CN101859015A - 一种单元反射镜的调形装置及其调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单元反射镜的调形装置及其调整方法，属于太阳能发电领域。所述调形装置包括设置在所述单元反射镜背面的调形部件及设置在所述单元反射镜正面的至少四个可调螺栓，所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应，所述可调螺栓连接在支架上并与所述单元反射镜相接触。所述调整方法包括：安装及找平所述可调螺栓，定位所述单元反射镜，安装所述支架至所述单元反射镜，调平所述单元反射镜，调整所述单元反射镜曲率。本发明所述装置具有直观、结构简单及易于加工制造的特点，所述调整方法不受气候条件的限制，无论在室内还是室外，无论是否有阳光，都可以进行操作，具有调节速度快、调整效果好及降低反射镜破损的优点。

Description

一种单元反射镜的调形装置及其调整方法

技术领域

本发明涉及太阳能发电领域，特别涉及一种单元反射镜的调形装置及其调整方法。

背景技术

太阳能发电技术是最有应用前景的太阳能利用方式之一，它通过聚焦、集热将太阳能转换为热能，进而转换为电能。例如，塔式热发电是通过定日镜采集阳光，定日镜在此发电结构中主要起聚焦和反射太阳光的作用。

现有的定日镜大多数是由多个反射镜按照一定的排列组合而成，也有采用单块的反射镜的定日镜。无论是采用多块还是单块的反射镜组成的定日镜，其中的每个反射镜都需要调整成一定的曲率、俯仰以及方位角度，以保证经调整的定日镜能够将光线反射到设定的吸热口上。

皇明太阳能股份有限公司申请的名称为：一种定日镜的反射镜用支撑调形装置，申请号为：200910159996.X，公开号为：CN101661153的中国发明专利，公开了一种设置在反射镜背面至少四个调形组件，通过设置在反射镜周缘的至少三个调形组件来支撑反射镜，即至少三点支撑，并通过设置在反射镜中央的一个调形组件来拉伸反射镜，即一点拉伸，从而调节反射镜的玻璃微弧曲面，以保证反射镜的聚光效果。通过实际使用，90％以上的反射镜都能有比较好的聚焦效果。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于上述支撑调形装置存在加工及安装的误差，使得上述结构中至少的三个支撑点的高低不一致，造成反射镜镜面的平整度降低，进而使得每块镜子上各部分的反射镜曲率不一致，造成反射后的光斑效果变差。而目前仅仅根据光斑的效果很难判断至少的三个支撑点中那一个或者那几个支撑点存在问题，故进行调整时比较困难，只能摸索着调整各个支撑点的高低，调整时间增加。目前，每个支撑点的调整时间需要将近10分钟左右，而且最终的调整效果不理想。由于不能精确定位调整反射镜的高低，即反射镜在调节曲率之前，不能保持平整，因此在调整过程中及调整后很容易形成内应力，造成反射镜的破损。经统计，目前安装调整后的反射镜的破损率高达25％左右。

另外，受此上述支撑调形装置的结构限制，调整反射镜曲率时，需要在比较好的天气下进行，将反射镜安放在与实际安装位置相差不到5米的地点，然后利用太阳光的光线进行调整。此方式很直观，调整的速度也很快，调整每块镜子大约需要1-2分钟。但是，如果遇到了阴雨天气，就不能进行调整工作，容易造成怠工。

针对上述问题，皇明太阳能股份有限公司的课题组也曾购入位置扫描仪器，通过高精密的设备，测试反射镜镜面上面的10-50个点的相对位置，通过计算机软件进行分析，与理想的曲率进行比对，找出存在问题的支撑点，对存在问题的支撑点进行调整，然后再次进行扫描，再次进行分析和比对，以尽可能的结构理想曲率，通过此方法，可以不受气候限制的调整反射镜曲率。但采用此方法，需要对每块反射镜进行多次反复调整测试，一块反射镜的调整时间至少需要1小时，故存在调整时间长的缺点。此外，此设备昂贵，大约需要30万人民币，由于该设备是精密机械，安装条件也很苛刻，不利于搬运，不方便在每个工程中使用。

