CN100584783C - 玻璃微弧曲面定日镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃微弧曲面镜成型工艺结构定日镜，属于太阳能利用技术领域。该定日镜由曲面镜组合调整装置和附着在曲面镜组合调整装置上的一组单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置构成；单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的玻璃镜支撑架上通过至少位于两端和中部的三组可调连接装置与玻璃镜连接；各单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的两端分别通过至少两组锁定紧固件固定在所述曲面镜组合调整装置的主镜架上，相邻排列；在主镜架邻近两组锁定紧固件附近分别装有倾角调节装置。本发明成本低廉、易于操作，并且成型精度有了大幅度提高，有利于塔式太阳能热发电系统的推广应用。

Description

玻璃微弧曲面定日镜
技术领域
本发明涉及一种太阳能发电系统中的定日镜，特别是一种玻璃微弧曲面镜构成的定日镜，属于太阳能利用技术领域。
背景技术
太阳热发电技术通过聚焦集热将太阳能转换为热能进而转换为电能，是最有应用前景的太阳能利用方式之一。
目前，聚光集热技术按聚光方式可分为线聚焦和点聚焦两类，在太阳能热发电技术领域形成槽式线聚焦热发电、碟式热发电和塔式热发电三种太阳能热发电系统。其中塔式太阳能热发电系统具有规模大、热损耗小、聚光比和温度较高等优点，是最有希望实现大功率发电、替代常规能源的技术手段之一。
在塔式太阳能热发电技术中，定日镜技术是实现塔式太阳能热发电的关键技术之一。定日镜的功能在于捕捉、反射、聚焦太阳光，并将其投射到太阳能接收器，它是提高太阳能能量密度的关键部件。同时，国内外塔式太阳能电站建设实践表明，定日镜群是塔式太阳能热电站投资最大的部分，也是制约塔式太阳能热发电迅速发展的原因之一。降低定日镜成本、提高定日镜性价比是促进我国塔式太阳能热发电事业发展的有效手段之一。
在定日镜技术中，定日镜玻璃曲面镜成型工艺是影响定日镜聚焦效果的关键。通常，国外在这方面的工艺流程是：先将玻璃进行热弯成型，再对曲面进行银或铝等反射材料的电镀。这种工艺存在如下几点不足之处：(1)定日镜玻璃曲面成型成本高；这增加了塔式太阳能电站的初期投资费用，制约了塔式热发电的大规模发展。(2)对玻璃热弯模具制作要求高；对于大型塔式太阳能热发电站而言，由于定日镜焦距较大、定日镜曲率较小，使得玻璃热弯模具必须十分精确，对于机械制造水平提出了更高的要求。(3)曲面玻璃镀膜工艺较难实现；专用镀膜设备十分昂贵，且曲面玻璃尺寸有一定限制。显然，国外现有定日镜玻璃镜成型工艺结构不适合目前我国国情。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足和问题，通过对玻璃曲面镜成型工艺结构的改进，提出一种易于操作、成本低廉的玻璃微弧曲面定日镜，该定日镜采用科学的物理方法，将平面夹胶玻璃镜调整为所需玻璃曲面镜，从而满足功能要求，同时降低定日镜成本、提高定日镜性价比，进而降低塔式太阳能热发电站的初期投资，提高其经济性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种玻璃微弧曲面定日镜，由曲面镜组合调整装置和附着在曲面镜组合调整装置上的一组单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置构成；所述单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的玻璃镜支撑架上通过至少位于两端和中部的三组可调连接装置与玻璃镜连接；所述可调连接装置由吸盘和与之固连的可调紧固件构成，所述吸盘吸附固定在玻璃镜底面，所述可调紧固件固定在所述玻璃镜支撑架上；所述各单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的两端分别通过至少两组锁定紧固件固定在所述曲面镜组合调整装置的主镜架上，相邻排列；在所述主镜架邻近两组锁定紧固件附近分别装有倾角调节装置，所述倾角调节装置的可调伸出端支顶在单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置；所述两组锁定紧固件的端头锁定在所述主镜架上，另一处锁定单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置。
