CN103576281A - 一种高精度曲面反射镜的固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曲面反射镜的固定装置，该装置至少包括镜座和支托两部分，其特征在于，所述镜座固定在曲面反射镜的背面或侧边，沿曲面反射镜的弯曲方向连续或间隔布置；所述支托与所述镜座可配合连接，通过支托的形状和固定力保持曲面反射镜的准确面型曲率。该固定装置能为多种面型曲面反射镜提供高精度的支撑，支托固定的结构具有设计简单，制造加工成本低，安装和更换简易等特点。

Description

一种高精度曲面反射镜的固定装置

技术领域

 本发明涉及玻璃制品及加工领域，尤其涉及一种应用于太阳能领域的曲面反射镜固定装置。

背景技术

目前，在许多工业装置中，尤其是在太阳能聚光系统中，经常会用到各种不同形状的聚光反射镜。聚光反射镜主要有槽式抛物面反射镜、旋转抛物面反射镜、曲面球面反射镜等；及塔式发电镜场中微曲率定日镜聚光反射镜或零曲率反射镜（平面反射镜）。

曲面反射镜包括热弯镜、热弯钢化镜及冷弯镜等种类，最近研究者们对机械冷变形制造的曲面反射镜投入了更多的精力；申请号为201020680479.5，实用新型名称为一种曲面反射镜及其制造方法的中国专利申请，提出了使用玻璃结构利用冷压完成的曲面反射镜的结构及加工方法，该曲面反射镜包括三层结构，分别为平面玻璃结构、中间粘结层和平面玻璃反射镜，三者在弯曲成型后通过中间粘结层的固化形成曲面反射镜整体，该结构制造和成本低廉、精度高，抗外界环境能力强。反射镜为了达到跟踪聚光的功能，需要将这些聚光反射镜固定支撑在跟踪器支架上。公开技术中的反射镜通常是采用以下几种方法固定：一、例如FLABEG公司提出的，采用陶瓷块作为支托，在曲面反射镜上选取若干支撑点，将陶瓷块与曲面玻璃进行粘接，通过陶瓷块上的预埋螺母与支架连接；二、采用物理开孔固定方法，在玻璃曲面反射镜上选取若干支撑点开孔，通过穿过玻璃曲面反射镜两面的机械固定点与支架进行连接。这两种镜面固定点与其支撑托架间的安装固定及调整方式基本都采用螺纹固定及调节。此类方法安装并不方便，螺杆螺母之间随着时间推移会发生固定锁死现象，对调整、更换带来困难。并且扭转螺杆或螺母力矩过大时还会损害粘接固定基础，造成镜片报废。太阳能应用区域往往存在大风天气，该类反射镜固定方式，将支架对镜片的形状和固定力集中在有限的几个点上，会造成固定点附近应力高度集中，存在破碎风险；另外此类固定方式不但无法利用支架体系对镜片曲面反射镜度进行保证，还存在镜片受外力作用（如风吹作用）时曲面形状改变的弱点，影响聚光精度及效率。另外实际应用中，还有一种固定方式是使用边缘压条将曲面反射镜压紧固定于所需曲率的支撑托架上，起到固定和曲率保持的效果，但这时的镜面边缘压条覆盖在镜面上方，遮挡部分阳光影响镜面使用率，同时由于压条在镜面凸起，会积存灰尘并影响清扫方便性，并且此方法固定安装很不方便。

发明内容

 本发明目的在于，克服以上曲面反射镜安装固定方式存在问题，提供了一种安全、经济，高精度的曲面反射镜固定装置及使用方法。

   本发明提供的一种曲面反射镜的固定装置，该装置至少包括镜座和支托两部分，其特征在于，所述镜座固定在曲面反射镜的背面或侧边，沿曲面反射镜的弯曲方向连续或间隔布置；所述支托与所述镜座可配合连接，通过支托的轮廓形状和固定力保持曲面反射镜的准确面型曲率； 

进一步地，所述支托通过镜座与曲面反射镜配合的轮廓形状为能够形成理想曲面反射镜所需的接触界面配合轮廓曲线形状；

  优选地，所述镜座沿曲面反射镜弯曲方向连续或间隔布置在60%以上的弯曲长度方向上。

   进一步地，所述镜座为金属滑轨，以便在滑轨内部固定支托。

   优选地，所述金属滑轨粘接到曲面反射镜后部且在支托支撑后成为弧形金属滑轨。

   进一步地，所述镜座在曲面方向上具有粘结通孔；曲面反射镜、镜座及压紧件顺次从上往下布置，且利用粘结剂穿过粘结通孔使压紧件与反射镜相互粘结形成完成整体，以增强镜座粘接固定力。