发明内容

为了解决现有技术中的支撑调形装置受气候条件的限制，阴雨天无法调整的问题，以及该结构存在调整困难、调整时间长的问题，本发明实施例提供了一种单元反射镜的调形装置及其调整方法。所述技术方案如下：

一种单元反射镜的调形装置，包括设置在所述单元反射镜背面的调形部件，所述调形部件包括至少四个调形组件，其中至少有一个调形组件设置在所述单元反射镜中央的驳接爪中心套上，其余的调形组件设置在所述单元反射镜的周缘，并分别通过各自的驳接爪支撑臂连接在所述驳接爪中心套上，所述调形组件包括吸盘及可调紧固件，所述调形装置还包括设置在所述单元反射镜正面的至少四个可调螺栓，所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应，所述可调螺栓连接在支架上，并通过所述支架与所述单元反射镜相接触。

具体地，所述支架包括中心套，以及由中心套向外延伸的多个支撑臂，所述的可调螺栓分别设置在所述中心套及所述支撑臂上。

进一步地，为了快速定位所述支架，所述支架的支撑臂末端设有定位片，所述定位片一端连接在所述支架上，另一端搭接在所述单元反射镜上。

具体地，所述调形组件为五个，相应的所述可调螺栓为五个，所述支架为田字形支架，所述的可调螺栓中的一个设置在所述田字形支架的中心上，其余的四个可调螺栓分别设置在所述田字形支架的顶点处。

具体地，所述调形组件中的可调紧固件为螺栓和螺母。

具体地，所述驳接爪中心套为方形或圆形，相应的所述中心套为方形或圆形。

本发明还提供了一种应用于所述单元反射镜的调形装置的调整方法，按照如下步骤进行调整：

步骤1，安装及找平所述可调螺栓，

将所述可调螺栓安装在所述支架上，并将安装好所述可调螺栓的支架放置在所述单元反射镜之外的理想平面上找平；

步骤2，定位所述单元反射镜，

将所述单元反射镜背面的所述调形组件安装到位，并将所述单元反射镜固定在所述定日镜上；

步骤3，安装所述支架至所述单元反射镜，

将已找平的所述支架放置在所述单元反射镜的正面，并使所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应；

步骤4，所述单元反射镜调平，

观察所述单元反射镜周缘与任何一个所述可调螺栓是否存在间隙，

如果有间隙，则调整所述可调螺栓所对应的所述可调紧固件，至所述单元反射镜与所述可调螺栓之间处于接触的临界状态；

如果无间隙，则查看下一个所述可调螺栓是否存在间隙；

重复上述调整步骤，直至所有的所述可调螺栓均与所述单元反射镜处于接触的临界状态，即所述单元反射镜达到平整状态；

步骤5，所述单元反射镜曲率调整，

根据所述单元反射镜的预定曲率，将所述单元反射镜中央的所述可调螺栓调节到适合的长度，然后将可调螺栓安装到支架的中心位置；调整所述单元反射镜背面中央的所述可调紧固件，使所述可调螺栓与所述单元反射镜处于接触的临界状态，即达到预定曲率。

具体地，所述的调整方法，其中，所述支架包括中心套，以及由中心套向外延伸的多个支撑臂，所述可调螺栓分别设置在所述中心套及所述支撑臂上，所述支架的支撑臂末端还设有定位片，所述定位片一端连接在所述支架上，另一端搭接在所述单元反射镜上；

则所述步骤2之前，还包括一个将所述定位片安装在所述支架上的步骤；

所述步骤3具体是利用所述定位片，定位所述支架在所述单元反射镜中的位置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

