[發明專利]外凸內臺階透鏡太陽能集熱技術

在審

• 申請號: 201610834556.X
• 申請日: 2016-09-02
• 公開（公告）號: CN106642742A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 李永義
• 申請（專利權）人: 李永義
• 主分類號: F24J2/08
• 分類號: F24J2/08;F24J2/34;F24J2/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種聚光集熱系統技術，具體涉及一種太陽能聚光集熱技術

背景技術：

目前正在應用的太陽能：1.真空管太陽能集技術，但是集熱溫度不高。2.光伏發電技術，但光電轉換率低(不足25％)，成本過高。3.槽式聚光集熱技術，但是這類聚光集熱器存在兩個主要缺點：裝置對太陽跟蹤精度和拋物面的加工精度要求非常高，高溫太陽能接收器安裝在反光面的上部，不利于接收器的安裝和保溫。4.現在正在建的以色列的反射鏡太陽塔。5.美國人構想的太陽能氣壓對流發電。3-4-5的項目都是有很多相近的優缺點，于是它只能應用于特定的、專業化的場所。5.有人曾設計出凸透鏡的方式，但重量過大。6.有人曾設計出平面菲涅爾透鏡的方式，但機械強度不足、易積污、易變形、加工成本高。

附圖說明：

1.圖1.1.1，圖1.1.2，圖1.2.1，圖1.2.2是原理圖

2.圓形透鏡收集器結構圖是圖1.3，各部分注解圖是圖1.3.1，圖1.3.2，圖1.3.3

3.線形透鏡收集器結構圖是圖1.4，各部分注解圖是圖1.4.1，圖1.4.2

4.太陽同步跟蹤控制系統設計圖是圖1.5

5.熱收貯系統圖是圖1.6

6.應用安裝示意圖是圖1.7

7.應用于海水淡化例圖是圖1.8.1

8.應用于熱發電例圖是圖1.8.2

9.應用于家用熱水器例圖：圖1.8.3

發明內容：

本明是依據凸透鏡聚焦原理設計的，將大面積的太陽光通過“外凸 內臺階透鏡”聚集到的授熱體上，其高溫熱能被傳熱價質(如油或水)輸送到集熱儲能器或直接利用。

本太陽能聚光集熱技術能技術的優點：易加工、成本低、生產周期縮短、集熱溫度高、機械性能可靠、結構簡易、安裝運輸方便、易維護、易普及、無場地要求、可散分布、可應用于大型生產、也可應用小家庭.......等，所收集的熱能取代化學熱能廣泛用于熱發電、海水淡化、家庭用取暖、未來或可用于驅動汽車........等。

透鏡的斷面形狀是外凸狐形、內平臺階。狐形有2種：標準圓曲線和非圓曲線，(即外凸球面狐形-圖1.1.1和外凸非球面狐形-圖1.1.2)。透鏡形狀有回轉體圓形-圖1.2.1和斷面平衡延伸的直線形-圖1.2.2.相配套的結構有透鏡、支架組、授熱組、太陽同步跟蹤、季度調節機構、跟蹤控制系統、熱收貯系統所組成。

具體實施方式：

一、圓形透鏡太陽能聚光集熱機構設計：附圖1.3

1.本機構有外凸 內臺階圓形透鏡、支架組、授熱組、太陽同步跟蹤、季度調節機構所組成。

2.透鏡、授熱組、太陽同步跟蹤機構、季度調節機構由螺絲聯接固定在支架上，形成一個整體。

3.季度調節機構由絲桿、螺母、和相關聯接件組成，連接在支架上形成三角形，通過調節螺母在絲桿上的位置，至使整體機構產生傾斜成的角度在南北方向與太陽斜角一致。

4.透鏡固定在固定座上通過轉軸與齒輪相連，壓力油推動油缸的移動傳到齒輪，透鏡跟隨齒輪轉動面擺動，實現了從早晨到傍晚同步跟蹤太陽的軌跡，由電控箱程序控制，實行自動化控制。透鏡的擺動方向要同日出日落方向要一致

5.外凸圓形透鏡在下雨時起到了像雨傘的作用，保護了其內部的機構不直接淋雨，雨水過后不積水、積污。機械性能可靠，長期使用穩定性高，容易維護和清結。

8.授熱組所收集的太陽熱能由傳熱介質(如油)輸送到熱存貯器或直接利用。

9.該機構由于結構簡單、重量輕、安裝便利、機構部分無電源、熱能利用介質傳輸，安裝范圍廣泛，無特別環境要求，可以是山頂上、屋頂上、平地上、斜坡上、湖面上、海面上、荒漠上、等等，幾乎有太陽出來的地方都合適安裝。

10.該機構除透鏡、透鏡支撐桿、連接件、螺絲、螺母、轉軸、軸承外，全部使用鋁合金件，實現標準化后降低成本，減輕重量。

11.可以將多套集熱組是串聯、并聯使用、也可單套工作。

二、線形透鏡太陽能聚光集熱機構設計：附圖1.4

1.本機構有外凸 內臺階線形透鏡、支架組、授熱組、季度調節機構所組成。

2.透鏡、授熱組、季度調節機構由螺絲聯接固定在支架上，形成一個整體。

3.季度調節機構由絲桿、螺母、和相關聯接件組成，連接在支架上形成三角形，通過調節螺母在絲桿上的位置，至使整體機構產生傾斜成的角度在南北方向與太陽斜角一致。