[发明专利]一种太阳能斯特林发动机吸热器保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能动力输出设备技术领域，特别涉及一种太阳能斯特林发动机吸热器保护装置。

背景技术

在目前的生产生活中，太阳能热发电利用具有越来越重要的社会和经济意义。而太阳能热发电利用的一种重要技术路线是碟式斯特林系统，即采用碟式聚光器搭配斯特林发动机的方式，这种方式具有非常灵活的模块化部署能力、很高的光热转化效率，以及很高的利用系数，因而日益受到广泛的关注与重视。

在碟式斯特林太阳能热发电系统中，斯特林发动机是完成光能向热能转化，并进一步向机械能转化的核心部件，而吸热器作为太阳能斯特林发动机的关键部件之一，其作用是吸收聚光装置汇聚的太阳光能，并将其转化为热能，然后将热能顺利传递给吸热管内部流动的发动机的工质。斯特林发动机工质一般为氢气或者氦气等小分子气体，并且为了改善工质与吸热管之间的对流换热能力，往往使工质具有很高的压力（最高可达12MPa以上）。对于吸热器的热端部件来说，具有热流密度大、受热部位不均匀、承受高温高压等工作特征，工作环境十分恶劣，对热端部件的材料、温度场控制、聚光装置产生的焦斑能量分布特征等参数均具有十分苛刻的要求。

一旦由于某些故障造成发动机停止工作，需要快速将聚光器形成的焦斑从采光口移开，不然大量的光能投射在在吸热管上，而吸热管内部的工质又不能将热量顺利带走，将造成吸热器热端部件快速升温，加之斯特林发动机的工质一般都是热容很小的氢气或者氦气，热端部件会快速升温，将在很短的时间内致使热端部件的温度超过许用值，甚至烧蚀、报废。更为重要的是，如果工质为氢气，则氢气属于易燃气体，一旦吸热管烧穿，管内的高压氢气会喷出，造成严重的后果。

一般碟式聚光器的对日跟踪动作是电机通过减速器等一套传统系统驱动跟踪动作执行机构来实现的。相对于地面参照物来说，太阳方向的变化速度很慢，所以一般减速器的速比非常大，也即跟踪动作执行机构的转速比电机转速低得多。一旦需要将聚光器产生的焦斑从吸热器采光口移开，则需要很长的时间，即使提高聚光器驱动装置的转速，也难以在短短几秒钟时间内将焦斑从发动机吸热器的采光口完全移开、使发动机处于安全状态。

紧急情况下，快速将将进入吸热器采光口的光能切断、使吸热器不至于进一步升温而过热损坏，是设计太阳能斯特林发动机，或者碟式太阳能斯特林热发电系统面临的难题之一。

因此，如何提供一种能够快速有效地将投射到吸热器上的光路切断，以避免吸热器过热烧毁的太阳能斯特林发动机吸热器保护装置是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能斯特林发动机吸热器保护装置，该太阳能斯特林发动机吸热器保护装置能够快速有效地将投射到吸热器上的光路切断，以避免吸热器过热烧毁。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能斯特林发动机吸热器保护装置，所述斯特林发动机包括吸热器，所述吸热器具有采光口；所述保护装置包括不透光的遮光板，所述遮光板与所述吸热器外壳转动连接，以便所述遮光板转动至遮挡所述采光口的第一位置，或者转动至完全打开所述采光口的第四位置，或者转动至部分打开所述采光口的第二位置和第三位置。

优选地，还包括设置在所述吸热器外壳上的驱动器及转轴，所述驱动器与所述转轴的内端间连接有传动机构，所述转轴的外端与所述遮光板相连接并联动，且所述转轴的旋转平面与所述采光口的中轴线相垂直。

优选地，所述吸热器外壳的前端部的外侧具有环形凹槽，所述环形凹槽内设有支撑环，所述转轴贯穿所述吸热器外壳的前端部并与所述支撑环相固定。

优选地，所述传动机构的动力输出端设有驱动齿轮，所述环形凹槽内还设有由所述支撑环轴向定位的驱动环，所述驱动环的外周面上设置有与所述驱动齿轮相啮合的外齿圈；

所述转轴上套设有从动齿轮，且所述驱动环的内周面上设置有与所述从动齿轮相啮合的内齿圈。

优选地，所述转轴的内端部连接有拨杆，且所述拨杆的轴线的延伸方向与所述转轴的轴线的延伸方向相垂直；

所述拨杆上可滑动地套设有滑动球，所述驱动环的一侧设置有压环，所述滑动球位于所述驱动环与压环之间，所述驱动环与所述压环间相固定，且所述驱动环与所述压环间形成可供所述拨杆摆动的空间。

优选地，驱动机构的动力输出端设有第一链轮，所述转轴的外端部套设有与所述转轴相联动的第二链轮，所述第一链轮与所述第二链轮之间连接有链条。

优选地，所述传动机构动力输出端设有驱动法兰，所述转轴的端部设有从动法兰，并将所述驱动法兰和从动法兰连接一体。

优选地，所述遮光板的数量为1个。