旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置.pdf

1、10申请公布号CN102039493A43申请公布日20110504CN102039493ACN102039493A21申请号201010524156122申请日20101025B23K28/00200601G02B19/00200601G02B7/198200601G02B7/18220060171申请人北京印刷学院地址102600北京市大兴区黄村兴华北路25号北京印刷学院72发明人张立君54发明名称旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置57摘要一种旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置，该装置通过旋转抛物面的反射聚光作用接收太阳能，并通过光学透镜聚焦，使太阳能汇聚在光学透镜的焦点上，可用来实现对各种材

2、料的太阳光聚焦切割。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN102039495A1/1页21一种旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置，由大旋转抛物面反光镜、小旋转抛物面反光镜、光学凸面镜和加工平台构成，其特征是由一个大旋转抛物面反光镜和一个小旋转抛物面反光镜构成太阳光的第一次聚焦机构，由一个光学凸面镜构成太阳光的第二次聚焦机构，大旋转抛物面反光镜的底部开有一个光线入射圆孔，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的开口相对，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的焦点相互重合，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的对称轴相互重合，并使得小旋

3、转抛物面反光镜的开口正对大旋转抛物面反光镜的底部的光线入射圆孔，光学凸面镜安装在大旋转抛物面反光镜底部的光线入射圆孔上，光学凸面镜的对称轴与小旋转抛物面反光镜的对称轴相互重合，光学凸面镜选用长焦距凸面镜，在光学凸面镜的焦点处安装一个加工平台，被加工部件置于加工平台上，并使得被加上部件位于光学凸面镜的焦点上，当太阳光平行于大旋转抛物面反光镜的对称轴入射时，大旋转抛物面反光镜的反射光线穿过小旋转抛物面反光镜的焦点照射在小旋转抛物面反光镜上，照射在小旋转抛物面反光镜上的光线经小旋转抛物面反光镜的反射后形成一束平行于小旋转抛物面反光镜对称轴的平行光线，该平行光线穿过大旋转抛物面反光镜底部的光线入射圆孔

4、照射在光学凸面镜上，照射在光学凸面镜上的平行光线经光学凸面镜聚焦照射在位于光学凸面镜焦点上的被加工部件上，当被加工部件有规律的在加工平台上移动时，利用光学凸面镜焦点处的高温实现对被加工部件切割和加工，整个系统实时跟踪太阳，并保持大旋转抛物面反光镜的对称轴与太阳光线平行。权利要求书CN102039493ACN102039495A1/2页3旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置所属技术领域0001本发明涉及一种太阳能应用技术，特别是一种利用旋转抛物面聚光原理接收太阳能的旋转抛物面聚光太阳光聚焦切割装置，该装置通过旋转抛物面的反射聚光作用接收太阳能，可用来实现对各种材料的太阳光聚焦切割。背景技术0002太

5、阳能是一种清洁能源，取之不尽、用之不竭，也不会造成环境污染，太阳能产品越来越多，太阳能路灯、太阳能交通信号灯、太阳能手机、太阳能充电器、太阳能遥控器、太阳能热水器、太阳能电站等等，太阳能技术已经从高科技领域进入到人们的日常生活。0003近些年，在国内和国外太阳能接收元件的接收效率成为人们关注的焦点，国外在一些大型太阳能电站的光伏矩阵中实现了太阳能聚光接收，国内也有类似的试验装置，但太阳能技术在金属加工领域的应用还很少，利用太阳能对金属加工这一课题还没有人取得较好的研究成果。发明内容0004为了实现利用太阳能对金属加工，本发明提出了一种二次聚焦的太阳能聚光接收装置，它可将太阳光通过二次聚焦集中在

6、一点上，可实现对金属及其它非金属材料的切割和加工。0005本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由一个大旋转抛物面反光镜和一个小旋转抛物面反光镜构成太阳光的第一次聚焦机构，由一个光学凸面镜构成太阳光的第二次聚焦机构，大旋转抛物面反光镜的底部开有一个光线入射圆孔，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的开口相对，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的焦点相互重合，大旋转抛物面反光镜和小旋转抛物面反光镜的对称轴相互重合，并使得小旋转抛物面反光镜的开口正对大旋转抛物面反光镜的底部的光线入射圆孔，光学凸面镜安装在大旋转抛物面反光镜底部的光线入射圆孔上，光学凸面镜的对称轴与小旋转抛物面反光镜的对称轴相

