CN109814607B - 一种定日镜反射镜高度调节装置及定日镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定日镜装置，包括反射镜、反射镜支撑载体、连接座、仰角驱动器、方位角驱动器及立柱，所述反射镜固定设置于所述反射镜支撑载体上，所述反射镜支撑载体铰接于所述连接座上，通过所述仰角驱动器驱动所述反射镜支撑载体绕所述连接座进行仰角方向追日，所述连接座固定设置于所述方位角驱动器上，间接驱动所述反射镜支撑载体进行方位角追日；所述方位角驱动器铰接设置于所述立柱上，通过所述方位角驱动器上的第一机构配合所述立柱上的第二机构配合来调节所述反射镜的高度，使镜场中各所述反射镜趋于镜场设计的理论高度，从而保证各所述反射镜之间的光线遮挡量趋于最少，以提高镜场效率。

Description

一种定日镜反射镜高度调节装置及定日镜装置

技术领域

本发明属于太阳能热发电领域，特别涉及一种定日镜反射镜高度调节装置及定日镜装置。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，尤其是光热发电技术是继光伏发电技术以后的新兴太阳能利用技术，其中，塔式太阳能热发电技术因具有储能、调峰的好处，受到了广泛的关注。

塔式太阳能热发电中的定日镜实现的功能是将太阳光聚集到吸热器上，通过加热工质产生高温高压蒸汽，进而驱动汽轮机发电。定日镜是由反射镜、镜架、跟踪装置及其控制系统组成的聚光装置，是塔式太阳能热发电系统中核心装置之一。

镜场效率是塔式太阳能热发电重要的指标，提高镜场效率有两种有效措施：一个是提高定日镜反射镜的光斑质量；另一个是，在一定的镜场场地范围内，合理布置一定数量的定日镜，尽量降低各定日镜反射镜之间的光线遮挡量。而现有技术中，镜场中各定日镜根据理论坐标布置后，由于镜场场平精度偏差及各定日镜立柱安装高度的偏差问题，从而导致各定日镜反射镜实际高度与理论高度存在较大偏差，从而不能有效降低各定日镜反射镜之间的光线遮挡量，以致影响了整镜场效率的提升。

发明内容

本发明提供了一种定日镜反射镜高度调节装置及定日镜装置，本发明提供的定日镜装置，待各定日镜安装完成后，可自动调整各定日镜反射镜的高度，使镜场中各区域中的定日镜反射镜的实际高度趋于镜场设计的理论高度，从而保证各定日镜反射镜之间的光线遮挡量趋于最少，以提高镜场效率。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种定日镜装置，包括反射镜、反射镜支撑载体、连接座、仰角驱动器、方位角驱动器及立柱；所述反射镜设置于所述反射镜支撑载体上，所述反射镜支撑载体铰接于所述连接座上，通过所述仰角驱动器驱动所述反射镜支撑载体绕所述连接座进行仰角方向追日，所述连接座固定设置于所述方位角驱动器上，间接驱动所述反射镜支撑载体进行方位角追日；所述定日镜装置还包括反射镜高度调节装置，所述反射镜高度调节装置包括设置于所述方位角驱动器的第一机构及设置在所述立柱上的第二机构，所述方位角驱动器包括外盘和内盘及设置在所述外盘和内盘之间的轴承，所述第一机构用于实现所述外盘和所述内盘的相对转动；所述立柱包括外管和调整盘，所述调整盘与所述内盘固定连接，所述第二机构用于实现所述调节盘相对于所述外管沿高度方向的移动。

在本发明的较佳实施方式中，所述第一机构包括蜗轮、蜗杆、传动装置及控制装置，所述蜗轮固定设置于所述内盘上，所述蜗杆铰接设置于所述外盘内，所述外盘与所述连接座固定连接，所述传动装置、控制装置固定设置于所述外盘内，所述传动装置在力传递方向上设置于所述控制装置和所述蜗杆之间。

在本发明的较佳实施方式中，所述控制装置包括电机，所述电机通过所述传动装置驱动所述蜗杆转动，进而驱使蜗轮与蜗杆产生相对运动，间接驱使内盘与外盘产生相对运动。

在本发明的较佳实施方式中，定日镜装置还包括GPS定位机构，所述GPS定位机构固定设置于所述反射镜上，所述控制装置与所述GPS定位机构通过无线连接，待定日镜安装完成后，所述GPS定位机构自动检测各定日镜反射镜的海拔高度，并将检测的信息反馈给所述控制装置，所述控制装置将GPS定位机构反馈的定日镜反射镜实际海拔高与定日镜反射镜理论高度进行对比，确认定日镜反射镜实际海拔高度低于或高于理论高度后，所述控制装置下发信号给所述电机，驱动所述电机进行反转或正转，并通过所述传动机构带动所述蜗杆转动。