相比现有技术，本发明所述一种单元反射镜的调形装置，通过在所述单元反射镜正面设置至少四个与所述调形组件的位置一一对应的可调螺栓的结构，使得所述单元反射镜不受气候条件的限制，无论在室内还是室外，无论是否有阳光，都可以进行操作；采用本发明所述调形装置，能够极大提高所述单元反射镜的平面度，以及光斑的质量，实验证明，调整后的光斑与理想光斑的一致性超过90％以上；由于每块反射镜的平面度好，所以内应力小，单元反射镜的破损率也大大降低了，实验证明，破损率从原来的25％左右降低到5％以下；另外，本发明所述装置的操作很简单，每块反射镜的调整用时只有3-5分钟，设备的投入非常低，只有130元左右，利于推广应用，而且由于设备很轻，可以四处随地搬运，方便了施工。

相比现有技术，本发明所述调整方法具有调节速度快、调整效果好的优点。

因此本发明具有直观、结构简单、调节速度快、调整效果好，易于加工制造及降低反射镜破损的优点。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的所述单元反射镜的调形装置的整体结构示意图；

图2是图1中所述支架的俯视图；

图3是图1中所述固定板的结构示意图；

图4是图1中所述可调球头螺栓的结构示意图；

图5是本发明又一实施例提供的所述支架的结构示意图；

图6是本发明又一实施例提供的所述可调球头螺栓的头部的结构示意图。

图中：1支架，2检测曲率球头螺栓，3固定板，4检测平面度球头螺栓，5定位片，6中心调形组件，7单元反射镜，8边缘调形组件，9驳接爪中心套，10驳接爪支撑臂，11中心套，12支撑臂，13中心点，14顶点。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例所述的一种单元反射镜的调形装置，包括设置在所述单元反射镜7背面的调形部件，以及设置在所述单元反射镜7正面的至少四个可调螺栓。本例中，所述可调螺栓为可调球头螺栓，具体实施时，还可以采用普通螺栓。其中，所述调形部件包括至少四个调形组件，至少有一个调形组件设置在所述单元反射镜7中央的驳接爪中心套9上，其余的调形组件设置在所述单元反射镜7的周缘，并分别通过各自的驳接爪支撑臂10连接在所述驳接爪中心套9上。所述调形组件包括吸盘及可调紧固件。所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应，所述可调螺栓连接在支架1上，并通过所述支架1与所述单元反射镜7相接触。

具体地，如图1所示，本实施例中，所述调形组件为五个，包括一个中心调形组件6及四个边缘调形组件8。具体实施时，还可以采用四个或四个以上的调形组件，具体数量根据单元反射镜7的大小而定。所述调形组件中的可调紧固件为螺栓和螺母。所述驳接爪中心套9为方形，具体实施时也可以采用圆形的驳接爪中心套。

本例中，如图1、图2所示，所述可调螺栓即可调球头螺栓为五个。如图4所示，所述可调球头螺栓的头部近似为整体的球形，具体实施时，如图6所示，所述球头螺栓的头部还可以是局部的球形。

本例中，如图1、图2所示，所述支架1包括方形的中心套11，以及由中心套11向外延伸的四个支撑臂12。具体实施时也可以采用圆形的中心套11。其中，通过固定板3设置在中心套11中央的是检测曲率球头螺栓2，其余的四个可调螺栓为检测平面度球头螺栓4分别设置在所述四个支撑臂12的末端。检测曲率球头螺栓2与中心调形组件6相对应，检测平面度球头螺栓4与边缘调形组件8相对应。

本例中，如图1、图2所示，为了快速定位所述支架的位置，所述支架1中的每个支撑臂12的末端均设有一个定位片5。所述定位片5为直角的钢片或塑料片，一端有安装定位孔。定位片5一端通过定位孔连接在所述支架1上，另一端搭接在所述单元反射镜7上。

