專利名稱:太陽能自動跟蹤加熱瀝青裝置的制作方法
本發(fā)明屬一種太陽能應(yīng)用技術(shù)。
目前，在公路的瀝青路面修筑中，瀝青的升溫脫水工藝大都采用燃料明火或蒸汽加熱的方式，這種方式能耗大，熱效率低，工人勞動強(qiáng)度大，環(huán)境和空氣污染嚴(yán)重，而且由于瀝青閃火點(diǎn)低，容易發(fā)生火災(zāi)。
七十年代中期，曾先后采用過霧化燃燒法，因溫度過高而致使瀝青的物理性能發(fā)生變化和增加鋼鐵消耗而未被推廣應(yīng)用。近年來，我省當(dāng)陽、潛江利用溫室效應(yīng)原理和瀝青近似黑體這一性質(zhì)，瀝青吸收一定范圍內(nèi)的太陽光線而溫度升高，但最高溫度不能突破100℃而達(dá)不到工程需要。
本發(fā)明的目的是提供一種分段多方式的太陽能加熱裝置，以滿足瀝青的升溫、脫水要求的工藝方法。
太陽能是一種低密度能源，應(yīng)用室溫效應(yīng)原理，只能將瀝青加熱到流態(tài)，因此將溫室(1)作為本發(fā)明的第一級。為使瀝青利用太陽能進(jìn)一步升溫至100℃以上，就必須提高太陽能的熱流密度，增大聚焦比。選用二維聚焦系統(tǒng)能滿足這一要求，且自動跟蹤簡單、容易。
聚光面制作成柱型拋物面(8)，聚光面應(yīng)是鏡面，此鏡面是在聚光面上復(fù)以高反射率的真空鍍鋁聚脂薄膜來實(shí)現(xiàn)。柱型拋物面(8)的橫截面是拋物線。這條拋物線的近焦點(diǎn)也是其重心，入射在柱型拋物面上的光會聚成一條焦線，沿焦線裝一根金屬管道(9)，與柱型拋物面框架連成一體，當(dāng)流態(tài)瀝青通過管道(9)時(shí)，被升溫加熱，這根金屬管道(9)也是柱型拋物面(8)的平衡軸，可以繞其轉(zhuǎn)動，使聚光面通過光電控制來自動跟蹤太陽的時(shí)角，安裝調(diào)調(diào)整時(shí)，使焦線平行于地球自轉(zhuǎn)軸，調(diào)整緊線機(jī)構(gòu)(14)使聚光面對準(zhǔn)太陽的一維位置，另一維位置則是聚光面依轉(zhuǎn)動軸跟蹤太陽的時(shí)角。
在聚光面的西側(cè)，配有適當(dāng)?shù)闹匚?7)和拉力彈簧(13)，作為聚光面沿焦線旋轉(zhuǎn)，光電控制自動跟蹤太陽時(shí)角的動力。其原理是在金屬集熱管(9)上裝有制動輪(11)和制動帶(10)，制動帶(10)與牽引電磁鐵(12)連接，電磁鐵(12)受自控輸出信號的控制，制動輪(11)和制動帶(10)之間的摩擦力保持跟蹤過程中的平衡。平常，制動器使集熱器固定在某一方位。當(dāng)光電檢測元件(6)發(fā)出偏差信號時(shí)，經(jīng)過比較放大，使多諧振蕩器產(chǎn)生輸出信號控制牽引電磁鐵(12)，使其松開，集熱器在重力作用下向西旋轉(zhuǎn)，完成跟蹤過程。
根據(jù)工程需要，太陽能自動跟蹤集熱器(3)可以多個(gè)并聯(lián)在一起成為整個(gè)加熱裝置中的中間級，此中間級可以是兩級或兩級以上。
最后一級采用遠(yuǎn)紅外線加熱鍋(5)，使整個(gè)加熱裝置工作穩(wěn)定和彌補(bǔ)因光照不足時(shí)瀝青仍能達(dá)到升溫脫水要求。
各級加熱器用金屬管道(2)串接，并呈階梯狀排列，以使流態(tài)瀝青能在重力作用下，順次流向每一級加熱升溫，最后在終端脫水。
本裝置加熱瀝青的工藝與燃料明火加熱工藝相比，節(jié)約能源80%左右，減輕了工人的勞動強(qiáng)度，改善了環(huán)境污染程度，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
圖1，是本發(fā)明的裝置示意圖。
圖2，是本發(fā)明的太陽能自動跟蹤集熱器(3)、(4)的示意圖。
