CN103071634A - 一种定日镜无水清洁装置 - Google Patents

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张旭中
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Abstract

一种定日镜无水清洁装置,用于对定日镜进行清洁,其包括行走装置,并在行走装置上设置至少一定日镜无水清洁单元,定日镜无水清洁单元进一步包括:调节单元、若干刷盘、传动机构和支撑机构,其中,调节单元用于直接调节定日镜无水清洁单元与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离和/或分别调节每一刷盘和定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离;支撑机构与行走装置连接,用于给定日镜无水清洁单元提供支撑;传动机构安装在所述支撑机构上,用于给刷盘提供动力;刷盘固定在所述传动机构上或可拆卸地固定在所述传动机构上,用于根据传动机构提供的动力带动刷盘运动,通过刷盘的刷装置来刷洗所述定日镜。

Description

一种定日镜无水清洁装置
技术领域
[0001] 本发明涉及太阳能发电领域,尤其涉及塔式太阳能热发电领域,尤其涉及一种定日镜无水清洁装置。
背景技术
[0002] 太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用,尤其是光热发电技术是继光伏发电技术以后的新兴太阳能利用技术,光热发电技术主要包括:(1)塔式太阳能热发电技术;(2)槽式太阳能热发电技术;(3)碟式太阳能热发电技术;(4)线性菲涅尔式太阳能热发电技术。
[0003] 其中,塔式太阳能热发电是采用大量的定日镜将太阳光聚集到设置在吸热塔顶的吸热器上,加热工质,产生蒸汽,推动汽轮机带动发电机发电。
[0004] 定日镜实现的功能是将太阳光聚集到吸热器上,而定日镜镜面的清洁度将会影响镜面反射率,进而影响吸热器的入射能量,因此,定日镜镜面保持较高的清洁度,将提高光热转换效率,所以,要定期对定日镜进行清洁。
[0005] 定日镜镜面的有效清洁一直困扰着太阳能热发电领域,目前定日镜清洁方式主要包括人工清洁、定日镜自洁清洁、机械清洁三种方式。其中人工清洁主要是投入大量的人力对镜场中的定日镜进行清洁,这对于镜场中数以万计的定日镜来说,工作量大且清洁效率很低。定日镜自洁清洁,主要是定日镜采用自洁玻璃,这种定日镜镜面的灰尘附着力很小,当下雨时,雨水会自动带走镜面上的灰尘,达到清洁镜面的目的,但是大多数的镜场主要建立在干燥少雨的沙漠、高原地区,这种清洁方式几乎失去了作用。机械清洁方式是目前普遍采用的清洁方式,其主要通过机械装置对定日镜进行清洁,现有的机械清洁方式一般采用水清洁,包括使用水进行冲洗和刷洗两种方式,冲洗方式是通过高压水冲洗定日镜镜面附着力较小的污垢灰尘,刷洗是通过滚筒刷刷洗定日镜镜面,利用滚筒刷刷上的鬓毛与定日镜镜面的摩擦力除去附着力较大的污垢。其中,冲洗方式只能去除附着力较小的污垢灰尘,用冲洗方式不适合塔式太阳能电站,因其主要建立在沙漠、高原等干燥、灰尘多、水资源欠缺的地区,要求清洁频率高,这样不仅浪费宝贵的水资源,且很难提供稀缺的水资源。再者,高压冲洗需要很大的动力源,在这些地区一般很难提供大功率电源。
[0006] 目前,关于定日镜清洁的方式主要为刷洗,申请号201080016324. 4公开一种定日镜场清洁系统,该方法主要为定日镜清洁小车,清洁小车上安装喷洒器、刷子、涂刷器,喷洒器主要是浸润定日镜镜面,然后通过刷子将镜面灰尘污垢刷除,清洁介质可为水或清洁溶液。申请号201110457889. 2公开一种太阳能镜面清洁机器人系统,该系统采用在清洁机器人上安装毛刷和水箱,先对定日镜进行喷洒,然后由皮带带动毛刷在相邻两行定日镜镜行间对定日镜进行清洁。
[0007] 申请号 EP20100380035 公开一种 Solar field cleaning system and cleaningmethod used by said syste (太阳能领域的清洁系统和清洁方法),该方法采用喷头雨刷器,该清洁机器人放在呈水平的定日镜上,然后利用安装在清洁机器人上的喷头雨刷器对定日镜镜面进行清洁。
