[发明专利]一种便携式太阳能充电的太阳能炉

说明书

本发明涉及户外旅游领域，具体为一种便携式太阳能充电的太阳能炉。目前户外活动所需的太阳能炉不能进行太阳能追踪，而感应式追踪技术能够追日，但其成本高体积大因而很难应用在户外活动所需的用品上，市场上更是缺少追日的太阳能炉技术，如何有效利用户外活动装备，在无明火无电的状态下，解决吃饭和用电的难题，这是户外旅游行业所遇到的一个亟待解决的技术难题。本发明提供了一种分别采用智能电动柱、驱动系统、活动的支架的不同组合体，把户外活动装备的太阳能炉构建成一个1纬度或2维度非感应式追踪的光电和光热的一体化系统，很好地解决了上述的技术难题，本发明的发电及集热效率比固定支架的平均多增加了60%左右。

技术领域

本发明涉及旅游行业，具体为一种便携式太阳能充电的太阳能炉。

背景技术

目前户外活动所需的太阳能炉，无法进行太阳能追踪，光热效率低下，影响了太阳能炉的正常使用，而目前公知的感应追踪装置虽然能够达到追踪的效果，但是其制作和维护成本高昂、体积大、无法携带外出，因而很难应用在太阳能炉上。目前市场上不仅没有太阳能追踪型的太阳能炉，更是缺少追日型的太阳能炉以及光电和光热一体化的技术，因此，如何有效利用太阳能炉，在无明火无电的状态下，解决吃饭和用电的难题，这是户外旅游行业所遇到的一个亟待解决的技术难题，如何把太阳能炉改建成的光电和光热系统不仅能够追日而且又具有实用性，就成为光电和光热行业所遇到的一个亟待解决的技术难题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种便携式太阳能充电的太阳能炉，使得上述的技术难题得到了解决。

