专利名称：一种固定点阵列太阳能冶炼系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，采用点聚焦的转换器实现太阳能的聚焦跟踪冶炼系统，涉及太阳能的聚焦利用。
背景技术：
太阳能冶炼，就是利用太阳能实现冶炼的设备。I 9 4 7年，法国科学家特朗比尝试把军用探照灯的反射镜用在太阳熔炼炉上，I 9 5 2年，在蒙特路易的比利牛斯山上，特朗比建造了世界上第一台功率为7 5千瓦的大型太阳能冶炼炉，其干燥温度可以达到3 0 0 (TC以上。特朗比希望建立更大的太阳炉。在7 0年代建成了一座功率为I 0 0 0千瓦的巨型太阳炉，通过把一束束阳光反射到太阳能炉的ー个直径5 0米的抛物面聚光镜上，这个聚光镜经过再聚焦，可以把聚集起来的阳·光的温度加热到3 5 0 (TC。用这座太阳炉每天可以生产2. 5吨锆。其纯度比用一般电弧炉中熔炼的锆还高。太阳能冶炼系统是采用太阳能聚焦跟踪技术实现太阳能的高温热采集，再通过将热能传送给冶炼设备，实现对产品的冶炼。现有的太阳能聚焦热发电分为槽式、塔式、碟式三种，其太阳能采集部分可以用于冶炼。通常塔式、碟式可以达到800-2000度的采集温度，利用次热能可以实现太阳能的冶炼。太阳能点聚焦利用技术主要是塔式和蝶式ニ种，碟式系统是采用太阳能镜聚焦于一个冶炼装置上。塔式系统是将一个太阳能镜作为定日镜，将多个太阳能反射镜聚焦于ー个冶炼装置上的太阳能冶炼系统，由于塔式太阳能采集的特征，使得其在跟踪太阳能过程部分太阳能镜的利用时间仅为4-6小时，如塔东侧的太阳能镜在上午时基本无法利用，只有到了中午或者下午后才可以利用，因而太阳能采集效率低，该技术方案可以实现高温的采集，但是通常其规模较大，不适合于小型或者家用系统。
发明内容本实用新型的目的就是提供ー种固定点阵列太阳能冶炼系统，采用太阳能镜采集焦点成为点的各种太阳能光学镜，在焦点的区域内设置冶炼装置，冶炼装置不跟随太阳能镜一起运动，在太阳能镜跟踪太阳能过程中，其焦距发生变化，因而称为变焦跟踪；跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少ー个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程聚焦于至少ー个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，实现太阳能的经济利用，在进行跟踪太阳的过程中，保持其焦距始终处于冶炼装置的点的区域；冶炼装置设置在太阳能镜周围，在太阳能镜跟踪太阳能过程中不跟随太阳能镜进行运动；在太阳能镜上设置有跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，来实现的高温高效采集及利用。由于采用点聚焦的太阳能冶炼系统，同时，采用变焦跟踪的技术，因而称为变焦固定点阵列太阳能冶炼系统。本实用新型采用至少ー个或者一组太阳能镜与至少ー个冶炼装置组合构成整体的跟踪冶炼系统，将至少ー个或者一组太阳能镜在多个冶炼装置之间最优的聚焦，从而实现了提高现有太阳能跟踪系统的跟踪效率，降低了跟踪系统的成本，这样克服了现有塔式太阳能冶炼系统太阳能采集时间低的缺点，通过设置多个冶炼装置的技术方法，实现了对现有太阳能镜的利用时间和效率的提高，使得点聚焦的系统可以进行分布式、小型化的适合不同的规模的要求，同时也适合于大规模系统。具体发明内容如下ー种固定点阵列太阳能冶炼系统，包括冶炼装置(I)、可以采集太阳能的光学镜
