CN110332721A - 一种定日镜的自清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定日镜的自清洁装置，包括：固定面板，与定日镜的下表面贴合固定安装，且尺寸大于定日镜下表面；两储气导轨，相互平行布置在所述定日镜的左右侧，且储气导轨平行安装在固定面板上；储气导轨包括导轨本体，导轨本体为空心结构，且其内设置有将导轨本体内的空心部分成两储气室的压缩块，导轨本体两端上均设置有与储气室连通的出气口和进气口；清洁横梁，横跨在所述定日镜的上方，且清洁横梁的两端分别通过套环套设在两导轨本体上，清洁横梁通过套环可沿导轨本体轴向移动；清洁横梁朝向定日镜的一侧上设置有清洁块，清洁块包括有多个沿清洁横梁长度方向均布的喷嘴，导轨本体两端的出气口分别通过通气管与清洁横梁上的喷嘴连接。

Description

一种定日镜的自清洁装置

技术领域

本发明涉及太阳能热发电领域的定日镜结构部件，特别涉及一种定日镜的自清洁装置。

背景技术

在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能利用更受世人的重视。

太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为(1)塔式太阳能热发电；(2)槽式太阳能热发电；(3)碟式太阳能热发电。

在太阳能热发电领域，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率，高聚焦温度，控制系统安装调试简单，散热损失少等优势，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。

在塔式太阳能热发电领域，定日镜为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分。如图1所示，定日镜将太阳光反射到吸热器上，对吸热工质进行加热，从而将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。

在整个发电过程中，聚光集热环节是重中之重，光资源的最大化利用，是提高发电量的必要条件之一。对于定日镜，清洁度是衡量镜面清洁程度的标准，在同样强度入射光线的条件下，高清洁度的镜面反射的光强度明显大于低清洁度的镜面。清洁度影响着定日镜反射的光强度，从而影响吸热器吸收的能量，进而整个发电系统产生弃光现象。因此，需要长期保持定日镜镜面的高清洁度，提高整个系统的运营水平。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种塔式太阳能热发电系统的定日镜的自清洁装置。

本发明的技术方案如下：

一种定日镜的自清洁装置，包括：

固定面板，与所述定日镜的下表面贴合固定安装，且尺寸大于所述定日镜下表面；

两储气导轨，相互平行布置在所述定日镜的左右侧，且所述储气导轨平行安装在所述固定面板上；所述储气导轨包括导轨本体，所述导轨本体为空心结构，且其内设置有将所述导轨本体内的空心部分成两储气室的压缩块，所述导轨本体两端上均设置有与储气室连通的出气口和进气口；

清洁横梁，横跨在所述定日镜的上方，且所述清洁横梁的两端分别通过套环套设在两所述导轨本体上，所述清洁横梁通过所述套环可沿所述导轨本体轴向移动；所述清洁横梁朝向所述定日镜的一侧上设置有清洁块，所述清洁块包括有多个沿所述清洁横梁长度方向均布的喷嘴，所述导轨本体两端的出气口分别通过通气管与所述清洁横梁上的喷嘴连接；

所述自清洁装置随所述定日镜一起转动呈倾斜状，所述压缩块在自重作用下沿所述储气导轨滑动，从而压缩空气经由所述通气管输送到喷嘴内，并从喷嘴喷出对镜面清洁；同时，所述套环也在自重的作用下带到所述清洁横梁滑动，从而带动所述喷嘴对整个镜面进行清洁。

较佳地，所述固定面板呈与所述定日镜形状相同的矩形，所述固定面板的四条侧边分别与所述定日镜的四条侧边平行，且所述固定面板相对侧的两侧边与所述定日镜对应的侧边的距离相等。