为实现上述目的，本发明的技术方案：

一种便携式太阳能充电的太阳能炉，其主要包含有真空集热管、包装箱，其分为多管或单管两种不同的类型，所述包装箱是一种太阳能追踪系统，其主要包含有太阳能角度控制器、太阳能电池、蓄电池、支柱、铰接装置、驱动装置，支柱分为旋转支柱或非旋转支柱两种类型，旋转支柱是一种智能电动柱，其柱体主要由轴、空心管所构成，空心管固定在轴上随轴一起旋转而不能上下移动，智能电动柱末端机座直接固定于地面或是与底盘螺栓固定连接，底盘是块多边形或圆形的板，底部四周安装有与底盘形成角度或垂直的Q根管，一种顶端带有铰接装置构件或圆环构件的T型空心管，两根为一组进行铰接或轴连接形成一个铰接装置，铰接装置中的一根T型空心管插入支柱顶端内螺栓固定，另外一根的管体上安装有子母扣或螺栓孔，系统分为1维度或2维度追踪的两种不同模式，在1维度追踪模式当中分为只能调节倾角的有驱动装置的或只能调节方位角的无驱动装置的两种不同类型，无驱动装置的1维度或有驱动装置的2维度追踪模式采用的是智能电动柱，两者的结构相同，无驱动装置的1维度追踪中，太阳能炉有水平和倾斜的追踪的两种安装方式，铰接装置的两组T型空心管彼此采用螺栓固定连接所形成的角度α等于0°或180°是水平安装；90°＜α＜180°是倾斜安装，有驱动装置1维度追踪的采用非旋转的支柱，所述驱动装置是一种智能电动柱，其柱体主要由多边形或圆形的螺母、带有螺纹的轴、空心管所构成，空心管底部固定在螺母上与其形成一体，螺母沿着轴上下移动，上述所有的智能电动柱的柱体都是固定在机座上，其的驱动都是采用固定在机座内的电机和机械传动机构的组合体来进行，所述太阳能电池包含了薄膜太阳能电池、柔性晶体太阳能电池两种不同的类型，所述太阳能电池采用折叠式的结构，所述折叠式太阳能电池是在一块表面被分隔成多个格子的耐高温防水防腐蚀的纺织面料上，每一个格子内安装有一块薄膜太阳能电池或柔性晶体太阳能电池，把各个格子内的太阳能电池采用串联或并联的方式形成一块整体多边形的太阳能电池，所述的包装箱是多边形，箱的内侧是折叠式太阳能电池，一片折叠式太阳能电池，其分隔为箱底1块、箱壁2块、箱盖2块，每块之间有条分隔缝隙，每块都内置有骨架或支撑板或两者混合使用，骨架分为内置或凸出的两种类型，所述内置型是骨架隐藏在折叠式太阳能电池内，所述凸出型是指骨架开有H个接口的边框和内框的一部分凸出在外，箱底四周安装有M个磁铁的托架，或箱底的中心位置固定安装一个多边形或圆形的螺母或带有螺栓孔的圆环，所述螺母或圆环有贯穿或不贯穿箱底的两种不同安装类型，分别活动式的安装有一个连接支架，所述连接支架，在其中心位置固定安装一根顶端带有螺纹结构或螺栓孔的空心管，其顶端与所述的螺母或带螺栓孔的圆环相连接，连接支架的空心管上的多边形或圆形的环上安装有N个子母扣中的母扣或开有接口，骨架为凸出型的连接支架则只是一根空心管，所述子母扣，是指由端头分别带有凸型或凹形的不同的两根管所构成的组合体，端头为凹型的称为母扣，为凸型的称为子扣，凸型上开有接口，凹型内有弹簧扣件，外面有按钮，或者子母扣的两根管是具有相同的多边形或圆形的截面，其中截面大的称为母扣，截面小的称为子扣，两者的结构分别与凹凸型的相同，子母扣连接时，子扣插入母扣时，弹簧扣件扣在子扣的接口内把两者连为一体，按住按钮则子母扣分开，盖子的背面在与连接支架的空心管相连的对角线或Y轴方向缝纫有W条双向拉链，箱底左右两侧箱壁的太阳能电池分别缝纫在箱底的两端上，在箱壁或箱盖的底面缝纫有魔术贴或横向拉链，两侧箱壁的背面对角线或X轴方向缝纫有S条双向拉链、相邻的箱壁之间分别采用拉链连接，箱盖顶端之间以及箱盖与箱壁的顶端之间分别采用拉链连接，各拉链之间不连通，拉链内活动式的安装有支撑杆，支撑杆分别由K段或G段的管拼接而成，每段之间通过螺纹结构连接，X轴、Y轴方向的支撑杆在相交处采用十字型构件连接，X轴方向的支撑杆穿过十字型构件后与连接支架的子母扣相连或直接插入连接支架接口内，所述多管型的太阳能炉是指R根真空集热管，分别嵌入在一个格子状盒子的R个多边形或圆形的格子内，格子状盒子分为上下两层，上层活动式安装称为盖子，上下层采用合页连接，下层底部安装有M个磁铁或在中央安装有个螺母或带有螺栓孔的圆环，盒子安装在包装箱底部有两种方式，第一种是安装在磁铁托架上，则所述箱底的螺母或带有螺栓孔的圆环是不贯穿型，第二种是安装在连接支架的空心管上，则为贯穿型，太阳能炉工作时，包装箱打开后箱壁或箱盖由杆支撑，杆的另一端连接在格子状盒子的上层上，使得箱壁或箱盖与箱底形成倾斜的状态，有盖子的内胆是活动式安放于真空集热管内，包装箱箱体展开时，每条对角线上或X、Y轴上的拉链处分别插入一根伸缩杆，骨架为凸出型的，则其一端插入箱底骨架的接口内，并采用拉链将其固定；骨架为内置型的，则伸缩杆的一端带有子扣，扣在连接支架的母扣上，所述单管型太阳能炉的真空集热管的形状为多边形或圆形，是安放于一个格子状的多边形盒子内，盒子底部的结构与上述多管型的相同，盒子的盖子是安装在侧面，其一端通过合页与盒子壁铰接连接，另一端通过卡扣扣紧在盒子壁上，内胆的材质为不锈钢或铝合金，其为多边形或圆形的带有边框的无盖的盒子，其侧边有个圆形的接口，接口内带有螺纹，活动式连接把手，内胆是活动式的安放于真空集热管内，在上述的追踪系统上安装带有太阳能炉的包装箱，则变成为追