CN107477885A - 太阳能聚光集热单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能聚光集热单元，包括集热部件、镜片组部件和调整部件；集热部件包括柔性集热管和集热管支架，柔性集热管固定在集热管支架上；镜片组部件包括镜片支架和多个镜片单体，镜片单体两端设置有镜片转轴，镜片转轴连接在镜片支架上；调整部件包括角度调整部件和定位部件，角度调整部件连接在镜片单体上，定位部件固定在镜片支架上。本发明有效解决了热胀冷缩效应对长度较大集热管的影响，并且便于调节镜片聚焦。

Description

太阳能聚光集热单元
技术领域
本发明涉及一种太阳能光热技术，具体说，涉及一种太阳能聚光集热单元。
背景技术
线性菲涅尔聚光集热器是一种应用线性镜面组合来聚光发热的太阳能技术，有着非常广泛的应用，包括发电以及工业蒸汽供应。同时，它的技术特点也决定了系统设计的复杂性，从而吸引了众多学者的研究兴趣。本次讲座主要回顾了线性菲涅尔聚光集热器的技术特点以及发展，简略介绍本人在本领域的研究，以及展望了菲涅尔聚光集热器的发展前景。
随着集热器的大型化发展，集热管的长度越来越长，在热胀冷缩效应的累积下，集热管与支撑架的连接往往发生断裂。并且，在大型化的趋势下，大型镜场的聚焦精度往往调整不到位，影响了集热效率。同时，现在使用的反射镜的支架、支架调整装置等部件也有很多不合理之处，在使用过程中存在诸多问题，影响了集热效率。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种太阳能聚光集热单元，有效解决了热胀冷缩效应对长度较大集热管的影响，并且便于调节镜片聚焦。
技术方案如下：
一种太阳能聚光集热单元，包括集热部件、镜片组部件和调整部件；集热部件包括柔性集热管和集热管支架，柔性集热管固定在集热管支架上；镜片组部件包括镜片支架和多个镜片单体，镜片单体两端设置有镜片转轴，镜片转轴连接在镜片支架上；调整部件包括角度调整部件和定位部件，角度调整部件连接在镜片单体上，定位部件固定在镜片支架上。
进一步：柔性集热管包括集热单管、柔性连接管件、管件连接法兰、连接短管；柔性连接管件连接在集热单管的两端，管件连接法兰、连接短管分别连接在集热单管两侧的柔性连接管件上，管件连接法兰开有法兰通孔，法兰通孔上安装有连接螺杆；多个集热单管之间通过管件连接法兰或者连接短管相连接。
进一步：柔性连接管件选用具有弹性功能的波纹管。
进一步：集热管支架包括第一支架单体和第二支架单体，第一支架单体包括第一支撑杆、第一支撑台；第一支撑台固定在第一支撑杆的顶端；第一支撑台包括第一连接底板、第一支撑板、第一弧形板；第一连接底板的底部连接在第一支撑杆的顶部，两个第一支撑板连接在第一连接底板、第一弧形板之间；两个连接在一起的管件连接法兰放置在第一弧形板上；第二支架单体包括第二支撑杆、第二支撑台、U形螺杆；第二支撑台固定在第二支撑杆的顶端；第二支撑台包括第二连接底板、第二支撑板、第二直板；第二连接底板的底部连接在第二支撑杆的顶部，两个第二支撑板的一端连接在第二连接底板顶端，第二直板的两端连接在两个第二支撑板之间，第二支撑板开有两个固定通孔；连接两个柔性连接管件的连接短管放置在第二直板上，U形螺杆安装在两个固定通孔内，U形螺杆将连接短管固定在第二直板上。
进一步：镜片单体包括镜片、镜片固定底座、镜片转轴，镜片固定在镜片固定底座上，镜片转轴设置在镜片固定底座的两端。
进一步：镜片转轴上安装有镜片转轴轴套，镜片转轴轴套固定在镜片支架上。
进一步：镜片单体包括两个相串接的镜片固定底座和两个镜片，两个镜片固定底座通过镜片转轴相连接。
进一步：角度调整部件用于调整镜片单体的倾角，包括旋转板、长连接板、短连接板；旋转板两端开有旋转板通孔，旋转板一端利用旋转板通孔固定在镜片转轴上，另一端的旋转板通孔通过旋转板连接轴连接在长连接板的旋转板连接通孔上；旋转板连接轴两端开有第一环槽，第一环槽上设置有第一卡簧；旋转板通孔上设置有第一旋转板轴套，旋转板连接轴套装在第一旋转板轴套和第二旋转板轴套上；长连接板开有短连接板连接通孔和多个旋转板连接通孔，旋转板连接通孔处设置有第二旋转板轴套；短连接板两端开有短连接板通孔，一个短连接板通孔通过短连接板连接轴连接在短连接板连接通孔上，短连接板通孔处设置有短连接板轴套；短连接板连接轴两端开有第二环槽，第二环槽设置有第二卡簧，短连接板连接轴的一端套装在短连接板轴套上，另一端连接在短连接板连接通孔上。
