CN101881523B - 一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，属高温太阳能技术领域。本发明它视需求由多条相同组件构成的支撑架构组成；一条支撑架构包括一个法兰盘底座(13)，一根支撑管(9)，一个平面四通连接器(11)、一个平面四通隔离衬管(10)及一个反射镜面联动轴轴承座(8)，垂直互连管(7)、水平互连管(4)和(5)，反射镜面联动轴(3)，旋转动平衡配重调整管(6)，反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)，直流减速电机(15)和橡皮轮(16)，校平固定螺栓(12)。本发明由塑料材质现成的型材管组成所需大小的反射镜阵列。本发明具有结构简单，造价低廉，调整方便，寿命长、抗风性能好的优点，适合大规模中高温太阳能聚热应用。

Description

一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架
技术领域：
本发明涉及一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，属中高温太阳能技术领域。
背景技术：
目前，高温太阳能聚光装置通常是采用点聚光和线聚光两种方式，无论哪种方式，要通过聚集太阳光产生高温，就需要制造庞大的阳光反射镜阵列。而庞大的阳光反射镜阵列结构复杂、要求精度高，制造成本高昂，长期以来一直难以进入实际应用阶段。
太阳光反射镜阵列制造成本高昂的主要原因是：集热量大需要采集太阳光所需占地面积大，而效率高要求跟踪太阳的精度也高，从而导致其制造加工场面大、加工精度要求高、加工难度大。再加之要求阳光反射镜阵列长期放置于野外，因而又导致其强度要求高、抗风要求高，种种苛刻要求导致太阳光反射镜阵列成为既是一个集现代材料、工程力学、结构设计等技术于一体的特种产品，又是一个耗资、费力、费材料的庞然大物。要降低其制造成本和制造难度决非易事。国内外有过一些高温太阳能集热试验示范装置，但成本之高使其长期停留在试验阶段，难以进行实际大规模的推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架。
本发明的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架由多条相同组件构成的支撑架构组成；一条支撑架构包括一个法兰盘底座(13)，与法兰盘底座(13)连接的一根支撑管(9)，分别与支撑管(9)连接的一个平面四通连接器(11)、一个平面四通隔离衬管(10)及一个反射镜面联动轴轴承座(8)，支撑管(9)间连接的垂直互连管(7)、水平互连管(4)和(5)，与反射镜面联动轴轴承座(8)连接的反射镜面联动轴(3)，置于反射镜面联动轴(3)上、与旋转动平衡配重调整管(6)两端连接的反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)，置于反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)下方、且与水平互连管(4)连接的直流减速电机(15)和橡皮轮(16)，调节支撑架构与地面的水平度和高低、并使支撑架构固定于不同地平地面上的校平固定螺栓(12)。
所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，反射镜面联动轴轴承座(8)、反射镜面联动轴(3)、反射镜面托盘(1)、旋转动平衡配重调整管(6)、及反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)构成了一个长度能变的反射镜架(2)；多个反射镜架(2)之间留有能保证反射镜架(2)的转动角度大于160度的间隙。能够跟踪从清晨到傍晚的反射阳光跟踪，同时具有良好的防风特性，消除外部风力对反射光跟踪精度的影响。
所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)上沿按菲尼尔线聚光原理制成一定弧度的分段平面，各分段平面上安装有能将太阳光聚合反射到指定的线形聚热器上的平面反射镜条。
所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，连接反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)的旋转动平衡配重调整管(6)的管内封装有能使反射镜架(2)旋转动平衡且驱动力降低的配重材料。
本发明采用日常生产和生活中广泛使用的管型材作为基本构件和材料按常规方法构造。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
1、采用日常生产和生活中广泛使用的管型材作为基本构件和材料来构造高温太阳能平铺式反射镜阵列架，选材方便，使用寿命长，安装简便快捷，加工难度低，并能够大大降低制造成本；
2、采用法兰盘和校平固定螺栓作为高温太阳能平铺式反射镜阵列架，能够方便地进行水平和垂直方向的校正，适应于不同平整度的地面情况；
3、采用直管、三通、四通等管型材基本构件，能够快速地进行并接和串接，构建出所需面积大小的太阳光反射镜阵列，并能够方便地进行反射面积的扩展或缩减；
4、按本发明构造的太阳光反射镜架转动灵活，所需转动驱动力小，故能够有效减少跟踪驱动能耗，同时具有较高的跟踪精度和较大的跟踪转动角度，并具有较强的抗风能力。
5、本发明中，由于反射镜面托盘处在整个结构的最高处，其它构件都处于反射镜面的保护之下，能够最大限度地减少日晒雨淋，有效延长支撑结构组件的使用寿命。
6、本阵列构架若将反射镜面托架改为平面托架，把反射镜改为硅太阳能光伏电池板，能组装成任何大面积的硅太阳能光伏电池板自动跟踪阵列，从而大幅提高其发电效率。因本自动跟踪阵列构架的成本要比现行固定式的硅太阳能板的构架成本低，本阵列构架将为自动跟踪硅太阳能板开辟了一个相当好的运用前景。具有很高的经济价值。
附图说明：
图1是本发明装置的单条支撑架构结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。本发明的零件均为市场购买。
图1为本发明单条支撑架构结构示意图，采用PVC塑料材质管型材构造。
单条支撑架构组装过程是：首先将底座校平固定螺栓12装入PVC法兰盘底座13的镙孔内，将PVC支撑管9插入法兰盘底座13的安装口内，在已装好法兰盘底座13的支撑管9上装入平面四通连接器11，然后在其上装入PVC管型材平面四通隔离衬管10，再装入一个平面四通连接器11，然后将压入轴承的用PVC型材平面三通连接器制作的太阳反射镜联动轴轴承座8装在最上方，这样，就构造成一根反射镜支撑立柱。根据所要制作的高温太阳能的反射镜面面积计算出阵列的大小，确定得到所需的反射镜支撑立柱总数量，所需数量的立柱均按上述方法组装而成。将预装好的立柱放置在安装高温太阳能平铺式反射镜阵列构架的平地上，然后采用水平互连管4、5和垂直互联管7将所有立柱串接起来，并进行锁紧。之后，在每一行立柱顶端的太阳反射镜联动轴轴承座8中，插入与轴承内径相适应的一根PVC直管，构成反射镜面联动轴3；然后，将加入配重材料沙的旋转动平衡配重调整管6的两端分别插入反射镜面托盘1和反射镜面旋转驱动半圆托盘14的连接孔中；再在反射镜面旋转驱动半圆托盘14的半圆下沿和水平互连管4上安装橡皮轮16和直流减速电机15，得到单条支撑架构。
镜面联动轴轴承座8、反射镜面联动轴3、反射镜面托盘1、旋转动平衡配重调整管6、及反射镜面旋转驱动半圆托盘14构成了一个长度能变的反射镜架2。
通过校平固定螺栓12调节支撑架构与地面的水平度和高低、并使支撑架构固定于不同地平的地面上。
根据用户的需求，本发明的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，能由多条上述相同组件构成的支撑架构组成；多个反射镜架之间留有能保证反射镜架2的转动角度大于160度的间隙。能够跟踪从清晨到傍晚的反射阳光跟踪，同时具有良好的防风特性，消除外部风力对反射光跟踪精度的影响。
本发明采用日常生产和生活中广泛使用的管型材作为基本构件和材料按常规方法构造。其中，反射镜面托盘1和反射镜面旋转驱动半圆托盘14通过塑模注塑，能够保持其精度和一致性。反射镜面托盘1和反射镜面旋转驱动半圆托盘14上沿按菲尼尔线聚光原理制成一定弧度的分段平面，各分段平面上安装有能将太阳光聚合反射到指定的线形聚热器上的平面反射镜条。
实验证明：一架调整好动平衡的10千瓦量级的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，其跟踪耗消耗电仅为40毫安，极为省电。橡皮轮16与反射镜面旋转驱动半圆托盘14之间靠摩擦力驱动，如遇强外力阻挡，橡皮轮16与反射镜面旋转驱动半圆托盘14之间会导致打滑，能够有效实现对减速直流电机15的保护；采用PVC管型材构造的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架平铺在地面上，对风阻力小，抗风能力强。