在本发明的较佳实施方式中，所述外管内环设置有螺纹结构，所述调整盘另一端为与所述外管内环螺纹结构铰接配合的外螺纹结构，所述调整盘被构造成通过螺纹配合可沿所述外管轴线方向进行高度调节。

在本发明的较佳实施方式中，所述立柱还包括若干限位滑块，所述外管外环两侧各设置有一组滑道，每组各设置有两条滑道，所述限位滑块底面设置有弹性体，并铰接设置于所述外管两侧的每组滑道内，所述限位滑块被构造成可沿所述外管滑道上下滑动，并通过所述弹性体以克服所述限位滑块本身的重力影响而停留在所述外管滑道内任意位置不下滑。

在本发明的较佳实施方式中，所述外盘两侧各设置有一挡片，所述外盘两侧的挡片分别均布于所述外管两侧的一组滑道内的两限位滑块之间，且所述外盘两侧的挡片宽度均小于所述外管两侧一组滑道内所述两限位滑块的跨距，且所述外盘挡片与所述外管外壁设置有一定的间隙。

在本发明的较佳实施方式中，所述外管端面外环设置有数个螺纹孔；所述调整盘为法兰结构，一端为与所述内盘底面固定连接的法兰面，所述调整盘法兰面外围设置有数个腰槽孔；反射镜高度调节完成后，所述调整盘法兰面通过螺栓穿过所述腰槽孔与所述外管端面螺纹孔进行配合连接。

在本发明的较佳实施方式中，定日镜反射镜高度调节装置通过如下方式调节：待定日镜安装完成后，将所述限位滑块沿所述外管外环两侧两组滑道滑至所述外管的顶部，所述限位滑块将所述外盘两侧的挡片包裹在内；当所述蜗杆传动时，因所述外盘承受的摩擦阻力小于所述内盘，所述外盘相对所述内盘旋转，所述内盘相对于所述外管保持相对静止，当所述外盘两侧任意挡片碰触至所述限位滑块时，所述外盘停止转动，同时所述内盘相对所述外盘旋转，所述外盘相对于所述外管保持相对静止，所述内盘带动所述调节盘旋转，以调节所述反射镜上升或下降；GPS定位机构实时检测所述反射镜实际海拔高度，并将信号反馈给所述控制装置与反射镜理论高度进行对比，当所述反射镜实际海拔高度接近或达到反射镜理论高度时，所述控制装置下发信号给所述电机，致所述电机停止转动，同时所述反射镜停止上升或下降；将螺栓穿过所述调节盘法兰面腰槽孔连接至所述外管端面的螺纹孔，以保证所述调节盘与所述外管保持刚性连接而保持相对静止；待所述电机再次启动前，先将所述限位滑块沿所述外管两侧的两组滑道下滑，保证所述外盘转动时，所述外盘两侧的挡片与所述限位滑块不发生干涉现象；待电机再次启动时，所述外盘带动所述反射镜进行正常的方位角追日运动。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点：

本发明提供的定日镜装置及反射镜高度调节装置可克服因镜场场平精度偏差及所述立柱的安装高度偏差而导致的所述反射镜高度的偏差问题，所以使镜场中各所述反射镜趋于镜场设计的理论高度，从而保证各所述反射镜之间的光线遮挡量趋于最少，以提高镜场效率。

附图说明

图1是本发明实施例中定日镜装置图；

图2是本发明实施例中定日镜装置局部放大图；

图3是本发明一实施例中的方位角驱动器和立柱连接图；

图4是本发明一实施例中的方位角驱动器剖面图一；

图5是本发明一实施例中的方位角驱动器剖面图二；

图6是本发明一实施例中的方位角驱动器和立柱连接图；

图7是本发明一实施例中的调节盘侧视图；

图8是本发明一实施例中的立柱剖面图；

【主要符号说明】

1-反射镜、2-反射镜支撑载体、3-连接座、4-仰角驱动器、

5-方位角驱动器、6-立柱；

51-外盘、52-内盘、53-蜗轮、54-蜗杆；55-传动机构、56-控制装置

61-外管、62-限位滑块、63-调节盘；

511-挡片、611-滑道、612-螺纹孔、621-弹性体、631-腰槽孔、632-调节盘螺纹段；7-螺栓。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例

