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专利号: 2023108095969
申请人: 湖南科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:包括用于汇聚太阳光能的抛物碟式聚光器、吸收汇聚的太阳光能并实现光‑热转换且左端透太阳光的轴对称形腔体接收器、同轴位于腔体接收器透光端的光楔装置B、同轴位于光楔装置B左侧的光楔装置A、实现光楔装置A沿腔体接收器轴向来回滑动的驱动装置、采集腔体接收器内若干热电偶输出信号的温度采集仪、对光楔装置B和光楔装置A进行冷却的冷却系统、用于固定光楔装置B和腔体接收器并支撑光楔装置A进行滑动的机架、以及接收与处理温度采集仪信号并控制冷却系统、驱动装置、光楔装置B和光楔装置A工作运行的控制器;

所述的光楔装置B包括与机架固定连接的带圆柱阶梯孔的固定座、外圈同轴固定于固定座的圆柱孔内并左端阶梯定位的轴承B、与轴承B的内圈同轴配合并定位且带阶梯圆柱通孔的旋转筒B、同轴安装于旋转筒B的圆柱孔内并端面与旋转筒B的阶梯面紧贴匹配的光楔B、通过螺栓同轴固定于旋转筒B的左端面且其右侧设有凸台紧贴光楔B左端面的中空形压紧环B、同轴固定于旋转筒B外周面的大锥齿轮B、与电机B输出轴固定并驱动大锥齿轮B旋转的小锥齿轮B;该电机B的机壳与固定座进行固定连接;

所述的光楔装置A包括带圆柱阶梯孔的滑动座、外圈同轴固定于滑动座的圆柱孔内并左端面定位的轴承A、与轴承A的内圈同轴配合并定位且带阶梯圆柱通孔的旋转筒A、同轴安装于旋转筒A的圆柱孔内并右端面紧贴旋转筒A阶梯面的光楔A、通过螺栓同轴固定于旋转筒A的左端面且其右侧设有凸台紧贴光楔A左端面的中空形压紧环A、同轴固定于旋转筒A外周面的大锥齿轮A、与电机A输出轴固定并驱动大锥齿轮A旋转的小锥齿轮A、与压紧环A同轴固定且用于再次聚集太阳光至光楔A上的二次聚光装置;所述的滑动座的下外周面设置有带导向圆柱孔的3个导向凸台,各导向凸台的圆柱孔的轴线均与滑动座的圆柱阶梯孔轴线平行,机架上设有三根导杆分别与滑动座的3个导向圆柱孔滑动配合,且中间的导向凸台底部设有与导杆方向垂直的圆柱孔的铰耳;该电机A的机壳与滑动座进行固定连接;

所述的驱动装置包括一端与滑动座底部铰耳的圆柱孔进行铰接的连杆、与连杆另一端铰接的曲柄、驱动曲柄转动且固定在机架上的电机Ⅱ,从而构成曲柄滑块机构实现光楔装置A在机架的三根导杆上来回滑动。

2.根据权利要求1所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的腔体接收器包括一个轴对称且仅左端全开口的保温腔体、沿保温腔体内侧壁面同轴盘绕的吸收太阳光能且内部通有换热介质的吸热盘管、沿保温腔体的轴向和周向均匀紧贴在吸热盘管表面的若干热电偶、固定并封闭保温腔体左端全开口的高透光率的石英平板;所述的光楔装置B中固定座的右端面紧贴于腔体接收器的石英平板。

3.根据权利要求1所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述光楔B和光楔A均为采用高透光率材料制造且前后两端面存在倾斜夹角的透镜,且该两个表面均涂覆有对太阳光增透减反的耐高温膜系。

4.根据权利要求1或权利要求3所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的光楔B和光楔A中前端面均与旋转筒B的轴线垂直,且它们的前端面均面向聚光器。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的保温腔体为一个圆柱形、圆锥形或半球形结构,且吸热盘管盘绕后形成的几何形状与保温腔体一致;吸热盘管表面涂覆有对太阳光高吸收的耐高温涂层。

6.根据权利要求1所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的二次聚光装置的内反射表面为汇聚光能的圆锥面或复合抛物CPC曲面。

7.根据权利要求1所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的冷却系统采用空气为冷却介质,并通过若干导管将冷空气喷射于光楔装置A和光楔装置B中的轴承A、轴承B、光楔A和光楔B表面,实现对此些关键零部件的冷却。

8.根据权利要求1所述的双光楔动态旋转调光的太阳能碟式聚光集热系统,其特征在于:所述的电机B和电机B均带有测量其旋转角度的高精度编码器,并将电机旋转角度实时反馈给控制器。