本例中，支架1的作用是将检测曲率球头螺栓2、检测平面度球头螺栓4及定位片5固定在一起，形成一个整体。检测平面度球头螺栓4的作用是通过调整四个检测平面度球头螺栓4，形成一个比较理想的平面。检测曲率球头螺栓2部件的作用是检测调整单元反射镜7的面型，使之达到要求的曲率。

如图5所示，本发明又一实施例所述的一种单元反射镜的调形装置，其与上述实施例的不同之处在于，本实施例无需使用定位片5，且所述支架1为田字形的支架1，检测曲率球头螺栓2设置在所述田字形的支架1的中心点13上，其余的四个检测平面度球头螺栓4分别设置在所述田字形的支架1外框架的顶点14处。具体实施时，四个检测平面度球头螺栓4还可以分别设置在所述田字形的支架1中十字架的四个顶点处。

相比现有技术，本发明实施例所述的单元反射镜的调形装置，通过在所述单元反射镜正面设置五个与所述调形组件的位置一一对应的可调螺栓的结构，使得所述单元反射镜不受气候条件的限制，无论在室内还是室外，无论是否有阳光，都可以进行操作。

采用本发明所述调形装置，能够极大提高所述单元反射镜的平面度，以及光斑的质量，实验证明，调整后的光斑与理想光斑的一致性超过90％以上，由于每块反射镜的平面度好，所以内应力小，单元反射镜的破损率也大大降低了，实验证明，破损率从原来的25％左右降低到5％以下。

另外，本发明所述装置的操作很简单，每块反射镜的调整用时只有3-5分钟，设备的投入非常低，只有130元左右，利于推广应用，而且由于设备很轻，可以四处随地搬运，方便了施工。

实施例2

本发明还提供了一种应用于所述单元反射镜的调形装置的调整方法，参见图1所示，按照如下步骤进行调整：

步骤1，安装及找平所述可调球头螺栓，

将所述四个检测平面度球头螺栓4安装在所述支架1上，并将安装好所述检测平面度球头螺栓4的支架1放置在所述单元反射镜7之外的理想平面上找平，具体是在在理想平面上，调节四个检测平面度球头螺栓4的相对位置，形成理想的平面；

当采用有中心套11的支架时，参见图2，还包括调平后，安装并拧紧定位片5的步骤；

当采用田字形的支架时，参见图5，则无安装定位片的步骤。

步骤2，定位所述单元反射镜7，

将所述单元反射镜7背面的所述调形组件安装到位，并将所述单元反射镜7固定在所述定日镜上。

步骤3，安装所述支架1至所述单元反射镜7，

将已找平的所述支架1放置在所述单元反射镜7的正面，并使所述四个检测平面度球头螺栓4的位置与所述边缘调形组件8的位置一一对应；

当采用有中心套11的支架时，所述步骤3具体是利用所述定位片5安放在固定好的单元反射镜上，使得检测平面度球头螺栓4与边缘调形组件8一一对应；

当采用田字形的支架，则直接安装田字形支架即可。

步骤4，所述单元反射镜7调平，

观察所述单元反射镜7周缘与任何一个所述检测平面度球头螺栓4是否存在间隙，

如果有间隙，则调整所述检测平面度球头螺栓4所对应的所述边缘调形组件8中的可调紧固件，使得单元反射镜7上下移动，至所述单元反射镜7与所述检测平面度球头螺栓4之间处于接触的临界状态(微微接触)；

如果无间隙，则查看下一个所述检测平面度球头螺栓4是否存在间隙；

重复上述调整步骤，直至所有的所述检测平面度球头螺栓4均与所述单元反射镜7处于接触的临界状态，即所述单元反射镜7达到平整状态。

步骤5，所述单元反射镜7曲率调整，

根据所述单元反射镜7的预定曲率，将所述单元反射镜7中央的检测曲率球头螺栓2调节到适合的长度，然后将检测曲率球头螺栓2放到固定板3的安装孔里并安装在所述支架1上；

调整所述单元反射镜7背面中央的所述中心调形组件6中的可调紧固件，使反射镜慢慢达到需要的曲率，使检测曲率球头螺栓2与所述单元反射镜7处于接触的临界状态(微微接触)，即达到预定曲率。