如图1、2所示的一种定日镜装置，包括反射镜1、反射镜支撑载体2、连接座3、仰角驱动器4、方位角驱动器5及立柱6；反射镜1设置于反射镜支撑载体2上，反射镜支撑载体2铰接于连接座3上，通过仰角驱动器4驱动反射镜支撑载体2绕连接座3进行仰角方向追日，连接座3固定设置于方位角驱动器5上，间接驱动反射镜支撑载体2进行方位角追日；需要说明的是，本实施例附图中提供的反射镜1、反射镜支撑载体2、连接座3、仰角驱动器4的具体结构仅为清楚说明本发明的发明目的，本发明对反射镜1、反射镜支撑载体2、连接座3、仰角驱动器4的具体结构不做限制。

如图4、5所示，本实施例详细描述了本发明的一种用于定日镜装置的方位角驱动器5，方位角驱动器5包括外盘51、内盘52、蜗轮53、蜗杆54、传动装置55及控制装置56。

本实施例中，如图3所示，方位角驱动器5的上端—外盘51与连接座3固定连接，方位角驱动器5的下端—内盘52与立柱6固定连接；如图4、5所示，蜗轮53固定设置于内盘52上，蜗杆54铰接设置于外盘51内，传动机构55、控制装置56固定设置于外盘51内；控制装置56包括电机(图中未展示)，电机将电能转换为动能并通过传动机构55驱动蜗杆54转动，从而可驱使蜗轮53与蜗杆54产生相对运动，间接驱使内盘52与外盘51产生相对运动。

本实施例中，如图3、4所示，外盘51两侧各设置有一挡片511，外盘51与挡片511一体成型，挡片511分别对称布置于立柱6外环的两侧。

如图6所示，本实施例还详细描述本发明的一种用于定日镜装置的立柱6，立柱6包括外管61、限位滑块62和调整盘63。

本实施例中，如图8所示，外管61外环两侧各设置有一组滑道611，每组滑道611各设置有两条滑道611，四个限位滑块62分别铰接设置于滑道611内，且每个限位滑块62底面设置有一个弹性体621，限位滑块62被构造成可沿滑道611上下滑动，并通过设置弹性体621以克服限位滑块62本身的重力影响，使限位滑块62可停留在滑道611内任意位置而不下滑；滑道611、限位滑块62与挡片511相配合，详述见下。

本实施例中，如图6所示，外管61内环设置有螺纹结构，端面外环设置有数个螺纹孔612；如图3、7所示，调整盘63为法兰结构，一端为法兰面与方位角驱动器5的内盘52底面固定连接，调整盘63法兰面外围设置有数个腰槽孔631，并通过多个螺栓7与外管61端面螺纹孔进行配合连接，通过螺栓连接可保证外管61与调整盘63保持相对静止；

调整盘63的另一端为外螺纹结构632，与外管61内环螺纹结构铰接配合，调整盘63被构造成通过螺纹配合可沿外管61轴线方向进行高度调节。

以下，本实施例详细描述本发明的定日镜装置如何自动调节反射镜的高度，该定日镜装置还包括GPS定位机构（图中未展示），GPS定位机构固定设置于反射镜1上；方位角驱动器5的控制装置56与GPS定位机构通过无线连接， GPS定位机构可自动检测各定日镜反射镜1的海拔高度，并将检测的信息反馈给控制装置56，控制装置56将GPS定位机构反馈的定日镜反射镜1实际海拔高与定日镜反射镜1理论高度进行对比，确认定日镜反射镜1的实际海拔高度低于或高于理论高度后，控制装置56便下发信号给电机，驱动电机进行反转或正转，电机将电能转换为动能并通过传动机构55驱动蜗杆54转动，从而可驱使蜗轮53与蜗杆54产生相对运动，间接驱使内盘52与外盘51产生相对运动。

本实施例中，待定日镜安装完成，GPS定位机构未开始检测前，方位角驱动器5与立柱6处于一定的安装位置。如图3所示，限位滑块62已被滑动至外管61的顶面，方位角驱动器5的外盘51两侧的挡片511分别均布于外管61两侧的一组滑道611内并位于一组滑道611内两个限位滑块62之间，挡片511的宽度均小于外管61两侧一组滑道611内两个限位滑块62的内侧跨距，且挡片511与外管61外壁设置有一定的间隙，以保证外盘51在转动时不会与外管61发生干涉现象。