(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架(4)、动カ提供装置、动カ传送装置，以及电子控制系统，其特征是包括至少ー个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少ー个冶炼装置；冶炼装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，冶炼装置设置在 冶炼装置支架上(12);太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程聚焦于至少ー个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在太阳镜跟踪太阳能过程冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与太阳能镜不一起运动，冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与地面保持相对静止，实现太阳能的跟踪聚焦冶炼利用。冶炼装置由太阳能光热转换器、冶炼床、冶炼流体、冶炼室组成，冶炼床设置在冶炼室内，太阳能光热转换器将太阳能转换为热能直接加热被冶炼物质或与冶炼流体换热，冶炼流体与设置在冶炼床上的被冶炼物进行换热将被冶炼物进行冶炼。冶炼装置或者冶炼装置的太阳能光热转换器设置在太阳能镜采集区域。多个太阳能镜或者多组太阳能镜在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少ー个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有ー个或者一组太阳能镜聚焦于至少ニ个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到最高的太阳能利用效率的冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器进行聚焦。由多个太阳能镜与多个冶炼装置组成的太阳能冶炼系统，多个太阳能镜根据太阳能采集效率进行最优的聚焦，每个太阳能镜可以根据太阳能采集效率的原则选择距离最近或者最优的冶炼装置的原则，最优的进行聚焦选择。这这种选择可以是多个太阳能镜组成为ー组太阳能镜，共同选择最优的ー个冶炼装置，实现太阳能的采集和利用。多个太阳镜中可以有太阳能镜在跟踪过程中聚焦于一个冶炼装置，但是至少有ー个或者一组聚焦于两个以上的冶炼装置，或者根据需要聚焦于多个冶炼装置。所述太阳能镜支架由连接部件和至少ー个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，由至少ー个或者ー组太阳能镜与太阳能镜支架组成太阳能采集系统，太阳能采集系统选择至少下列ー种A、每个太阳能镜上设置有ニ个转轴，一个称为横轴另ー个称为纵轴，横轴和纵轴相互交叉，成90度夹角，太阳能镜与含有此转轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；[0017]B、每个太阳能镜分别与ニ个转轴连接，一个称为横轴另ー个称为纵轴，横轴和纵轴相互不交叉，一个转轴与太阳能镜上或者太阳能镜边框连接成为纵轴，另外一个与连接部件连接后再与太阳能镜连接成为横轴，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；C、多个太阳能镜相互串联在ー个连接部件上组成ー个串联组，每个串联组上的太阳能镜与ー个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与纵轴相互交叉，成90度，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；D、多个太阳能镜相互串联在ー个连接部件上组成ー个串联组，每个串联组上的太阳能镜都与ー个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与并纵轴不相互交叉，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统；E、由一个点聚焦的太阳能镜或者一组点聚焦的太阳能镜，与ー个含有与地球自转·轴平行或者组成小于90度夹角的转轴的太阳能镜支架进行连接。