CN104459849A - 太阳能聚光反射镜构件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所公开了一种太阳能聚光反射镜构件及其制备方法，所述聚光反射镜构件主要用于太阳能热发电，以其制成品由玻璃反光镜1、后保护壳2和聚氨酯发泡材料层3所组成，且在所述发泡材料层3中包容有玻纤立体网格芯材机织物4为主要特征，而其制备方法依次包括制备后保护壳，将玻璃反光镜覆合在阳模上，在阴模内粘结玻纤立体网格芯材机织物、组合模具，注入聚氨酯发泡材料和定型在内等6个步骤。具有制成品重量轻，反射率高，使用寿命长等特点，而其制备方法则具有简单、合理、易控等特点。

Description

太阳能聚光反射镜构件及其制备方法

技术领域

    本发明涉及一种太阳能聚光反射镜构件及其制备方法，属于太阳能利用装备技术。

背景技术

本发明所述太阳能聚光反射镜构件，包括诸如太阳能热发电、采暖工程和蒸饭烧水等太阳能热利用的各种形式的聚光反射镜构件，尤其是用于太阳能热发电的槽式太阳能热发电聚光反射镜构件、塔式太阳能热发电聚光反射镜构件和碟式太阳能热发电聚光反射镜构件，是本发明太阳能聚光反射镜构件的重点。

而所述槽式太阳能热发电聚光反射镜的镜面，一般呈抛物线或抛物线与渐开线相结合结构，而塔式太阳能热发电聚光反射镜的镜面为大直径球面结构。

当下已有技术的太阳能热发电聚光反射镜构件的结构形式主要的有两种，一种是玻璃厚度≥4mm的单层反射镜，另一种是薄壁玻璃反射镜与厚壁玻璃保护层相复合的加强反射镜。

而以上所述的两种反射镜，均存在光损耗较大和成型曲面不精确而其反射率较低（一般在90~95％范围内），以及单体重量较重而其应用现场支架用材多、成本高等不足。

而中国专利号为201420095042.3名称为“一种太阳能热发电用太阳光反射镜构件”所公开的结构是，它由壁厚在1~2mm范围内的玻璃后反射镜和由轻质材料制成的高强度耐候反射镜基底，以及设在玻璃反射镜与反射镜基底之间的弹性填充材料层所组成。

以上所述的中国专利技术，尽管能够较好地克服所述已有技术的不足，但是，其所述弹性填充材料层，由于其抗拉、抗剪等物理性能力都很脆弱，以致其在飞沙走石的恶劣自然环境下，极容易受到损伤和破坏，而严重影响其实际使用寿命。

其它各种形式的太阳能聚光反射镜构件，均存在此类的不足。

而由于所述反射镜构件的损坏，必然会对太阳能热发电效率产生影响，因而，保障所述太阳能反射镜构件的正常完好，同样是目前发展太阳能热发电事业所需要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种重量轻、反光率高、抗自然损伤能力强的太阳能聚光反射镜构件及其制备方法，以克服已有技术的不足。

本发明实现其目的的构想是，在仍然采用薄壁玻璃后反射镜，以及依次由玻璃后反光镜、弹性填充材料层和后保护构件三者所构成的复合结构，而在弹性填充材料层中布设呈站立状的玻纤立体网格芯材机织物；由玻纤立体网格芯材机织物作为增强芯材，犹如在水泥混凝土中布设钢筋那样，来有效增强弹性填充材料层的机械物理性能，提高其抗自然损伤能力，从而实现本发明的目的。

基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案是：

一种太阳能聚光反射镜构件，包括呈曲面聚光且后涂反射层的薄壁玻璃反光镜、与所述玻璃反光镜相匹合且保持距离密封固定连接的后保护壳和设在所述玻璃反光镜与后保护壳之间空腔内的聚氨酯发泡材料层，而其，在所述聚氨酯发泡材料层中，包容有呈站立状的玻纤立体网格芯材机织物。