 进一步地，所述镜座为两片平行布置且具有间隙的平面玻璃结构或者曲面玻璃结构。

进一步地，所述曲面玻璃结构通过机械冷弯或者热弯加工获得。

   进一步地，所述镜座和/或压紧件的材质为玻璃材质、1Cr17、1Cr13材料，通过粘结剂固定于曲面反射镜的背部。

   进一步地，所述曲面反射镜为一维柱面镜、一维抛物槽镜、二维球面镜、二维抛物镜或零曲率平面镜。

    进一步地，所述粘结剂为PVB，EVA，双组分胶，环氧树脂，高强环氧胶。

优选地，所述支托通过镜座与曲面反射镜相配合的轮廓线为弧形，优选为圆弧形（包括零曲率圆弧形），支托曲面与曲面反射镜的曲面相近；支托可通过嵌入或者滑动进入镜座的滑轨内部，通过支托轮廓曲线形状和固定力，经过镜座作用于曲面镜上，以更精确地保持曲面反射镜的曲率，最大程度地接近理想曲面。

进一步地，所述支托为金属材质，具体为金属材质的片材结构。

进一步地，所述支托与镜座配合固定的一端横截面呈“T”字型。

进一步地，所述支托与曲面反射镜相互接触部位为锯齿形结构，所述锯齿形结构为片材结构的末端经机械裁剪、冲压而成。

进一步地，所述支托与镜座相互接触位置的外部包覆缓冲层，例如为PVC缓冲层，以减少支托与曲面反射镜和压紧件之间的冲击。

进一步地，所述支托受镜座所固定的横截面呈上开口“C”字型，与第二实施例的镜座相互连接。

进一步地，所述外部连接件一端通过螺钉螺母、焊接等方式连接于支托一端，另一端固定于固定结构上。

附图说明

图1a是本发明的曲面反射镜的固定装置第一实施例的结构示意图；

图1b是图1a局部放大结构示意图；

图2是本发明的曲面反射镜的固定装置第二实施例的结构示意图；

图3a是本发明的曲面反射镜的固定装置的连接件实施例结构示意图；

图3b是图3a俯视结构示意图；

图4a是本发明的曲面反射镜的固定装置第三实施例的结构示意图；

图4b是图4a局部放大结构示意图；

图5a是带通孔的镜座实施例结构示意图；

图5b是图5a的截面结构示意图；

图6为本发明的曲面反射镜的固定装置的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式  

下面参照附图对本发明的具体实施方案进行详细的说明。

图1a是本发明的曲面反射镜的固定装置第一实施例的结构示意图；如图1a所示，该装置至少包括镜座11和支托13两部分，镜座11固定在曲面反射镜14的背面或侧边，沿曲面反射镜14的弯曲方向连续或间隔布置，例如镜座11为沿弯曲方向连续的整体（连续镜座也可以小于曲面反射镜的总弯曲长度），或者为两个沿弯曲方向分别固定于曲面反射镜14背部且中间位置间隔布置的两段小镜座11组成。优选地，曲面反射镜14的边端固定的重要性要大于中间位置固定，能更好地保证曲面反射镜14的曲率稳定，所以当只在部分长度上布置镜座11时，优选在曲面反射镜14面型曲线两端布置；优化地，镜座11沿曲面反射镜14弯曲方向连续或间隔布置在60%以上的弯曲长度方向上；所述支托13与镜座11可配合连接；通过支托13的轮廓曲线形状和固定力保持曲面反射镜的准确面型曲率。该固定装置还包括外部连接件（图1a中没有示出），支托13一端通过镜座11连接于曲面反射镜14，另一端连接于外部连接件，将曲面反射镜14与固定装置形成结构整体。该固定装置可以应用于多种曲面反射镜，曲面反射镜可以为一维柱面镜、一维抛物槽镜、二维球面镜、二维抛物镜或零曲率平面镜。

   图1b是图1a局部放大结构示意图；如图1b所示镜座11为玻璃材质，具有与曲面反射镜14相同或一致的膨胀率，通过粘结剂12固定于曲面反射镜14的背部。该粘结剂12可以为PVB，EVA，双组分胶，环氧树脂，高强环氧胶。镜座11沿曲面反射镜弯曲方向连续或间隔布置在60%以上的弯曲长度方向上。镜座11为两片平行布置且具有间隙的平面玻璃结构或者曲面玻璃结构，其中平面玻璃结构可以用于零曲率平面镜、一维柱面镜或一维抛物槽镜的直边端固定；曲面玻璃结构可以用于一维柱面镜、一维抛物槽镜、二维球面镜或者二维抛物镜的曲边端固定。实际操作过程中，曲面玻璃结构可以通过机械冷弯或者热弯加工获得。

