CN105302159B - 全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块 - Google Patents

Abstract

全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块由一组：内有浮块的有柱状突起开口的水箱、带有顶部固定有滚动轴承的柱状突起的浮块、平衡支撑轴、轴承总成、支撑架、贮水箱、自动控制阀泵、通水管、框架、横杆、挡板、镜面等组成。该模块不需要使用定日跟踪器，造价低，规模扩展时不需要再增加自动控制设备，能使镜面宽度窄提高了效能，结构简捷、制造工序少、用材料少、重量轻、抗恶劣自然条件、安装简便、日常维护和操作简单、控制精准。

Description

全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块

技术领域：

镜面反射定日跟踪聚光设备的生产制造业

背景技术：

目前各国为增加镜面聚光效率都使用的单轴或双轴定日跟踪器，不能对反射镜面进行360°任何角度的控制，这样就不能能充分利用完全平衡的工作原理使运营能耗大量减少，且没有抗风的功能。如果能发明完全不需要使用单轴或双轴定日跟踪器的镜面反射定日跟踪聚光器，却同样能精准定日跟踪，同样能提高聚光效率；且能对反射镜面进行360°任何角度的控制，就能充分利用完全平衡的工作原理能使运营能耗大量减少；且可以模块化，能实施联动跟踪控制；如能实现对每组反射镜面进行360°任何角度的控制，但又不能使镜面反射定日跟踪聚光设备造价更高，而是要更低。且能让镜面的宽度较窄从而提高效能(研究已表明当聚光受器的高度一定时，镜面反射定日跟踪聚光器的镜面宽度越窄，效能越好)，且能更牢固、能抗风泄风压抗恶劣自然条件。

发明内容：

本本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1 全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块由一组：内有液体和浮块的有柱状突起开口和进出水管的水箱、带有顶部固定有滚动轴承的柱状突起的浮块、支撑镜面的平衡支撑轴、轴承总成、支撑架、周转用贮水箱、自动控制阀、自动控制定量泵、通水管、固定镜面的框架、一端在平衡支撑轴上或在平衡支撑轴或支撑架上的轴承之上安装的横杆、固定安装的水箱和浮块上的竖直柱状突起上的挡板、滑轨、镜面、自动控制程序等组成。

2 内有液体和浮块的有柱状突起开口的带有水箱盖的水箱，水箱侧壁的不同高度处有多根进出水管，进出水管上有螺纹用来连接自动控制阀、电磁阀、定量阀、定量加液器、定量泵、记量泵、通水管、三通、弯头或拧盖等。有进水水管通过在水箱外侧的垂直弯头与竖直在水箱外侧的通水管相连接。水箱进出水管一侧的内侧壁上有凹槽，用于透水。水箱上有与水箱连成一体的竖直的柱状突起，柱状突起的横截面为对称的形状，如两个正六边形接在一个正方形的两边上的对称的形状。该柱状突起为中空且没有底面和顶面，该柱状突起与水箱连成一体并与水箱相通。水箱上与水箱连成一体的竖直的柱状突起的侧壁上固定安装带有滑槽或滑轨的高出该侧壁的竖直的挡板，挡板与挡板间有间距，用于横杆的升降。该柱状突起的侧壁和档板的侧壁用于限制浮块及浮块上的物体水平方向上的移位。不同模块互相对应的镜面板下的水箱间通过水箱下部的通水管相连通。

3 水箱内有水或液体，水箱内有浮块，在浮块的各部位有与水箱上的与水箱连成一体的竖直柱状突起的位置对应的与浮块连成一体的竖直的柱状突起，该浮块上的与浮块连成一体的竖直的柱状突起的横截面为对称的形状，如两个正六边形接在一个正方形的两边上的对称的形状，两个正六边形之间的正方形的边留为竖直的挡板与挡板间的间距。该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起的形状与水箱上的与水箱连成一体的竖直柱状突起的形状相同，该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起的最大横截面的大小与水箱上的与水箱连成一体的竖直柱状突起的内壁围成的最大横截面的大小相同，与浮块连成一体的竖直柱状突起与浮块连成一体。浮块上的竖直柱状突起从水箱上的与水箱连成一体的竖直柱状突起的上缘的开口处升出，且无论水箱内水的多少都一直高出水箱上的竖直柱状突起的最上缘，如果与水箱连成一体的竖直柱状突起的上有竖直挡板，则浮块上的的竖直柱状突起也位于水箱上的竖直柱状突起上的竖直档板之间。水箱内的浮块的最大横截面的面积小于等于水箱内壁围成的截面面积，在水箱侧壁上或浮块侧壁上有凹凸槽。以防止浮块在水箱内水平移动。浮块上的柱状突起位于横杆和固定镜面框架底面的滑轨或滑槽之下。

