名称:双轴高效阳光高热机
专利号:202420815542.3
专利权人:王存义
技术领域
本实用新型属于双轴跟踪的中高温太阳能高效低成本的光热发电或供热领域
背景技术
现在全世界的太阳能光热发电或供暖,所用的槽式或菲涅尔式集热设备,都存在四个大问题,一是光热转换效率太低,因为它们都是单轴跟踪太阳,浪费阳光很多;二是成本特高,三是集热器和外界连接困难,因为对外接口在不断运动。例如,线聚焦的光热发电方式只有两种,一种是槽式光热发电站,其年均光热转换效率一般为42%,另一种是菲涅尔式光热发电站,年均光热转换效率只有35%左右,发电和供暖成本都很高。
本人曾发明阳光高热机,以解决这些问题,但是存在以下缺点:一是载物架为了提高抗弯强度,必须作的很粗,耗费钢材多,很笨重;二是所作成的“不动接口”,对外连接时,管接头不可能是一个点,还是有较大旋转半径,随方位角一起转动,对外接通仍不方便;三是真空管需要用专用管架来悬挂,悬臂很长,耗钢材多,且易变形;四是三通管必须用很长的不锈钢波纹管,对流体的阻力很大,成本又高,特别是当双轴跟日时摆动很大,保温材料易坏,且不美观。所以,在本实用新型中具有代表性的第一方案,即杆式双轴高效阳光高热机中,全部去掉了这些零部件,又去掉了正支杆和斜支杆等,代之以一物多用的或更先进的零部件,使结构更简单,更轻便成本更低,完全消除了原来阳光高热机的所述缺点。
实用新型内容
本实用新型就是要解决上述问题,就是要发明一种集热效率极高的,因结构更简单轻便而使成本更低廉的,虽双轴跟日但能把双向运动接口变为绝对静止的对外接口的,既便于储热,又便于把多台机器联通成为大集团发电或供热的双轴高效阳光高热机。
本实用新型是通过以下技术方案实现的:
1、一种双轴高效阳光高热机,包括双轴自动跟日机、聚光镜部件、集热器部件、机架部件、和含有两种变静器的介质管路部件及驱动器,其特殊之处在于:
A、所述双轴自动跟日机和机架,包括方位角跟踪机构和高度角跟踪系统以及机架和驱动器及控制器,下文把双轴自动跟日机简称跟日机:
(a)所述方位角跟踪系统,包括方位轴机架及变速传动部件和驱动器,方位轴机架包括互相固定连接的方位角轴与基板和芯轴,方位角轴简称方位轴,固定安装于地平面或平台,其上端所固定连接的基板和芯轴作为由变速传动部件构成的方位角跟踪机构的载体,基板与方位轴相垂直而连接,芯轴垂直于基板而相连接,驱动器即电机使方位角跟踪机构围绕方位角芯轴转动跟日,即跟踪太阳,其终端构成与高度轴机架的梯形座固定连接的上平台,运载高度角跟踪系统而围绕方位轴转动跟日;
(b)所述高度角跟踪系统,包括高度角轴、高度轴机架、变速传动部件和支撑升降机构与驱动器,所述高度角轴简称高度轴,以其机架中的梯形座的上平台为高度轴的载体,由驱动器驱动的变速传动部件的终端即支撑升降机构,和所述聚光镜以及集热器部件连接,以驱动聚光镜和集热器绕高度轴在太阳高度角方向上跟踪太阳;
(c)所述高度轴及其机架部件,包括高度轴及其支轴桩、轴镜连接器和梯形座,高度轴及其支轴桩位于梯形座的上平台,支轴桩的上端连接高度轴,其下端固定于所述平台上;所述轴镜连接器或者是提杆式的,或者是提梁式的,提杆式的轴镜连接器中的拉镜板圈和高度轴的连接方式,或是间接式的,即提杆的上端和拉镜板圈互相固定连接;提杆的下端和聚光镜骨架互相固定连接,拉镜板圈下面和支圈桩上端固定连接,支圈桩的下端和高度轴活动连接,高度轴和支轴桩固定连接;所述拉镜板圈和高度轴的连接方式或是直接式的,即拉镜板圈不通过支圈桩而和高度轴直接连接,在此条件下的高度轴和支轴桩必须活动连接;
所述梯形座的上方是平台,其下方是底板,底板是跟日机的变速传动箱和同步传动轴或同步传动链条的,以及从变速传动箱中伸出的升降杆和高度角方向的驱动器的共同载体,跟日机的控制器也位于梯形座上;
下文把由提杆作为轴镜连接器的双轴高效阳光高热机叫做杆式双轴高效阳光高热机,把由提梁作为轴镜连接器的双轴高效阳光高热机叫梁式双轴高效阳光高热机;
B、所述聚光镜部件,是能把太阳光线会聚成焦线或焦带的聚光镜,用太阳产生一个焦线或焦带的聚光镜部件叫做一个聚光镜单元,所述聚光镜部件或是镜框聚光镜部件或是无镜框的栅板聚光镜部件;
