本发明涉及到可供用户使用的多用太阳炉,是一种可供工业生产的轻型民用平板折叠自动跟踪的太阳炉。适合于给家庭带来做饭时的炉火,这种火取之于太阳光或做桌子及其它使用。 与现有的太阳炉有本质的区别,它即不属于菲湟尔炉灶,也不属于抛物面炉灶,特别是把原始的抛物面利用复杂的数学式,通过计算机的多段程序运算,处理成了简单的平面形式即:原始的旋转抛物面复杂的数学式,计算机的多段程序运算,处理成了简单的平面式。
它是由四块平板兜在一起所建立的太阳炉。太阳炉采光面积的选择采用了现有抛物面太阳炉的“三园作图法”,并结合了人体工程学原理,使得操作高度和操作距离选择到最低,使用面积最佳的热效率方案。由于是平板所以在不用时可以折叠作桌子使用。一来保互镜片干净不需要维护搓式,二来保持反光效率延长寿命,使用完后也无须要占用庭院。在底座上设有自动跟踪太阳的系统,跟踪系统包括两个方面,一是方位角系统,一是高度角系统,高度角系统充分地利用了支撑杆的作用,支撑杆即起托起炉反射板围绕着底座作一定的园弧,即高度角跟踪;也起到支撑桌面的作用;然后由方位角系统带动高度角的变化。
本发明的任务是提供一种新型的家庭多用途平板折叠式全自动跟踪太阳炉,它能够为用户解决部分燃料问题,节约燃料费用,是缓解目前农村用户燃料奇缺的困难。在使用了太阳炉后,大量燃料被节省如:煤、木材、农作物稽杆等,从而节省了燃料,增加了牲畜饲草和农家肥,为今后农作物高产打下基础,同时降低为做饭所付出地劳动强度,在家庭卫生及人民生活水平方面也有明显的改善作用,并能方便的为用户支撑成桌使用。
本发明采用了最佳的镜片安装方案和最大面积的利用效率。全部采用偏焦对称的形式,用玻璃钢制成了长方形不规则的薄平反射板。在反射板中,有横竖排列的小平面反射镜程方格状。每个小方格的相对位置都进行了严格的计算和控制,当一小片的纵横向的位置确定后,在这一小片的纵向横向上的数据,各个小片位置纵与纵横与横全相等,并类似的出现了纵向和横向上的数据坐标,每块镜片可以在坐标中找到相应的准确数据。其数据由计算机语言程序中的7个字母意义为准:I表示按小块镜片排列顺序的递进值;Q表示水平基准线与反射线的夹角;Z表示在反射板中的镜片与反射板平面的夹角;D表示镜片在夹角Z时的平面投影长;J表示镜片长与D之差值;E表示夹角Z对应的直角边的高;即D边上的高;M表示各块镜片水平投影长的累加和。
程序中的参数;H为可选择的焦距,C为反射板本身仰角是镜片安装节省材料和最大面积的利用效率的最佳参数。镜片的规格是由L×L控制、现规格为30×30毫米,程序中算出的一个镜片上的最大高度之和小于20毫米,反射板厚不超过23毫米。
本着用户着想;所使用的材料来源的改进,最大限度地降低了成本。用户操作简单,重量轻,所用数据已使用电子计算机处理,成双对称式,得到结果可供自动化工业生产用。推翻了原有基础抛物面型,采用了平板型。平板面积可大可小,可根据人口的多少制定反射板面积的大小,也可多块组合而成,也可单独跟踪,也可多块组合一起跟踪。焦距可根据需要注意改变,本太阳炉使用了三种焦距,三种仰角,使四块反射板聚于一个焦点处。聚光镜片可采用普通水银平面镜片,也可采用薄膜,其镜片的改变是从计算机程序中的有关焦距,镜片尺寸中改动得到,镜片的改动可改变反射板的厚薄,具体安装有数据查知。由程序中的参数C得到了最理想的节省材料和最大采光面积及最大反光效率,采用了稳定重心的措施,太阳炉的偏转变化,重心在中心基本稳定。太阳炉旋转角度的变化锅底始终保持水平状态。也可使用在高纬度的地区和国家。本太阳炉底座采用自动控制跟踪机构,底座下装有四个万向轮,轮子的设制是以避开墙树的阴影和移动而设制,并可自由运动,底座上有个水平转动偏心盘,偏心盘是用以控制方位角和高度角之用,偏心盘连立杆,立杆中的升降管用来改变太阳高度角之用。如早晚的低角度升降管可自动上升,午间的高角度又可自动下降,可自动跟踪太阳高度角随时间变化的曲线,高度角方位角的综合跟踪是在偏心盘上完成的。本太阳炉可折叠成两折、四折便于在炉架上直接立起存放和不占地方,两折时可成床板,四折时在炉架上直接放平可成桌,两块一组装钉成为一个独立的折叠板。综合使用了一个全自动跟踪系统,立杆中的升降管是由弹簧和附助托架及垂直转动板构成自控高度角。此太阳炉炉壳与支架之间支架与底座之间利用了简单的杠杆完成了呈曲线形的高度角和方位角,两项指标的一次跟踪,并利用一个简单的机械单摆来完成自动控制。最后设想在全自动控制跟踪太阳炉的基础上有可能安装上光导纤维把光能引入到室内操作。最后设想太阳炉通过光导纤维完成全球性光能转输并互通互用。
以下针对附图对发明的实施作详细的描述:
图1是本发明的一种具体结构构造示意图。