在上述技术方案中，本发明还主张：

所述聚氨酯发泡材料层的厚度在30~100mm范围内。

所述后保护壳是玻璃钢制件。当然并不局限于此，也可以是增强塑料制件或者是金属板制件。

所述玻璃反光镜的厚度为0.8~2.0mm。且所述玻璃是超白钢化玻璃或超白非钢化玻璃。

所述后保护壳还设有用来与所述聚光反光镜构件安装架固定连接的预埋安装件，且所述预埋安装件是螺母或螺栓。

在所述玻璃钢制件后保护壳的内表面和/或外表面上，有加强筋。

所述玻璃钢制件后保护壳的加强筋，是由底层玻纤织物层，面层玻纤织物层和布置在底层玻纤织物层与面层玻纤织物层之间，且分别与底层玻纤织物层和面层玻纤织物层铰接的玻纤长丝芯层所构成的呈站立状的加强筋基材玻纤立体网格芯材机织物；通过在底层玻纤织物层，面层玻纤织物层和玻纤长丝芯层上涂布树脂，且令面层玻纤织物层先后依次与玻纤长丝芯层和底层玻纤织物层相互树脂粘结所构成的玻璃钢加强筋；且所述玻璃钢加强筋，通过底层玻纤织物层和面层玻纤织物层，与后保护壳的内表面和/或外表面树脂粘接。

所述玻璃反光镜与后保护壳之间保持距离的密封固定连接，是通过设在玻璃反光镜和后保护壳四周的封口件相嵌卡合固定连接的，且封口件与后保护壳螺钉连接，或者是树脂粘接。当然并不局限于此，也可以采用玻璃钢密封固定连接。

本发明的制备方法的技术方案是：

一种如以上所述太阳能聚光反射镜构件的制备方法，它以表面具有精准成型曲线面的且具有真空吸附能力的阳模和与阳模形状相匹合的具有多个注塑工艺孔的阴模为制备模具，以后表面涂有银反射层的厚度在0.8~2.0mm的玻璃反光镜和玻纤立体网络芯材机织物为出发料，它的制备方法依次按照以下步骤进行：

a，制备后保护壳；采用玻璃钢制作工艺，用阴模实施和完成其制备过程，备用；

b，将所述玻璃反光镜覆合在阳模上，并采用阳模真空吸附措施，令玻璃反光镜完整地吸贴在阳模上而精准成型，备用；

c，用树脂粘合剂将玻纤立体网格芯材机织物，粘接在后保护壳内凹空腔的底壁上；

d，组合模具；将步骤c制备的后保护壳与玻纤立体网格芯材机织物结合体，扣合在涂布树脂的玻璃反光镜的后表面上后，将所述阳模和阴模有间距扣合固定连接并封闭整个模具；

e，注入聚氨酯发泡材料；通过后保护壳所具备的多个均匀分布的工艺孔，向玻璃反光镜与后保护壳有间距固定连结所构成的密封空腔内，注入聚氨酯发泡材料，通过固化由聚氨酯发泡材料层，将玻璃反光镜、玻纤立体网格芯材机织物和后保护壳；四者粘接而构成一个结合体；

f，定型；将经步骤e加工的包括制成品在内的整个模具，置入烘房内，缓慢加热定型，经出炉冷却至常温后，即可脱模，再经修边整型且在其四周实施封口即制得太阳能聚光反射镜构件。

所述定型的温度控制在50~75℃范围，定型时间为3~5h。

上述两个技术方案得以实施后，本发明的制备方法简单、合理、易控，而其制成品聚光反射镜构件，所具有的重量轻，反光率高，制成品的刚度和尺寸稳定性好，耐候能力强，使用寿命长，可以在太阳能热发电采光现场边加工边安装而节约运输成本等特点，是显而易见的，且本发明还具备抑制玻璃反光镜镜面结霜的能力。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的一种槽式太阳能热发电聚光反射镜构件的结构示意图；