4 与浮块连成一体的竖直的柱状突起上的样式有多种：一种是在其上安装框型挡板，一种是其上固定有其轴被固定在与浮块连成一体的竖直的柱状突起上的用于减少摩擦力的滚动轴承，该滚动轴承位于固定镜面的框架和横杆的底面的滑槽或滑轨之下。

5 与浮块连成一体的竖直的柱状突起上固定有水平的横梁，该横梁有两种：一种是该横梁两端分别固定安装滚动轴承；一种是该横梁两端分别水平伸出与该横梁垂直的横梁，横梁的游离端上固定安装有滚动轴承。该滚动轴承位于固定镜面的框架和横杆的底面的滑槽或滑轨之下。

6 两个同样容积的内有浮块的水箱放置在同一个平衡支撑轴的两边的镜面到达最低点时的下方，且位于同一水平面，与水箱连成一体的竖直柱状突起的上缘与平衡支撑轴的高度差大于等于该平衡支撑轴上整块固定镜面的框架的最大角度倾斜时的高度的一半，或大于等于与固定镜面的框架相连接的整个横杆最大角度倾斜时的高度的一半。当镜面处于水平位置时：将放置在同一个平衡支撑轴一边的镜面下方的一个水箱内的水通过计量泵或称定量泵泵入到另一个放置在同一个平衡支撑轴的另一边的镜面下方的水箱内；当镜面处于最大倾斜度时：将放置在同一个平衡支撑轴一边的镜面下方的一个高水位的水箱内的水通过定量阀或定量加液器流入到另一个放置在同一个平衡支撑轴的另一边的镜面下方的低水位的水箱内。不同模块互相对应的镜面板下的水箱间通过通水管相连通。也可以将两个模块中的位置互相对应的镜面有高低差的放置(这样能使水位升降的幅度减少一半)，高度差为大于该位置互相对应的平衡支撑轴上的整块镜面板倾斜到最大时的高度的一半；例如将两个模块的带有浮块的水箱中的经定量阀流出的水和经定量泵泵出的水先流入或注入到周转用贮水箱再通过定量阀流入到两个模块的带有浮块的水箱内等等多种方法。水流量大小及变化由经纬度、时间、镜面板重量、每块镜面板最大倾斜角、模块的数量和因受变化的重力而产生的浮力等决定，可编程计算解决。

7 平衡支撑轴的放置方法有多种：一种是同一模块内的平衡支撑轴都放置在同一模块内的平衡支撑轴的正上方；一种是水平固定在支撑架上，平衡支撑轴上安装轴承；一种是通过轴承(如滚动轴承)水平安装在支撑架上，轴承安装在支撑架上。

8 水平放置的镜面是平衡对称地放置在平衡支撑轴的两边，即在同一平衡支撑轴两边的镜面的长宽相同，水平放置的固定镜面的框架和横杆也是平衡对称地放置在平衡支撑轴的两边。

9 固定镜面的框架被平衡支撑轴也被平衡支撑轴的中心线一分为二，固定镜面的框架在平衡支撑轴的两侧被分成同一个固定镜面的框架的两段，被平衡支撑轴的中心线一分为二的固定镜面的框架的两段都等长等宽且位于同一个平面上，一端安装在平衡支撑轴上或一端安装在平衡支撑轴、支撑架上的轴承之上的横杆和固定镜面的框架的夹角小于90°。固定镜面框架总宽度的一半小于等于横杆的长度。横杆的宽度小于等于水箱上的竖直柱状突起上的档板与挡板间的间距。横杆上有用于固定的孔洞或卡槽，横杆的底面上有滑槽或滑轨。固定镜面的框架底面上有的有滑槽或滑轨，固定镜面框架上有用于固定镜面的孔洞或卡槽。当固定镜面的框架和横杆并排在一起时，固定镜面的框架有一部分是与横杆之间有一定的间距的分离，分离间距大于水箱上与水箱连成一体的竖直柱状突起上的竖直挡板在竖直镜面上的平面投影的宽度。

