CN105423574B - 集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器 - Google Patents

集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，包括矩形空间桁架（1）、悬臂梁（2）、半圆形连接框（3）、反射镜组（8）、集热器（9）和支撑桁架（10），所述的支撑桁架（10）跨置在反射镜组（8）上，支撑桁架（10）上安装有集热器（9），且集热器（9）位于反射镜组（8）的焦点构成的轴线上，由于自动追日时反射镜组（8）的焦点构成的轴线位置始终不变使得反射镜组（8）反射的光线一直聚集在保持不动的集热器（9）上。本发明通过集热器与聚光器分离布置，使得集热器保持固定的情况下系统自动追日时聚光器能够始终将太阳光准确反射到集热器上，该太阳能聚光集热器易于安装调试、效率高且成本低。

Description

集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器
技术领域
本发明涉及槽式太阳能热发电系统，尤其是指一种在集热器保持固定的情况下系统自动追日时聚光器能够始终将太阳光准确反射到集热器上的槽式太阳能热发电系统，具体地说是一种能够在保证聚光器的聚光精度的同时降低控制系统和管道连接的难度、提高系统可靠性的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器。
背景技术
槽式太阳能聚光集热器是槽式太阳能热发电系统的重要部件，由抛物槽式反光镜、支架结构、集热器和驱动装置等组成。多个聚光集热器单元串联或并联组装，可实现大规模太阳能利用。目前，槽式太阳能热发电系统是比较成熟的中高温太阳能利用技术。但仍存在运行成本高、运行效率和可靠性较低、安装维护不够方便等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种集热器与聚光器分离布置、集热器保持固定的情况下系统自动追日时聚光器能够始终将太阳光准确反射到集热器上的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，包括矩形空间桁架、悬臂梁、半圆形连接框、反射镜组、集热器和支撑桁架，其特征在于：所述的支撑桁架跨置在反射镜组上，支撑桁架上安装有集热器，且集热器位于反射镜组的焦点构成的轴线上，由于自动追日时反射镜组的焦点构成的轴线位置始终不变使得反射镜组反射的光线一直聚集在保持不动的集热器上。
所述矩形空间桁架的两端面和中部分别焊接有半圆形连接框且反射镜组的焦点与半圆形连接框的圆心重合，半圆形连接框活动安装在支撑体上且半圆形连接框能够相对于其下方的支撑体转动。
所述半圆形连接框的其中一端或者半圆形连接框的两端与内齿圈固连，内齿圈与半圆形连接框同心设置且内齿圈中设有与其相啮合的齿轮，当外部电机带动齿轮旋转时，与齿轮啮合的内齿圈绕其圆心转动并进而带动半圆形连接框转动使得该反射镜组能够跟踪太阳。
所述的支撑体上设有半圆形滑轨且在半圆形滑轨内设有圆柱形滚子，半圆形连接框能够相对半圆型滑轨转动使得半圆形连接框通过圆柱形滚子与半圆形滑轨形成滚动轴承式的转动连接结构。
所述的半圆形连接框和半圆型滑轨的圆心相同。
所述的悬臂梁对称安装在矩形空间桁架的两侧，且反射镜组通过镜面支撑载体与悬臂梁进行连接。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明将半圆形空间桁架结构的圆心与反射镜组的焦点重合，当半圆形空间桁架结构沿半圆形滑道转动时则反射镜组也转动，从而可实时跟踪太阳。由于反射镜组与半圆形空间桁架结构圆心、半圆形滑道圆心均重合，因此半圆形空间桁架结构转动时，反射镜组焦点固定不动，实现了集热器与聚光器的分离；在控制难度和成本降低的情况下保证了聚光器部分的聚光精度；该结构使得聚光集热器追日时只需控制聚光器部分，降低了跟踪系统的驱动载荷和驱动系统功率，同时管道可直接刚性连接，降低了安装与维护难度，提高了系统可靠性，便于合理控制系统成本，故适宜推广使用。
附图说明
附图1为本发明的太阳能聚光集热器的结构示意图；
附图2为本发明的支撑体及其上的半圆型滑轨、圆柱形滚子集成结构示意图；
附图3为本发明的矩形空间桁架、悬臂梁、半圆形连接框和镜面支撑载体的集成结构示意图。