日型的光热系统，取下太阳能炉，展开的包装箱则变成为追日型的光伏发电系统，在无驱动装置的1纬度或2纬度追踪的光电或光热系统当中，包装箱安装在智能电动柱时，是把箱底空心管套在或插入铰接装置中的上部T型空心管上，子母扣或螺栓连接，2维度追踪模式的驱动装置随同支柱一起转动，驱动装置的另一端与包装箱有直接或间接两种不同的驱动方式，直接驱动是驱动装置直接与包装箱箱壁或箱盖的底面的魔术贴或横向拉链内安装的横杆，进行魔术贴或螺栓固定连接，直接驱动其转动，间接驱动是通过横梁进行间接驱动，一根横梁一端连接在铰接装置上方的T型空心管上，另一端螺栓连接在驱动装置的顶端上，通过横梁驱动铰接装置，从而间接带动包装箱的转动，太阳能炉角度的调节，将采用安装有嵌入式的角度传感器的太阳能角度控制器来进行控制，是调节包装箱或横梁的角度，所述太阳能角度控制器，是利用时间计时来控制包装箱的角度发生改变的一种智能控制装置，其主要有主芯片、角度传感器、GPS卫星定位或电子指南针、时钟芯片、蓝牙、电机驱动的模块，主芯片通过读取实时的时钟及角度数值，根据不同的时间段来控制包装箱或横梁角度的变化，时钟芯片在太阳能角度控制器接通电源后，将自动采用GPS或蓝牙进行时间的校对，包装箱或横梁角度调节的工作原理为，太阳能角度控制器，与包装箱或横梁是安装在同一个水平面上，当时间到达预设的时刻时，太阳能角度控制器接受到一个调节角度的信号，则通过控制电机控制模块来使角度检测模块做出转动动作，以使得包装箱或横梁完成水平或倾斜动作，此时智能电动柱将随着电机的转动完成水平或伸或缩的运动，推动包装箱或横梁转动到预定位置的同时，角度传感器输出的模拟量经过模拟数字转换器转换后送入主控制器，主控制器再根据此输入来判定包装箱或横梁是否已经转动到预定的角度，并据此来控制电机的控制模块，由此完成一次角度的调节，电子指南针调节方位角的具体实施方式为，在电子指南针的刻度上，北面是在刻度为0度之处，东面是在刻度为90度之处，南面是在刻度为180度之处，西面是在刻度为270度之处，东西南北4个方面的方位角度值和模拟电压值分别为90°、θ伏；270°、ζ伏；180°、β伏；0°、η伏，把东面或西面的角度及模拟电压值预先输入到控制器的储存模块当中，则在上午或下午时段，方位角在0°~180°或180°~360°，模拟电压值在η~β或β~θ的区间变化时，根据输入的方位角度值或模拟电压值，就能够调节方位角时刻朝向东面或西面；在倾角1日之内的多次调节模式当中，每次新调节的角度值，在上午时段为ψ-J*ψ/F；正午时段，倾角固定不变，在下午时段为γ+ψ/F，采用输入法把每次所需调节的倾角角度值跟与其相对应的模拟电压值或调节时刻一起预先输入到控制器的储存模块当中，具体的实施方式为，当角度传感器处于水平位置角度为0°时，输出端Vo输出的为A伏的模拟电压，当角度传感器与水平面成最大倾角的角度值ψ时，此时输出的是B伏的模拟电压，当角度传感器在0°~ψ或ψ~180°的区间变化时，输出端Vo输出的电压将从A伏依此变化到B伏或B伏依此变化到A伏的模拟电压信号，因此通过测定角度传感器输出端Vo电压的大小，就能够确定包装箱或横梁与水平面间的夹角，其特征在于：不需要光电传感装置，分别采用智能电动柱、驱动装置、活动支架的不同组合体，把太阳能炉构建成一个1纬度或2维度非感应式的光电或光电和光热一体化的追踪系统；太阳能炉的方位角和倾角的调节将根据时间计时，采用太阳能角度控制器来进行控制，所述太阳能角度控制器是根据时间的计时，通过控制智能电动柱智能驱动包装箱或横梁方位角水平朝东或朝西方向移动或倾角从东面到西面进行转动，由此调节包装箱或横梁的方位角或倾角跟随时间的变化而发生改变的方法，调节的顺序为方位角调节在先，倾角在后，所述方位角的调节由太阳能角度控制器根据GPS或电子指南针模块输出的信号控制其朝东或朝西转动，所述倾角的调节为输入法，所述输入法是采用最大倾角算术平均法计算得出的所需调节的倾角角度值跟与其相对应的调节时刻一起预先输入到控制器的储存模块当中，所述最大倾角算术平均法是指在上午或下午的时段内，包装箱或横梁所能够形成的最大倾角，按调节的次数进行算术平均的方法，所述时间计时是一日之内三次或多次，2维度追踪调节的时间段分为上午、正午、下午三个时段，一日之内的三次调节，包装箱或横梁，在上午时段，面朝东面，倾角最大，正午时段，是水平状；下午时段，是面朝西面，倾角最大，所述的多次调节，是指在上午或下午两个时段内，每间隔E分钟进行一次方位角的调节，在E分钟内倾角调节F次，所述输入法当中的最大倾角ψ的角度值按算术平均分成F次，每次调节的角度值为ψ/F，三个时间段内包装箱或横梁的朝向与1日之内三次调节的相同，在上午时段，每次新调节的角度值为ψ-J*ψ/F，J是整数的数字系列值，最小值为1，最大值为F；在下午时段，每次新调节的角度值为γ+ψ/F，γ是调节前一时刻的角度值，每次方位角进行调节时，倾角都已经归位到初始的位置，无驱动装置的1维度追踪的太阳能角度控制器水平安装，方位角调节的次数，是一日之内所有调节时间的总和，按每间隔D分钟计算所得，所述铰接装置的构件是由1块底板和C块的多边形竖板所构成，竖板带有圆弧的一端带有孔洞，另外一端焊接固定在底板上，所述铰接装置的构件，C=2时候，是螺栓固定连接，当C＞2时候，是铰接连接形成一个铰接装置。