10 固定镜面的框架和横杆的放置方法有多种：一种是固定镜面的框架和横杆的一端固定在平衡支撑轴上(例如固定镜面的框架和横杆的二段分别固定在同一个平衡支撑轴的两侧)，一种是通过轴承(如滚动轴承)与平衡支撑轴相连接，固定镜面的框架和横杆的一端安装在平衡支撑轴或支撑架上的轴承上。

本发明的有益效果是：

该全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块不需要使用定日跟踪器，造价低，巧妙充分地利用了完全平衡的工作原理使运营能耗大量减少，可模块化，规模扩展时不需要再增加泵和阀等自动控制设备而使造价更低，就能使镜面宽度窄而又提高了效能，结构简捷、制造工序少、用材料少、重量轻、因镜面宽度窄和水箱可以和支架连成一体所以又不失牢固和能泄风压抗恶劣自然条件、安装简便、日常维护和操作简单、既能实施联动跟踪控制、也能对每组反射镜面进行360°任何角度的控制、聚光调试简便、控制精准。该全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块同一块镜面作正转反转倾斜时、同一块镜面都受到定日倾斜结构的作用力的夹持，并能受到浮力的缓冲，对此就不需对支撑固定部件的强度再特别加强，阵风后又能立即复位；且由于采用全平衡结构也使风对同一块镜面倾斜的作用力被相互抵减了，相邻的单面镜面能面对面，能聚光到镜下，就不浪费耕地。阴天聚光至光伏板提高效用。浮块在升降时受变化的下压力，吃水量变化使浮块自身就有升降位移，故所需加水量只占镜面总升降位移的很小部分，因又利用了浮力、加长了力臂，更减少镜面调姿能耗。

附图说明：

图1本发明实施例的剖面示意图。

具体实施方式：

1 全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块由一组：内有液体1和浮块2的有柱状突起3开口4的水箱5、带有顶部固定有滚动轴承6的柱状突起7的浮块2、平衡支撑轴8、轴承总成9、平衡支撑轴和轴承支撑架10、周转用贮水箱、自动控制阀、自动控制定量泵、通水管、固定镜面的框架11、横杆12、挡板13、滑轨、镜面14、自动控制程序等组成。

2 纵截面或纵剖面为长方形的内有液体和浮块的有柱状突起开口的带有密封水箱盖15的水箱，水箱侧壁的不同高度处有多根进出水管16，进出水管上有螺纹用来连接自动控制阀、电磁阀、定量阀、定量加液器、定量泵、记量泵、通水管、三通、弯头或拧盖等。有进水水管17通过在水箱外侧的垂直弯头与竖直在水箱外侧的通水管相连接。水箱进出水管16、17一侧的内侧壁上有凹槽，用于透水。水箱上有与水箱5连成一体的竖直的柱状突起3，柱状突起3的横截面为对称的多边形，该柱状突起3为中空且没有底面和顶面，该柱状突起3与水箱5连成一体并与水箱5相通。水箱5两端的水箱5上与水箱5连成一体的竖直的柱状突起3的侧壁上连接有高于该侧壁的挡板13。该柱状突起3的侧壁和档板13的侧壁用于限制浮块2及浮块上的物体移位。