由于采用了多个冶炼装置，因而可以实现最优的太阳能镜的采集，太阳能镜可以根据需要选择适当的冶炼装置进行聚焦，同时由于采用了多个冶炼装置，因而可以选取最优的冶炼装置聚焦，这样降低了太阳能跟踪的成本。为了实现最优的跟踪，连接部件或者转轴可以采用不同的几何形状，以便于太阳能镜的跟踪适合于不同的干燥器，但是连接部件或者转轴几何形状选择自下列至少ー种A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型、双曲抛物线型的ー种或多种；C、为圆形、多边形、弧形、矩形的ー种或多种。每ー个转轴上设置有ー个集成跟踪控制装置或者/和多个转轴共同采用成套跟踪控制装置实现对太阳能的跟踪控制，跟踪控制装置由集成跟踪控制装置和/或成套跟踪控制装置組成。跟踪控制装置由集成跟踪控制装置和/或成套跟踪控制装置組成。所述集成跟踪控制装置由动カ提供部件、动カ传送部件、计算机控制部件组成为ー个集成器件，集成器件设置在太阳能镜支架上并与转轴进行连接，电子传感器件设置在太阳能镜上，在每ー个转轴上设置有ー个集成跟踪控制装置，电子传感器件将控制信号传送到集成器件中的计算机控制部件上，由集成控制装置通过控制一个转轴的转动实现对每一个太阳能镜跟踪控制；所述成套跟踪控制装置由动カ提供部件、动カ传送部件、电子传感部件、计算机控制部件组成，电子传感器件设置在太阳能镜上，动カ传送部件与转轴连接，动カ传送部件设置在太阳能镜支架上，动カ提供部件和计算机控制部件设置在太阳能镜支架上或者跟踪支架或者地地面上，电子传感器件将控制信号传送计算机控制部件，控制动力传送部件提供动カ经动カ传送部件传送给转轴，实现对转轴的控制同时带动设置在转轴上的太阳能镜进行跟踪，多个太阳镜及转轴共同采用成套跟踪控制装置实现对太阳能的跟踪控制；所述电子传感部件采用光学或者电子的传感器，以光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合，经单芯片机或者计算机内的软件进行计算，实现对太阳能的跟踪以及太阳能镜的驱动，光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合设置在太阳能镜上或者周围并与计算机控制部件相连，计算机控制部件与动カ提供部件相连，动カ提供部件与动カ传送部件相连接。所述的动力提供部件，选自下列至少之ーA、机械驱动器件；B、相变驱动装置，采用密闭在ー个空间的物质，随着温度的增大使其压カ的増大，来推动运动机构，实现跟踪；C、利用电能带动电机或液压装置驱动动カ传输装置来实现跟踪；D、利用气体压力提供动カ的装置。所述的动カ传输装置设置在连接部件或支撑部件上，并与动力提供装置相连接， 动カ传输装置选择自下列ー种或者多种齿轮机构、链条机构、蜗轮蜗杆机构、铰链机构。任何的点聚焦的太阳能镜都有用于本实用新型专利的太阳能采集，太阳能点聚焦的光学镜选择自下列ー种或其组合A、点聚焦的透镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；B、点聚焦的反射镜，包括玻璃、菲涅尔、非金属或非金属薄膜或薄镜组成的透镜；C、复合曲面点聚焦镜，包括复合抛物线、复合双曲抛物线镜；D、有由多个平面镜或者曲面镜组成的ー组太阳能镜，每组太阳能镜有一个点聚焦的焦点。由于聚焦的为ー个点的区域，可以将任何的冶炼装置设置在此区域内，甚至可以将冶炼装置与发电机组的设备一起设置在焦线区域，在焦线与太阳能镜的焦距范围内，都可以设置冶炼装置，根据温度与空间等要求，可以选择任何不大于焦距的范围设置冶炼装置。