[發明專利]焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器

在審

• 申請號: 202010112618.2
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111412669A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 許誠;李少奎;許宏宇;劉文毅;楊勇平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S23/71;F24S30/40;F24S50/20
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，主要由回轉臺部件、拋物碟滑軌部件、光學鏡面部件及輔助設備構成；其特征在于，回轉基臺導軌(1)水平固定于地面上，回轉基臺(2)安裝在回轉基臺導軌(1)上，支撐平臺(3)固定于地面，吸熱器(4)放置于支撐平臺(3)上；I#拋物碟支撐軌(5)、II#拋物碟支撐軌(6)、I#集熱器支架(7)與II#集熱器支架(8)豎直方向平行固定于回轉基臺(2)上，I#集熱器支架(7)與II#集熱器支架(8)分別布置在I#拋物碟支撐軌(5)和II#拋物碟支撐軌(6)外側；集熱器支架橫梁(9)固定于I#集熱器支架(7)與II#集熱器支架(8)上端；旋轉雙曲面二次反射鏡(10)固定于集熱器支架橫梁(9)上；I#拋物碟滑軌(11)、II#拋物碟滑軌(17)分別放置于I#拋物碟支撐軌(5)、II#拋物碟支撐軌(6)上且由電動機(19)驅動沿拋物碟支撐軌滑動，旋轉拋物碟(12)固定于I#拋物碟滑軌(11)和II#拋物碟滑軌(17)上，且隨I#拋物碟滑軌(11)和II#拋物碟滑軌(17)一起運動；I#軸承桿(13)鉸接于I#拋物碟滑軌(11)后端和集熱器支架橫梁(9)，II#軸承桿(14)鉸接于II#拋物碟滑軌(17)后端和集熱器支架橫梁(9)，III#軸承桿(15)鉸接于I#拋物碟滑軌(11)前端和集熱器支架橫梁(9)，IV#軸承桿(16)鉸接于II#拋物碟滑軌(17)前端和集熱器支架橫梁(9)；回轉電動機(18)的齒輪與回轉基臺(2)的齒條嚙合，電動機(19)的齒輪與I#拋物碟滑軌(11)的齒條嚙合。

2.根據權利要求1所述焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，其特征在于，所述回轉基臺導軌(1)為圓形軌道，回轉基臺(2)由根據太陽方位角轉動的回轉電動機(18)驅動沿回轉基臺導軌(1)水平轉動以帶動集熱器及包括旋轉拋物碟(12)和旋轉雙曲面二次反射鏡(10)的光學鏡面部件追蹤太陽方位角。

3.根據權利要求1所述焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，其特征在于，鉸接于集熱器支架橫梁(9)的I#軸承桿(13)、II#軸承桿(14)、III#軸承桿(15)和IV#軸承桿(16)可繞集熱器支架橫梁(9)水平中軸線轉動，電動機(19)帶動I#拋物碟滑軌(11)和II#拋物碟滑軌(17)沿I#拋物碟支撐軌(5)、II#拋物碟支撐軌(6)滑動。

4.根據權利要求1所述焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，其特征在于，所述I#拋物碟支撐軌(5)、II#拋物碟支撐軌(6)是圓心位于集熱器支架橫梁(9)水平中軸線上、半徑相等、弧長相同且垂直固定于回轉基臺(2)上的圓弧形軌道，I#拋物碟滑軌(11)、II#拋物碟滑軌(17)分別放置于I#拋物碟支撐軌(5)、II#拋物碟支撐軌(6)上且由電動機(19)驅動沿支撐軌滑動。

5.根據權利要求1所述焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，其特征在于，所述旋轉雙曲面二次反射鏡(10)固定于集熱器支架橫梁(9)上，旋轉雙曲面二次反射鏡(10)的上焦點與旋轉拋物碟(12)的焦點重合，旋轉雙曲面二次反射鏡(10)的上焦點與下焦點連線垂直于地面，且下焦點固定位于吸熱單元光孔入口平面，旋轉雙曲面二次反射鏡(10)取自完整旋轉雙曲面的一部分，其具體形狀為模擬集熱器從最低太陽高度角至最高太陽高度角過程中光線掃描完整旋轉雙曲面而得到的被照射過的部分。

6.根據權利要求1所述焦點固定型二次反射碟式太陽能集熱器，其特征在于，所述旋轉拋物碟(12)為完整旋轉拋物面的一部分，具體形狀為先以旋轉拋物面旋轉中心為圓心切除由旋轉雙曲面二次反射鏡(10)造成的陰影部分，再去除集熱器運行過程中旋轉拋物面會與支撐平臺(3)碰撞的部分；旋轉拋物碟(12)隨I#拋物碟滑軌(11)和II#拋物碟滑軌(17)一起由根據太陽高度角轉動的電動機(19)驅動繞集熱器支架橫梁(9)水平中軸線轉動以追蹤太陽高度角，因此實現了集熱器運行過程中旋轉拋物碟(12)的焦斑固定不動，是實現焦點固定的二次反射式光路效果的基礎。