所述镜框聚光镜部件包括上边杆、下底梁、镜背杆和镜板,镜背杆把上边杆和下底梁固定连接而构成至少包含有四个边的一个镜框,其中至少有两个镜背杆是曲线或折线或是曲折线,并且至少包含一个上边杆和一个下底梁都是直线,下底梁也叫底中梁,镜板和镜框固定连接;所述栅板聚光镜部件包括总栅板、分栅板和镜板,总栅板和多个分栅板固定连接,分栅板或是独板,或由栅杆和连镜片固定连接而成,总栅板和分栅板都和镜板固定连接;
双轴高效阳光高热机都有两个聚光镜单元,分别安装在高度轴机身的两侧,即高度轴的两端外,每个聚光镜单元和其提杆或提梁相连接,两个聚光镜单元的焦线或焦带中心线都是和高度轴的轴心线的延长线相重合或近似重合的,两个聚光镜单元之间,或是有连镜杆把它们相连接,或是无连镜杆的;
所述杆式双轴高效阳光高热机的提杆的下端,或是和镜框聚光镜的镜框固定连接,或是和栅板聚光镜的总栅板固定连接,各个提杆的上端都和拉镜板圈固定连接;
聚光镜的中部或下部连接着导轨,经过导轨而连接到升降杆,所述导轨或和镜框聚光镜的框架固定连接,或和栅板聚光镜的总栅板直接或间接的固定连接;升降杆一方面和跟日机的高度角跟踪系统的变速传动部件作传动连接,另一方面和导轨作滑动或滚动的活动连接;
C、所述集热器部件是真空管部件的集热器,真空管部件包括真空管和接口,所述真空管或者是单通真空管,或者是双通真空管,任何真空管都由罩管和内管构成,罩管是透明的,内管外表面有吸热材料,罩管和内管之间的夹层是真空,所述单通真空管的进口接口和出口接口都在同一端,此端叫管头,另一端叫管尾,所以单通真空管也叫同端集热管;在管头上,内管伸出到罩管之外,所有接口都和内管接通,在管头上罩管和内管有密封性固定连接处;在管尾上有两种情况:或者是罩管和内管是各自密闭而不直接接触,而是通过在内管上装有支架和罩管作间接的接触;或是另一种情况是罩管和内管之间直接的或经过波纹管而间接的相接触而密封,内管尾端有封板封堵;所述双通真空管的内管是从罩管的两端伸出到罩管之外,在伸出去的内管每一端部都露在罩管之外,这也叫直通式真空管;所述真空管集热器在安装时,必须使真空管的中心线和聚光镜的焦线或焦带中心线相重合或近似重合;并且真空管的中心线还要和高度轴中心线的延长线相重合或近似重合,这样真空管中心线所在位置就是三个中心线合为一线的位置,此中心线叫三合一线;
所述单通真空管,是在内管中,插入一个两端开口的较内管细的管子,叫插管式真空管,插管式真空管的插管把内管分为互相连通的两部分,插管外端是一个接口,这是进口接口;还有和内管直接连通的出口接口;进口接口和出口接口都位于真空管的管头;
所述真空管的管头和管尾,都是和聚光镜框的下底梁端部所连接的两个支管桩分别相连接的,它的带有两个接口的管头是延伸到位于梯形座两侧的高度变静器内部;
D、所谓变静器,就是把一端为动接口的管子,变成使它另一端为静接口的器具,输送高温流体的管子,一端是进口,另一端是出口,但是变静器的动变静的规律是:凡是连接在管路中的变静器,都是把一端为动出口接口,变成另一端为静出口接口;把一端为动进口接口,变成另一端为静进口接口,即不改变管路中“进”和“出”的性质;所述变静器,包括腔壳、扎紧箍、约束筒、能耐高温的易于伸直又易于弯曲的两个软管和隔热材料,所述腔壳是空腔的外壳,此空腔至少由三个板构成,它有两个是面对面的板,这两个板叫变静器的端面板,还有一个是围带板,围带板是用一个带子形板,把这两个端面板的周边贴紧包裹而和这两个周边相连接所形成的曲面板,所述扎紧箍也叫挷紧箍,或穿过围带板而和围带板相连接,或穿过一个端面板而和该端面板相连接,所述扎紧箍或是单管扎紧箍,或是双管扎紧箍,双管扎紧箍是把位于腔壳内部的两个软管的各自的一个端部合并成管束,把它俩个捆扎在一起,而使这两个软管的端部固定不动的箍子;单管扎紧箍有两个,每一个扎紧箍都是把一个软管的一个端部捆扎紧使它固定不动;任何扎紧箍外口附近都叫做变静器的静口,在每个静口附近有所述软管的静接口,所述两个软管各自的另外一端,在变静器腔壳内都留够充分的弯曲长度后,都要进入约束筒,在进入变静器的约束筒以前或以后,各自构成一个动接口,所以,每个变静器都有4个接口,其中两个是动接口,还有两个是静接口,动接口位于变静器的动口,约束筒内或其两端口附近,都叫变静器的动口,静接口位于变静器的静口,扎紧箍外口附近叫变静器的静口;所谓接口就是将要和其他管子相连接通的口子或管接头的口;任何情况下两个管子在约束筒内工作时都是往复旋转,牵动变静器内的两个软管作往复运动;所述约束筒是空心筒,它或是穿过腔壳的一个端面而和该端面板固定连接,它或是穿过围带面而和围带板固定连接,约束筒在腔壳上的位置是远离扎紧箍的;所述腔壳的外表面是用隔热材料全部包裹;
