专利名称：太阳能热水器全自动跟踪装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到太阳能热水器，特别是一种太阳能热水器全自动跟踪装置。
本实用新型的技术解决方案是这样的，包括由太阳能真空集热管、储水箱、跟踪控制头、热水器支架，托板、减速电机、蜗杆蜗轮减速的传动齿轮，链条、钢圈、加强筋条、东面停、西面停开关及压板、防风防震承压滑轮、轴承、轴承座、跟踪系统控制线路的日夜监控、光线扫描、跟踪指示。光伏电源跟踪机构的钢圈对角线的180度上固装有西面停和东面停开关压板、钢圈环边至轴承座布装有加强筋条、环圈上筋条的上叉口叉支承在防风防震滑轮上、滑轮的转轴心固于滑轮座架、座架固于工作台基上。钢圈面上有盖板的幅条、幅条均布等外端口也固在盖板幅条的内端头点固在轴承座上、钢圈的两侧固着传动链条、传动链条啮合着齿轮，电机轴通过蜗杆蜗轮机构传到传动齿轮、由减速电机转动。跟踪系统控制线路包括电源、日夜监控，光线扫描、跟踪部分。电源用交直流电，电源连接通日夜监控复位指示接线，之后连接通光电扫描的扫描光控，复位开关，左右扫描触点，扫描电机，再接通跟踪部发的跟踪光控，西停开关，跟踪电机。电机用6～7伏减速电机，输出转轴为7转/分钟，从电机轴传输出驱动链条的传动齿轮转速为1转/分钟。控制线路的日夜监控、光线扫描、跟踪指示均装有光敏管、双联自保继电器、扫描电机、跟踪电机。由单相电经整流6～7伏电供给日夜监控部分、当日夜监控的光敏管D电阻增大、双联自保电继电器J1反吸合接通跟踪电机DT2反转，自保继电器J2、J3、J4断路。扫描触点J3-1可使电机左右正反转来回对天空180度扫描捕捉阳光，当D7扫描到阳光时、其光敏管内阻变小、J2停止扫描，同时使J2自保继电器立即动作接通IC3，使继电器得电接通跟踪电机运转，当跟踪光敏管D8得到光照时，J4继电器失电，使跟踪电机DT2停转。电动机转速7转/分钟，经电机带动蜗杆蜗轮，蜗轮带转啮合的齿轮组后减速为1转/分钟。当太阳西斜时，光敏管D6内阻变大时，J1又开始动作，使电机DT2反转回复到东面压到东停开关K2。第二天太阳出来时，光敏管D6内阻变小时J2又动作，接通IC3，J3得电接通跟踪电机，使跟踪电机跟随太阳运转，当D8受到光照时其内阻变小，致使J4失电，使DT2停转。周而复始，达到全自动跟踪运转工作。光伏电源跟踪主要是用5mm厚，20×20mm宽的钢板用于工作台基上，台基上有3个防风防震轴承滑轮按品字形固定，滑轮是斜向外安装的，滑轮外圆腰部环凹回，加强筋条的叉头下口扣入滑轮环凹处，叉头上面顶支着钢圈边框，筋条的中心支撑由轴承座环边固定顶着，轴承座上下一个，轴承座中间有轴芯，轴承座上又支承着托板的筋条，筋条又固定着托板，钢圈的对角180度上装有西停和东停开关压板，台基托板上相应装有西停开关K3和东停限位开关K2，台基上还装有减速电机，减速电机连接蜗杆蜗轮和传动到各组减速齿轮，以减速电机输出7转/分钟，传动到啮合的减速点数出来则是1转/分钟。减速点数带转链条，链条两个端固定在钢圈的边上一边一个定点。
本实用新型的优点是设计合理、结构简单、制造容易、成本低、安装使用方便。能从太阳东升到下山都始终保持着太阳能真空集热管对正太阳采光采热，且用电耗低、跟踪用6伏40毫安直流微电机运转，可驱动500公斤以下的热水器，真空集热管光照时间提高能量35～45％以上，是一种理想的太阳能跟踪装置。
图1为本实用新型的整体结构立体视图。
图2为本实用新型的光伏电源跟踪机构主视图。
图3为本实用新型的光伏电源跟踪机构按图2中A-A剖视图。
图4为本实用新型的光伏电源跟踪机构按图2中B-B剖视图。
图5为本实用新型的电源运转盘装配支架视图。
图6为实用新型的跟踪系统控制线路图。
图7为本实用新型的光伏系统结构视图。