[0008] 综上所述的专利皆采用水介质来清洁定日镜的清洁方式,但是塔式太阳能热发电电站主要建立在沙漠、高原等干燥、灰尘多、水资源欠缺且很难提供大功率电源的地区,采用这些方式清洁有一定的困难,且清洁效果不佳。再者,高原地区的气温很多时候是在零度以下的,即在这种环境下,水已经结冰,根本无法使用水冲刷定日镜。
[0009] 综上所述,现有的定日镜清洁装置一般通过水这种介质来做清洁,但是不太适用很多水资源欠缺或气温在零度以下的这些环境下使用。
[0010]
发明内容
[0011] 本发明的目的在于提供一种定日镜无水清洁装置,以解决现有技术中水冲刷的定日镜清洁方式清洁效果不佳,且不能使用于沙漠、高原等干燥、水资源欠缺的地区和在寒冷天气,特别是气温在零度以下的环境。
[0012] 一种定日镜无水清洁装置,用于对定日镜进行清洁,其特征在于,其包括行走装置,并在行走装置上设置至少一定日镜无水清洁单元,所述定日镜无水清洁单元进一步包括:调节单元,若干刷盘、传动机构和支撑机构,其中,
所述调节单元,用于直接调节定日镜无水清洁单元与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离和/或分别调节每一刷盘和所述定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离;所述支撑机构与所述行走装置连接,用于给所述定日镜无水清洁单元提供支撑;所述传动机构,其安装在所述支撑机构上,用于给刷盘提供动力;
所述刷盘,其固定在所述传动机构上或可拆卸地固定在所述传动机构上,用于根据传动机构提供的动力带动刷盘运动,通过刷盘的刷装置来刷洗所述定日镜。
[0013] 所述调节单元进一步包括:
设置在行走机构与定日镜无水清洁单元之间的调节单元,其用于以定日镜无水清洁单元为单位的调整与定日镜镜面的最佳清洁角度和/或距离,其包括:
第一角度调节机构:用于调整定日镜无水清洁单元的整体倾斜角度,以达到其与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;和/或
第一水平调节机构:用于调整所述定日镜无水清洁单元与定日镜之间的水平距离,以实现定日镜无水清洁单元与预清洁定日镜的水平距离适配;和/或
第一高度调节机构,用于实现定日镜无水清洁单元的上下移动,以使得整块定日镜达到更佳的清洁效果。
[0014] 还有,所述调节单元进一步包括:
设置在定日镜无水清洁单元上,以刷盘为单元调整对应刷盘与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离,其包括:
第二角度调节机构:用于调整刷盘的倾斜角度,以达到其与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;和/或
第二水平调节机构:用于调整所述刷盘与定日镜之间的水平距离,以实现刷盘与预清洁定日镜的水平距离适配;和/或
第二高度调节机构,用于实现刷盘的上下移动,以使得定日镜达到更佳的清洁效果。[0015] 较佳地,调节单元为设置在刷盘的刷盘柄上的弹性件,通过弹性件将定日镜无水清洁单元与预清洁的定日镜的角度和/或距离适配。
[0016] 较佳地,所述刷盘进一步包括横销和挡块,所述横销设置在刷盘柄末端,所述挡块设置在转轴一端,用于实现刷盘柄的轴向运动和随转轴旋转运动。
[0017] 较佳地,所述刷盘的刷装置的外部形状与定日镜镜面形状适配,其包括定日镜镜面为平的,其刷装置的外部形状为平的,或定日镜镜面为曲面,则其刷装置的外部形状也为曲面的。
[0018] 较佳地,所述传动机构包括动力源、动力传输件及转轴,动力源通过动力传输件将动力传输至转轴,所述转轴与刷盘连接,由转轴带动刷盘旋转。
[0019] 本装置还包括距离传感器,其中,
所述距离传感器,设置在支撑机构和/或传动机构上,用于测量刷盘与定日镜镜面与定日镜镜面之间的清洁距离;和/或
所述距离传感器,设置在行走装置和/或支撑机构上,用来测量所述行走装置与定日镜之间的距离。
[0020] 较佳地,在同一日镜无水清洁单元中该些刷盘的排列方式是呈三角形、直线或多边形分布。所述定日镜无水清洁单元呈一定角度的设置在行走装置的两侧。
[0021] 本发明的有益效果是:
(I)本发明采用无水清洁装置,节约水资源,避免了水作为清洁介质,适合在沙漠、高原等干燥、灰尘多、水资源欠缺的地区,还可用于温度在零度以下寒冷天气的环境。
[0022] (2)本发明使用机械清洁方式,一方面,结构简单,制造成本低;另一方面,具有一定的自动化,清洁效率更高,清洁效果更佳。
[0023] (3)本发明无需采用大功率动力源,耗能低,特别适合在地缘辽阔沙漠、高原地区长时间作业,运行成本低。
附图说明
[0024] 图1是一种定日镜无水清洁单元两两相背安装在行走装置上的结构示意图;
图2是一种定日镜镜面清洁单元透视图;
图3是一种通过弹性件调节刷盘与定日镜距离的结构示意图;
图4是一种定日镜无水清洁单元的传动机构剖视图。
具体实施方式
[0025] 以下结合附图,具体说明本发明。
[0026] 本申请人经研究发现,塔式太阳能电站通常是建立在太阳能非常丰富的产地,而这种产地,一般都是很少下雨的且气候干燥。最影响定日镜聚焦的是在定日镜镜面聚集的附着力极强的污垢。如果通过刷装置的反复刷理,很容易将污垢刷下来,而不需要用水冲洗,也能一定程度清洁定日镜镜面。
[0027] 为此,本发明提供了一种定日镜无水清洁装置,用于对定日镜实现清洁。
[0028] 请参阅图1,其为装置的一种实例结构示例图。它包括行走装置1,并在行走装置I上设置至少一定日镜无水清洁单元。在本实例中,定日镜无水清洁单元为两个,分别设置在行走装置I上的两侧,并且,其呈一定角度的设置在行走装置I的两侧,其角度与预清洁的定日镜的倾斜角度适配。当行走装置I在过道上行走时,可以一并清洁过道两边的定日镜。
[0029] 并且,在本实例中,定日镜无水清洁单元中的所述刷盘5的刷装置的外部形状与定日镜镜面形状适配,定日镜镜面为平的,其刷装置的外部形状为平的;定日镜镜面为曲面,则其刷装置的外部形状也为曲面的。
[0030] 该装置的调节单元可以通过第一角度调节机构21和/或第一水平调节机构22和/或第一高度调节机构23,用来调整定日镜无水清洁单元的角度和/或距离,达到定日镜的最佳清洁角度和/或距离,其中
第一角度调节机构21,用于实现定日镜无水清洁单元的倾斜角度与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;
第一水平调节机构22,用于实现定日镜无水清洁单元与预清洁的定日镜的距离适配;第一高度调节机构23,用于实现定日镜无水清洁单元的上下移动,使得整块定日镜达到最佳的清洁效果。
[0031] 以上的调节单元是以定日镜无水清洁单元为单位来进行调整,主要是调节整块定日镜无水清洁单元与定日镜之间的距离或角度。当定日镜镜面是平面时,通过以上的调节单元很容易能达到精确定位清洁位置的功效。但是如果定日镜镜面是曲面,调节单元一般还要包括:
设置在定日镜无水清洁单元上,以刷盘为单元调整对应刷盘与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离,其包括:
第二角度调节机构:用于调整刷盘的倾斜角度,以达到其与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;和/或
第二水平调节机构:用于调整所述刷盘与定日镜之间的水平距离,以实现刷盘与预清洁定日镜的水平距离适配;和/或
第二高度调节机构,用于实现刷盘的上下移动,以使得定日镜达到更佳的清洁效果。
[0032] 当然,用第一组调节单元实现的成本比较低,也可以同时有第一组调节单元和第二组调节单元,当然也可以仅设置一组调节单元。
[0033] 第二角度调节机构、第二高度调节机构可以设置在支撑机构上,第二水平调节机构可以后面谈到的气动弹簧。
[0034] 所述支撑机构3与所述行走装置I连接,用于给所述定日镜无水清洁单元提供支撑;
所述传动机构4,其安装在所述支撑机构3上,用于给刷盘5提供动力;
所述刷盘5,其固定在所述传动机构4上或可拆卸地固定在所述传动机构4上,用于根据传动机构4提供的动力带动刷盘5运动,通过刷盘5的刷装置51来刷洗定日镜。
[0035]
应用例
请参考图1,图2,图3,图4,一种定日镜无水清洁单元,包括刷盘5,传动机构4,支撑机构3。其中,刷盘5固定在传动机构4上,包括刷装置51和刷盘柄52。刷装置51 —般呈圆形或椭圆形,比如由刷笔等组成。[0036] 传动机构4安装在支撑机构3上,包括动力源41、动力传输件42、转轴43组成,动力源41通过动力传输件42将动力传输至转轴43,转轴43与刷盘柄52相连,由转轴43带动刷盘5旋转。