所述变静器或是方位变静器,或是高度变静器,所述方位变静器的腔壳是和连接在方位轴上的绝对静止的方位轴基板,作直接或间接的固定连接;方位变静器的约束筒中心线必须和方位轴中心线的延长线相重合或近似重合;因此它位于跟日机高度轴的中部附近;所述高度变静器是和跟日机的梯形座固定连接的,高度变静器的约束筒中心线必须和高度轴中心线的延长线相重合或近似重合,因此高度变静器共有两个,分别位于高度轴两端部附近的梯形座两侧面;高度变静器简称为高变器;
E、所述介质管路部件,是含三个变静器的管路部件,所述含三个变静器的管路部件,包括方位变静器、两个高度变静器、两个真空管及其共4个接口,以及连接管道;
管路部件是把高度轴两端外的两个真空管部件连接通,并和本机器以外传来的出口管子和进口管子连接通的部件,所述两个真空管之间或是串联,或是并联;
关于连接管道,先明确两个概念:在串联管路中,把左、右两个高变器之间的连接管道叫连通管,把高变器和方位变静器之间的连接管道叫接长管;在并联管路中,连通管和接长管全用一个三通管代替;
下面约定:当人面向高度轴观察时,人的左侧称为高度轴左端;人的右侧称为高度轴右端;把高度轴左端外的真空管和高变器叫左真空管和左高变器,把高度轴右端外的真空管和高变器叫右真空管和右高变器;
简单的说,所谓串联,就是拿一根连通管横置于梯形座上,它的两端分别把左高变器的左静出口接口和右高变器的右静进口接口接通,然后拿一根接长管把左高变器的左静进口接口和方位变静器的一个动接口接通;再拿一根接长管把右高变器的右静出口接口和方位变静器的另一个动接口接通,左高变器的静出口和静进口接口是它的动接口上所连接通的,左真空管头的左出口和左进口接口通过左高变器而分别变成的;同样,右高变器的静进口和静出口接口,是它的动接口所连接通的右真空管头的右进口和右出口接口通过右高变器而分别变成的;
上文说的是连通管把左静出口和右静进口接口接通,反过来说也一样,即拿一根连通管把左静进口和右静出口接口接通,然后把左静出口和右静进口接口通过两根接长管分别和方位变静器的两个动接口接通;左静出口和左静进口接口,是左高变器动接口所连接通的左真空管头的出口和进口接口分别变成的,右静进口和右静出口接口,是右高变器动接口所连接通的右真空管头的进口和出口接口分别变成的;这是第二种串联管路;
详细连接过程为:把左真空管头的进口和出口两个接口分别和左高变器的两个动接口接通,穿过左高变器后,构成不绕高度轴转动的两个静接口,一个叫左静进口接口,另一个叫左静出口接口;
把右真空管头的进口接口和出口接口各自和右高变器的两个动接口接通,穿过右高变器后构成两个静接口,一个叫右静进口接口,另一个叫右静出口接口;
在所述梯形座平台上横置一根连通管,其左端口和左高变器的或是先和左静进口接口接通,因是串联,则此连通管的右端口就必然和右高变器的右静出口接口接通;左高变器静口上剩下的是左静出口接口,通过一个接长管,和方位变静器的动接口接通,穿过方位变静器以后,变成一个全静出口接口,因为它是左高变器的左静出口接口接长后变成的,其所以叫“全静出口接口”是因它既不绕高度轴转动,也不绕方位轴转动;
剩下的是右高变器静口上的右静进口接口,此接口也是连接一个接长管和方位变静器的剩下的那个动接口接通,穿过方位变静器以后变成一个全静进口接口,因为它是右高变器的右静进口接口接长后变成的;这是第一种串联管路连接方式;下面说第二种串联方式:
反过来说也一样,即把一个连通管的左端和左静出口接口接通,因是串联,所以连通管的右端就必然和所述右静进口接口接通;高度轴左端外剩下的是左静进口接口,和接长管的一端接通,接长管的另一端连接到方位变静器的动接口,穿过方位变静器以后就变成全静进口接口;高度轴右端外剩下的右静出口接口,和另一个接长管的一端接通,接长管的其余一端连接到方位变静器剩余的那个动接口,穿过方位变静器以后,就变成全静出口接口,这是第二种串联管路连接方式。