图2是本发明的各别局部纵向剖面图。
图3是本发明底座上的横向剖面机构及纵向剖面机构图。
图4是本发明支撑桌的结构图。
图5是可做床板的支撑示意图。
图6是可做电视卫星天线示意图。
图7是反射板折叠后收藏图。
图8是反射板折叠后做桌面面积图。
图9是太阳炉反射板展开面积图。
图10是图9的侧视图。
图11是图9的府视图。
图12是图9反射板2-2线的剖视图。
图13是图9反射板3-3线的剖视图。
图14是太阳炉高度角与底座之间的跟踪原理图。
图15是太阳炉方位角与底座之间的跟踪原理图。
参照图1,如图3所示活动底座(1)是由四个万向轮(2)组成的方形座,底座(1)中装有自动控制跟踪器(3),它是由单摆定时器(4)和方位角控制转动齿轮(5),滑动轨道(6)齿轮咬合簧(7),偏心齿轮(8)高度角控制轮(9)及拉线(10),调整园台形螺旋轮(11)及高度角调整旋扭(12)底拉线轮(13),和调整方位角控制旋扭(14),(15)是齿轮(5)及旋扭(14)的分离器,只作调整时使用,跟踪时作离合。以上这些全部被上盖板(16)和下盖板(17)包装在底座(1)中,只有旋扭(12)和方位角控制旋扭(14)在上盖板(16)外表以保证操作控制。
立杆(18)是由套管制成,中心有顶升弹簧(19),下端与偏心齿轮盘(8)固定并插入到底座中带有轴承的套(20)中,可使立杆(18)在轴承套(20)中旋转。旋转弹簧(21)心和立杆(18)连接,外圈与底座(1)上的一个拌卡相挂,使其偏心盘(8)带动立杆(18)有个顺时针旋转的扭力,旋转弹簧(21)的扭力大于顶升弹簧(19)的顶升力,顶升弹簧(19)的顶升力还要大于反射板及锅的压力,这样可确保不须外界能源就能自动起降和旋转。
参见图2,立杆(18)中有升降管(22),升降管中有顶升弹簧(19)顶升弹簧中有拉线(10),拉线与升降管顶端相连,升降管顶端有个固定卡(23),固定卡与锅圈支架平衡臂(24)相连,锅圈支撑杆(25)与锅圈架(26)和平衡臂(24)的接口可活动。固定卡(23)与垂直转动轴(27)相连,垂直转动臂有锅圈支撑杆(28)与炉面托架(29),支撑杆(28)与锅圈(20)接口处也可活动,炉面托架本身也可旋转,以便托架(29)旋转时很容易就能叠放好桌子如图4所见。
图2所示高度角跟踪炉面托架(30)上带有底座所做的园心,底座与园心支撑杆(31)及炉面稳定托架(32),这些托架也起到桌子托架的作用。托架(30)上带的叉是作桌使用时插入到平衡臂(24)和炉面托架(29)中,在升降管(22)的顶端成为水平的十字托架,然后将反射板(33)叠好后平放在十字托架上,即可稳稳当当地当桌子使用了。
操作时将立杆(18)插在底座(1)上,连通立杆中的拉线(10)使底座中的跟踪器(3)能同步,然后在升降(22)顶端安装支架(25)及锅架(26)等,在支架上挂好反射板(33)后即成。然后看准底座上指南针(42)对准箭头指向的南方,旋动底座上旋扭(12)和(14)对准当地当时太阳所处的高度与方位角,停止转动旋扭,即可跟踪使用。一天使用完时,可转动方位角控制旋扭(14),此时跟踪到西面的太阳炉可恢复到向东,准备第二天清早使用。也可小范围方位角调节和恢复,此时旋转弹簧(21)可恢复旋转弹力。给太阳炉一个重新向西的旋转力,此时有定时器(4)定时向西运动,有时为方便起见,脚踩底座,一手按动旋扭(14)一手按逆时针转动反射板到所使用的位置,松开旋扭(14)转动旋扭(12)调准高度角,即可一天使用,旋扭(12)指向有刻度对应春夏秋冬,升降管(22)的起降刻度对应高度角。太阳炉的四块板在支架上所展出的面积形状参考“三国作图法”见图9,侧视图10,府视图11。
当桌子使用时把右手那个反射板平板(33)折好。然后左手所在的那块反射板(33)也折好扣好挂钩(38),左手右手的两块叠好的反射板(33)同时向一起转动合并成为一个长方形桌面。此时垂直转动臂锅圈支撑杆(28)炉面托架(29)也一起提放于水平,托架(30)可自动穿过炉面托架(29)的孔,沿申到另一头成为十字托架,此时(30)上所带的叉就可插入到平衡臂(24)与炉面托架(29)的孔中,构成一个稳定的水平十字托架,此时合并成的长方形桌面落在水平十字托架上,这时底座与园心的支撑杆(31)园心那头可自动滑向一边做三角支架,桌即落成。
本发明提供了一种可移动可折叠平板式多用途新型全自动跟踪太阳炉。适合于工业自动化生产及广大农村用,最适用于燃料奇缺的地区。生产成本低工艺较简单。它是由装有自动控制跟踪的底座,立杆、升降管、升降簧、支架及锅架组成,反射板是由薄玻璃纤维板制成后装上镜片或薄膜组成。原来复杂的工艺由计算机微电脑处理为制作简单的数据,数据见附程序及数据表。