因此本发明所述调整方法具有直观，调节方便、调节速度快、调整效果好的优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单元反射镜的调形装置，包括设置在所述单元反射镜背面的调形部件，所述调形部件包括至少四个调形组件，其中至少有一个调形组件设置在所述单元反射镜中央的驳接爪中心套上，其余的调形组件设置在所述单元反射镜的周缘，并分别通过各自的驳接爪支撑臂连接在所述驳接爪中心套上，所述调形组件包括吸盘及可调紧固件，其特征在于，所述调形装置还包括设置在所述单元反射镜正面的至少四个可调螺栓，所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应，所述可调螺栓连接在支架上，并通过所述支架与所述单元反射镜相接触。

2.如权利要求1所述的调形装置，其特征在于，所述支架包括中心套，以及由中心套向外延伸的多个支撑臂，所述的可调螺栓分别设置在所述中心套及所述支撑臂上。

3.如权利要求2所述的调形装置，其特征在于，所述支架的支撑臂末端设有定位片，所述定位片一端连接在所述支架上，另一端搭接在所述单元反射镜上。

4.如权利要求1所述的调形装置，其特征在于，所述调形组件为五个，相应的所述可调螺栓为五个，所述支架为田字形支架，所述的可调螺栓中的一个设置在所述田字形支架的中心上，其余的四个可调螺栓分别设置在所述田字形支架的顶点处。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的调形装置，其特征在于，所述调形组件中的可调紧固件为螺栓和螺母。

6.如权利要求4所述的调形装置，其特征在于，所述驳接爪中心套为方形或圆形，相应的所述中心套为方形或圆形。

7.应用于权利要求1所述单元反射镜的调形装置的调整方法，其特征在于，按照如下步骤进行调整：

步骤1，安装及找平所述可调螺栓，

将所述可调螺栓安装在所述支架上，并将安装好所述可调螺栓的支架放置在所述单元反射镜之外的理想平面上找平；

步骤2，定位所述单元反射镜，

将所述单元反射镜背面的所述调形组件安装到位，并将所述单元反射镜固定在所述定日镜上；

步骤3，安装所述支架至所述单元反射镜，

将已找平的所述支架放置在所述单元反射镜的正面，并使所述可调螺栓的位置与所述调形组件的位置一一对应；

步骤4，所述单元反射镜调平，

观察所述单元反射镜周缘与任何一个所述可调螺栓是否存在间隙，

如果有间隙，则调整所述可调螺栓所对应的所述可调紧固件，至所述单元反射镜与所述可调螺栓之间处于接触的临界状态；

如果无间隙，则查看下一个所述可调螺栓是否存在间隙；

重复上述调整步骤，直至所有的所述可调螺栓均与所述单元反射镜处于接触的临界状态，即所述单元反射镜达到平整状态；

步骤5，所述单元反射镜曲率调整，

根据所述单元反射镜的预定曲率，将所述单元反射镜中央的所述可调螺栓调节到适合的长度，然后将可调螺栓安装到支架的中心位置；

调整所述单元反射镜背面中央的所述可调紧固件，使所述可调螺栓与所述单元反射镜处于接触的临界状态，即达到预定曲率。

8.如权利要求7所述的调整方法，其特征在于，所述支架包括中心套，以及由中心套向外延伸的多个支撑臂，所述可调螺栓分别设置在所述中心套及所述支撑臂上，所述支架的支撑臂末端还设有定位片，所述定位片一端连接在所述支架上，另一端搭接在所述单元反射镜上；

则所述步骤2之前，还包括一个将所述定位片安装在所述支架上的步骤；

所述步骤3具体是利用所述定位片，定位所述支架在所述单元反射镜中的位置。

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