2、所述含三个变静器的并联管路部件,包括高度轴两端外的左真空管的进、出口接口和右真空管的进、出口接口、左高变器和右高变器以及位于跟日机中部的绝对静止的方位变静器和两个三通管,所述高度变静器是把变静器中的约束筒,换成真空管的带接口的内管头,高变器内两根软管各自的动接口分别和真空管头的进口接口和出口接口相接通,和进口接口接通的叫进口软管,和出口接口接通的叫出口软管,这两个软管伸出到扎紧箍之外变成不随高度角运动的两个静接口,由左高变器变成的一个叫左静进口接口,另一个叫左静出口接口,由右高变器变成的一个叫右静进口接口,另一个叫右静出口接口,把一个三通管横置于梯形座平台,使其左端口和左静进口接口接通,右端口和右静进口接口接通,第三端口和方位变静器的动接口接通,从方位变静器出来后,就是全静进口接口,因为它是和左、右两个真空管头的两个进口连通的;把另一个三通管也横置于梯形座平台,使其左端口和左静出口接口接通,其右端口和右静出口接口接通,把它的第三端口和方位变静器剩余的动接口接通,从方位变静器出来以后,就是全静出口接口,因为它是和左、右两个真空管头的两个出口连通的。
3、所述梁式双轴高效阳光高热机的提梁的两个末端,或者分别和两个镜框聚光镜单元的镜框相连接,或者分别和两个栅板聚光镜单元的总栅板直接或间接的连接,提梁的中段和支梁桩上端固定连接,支梁桩下部和高度轴活动连接。
附图说明
图1是具有提杆式机架的双轴高效阳光高热机的主视图.
图2是图1的俯视图
图3是图1的A-A左视剖视图
图4是具有平行提梁式的双轴高效阳光高热机的主视图
图5是图4的俯视图
图6是图4的A-A左视剖视图
图7是具有垂直提梁式的双轴高效阳光高热机的主视图
图8是图7的俯视图
图9是图7的A-A左视剖视图
图10是变静器的主视图
图11是图10的B-B俯视剖视图
具体实施方式
在图1中,1是方位角轴,2是跟日机的高度角跟日系统的变速传动箱,在梯形座23的左右两边各1个,其中有一个箱内除了有变速传动机构以外,还有驱动电机和控制器,由一个箱体2内部的变速传动机构经过同步轴30驱动左右两边的升降杆3的升或降,升降杆3通过销轴28可在导轨5的滑槽中滑动,导轨5是和聚光镜骨架亦即总栅板6相互固定连接的,因此升降杆的升或降就使聚光镜沿高度轴16转动,在高度角方向上跟日。因为左右两边的箱体内的变速传动机构都是和同步轴30作传动连接的,所以左右两边的升降杆亦即螺杆3的升或降的速度和启动或停止时间都是完全同步的。图1中4是升降杆亦即螺杆3的防转槽,它是和固定在底板31上的凸头(已被遮盖)相啮合的,只准它升降平移而不准转动。5是导轨,它和总栅板6作间接的固定连接,7是螺钉,8是分栅板的栅杆,它的一端和连镜片9固定连接,另一端和总栅板6固定连接,10是聚光镜板,11是集热管即真空管,它的两端都连接在支管桩26上,支管桩26的下部和总栅板6间接的连接,其上端和集热管11连接。12是提杆,其下端和总棚板6直接或间接的相连接,其上端和拉镜圈17固定连接;拉镜圈17属于高度轴机架,它和支圈桩15及横连杆18相连接,支圈桩15的下部和高度轴16活动连接,横杆18和支圈桩15构成拉镜圈17的四方形座。
图1中的14是高变器,在梯形座23的左侧和右侧各安装一个,左侧的叫左高变器,右侧的叫右高变器,相对称而安装在梯形座23的两侧。每个高变器的靠近集热管11的侧面是高变器的动口,每个集热管的带进、出口接口的管头,都穿进对应的高变器内,和高变器内的两个动接口分别接通,在每个高变器的静口上有两个静接口,如件号14所示的上和下各1个,和左侧集热管头的进口接口相连通的叫左静进口接口,和其出口接口相连通的叫左静出口接口;和右侧集热管头的出口接口相连通的叫右静出口接口。和其进口相连通的叫右静进口接口;
左、右两个集热管的串联管路的连接方式是:用一个连通管13,其左端若和左静出口接口接通,则右端必是和右静进口接口接通,此连通管就成为出进口连管,左高变器上剩下的左静进口接口,和一个接长管13′的一端接通,接长管13′的另一端口和方位变静器的一个动接口接通,在方位变静器静口上的全静接口凡是和所述左静进口接口连通者就叫全静进口接口;
在右高变器上剩下的那个右静出口接口,也通过一根接长管和方位变静器接通,则方位变静器的另一个全静接口,就是全静出口接口。这是第一种串联管路连接方式。第二种串联方式如下:
反过来说也一样,就是把一根连通管13先和左边的左静进口接口接通,同时和右边的右静出口接口接通,此连通管就成为进出口连管。另一方面,把方位变静器通过接长管13′和左边的左静出口接口接通,出了方位变静器就变成全静出口接口,如图2的件号32中之一。再一方面,把方位变静器通过另一个接长管(和左边件号13′相对称的接长管)和右边的右静进口接口接通,出了方位变静器后就是全静进口接口,如图2所示件号32中之另一个。这样也构成左右两个真空管的串连管路。
在图1中,19是方位变静器,它的腔壳是连接在所述绝对静止的方位轴基板上的,其详细构造见图10和11。20是支轴桩,其上端连接高度轴16,其下端连接梯形座平台,21是方位跟踪机构的动力输出转盘,它和梯形座固定连接,它和方位角变速传动部件作传动连接。22是方位角变速传动机构的箱体,23是梯形座,它上面叫平台,下面连接着底板31,24是高度变静器的固定支板,梯形座的左右两边各1个,它的根部连在梯形座23上。25是支管桩26的桩座杆,真空管的支管桩26固定连接于其上,桩座杆25的两端连接在前后两个总栅板上。27是升降杆3的U型夹板,它通过销轴28,夹着导轨5,与导轨活动连接;它是升降杆3的端部。29是同步轴30的支桩,31是梯形座的底板,它是同步轴30和传动变速箱及升降杆的共同载体。
图2是图1的俯视图。在图2中,13′是把右高变器和方位变静器接通的接长管,13是把左右两个高变器连接通的连通管,32是从方位变静器19出来的两根全静接口。其余件号和图1中同名号者含意相同。
图3是图1的A-A左视剖视图。图3中,33是单通真空管的玻璃罩管,34是罩管33和内管32之间的真空夹层,35是单通真空管的内插细管,也叫套管式真空管,此内插细管35把内管32分成互相连通的两部分,细管35的露出到内管之外的接口是进口接口,内管头部另一接口是出口接口。出口接口可以是一个或两个,若是两个出口接口,此二接口是要连接到一个三通管的两个端口的,此三通管的第三端口构成唯一的总出口接口。连接在真空管头左右两边的件号36是进、出口两个接口,40是在高度变静器14内部作弯曲运动的两个软管,变静器14已经把外围保温材料和端面板卸掉以便于显示内况。37是把集热管连接在支管桩26上的抱紧箍,38是高度变静器14的扎紧箍即出口,也叫静口。这是两个单管扎紧箍,此变静器具有两个静口;
39是所述连接在总栅板6上的导轨的滑槽,随着升降杆的升降运动,销轴28可在滑槽中滑动。滚动式导轨是不开槽的,可在升降杆3的U形夹板27的上部和下部,分别连接两个滑轮及其轴架,夹在导轨5的上下两边滚动。其余件号与图1及图2中同名者含意相同。
图4是具有平行提梁式机架的双轴高效阳光高热机的主视图。图中1是方位轴,2是跟日机的高度角跟踪系统的变速传动箱,左右两边各1个,3是升降杆,4是升降杆3的防转槽,5是导轨,6是镜框聚光镜的底中梁和导轨6连接,7是支管桩,8是镜框聚光镜的镜背杆,它和镜板10连接,其上端和聚光镜的上边杆9连接,其下部和底中梁6连接,9是聚光镜的上边杆。10是镜板,11是集热管,12是提梁,它的两端和镜框固定连接,它的中间部位和两个支梁柱15固定连接,支梁桩15的下端和高度轴活动连接,14是高度变静器,左右两边各一个,13是把左高变器和右高变器连接通的两个三通管,图4中管路连接方式是并连式,即一个三通管的左右两端,分别和左右两个高变器的左静进口接口和右静进口接口相接通,把此三通管的第三端口和位于高度轴中部附近的方位变静器17的一个动接口接通,穿过方位变静器17出来,就变成全静进口接口,即图5中的件号39中之一;把另一个三通管的左右两端口,分别和左右两个高变器的左静出口接口和右静出口接口相接通,把此三通管的第三端口和方位变静器17的另一个动接口接通,穿过方位变静器17后出来,就变成全静出口接口。即图5中件号39中之另一个;
图4中的16是高度轴,17是方位变静器,18是支轴桩,上端与高度轴16连接,下端与梯形座21的平台连接,19是方位角跟踪机构的动力输出转盘,其下面与方位角变速传动机构作传动连接,其上面和高度轴机架中的梯形座21固定连接。20是方位角跟踪机构的变速传动箱,21是梯形座,22是高度变静器的固定支板,它的根部连接在梯形座上,23代表螺钉螺母,24是左右两个聚光镜的底中梁6之间的弯连杆,25是升降杆3与导轨5之间活动连接的销轴,26是同步轴27的支桩,28是梯形座的底板。在此图中已把图5所示连镜杆29卸掉,以便显示变静器。