图1～7中，电子控制箱(1)、支杆(2)、防水玻璃外壳(3)、扫描微电机(4)、扫描镜头(5)、控制线(6)、跟踪运转半边齿轮(7)、跟踪复位开关(8)、6伏跟踪减速电机(9)、西停开关(10)、热水器支架(11)、热水出口(12)、储水箱(13)、入水口(14)、真空管(15)、跟踪控制头(16)、托板(17)、防风支撑滑轮底座(18)、西停开关压板(19)、8mm不锈钢盖板(20)、3×3方钢通(21)、φ1.4M钢圈(22)、承压轴承(23)、轴承座(24)、防风、防震承压轴承滑轮(25)、链条(26)、西面停限位开关(27)、传动齿轮(28)、6伏减速电机(29)、东面停限位开关(30)、东停开关压板(31)、膨胀钉(32)、滑轮支座架(33)、楼面(34)、φ12mm圆钢轮圈加强支撑筋(35)、轴承座(36)、主轴外套(37)、5mm厚、20×20mm宽的铁板(38)、8mm不锈钢(39)、主轴芯(40)、电机底座(41)、传动链条(42)、转动齿轮(43)、5×5mm宽厚的扁铁板(44)。
由市电220伏经桥式整流6伏稳压管得6～7伏直流电供给日夜监控部分、光线扫描部分，当日夜监控的光敏管D6电阻变大时，双联自保电继电器J1吸和接通复位接线，使电机反转，当光敏管D6得光内阻变小时，自保继电器J1吸合接通自保继电器J2，使J3得电接通扫描电机DT1运转，扫描触点J3-1可使电机左右正反转来回对天空180度扫描捕捉阳光，当D7扫到阳光时，其D7内阻变小，J2反吸合接通IC3，使继电器J4得电接通跟踪电机DT2运转，当运转盘的跟踪光敏管D8得光时，J3继电器失电，使跟踪电机DT2停转。电动机转速7转/分钟，经电机带动蜗杆，蜗杆带转蜗轮，蜗轮带转啮合的各组齿轮后减速为1转/分钟。
当太阳西移时，扫描光敏管D6内阻变大时，J2又开始动作，使J3得电，致使扫描电机DT1又开始扫描捕捉阳光。扫描光敏管D6光敏管内阻变小J2又动作，接通IC3，J3得电接通跟踪电机DT2，周而复始工作。
当日夜监控D6电阻变大时，电机即反转(向东)当转盘转到东面时，就会压碰触复位开关K2，使电机停转，当第二天早上有阳光时，日夜监控光敏管D6内阻又变小，又使线路开始动作运行。周而复始，无需人值守，达到全自动跟踪。
本电路采用市上普通元件，价格兼，性能可靠，同时使用了进口自保双联继电器，灵敏高，继电器瞬间吸合只需5毫安电流，所以自保继电器本身耗电很微，整体线路，扫描电机运行时70毫安，跟踪运行时是150毫安(时间每次只有20～30秒)夜晚静耗10～13毫安，设计这个线路是从节能方面着想的。
本实用新型控制线路，电路扫描电机使用6伏，15毫安直流微电机，跟踪使用6伏40毫安直流微电机(工作电流50毫安)可驱动500公斤重的热水器或光电板运行。控制性能稳定，跟踪准确。热水器使用跟踪装置，可使真空集热管光照时间提高能量35～45％以上，也就是说购买小型热水器就可以顶替大热水器的用水量，(热水可冲冷水)避免早上有太阳照不到热管，下午没有太阳不出热水，装上本装置，不管是什么时候有太阳都可跟踪对着太阳，这样就可解决了热水器只要有太阳就可保证有热水使用的性能。太阳能热水器的底下是座托板，座托板装有跟踪机构。用钢板5mm厚20×20mm宽的铁板座板(38)、用膨胀钉(32)、固于地基上，电机底座(41)、滑轮架座(33)、轴承座(36)、也用钉(32)同于地基的宽铁板(38)、上。电动(29)用6伏直流减速电机，防风、防震承压轴承滑轮(25)、与座架(6)、是斜装向外倾斜，轮(25)用3个按品字形装，轮(25)在座架(6)的轴可以转动，轮(25)是腰部向内凹成工字钢形，向内凹环圆可钳合加强筋(35)的叉头相对转动，加强筋条(35)用φ12mm圆钢，端头开叉，顶面叉头支承着钢圈(22)、底面叉头扣入滑轮(25)凹腰处，叉口含着传动链条(26)、筋条(35)有一条以上，钢圈(22)用φ1.4M钢圈，钢圈周边均布8条加强筋条(35)、钢圈(22)内圈中间装在轴承座(36)、轴承座(36)中心有轴芯(37)、轴承座(36)上下端各一个轴承(23)、钢圈(22)顶上支承着盖板(20)、盖板(20)对角安装焊接有加强拉筋(21)、拉筋(21)用30×30mm方角通材料。