[实用新型]无电防风自动跟日器

说明书

现有的太阳灶没有解决好跟踪问题，效率低、操作不方便；太阳能电池板成本高，效率低，根据对比实验表明，在日照很好时，同样功率的太阳能电池，采用跟踪技术比不采用跟踪技术提高40％发电量，全年平均提高25％左右，因而太阳能电池板也存在跟踪问题。现有的跟日技术有两类，一类是有电跟踪，它本身要耗费电能，而且适应环境能力差；一类是无电跟踪，它存在在强风情况下不能稳定运行的问题。

本实用新型的目的是提供一种无电防风自动跟日器，它在强风情况下仍能正常稳定地跟踪太阳。

本实用新型的目的是这样实现的：两个相同的螺旋面分别固定在两个转轴上，并安装在安装底板上。两个螺旋面处于面对面的位置，中间用一根穿过圆柱梢座的圆柱梢分别与它们接触。定时器通过齿轮带动右边的螺旋面按24小时一周的速度转动。当输出轴接上太阳能接收装置时，在该装置上一边适当加重，产生输出轴的正向转动力矩(正向为圆柱梢向右移动的方向)，当输出轴正向转动时，左边螺旋面推动圆柱梢向右移动。圆柱梢对右边螺旋面施加正压力为N，经过力学分析，右边螺旋面转动力矩为raN cosθ，其中θ为圆柱梢与螺旋面接触处螺纹角，μ为螺旋面摩擦系数，r为螺旋面半径，a=tgθ-μ。螺纹角θ采用临界设计，使0＜a＜10^-3。因此，既使强风对输出轴产生了很大正向转动力矩，即N很大，对右边螺旋面产生的转动力矩也很小，只有当定时器通过齿轮带动右边螺旋面转动时，圆柱梢才能向右移动，整个输出轴带动太阳能接收装置转动才能进行，从而使输出轴的转动按定时器控制的速度进行。当强风对输出轴产生反向转动力矩时，由单向转动齿轮控制其不能反向转动。

实施本专利后，可以使连接在无电防风自动跟日器输出轴上的太阳能接收装置稳定地跟踪太阳，而且不受强风影响，为多种太阳能接收装置提供了一种稳定可靠的跟踪平台，为太阳能利用方式多元化(如将低密度太阳光聚成一点或一条焦线)提供了更广阔的发展空间；对提高太阳能利用率、降低太阳能产品成本具有重大意义。无电防风自动跟日器可抗强风，耐高温，低温等恶劣环境，应用范围广泛，应用方便可靠。只需将需要跟踪的太阳能接收装置，如旋转抛物面、抛物柱面、太阳能电池板等，直接连接在无电防风自动跟日器输出轴上，就能跟踪太阳，大大提高这些装置的太阳能利用率。因此，无电防风自动跟日器作为一个基本的跟日平台，对太阳能利用率的提高及太阳能产业的发展有着重要的意义。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1是无电防风自动跟日器原理图

图2是无电防风自动跟日器与地面支撑架连结图

图3是无电防风自动跟日器一个实施例

图中，1输出轴；2单向转动齿轮；3、8、13轴承座；4、7、9、12螺旋面；5、10圆柱梢；6、11圆柱梢座；14齿轮；15定时器；16安装底板；17地面支撑架；18太阳能接收器。

图1中，太阳能接收装置18装在输出轴1上，输出轴1装上单向转动齿轮2，另一端固定螺旋面4，圆柱梢座6和圆柱梢5安在两个螺旋面4与12的中间，圆柱梢5没有阻隔物的情况下可左右水平移动；其左、右两端分别与螺旋面4和螺旋面12接触。螺旋面12装在另一个转轴上，转轴另一端装上齿轮14，与定时器15(如石英钟、机械钟、电动机械钟等)的输出齿轮耦合，定时器15通齿轮14带动螺旋面12按24小时一周的速度正向转动。

图2中，安装底板16底部固定在地面支撑架17上，输出轴1指向正北方，并与地平面倾角保持为当地纬度。

在图3所示实施例中，采用一个二级螺旋面设计。输出轴1通过轴承座3安装在安装底板上，并装上单向转动齿轮2和螺旋面4，螺旋面7和9安装在中间转轴的两端，通过轴承座8安装在安装底板上，螺旋面12和齿轮14安装在右边转轴两端，通过轴承座13安装在安装底板上，齿轮14与定时器15输出齿轮耦合，圆柱梢5左右两端分别和螺旋面4，7接触，圆柱梢10左右两端分别和螺旋面9和12接触，定时器15通过齿轮14带动螺旋面12按24小时一周速度正向转动。当安装在输出轴上的太阳能接收装置18由于重力不平衡带动输出轴1和螺旋面4正向转动时，推动圆柱梢5向右移动，使中间转轴正向转动，再通过螺旋面9推动圆柱梢10，对螺旋面12产生力矩与a²成正比，a可取10^-3以下，a²在10^-6以下，因此，能抗强风。只有当定时器15带动螺旋面12正向转动时，输出轴1的转动才能进行，从而使转轴1的转动按24小时1周的速度进行。当强风引起输出轴1产生反向转动力矩时，单向齿轮控制其转动过程不能进行。