图2是玻纤立体网格芯材机织物4的经向视图，由图2可见，其玻纤长丝芯层2-1-1-3的长丝沿经向呈连续V字型排布；

图3是玻纤立体网格芯材机织物4的纬向视图，由图3可见，其玻纤长丝芯层2-1-1-3的长丝，沿纬向呈双X字型排布；

图4是图2的俯视图；由图4可见，所述玻纤立体网格芯材机织物4呈网格状结构；

图5是图1所示的条状封口件6的断面示意图，图中所示6-1为玻璃反光镜嵌槽，6-2为后保护壳嵌槽，6-1至6-2两个嵌槽之间的距离为聚氨酯发泡材料层3的厚度（也等于玻纤立体网格芯材机织物4的厚度）。     图6是如图1所示加强筋2-1的基材玻纤立体芯材机织物2-1-1的结构简易视图；

图7是如图1所示玻璃钢加强筋2-1的示意图。

具体实施方式

以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明；

一种典型的具体实施方式之一，如附图1-7所示。

一种槽式太阳能热发电聚光反射镜构件，包括呈曲面聚光且后涂反射层的薄壁玻璃反光镜1、与所述玻璃反光镜1相匹合且保持距离密封固定连接的后保护壳2和设在所述玻璃反光镜1与后保护壳2之间空腔内的聚氨酯发泡材料层3，在所述聚氨酯发泡材料层3中，包容有呈站立状的玻纤立体网格芯材机织物4；

且所述聚氨酯发泡材料层3的厚度在30~100mm范围内；

且所述后保护壳2是玻璃钢制件；

且所述玻璃反光镜1的玻璃厚度为0.8~2.0mm；

且所述后保护壳2还设有用来与所述聚光反光镜构件安装架固定连接的预埋安装件5，且所述预埋安装件5是螺母或螺栓；

且在所述玻璃钢制件后保护壳2的内表面和/或外表面上，有加强筋2-1；

且所述后保护壳2的加强筋2-1，是由底层玻纤织物层2-1-1-1，面层玻纤织物层2-1-1-2和布置在底层玻纤织物层2-1-1-1与面层玻纤织物层2-1-1-2之间，且分别与底层玻纤织物层2-1-1-1和面层玻纤织物层2-1-1-2铰接的玻纤长丝芯层2-1-1-3所构成的呈站立状的加强筋基材玻纤立体芯材机织物2-1-1；通过在底层玻纤织物层2-1-1-1，面层玻纤织物层2-1-1-2和玻纤长丝芯层2-1-1-3上涂布树脂，且令面层玻纤织物层2-1-1-2先后依次与玻纤长丝芯层2-1-1-3和底层玻纤织物层2-1-1-1相互树脂粘结所构成的玻璃钢加强筋；且所述玻璃钢加强筋2-1，通过底层玻纤织物层2-1-1-1和面层玻纤织物层2-1-1-2，与后保护壳2的内表面和/或外表面树脂粘接；

且所述玻璃反光镜1与后保护壳2之间保持距离的密封固定连接，是通过设在玻璃反光镜1和后保护壳2四周的封口件6相嵌卡合固定连接的，且封口件6与后保护壳2螺钉连接，或者是树脂粘接，或者是玻璃钢密封固定连接。

所述玻纤立体网格芯材机织物4，由上层织物4-1和下层织物4-2，经由玻纤长丝4-3-1所构成的中层芯材4-3分别绞织而成，且玻纤长丝4-3-1沿经向呈连续V字型排布，而沿纬向呈工字型和呈正V字型与倒V字型交错结合排布，从而令玻纤立体网格芯材机织物4站立起来。

