CN105352200A - 小型的焦点固定的太阳灶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型的焦点固定的太阳灶，包括基座上设置可旋转的活动座，活动座上设置主轴套筒，主轴通过轴承设置在主轴套筒内，反射镜固定设置在主轴端部，炉灶设置在主轴延长线上，本发明使用方便，结构简单，自动跟踪方位角结合手动调节仰角，把焦点固定在滑道的虚拟轴（或支撑轴）与主轴延长线相交点的炉灶上，聚焦精确，炉灶的设置符合人体工程学要求。

Description

小型的焦点固定的太阳灶

技术领域

本发明涉及太阳灶，尤其是小型的焦点固定的太阳灶。

背景技术

太阳灶将太阳辐射能量会聚到一点，用来烧菜、做饭等，使用太阳灶清洁无污染，适宜就地利用，太阳能取之不尽，用之不竭。

目前的太阳灶在跟踪阳光时焦点大多不固定，因此，人们希望有一种焦点固定而结构简单的太阳灶，并已提出各种方案，例如有的太阳灶用弹性材质制作反射镜，通过调整反射镜曲率固定焦点，但实际证明反射镜的曲率调节难以做到如理论般的完美准确，有的用更换不同曲率的反射镜的方法固定焦点，这种方法成本高，结构复杂，且多天不更换反射镜会出现焦散现象，使用也不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，公开一种结构简单的小型的焦点固定的太阳灶，本发明通过以下方法实现。

基座上设置可旋转的活动座，活动座上设置主轴套筒，主轴通过轴承设置在主轴套筒内，反射镜固定设置在主轴端部，炉灶设置在主轴延长线上。

所述活动座可旋转地设置在基座上的方式有两种：一是基座上设置圆弧形的滑道，所述活动座上设置滑套，基座通过滑道和活动座的滑套套接；二是基座上设置支撑轴，所述活动座上设置孔，基座通过支撑轴和活动座的孔套接。

所述滑道的虚拟轴水平地设置在炉灶的底平面中心，并与所述主轴延长线垂直相交。

所述基座的支撑轴水平地设置，支撑轴的轴心线在炉灶的底平面中心与所述主轴延长线垂直相交。

所述反射镜是旋转抛物面反射镜，固定设置在主轴前端，反射镜的主光轴与主轴延长线在滑道的虚拟轴（或支撑轴的轴心线）上垂直相交，反射镜的焦点在该相交点上；所述反射镜可以是平面镜，反射镜平面与主轴以45°夹角固定设置，反射后的平行光与主轴平行。

主轴上的圆柱体与主轴同轴心设置并比主轴直径大，圆柱体的外周轮廓在轴向上稍高。

主轴上的光敏传感器主要由两个斜面和对称设置在两个斜面上的两个光敏电阻构成，两个斜面分别与主轴平行，并对称于主轴与主光轴构成的平面。

所述基座的下前端有弧型面板，上有长通孔，扳手的中间部位有内螺纹管，内螺纹管的中段设置在长通孔内，内螺纹管的上下两段大于长通孔的孔宽，并与弧型面板紧邻，扳手通过内螺纹管与固定设置在活动座上的螺杆连接。

所述活动座下面前端有内螺纹孔，上端固定设置扳手的螺杆与该内螺纹孔连接，螺杆下端通过弧形底面与基座上的斜面连接。

主轴上固定设置主轴轮，活动座上固定设置控制器、电机、减速器、输出轮，电机的输出轴连接减速器，减速器连接输出轮，输出轮连接主轴轮。

与现有技术比，本发明自动跟踪方位角结合手动跟踪仰角，把焦点固定在滑道的虚拟轴（或支撑轴）与主轴延长线相交点的炉灶上，聚焦精确，结构简单，电机等重要部件安全地设置在反射镜下面，重心降低的同时提高了运行的稳定性，使用方便，成本降低，炉灶的设置符合人体工程学要求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

图1是具有滑道的太阳灶的整体透视图。

图2是局部放大透视图。

图3是具有支撑轴的太阳灶的整体透视图。

以上图中：1基座，2活动座，3反射镜，4灶台，5炉灶，6主轴，7主轴套筒，8主轴轮，9光敏传感器，10圆柱体，11圆弧形的滑道，12滑套，13控制器，14电机，15减速器，16输出轮，17弧形面板，18扳手，19螺杆，20支撑轴，AB滑道的虚拟轴或支撑轴的轴心线。