较佳地，所述固定面板上表面与下表面之间的距离相等。

较佳地，所述储气导轨的两端分别通过导轨支架安装在所述固定面板上，且两所述储气导轨两端分别到固定面板上的垂直距离均相等。

较佳地，所述储气导轨两端的端部上还分别套设有一导轨保护套，所述导轨保护套用于限制所述套环脱离所述储气导轨。

较佳地，所述导轨保护套的厚度小于所述固定面板的侧边到对应的所述定日镜的侧边的距离。

较佳地，所述清洁块还包括有多个沿所述清洁横梁长度方向均布的海绵体和毛刷。

较佳地，所述通气管的长度大于所述储气导轨的长度。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的定日镜的自清洁装置，设置有储气导轨，通过内部压缩块对空气的作用，将压缩空气从清洁横梁的喷嘴中向镜面喷出，实现了非接触式的清洁模式；而且，整套装置不需要额外安装动力装置，利用镜面倾斜过程中产生的倾斜角度，储气导轨内的压缩块在自身重力的作用下移动向喷嘴内输送空气，喷嘴向镜面喷出气体实现自清洁模式，同时清洁横梁3也在自重的作用下移动实现对整个镜面的自清洁模式。该装置工作时可以对定日镜进行大规模自清洁，也可以进行指定定日镜的自清洁，提高现场工作效率。此外，将固定面板的尺寸大于定日镜尺寸，清洁横梁的两端分别通过储气导轨安装固定面板上，当清洁完成后清洁横梁可移动至固定面板与定日镜不重合部分，从而在保证定日镜正常运转的基础上，减少清洁横梁在清洁后对定日镜镜面的遮挡。

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为塔式太阳能热发电系统的结构简图；

图2为自清洁装置的主视图；

图3为自清洁装置的俯视图；

图4为清洁块的结构简图；

图5为自清洁装置工作的示意图。

附图说明：1.定日镜；2.固定面板；2a.上表面；2b.下表面；2c.被定日镜底面覆盖的内表面；2d.未被定日镜底面覆盖的外表面；2e.前外表面；2f.后外表面；2g.左外表面；2h.右外表面；3.清洁横梁；4.导轨支架；5.喷嘴；6.出气口；7.通气管；8.导轨保护套；9.套环；10.横梁；11.导轨本体；12.进气口；13.压缩块；14.海绵体；15.横梁；16.通气管路；17.喷嘴；18.毛刷。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

如图1所示，塔式太阳能热电站通过驱动大量定日镜跟踪太阳光，使太阳光在位于吸热塔顶端的吸热器表面聚集，对吸热工质进行加热，使光能转换为热能，进而将热能转化为电能，实现太阳能热发电。

参照图2-4，本发明提供了一种定日镜的自清洁装置，包括：固定面板2，与定日镜1的下表面贴合固定安装，且尺寸大于定日镜1的下表面；两储气导轨，相互平行布置在定日镜1的左右侧，且储气导轨平行安装在固定面板2上；储气导轨包括导轨本体11，导轨本体11为空心结构，且其内设置有将导轨本体11内的空心部分成两储气室的压缩块13，导轨本体11两端上均设置有与储气室连通的出气口6和进气口12；清洁横梁3，横跨在定日镜1镜面一侧的上方，且清洁横梁3的两端分别通过套环9套设在两导轨本体11上，清洁横梁3通过套环9可沿导轨本体11轴向移动；清洁横梁3朝向定日镜1的一侧上设置有清洁块，清洁块包括有多个沿清洁横梁长度方向均布的喷嘴5，导轨本体11两端的出气口分别通过通气管7与清洁横梁3上的喷嘴连接。

当然定日镜1转动的时候，自清洁装置随定日镜一起转动，当自清洁装置转动到移动角度后，压缩块13在自重作用下沿储气导轨滑动，从而压缩一侧储气室内的空气从出气口12排出(该过程中空气经由进气口12进入到另一侧的储气室内实现储气)，再经由通气管7输送到喷嘴5内，并从喷嘴5喷射到定日镜1的镜面上，实现了定日镜1的自清洁；同时，自清洁装置转动到移动角度后，套环9也在自重的作用下沿着储气导轨滑动，套环9再带到清洁横梁移动，从而使得喷嘴对整个镜面进行自动清洁。

本发明提供的定日镜的自清洁装置，设置有储气导轨，通过内部压缩块对空气的作用，将压缩空气从清洁横梁的喷嘴中向镜面喷出，实现了非接触式的清洁模式；而且，整套装置不需要额外安装动力装置，利用镜面倾斜过程中产生的倾斜角度，储气导轨内的压缩块在自身重力的作用下移动向喷嘴内输送空气，喷嘴向镜面喷出气体实现自清洁模式，同时清洁横梁3也在自重的作用下移动实现对整个镜面的自清洁模式。该装置工作时可以对定日镜进行大规模自清洁，也可以进行指定定日镜的自清洁，提高现场工作效率。

此外，将固定面板的尺寸大于定日镜尺寸，清洁横梁的两端分别通过储气导轨安装固定面板上，当清洁完成后清洁横梁可移动至固定面板与定日镜不重合部分，从而在保证定日镜正常运转的基础上，减少清洁横梁在清洁后对定日镜镜面的遮挡。

在本实施例中，固定面板2紧密贴合固定在定日镜1的下表面上，定日镜1安装的时候，可将定日镜与立柱的连接装置转接到固定面板上，从而不影响定日镜的正常驱动。

在本实施例中，固定面板2呈与定日镜1形状相同的矩形，固定面板2的四条侧边分别与定日镜1的四条侧边平行，固定面板2的四条侧边均长于定日镜的四条侧边；具体地，固定面板2包括位于固定面板2上方的上表面2a和位于固定面板2下方的下表面2b；上表面包括被定日镜底面覆盖的内表面2c，未被定日镜底面覆盖的外表面2d；外表面2d包括位于定日镜前侧的前外表面2e、位于定日镜后侧的后外表面2f、位于定日镜左侧的左外表面2g和位于定日镜右侧的右外表面2i；固定面板为空心或实心；采用此设计，可以使清洁横梁在清洁之后固定在定日镜镜面的前方或者后方，以便不遮挡定日镜的反射面积。

其中，固定面板2可以为空心也可为实心，此处不做限制；而且，固定面板2各处的上表面与下表面之间的距离相等，即固定面板2各点厚度均匀，采用此设计，可以使固定面板2各点强度一致，缓解清洁横梁滑动时对固定面板各点的冲击力，增加整套自清洁装置的使用寿命。

其中，优选的固定面板2相对侧的两侧边与定日镜对应的侧边的距离相等。

在本实施例中，导轨本体11的两端分别通过导轨支架4安装在固定面板2上，两导轨本体11相互平行设置；采用此设计，可以使清洁横梁在清洁镜面时沿直线顺利下滑，且减少套环9与导轨本体11的摩擦阻力。

进一步的，参照图2-3，两导轨本体11两端分别到固定面板2上的垂直距离均相等。具体的，左侧储气导轨定义为第一导轨，右侧储气导轨定义为第二导轨；导轨支架共四个，分别位于第一导轨上下两端、第二导轨上下两端，并与固定面板外表面连接；第一导轨上端导轨支架与第一导轨和固定面板外表面连接点的连线定义为第一连线，第一导轨下端导轨支架与第一导轨和固定面板外表面连接点的连线定义为第二连线，第二导轨上端导轨支架与第二导轨和固定面板外表面连接点的连线定义为第三连线，第二导轨下端导轨支架与第二导轨和固定面板外表面连接点的连线定义为第四连线；第一连线、第二连线、第三连线和第四连线两两平行且长度相等；第一连线和第二连线与第一导轨垂直，同时与固定面板外表面垂直；第三连线和第四连线与第二导轨垂直，同时与固定面板外表面垂直。

本实施例采用此设计，可以使导轨支架受力均匀，从而均匀分散来自清洁横梁的重力和滑动产生的轴向力，避免导轨支架发生形变。

在本实施例中，导轨本体11两端的端部上还分别套设有一导轨保护套8，导轨保护套8用于限制套环9脱离导轨本体。

进一步的，导轨保护套8的厚度小于固定面板2的侧边到对应的定日镜的侧边的距离；采用此设计，可以使清洁横梁固定时，横梁在定日镜镜面范围之外，不遮挡镜面。

进一步的，可以在保护套和套环上配置磁力装置，可以保证清洁横梁在定日镜转动幅度不大时，始终固定在保护套上方，不进行频繁的清洁工作，只在定日镜角度大于某一个清洁角度时，才开始进行清洁。

在本实施例中，导轨本体11为一中空结构，压缩块13布置在导轨本体11的中空部内，且压缩块13的一圈与中空部一圈紧密贴合，将导轨本体11上的中空部隔断出两个独立的储气空间；而且两个独立的储气空间上均设置有进气口和出气口，其中进气口只允许空气进入到导轨本体内，不允许空气排出。

采用此设计，可以保证一个储气空间内空气被压缩排出的同时，压缩块另一端储气空间内空气通过进气层进行储气，从而能使得压缩块能顺利滑下，也为下一阶段该储气空间内空气的压缩排出做准备。

在本实施例中，参照图4，清洁横梁3包括横梁10和喷嘴5，清洁块还包括多个沿清洁横梁长度方向均布的海绵体14、毛刷18；喷嘴5与通气管路16相通。

采用此设计，可以对增加镜面清洁的效果，均匀布置有利于清洁块对全镜面均匀的清洁，压缩空气喷射清洁避免了传统水射流除尘留下的的水垢和机械摩擦除尘留下的刮痕，且除尘高效可靠。同时毛刷和海绵块的加设，进一步提高清洁效果。

在本实施例中，通气管的长度大于储气导轨的长度，以保证清洁横梁在上下滑动时，通气管始终稳定连接而不脱落。

下面就本发明提供的定日镜的自清洁装置的工作原理，作进一步的说明书：

如图5所示，当定日镜1转动时，镜面与水平面呈α度，此时清洁横梁3受到两个力，分别是重力G1、套环与储气导轨的滑动摩擦力f1。在清洁块的滑行方向上，当G1sinα＞f1时，清洁块开始斜向下滑动；当G1sin α≤f1时，清洁块保持不动。所以存在一个清洁角度β，当α＞β时，清洁块进入工作状态；否则为非工作状态。

如图5所示，当定日镜1转动时，镜面与水平面呈α度，此时压缩块13受到两个力，分别是重力G2、与储气导轨内壁接触的滑动摩擦力f2。在压缩块的滑行方向上，当G2sinα＞f2时，压缩块开始斜向下滑动；当G2sinα≤f2时，压缩块保持不动。所以存在一个压缩角度γ，当α大于γ，压缩块进入工作状态；否则为非工作状态。

如上，为保证清洁块在工作时喷嘴5中始终有压缩空气喷出，应对储气导轨内外壁面进行处理，控制其摩擦系数，使得β和γ尽量接近，从而在清洁块工作时压缩块也同样进入工作状态。

以上公开的本发明示意图只是用于帮助阐述本发明，并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种定日镜的自清洁装置，其特征在于，包括：

固定面板，与所述定日镜的下表面贴合固定安装，且尺寸大于所述定日镜下表面；

两储气导轨，相互平行布置在所述定日镜的左右侧，且所述储气导轨平行安装在所述固定面板上；所述储气导轨包括导轨本体，所述导轨本体为空心结构，且其内设置有将所述导轨本体内的空心部分成两储气室的压缩块，所述导轨本体两端上均设置有与储气室连通的出气口和进气口；

清洁横梁，横跨在所述定日镜的上方，且所述清洁横梁的两端分别通过套环套设在两所述导轨本体上，所述清洁横梁通过所述套环可沿所述导轨本体轴向移动；所述清洁横梁朝向所述定日镜的一侧上设置有清洁块，所述清洁块包括有多个沿所述清洁横梁长度方向均布的喷嘴，所述导轨本体两端的出气口分别通过通气管与所述清洁横梁上的喷嘴连接；

所述自清洁装置随所述定日镜一起转动呈倾斜状，所述压缩块在自重作用下沿所述储气导轨滑动，从而压缩空气经由所述通气管输送到喷嘴内，并从喷嘴喷出对镜面清洁；同时，所述套环也在自重的作用下带到所述清洁横梁滑动，从而带动所述喷嘴对整个镜面进行清洁。

2.根据权利要求1所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述固定面板呈与所述定日镜形状相同的矩形，所述固定面板的四条侧边分别与所述定日镜的四条侧边平行，且所述固定面板相对侧的两侧边与所述定日镜对应的侧边的距离相等。

3.根据权利要求1所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述固定面板上表面与下表面之间的距离相等。

4.根据权利要求1所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述储气导轨的两端分别通过导轨支架安装在所述固定面板上，且两所述储气导轨两端分别到固定面板上的垂直距离均相等。

5.根据权利要求1或4所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述储气导轨两端的端部上还分别套设有一导轨保护套，所述导轨保护套用于限制所述套环脱离所述储气导轨。

6.根据权利要求5所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述导轨保护套的厚度小于所述固定面板的侧边到对应的所述定日镜的侧边的距离。

7.根据权利要求1所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述清洁块还包括有多个沿所述清洁横梁长度方向均布的海绵体和毛刷。

8.根据权利要求1所述的定日镜的自清洁装置，其特征在于，所述通气管的长度大于所述储气导轨的长度。