图5是图4的俯视图。图中29是把左右两个聚光镜单元的上边杆连接起来的连镜杆。件号39是两个全静接口。图5中凡是与图1中的件号同名号者含意相同。
图6是图4的A-A左视剖视图。图6中的30是集热管的内管,31是集热管的玻璃罩管,32是位于高度变静器中的作弯曲运动的软管,33是罩管和内管之间的真空夹层,34是插入内管中的细管,它的露在内管端部的接口是进口接口,内管端部的另一接口是出口接口。35是所述两个接口,36是抱紧箍,它把图4中集热管11连接在支管桩7上。37是高度变静器的扎紧箍,在此图中有上、下两个,这两个都是变静器的静口。38是图4中导轨5的滑槽,随着升降杆的升降,销轴可在其中滑动。其余件号与图4中相同者含义相同。
图7是具有垂直提梁的双轴高效阳光高热机的主视图。图中1是方位轴,2是跟日机高度角跟踪系统的传动变速箱,左右两边各一个,3是升降杆,4是升降杆即螺杆的防转槽,5是固定连接在镜框底中梁6上的导轨,它通过销轴27和升降杆端部的U形夹板作活动连接,6是聚光镜的底中梁,7是真空管11的支管桩,其根部和镜框的底中梁6固定连接,其上部和真空管11连接,8是镜背杆,它上端和聚光镜的上边杆9连接,其下部和底中粱6连接,10是镜板,11是集热管,12是垂直提梁17的端部和镜框的上边杆相连接的斜拉杆,13是两个三通管,它两个横置于梯形座23上,它两个和左右两个高变器14的静进口接口和静出口接口的连接关系,和图5中的相同,都是并联关系,即它两个把左静出口接口和右静出口接口接通,把左静进口接口和右静进口接口接通,它两个的第三端口,分别和方位变静器的两个动接口接通,左右两个高变器的共计4个动接口,是和左右两个真空管头部的共计两个进口接口和共计两个出口接口分别连接通的,15是支梁桩,其上端和垂直提梁固定连接,其下部和高度轴16活动连接,17是螺钉螺母,18是与高度轴相垂直而连接的垂直提梁,它的两端和位于梯形座的前后左右的四大块聚光镜框的上边杆固定连接,它的中部经过支梁桩15和高度轴16活动连接,19是方位变静器。20是支轴桩,其上端和高度轴16连接,其下端和梯形座23连接,21是方位角跟踪机构的传动变速部件的动力输出转盘,它和梯形座固定连接,22是方位角跟踪机构的传动变速器的箱体,23是梯形座,24是高度变静器的固定支板,其根部和梯形座23连接,左右两侧各一个,25是螺钉螺母,26是把左右两块聚光镜单元的底中梁连接起来的弯连板。27是在导轨5中滑动的销轴,它把导轨5和升降杆3构成活动连接。28是同步轴29的支桩,30是梯形座的底板。
图8是图7的俯视图。在图8中,19是方位变静器,40是出了方位变静后的两个全静接口。其余件号凡是和图7中相同者含意相同。
如上所述,图8中的管路连接是并联式的,和图5的一样。现再详述如下:在图8中13是两个三通管,一个三通管的左端口若是和左静进口接口接通,其右端口必是和右静进口接口接通;另一个三通管的左端口必是和左静出口接口接通,其右端口必是和右静出口接口接通。两个三通管各自的第三端口分别和方位变静器的两个动接口接通,在方位变静器静口上的两个静接口,一个变成全静进口接口,另一个变为全静出口接口,全静进口接口是和左右两个真空管各自的进口接口连通的,全静出口接口是和左与右两个真空管各自的出口接口连通的。因为左静进口接口和左静出口接口分别是和位于左高变器动口上的左真空管头的进口和出口连通的,右静进口接口和右静出口接口分别是和位于右高变器动口上的真空管头的进口和出口连通的。
图9是图7的A-A左视剖视图。在图9中,31是真空管的内管,32是真空管的玻璃罩管,33是高度变静器内的两个软管,每一软管的一端,连接真空管的一个接口36,另一端从变静器的扎紧箍38中出来,这个变静器有两个扎紧箍,即两个静出口。34是真空夹层,35是插进内管中的细管,把内管分为互相连通的两部分,这两部分在内管端头各有一个对外接口36,在变静器内分别和两个软管33接通。37是抱紧箍,把内管头固定在支管桩7上。39是导轨的导槽,销轴27在导槽中运动。其余件号和图7中同名者含意相同。