圖1是一種成功的實(shí)施方案。整個(gè)裝置由瀝青溫室(1)、柱型自動跟蹤集熱器(3)、(4)，遠(yuǎn)紅外化油鍋(5)共四級經(jīng)金屬管道(2)串接而成，整個(gè)裝置工作初期，置于溫室(1)內(nèi)的固態(tài)瀝青，須借助其它熱源(如電熱絲加熱)初始熔化成流態(tài)，以便使各級盡快開始加熱工作。溫室(1)部分采光面積95M2，柱型自動跟蹤集熱器(3)、(4)的拋物線方程為Y2＝1600X，采光面積每個(gè)6M2、集熱管(9)直徑90MM，遠(yuǎn)紅外化油鍋(5)外形尺寸1500MM×1000MM×1000MM，瀝青脫水功率18KW，保溫功率6KW，8小時(shí)產(chǎn)量1.2噸～8噸。
遠(yuǎn)紅外化油鍋為敞開式，升溫脫水處理好的瀝青在遠(yuǎn)紅外線化油鍋保溫待用，其余各級均為密閉式加熱升溫。
有關(guān)參考資料太陽能利用譯文專輯 華中工學(xué)院譯太陽能-熱能轉(zhuǎn)換過程 (美)J·A達(dá)菲W·A貝克曼著(科學(xué)出版社)太陽能的基礎(chǔ)和應(yīng)用 華中工學(xué)院編譯能源利用 胥俊章等編(能源出版社)
權(quán)利要求
1.一種用溫室、遠(yuǎn)紅外線加熱修筑公路用的瀝青的裝置，其特征在于有一個(gè)由太陽能自動跟蹤集熱器組成的一個(gè)分段加熱裝置。
2.按權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是集熱器的聚光采用二維聚光系統(tǒng)，聚光面是柱型拋物面。
3.按權(quán)利要求
2所述的裝置，其特征是柱型拋物線聚光面復(fù)以高反射率的真空鍍鋁聚脂薄膜。
4.按權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征是在柱型拋物面的近焦點(diǎn)線上有一根金屬管道，為流態(tài)瀝青的通道、并兼作聚光面對太陽跟蹤的旋轉(zhuǎn)軸。
5.按權(quán)利要求
4所述的裝置，其特征是調(diào)整使用的金屬管道中心線與地球自轉(zhuǎn)軸平行、調(diào)整緊線機(jī)構(gòu)使聚光面對準(zhǔn)太陽的一維位置，另一維位置則是聚光面依轉(zhuǎn)動軸跟蹤太陽的時(shí)角。
6.按權(quán)利要求
5所述的裝置，其特征是在聚光面的西側(cè)配有重物、拉力彈簧作為跟蹤動力，跟蹤的平衡靠制動輪與制動帶之間的摩擦力和牽引電磁鐵取得。
7.按權(quán)利要求
6所述的裝置，其特征是聚光面對太陽時(shí)角的自動跟蹤是由光電檢測，比較放大，多諧振蕩器，輸出控制牽引電磁鐵來完成。
8.按權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是溫室、太陽能自動跟蹤集熱器、遠(yuǎn)紅外線加熱鍋由金屬管道串接而成。太陽能自動跟蹤集熱器可以由多個(gè)并聯(lián)成一級后串接成多級，每級呈階梯狀排列。
9.按權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征是固態(tài)瀝青置于溫室內(nèi)吸收太陽能變?yōu)榱鲬B(tài)，在重力作用下，順次連續(xù)流向下一級加熱，在終端脫水的工藝方法。
專利摘要
本發(fā)明屬太陽能應(yīng)用技術(shù)。該裝置由溫室、柱型拋物面太陽能自動跟蹤集熱器、遠(yuǎn)紅外線化油鍋組成。用金屬管連接，柱型拋物面集熱器是二維聚光系統(tǒng)，在焦點(diǎn)線上裝置一金屬管，流態(tài)瀝青流經(jīng)金屬管內(nèi)被加熱。該管還兼作聚光面跟蹤時(shí)角的調(diào)整軸。該裝置的工藝過程是利用太陽能溫室使瀝青由常溫預(yù)熱至60℃左右，自流進(jìn)入集熱器升溫110℃以上，然后在化油鍋脫水，油溫可達(dá)160℃以上。該裝置節(jié)約能耗，改善勞動強(qiáng)度，減少環(huán)境污染，具有較高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號F24J2/38GK85105128SQ85105128
公開日1987年3月4日 申請日期1985年7月3日
發(fā)明者邵樹人 申請人:湖北省鄂州市公路段導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan