CN114345790A - 一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法，清洗装置包括可行走的小车以及位于小车上的升降机和水箱，升降机上安装有锥形转盘，锥形转盘上安装清洗壳体，清洗壳体顶部设置可开启的顶盖，内部设置自动控制器、引导定位装置、水泵、风机和清洗辊，清洗辊安装于气缸一的输出杆末端，气缸一的缸体底部通过转轴安装于气缸二的输出杆末端，气缸二的缸体底部固定于清洗壳体底部；气缸一的缸体和气缸二的输出杆之间连接有气缸三和弹簧；清洗壳体一侧面开设出水口和出风口，出水口上安装有喷嘴。本发明所公开的清洗装置及清洗方法，结构简单，可以自动定位和移动运行，在白天或晚上均可以对定日镜进行清洁、成本低，适用于大镜场清洗。

Description

一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电领域，特别涉及一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法。

背景技术

近年来，对清洁能源的利用逐渐进入大众视野并受到人们重视。太阳能作为清洁能源的一种，因其能量大，可持续，无污染等特点得到大力推广和应用。太阳能发电技术可以分为光伏发电和光热发电。光热发电包括塔式，槽式，碟式和线性菲涅尔式，其中塔式太阳能光热发电技术因其热传递路程较短、热损耗少、集热效率较高等优势而备受关注。

定日镜是塔式太阳能光热电站系统中太阳能的重要采集单元，其清洁度是影响镜场聚光效率的重要因素，清洁度影响着定日镜反射光的强度，从而影响吸热器吸收太阳的能量。太阳能光热电站通常建在沙漠，戈壁等环境条件比较复杂的野外，定日镜镜面上会时常附着和积累灰尘等小颗粒，这使得定日镜反射率大大降低，从而影响这个电站的发电效率。保证定日镜镜面的高清洁度，是确保整个光热电站高效运行，提高发电效率的重要保障。

当前对镜场大部分采用人工清洗车进行清洗，对于大镜场来说，该方法清洗速度慢，成本高，清洗费时，而且清洗间隔周期较长，不利于镜面高清洁度的保持。此外，现有的自动清洗设备都是需要安装在每个定日镜两侧或定日镜上方，这些仅仅适用于定日镜数量不多的小镜场的清洗，随着镜场定日镜数量的增多，这些方法必然会造成清洗成本的升高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法，以达到结构简单，可以自动定位和移动运行，在白天或晚上均可以对定日镜进行清洁、成本低，适用于大镜场清洗的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，包括可行走的小车以及位于小车上的升降机和水箱，所述升降机上安装有锥形转盘，所述锥形转盘上安装清洗壳体，所述清洗壳体顶部设置可开启的顶盖，内部设置自动控制器、引导定位装置、水泵、风机和清洗辊，所述清洗辊安装于气缸一的输出杆末端，所述气缸一的缸体底部通过转轴安装于气缸二的输出杆末端，所述气缸二的缸体底部固定于清洗壳体底部；所述气缸一的缸体和气缸二的输出杆之间连接有气缸三和弹簧；所述清洗壳体一侧面开设出水口和出风口，所述出水口上安装有喷嘴，所述喷嘴通过出水管连接水泵，所述水泵通过进水管连接水箱；所述出风口通过出风管连接风机。

上述方案中，所述气缸三安装于气缸二的输出杆上朝向清洗壳体的出风口和出水口的一侧，弹簧安装于另外一侧。

上述方案中，所述清洗壳体顶部侧壁上安装有LED照明灯。

上述方案中，所述升降机上安装有电机，所述电机输出端连接锥齿轮，所述锥齿轮与锥形转盘侧面的齿轮啮合。

上述方案中，所述自动控制器通过信号线和电线连接引导定位装置、水泵、气缸一、气缸二、气缸三、风机和电机。

一种塔式光热电站定日镜镜面清洗方法，采用上述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，包括如下步骤：

(1)首先，在镜场内布置轨道，每隔两排定日镜铺设一组轨道；

(2)在镜场控制系统中设定镜面反射率的最低阈值，通过反射计测量定日镜的反射率，然后将数据反馈到镜场控制系统，当某个定日镜的反射率低于设定阈值时，镜场控制系统自动获取到该定日镜的位置信息，并将该位置信息发送到清洗装置的自动控制器，同时向清洗装置发送清洗指令；

(3)清洗装置内的引导定位装置指引小车沿着轨道自动移动到待清洗的定日镜前方，同时，镜场控制系统将该定日镜镜面调整为与镜场地面垂直；

(4)自动控制器发出指令，调整升降机的高度，使得出水口对准定日镜，然后水泵将水箱内的水通过进水管和出水管输送到喷嘴处，经过清洗壳体上的出水口喷到定日镜镜面上；

(5)喷水结束后，清洗壳体的顶盖自动打开，气缸二动作，带动气缸一和清洗辊伸出清洗壳体，然后气缸三动作，将气缸一拉动至水平状态，接下来气缸一继续动作，将清洗辊向前伸出到定日镜镜面上；在气缸二的动作下带动清洗辊上下运动对镜面进行擦拭，同时，小车前后移动实现对镜面不同位置的擦拭；

(6)擦拭完毕后，气缸三动作，在弹簧的作用下将气缸一推动至竖直状态，然后气缸二动作，将清洗辊收回清洗壳体内部，顶盖关闭；

(7)风机启动，产生的风通过出风口吹到定日镜镜面上，对镜面进行烘干；

(8)清洗结束后，镜场控制系统给被清洗的定日镜发出回到工作状态的指令或发出进入风藏模式的指令，同时小车沿着轨道回到镜场的泊车点或者去清洗下一个待清洗定日镜。

上述方案中，在清洗对面的定日镜时，电机启动，通过锥齿轮带动锥形转盘转动，使得清洗壳体上设置出风口和出水口的一侧对准待清洗定日镜。

上述方案中，在喷水、擦拭和烘干过程中，通过调整升降机的高度，调整出水口、清洗辊和出风口的高度。

通过上述技术方案，本发明提供的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置及清洗方法具有如下有益效果：

(1)本发明的清洗装置可以对整个镜场定日镜依次清洗，也可以对单个需要清洗的定日镜进行清洗，方便灵活，节省清洗用料；

(2)本发明无需人工操作，当某个定日镜的反射率低于设定阈值时，定日镜位置会自动传输到镜场控制系统，镜场控制系统向清洗装置发出清洗指令和定日镜位置信息，清洗装置会自动移动到需要清洗的定日镜位置，对目标定日镜镜面进行清洗；

(3)本发明清洗装置设置了LED照明灯，在白天或晚上均可对定日镜进行清洗，不受时间限制。且完成清洗后，可以利用自带的风机，可以对定日镜进行烘干，使定日镜可以立即返回正常工作状态。

(4)本发明的清洗壳体可上下升降，因此，可以自动调整出水口、出风口以及清洗辊的高度；同时清洗壳体也可转动方向，因此，可以在一个位置清洗前后的两个定日镜，节省了铺设轨道的成本。

(5)本发明的清洗辊可上下升降、也可前后伸缩，并且可以弯曲，能实现对定日镜全方位的清洗。

(6)本发明结构简单，清洗方便，自动化程度高，节省大规模镜场的清洗成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置结构示意图；

图2为本发明实施例所公开的清洗壳体透视图；

图3为本发明实施例所公开的清洗辊安装示意图；(a)为正视图，(b)为侧视图；

图4为本发明实施例所公开的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗方法流程示意图；

图5为本发明实施例所公开的镜场内轨道布置图；

图6为本发明的轨道结构图；

图7为本发明实施例所公开的小车底部车轮示意图；

图8为本发明实施例所公开的喷嘴结构图。

图中，1、小车；2、升降机；3、水箱；4、锥形转盘；5、清洗壳体；6、电机；7、锥齿轮；8、顶盖；9、LED照明灯；10、自动控制器；11、引导定位装置；12、水泵；13、风机；14、清洗辊；15、出水口；16、出风口；17、喷嘴；18、出水管；19、泊车点；20、进水管；21、车轮；22、出风管；23、定日镜；24、气缸一；25、气缸二；26、气缸三；27、弹簧；28、轨道；29、凹槽；30、信号线和电线；31、转轴；32、球体；33、微型电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种塔式光热电站定日镜23镜面清洗装置，如图1所示，包括可行走的小车1以及位于小车1上的升降机2和水箱3，升降机2上安装有锥形转盘4，锥形转盘4上安装清洗壳体5。升降机2上安装有电机6，电机6输出端连接锥齿轮7，锥齿轮7与锥形转盘4侧面的齿轮啮合。电机6转动时，通过锥齿轮7可带动锥形转盘4转动，从而实现清洗壳体5的转动，可使得清洗壳体5的工作面朝向待清洗定日镜23。

如图2所示，清洗壳体5顶部设置可开启的顶盖8，防止降雨对清洗壳体5内部的设备造成损害。清洗壳体5顶部侧壁上安装有LED照明灯9，为夜间清洗提供照明。清洗壳体5内部设置自动控制器10、引导定位装置11、水泵12、风机13和清洗辊14，自动控制器10、引导定位装置11、水泵12、风机13可安装于清洗壳体5的侧壁或者底部。清洗壳体5一侧面开设出水口15和出风口16，出水口15上安装有喷嘴17，喷嘴17通过出水管18连接水泵12，水泵12通过进水管20连接水箱3，水泵12可以抽取水箱3内的水，经过喷嘴17喷出，对待清洗镜面进行喷水。出风口16通过出风管22连接风机13。出风口16设置三个，可以大面积吹扫定日镜23，将清洗完的定日镜23快速烘干。同样，出水口15也可以设置多个。

如图3(a)和图3(b)所示，清洗辊14安装于气缸一24的输出杆末端，气缸一24的缸体底部通过转轴31安装于气缸二25的输出杆末端，气缸二25的缸体底部固定于清洗壳体5底部；气缸一24的缸体和气缸二25的输出杆之间连接有气缸三26和弹簧27；本实施例中，气缸三26安装于气缸二25的输出杆上朝向清洗壳体5的出风口16和出水口15的一侧，弹簧27安装于另外一侧。这样可以保证，气缸三26在动作时，可以使得清洗辊14弯曲的方向与出风口16和出水口15的方向一致，即朝向待清洗的定日镜23的方向。

自动控制器10通过信号线和电线30连接引导定位装置11、水泵12、气缸一24、气缸二25、气缸三26、风机13和电机6，对上述装置发送指令，进行控制。自动控制器10内部配有可充电电池，而且具备远程操控功能，可以通过镜场控制系统对其进行控制。

一种塔式光热电站定日镜23镜面清洗方法，如图4所示，采用上述的一种塔式光热电站定日镜23镜面清洗装置，包括如下步骤：

(1)首先，在镜场内布置轨道28，如图5所示，每隔两排定日镜23铺设一组轨道28，一组轨道28包括两条平行设置的轨道28，如图6所示，每条轨道28上有凹槽29，如图7所示，小车1底部有四个车轮21，车轮21可在凹槽29内行驶；该轨道28交叉处类似火车轨道28，可实现小车1的自动变道。

(2)根据镜场当地和环境情况和客户要求，在镜场控制系统中设定镜面反射率的最低阈值，通过反射计测量定日镜23的反射率，然后将数据反馈到镜场控制系统，当某个定日镜23的反射率低于设定阈值时，镜场控制系统自动获取到该定日镜23的位置信息，并将该位置信息发送到清洗装置的自动控制器10，同时向清洗装置发送清洗指令。

(3)在接收到清洗指令后，自动控制器10发出行进指令，清洗装置内的引导定位装置11指引小车1从泊车点19沿着轨道28自动移动到待清洗的定日镜23前方，同时，镜场控制系统将该定日镜23镜面调整为与镜场地面垂直。泊车点19设置在镜场边缘角的位置，以方便小车1停泊和加水。

(4)到小车1行驶到待清洗定日镜23前时，自动控制器10发出指令，调整升降机2的高度，使得出水口15对准定日镜23，然后水泵12将水箱3内的水通过进水管20和出水管18输送到喷嘴17处，经过清洗壳体5上的出水口15喷到定日镜23镜面上。如图8所示，喷嘴17可安装在旋转的球体32上，由微型电机33带动旋转。

(5)喷水结束后，清洗壳体5的顶盖8自动打开，气缸二25动作，带动气缸一24和清洗辊14伸出清洗壳体5，然后气缸三26动作，将气缸一24拉动至水平状态，接下来气缸一24继续动作，将清洗辊14向前伸出到定日镜23镜面上；在气缸二25的动作下带动清洗辊14上下运动对镜面进行擦拭，同时，小车1前后移动实现对镜面不同位置的擦拭。

(6)擦拭完毕后，气缸三26动作，在弹簧27的作用下将气缸一24推动至竖直状态，然后气缸二25动作，将清洗辊14收回清洗壳体5内部，顶盖8关闭。

(7)风机13启动，产生的风通过出风口16吹到定日镜23镜面上，对镜面进行烘干。出风口16为广口设置，可以让风扩散到镜面大部分区域，从而对定日镜23镜面进行初步烘干，该风机13工作大约5分钟后自动停止。