进一步：定位部件包括齿轮固定板、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、齿轮轴；齿轮固定板开有第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮通过齿轮轴分别固定在第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔内，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮依次咬合；第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔内设置有齿轮轴套，齿轮轴套装在齿轮轴套内；齿轮轴连接在旋转板通孔上，实现与旋转板相连接。
进一步：第一齿轮开有第一齿轮孔，第二齿轮开有第二齿轮孔，第三齿轮开有第三齿轮孔；齿轮轴设置连接端，三个齿轮轴的连接端分别连接在第一齿轮孔、第二齿轮孔、第三齿轮孔内。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明有效解决了热胀冷缩效应对长度较大集热管的影响，并且便于调节镜片组聚焦，实现镜片组的有效定位，提高了镜场的集热效率。
附图说明
图1是本发明中太阳能聚光集热单元的立体结构图；
图2是本发明中柔性集热管的立体结构图；
图3是本发明中柔性集热管的主视图；
图4是本发明中第一支架单体的立体结构图；
图5是本发明中第一支撑台的立体结构图；
图6是本发明中第二支架单体的立体结构图；
图7是本发明中第二支撑台的立体结构图；
图8是本发明中镜片组部件的立体结构图；
图9是本发明中镜片单体的立体结构图；
图10是本发明中镜片单体的结构分解图；
图11是本发明中角度调整部件的立体结构图；
图12是本发明中旋转板与长连接板的连接分解图；
图13是本发明中短连接板与长连接板的连接分解图；
图14是本发明中定位部件的立体结构图；
图15是本发明中定位部件的结构分解图。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中太阳能聚光集热单元的立体结构图。
太阳能聚光集热单元的结构包括：集热部件、镜片组部件和调整部件，集热部件用于收集镜片组部件反射的太阳能，调整部件用于调整镜片组部件的反射倾角。
集热部件，包括：柔性集热管11和集热管支架12，柔性集热管11固定在集热管支架12上。
如图2所示，是本发明中柔性集热管11的立体结构图；如图3所示，是本发明中柔性集热管11的主视图。
柔性集热管11的结构包括：至少一个集热单管111、柔性连接管件112、管件连接法兰113、连接短管114；柔性连接管件112连接在集热单管111的两端，管件连接法兰113、连接短管114分别连接在集热单管111两侧的柔性连接管件112上，管件连接法兰113开有法兰通孔，法兰通孔上安装有连接螺杆，多个集热单管111之间通过管件连接法兰113或者连接短管114相连接。柔性连接管件112选用具有弹性功能的波纹管。
柔性集热管11与外部的输热管路相连接，柔性集热管11中装有油，通过油将热量输送到外部的热交换器。
如图4所示，是本发明中第一支架单体121的立体结构图；如图5所示，是本发明中第一支撑台1212的立体结构图。
集热管支架12的结构包括：第一支架单体121和第二支架单体122，第一支架单体121和第二支架单体122用于支撑和固定柔性集热管11。
第一支架单体121的结构包括：第一支撑杆1211、第一支撑台1212；第一支撑台1212固定在第一支撑杆1211的顶端，第一支撑杆1211的底端固定在地基上。第一支撑台1212包括：第一连接底板1213、第一支撑板1214、第一弧形板1215；第一连接底板1213的底部连接在第一支撑杆1211的顶部，两个第一支撑板1214连接在第一连接底板1213、第一弧形板1215之间。两个连接在一起的管件连接法兰113放置在第一弧形板1215上。
如图6所示，是本发明中第二支架单体122的立体结构图；如图7所示，是本发明中第二支撑台1222的立体结构图。
第二支架单体122的结构包括：第二支撑杆1221、第二支撑台1222、U形螺杆1226；第二支撑台1222固定在第二支撑杆1221的顶端，第二支撑杆1221的底端固定在地基上。第二支撑台1222包括：第二连接底板1223、第二支撑板1224、第二直板1225；第二连接底板1223的底部连接在第二支撑杆1221的顶部，两个第二支撑板1224的一端连接在第二连接底板1233顶端，第二直板1225的两端连接在两个第二支撑板1224之间，第二直板1225开有两个固定通孔1227。连接两个柔性连接管件112的连接短管114放置在第二直板1225上，U形螺杆1226安装在两个固定通孔1227内，U形螺杆1226将连接短管114固定在第二直板1225上。