支托13整体为金属材质的片材结构，其中受镜座11所固定的一端的横截面呈“T”字型支托，整个“T”字型支托通过镜座11与曲面反射镜14的接触面为平面或曲面；“T”字型支托的贯穿于两片平行布置的平面玻璃结构或者曲面玻璃结构压紧件的间隙之间，受镜座11所固定。优选地，在“T”字型支托外部包覆缓冲层15，例如PVC缓冲层，减少“T”字型支托与曲面反射镜14和镜座11之间的冲击。支托13另一端通过螺钉螺母、焊接等方式固定于外部连接件上。

图2是本发明的曲面反射镜的固定装置第二实施例的结构示意图；如图2所示，两个相邻曲面反射镜24和曲面反射镜27的固定装置，包括镜托21、受镜托21所固定的支托23，镜托21布置于曲面反射镜24的背部；该固定装置还包括外部连接件26，其中支托23一端通过镜托21连接于曲面反射镜24，另一端连接于外部连接件26，将曲面反射镜24、曲面反射镜27与固定装置形成结构整体。两个平行布置的曲面反射镜24、曲面反射镜27通过同一个外部连接件26相互固定，该外部连接件26为支撑翅片，固定连接于旋转轴之上，能携带曲面反射镜实现从动于旋转轴旋转，完成太阳光线的追踪。

图3a是本发明的曲面反射镜的固定装置的连接件实施例结构示意图；如图3所示，支托33为“T”字型支托，且与曲面反射镜相互接触固定的部位为锯齿形结构；支托与镜座安装接触的轮廓线可以采用模具冲压、数控切割等高精度加工手段，实现大量生产，且可以经济地获得高精度曲线，远比对玻璃进行模具热弯的精度和经济性要好得多，可以大大提升曲面镜精度、降低固定曲面反射镜的部件的制造成本；该支托的轮廓线定义为安装固定装置与曲面反射镜相接触形成的相交线；即当固定装置垂直曲面反射镜轴向背面布置时，该轮廓线为曲面反射镜截面曲线；当固定装置非垂直曲面反射镜轴向背面布置时，该轮廓线与曲面反射镜截面曲线不一致，而与曲面反射镜直接安装形成的相交线相一致；支托33加工成图3b所示形状，然后通过将终端间隔布置的阴影部分显示的锯齿38向同一个垂直方向弯曲加工，而间隔布置的无阴影部分显示的锯齿39向相反的同一个垂直方向弯曲加工，如此将片材结构形成与曲面反射镜接触面为双侧锯齿形结构。图3b是图3a俯视结构示意图。

图4a是本发明的曲面反射镜的固定装置第三实施例的结构示意图；如图4a所示，该装置至少包括镜座41和支托43两部分，镜座11在曲面反射镜44的背面或侧边，沿曲面反射镜44的弯曲方向连续或间隔布置；所述支托43与镜座41可牢固连接，通过支托43的形状和固定力保持曲面反射镜的准确面型曲率。该固定装置还包括外部连接件（图1a中没有示出），支托43一端通过镜座41连接于曲面反射镜44，另一端连接于外部连接件，将曲面反射镜14与固定装置形成结构整体。该固定装置可以应用于多种曲面反射镜，曲面反射镜可以为一维柱面镜、一维抛物槽镜、二维球面镜、二维抛物镜或零曲率平面镜。

   图4b是图4a局部放大结构示意图；如图4b所示镜座41包括滑轨结构47和压紧件48，滑轨结构47和压紧件48具有与曲面反射镜相近的膨胀率，通过粘结剂42固定曲面反射镜44和支托43，进一步地，所述镜座与曲面反射镜背部或侧边相互一致的曲率和尺寸。镜座41为金属弧形的滑轨，以便在滑轨内部固定支托。镜座在曲面方向上具有阵列的通孔；曲面反射镜、镜座及压紧件顺次从上往下布置，且利用粘结穿过通孔相互粘结形成完成整体，以减少镜座与曲面反射镜膨胀系数不一致性。镜座为与曲面反射镜相近的热膨胀系数，例如为玻璃材料或者1Cr17或1Cr13材料，其中曲面反射镜或玻璃材料常温下的膨胀系数为9.03e-6(1/K)； 1Cr17材料常温下的膨胀系数为10.5e-6(1/K)；1Cr13材料常温下的膨胀系数为9.03e-6(1/K)，膨胀系数匹配性较高。该粘结剂12可以为PVB，EVA，双组分胶，环氧树脂，高强环氧胶。镜座41的滑轨结构47和压紧件48为平面结构或者曲面结构，其中平面结构可以用于零曲率平面结构、一维柱面结构或一维抛物结构的直边端固定；曲面结构可以用于一维柱面结构、一维抛物结构、二维球面结构或者二维抛物结构的曲边端固定。实际操作过程中，曲面玻璃结构44可以通过机械冷弯或者热弯加工获得。