3 水箱内有水或液体，水箱内有浮块2，在浮块2的各部位有与水箱5上的与水箱连成一体的竖直柱状突起3的位置对应的与浮块2连成一体的竖直的柱状突起7，该浮块上的与浮块连成一体的竖直的柱状突起7的横截面为对称的多边形，该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起7的形状与水箱5上的与水箱连成一体的竖直柱状突起3的形状相同，该浮块2上与浮块2连成一体的竖直柱状突起7的最大横截面的大小与水箱5上的与水箱5连成一体的竖直柱状突起3的内壁围成的最大横截面的大小相同，与浮块连成一体的竖直柱状突起7与浮块连成一体。浮块2上的竖直柱状突起7从水箱5上的与水箱5连成一体的竖直柱状突起3的上缘的开口4处升出，且无论水箱内水的多少都一直高出水箱5上的竖直柱状突起3的最上缘，如果与水箱5连成一体的竖直柱状突3起的上有挡板13则浮块2上的竖直柱状突起7也位于水箱5上的竖直柱状突起3的侧壁上的档板13之间。水箱5内的浮块2的最大横截面与水箱5的最大横截面的形状相同，水箱5内的浮块2的最大横截面与水箱5的内壁围成的最大横截面的大小相同(水箱5与浮块2间仅留有缝隙用于透水和升降浮块)以防止浮块2在水箱内水平移动。浮块2上的柱状突起7位于横杆12和固定镜面框架11底面的滑轨或滑槽之下。

4 与浮块2连成一体的竖直的柱状突起7的顶部有其轴被固定在与浮块连成一体的竖直的柱状突起上的用于减少摩擦力的滚动轴承6，该滚动轴承6位于固定镜面的框架11和横杆12的底面的滑槽或滑轨之下。

5 两个同样容积的内有浮块的水箱放置在同一个平衡支撑轴的两边的镜面到达最低点时的下方，且位于同一水平面，与水箱连成一体的竖直柱状突起的上缘与平衡支撑轴的高度差大于等于该平衡支撑轴上整块固定镜面的框架的最大角度倾斜时的高度的一半，或大于等于与固定镜面的框架相连接的整个横杆最大角度倾斜时的高度的一半。当镜面处于水平位置时：将放置在同一个平衡支撑轴一边的镜面下方的一个水箱内的水通过计量泵或称定量泵泵入到另一个放置在同一个平衡支撑轴的另一边的镜面下方的水箱内；当镜面处于最大倾斜度时：将放置在同一个平衡支撑轴一边的镜面下方的一个高水位的水箱内的水通过定量阀或定量加液器流入到另一个放置在同一个平衡支撑轴的另一边的镜面下方的低水位的水箱内。不同模块互相对应的镜面板下的水箱间通过通水管相连通。水流量大小及变化由经纬度、时间、镜面板重量、每块镜面板最大倾斜角、模块的数量和因受变化的重力而产生的浮力等决定，可编程计算解决。

6 平衡支撑轴8的是通过轴承9(如滚动轴承)水平连接在支架上10，轴承9固定在支架上。

7 水平放置的镜面14是平衡对称地放置在平衡支撑轴8的两边，即在同一平衡支撑轴8两边的镜面14的长宽相同，水平放置的固定镜面的框架11和横杆12也是平衡对称地放置在平衡支撑轴8的两边。

8 固定镜面的框架11和横杆12被平衡支撑轴8也被平衡支撑轴8的中心线一分为二，固定镜面的框架11和横杆12在平衡支撑轴8的两侧被分成同一个固定镜面的框架11的两段和和同一根横杆12的两段，被平衡支撑轴8的中心线一分为二的固定镜面的框架11的两段都等长且位于同一个平面上，被平衡支撑轴8的中心线一分为二的横杆12的两段都等长且位于同一个平面上。固定镜面的框架11和横杆12位于同一个平面上。固定镜面的框架11的长度小于等于横杆12的长度。横杆12上有用于固定固定镜面框架11的孔洞或卡槽，横杆12的底面上有滑槽或滑轨。固定镜面的框架11底面有的有滑槽或滑轨，固定镜面框架11上有用于固定镜面的孔洞或卡槽。当固定镜面的框架11和横杆12并排在一起时，在固定镜面的框架11有一部分是与横杆12之间有一定的间距的分离。

9 固定镜面的框架11和横12杆的放置方法：通过轴承9(如滚动轴承)与平衡支撑轴8对称相连接(例如固定镜面的框架11和横杆12的两段分别固定在同一个滚动轴承9的两侧)。

以上是模块的具体实施例以便于结合示意图来进行示意说明，以上所述实施例，并非用来限制实施范围，因而凡依本申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的变化或修饰，均应包括于本申请专利范围内。

Claims (5)