为了減少一次点聚焦太阳能镜的聚焦误差，在冶炼装置周围设置有二次聚焦太阳能镜，对一次点聚焦之后的太阳能光进行二次聚焦到冶炼装置上。在进行对太阳能的跟踪过程中，可能出现跟踪的误差，或者部分的太阳光由于散射等原因，经过第一次的太阳能光学镜线聚焦后太阳光处于冶炼装置之外的区域，为了减少此部分的损失，采用了二次聚焦，即在冶炼装置上设置ー个二次聚焦的太阳能镜，将一次聚焦损失的太阳能光经二次聚焦后将太阳能光聚焦到冶炼装置上。可以将二次聚焦光学镜设置在冶炼装置上，与一次聚焦的太阳能镜一起转动，这样一次和二次聚焦的太阳能镜可以采用同一个跟踪设备和驱动设备实现对太阳能的二次聚焦，提高了太阳能利用的效率。冶炼装置由太阳能光热转换器、冶炼床、冶炼流体、冶炼室组成，冶炼床设置在冶炼室内，太阳能光热转换器将太阳能转换为热能直接加热被冶炼物质或与冶炼流体换热，冶炼流体与设置在冶炼床上的被冶炼物进行换热将被冶炼物进行冶炼。还设置有至少ー个蓄热器，多个冶炼装置的太阳能转换装置与蓄热器里连接，蓄热器与通过ー个换热器与冶炼流体进行换热，太阳能转换装置将太阳能转化为热能，蓄热器将热能进行储存，冶炼流体与被冶炼物进行换热，实现对被冶炼物的冶炼加工。本实用新型选择的方案是实现本实用新型目的部分优选方案，任何符合本实用新型的原理的方案和技术、产品，都是本实用新型的保护范围。[0049]此种跟踪系统的优点为I、采用本实用新型公布的太阳能的跟踪冶炼系统，充分发挥了塔式与碟式采集的优点，同时采用变焦跟踪技术，实现了低成本的利用，因而结合了碟式、塔式的优点，从而可以低成本的经济利用。2、可以便于实现阵列的太阳能的利用，实现不同的太阳能产品的高效的大規模的利用；既可以小規模的家庭企业应用，也可以进行大規模的冶炼利用。3、本实用新型可以实现多种的太阳能利用，包括对大重量的设备的应用，克服了现有的碟式系统的载重小、可靠性差、应用范围有限的缺点，极大的扩展了碟式太阳能利用的技术与范围。4、将现有的碟式系统的跟踪与转换进行有效的分离，改变了现有的碟式系统定焦跟踪的缺点，在太阳能跟踪的过程中，冶炼装置保持不动，可以使碟式采集系统，发挥最大的优势，由于采用相对静止的太阳能转换利用设备的设计，因而可以使点聚焦系统具备多·种的应用领域，极大的提供了碟式应用领域和方式。5、本采集系统提高了塔式太阳能镜的采集时间和效率，同时采用单轴跟实现对点聚焦太阳能系统的利用。
图I :四个太阳能镜三个冶炼装置上午的太阳能采集图；图2 :四个太阳能镜三个冶炼装置中午的太阳能采集图；图3 :四个太阳能镜三个冶炼装置下午的太阳能采集图；图4 :12个太阳能镜6个冶炼装置太阳能采集图；图5 : 1*3固定点阵列太阳能跟踪冶炼系统；图6 :2*2固定点阵列跟踪冶炼系统；图7 :2*4菲涅尔透镜固定点阵列跟踪冶炼系统；图8 :2*2*4固定点阵列跟踪冶炼系统。附图中的标号具体含义如下I :冶炼装置(点聚焦区域)，2 :点聚焦太阳能镜，3 :二次反射镜，4 :太阳能镜支架，5 :集成跟踪控制装置，6 :动カ提供装置(电机)，7 :动カ传输装置，8 :电子控制装置，9 :太阳，10 :冶炼装置的太阳能光热转换器，11 :蓄热器；12 :冶炼装置支架，13 :太阳能镜横轴，14 :太阳能镜纵轴，15 :太阳能镜系统轴，16 :连接部件，17 :联动机构。
具体实施方式
实施例一 4个太阳能镜3个冶炼装置组成的固定点阵列太阳能冶炼系统。如附图I、2、3所示的由4个太阳能镜3个冶炼装置组成的固定点阵列太阳能冶炼系统，图1、2、3分别是在上午、中午、下午的太阳能采集以及利用情况，图I中上午，太阳由东方升起，1，2，3号太阳能镜分别将太阳能聚焦于1，2，3号冶炼装置上，实现太阳能的跟踪聚焦；图2为中午，太阳位于天空中央区域，1，4号太阳能镜分别将太阳能聚焦于1，3号冶炼装置上，2，3号太阳镜聚焦于2号太阳能留设备上，实现太阳能的跟踪聚焦；图3为下午，太阳位于西方降落，1，2，3号太阳能镜分别将太阳能聚焦于2，3，4号冶炼装置上，实现太阳能的跟踪聚焦。