本实施例中，待定日镜安装完成时，限位滑块62已将外盘51两侧的挡片511包裹在内，同时GPS定位机构检测反射镜1实际海拔高度，并将信号反馈给控制装置56与反射镜1理论高度进行对比，当反射镜1实际海拔高度低于反射镜1理论高度时，控制装置56下发信号给电机并进行正转，并通过传动机构55驱动蜗杆54正转，并驱使蜗轮53与蜗杆54产生相对运动，间接驱使内盘52与外盘51产生相对运动；当挡片511未与限位滑块62接触前，受反射镜1、反射镜支撑载体2、连接座3、仰角驱动器4、方位角驱动器5整体对调整盘63的重力影响，调整盘63沿外管61内螺纹螺旋上升的阻力大于外盘51转动的阻力，外盘51相对内盘52优先开始进行转动（内盘52与调整盘63固定连接），当外盘51两侧任意挡片511与限位滑块62碰触时，外盘51被迫停止转动，此时，调整盘63沿外管61内螺纹螺旋上升的阻力小于外盘51的转动阻力，同时内盘52带动调整盘63相对外盘51开始逆时针转动，以调节反射镜1上升，GPS定位机构实时检测反射镜1实际海拔高度，并将信号反馈给控制装置56与反射镜1理论高度进行对比，当反射镜1实际海拔高度接近或达到反射镜1理论高度时，控制装置56下发信号，电机并停止转动，同时反射镜停止上升运动。

本实施例中，待定日镜安装完成时，GPS定位机构检测反射镜1实际海拔高度，并将信号反馈给控制装置56与反射镜1理论高度进行对比，当反射镜1实际海拔高度高于反射镜1理论高度时，控制装置56下发信号给电机并进行反转，并通过传动机构55驱动蜗杆54反转，并驱使蜗轮53与蜗杆54产生相对运动，间接驱使内盘52与外盘51产生相对运动；当挡片511未与限位滑块52接触前，受反射镜1、反射镜支撑载体2、连接座3、仰角驱动器4、方位角驱动器5整体对调整盘63的重力影响，调整盘63沿外管61内螺纹螺旋上升的阻力大于外盘51转动的阻力，外盘51相对内盘52优先开始进行转动（内盘52与调整盘63固定连接），当外盘51两侧任意挡片511碰触与限位滑块62碰触时，外盘51被迫停止转动，此时，调整盘63沿外管61内螺纹螺旋上升的阻力小于外盘51的转动阻力，同时内盘52带动调整盘63相对外盘51开始顺时针转动，以调节反射镜1下降，GPS定位机构实时检测反射镜1实际海拔高度，并将信号反馈给控制装置56与反射镜1理论高度进行对比，当反射镜1实际海拔高度接近或达到反射镜1理论高度时，控制装置56下发信号，电机停止转动，同时反射镜停止下降运动。

本实施例中，当反射镜1完成高度调节后，用螺栓将调节盘63和外管61进行固定连接，并将限位滑块62下滑至外管61下方，以防止外盘51旋转时，其挡片511与限位滑块62发生干涉。当方位角驱动器5的电机再次启动时，内盘52相对于立柱6保持静止，外盘51相对于内盘52进行转动，并带动定日镜正常的方位角追日。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种定日镜装置，包括反射镜、反射镜支撑载体、连接座、仰角驱动器、方位角驱动器及立柱，其特征在于，所述反射镜设置于所述反射镜支撑载体上，所述反射镜支撑载体铰接于所述连接座上，通过所述仰角驱动器驱动所述反射镜支撑载体绕所述连接座进行仰角方向追日，所述连接座固定设置于所述方位角驱动器上，间接驱动所述反射镜支撑载体进行方位角追日；

所述定日镜装置还包括反射镜高度调节装置，所述反射镜高度调节装置包括设置于所述方位角驱动器的第一机构及设置在所述立柱上的第二机构，所述方位角驱动器包括外盘和内盘及设置在所述外盘和内盘之间的轴承，所述第一机构用于实现所述外盘和所述内盘的相对转动；所述立柱包括外管和调整盘，所述调整盘的一端与所述内盘固定连接，所述第二机构用于实现所述调节盘相对于所述外管沿高度方向的移动；所述第一机构包括蜗轮、蜗杆、传动装置及控制装置，所述蜗轮固定设置于所述内盘上，所述蜗杆铰接设置于所述外盘内，所述外盘与所述连接座固定连接，所述内盘与所述立柱固定连接，所述传动装置、控制装置固定设置于所述外盘内，所述传动装置在力传递方向上设置于所述控制装置和所述蜗杆之间；所述控制装置包括电机，所述电机通过所述传动装置驱动所述蜗杆转动，进而驱使蜗轮与蜗杆产生相对运动，间接驱使内盘与外盘产生相对运动；

