一种改进的太阳能跟踪装置

专利摘要:
本实用新型涉及太阳能资源利用技术领域，尤其是涉及一种改进的太阳能跟踪装置，其包括主动轮、形状记忆合金和集热罩；主动轮由连接段和集热段组成，集热段为热管；形状记忆合金套在集热段上，集热罩与主动轮固定，并且罩在形状记忆合金外。将主动轮的部分段设置为热管，由于热管的性能，当热管温度升高后，可快速实现热的传递，使得形状记忆合金的温度快速升高，提高了传热效率。
公开号:CN214333078U
申请号:CN202120492315.8U
申请日:2021-03-08
公开日:2021-10-01
发明作者:孙欢；郭银萍；穆化敏；谭彭燕；全龙浩；齐璠静；李昕晨
申请人:Spaceflight Building Design Research Institute Co ltd；
IPC主号:F24S10-95

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及太阳能资源利用技术领域，尤其是涉及一种改进的太阳能跟踪装置。
[n0002] 目前在能源形势紧张的情况下，太阳能作为一种可再生的清洁能源越来越受到人们的重视。由于太阳能密度低、光照方向不断变化，导致其利用率相对较低。传统的太阳能自动跟踪系统是利用传感器感知太阳位置，通过变频器、PLC或者单片机来控制电机系统，传感器输出信号，该信号经放大后送入控制单元，控制单元开始工作，指示执行器动作调整太阳能集热器，从而实现系统跟踪太阳的功能，提高太阳能的利用效率。但控制及运行均比较复杂，要定期进行专业维护。
[n0003] 专利公开号为CN212253193U的专利中介绍了一种新型的太阳能跟踪装置，如图1-3所示，其采用记忆合金、集热装置和散热装置的结构形式，在使用时，将太阳能装置固定在旋转装置上，随着集热罩接受太阳光的照射，集热罩内温度逐渐升高，当记忆合金达到动作温度时，记忆合金伸长，记忆合金上的主动磁性件朝向从动磁性件运动，由于两者的相斥作用，驱动主动轮旋转一定角度，从而实现对太阳能的跟踪(详见该专利文件)。
[n0004] 但是，上述专利文件中记忆合金的温度传递效率较低，本实用新型在该专利技术上作出改进。
[n0005] 本实用新型的目的在于提供一种改进的太阳能跟踪装置，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[n0006] 为解决上述技术问题，本实用新型提供的改进的太阳能跟踪装置包括主动轮、形状记忆合金和集热罩；所述主动轮由连接段和集热段组成，所述集热段为热管；所述形状记忆合金套在所述集热段上，所述集热罩与所述主动轮固定，并且罩在所述形状记忆合金外。
[n0007] 进一步地，所述集热段由两个热管形成；两个所述热管的吸热端彼此固定，两个所述热管的冷凝端分别与所述连接段的两端固定。
[n0008] 进一步地，所述热管的冷凝端与所述连接段插接。
[n0009] 进一步地，所述热管的冷凝端插设在所述连接段内。
[n0010] 进一步地，所述集热罩的顶部设有聚光镜和遮光板；所述聚光镜和所述遮光板均位于所述集热段处。
[n0011] 采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
[n0012] 本实用新型提供的旋转装置，将主动轮的部分段(集热段)设置为热管，由于热管的性能，当热管温度升高后，可快速实现热的传递，使得形状记忆合金的温度快速升高，提高了传热效率。
[n0013] 为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[n0014] 图1为本实用新型背景技术中的改进的太阳能跟踪装置的结构示意图；
[n0015] 图2为本实用新型背景技术中的集热装置的结构示意图；
[n0016] 图3为本实用新型背景技术中的散热装置的结构示意图；
[n0017] 图4为本实用新型实施例提供的集热罩的结构示意图；
[n0018] 图5为本实用新型实施例提供的集热罩的另一结构示意图；
[n0019] 图6为本实用新型实施例提供的集热罩的另一结构示意图；