四个太阳能镜分别聚焦于三个不同的冶炼装置上，其中I号太阳能镜利用率为上午至中午，4号太阳能镜利用时间为中午以及下午，2，3太阳能镜利用时间为全天，这样提高了 2，3号太阳能镜的利用时间，由于2，3号镜可以根据需要聚焦于2，3号冶炼装置上，因而在一天的跟踪过程中，可以优选2，3号冶炼装置，以太阳能利用效率为目标，最优的选取2，3号利用设备，根据实际获得的太阳能采集效率，将太阳能镜聚焦于2，3号冶炼装置上。实施例ニ 12个太阳能镜6个冶炼装置组成的固定点阵列太阳能冶炼系统。本实施例如图4所示由12个太阳能镜6个冶炼装置组成的固定点阵列太阳能冶炼系统，12个太阳能镜分按照三行四列的阵列进行布置，6个冶炼装置按照3行2列的阵列进行布置，冶炼装置分别设置在三行太阳能镜的中间区域。在上午、中午、下午不同的时间段内，1-12号太阳能镜可以选择1-6号不同的冶炼装置进行聚焦，根据实际获得的太阳能采集效率，选择不同的聚焦点进行聚焦，处于 不同位置的1-12号太阳能镜，可以聚焦的冶炼装置的选择的也不同，对于处于两侧的1，5，9，4，8，12号太阳能镜，可以有2个冶炼装置可以选择进行聚焦，对于处于两侧中间的2，3，10，11号太阳能镜，可以选择三个冶炼装置及性能聚焦，处于中央区域的6，7号太阳能镜，可以选择1-6号共六个冶炼装置进行聚焦，因而每个太阳能镜，根据其位置的不同，可以分别选择2，3，6个冶炼装置，实现太阳能的聚焦利用。本实用新型的的固定点阵列采集系统，每个太阳能镜可以根据聚焦的情况优选不同的冶炼装置实现不同的聚焦，这样大大的提高了太阳能镜的利用效率，降低了太阳能镜的成本，増加了系统可靠性。实施例三1*3抛物线固定点阵列太阳能跟踪冶炼系统。如附图5所示，本实施例例采用三个抛物线碟式太阳能镜(2)，设置在ー个抛物线型连接部件上，在每个太阳能镜上都设置有两个转轴，即横轴与纵轴，所述横轴与纵轴相互垂直交叉组成系统轴，每ー个太阳能镜通过一个系统轴与抛物线型连接部件进行连接，该实施例为三个设置在连接部件上的系统轴以及与地面连接的支撑件构成的太阳能镜支架，连接部件不运动，而三个系统轴运动，太阳能跟踪控制装置设置与每ー个系统轴相互连接，在每个太阳能镜(2)上设置物理及光学传感器，太阳能跟踪控制装置是由电机、传动齿轮及电子控制部分组成的集成电子控制装置，采用物理与光学跟踪互补的跟踪系统，实现对太阳能的跟踪，在太阳从东方升起西方降落的过程中，三个碟式采集系统通过太阳能跟踪系统的控制，完成对太阳能系统的跟踪，每个太阳能镜围绕每个系统轴进行运动，冶炼装置的太阳能光热转换器设置在点聚焦的焦点的区域内。太阳能光热转换器与地面连接，在太阳能运动过程中，太阳能光热转换器始終处于焦点的位置上保持相对静止。实施例四2*2阵列复合抛物线固定点阵列太阳能跟踪冶炼系统。如附图6所示，本实施例通过2*2阵列的复合抛物线碟式太阳能镜实现太阳能的采集，每个太阳能镜通过ー个直线型连接部件(16)与直线型横轴(13)进行连接，太阳能镜与连接部件连接后再与横轴连接，四个太阳能镜设置在一个直线柱体横轴(13)上，四个太阳能镜分别设置在横轴的两端，呈对称布局，横轴与地球自转轴平行，每ー个太阳能镜设置一个纵轴，左面的两个太阳能镜的纵轴与横轴的夹角为30度，右面的两个太阳能镜的纵轴与横轴的夹角为60度，每个太阳能镜与纵轴相互连接，在横轴上设置由一个动カ提供装置以及动カ传输装置、电子控制装置集成的跟踪控制装置，在每个纵轴上设置由ー个动カ提供装置以及动カ传输装置、电子控制装置集成的跟踪控制装置，在每个太阳能镜上设置有光学传感器和物理传感器，每个太阳镜上的光学传感器和物理传感器将采集的信号传输给电子控制装置，电子控制装置根据软件程序发出信号给五个动カ提供装置，通过动カ传输装置实现对五个轴的驱动，实现太阳能跟踪控制(5)，此实施例是由ー个横轴以及四个纵轴组成的太阳能镜支架，横轴与纵轴不相互交叉，五个轴都是相互独立的运行，冶炼装置(I)设置在太阳能镜阵列的上方，在太阳能焦点区域，设置有二次聚焦装置(3)。