具体实施方式

以下各实施方式均以地球北半球为例进行说明，地球南半球太阳灶的朝向与北半球相反。

实施方式1：如图1，图2，是利用滑道跟踪太阳仰角（高度角）的实施例，基座（1）的上端设置灶台（4），炉灶（5）水平地设置在灶台（4）上；基座（1）下面前端的两侧有左右对称的圆弧形的滑道（11），滑道（11）的虚拟轴（AB）水平地设置在炉灶（5）的底平面中心，活动座（2）两侧有滑套（12），基座（1）通过滑道（11）和活动座（2）的滑套（12）间隙连接，并且滑道（11）的圆心角大于太阳的周年仰角与滑套（12）对应的圆心角之和；活动座（2）上有主轴套筒（7），主轴套筒（7）内设置轴承，主轴（6）通过轴承与主轴套筒（7）连接，主轴（6）延长线与滑道（11）的虚拟轴（AB）在炉灶（5）的底平面中心垂直相交；旋转抛物面反射镜（3）截取紧邻主光轴的高效部位，倾斜地固定在主轴（6）前端（主轴（6）指向虚拟轴（AB）的端部），反射镜（3）的主光轴与主轴（6）延长线在虚拟轴（AB）上垂直相交，焦点在该相交点上；光敏传感器（9）设置在主轴（6）上，主要由对称的两个斜面和两个阻值相同的光敏电阻对称地设置在两个斜面上构成，两个斜面平行于主轴（6），对称于主轴（6）与主光轴构成的平面；圆柱体（10）与主轴（6）同轴心设置并比主轴（6）直径大，为便于观测阳光角度，圆柱体的外周轮廓在轴向上稍高；所述基座（1）的下前端有弧型面板（17），上有长通孔，扳手（18）的中间部位有内螺纹管，内螺纹管的中段置于长通孔内，内螺纹管的上下两段大于长通孔的孔宽，并与弧型面板（17）紧邻，扳手（18）通过内螺纹管与固定设置在活动座（2）上的螺杆（19）连接；主轴轮（8）是齿轮，活动座（2）上设置控制器（13），电机（14），减速器（15），输出轮（16），输出轮（16）是齿轮，电机（14）输出轴连接减速器（15），减速器（15）连接输出轮（16），输出轮（16）与主轴轮（8）啮合。

把太阳灶朝向正南置于水平的地面上，使主轴（6）前端倾斜向上地指向北极，主轴（6）投影和地球自转轴在理论上重合；仰角跟踪时，旋转扳手（18），活动座（2）的滑套（12）在滑道（11）的限制下，只能按滑道（11）的弧的两个方向绕虚拟轴（AB）旋转，调整到圆柱体（10）柱面与阳光垂直时圆柱体（10）的两端面均在阴影内，这时主轴（6）与阳光垂直，每年的春分、秋分当天阳光直射赤道，滑套（12）运行在滑道（11）的中间位置是适宜的；方位角跟踪时，控制器（13）根据光敏传感器（9）上的两个光敏电阻接受阳光强度的不同，输出的电压不同，以判断阳光方向，电压差值为零时，反射镜（3）的主光轴与阳光平行，电机（14）不启动，差值不为零时，控制器（13）控制电机（14）通过减速器（15）、减速器（15）通过输出轮（16），输出轮（16）通过主轴轮（8），主轴轮（8）带动主轴（6）及反射镜（3）旋转到主光轴与阳光平行，阳光经反射镜（3）反射会聚，在炉灶（5）底平面上形成焦点。

持续跟踪，主光轴持续与阳光平行，焦点在炉灶（5）的底平面上旋转，太阳降落后电机（14）反转，反射镜（3）回调到每天初始的朝东状态，因此主轴（6）旋转角度设定的在不超过180度范围是合理的，每天太阳仰角的值很小，隔几天手调一次扳手（18）就可以了。