其中：1—矩形空间桁架；2—悬臂梁；3—半圆形连接框；4—支撑体；5—半圆形滑轨；6—圆柱形滚子；7—镜面支撑载体；8—反射镜组；9—集热器；10—支撑桁架；11—内齿圈；12—齿轮。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示：一种集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，包括矩形空间桁架1、悬臂梁2、半圆形连接框3、反射镜组8、集热器9和支撑桁架10，其中悬臂梁2对称安装在矩形空间桁架1的两侧，且反射镜组8通过镜面支撑载体7与悬臂梁2进行连接；矩形空间桁架1的两端面和中部分别焊接有半圆形连接框3且反射镜组8的焦点与半圆形连接框3的圆心重合，半圆形连接框3活动安装在支撑体4上且半圆形连接框3能够相对于其下方的支撑体4转动，在支撑体4上设有半圆形滑轨5且在半圆形滑轨5内设有圆柱形滚子6，半圆形连接框3和半圆型滑轨5的圆心相同，且半圆形连接框3能够相对半圆型滑轨5转动使得半圆形连接框3通过圆柱形滚子6与半圆形滑轨5形成滚动轴承式的转动连接结构；半圆形连接框3的其中一端或者半圆形连接框3的两端与内齿圈11固连，内齿圈11与半圆形连接框3同心设置且内齿圈11中设有与其相啮合的齿轮12，当外部电机带动齿轮12旋转时，与齿轮12啮合的内齿圈11绕其圆心转动并进而带动半圆形连接框3转动使得该反射镜组8能够跟踪太阳。在上述结构中，支撑桁架10跨置在反射镜组8上，支撑桁架10上安装有集热器9，且集热器9位于反射镜组8的焦点构成的轴线上，由于自动追日时反射镜组8的焦点构成的轴线位置始终不变使得反射镜组8反射的光线一直聚集在保持不动的集热器9上。
本发明的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器使用时，外部电机带动齿轮12旋转，与齿轮12啮合的内齿圈11绕其圆心转动并进而带动半圆形连接框3转动，半圆形连接框3带动反射镜组8转动使得该反射镜组8能够实时跟踪太阳，由于集热器9始终保持不动，使得集热器9始终位于反射镜组8的焦点构成的轴线上，因此自动追日时反射镜组8反射的太阳光一直准确聚集到集热器9上。
本发明将半圆形空间桁架结构3的圆心与反射镜组8的焦点重合，当半圆形空间桁架结构3沿半圆形滑道5转动时则反射镜组8也转动，从而可实时跟踪太阳。由于反射镜组8与半圆形空间桁架结构3圆心、半圆形滑道5圆心均重合，因此半圆形空间桁架结构3转动时，反射镜组8焦点固定不动，实现了集热器9与聚光器的分离；在控制难度和成本降低的情况下保证了聚光器部分的聚光精度；该结构使得聚光集热器追日时只需控制聚光器部分，降低了跟踪系统的驱动载荷和驱动系统功率，同时管道可直接刚性连接，降低了安装与维护难度，提高了系统可靠性，便于合理控制系统成本，故适宜推广使用。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，包括矩形空间桁架（1）、悬臂梁（2）、半圆形连接框（3）、反射镜组（8）、集热器（9）和支撑桁架（10），其特征在于：所述的支撑桁架（10）跨置在反射镜组（8）上，支撑桁架（10）上安装有集热器（9），且集热器（9）位于反射镜组（8）的焦点构成的轴线上，由于自动追日时反射镜组（8）的焦点构成的轴线位置始终不变使得反射镜组（8）反射的光线一直聚集在保持不动的集热器（9）上；所述矩形空间桁架（1）的两端面和中部分别焊接有半圆形连接框（3）且反射镜组（8）的焦点与半圆形连接框（3）的圆心重合，半圆形连接框（3）活动安装在支撑体（4）上且半圆形连接框（3）能够相对于其下方的支撑体（4）转动；所述半圆形连接框（3）的其中一端或者半圆形连接框（3）的两端与内齿圈（11）固连，内齿圈（11）与半圆形连接框（3）同心设置且内齿圈（11）中设有与其相啮合的齿轮（12），当外部电机带动齿轮（12）旋转时，与齿轮（12）啮合的内齿圈（11）绕其圆心转动并进而带动半圆形连接框（3）转动使得该反射镜组（8）能够跟踪太阳。
2.根据权利要求1所述的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，其特征在于：所述的支撑体（4）上设有半圆形滑轨（5）且在半圆形滑轨（5）内设有圆柱形滚子（6），半圆形连接框（3）能够相对半圆型滑轨（5）转动使得半圆形连接框（3）通过圆柱形滚子（6）与半圆形滑轨（5）形成滚动轴承式的转动连接结构。
3.根据权利要求2所述的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，其特征在于：所述的半圆形连接框（3）和半圆型滑轨（5）的圆心相同。
4.根据权利要求1所述的集热器与聚光器分离的抛物槽式太阳能聚光集热器，其特征在于：所述的悬臂梁（2）对称安装在矩形空间桁架（1）的两侧，且反射镜组（8）通过镜面支撑载体（7）与悬臂梁（2）进行连接。
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