Claims (4)

1.一种高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，其特征在于它由多条构成组件相同的支撑架构组成；单条支撑架构包括数个法兰盘底座(13)，与法兰盘底座(13)连接的数根支撑管(9)，分别与支撑管(9)连接的数个平面四通连接器(11)、数个平面四通隔离衬管(10)及数个反射镜面联动轴轴承座(8)，支撑管(9)间连接的垂直互连管(7)、水平互连管(4，5)，与数个反射镜面联动轴轴承座(8)连接的反射镜面联动轴(3)，置于反射镜面联动轴(3)上、并分别与旋转动平衡配重调整管(6)两端连接的反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)，置于反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)下方、且与水平互连管(4)连接的直流减速电机(15)和橡皮轮(16)，其中，每个法兰盘底座(13)连接一根支撑管(9)，一根支撑管(9)连接两个平面四通连接器(11)、一个平面四通隔离衬管(10)及一个反射镜面联动轴轴承座(8)，调节支撑架构与地面的水平度和高低、并使支撑架构固定于不同地平地面上的校平固定螺栓(12)。
2.权利要求1所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，其特征在于反射镜面联动轴轴承座(8)、反射镜面联动轴(3)、反射镜面托盘(1)、旋转动平衡配重调整管(6)、及反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)构成了一个长度能变的反射镜架(2)；多个反射镜架(2)之间留有能保证反射镜架(2)的转动角度大于160度的间隙。
3.权利要求1所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，其特征在于反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)上沿按菲尼尔线聚光原理制成一定弧度的分段平面，各分段平面上安装有能将太阳光聚合反射到指定的线形聚热器上的平面反射镜条。
4.权利要求2所述的高温太阳能平铺式反射镜阵列构架，其特征在于连接反射镜面托盘(1)和反射镜面旋转驱动半圆托盘(14)的旋转动平衡配重调整管(6)的管内封装有能使反射镜架(2)旋转动平衡且驱动力降低的配重材料。
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