这样，借助三组可调连接装置，通过调节其中的可调紧固件并利用吸盘牵拉玻璃镜框，可以按需改变玻璃镜的弧度。而借助两组倾角调节装置可以很方便地按需调整各单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置相对与主镜架的倾斜角度，调好之后，通过锁定紧固件保持其在主镜架上的位置状态。结果，可以使原先为平面的各玻璃镜“化零为整”，形成所需曲面形状的完整定日镜。
换言之，本发明的工艺流程是将整个定日镜曲面划分为若干较小玻璃镜。并借助单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置通过适度调整使其光斑聚焦到既定大小、形状的目标区域内，形成满足功能要求的单片较小曲面镜；各单片玻璃微弧曲面镜成型后通过曲面镜组合调整装置使各玻璃微弧曲面镜焦点调至同心，并通过锁定螺栓将其锁定，从而完成整个定日镜曲面玻璃镜的成型。与现有玻璃微弧曲面镜成型工艺相比，本发明通过采用便于操作、成本低廉的工艺结构完成了玻璃微弧曲面镜成型过程，有效降低了定日镜的经济成本；同时，本发明中玻璃微弧曲面镜成型是在实时监测中完成的，与现有先加工再检验的曲面玻璃镜成型工艺相比，本发明更具准确性和可靠性。因此，显著降低了定日镜制造成本，提高了性价比，可产生更大的经济效益。
总之，与现有玻璃微弧曲面镜成型工艺相比，本发明以合理的结构设计，实现了玻璃微弧曲面镜成型成本低廉、易于操作目的，并且成型精度有了大幅度提高，可进一步提高定日镜性价比，有利于塔式太阳能热发电系统的推广应用。
附图说明
下面结合附图和典型实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
图2为本发明图1实施例的侧视图。
图3为图1实施例中的夹胶玻璃镜与小吸盘联接示意图。
图4为图1实施例中的支撑吸盘连接示意图。
图5为图1实施例中的倾角调整装置示意图。
图6为图1实施例中的倾角调整装置局部放大图。
图7为图1实施例中的光斑观测目标靶示意图。
具体实施方式
实施例
如图1-图7所示，本实施案例的玻璃微弧曲面定日镜主要由曲面镜组合调整装置和相邻排布附着在曲面镜组合调整装置上的一组矩形单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置构成。
其中单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置如图2所示，主要由玻璃镜框1、玻璃镜支撑架2、夹层玻璃3、小吸盘4、主调节螺母5、主调节螺栓6、平面玻璃镜7、支撑吸盘8、微调螺母9和微调螺栓10组成。玻璃微弧曲面镜由相互贴合的平面玻璃镜7和夹层玻璃3构成。夹层玻璃3安置在平面玻璃镜7的背面，小吸盘4固定安置于夹层玻璃3的中心(参见图3)，背面与主调节螺栓6固连；支撑吸盘8共有4套，呈对称方式固定安置在夹层玻璃3背面的四角，背面与微调螺栓10固连。夹层玻璃3通过粘结剂与平面玻璃镜7背面及支撑吸盘8均固定连接(参见图4)。玻璃镜框1装于平面玻璃镜7和夹层玻璃3构成的玻璃微弧曲面镜四周。玻璃微弧曲面镜通过小吸盘4的主调节螺栓6以及支撑吸盘8的微调螺栓10，并借助主调节螺母5和微调螺母9与玻璃镜支撑架2连接。玻璃镜支撑架2周边与角钢状的支撑架连接件11固连。
曲面镜组合调整装置如图5所示，由支撑架连接件11、锁定螺栓12、主镜架13和倾角调节装置14组成(参见图1、图6)。各单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的两端分别通过与角钢状支撑架连接件11连接的两组锁定紧固件--锁定螺栓12及螺母固定在曲面镜组合调整装置的主镜架13上，相邻排列。在主镜架13邻近两组锁定紧固件的附近分别装有倾角调节装置14，该倾角调节装置的可调伸出端支顶在单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的背面。两组锁定螺栓12的端头锁定在主镜架13上，另一处通过夹持螺母锁定单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置周边的角钢状支撑架连接件11。此外，本实施例中还包括图7所示固定在预定位置的光斑观测目标靶15。
