[發(fā)明專利]采用擺動反射式偏拋物線反光面的線聚焦集熱裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210967553.9
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115406121A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余雷;王軍;楊嵩;陸玉正;丁漢敏
• 申請（專利權(quán)）人: 南京索樂優(yōu)節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: F24S10/40
• 分類號: F24S10/40;F24S10/70;F24S23/74;F24S30/425;F24S50/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種采用擺動反射式偏拋物線反光面的線聚焦集熱裝置，其包括線聚焦集熱器和驅(qū)動模塊，線聚焦集熱器包括主反光板模塊和接收器模塊；主反光板模塊包括主支架、轉(zhuǎn)動地安裝在主支架上的擺動架以及安裝在擺動架上的主反光板；接收器模塊包括接收器支架和安裝在接收器支架上的直通式真空集熱管；驅(qū)動模塊包括安裝在主支架上的電機、安裝在電機的輸出軸上的驅(qū)動齒輪以及安裝在擺動架上且與驅(qū)動齒輪相嚙合的被動齒輪；在電機的驅(qū)動下，主反光板能夠進行擺動，使陽光經(jīng)主反光板反射到直通式真空集熱管上。本申請在接收器模塊固定的情況下，具有高聚光度和高單位占地面積利用率，同時具有建造及維護成本低、重量輕、抗風性能好的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采用擺動反射式偏拋物線反光面的線聚焦集熱裝置。

背景技術(shù)

為了將太陽能轉(zhuǎn)化為更高品位的熱能，需要通過聚光方式來獲得更高溫度的工質(zhì)，聚光方式包括線聚焦(槽式、線性菲涅爾式)和點聚焦方式(塔式、碟式)，其中線聚焦方式由于成本低、適用范圍廣而得到更多的推廣應(yīng)用。

目前的線聚焦方式還存在以下不足：

1)集熱裝置建造成本偏高，比如槽式集熱裝置成本約為5.2元/W，線性菲涅爾式集熱裝置成本約為4.2元/W，相對于其它能源優(yōu)勢不明顯；

3)單位面積地面太陽能利用率低，因為反光板的轉(zhuǎn)動，為了避免相互遮擋，反光板陣列間需要留有一定的間距，考慮間距在全年運行中的光學損失以及反光板之間的遮光，槽式集熱器和線性菲涅爾式集熱器的單位面積地面太陽能利用率僅約為55％和65％。

3)運動部件多，結(jié)構(gòu)復雜且故障率高。槽式集熱器的整體結(jié)構(gòu)需要大角度轉(zhuǎn)動，包括反光鏡和接收器(集熱管)，均是易損部件；對于線性菲涅爾式集熱裝置存在大量需要轉(zhuǎn)動的反光鏡單元，機械故障率高。

4)維護難度大，一是反光板長期暴露在空氣中，灰塵及落葉等會影響聚光效果；二是反光板清理比較麻煩；三是反光板會因為風雨沙塵的影響，反光率衰減快，裝置壽命偏短。

5)槽式集熱器還存在裝置偏重、抗風性能要求高等不足，菲涅爾反射式存在聚光比偏低等不足。

“反射固定式線聚焦集熱單元及反射固定式線聚焦集熱裝(2021100520754)”提出了一種反光板固定放置的太陽能線聚焦集熱器，相對于槽式、線性菲涅爾式降低了建造成本和運行成本，同時有較高的單位面積地面太陽能利用率。但是存在2個不足，一是該裝置和槽式集熱裝置一樣，集熱管需要不停的移動，而管內(nèi)流動的是高溫介質(zhì)，部分系統(tǒng)采用的是高壓介質(zhì)，在管路及接頭的設(shè)置上、運行的穩(wěn)定可靠性上存在難題，二是當入射光偏離角較大時，聚光光斑有明顯的分散性，限制了可使用的時間范圍和聚光比的設(shè)置范圍。

上述問題限制了太陽能線聚焦裝置及太陽中高溫熱利用技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本申請?zhí)岢隽艘环N采用擺動反射式偏拋物線反光面的線聚焦集熱裝置，其包括至少一臺線聚焦集熱器和至少一個驅(qū)動模塊，每臺線聚焦集熱器均包括一主反光板模塊和一接收器模塊；

該主反光板模塊包括主支架、轉(zhuǎn)動地安裝在該主支架上的擺動架以及固定安裝在該擺動架上的主反光板，該主反光板的上表面向下凹陷并形成為反光面，該反光面為一沿第一軸線方向延伸的弧形凹槽；該第一軸線方向沿東西方向水平延伸；

該接收器模塊包括接收器支架和固定安裝在該接收器支架上的直通式真空集熱管，該直通式真空集熱管沿第一軸線方向延伸；

該驅(qū)動模塊包括被動齒輪、驅(qū)動齒輪和電機，該被動齒輪固定安裝在該擺動架上，該電機固定安裝在主支架上，驅(qū)動齒輪固定安裝在該電機的輸出軸上，且該驅(qū)動齒輪嚙合在該被動齒輪上；在該電機的驅(qū)動下，該主反光板能夠以一初始位置為起始點，在±20°的角度內(nèi)擺動，使主反光板將所接收到的陽光反射到直通式真空集熱管上；當主反光板位于初始位置時，反光面的徑向截面的兩端的連線沿水平方向設(shè)置。