盖板(20)顶面装有太阳热水支架(11)和采光机构真空管集热管(板)、储水箱、跟踪控制头(16)等。热水器支架(11)和真空管(15)顶上支撑着储水箱(13)、支架(11)和管(45)支撑水箱(13)随盖板(20)转动。在钢圈(22)的对角180度上安装西停开关压板(19)和东停开关压板(13)、一边一个固定在圈上链条(26)绕过电极(29)的轧出传动齿轮(28)后其两个端头各均在钢圈(22)的圆圈边上固定，齿轮(28)转动带动链条(22)拉转钢圈(22)、正反转方向也随电机(29)带转的齿轮(28)而定，在托板(17)上还安装有西面停限位开关(27)和东面停限位开关(30)、当电机带转齿轮(28)、链条(26)、钢圈(22)转动时，太阳从东边出压板(31)碰触到东面停限位开关开通、太阳能真空管(15)采光储水部分随之转动、当转到太阳下山钢圈(22)转其圈上的西停开关压板(19)碰触开关(27)操作停机、完成一天的太阳采光集热工序，电子控制箱(1)与电机(9)之间有控制线接通。
本实用新型可由交流变直流，或直接用直流电6～8伏可带动500公斤以下的太阳能热水器运转工作。2000瓦光伏电流板朝着太阳光运行，抗风能力达8级、太阳在任一方位都能自动朝向太阳自动跟踪运转，跟踪运转与固定式采光集热由此可提高35～45％以上的能量，控制线路静耗电流15毫安，工作电流150毫安，继电器使用自保继电器，瞬间吸合电流5毫安后不耗电，工作时150毫安，每次运行30秒时隔1～10分钟运行1次即可调。
权利要求1.一种太阳能热水器全自动跟踪装置，包括由太阳能真空集热管、储水箱、跟踪控制头、热水器支架、托板、减速电机、蜗杆蜗轮减速齿轮组、链条、钢圈、加强筋条、东面停和西面停的开关及压板、防风及防震承压滑轮、轴承、轴承座、跟踪系统控制线路的日夜监控、光线扫描、跟踪指示、其特征在于①、跟踪机构的钢圈(22)对角线的180度上固装有西面停开关压板(19)和东停开关压板(31)、钢圈(22)周边环布装有加强筋条(35)、环圈上筋条(35)的撑脚底的心固于轴承座(36)、滑轮(25)的转轴心固于滑轮座架(33)、座架(33)固于工作台上、钢圈(22)面上有盖板(20)的幅条(21)、幅条(21)均布其外端口也固在盖板上，幅条(21)的内圈端头固在轴承座(36)上、钢圈的两侧端头固定着链条(26)、传动链条(26)啮合着齿轮(28)，齿轮通过蜗轮蜗杆机构由减速电机(29)传动；②、跟踪系统控制线路包括有电源、日夜监控、光线扫描、跟踪部分、电源可用交直流电，电源连接日夜监控电路的集成块IC1、继电器J1、D6，J1连接扫描电路的IC2、J2、J3、电机DT1、D7，由J2连接IC3、J4、D8、DT2。
2.按照权利要求1所述的太阳能热水器全自动跟踪装置，其特征在于电机(29)用67伏减速电机、电机转速为7转/分钟，传动到驱动链条(26)的减速齿轮(28)时是1转/分钟。
3.按照权利要求1所述的太阳能热水器全自动跟踪装置，其特征在于控制线路的日夜监控、光线扫描、跟踪指示部分均装有光敏管和双联自保电继电器、扫描电机、跟踪电机。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能热水器全自动跟踪装置，包括由光伏电源跟踪机构，跟踪系统控制线路，控制线路有电源部分，日夜监控部分、光线扫描部分、跟踪部分。光伏电源跟踪包括有钢圈，加强筋条、轴承座、轴承、链条、减速电机、蜗杆蜗轮及减速齿轮组、东、西停限位开关、压板、特征是光伏电源跟踪机构在控制线路的触发下能自动跟踪着太阳从东升到西下，且对焦对光准确不偏差，不用人值守拨动，且有制造容易、成本低、安装使用方便等优点，适于有太阳光的地方使用。
文档编号F24J2/38GK2549400SQ0222932
公开日2003年5月7日 申请日期2002年4月29日 优先权日2002年4月29日
发明者廖焕勇 申请人:廖焕勇