[0037] 支撑机构3包括主梁31和连接梁32。当然,也不仅可以是框架结构,也可以为板式结构或箱式结构。
[0038] 定日镜无水清洁装置可安装在一行走装置I上,行走装置I可以是手推车、电动车或者机动车其中的一种。还可在行走装置I安装距离传感器7,用来测量行走装置I与定日镜之间的距离,其可为超声波传感器、光电传感器的一种。
[0039] 请参考图2,图4,本实施例设置的传动机构4,采用同步带传动方式,动力源41为电机,电机41通过电机安装板411固定在支撑机构3上,动力传输件42包括大同步带轮421、小同步带轮(图中未画出)、减速同步带423和传递同步带424,转轴43两边分别设置带轴承座的轴承44,动力传输件42和转轴43通过轴承安装板45固定在支撑机构3上。刷盘5的刷盘柄52与传动机构4的转轴43连接,传动机构4作旋转运动,带动刷盘5自转。
[0040] 请参考图1,图2,该实施例中设计成3个传动机构4,呈三角形排列分布,分别为第一传动机构401、第二传动机构402和第三传动机构403,相对应地,有三个刷盘5。电机41的输出轴上安装小同步带轮(图中未画出),通过减速同步带423与第一传动机构401连接,具体实施时,电机也可以与第二传动机构402或第三传动机构403连接,本发明不对此做出限定。第一传动机构401、第二传动机构402和第三传动机构403通过两条传递同步带424连接,实现同步旋转。这样,第一传动机构401和第二传动机构402分别设置两个大同步带轮421,第三传动机构403则只要设置一个大同步带轮421。
[0041] 由于实现传动的机构结构非常多,以上仅是举例说明之用,并非用于局限本发明。
[0042] 请参见图3,通过弹性件调节刷盘与定日镜距离的结构示意图,其主体为一种弹性件6,安装在刷盘柄52上,可为压簧、气动弹簧等一种压缩性零件,用以调节刷盘5与定日镜镜面的清洁距离。当行走装置I过于靠近镜面时,刷盘5与定日镜镜面的距离小于清洁距离时,刷盘柄52向后轴向运动,刷盘5自动向后缩,拉大与镜面的距离,保证清洁装置不会碰坏镜面。这个弹性件还包括刷盘柄52的末端设置一横销61,并在传动机构4的转轴43一端设置两个挡块62,清洁时,刷盘5受到弹性件6的压力向前压紧,同时横销61卡在两个挡块62中间滑动,使得刷盘柄52随转轴43旋转,带动刷装置51在镜面上旋转清洁。当刷盘5的刷装置51压紧镜面太近时,弹性件6受到压缩,使得刷盘柄52向后轴向运动,横销61在挡块62内向后滑动,刷盘5与镜面的清洁距离得以调节到最佳位置,若刷盘5的刷装置51继续压紧镜面时,横销51会自动脱离挡块62,刷盘5与镜面的距离拉大,同时刷盘5停止旋转,保护镜面不受损坏。
[0043] 为了提高镜场定日镜的清洁效率,经常的,采用两排定日镜镜行同时清洁,请参见图1,一种定日镜无水清洁单元两两相背安装在行走装置I上,这种安装方式可用来同时清洁两排相邻的定日镜。清洁时,首先,相邻两排定日镜运行到清洁角度,在本实施例中,清洁角度为80°,即定日镜镜面与水平面的夹角为80°,清洁角度仅为举例,具体实施时,可以为其他角度,本发明不对此做出限定。其次,行走装置I在两定日镜镜行中间以一定的速度行驶,同时运转刷盘5,控制好刷盘5与镜面的清洁距离,实现定日镜镜行的清洁。再者,安装在支撑机构上的距离传感器7实时探测到刷盘5与镜面的距离,当清洁距离过近或过远时,运行安装在支撑机构3上的角度调节机构21和/或水平调节机构22和/或高度调节机构23,调节刷盘5与定日镜镜面的清洁距离调节到最合适的距离,达到最佳清洁效果,本实施例中角度调节机构21采用齿轮机构,水平调节机构22采用丝杆机构,高度调节机构23采用丝杆机构。进而,当行走装置I移动到同排的两面定日镜之间的空隙时,距离传感器7无法探测到镜面,则调整支撑机构3由行走装置I两侧向里缩进,待行走装置I行驶到下一面定日镜,距离传感器7重新探测到清洁距离,支撑机构3再继续进行相应的角度和/或距离适配,一方面保证清洁距离调整在最佳距离位置,实现最佳清洁效果;另一方面,保证行走装置I在进入下一面定日镜时清洁装置不会碰到镜面,起到保护定日镜的作用。