1.全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块， 其特征是：全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块由一组：内有液体和浮块的有柱状突起开口的水箱、该水箱侧壁的不同高度处有多根进出水管、有进出水管通过在水箱外侧的垂直弯头与竖直在水箱外侧的通水管相连接、水箱上有与水箱连成一体的竖直的柱状突起、该柱状突起的横截面为对称的形状、该柱状突起为中空且没有底面和顶面、该柱状突起与水箱连成一体并与水箱相通，在水箱内的带有顶部固定有滚动轴承的柱状突起的浮块、在该浮块的各部位有与水箱上的没有底面和顶面的中空竖直柱状突起的位置对应的与浮块连成一体的竖直柱状突起、该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起的横截面为对称的形状、该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起的形状与水箱上的与水箱连成一体的中空竖直柱状突起的形状相同、该浮块上与浮块连成一体的竖直柱状突起的最大横截面的大小与水箱上的与水箱连成一体的中空竖直柱状突起的内壁围成的最大横截面的大小相同、该浮块上的竖直柱状突起从水箱上的与水箱连成一体的中空竖直柱状突起的上缘的开口处升出、且水箱内有足量的水或液体使浮块上的竖直柱状突起都一直高出水箱上的中空竖直柱状突起的上缘，支撑镜面的平衡支撑轴，轴承总成，支撑架，周转用贮水箱，自动控制阀，自动控制定量泵，通水管，一端在平衡支撑轴上或在平衡支撑轴或支撑架上的轴承之上安装的横杆，固定镜面的框架、该固定镜面的框架被平衡支撑轴也被平衡支撑轴的中心线一分为二、固定镜面的框架的两段都等长等宽且位于同一个平面上、固定镜面框架总宽度的一半小于等于横杆的长度、固定镜面的框架和横杆的夹角小于90°，固定安装在水箱和浮块上的竖直柱状突起上的挡板，滑轨，镜面，自动控制程序等组成。

2.根据权利要求1所述的全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块， 其特征是：水箱进出水管一侧的内侧壁上有凹槽；水箱上与水箱连成一体的竖直的柱状突起的侧壁上连接有高出该侧壁的竖直的挡板，挡板与挡板间有间距；不同模块互相对应的镜面板下的水箱间通过水箱下部的通水管相连通；在水箱侧壁上或浮块侧壁上有凹凸槽。

3.根据权利要求1所述的全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块， 其特征是：与浮块连成一体的竖直的柱状突起的顶部有上的样式有多种：一种是在其上安装框型挡板，一种是其上有其轴被固定在与浮块连成一体的竖直的柱状突起上的滚动轴承，该滚动轴承位于固定镜面的框架和横杆的底面的滑槽或滑轨之下，一种是与浮块连成一体的竖直的柱状突起上固定有水平的横梁，该横梁有两种：一种是该横梁两端分别固定安装滚动轴承；一种是该横梁两端分别水平伸出与该横梁垂直的横梁，横梁的游离端上固定安装有滚动轴承；该滚动轴承位于固定镜面的框架和横杆的底面的滑槽或滑轨之下。

4.根据权利要求1所述的全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块， 其特征是：平衡支撑轴的放置方法有多种：一种是同一模块内的平衡支撑轴都放置在同一模块内的平衡支撑轴的上方；一种是水平固定在支撑架上，平衡支撑轴上安装轴承，同一平衡支撑轴之上或两边的两半或两侧镜面长宽相同；一种是通过轴承水平安装在支撑架上，轴承安装在支撑架上。

5.根据权利要求1所述的全平衡放置的镜面反射定日跟踪聚光模块， 其特征是：横杆上有用于固定的孔洞或卡槽，横杆的底面上有滑槽或滑轨；固定镜面的框架底部或有滑槽或滑轨，固定镜面框架上有用于固定镜面的孔洞或卡槽；当固定镜面的框架和横杆并排在一起时，固定镜面的框架的一部分是与横杆之间有一定的间距的分离；固定镜面的框架和横杆的放置方法有多种：一种是固定镜面的框架和横杆的一端固定在平衡支撑轴上；一种是通过轴承与平衡支撑轴相连接，固定镜面的框架和横杆的一端安装在平衡支撑轴或支撑架上的轴承上。