所述玻纤立体网格芯材机织物4的上层织物4-1和下层织物4-2，均为平纹织物结构；且邻近的其若干根经丝由玻纤长丝4-3-1捆扎，而构成具有网孔的网格状机织物。

其它各种形式的太阳能聚光反射镜构件的结构形式，均与具体实施方式之一相同。

具体实施方式之二，请参读附图1~7。

一种如具体实施方式之一所述的太阳能槽式热发电聚光反射镜构件的制备方法，它以表面具有精准成型曲线面的并且具有真空吸附能力的阳模，和与阳模形状相匹合的具有多个注塑工艺孔的阴模为制备模具，以后表面涂有银反射层的厚度在0.8~2.0mm的钢化玻璃反光镜1和玻纤立体网络芯材机织物4为出发料，它的制备方法依次按照以下步骤进行：

a，制备后保护壳2；采用玻璃钢制作工艺，用阴模实施和完成其制备过程，且后保护壳2预埋有预埋安装件5，备用；

b，将所述玻璃反光镜1，覆合在阳模上，并采用阳模真空吸附措施，令玻璃反光镜1完整地吸贴在阳模上而精准成型，备用，而所述真孔吸附措施，是由多个吸气孔与抽真空管路连接所构成的；

c，用树脂粘合剂将玻纤立体网格芯材机织物4，粘接在后保护壳2内凹空腔的底壁上；

d，组合模具；将步骤c准备的后保护壳2与玻纤立体网格芯材机织物4结合体的玻纤立体网格芯材机织物4，扣合在涂布树脂的玻璃反光镜1的后表面上后，将所述阳模和阴模有间距扣合固定密封连接，并封闭整个模具；

 e，注入聚氨酯发泡材料；通过后保护壳2所具备的多个均匀分布的工艺孔，向玻璃反光镜1与后保护壳2有间距固定密封连结所构成的空腔内，注入聚氨酯发泡材料，通过固化由聚氨酯发泡材料层3，将玻璃反光镜1、玻纤立体网格芯材机织物4和后保护壳3；四者粘接而构成一个结合体；

f，定型；将经步骤e加工的包括制成品在内的整个模具，置入烘房内，缓慢加热定型，经出炉冷却至常温后，即可脱模，再经修边整型和在制成品周边安装封口件6实施封口，即制得槽式太阳能热发电聚光反射镜构件。

且所述定型的温度控制在50~75℃范围，定型时间为3~5h。

其它各种形式的太阳能聚光反射镜构件的制备方法，均与具体实施方式之二相同。

如具体实施方式之一所描述的本发明所述聚光反射镜构件的小批量试生产样品的检测结果显示，本发明具有以下显著特点：

一是重量轻，比目前使用的聚光反射镜减重30~40％；

二是由于采用了更薄的玻璃，减少了玻璃的光损耗，且反射镜镜面成型精确，而使其反射率达到≥96％；

三是反射镜的反光面稳定可靠，由于使用了提高刚度的夹层结构，并在夹层结构中填充了聚氨酯发泡材料层，在聚氨酯发泡材料层中又布设了玻纤立体网格芯材机织物，而使制成品刚度得到有效增加，更好地保证了制成品的尺寸稳定性，提升了反射率；

四是使用寿命长。由于后保护壳采用玻璃钢制件，其耐候，耐腐蚀和耐高低温性能好，同时由于将光反射涂层包裹在后保护壳内，而使得光反射涂层得到了有效保护，其使用寿命预计可达30年以上。

五是由于加工设备简单，对加工场地要求低，可以将要用的材料运到现场，实施边加工边安装，节约运输成本。

六是由于聚氨酯发泡材料层的存在，白天在阳光照耀下的热量，会被存贮在聚氨酯发泡材料层内，到了夜间又会持续缓慢地释放热量，阻碍所述反射镜镜面的结霜，而有效提高了本发明的工作效率。

由以上6个特点的描述可见，本发明实现了其预期的目的。

本发明太阳能聚光反射镜构件的使用范围，不受本说明书描述的限制，它广泛适用于各种太阳能聚光集热的装备。且不论其用途如何，凡是其结构与本发明相一致的太阳能聚光反射镜构件，都属于本发明所主张的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能聚光反射镜构件，包括呈曲面聚光且后涂反射层的薄壁玻璃反光镜（1）、与所述玻璃反光镜（1）相匹合且保持距离密封固定连接的后保护壳（2）和设在所述玻璃反光镜（1）与后保护壳（2）之间空腔内的聚氨酯发泡材料层（3），其特征在于，在所述聚氨酯发泡材料层（3）中，包容有呈站立状的玻纤立体网格芯材机织物（4）。