实施方式2：如图3，是利用支撑轴（20）跟踪太阳仰角的实施例，基座（1）上端两侧水平地设置一对短的支撑轴（20），炉灶（5）水平地设置在支撑轴（20）中间的灶台（4）上，支撑轴（20）的轴心线（AB）与炉灶（5）底平面中心重合，活动座（2）通过两侧的圆孔与支撑轴（20）套接；活动座（2）上有主轴套筒（7），主轴（6）设置在主轴套筒（7）内，主轴（6）延长线与支撑轴（20）的轴心线（AB）在炉灶（5）的底平面中心垂直相交；菲涅尔聚光反射镜（3）倾斜地固定在主轴（6）前端，反射镜（3）的主光轴与主轴（6）延长线在支撑轴（20）的轴心线（AB）上垂直相交；圆柱体（10）与主轴（6）同轴心设置并比主轴（6）直径大，圆柱体内周轮廓在轴向上稍高；光敏传感器（9）设置在主轴（6）上，主要由对称的两个斜面和两个阻值相同的光敏电阻对称地设置在两个斜面上构成，两个斜面平行于主轴（6），对称于主轴（6）与主光轴构成的平面；活动座（2）下面前端有内螺纹孔，螺杆（19）与该内螺纹孔连接，螺杆（19）上端固定有扳手（18），下端通过固定设置的弧形底面与基座（1）的斜面连接；主轴轮（8）是皮带轮，活动座（2）上设置控制器（13），电机（14），减速器（15），输出轮（16），输出轮（16）是皮带轮，电机（14）输出轴连接减速器（15），减速器（15）连接输出轮（16），输出轮（16）与主轴轮（8）连接。

把太阳灶按南北方向水平放置在地面上，主轴（6）前端指向北极上方，主轴（6）投影与地球自转轴在理论上重合；旋转扳手（18）进行仰角跟踪，活动座（2）以支撑轴（20）为轴心旋转，旋转到圆柱体（10的柱面与阳光垂直，主轴（6）则与阳光垂直；方位角跟踪时，控制器（13）通过阳光在光敏传感器（9）上的强度变化，判断阳光是否与主光轴平行，以控制指向焦点的主轴（6）是否围绕着焦点上的炉灶（5）旋转。

实施方式3：结构同实施方式1或2，不同的是炉灶（5）与基座（1）分离，独立地设置在室内，基座（1）设置在室外的南面，中间墙壁上开设通光孔。

实施方式4：结构同其它实施方式，不同的是反射镜（3）为平面镜，与主轴（6）以45°固定，反射后的光线是平行于主轴（6）的平行光线。

说明书中使用的特定术语仅为描述和解释发明的需要，无需任何附加或限制性解读，实施方式仅为对发明的进一步说明和实施范例，不构成限制，对本发明所做任何形式上的改变及实施都在本发明限定的技术范围。

Claims (10)

1.小型的焦点固定的太阳灶，包括基座，其特征是：基座上设置可旋转的活动座，活动座上设置主轴套筒，主轴通过轴承设置在主轴套筒内，反射镜固定设置在主轴端部，炉灶设置在主轴延长线上。

2.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述基座上设置圆弧形的滑道，所述活动座上设置滑套，基座通过滑道和活动座的滑套套接。

3.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述基座上设置支撑轴，所述活动座上设置孔，基座通过支撑轴和活动座的孔套接。

4.根据权利要求2所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述滑道的虚拟轴水平地设置在炉灶的底平面中心，并与所述主轴延长线垂直相交。

5.根据权利要求3所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述基座的支撑轴水平地设置，支撑轴的轴心线在炉灶的底平面中心与所述主轴延长线垂直相交。

6.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述反射镜是旋转抛物面反射镜，固定设置在主轴前端，反射镜的主光轴与主轴延长线在支撑轴的轴心线（或滑道的虚拟轴）上垂直相交，反射镜的焦点在该相交点上。

7.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：主轴上的圆柱体与主轴同轴心设置并比主轴直径大，圆柱体的外周轮廓在轴向上稍高。

8.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：主轴上的光敏传感器主要由两个斜面和对称设置在两个斜面上的两个光敏电阻构成，两个斜面分别与主轴平行，并对称于主轴与主光轴构成的平面。

9.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述基座的下前端有弧型面板，上有长通孔，扳手的中间部位有内螺纹管，内螺纹管的中段设置在长通孔内，内螺纹管的上下两段大于长通孔的孔宽，并与弧型面板紧邻，扳手通过内螺纹管与固定设置在活动座上的螺杆连接。

10.根据权利要求1所述的小型的焦点固定的太阳灶，其特征是：所述活动座下面前端有内螺纹孔，上端固定设置扳手的螺杆与该内螺纹孔连接，螺杆下端通过弧形底面与基座上的斜面连接。