[0044] 本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种定日镜无水清洁装置,用于对定日镜进行清洁,其特征在于,其包括行走装置,并在行走装置上设置至少一定日镜无水清洁单元,所述定日镜无水清洁单元进一步包括:调节单元、若干刷盘、传动机构和支撑机构,其中, 所述支撑机构与所述行走装置连接,用于给所述定日镜无水清洁单元提供支撑; 所述传动机构,其安装在所述支撑机构上,用于给刷盘提供动力; 所述刷盘,其固定在所述传动机构上或可拆卸地固定在所述传动机构上,用于根据传动机构提供的动力带动刷盘运动,通过刷盘的刷装置来刷洗所述定日镜镜面; 所述调节单元,用于直接调节定日镜无水清洁单元与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离和/或分别调节每一刷盘和所述定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离。
2.如权利要求1所述的定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述调节单元进一步包括: 设置在行走机构与定日镜无水清洁单元之间的调节单元,其用于以定日镜无水清洁单元为单位的调整与定日镜镜面的最佳清洁角度和/或距离,其包括: 第一角度调节机构:用于调整定日镜无水清洁单元的整体倾斜角度,以达到其与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;和/或 第一水平调节机构:用于调整所述定日镜无水清洁单元与定日镜之间的水平距离,以实现定日镜无水清洁单元与预清洁定日镜的水平距离适配;和/或 第一高度调节机构,用于实现定日镜无水清洁单元的上下移动,以使得整块定日镜达到更佳的清洁效果。
3.如权利要求1或者所述的定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述调节单元进一步包括: 设置在定日镜无水清洁单元上,以刷盘为单元调整对应刷盘与定日镜镜面之间的最佳清洁角度和/或距离,其包括: 第二角度调节机构:用于调整刷盘的倾斜角度,以达到其与预清洁的定日镜的倾斜角度适配;和/或 第二水平调节机构:用于调整所述刷盘与定日镜之间的水平距离,以实现刷盘与预清洁定日镜的水平距离适配;和/或 第二高度调节机构,用于实现刷盘的上下移动,以使得定日镜达到更佳的清洁效果。
4.如权利要求3所述的定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述调节单元为设置在刷盘的刷盘柄上的弹性件,通过弹性件将定日镜无水清洁单元与预清洁的定日镜的角度和/或距离适配。
5.如权利要求4所述的一种定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述刷盘进一步包括横销和挡块,所述横销设置在刷盘柄末端,所述挡块设置在转轴一端,用于实现刷盘柄的轴向运动和随转轴旋转运动。
6.如权利要求1所述的定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述刷盘的刷装置的外部形状与定日镜镜面形状适配,其包括定日镜镜面为平的,其刷装置的外部形状为平的,或定日镜镜面为曲面,则其刷装置的外部形状也为曲面的。
7.如权利要求1所述的定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述传动机构包括动力源、动力传输件及转轴,动力源通过动力传输件将动力传输至转轴,所述转轴与刷盘连接,由转轴带动刷盘旋转。
8.如权利要求1所所述的一种定日镜无水清洁装置,其特征在于,还包括距离传感器,其中, 所述距离传感器,设置在支撑机构和/或传动机构上,用于测量刷盘与定日镜镜面与定日镜镜面之间的清洁距离;和/或 所述距离传感器,设置在行走装置和/或支撑机构上,用来测量所述行走装置与定日镜之间的距离。
9.如权利要求1所述的一种定日镜无水清洁装置,其特征在于,在同一日镜无水清洁单元中该些刷盘的排列方式是呈三角形、直线或多边形分布。
10.如权利要求1所述的一种定日镜无水清洁装置,其特征在于,所述定日镜无水清洁单元呈一定角度的设置在行 走装置的两侧。
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