实施例五9个菲涅尔镜固定点阵列太阳能跟踪冶炼系统。如附图7所示，9个菲涅尔镜设置在ー个矩形六面体的连接部件上，顶部设置有6个，侧面设置有2个，后侧设置有ー个，顶部和侧部为透射镜，后侧为反射镜，连接部件为六面体，连接部件与地球自转平行的转轴(13)进行连接，在每个菲涅尔镜上设置有电子控制传感器装置(8)，通过跟踪控制装置设置对太阳能的控制，在转轴上设置有集成的电子控制装置，通过设置在每个菲涅尔镜上的传感器提供信号给集成控制器，实现对太阳能镜的跟踪控制。在转轴的跟踪控制装置上设置有联动机构(17)，在跟踪控制机构实现对转轴的控·制过程中，利用联动机构直接控制后侧设置的菲涅尔镜。本实施例为ー个与地球自转平行的轴与ー个联动机构组成的太阳能镜支架，其连接部件的形状为六面体。冶炼装置与ー个太阳能热电联产发电机组相互相互连接，并设置在菲涅尔镜的下面，太阳光(9)通过透镜聚焦到冶炼装置上，实现了太阳能的利用。冶炼装置有一个冶炼装置支架支撑，在菲涅尔镜跟踪太阳能的过程中始終保持与地面相对静止。实施例六2*2*4阵列固定点阵列太阳能跟踪冶炼系统。如图8所示，本实施例采用16个太阳能镜，按照上下两排进行排列布局，每排采用2*4的结构，在上排的2*4结构中采用8个太阳能镜为点聚焦的反射镜，每4个反射镜相互串联在ー个直线柱体连接部件上组成ー个串联组，两个串联组通过所述的直线柱体连接部件与ー个可运动的横轴进行连接，在每个反射镜上还设置有一个纵轴，每个纵轴与横轴垂直但不相互交叉，在横轴上设置有跟踪驱动系统，在每个纵轴上设置有集成跟踪控制器件。在每个菲涅尔镜上设置有传感器，将信号提供给电子控制部件，电子控制部件提供控制信号给ー个横轴以及8个纵轴的动カ提供部件，动カ提供部件提供动カ给动カ传输部件，电子控制部件设置在地面上，动カ提供部件、动カ传输部件设置在太阳能镜支架上，动カ传输部件与横轴和纵轴进行连接，实现对太阳能的跟踪，将太阳能光反射到太阳能利用部件上；此部分有一个横轴和八个纵轴组成太阳能镜支架，横轴和纵轴不相互接触交叉。在下排的2*4结构中所采用8个太阳能镜为抛物线反射镜，为超薄玻璃制造的抛物线反射镜，每4个反射镜相互串联在ー个抛物线型连接部件(16)上组成ー个串联组，两个串联组通过所述的抛物线型连接部件与一个转轴进行连接，所述转轴与地球自转轴夹角为5度，在转轴上设置有跟踪控制系统，每个反射镜上安装有物理和光学传感器，传感器提供信号给横轴的跟踪控制装置，实现对太阳能的跟踪。此部分仅设置有ー个转轴。同时利用抛物线型连接部件，将每4个太阳能镜组成为ー个槽型跟踪系统。从而可以采用单个转轴实现对太阳能的跟踪。冶炼装置的太阳能光热转换器设置在太阳能镜的焦点区域，实现高温的太阳能采集。采集的热能通过管道传送给设置在地面上的蓄热器上，蓄热器与冶炼流体进行换热，将热能直接用于被冶炼物质的冶炼。此案中，冶炼装置的太阳能光热转换器设置在太阳能镜的聚焦区域，其余冶炼装置件设置在地面上，地面上的包括蓄热器和冶炼室以及冶炼床，这样可以实现大規模的物质的冶炼。·
权利要求1.一种固定点阵列太阳能冶炼系统，包括冶炼装置(I)、可以采集太阳能的光学镜(2)、支撑太阳能镜的太阳能镜支架(4)、动力提供装置、动力传送装置，以及电子控制系统，其特征是包括至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜以及至少一个冶炼装置；冶炼装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，冶炼装置设置在冶炼装置支架上(12);太阳能镜设置在太阳能镜支架上，在太阳能镜支架或/和太阳能镜上设置有跟踪控制装置，跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