进行集聚，进而直射在集热管上，从而对原有太阳光线的利用率进行增大。

2、该聚光型太阳能集热器及其聚光方法，通过设置蒸汽箱、蒸汽分配箱、单片机、电磁阀、蒸汽涡轮、减速装置的配合，使得该装置可以利用蒸汽分配箱内的部分蒸汽对太阳跟踪机构提供动力，进而无需在跟踪机构处设置专门的电机带动太阳跟踪机构进行转动，进而无需铺设专门的线缆为电机进行供电，进而减少部分投资。

附图说明

图1为本发明结构侧视图；

图2为本发明结构正视图；

图3为本发明结构光线反射图；

图4为本发明结构底部箱体剖视图；

图5为本发明结构蒸汽箱示意图；

图6为本发明结构系统示意图。

图中：1、底部支架；2、蒸汽箱；201、外部箱体；202、导热腔；203、热气导热座；3、连接架；4、槽式抛物面反射镜；5、斜支架；6、固定筒；7、集热管；8、安装架；9、凸透镜；10、支撑架；11、传热软管；12、太阳光信号接收器；13、连通头；14、蒸汽分配箱；15、分配管；16、电磁阀；17、单片机；18、水平板；19、圆筒；20、连接板；21、棘轮机构；22、减速装置；23、动力室；24、蒸汽涡轮；25、中间连通管；26、底部箱体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例中的附图：图中不同种类的剖面线不是按照国标进行标注的，也不对元件的材料进行要求，是对图中元件的剖视图进行区分。

请参阅图1-6，一种聚光型太阳能集热器，包括底部支架1，底部支架1的顶部固定安装有底部箱体26，底部箱体26的顶部活动连接有连接架3，连接架3的顶部固定安装有槽式抛物面反射镜4，槽式抛物面反射镜4的顶部固定连接有斜支架5，斜支架5的顶部固定连接有固定筒6，固定筒6的内部固定放置有集热管7，固定筒6的顶部固定连接有安装架8，安装架8的内侧面位于集热管7的正上方固定安装有凸透镜9，通过在安装架8、凸透镜9，使得原有直射在集热管7上且无法进入到槽式抛物面反射镜4上的光线，使得凸透镜9将光线进行集聚，进而直射在集热管7上，从而对原有太阳光线的利用率进行增大，槽式抛物面反射镜4的侧面固定连接有支撑架10，支撑架10的顶部固定安装有太阳光信号接收器12，集热管7的两端固定连通有连通头13，连通头13的另一端固定连通有传热软管11。

底部箱体26内腔的底部固定安装有蒸汽箱2，蒸汽箱2包括外部箱体201，外部箱体201的内部固定放置有热气导热座203，热气导热座203的内部开设有导热腔202，传热软管11的另一端与导热腔202相连通，传热软管11的另一端延伸至底部箱体26的内部且与蒸汽箱2的侧面固定连通，蒸汽箱2的顶部固定连通有中间连通管25，底部箱体26内腔的正面位于蒸汽箱2的正上方固定安装有蒸汽分配箱14，中间连通管25的另一端与蒸汽分配箱14的底部固定连通，蒸汽分配箱14主要是为发电装置提供蒸汽的，蒸汽分配箱14的顶部固定连通有分配管15，分配管15的另一端固定连通有电磁阀16，底部箱体26内腔的正面位于蒸汽分配箱14的上方固定安装有动力室23，动力室23的底部与电磁阀16的另一端固定连通，动力室23的内部活动安装有蒸汽涡轮24，动力室23的侧面开设有出气孔，使得作用在蒸汽涡轮24处的气体能够从动力室23的侧面出来，避免动力室23内压强过大，动力室23的侧面固定安装有与蒸汽涡轮24输出端相配合的减速装置22，减速装置22的输出端固定连接有棘轮机构21，棘轮机构21的侧面固定安装有圆筒19，圆筒19的顶部固定安装有连接板20，连接板20的顶部固定安装有水平板18，水平板18的顶部与连接架3的底部固定连接，底部箱体26的右侧面固定安装有单片机17，通过设置蒸汽箱2、蒸汽分配箱14、单片机17、电磁阀16、蒸汽涡轮24、减速装置22的配合，使得该装置可以利用蒸汽分配箱14内的部分蒸汽对太阳跟踪机构提供动力，进而无需在跟踪机构处设置专门的电机带动太阳跟踪机构进行转动，进而无需铺设专门的线缆为电机进行供电，进而减少部分投资，棘轮机构21的数量为两个，两个棘轮机构21位于圆筒19的两侧，棘轮机构21设置使得圆筒19两侧的减速装置22不会在工作时相互影响，需要说明的是，现有的太阳跟踪机构会设有单片机17、太阳光信号接收器12对光线角度进行检测以及分析。

一种聚光型太阳能集热器的聚光方法，包含以下操作步骤：

S1、在太阳升起时，槽式抛物面反射镜4处于倾斜状态，此时，阳光照射在槽式抛物面反射镜4的外表面，使得光线反射到集热管7的外表面，进而使得集热管7的内部吸收大量的热量，同时垂直于槽式抛物面反射镜4的中部被集热管7遮蔽的部分，由于太阳光照射在凸透镜9的表面，进而使得光线集聚起来，照射在集热管7的外表面，进而使得集热管7的内部产生大量的热量；

S2、集热管7内产生的热量经过传热软管11进入到蒸汽箱2的内部，使得导热腔202的内部产生大量的热，导热腔202内部的热量对外部箱体201内部的水进行加热，并使得水受热产生大量的蒸汽，大量蒸汽通过中间连通管25进入到蒸汽分配箱14的内部，大量的蒸汽可以为汽轮机提供动力，也可以用作其他的用途；

S3、太阳光信号接收器12可以对太阳的位置进行检测，进而将数据传输给单片机17，单片机17对太阳角度的数据进行分析，进而控制电磁阀16打开，使得蒸汽依次经过分配管15、电磁阀16进入到动力室23的内部，进而使得蒸汽的作用使得蒸汽涡轮24进行转动，从而使得减速装置22进行转动，从而通过棘轮机构21带动圆筒19进行转动，从而通过连接板20、水平板18、连接架3使得槽式抛物面反射镜4的角度进行调节，从而使得太阳光再次垂直射向槽式抛物面反射镜4的外表面，此时，太阳光信号接收器12也会检测到光线角度，进入通过单片机17控制电磁阀16关闭，从而使得槽式抛物面反射镜4的位置固定，当太阳落下时，单片机17会控制另一个电磁阀16打开，进而使得圆筒19进行反向转动，从而使得槽式抛物面反射镜4回到原位，而且两侧的棘轮机构21的作用方向是相反的，所以两侧的减速装置22的工作不会相互影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。