支托43整体为金属材质，具体为金属材质的片材结构，其中受镜座41所固定的一端的横截面呈“T”字型，整个“T”字型支托与曲面反射镜的接触面为平面或曲面；“T”字型支托受镜座41所固定。优选地，支托与镜座相互接触位置的外部包覆缓冲层，例如PVC缓冲层，减少“T”字型支托与曲面反射镜44和压紧件41之间的冲击。连接件43另一端通过螺钉螺母、焊接等方式固定于固定结构上。

图5a是带通孔的镜座实施例结构示意图；如图5a所示，带通孔的镜座包括镜座51、曲面反射镜54、镜座51及压紧件58；镜座51在没有安装之前表现为金属滑轨形状，在曲面方向上具有粘结通孔59，以便在滑轨内部固定支托；曲面反射镜54、镜座51及压紧件58顺次从上往下布置，且利用粘结剂52穿过通孔相互粘结形成完成整体，即镜座与压紧件通过粘结剂固定于曲面反射镜的背部；镜座51在经过粘结固定和支托配合后形成固定的弧形金属滑轨，以减少镜座与曲面反射镜膨胀系数不一致性。镜座51和/或压紧件58为与曲面反射镜54相近的热膨胀系数，例如为玻璃材料或者430材料、 1Cr17、1Cr13，通过粘结剂固定于曲面反射镜的背部；进一步地，支托通过镜座与曲面反射镜配合的轮廓线为圆弧形；图5b是图5a的截面结构示意图。

图6为本发明的曲面反射镜的固定装置的第四实施例的结构示意图；如图6所示，该装置至少包括镜座61、曲面反射镜64、支托63和粘结剂62；镜座61为两片平行布置且具有间隙的平面玻璃结构或者曲面玻璃结构，如图6所示镜托为连续布置于曲面反射镜弯曲方向上的曲面玻璃结构；该曲面玻璃结构可通过机械冷弯或者热弯加工获得。所述镜座61在曲面反射镜64的背面，沿曲面反射镜64的弯曲方向连续布置（镜座沿曲面反射镜弯曲方向连续在60%以上的弯曲长度方向上布置），通过粘结剂62布置于曲面反射镜的背部，镜座沿曲面反射镜的弯曲形状的两个端边没有涂覆粘结剂62；支托63受镜座61所固定的横截面呈上开口“C”字型，扣紧于镜座未涂覆粘结剂62的弯曲形状的两个端边位置。

显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说可以预见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围由所述的权利要求书进行限定。

Claims (14)

1.一种曲面反射镜的固定装置，该装置至少包括镜座和支托两部分，其特征在于，所述镜座固定在曲面反射镜的背面或侧边，沿曲面反射镜的弯曲方向连续或间隔布置；所述支托与所述镜座可配合连接，通过支托的轮廓形状和固定力保持曲面反射镜的准确面型曲率。

2.    根据权利要求1所述的曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述镜座沿曲面反射镜弯曲方向连续或间隔布置在60%以上的弯曲长度方向上。

3.  根据权利要求1所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述曲面反射镜为一维柱面镜、一维抛物槽镜、二维球面镜、二维抛物镜或零曲率平面镜。

4.   根据权利要求1所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述镜座为金属滑轨。

5.  根据权利要求4所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述镜座在曲面方向上具有粘结通孔。

6.   根据权利要求5所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述镜座和/或压紧件的材质为玻璃材质、1Cr17、1Cr13材料，通过粘结剂固定于曲面反射镜的背部。

7.  根据权利要求1或6所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述镜座为两片平行布置且具有间隙的平面玻璃结构或者曲面玻璃结构。

8.根据权利要求1所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托与镜座配合固定的一端横截面呈“T”字型。

9.根据权利要求1所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托受镜座所固定的横截面呈上开口“C”字型。

10.根据权利要求8或9所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托通过镜座与曲面反射镜相配合的轮廓线为弧形。

11.根据权利要求10所述的一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托通过镜座与曲面反射镜相配合的轮廓线为圆弧形。

12.根据权利要求10所述一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托与曲面反射镜相互接触部位为锯齿形结构。

13.根据权利要求1所述一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托与镜座相互接触位置的外部包覆缓冲层。

14.根据权利要求1所述一种曲面反射镜的固定装置，其特征在于，所述支托为金属材质。

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