程聚焦于至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在太阳镜跟踪太阳能过程冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与太阳能镜不一起运动，冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器与地面保持相对静止，实现太阳能的跟踪聚焦冶炼利用。
2.根据权利要求I所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是多个太阳能镜或者多组太阳能镜在跟踪太阳能过程中将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，在每天的太阳能跟踪过程，至少有一个或者一组太阳能镜聚焦于至 少二个冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器上，每个或者每组太阳能镜选择可以达到 最高的太阳能利用效率的冶炼装置或冶炼装置的太阳能光热转换器进行聚焦。
3.根据权利要求I所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是所述太阳能镜支架由连接部件和至少一个转轴以及与地面或者安装部位进行连接的支撑件组成，由至少一个或者一组太阳能镜与太阳能镜支架组成太阳能采集系统，太阳能采集系统选择至少下列一种 A、每个太阳能镜上设置有二个转轴，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互交叉，成90度夹角，太阳能镜与含有此转轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统； B、每个太阳能镜分别与二个转轴连接，一个称为横轴另一个称为纵轴，横轴和纵轴相互不交叉，一个转轴与太阳能镜上或者太阳能镜边框连接成为纵轴，另外一个与连接部件连接后再与太阳能镜连接成为横轴，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统； C、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与纵轴相互交叉，成90度，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统； D、多个太阳能镜相互串联在一个连接部件上组成一个串联组，每个串联组上的太阳能镜都与一个转轴连接，此轴成为纵轴，多个串联组相互并联在一个连接部件上并与另外一个转轴进行连接，此轴成为横轴，横轴与并纵轴不相互交叉，太阳能镜与含有横轴与纵轴的太阳能镜支架进行连接组成太阳能采集系统； E、由一个点聚焦的太阳能镜或者一组点聚焦的太阳能镜，与一个含有与地球自转轴平行或者组成小于90度夹角的转轴的太阳能镜支架进行连接。
4.根据权利要求I所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是连接部件或者转轴的几何形状选择自下列至少一种 A、直线型的柱体，在柱体上设置有多个太阳能镜，优选直线与地球自转轴平行；B、为曲线、抛物线型、复合抛物线型、双曲抛物线型的一种或多种； C、为圆形、多边形、弧形、矩形的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是所述跟踪控制装置由集成跟踪控制装置和/或成套跟踪控制装置组成 