图10是方位变静器的主视图。图中1是变静器静口上的两个软管,2是从变静器的扎紧箍3(也可叫掷紧箍)的口中出来的包有保温材料的管束包,在变静器内,此两软管是分开运动的,其运动状态如图11中的1′所示,因它两个在腔壳5内不需要保温材料,所以运动灵活,管的长度很短。保高温的材料一般要10厘米厚度,若包在金属波纹管上,则其直径变为二十多厘米,要弯曲将很困难。4是要和外界连接的固定连接板,它焊在腔壳端部5上,腔壳5是由上、下两个面对面的板和包裹在这两个板周边上的带子形板,互相连接而构成空腔的壳。由图11可见,此腔壳和敲锣打鼓的鼓的形状有些相似。6是保温材料,全面包围腔壳,7是变静器身,8是接近约束筒的管束包,9是整弯箍,它的下部扎根在跟日机的梯形座平台12上,它和约束筒(见图11)联合,把管束包折弯成90°,以便在约束筒中往复旋转。10是外来硬管,11是连接箍子,它能把外来硬管10和软管1″连接通。
图11是图10的B-B剖视图。图中件号1′代表两个软管在变静器中的运动段的状态,15是约束筒,它连接在腔壳上,它的中心线是和方位轴心线的延长线相重合或近似重合,所以此软管1″在约束筒中无平移,只能随方位角方向跟踪太阳而在约束筒中往复转动。8是保温材料,16是螺钉。
高度变静器与此类似,只要把图11中的约束筒15换成真空管的内管头,把两根软管的右端1″分别和真空管头上的进、出口接口接通即可。因为真空管的中心线本来是和高度轴心线的延长线相重合的,另外,高度变静器不需要整弯箍9和梯形座平台12。两种变静器其余都相同。高度变静器简称高变器。
本实用新型还可列举更多实施例,都属于本实用新型权利要求书保护的范围。
本实用新型的优点为:
1.本实用新型用简捷而轻便的双轴跟日的线聚焦集热设备的多种机型,以代替现今槽式的和菲涅尔式的低效率高成本的单轴跟日的聚光集热设备,从而大幅度降低成本。
2、因为发明了两种变静器,取消了原来阳光高热机的无平移但还有微小转动的“不动接口”,本实用新型把它改进后能把方位角方向和高度角方向的双向大运动接口变成完全静止的对外接口,使得加热后的工质能够不用动密封管接头而向外输送,既安全又方便,完全消除了现有技术中因动密封而使工质导热油有时泄漏造成火灾(例如当今槽式光热发电站中因存在动密封而有时造成火灾事故)的难题。
变静器的发明,将彻底解决全世界近60年以来,双轴跟日直接聚焦的机器虽光热和光变电效率最高,但因是双轴跟日大动荡,无法储热于地,所以全世界三、四百座光热发电站中,双轴跟日直接聚焦的光热电站连一个也没有的世界难题。
3、发明了用简单而轻便的提杆式机架,以代替原阳光高热机的载物架,载物架为了增大抗弯强度,必须用很多杆、板件的钢材焊接,笨重又增大成本。因钢的抗拉强度远大于抗弯强度,故提杆式机架轻便又大降成本。
4.克服了现今槽式的和菲涅尔式集热设备因在纬度较高地区产生的余弦损失大增的原因,即在地理纬度40°以上地区就不宜使用的缺点,本实用新型因是双轴跟日,在聚光镜的开口采光平面上,阳光的入射角始终等于零,完全没有余弦损失,所以使用地域大为扩展。
5、因为发明了变静器,使得加热后的工质向外输出方便,故易于实现把热量大规模储于地下,保热时间长,这对于太阳能向外供热量或光热发电都很重要。
6、杆式双轴高效阳光高热机取消了原来阳光高热机所用的三通管,既减少了成本又减少对流体的流动阻力。三通管因为要随高度角方向不断摆动,故必须用很长的不锈钢波纹管,它增大流体阻力又增大成本。本实用新型的第二方案即并联管路连接,及其以后得方案,虽然也用三通管,但管路中含有高度变静器,所以三通管不摆动,故可用硬管代替波纹管,即节省成本,又不会磨破保温材料,并且对流体的阻力很小。
7、取消了原阳光高热机所用的必须悬臂很长的挂管架,它容易变形,又要用很多钢材,而改成了把集热管安装在聚光镜的底中梁上或高度变静器上,这是一物两用,能节约钢材而减少成本,而且安全。
8、取消了原阳光高热机所用的正支杆、斜支杆等多种零部件,减少成本和重量,又增加美观。





第二次修改版
五年为国家发电企业供应30万台(总需求为240万台的1/8)双轴高热机,得利润近百亿元,你愿意生产供应吗?