7、互重合，光学凸面镜选用长焦距凸面镜，在光学凸面镜的焦点处安装一个加工平台，被加工部件置于加工平台上，并使得被加工部件位于光学凸面镜的焦点上，0006当太阳光平行于大旋转抛物面反光镜的对称轴入射时，大旋转抛物面反光镜的反射光线穿过小旋转抛物面反光镜的焦点照射在小旋转抛物面反光镜上，照射在小旋转抛物面反光镜上的光线经小旋转抛物面反光镜的反射后形成一束平行于小旋转抛物面反光镜对称轴的平行光线，该平行光线穿过大旋转抛物面反光镜底部的光线入射圆孔照射在光学凸面镜上，照射在光学凸面镜上的平行光线经光学凸面镜聚焦照射在位于光学凸面镜焦点上的被加工部件上，当被加工部件有规律的在加工平台上移动时，利用光学凸面镜

8、焦点处的高温实现对被加工部件切割和加工，保持整个系统实时的跟踪太阳，并保持大旋转抛物面反光镜的对称轴与太阳光线平行，就可以实现连续的切割和加工。0007本发明的有益效果是通过旋转抛物面的反射聚光作用接收太阳能，并通过光学说明书CN102039493ACN102039495A2/2页4透镜聚焦，使太阳能汇聚在光学透镜的焦点上，可用来实现利用太阳能对各种材料的切割和加工。附图说明0008下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0009图1是本发明的整体结构图。0010图2是本发明的整体结构图的AA剖视图。0011图3是旋转抛物面的示意图。0012在图3的旋转抛物面构成图中旋转抛物面S，旋转抛物面的

9、准平面S1，旋转抛物面的顶点O，旋转抛物面的焦点F，旋转抛物面的对称轴L。具体实施方式0013在图1和图2中，由大旋转抛物面反光镜1和小旋转抛物面反光镜2构成太阳光的第一次聚焦机构，由光学凸面镜3构成太阳光的第二次聚焦机构，大旋转抛物面反光镜1的底部开有一个光线入射圆孔，大旋转抛物面反光镜1和小旋转抛物面反光镜2的开口相对，大旋转抛物面反光镜1和小旋转抛物面反光镜2的焦点相互重合于F1，大旋转抛物面反光镜1和小旋转抛物面反光镜2的对称轴相互重合于L，并使得小旋转抛物面反光镜2的开口正对大旋转抛物面反光镜1的底部的光线入射圆孔，光学凸面镜3安装在大旋转抛物面反光镜1底部的光线入射圆孔上，光学凸面

10、镜3的对称轴与小旋转抛物面反光镜2的对称轴相互重合，光学凸面镜3选用长焦距凸面镜，在光学凸面镜3的焦点F2处安装一个加工平台5，被加工部件4置于加工平台5上，并使得被加工部件4位于光学凸面镜3的焦点F2上，0014当太阳光平行于大旋转抛物面反光镜1的对称轴入射时，大旋转抛物面反光镜1的反射光线穿过小旋转抛物面反光镜2的焦点F1照射在小旋转抛物面反光镜2上，照射在小旋转抛物面反光镜2上的光线经小旋转抛物面反光镜2的反射后形成一束平行于小旋转抛物面反光镜2对称轴的平行光线，该平行光线穿过大旋转抛物面反光镜1底部的光线入射圆孔照射在光学凸面镜3上，照射在光学凸面镜3上的平行光线经光学凸面镜3聚焦照射在位于光学凸面镜3的焦点F2上的被加工部件4上，当被加工部件4有规律的在加工平台5上移动时，利用光学凸面镜3的焦点F2处的高温实现对被加工部件4切割和加工，保持整个系统实时的跟踪太阳，并保持大旋转抛物面反光镜1的对称轴与太阳光线平行，就可以实现连续的切割和加工。说明书CN102039493ACN102039495A1/2页5图1图2说明书附图CN102039493ACN102039495A2/2页6图3说明书附图CN102039493A