如图8所示，是本发明中镜片组部件的立体结构图。
镜片组部件的结构包括：多个镜片单体13、镜片支架14，镜片单体13两端设置有镜片转轴133，镜片转轴131连接在镜片支架14上。
如图9所示，是本发明中镜片单体13的立体结构图；如图10所示，是本发明中镜片单体13的结构分解图。
镜片单体13的结构包括：镜片131、镜片固定底座132、镜片转轴133，镜片131固定在镜片固定底座132上，镜片转轴133设置在镜片固定底座132的两端。为了便于镜片固定底座132转动，在镜片转轴133上安装有镜片转轴轴套134，镜片转轴轴套134固定在镜片支架14上。
本发明中，镜片单体13包括两个相串接的镜片固定底座132和两个镜片131，两个镜片固定底座132通过镜片转轴133相连接。
如图11所示，是本发明中角度调整部件15的立体结构图；如图12所示，是本发明中旋转板151与长连接板152的连接分解图；如图13所示，是本发明中短连接板153与长连接板152的连接分解图。
调整部件包括：角度调整部件15和定位部件16，角度调整部件15连接在镜片单体13上，定位部件固定在镜片支架14上。
角度调整部件15用于调整镜片单体13的倾角，使镜片131对准柔性集热管11，结构包括：旋转板151、长连接板152、短连接板153。
旋转板151两端开有旋转板通孔1511，旋转板151一端利用旋转板通孔1511固定在镜片转轴133上，另一端的旋转板通孔1511通过旋转板连接轴1512连接在长连接板152的旋转板连接通孔1521上。旋转板连接轴1512两端开有第一环槽，第一环槽上设置有第一卡簧1513。为了便于旋转，在旋转板通孔1511上设置有第一旋转板轴套1514。旋转板连接轴1512套装在第一旋转板轴套1514和第二旋转板轴套1523上。
长连接板152开有一个短连接板连接通孔1522，多个旋转板连接通孔1521。旋转板连接通孔1521处设置有第二旋转板轴套1523。
短连接板153两端开有短连接板通孔1531，一个短连接板通孔1531通过短连接板连接轴1532连接在短连接板连接通孔1522上，两个短连接板通孔1531处设置有短连接板轴套1533。短连接板连接轴1532两端开有第二环槽，第二环槽设置有第二卡簧1535。短连接板连接轴1532的一端套装在短连接板轴套1533上，另一端连接在短连接板连接通孔1522上。
如图14所示，是本发明中定位部件的立体结构图；如图15所示，是本发明中定位部件的结构分解图。
定位部件包括：齿轮固定板161、第一齿轮162、第二齿轮163、第三齿轮164、齿轮轴165；齿轮固定板161开有第一齿轮轴孔1611、第二齿轮轴孔1612、第三齿轮轴孔1613，第一齿轮162、第二齿轮163、第三齿轮164通过齿轮轴165分别固定在第一齿轮轴孔1611、第二齿轮轴孔1612、第三齿轮轴孔1613内。第一齿轮162、第二齿轮163、第三齿轮164依次咬合。
第一齿轮162开有第一齿轮孔1621，第二齿轮163开有第二齿轮孔1631，第三齿轮164开有第三齿轮孔1641；齿轮轴165设置连接端，三个齿轮轴165的连接端分别连接在第一齿轮孔1621、第二齿轮孔1631、第三齿轮孔1641内；第一齿轮轴孔1611、第二齿轮轴孔1612、第三齿轮轴孔1613内设置有齿轮轴套1614，齿轮轴165套装在齿轮轴套1614内。
齿轮轴165连接在旋转板通孔1511上，实现与旋转板151相连接。当旋转板151旋转时，第一齿轮162随着旋转板151旋转，第二齿轮163、第三齿轮164随着第一齿轮162旋转，当第三齿轮164转动限定时，第一齿轮162停止转动，镜片131、镜片固定底座132同样停止转动，实现位置限定；使得镜片131反射的阳光始终照射柔性集热管11。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种太阳能聚光集热单元，其特征在于：包括集热部件、镜片组部件和调整部件；集热部件包括柔性集热管和集热管支架，柔性集热管固定在集热管支架上；镜片组部件包括镜片支架和多个镜片单体，镜片单体两端设置有镜片转轴，镜片转轴连接在镜片支架上；调整部件包括角度调整部件和定位部件，角度调整部件连接在镜片单体上，定位部件固定在镜片支架上。