2.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料层（3）的厚度在30~100mm范围内。

3.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述后保护壳（2）是玻璃钢制件。

4.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述玻璃反光镜（1）的玻璃厚度为0.8~2.0mm。

5.根据权利要求3所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述后保护壳（2）还设有用来与所述聚光反光镜构件安装架固定连接的预埋安装件（5），且所述预埋安装件（5）是螺母或螺栓。

6.根据权利要求5所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，在所述玻璃钢制件后保护壳（2）的内表面和/或外表面上，有加强筋（2-1）。

7.根据权利要求6所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述玻璃钢制件后保护壳（2）的加强筋（2-1），是由底层玻纤织物层（2-1-1-1），面层玻纤织物层（2-1-1-2）和布置在底层玻纤织物层（2-1-1-1）与面层玻纤织物层（2-1-1-2）之间，且分别与底层玻纤织物层（2-1-1-1）和面层玻纤织物层（2-1-1-2）铰接的玻纤长丝芯层（2-1-1-3）所构成的呈站立状的加强筋基材玻纤立体芯材机织物（2-1-1）；通过在底层玻纤织物层（2-1-1-1），面层玻纤织物层（2-1-1-2）和玻纤长丝芯层（2-1-1-3）上涂布树脂，且令面层玻纤织物层（2-1-1-2）先后依次与玻纤长丝芯层（2-1-1-3）和底层玻纤织物层（2-1-1-1）相互树脂粘结所构成的玻璃钢加强筋；且所述玻璃钢加强筋（2-1），通过底层玻纤织物层（2-1-1-1）和面层玻纤织物层（2-1-1-2），与后保护壳（2）的内表面和/或外表面树脂粘接。

8.根据权利要求1所述的太阳能聚光反射镜构件，其特征在于，所述玻璃反光镜（1）与后保护壳（2）之间保持距离的密封固定连接，是通过设在玻璃反光镜（1）和后保护壳（2）四周的封口件（6）相嵌卡合固定连接的，且封口件（6）与后保护壳（2）螺钉连接或者是树脂粘接。

9.一种制备如权利要求1至8之一所述的太阳能聚光反射镜构件的方法，其特征在于，它以表面具有精准成型曲线面的且具有真空吸附能力的阳模，和与阳模形状相匹合的具有多个注塑工艺孔的阴模为制备模具，以后表面涂有银反射层的厚度为0.8~2.0mm的玻璃反光镜（1）和玻纤立体网络芯材机织物（4）为出发料，它的制备方法依次按照以下步骤进行：

a，制备后保护壳；采用玻璃钢制作工艺，用阴模实施和完成其制备过程，备用；

b，将所述玻璃反光镜（1）覆合在阳模上，并采用阳模真空吸附措施，令玻璃反光镜（1）完整地吸贴在阳模上而精准成型，备用；

c，用树脂粘合剂将玻纤立体网格芯材机织物（4），粘接在后保护壳（2）内凹空腔的底壁上；

d，组合模具；将步骤c制备的后保护壳（2）与玻纤立体网格芯材机织物（4）结合体，扣合在涂布树脂的玻璃反光镜（1）的后表面上后，将所述阳模和阴模有间距扣合固定连接并封闭整个模具；

e，注入聚氨酯发泡材料；通过后保护壳所具备的多个均匀分布的工艺孔，向玻璃反光镜（1）与后保护壳（2）有间距密封固定连结所构成的空腔内，注入聚氨酯发泡材料，通过固化由聚氨酯发泡材料层（3），将玻璃反光镜（1）、玻纤立体网格芯材机织物（4）和后保护壳（2），四者粘结而构成一个结合体；

f，定型；将经步骤e加工的包括制成品在内的整个模具，置入烘房内，缓慢加热定型，经出炉冷却至常温后，即可脱模，再经修边整型且在其四周实施封口即制得太阳能聚光反射镜构件。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述定型的温度控制在50~75℃范围，定型时间为3~5h。