所述集成跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、计算机控制部件组成为一个集成器件，集成器件设置在太阳能镜支架上并与转轴进行连接，电子传感器件设置在太阳能镜上，在每一个转轴上设置有一个集成跟踪控制装置，电子传感器件将控制信号传送到集成器件中的计算机控制部件上，由集成控制装置通过控制一个转轴的转动实现对每一个太阳能镜跟踪控制； 所述成套跟踪控制装置由动力提供部件、动力传送部件、电子传感部件、计算机控制部件组成，电子传感器件设置在太阳能镜上，动力传送部件与转轴连接，动力传送部件设置在太阳能镜支架上，动力提供部件和计算机控制部件设置在太阳能镜支架上或者跟踪支架或者地地面上，电子传感器件将控制信号传送计算机控制部件，控制动力传送部件提供动力经动力传送部件传送给转轴，实现对转轴的控制同时带动设置在转轴上的太阳能镜进行跟踪，多个太阳镜及转轴共同采用成套跟踪控制装置实现对太阳能的跟踪控制； 所述电子传感部件采用光学或者电子的传感器，以光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合，经单芯片机或者计算机内的软件进行计算，实现对太阳能的跟踪以及太阳能镜的驱动，光学信号、物理地理位置信号、电子传感信号或者其组合设置在太阳能镜上或者周围并与计算机控制部件相连，计算机控制部件与动力提供部件相连，动力提供部件与动力传送部件相连接。
6.根据权利要求5所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是所述的动力提供部件，选自下列至少之一 A、机械驱动器件； B、相变驱动装置，采用密闭在一个空间的物质，随着温度的增大使其压力的增大，来推动运动机构，实现跟踪； C、利用电能带动电机或液压装置驱动动力传输装置来实现跟踪； D、利用气体压力提供动力的装置； 所述的动力传输装置设置在连接部件或支撑部件上，并与动力提供装置相连接，动力传输装置选择自下列一种或者多种齿轮机构、链条机构、蜗轮蜗杆机构、铰链机构。
7.根据权利要求I述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是太阳能点聚焦的光学镜选择自下列一种或其组合 A、点聚焦的透镜； B、点聚焦的反射镜； C、复合曲面点聚焦镜； D、有由多个平面镜或者曲面镜组成的一组太阳能镜，每组太阳能镜有一个点聚焦的焦点。
8.根据权利要求I所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是为了减少一次点聚焦太阳能镜的聚焦误差，在冶炼装置周围设置有二次聚焦太阳能镜，对一次点聚焦之后的太阳能光进行二次聚焦到冶炼装置上。
9.根据权利要求I所述的一种固定点阵列太阳能冶炼系统，其特征是冶炼装置由太阳能光热转换器、冶炼床、冶炼流体、冶炼室组成，冶炼床设置在冶炼室内，太阳能光热转换器将太阳能转换为热能直接加热被冶炼物质或与冶炼流体换热，冶炼流体与设置在冶炼床上的被冶炼物进行换热将被冶炼物进行冶炼。··
专利摘要本实用新型涉及太阳能的聚焦利用，特别是采用点聚焦的太阳能镜实现太阳能采集，并应用于一种固定点阵列太阳能冶炼系统。本实用新型包括至少一个或者一组点聚焦的太阳能镜、至少一个冶炼装置以及跟踪控制装置，太阳能镜设置在太阳能镜支架上，冶炼装置设置在太阳能镜聚焦的点状的区域内，并设置在太阳能镜的上方或者下方，在太阳能镜跟踪太阳能过程中其焦距发生变化，保持其焦距始终处于冶炼装置的点状的区域；跟踪控制装置控制太阳能镜在太阳光变化时将太阳光聚焦到至少一个冶炼装置上，在太阳能镜跟踪太阳能过程中冶炼装置与太阳能镜不一起运动，冶炼装置与地面保持相对静止，实现太阳能的跟踪聚焦利用。
文档编号F24J2/46GK202757281SQ20122010120
公开日2013年2月27日 申请日期2012年3月17日 优先权日2012年3月17日
发明者李建民 申请人:成都奥能普科技有限公司