[n0020] 图7为本实用新型实施例提供的主动轮的结构示意图。
[n0021] 附图标记：
[n0022] 1-主动轮；2-集热装置；3-从动轮；
[n0023] 4-主动推动杆；5-从动弹簧；6-固定座；
[n0024] 7-被动支撑杆；8-通风孔；9-集热罩；
[n0025] 10-形状记忆合金；11-推动件；12-主动磁性件；
[n0026] 13-聚光镜；14-遮光板；15-从动磁性件；
[n0027] 16-穿孔；17-密封件；18-固定件；
[n0028] 19-复位弹簧；20-连接杆；21-连接孔；
[n0029] 22-热管；23-连接段。
[n0030] 下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[n0031] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[n0032] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[n0033] 下面结合具体的实施方式对本实用新型做进一步的解释说明。
[n0034] 如图4和图7所示，本实施例提供的改进的太阳能跟踪装置包括主动轮1、形状记忆合金10和集热罩9；主动轮1由连接段23和集热段组成，集热段为热管22；形状记忆合金10套在集热段上，集热罩9与主动轮1固定，并且罩在形状记忆合金10外。
[n0035] 本实施例提供的旋转装置，将主动轮1的部分段(集热段)设置为热管22，由于热管的性能，当热管温度升高后，可快速实现热的传递，使得形状记忆合金10的温度快速升高，提高了传热效率。本实施例的旋转装置的其他结构与专利号CN212253193U的技术相同，在该技术的基础上进行改进。
[n0036] 详细地，如图1至图3所示，旋转装置包括固定座6、均呈圆环形的主动轮1和从动轮3、驱动装置、集热装置2以及散热装置；主动轮1和从动轮3同轴设置，且均转动连接在固定座6上；驱动装置包括形状记忆合金10、主动推动杆4、磁极相同的主动磁性件12和从动磁性件15；形状记忆合金10一端与主动轮1固定，另一端固定主动磁性件12；从动磁性件15与从动轮3固定；当形状记忆合金10的另一端伸长并靠近从动磁性件15时，主动磁性件12与从动磁性件15之间的斥力能够推动主动轮1旋转；从动轮3上设有从动弹簧5；主动推动杆4的一端与主动轮1固定；当主动轮1旋转，主动推动杆4的另一端能够与从动弹簧5抵接并压缩从动弹簧5；集热装置2包括集热罩9；集热罩9与主动轮1固定，并且罩在形状记忆合金10外；集热罩9上设有通风孔8；散热装置包括与集热罩9滑动连接的密封件17；密封件17用于将通风孔8密封；形状记忆合金10与密封件17连接，用于驱动密封件17远离通风孔8从而将通风孔8打开。
[n0037] 在使用时，将太阳能装置固定在旋转装置上，初始时密封件17将集热罩9上的通风孔8密封。随着集热罩9接受太阳光的照射，集热罩9内温度逐渐升高，当达到形状记忆合金10的动作温度时，形状记忆合金10伸长，并将位于其端部的主动磁性件12逐渐靠近从动磁性件15。由于主动磁性件12与从动磁性件15的极性相同，两者产生斥力，该斥力推动主动轮1朝向远离从动磁性件15的方向旋转，此时，从动轮3保持不动。同时，主动轮1上的主动推动杆4与从动轮3上的从动弹簧5接触并逐渐压缩从动弹簧5；形状记忆合金10伸长到一定程度时，驱动其上的密封件17运动，使得密封件17从集热罩9的通风孔8处离开，通风孔8被打开，开始对集热罩9进行散热。随着通风孔8的散热作用，集热罩9内的温度逐渐降低，形状记忆合金10开始收缩，并带动其上的主动磁性件12远离从动磁性件15，两者之间的斥力逐渐减小，由于从动弹簧5处于压缩状态，从动弹簧5的弹力开始推动从动轮3朝向与主动轮1旋转方向相同的方向旋转，从动磁性件15靠近主动磁性件12。并且随着形状记忆合金10的收缩，其上的密封件17也同时移动，从而再次将通风孔8密封。此时，旋转装置完成了一次旋转动作，并同时带动了其上的太阳能装置进行了一次旋转。由此循环，旋转装置不断朝向同一方向旋转，使得太阳能装置不断调整位置，始终朝向太阳光照射方向。
