[发明专利]一种太阳能环形聚焦装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能环形聚焦的装置，尤其涉及一种用于碟式太阳能斯特林发电系统的聚光装置。 

背景技术

传统的点聚焦式碟式太阳能斯特林发电系统的聚光方法是太阳光经过聚光碟反射后光的焦点聚集在斯特林发动机吸热端的顶部。这种形式的聚光方法受制于机加工设备精度及加工工艺的约束，通常聚焦点位置会是一个焦斑，而且焦斑的大小取决于旋转抛物反射镜面的表面精度。但是通常斯特林发动机的地吸热片或者是吸热管的形状和结构决定了其顶罐并不适合从圆形均布置的焦斑吸热。这样便无法将反射的太阳光更有效地利用起来，损失的能量则需要通过加大碟的面积，或是改变反光碟镜面材料来弥补。这样不但给制造带来了技术上的难题，还大大增加了生产的成本。本发明使用了一种环形聚焦的装置进行聚光，使太阳光通过一根由偏轴的抛物线形成的旋转曲面反射，这样就形成了一个焦环，斯特林发电机的吸热端翅片或者吸热管布置于焦环处，其侧面能够更好的吸收辐射热能，从而能够大大提高发电效率。 

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能环形聚焦装置，通过对传统焦点式聚焦装置的改进，增强了碟式太阳能斯特林发电系统的吸热效率和发电效率。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳能环形聚焦装置，其包括聚光碟，聚光碟支架，双轴减速驱动机构，立柱，其中，所述聚光碟由六片形状相同的旋转抛物面构成，聚光碟由螺栓紧固在聚光碟支架上，聚光碟支架经双轴减速驱动机构与立柱相连，在双轴减速驱动机构作用下，聚光碟按照追日要求进行转动；聚光碟通过长连杆机构连接至斯特林发电机，斯特林发动机的外吸热片处于聚光碟反射光的汇聚处，其特征在于：聚光碟旋转抛物面的截面方程为(X-a)²＝2PY(X＞a)，即所述旋转抛物面为所述截面方程曲线绕着X＝0的中心轴旋转所得的抛物面，其中， 2000＜P＜20000，50＜a＜300； 

进一步地，P＝2200，a＝60，得到的聚焦光环的直径为120mm； 

进一步地，双轴减速驱动机构由卧式回转减速机和立式回转减速机组成，其中，卧式回转减速机外圈顶板法兰与立柱法兰联接固定，卧式回转减速机的驱动电机与蜗杆相联，启动后蜗杆与涡轮啮合，涡轮带动回转支承一起转动，回转支承与立式回转减速机的基座设置为一体，故带动整个立式回转减速机绕着立柱的中心轴旋转，形成第一个旋转自由度；立式回转减速机的驱动电机与蜗杆相联，立式回转减速机的回转支承与聚光碟的法兰轴联接，从而带动聚光碟绕着法兰轴转动，形成第二个旋转自由度。 

本发明提供的太阳能环形聚焦装置，与现有技术相比，其优点在于：本发明能够将聚光碟反射的太阳光尽可能的聚焦在斯特林发电机的外吸热片的下面和侧面，达到最佳的吸热效率，且该种聚光的方法能够减小聚光镜的聚光面积，同时使得斯特林发电机的吸热头能够有更大的吸热面积，翅片侧面和顶部同时吸热，解决了目前市场上的聚光碟只能够进行顶面聚光，聚光效率不理想的问题。 

由于本发明涉及的发电系统的所有零部件在生产过程中均为机械加工，耗电量小，因而能做到在生产过程中碳气体和液体污染物的低排放，是能适合于大规模应用的清洁能源系统。 

附图说明

图1斯特林发电机的总体结构图； 

图2环焦式太阳能斯特林发电系统原理示意图； 

图3环焦式太阳能斯特林发电系统结构图； 

图4a传统点焦式聚光系统的原理图； 

图4b环焦式聚光系统的原理图； 

图5双轴减速驱动机构示意图。 

其中：1-顶罐，2-外吸热片，3-陶瓷保温环，4-冷却水进出口，5-减振器，6-外燃机壳体，7-聚光碟，8-聚光碟支架，9-双轴减速驱动机构，10-立柱10，11-斯特林发电机，12-卧式回转减速机，13-立式回转减速机 

具体实施方式

以下结合附图1-4对本发明作进一步的描述。 

如图1所示，本发明的斯特林发电机包括顶罐1，外吸热片2，陶 瓷保温环3，冷却水进出口4，减振器5，外燃机壳体6，其中顶罐1可通过吸收外界热量，为外燃机内工质提供能量，外吸热片2为吸收热量的主要部分，从外吸热片2传入斯特林发电机内部的能够达到最高的效率，由于外吸热片2是沿着顶罐1的外圆周均布的，为了使得太阳光聚焦后的热量能够均匀照射于外吸热片2上，就需要使得聚焦后的太阳能光线为环形聚焦的形式。