所述外管内环设置有螺纹结构，所述调整盘的另一端为与所述外管内环螺纹结构铰接配合的外螺纹结构，所述调整盘被构造成通过螺纹配合可沿所述外管轴线方向进行高度调节；

所述立柱还包括若干限位滑块，所述外管外环两侧各设置有一组滑道，每组各设置有两条滑道，所述限位滑块底面设置有弹性体，并铰接设置于所述外管两侧的每组滑道内，所述限位滑块被构造成可沿所述外管滑道上下滑动，并通过所述弹性体以克服所述限位滑块本身的重力影响而停留在所述外管滑道内任意位置不下滑；

所述外盘两侧各设置有一挡片，所述外盘两侧的挡片分别均布于所述外管两侧的一组滑道内的两限位滑块之间，且所述外盘两侧的挡片宽度均小于所述外管两侧一组滑道内所述两限位滑块的跨距，且所述外盘挡片与所述外管外壁设置有一定的间隙。

2.根据权利要求1所述的定日镜装置，其特征在于，定日镜装置还包括GPS定位机构，所述GPS定位机构固定设置于所述反射镜上，所述控制装置与所述GPS定位机构通过无线连接，待定日镜安装完成后，所述GPS定位机构自动检测各定日镜反射镜的海拔高度，并将检测的信息反馈给所述控制装置，所述控制装置将GPS定位机构反馈的定日镜反射镜实际海拔高与定日镜反射镜理论高度进行对比，确认定日镜反射镜实际海拔高度低于或高于理论高度后，所述控制装置下发信号给所述电机，驱动所述电机进行反转或正转，并通过所述传动机构带动所述蜗杆转动。

3.根据权利要求1所述的定日镜装置，其特征在于，所述外管端面外环设置有数个螺纹孔；所述调整盘为法兰结构，一端为与所述内盘底面固定连接的法兰面，所述调整盘法兰面外围设置有数个腰槽孔；反射镜高度调节完成后，所述调整盘法兰面通过螺栓穿过所述腰槽孔与所述外管端面螺纹孔进行配合连接。

4.一种定日镜反射镜高度调节装置，其特征在于，所述反射镜高度调节装置包括设置于方位角驱动器的第一机构及设置在立柱上的第二机构，所述方位角驱动器包括外盘和内盘及设置在所述外盘和内盘之间的轴承，所述第一机构用于实现所述外盘和所述内盘的相对转动；所述立柱包括外管和调整盘，所述调整盘的一端与所述内盘固定连接，所述第二机构用于实现所述调节盘相对于所述外管沿高度方向的移动；所述第一机构包括蜗轮、蜗杆、传动装置及控制装置，所述蜗轮固定设置于所述内盘上，所述蜗杆铰接设置于所述外盘内，所述外盘与所述连接座固定连接，所述内盘与所述立柱固定连接，所述传动装置、控制装置固定设置于所述外盘内，所述传动装置在力传递方向上设置于所述控制装置和所述蜗杆之间；所述控制装置包括电机，所述电机通过所述传动装置驱动所述蜗杆转动，进而驱使蜗轮与蜗杆产生相对运动，间接驱使内盘与外盘产生相对运动；

所述外管内环设置有螺纹结构，所述调整盘的另一端为与所述外管内环螺纹结构铰接配合的外螺纹结构，所述调整盘被构造成通过螺纹配合可沿所述外管轴线方向进行高度调节；

所述立柱还包括若干限位滑块，所述外管外环两侧各设置有一组滑道，每组各设置有两条滑道，所述限位滑块底面设置有弹性体，并铰接设置于所述外管两侧的每组滑道内，所述限位滑块被构造成可沿所述外管滑道上下滑动，并通过所述弹性体以克服所述限位滑块本身的重力影响而停留在所述外管滑道内任意位置不下滑；

所述外盘两侧各设置有一挡片，所述外盘两侧的挡片分别均布于所述外管两侧的一组滑道内的两限位滑块之间，且所述外盘两侧的挡片宽度均小于所述外管两侧一组滑道内所述两限位滑块的跨距，且所述外盘挡片与所述外管外壁设置有一定的间隙。