[n0038] 其中，从动轮3上固定有被动支撑杆7；从动磁环固定在被动支撑杆7上，形状记忆合金10上固定有推动件11，推动件11随着形状记忆合金10的伸长而移动，当推动件11到达密封件17位置处时，推动件11推动密封件17移动。其中，推动件11可通过通风孔8与密封件17抵接，也可通过集热罩9上的穿孔16处与密封件17抵接，从而推动密封件17运动。集热罩9顶部设有聚光镜13和遮光板14。
[n0039] 其中，散热装置包括连接杆20、复位弹簧19、与主动轮1固定的固定件18；固定件18设有连接孔21；连接杆20滑动穿设在连接孔21内；密封件17固定在连接杆20的一端，并且复位弹簧19的一端与密封件17抵接，复位弹簧19的另一端与固定件18抵接；当形状记忆合同推动密封件17远离通风孔8时，复位弹簧19被压缩。当形状记忆合金10伸长，其推动密封件17朝向从动磁性件15方向移动，通风孔8逐渐被打开，复位弹簧19被压缩，此时处于散热模式。当主动轮1旋转后以及形状记忆合金10收缩后，密封件17在复位弹簧19的作用下往回移动，再次覆盖在通风孔8处，通过复位弹簧19的弹力紧紧压在通风孔8处将通风孔8密封，此时处于集热模式。也即，通风孔8打开是散热模式，通风孔8密闭是集热模式，通过上述结构可实现集热-散热模式的循环切换，从而实现推动主动轮1的旋转，同时复位弹簧19可提高密封效果。
[n0040] 其中，集热段可由一个热管22形成，也可由两个热管22形成。优选地，如图7所示，集热段由两个热管22形成；两个热管22的吸热端彼此固定，两个热管22的冷凝端分别与连接段23的两端固定。两个热管22的吸热端进行吸热，并在冷凝端进行冷凝放热，进一步提高传热效率。
[n0041] 其中，热管22与连接段23的连接方式可以为多种，优选地，热管22的冷凝端与连接段23插接。优选地，热管22的冷凝端插设在连接段23内。连接方式简单，便于安装，并可保证一定强度。
[n0042] 进一步地，如图4至图6所示，集热罩9的顶部设有聚光镜13和遮光板14；聚光镜13和遮光板14均位于集热段处。本实施例中，聚光镜13和遮光板14均设置在集热段处即可，通过聚光镜13进行聚光升温热管，遮光板14进行遮阳，缩短了聚光镜13和遮光板14的长度，节省了材料。
[n0043] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

权利要求:
Claims (5)
[0001] 1.一种改进的太阳能跟踪装置，其特征在于，包括主动轮、形状记忆合金和集热罩；
所述主动轮由连接段和集热段组成，所述集热段为热管；所述形状记忆合金套在所述集热段上，所述集热罩与所述主动轮固定，并且罩在所述形状记忆合金外。
[0002] 2.根据权利要求1所述的改进的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述集热段由两个热管形成；两个所述热管的吸热端彼此固定，两个所述热管的冷凝端分别与所述连接段的两端固定。
[0003] 3.根据权利要求2所述的改进的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述热管的冷凝端与所述连接段插接。
[0004] 4.根据权利要求3所述的改进的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述热管的冷凝端插设在所述连接段内。
[0005] 5.根据权利要求1所述的改进的太阳能跟踪装置，其特征在于，所述集热罩的顶部设有聚光镜和遮光板；所述聚光镜和所述遮光板均位于所述集热段处。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120492315.8U|CN214333078U|2021-03-08|2021-03-08|一种改进的太阳能跟踪装置|CN202120492315.8U| CN214333078U|2021-03-08|2021-03-08|一种改进的太阳能跟踪装置|