2.如权利要求1所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：柔性集热管包括集热单管、柔性连接管件、管件连接法兰、连接短管；柔性连接管件连接在集热单管的两端，管件连接法兰、连接短管分别连接在集热单管两侧的柔性连接管件上，管件连接法兰开有法兰通孔，法兰通孔上安装有连接螺杆；多个集热单管之间通过管件连接法兰或者连接短管相连接。
3.如权利要求2所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：柔性连接管件选用具有弹性功能的波纹管。
4.如权利要求1所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：集热管支架包括第一支架单体和第二支架单体，第一支架单体包括第一支撑杆、第一支撑台；第一支撑台固定在第一支撑杆的顶端；第一支撑台包括第一连接底板、第一支撑板、第一弧形板；第一连接底板的底部连接在第一支撑杆的顶部，两个第一支撑板连接在第一连接底板、第一弧形板之间；两个连接在一起的管件连接法兰放置在第一弧形板上；第二支架单体包括第二支撑杆、第二支撑台、U形螺杆；第二支撑台固定在第二支撑杆的顶端；第二支撑台包括第二连接底板、第二支撑板、第二直板；第二连接底板的底部连接在第二支撑杆的顶部，两个第二支撑板的一端连接在第二连接底板顶端，第二直板的两端连接在两个第二支撑板之间，第二支撑板开有两个固定通孔；连接两个柔性连接管件的连接短管放置在第二直板上，U形螺杆安装在两个固定通孔内，U形螺杆将连接短管固定在第二直板上。
5.如权利要求1所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：镜片单体包括镜片、镜片固定底座、镜片转轴，镜片固定在镜片固定底座上，镜片转轴设置在镜片固定底座的两端。
6.如权利要求5所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：镜片转轴上安装有镜片转轴轴套，镜片转轴轴套固定在镜片支架上。
7.如权利要求5所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：镜片单体包括两个相串接的镜片固定底座和两个镜片，两个镜片固定底座通过镜片转轴相连接。
8.如权利要求1所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：角度调整部件用于调整镜片单体的倾角，包括旋转板、长连接板、短连接板；旋转板两端开有旋转板通孔，旋转板一端利用旋转板通孔固定在镜片转轴上，另一端的旋转板通孔通过旋转板连接轴连接在长连接板的旋转板连接通孔上；旋转板连接轴两端开有第一环槽，第一环槽上设置有第一卡簧；旋转板通孔上设置有第一旋转板轴套，旋转板连接轴套装在第一旋转板轴套和第二旋转板轴套上；长连接板开有短连接板连接通孔和多个旋转板连接通孔，旋转板连接通孔处设置有第二旋转板轴套；短连接板两端开有短连接板通孔，一个短连接板通孔通过短连接板连接轴连接在短连接板连接通孔上，短连接板通孔处设置有短连接板轴套；短连接板连接轴两端开有第二环槽，第二环槽设置有第二卡簧，短连接板连接轴的一端套装在短连接板轴套上，另一端连接在短连接板连接通孔上。
9.如权利要求8所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：定位部件包括齿轮固定板、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、齿轮轴；齿轮固定板开有第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮通过齿轮轴分别固定在第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔内，第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮依次咬合；第一齿轮轴孔、第二齿轮轴孔、第三齿轮轴孔内设置有齿轮轴套，齿轮轴套装在齿轮轴套内；齿轮轴连接在旋转板通孔上，实现与旋转板相连接。
10.如权利要求9所述太阳能聚光集热单元，其特征在于：第一齿轮开有第一齿轮孔，第二齿轮开有第二齿轮孔，第三齿轮开有第三齿轮孔；齿轮轴设置连接端，三个齿轮轴的连接端分别连接在第一齿轮孔、第二齿轮孔、第三齿轮孔内。
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