王教授 电话:13572905551
根据国家发改委在2025年12月15日发文(文号[2025]1645号文)“关于促进光热发电规模化发展”的指示,从今起到2030年5年内要增加光热发电1500万千瓦的指标,必须完成。文中讲道要改进槽式、塔式老技术要“鼓励颠覆性创新技术”,本双轴高热机光热发电是100%的颠覆性即推翻性创新技术。因为,槽式、塔式等老三样光热发电的成本是我双轴高热机光热发电成本的3倍多!例如中广核发电集团建造在青海德令哈地的槽式电站储热时长9小时,规模为50兆瓦,成本是19.4亿元(请看证据2)。分解为1兆瓦成本是3880万元。本发明高热机电站,若储热时长也是9小时,则1兆瓦电站成本为1100万元,这和中广核所建槽式1兆瓦电站的成本3880万元相比较节省了2780万元,国家到2030年要增加1万5千兆瓦(等于1500万千瓦)光热发电,若用我双轴高热机光热发电,和上述槽式发电的成本相比较,则双轴高热机光热发电五年为国家节省的是4170亿元的发电成本!
所以只要有1位世界英雄,用本发明双轴高热机建1兆瓦光热电站,相比于1兆瓦槽式光热电站节省两千多万元(本是2780万元),必然轰动世界!!!此建设者必会公认为是世界英雄!因他用我双轴高热机,解决了全世界六十年的世界难题!
只要此样板电站一出来;国家5年内要建的1500万千瓦光热发电的计划,必然抛弃单轴跟日的槽式等老技术,全部用我发明专利双轴高热机作光热发电,这需要购买240万台高热机!5年内多少工厂才能生产出来?若使你承担8分之一即5年生产30万台,5年得利润近百亿元,你愿为国家发电企业(六大发电集团)五年生产供应30万台双轴高热机吗?
因光热发电唯独具有的:①能较长时廉价储能②发电何时发何时停可控制③电压稳定④可独立占网,不需煤电陪伴。⑤光热的日发电量可达光伏的6倍:光热可24小时稳定连续发电;光伏1日间有效发电时长只有4个多小时。此五特征为光伏和风电永远望尘莫及。所以只要能用双轴高热机电站把光热发电成本由天上降到地面如前所述,则由今开局之十五五光热计划完成后,以后每一个五年计划必然会把光热发电在全部新能源中的比重份额屡增更大,直到全部代替煤电达“碳中和”。本发明专利受法律保护垄断20年,从今起你能享用国家的四个五年计划中光热发电之大功大利!得利润数百亿元!谁愿接受本专利技术转让(不收转让费,只收销售之后的微小提成费,你无风险)?愿受者速来!机不可失,千年难遇!
证据1:中国能源建设集团公布的老三种光热发电技术的性能表。
证据2:世界各国用了六十年的老三种技术建设光热电站的成本一览表(由中国《太阳能》杂志社统计并公布)
证据1、菲式、槽式、塔式老三种电站的性能证据:中国能建集团公布的《光热发电技术路线选择》(碟式机只能独台微型发电,不能建成用汽轮机集团化大型光热电站)
证据2、菲式、槽式、塔式老三种电站的成本证据:中国《太阳能》月刊2019年第11期第12页公布的各国光热电站成本价(此文可证明世界上没有碟式机建成的光热电站)