如图2所示，单片玻璃微弧曲面镜成型时，平面玻璃镜7和夹层玻璃3通过连接组件置于玻璃镜支撑架2上，使平面玻璃镜7反射阳光形成的光斑投射到指定位置的光斑观测目标靶15上，通过主调节螺母5带动主调节螺栓6缓慢拉动小吸盘4和夹层玻璃3，观测光斑观测目标靶15上光斑尺寸、形状，直至光斑基本聚焦到光斑观测目标靶上指定区域，锁紧玻璃镜支撑架2两侧主调节螺母5，完成单片玻璃镜微弧曲面成型初步调整。根据光斑形状实际情况，通过微调螺母9带动微调螺栓10微微顶起支撑吸盘8，观测光斑观测目标靶15上光斑尺寸、形状，直至光斑完全聚焦到光斑观测目标靶指定区域，锁紧玻璃镜支撑架2两侧微调螺母9，完成单片玻璃镜微弧曲面成型调整。
如图4所示，将若干已成型的单片微弧曲面玻璃镜7、夹层玻璃3和玻璃镜支撑架2通过连接组件置于主镜架13上，以主镜架13中心位置上玻璃镜支撑架2为基准，使主镜架13中心位置的单片微弧曲面玻璃镜反射阳光形成的聚焦光斑投射到光斑观测目标靶15的既定区域内，根据周围玻璃镜支撑架与中心位置玻璃镜支撑架间的相互位置关系，逐个调整周围玻璃镜支撑架2上所设倾角调节装置14，观测光斑观测目标靶15上光斑相互位置关系，直至光斑在指定区域内完全重合，锁紧锁定螺栓12，完成曲面镜组合调整。
在塔式太阳能应用范围内，定日镜所用玻璃曲面镜焦距较大、定日镜曲率较小，国内玻璃微弧曲面镜成型工艺较难实现。实践证明，本发明玻璃微弧曲面镜成型工艺切实可行、成本低廉、易于操作，显著降低了定日镜的制造成本，提高了性价比，可产生更大的经济效益。

Claims (8)

1.一种玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：由曲面镜组合调整装置和附着在曲面镜组合调整装置上的一组单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置构成；所述单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的玻璃镜支撑架上通过至少位于两端和中部的三组可调连接装置与玻璃镜连接；所述可调连接装置由吸盘和与之固连的可调紧固件构成，所述吸盘吸附固定在玻璃镜底面，所述可调紧固件固定在所述玻璃镜支撑架上；所述各单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置的两端分别通过至少两组锁定紧固件固定在所述曲面镜组合调整装置的主镜架上，相邻排列；在所述主镜架邻近两组锁定紧固件附近分别装有倾角调节装置，所述倾角调节装置的可调伸出端支顶在单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置；所述两组锁定紧固件的端头锁定在所述主镜架上，另一处锁定单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置。
2、根据权利要求1所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述玻璃微弧曲面镜呈矩形，由相互贴合的平面玻璃镜和夹层玻璃(3)构成，所述夹层玻璃安置在平面玻璃镜的背面。
3、根据权利要求2所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述夹层玻璃的中心背面固定小吸盘，背面四角对称固定安置四套支撑吸盘。
4、根据权利要求3所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述夹层玻璃通过粘结剂与平面玻璃镜以及各吸盘粘结固定。
5、根据权利要求3或4所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述平面玻璃镜和夹层玻璃四周安装玻璃镜框，所述玻璃微弧曲面镜通过小吸盘背面固连的主调节螺栓以及支撑吸盘背面固连的微调螺栓，并借助对应的主调节螺母和微调螺母与玻璃镜支撑架连接。
6、根据权利要求5所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述玻璃镜支撑架周边与角钢状的支撑架连接件固连。
7、根据权利要求6所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：所述锁定紧固件为锁定螺栓，所述锁定螺栓的端头锁定在主镜架上，另一处通过夹持螺母锁定单片玻璃微弧曲面镜成型调整装置周边的支撑架连接件。
8、根据权利要求7所述的玻璃微弧曲面定日镜，其特征在于：还包括固定在预定位置的光斑观测目标靶。
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