(8)清洗结束后，镜场控制系统给被清洗的定日镜23发出回到工作状态的指令或发出进入风藏模式的指令，同时小车1沿着轨道28回到镜场的泊车点19或者去清洗下一个待清洗定日镜23。

在清洗对面的定日镜23时，电机6启动，通过锥齿轮7带动锥形转盘4转动，使得清洗壳体5上设置出风口16和出水口15的一侧对准待清洗定日镜23。

在喷水、擦拭和烘干过程中，通过调整升降机2的高度，调整出水口15、清洗辊14和出风口16的高度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，包括可行走的小车以及位于小车上的升降机和水箱，所述升降机上安装有锥形转盘，所述锥形转盘上安装清洗壳体，所述清洗壳体顶部设置可开启的顶盖，内部设置自动控制器、引导定位装置、水泵、风机和清洗辊，所述清洗辊安装于气缸一的输出杆末端，所述气缸一的缸体底部通过转轴安装于气缸二的输出杆末端，所述气缸二的缸体底部固定于清洗壳体底部；所述气缸一的缸体和气缸二的输出杆之间连接有气缸三和弹簧；所述清洗壳体一侧面开设出水口和出风口，所述出水口上安装有喷嘴，所述喷嘴通过出水管连接水泵，所述水泵通过进水管连接水箱；所述出风口通过出风管连接风机。

2.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，所述气缸三安装于气缸二的输出杆上朝向清洗壳体的出风口和出水口的一侧，弹簧安装于另外一侧。

3.根据权利要求1所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，所述清洗壳体顶部侧壁上安装有LED照明灯。

4.根据权利要求2所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，所述升降机上安装有电机，所述电机输出端连接锥齿轮，所述锥齿轮与锥形转盘侧面的齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，所述自动控制器通过信号线和电线连接引导定位装置、水泵、气缸一、气缸二、气缸三、风机和电机。

6.一种塔式光热电站定日镜镜面清洗方法，采用如权利要求5所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗装置，其特征在于，包括如下步骤：

(1)首先，在镜场内布置轨道，每隔两排定日镜铺设一组轨道；

(2)在镜场控制系统中设定镜面反射率的最低阈值，通过反射计测量定日镜的反射率，然后将数据反馈到镜场控制系统，当某个定日镜的反射率低于设定阈值时，镜场控制系统自动获取到该定日镜的位置信息，并将该位置信息发送到清洗装置的自动控制器，同时向清洗装置发送清洗指令；

(3)清洗装置内的引导定位装置指引小车沿着轨道自动移动到待清洗的定日镜前方，同时，镜场控制系统将该定日镜镜面调整为与镜场地面垂直；

(4)自动控制器发出指令，调整升降机的高度，使得出水口对准定日镜，然后水泵将水箱内的水通过进水管和出水管输送到喷嘴处，经过清洗壳体上的出水口喷到定日镜镜面上；

(5)喷水结束后，清洗壳体的顶盖自动打开，气缸二动作，带动气缸一和清洗辊伸出清洗壳体，然后气缸三动作，将气缸一拉动至水平状态，接下来气缸一继续动作，将清洗辊向前伸出到定日镜镜面上；在气缸二的动作下带动清洗辊上下运动对镜面进行擦拭，同时，小车前后移动实现对镜面不同位置的擦拭；

(6)擦拭完毕后，气缸三动作，在弹簧的作用下将气缸一推动至竖直状态，然后气缸二动作，将清洗辊收回清洗壳体内部，顶盖关闭；

(7)风机启动，产生的风通过出风口吹到定日镜镜面上，对镜面进行烘干；

(8)清洗结束后，镜场控制系统给被清洗的定日镜发出回到工作状态的指令或发出进入风藏模式的指令，同时小车沿着轨道回到镜场的泊车点或者去清洗下一个待清洗定日镜。

7.根据权利要求6所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗方法，其特征在于，在清洗对面的定日镜时，电机启动，通过锥齿轮带动锥形转盘转动，使得清洗壳体上设置出风口和出水口的一侧对准待清洗定日镜。

8.根据权利要求6所述的一种塔式光热电站定日镜镜面清洗方法，其特征在于，在喷水、擦拭和烘干过程中，通过调整升降机的高度，调整出水口、清洗辊和出风口的高度。

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