CN203190671U

CN203190671U - 太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置

Info

Publication number: CN203190671U
Application number: CN2013200909496U
Authority: CN
Inventors: 薛黎明; 刘伯昂
Original assignee: Rayspower Energy Group Co Ltd
Current assignee: Rayspower Energy Group Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，包括集热管、浮力筒和设置有液体的地穴坑，浮力筒漂浮在地穴坑内的液面上，浮力筒随着液面的升降进行上下运动和转动，浮力筒上固定设置有反射焦点位置固定的偏馈反射面，该偏馈反射面随着浮力筒的上下运动和转动来跟踪太阳俯仰角，并且，集热管设置在偏馈反射面的反射焦点处。本实用新型有以下特点：将偏馈反射镜与其框架一体设置并将跟踪太阳的运动姿态调整从机电结构改为液体的浮力推动，减少了装置自身的重量，简化了跟踪的控制手段和相应的能量消耗；使装置的质心处于所受外力的作用线上，以使跟踪转动更加平稳、简单、精确和可靠。

Description

太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热跟踪移动装置，尤指一种太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置。

背景技术

目前的光热发电行业中，聚光装置主要有槽式与塔式两种。塔式是以镜阵列光反射单元受控反射将阳光直接汇聚到塔式光收集器，一般采取架高且固定的光热集热器，后再经过热吸收、热交换、热传导将所采集热量送至热发电系统。另外槽式发电一般为单轴跟踪，所反射阳光的焦距点轨迹为一条直线，直线上放置光热集热管，管长约几十米，通过此管收集热量并传输外送。

以上两种方式中，塔式虽然聚热温度高，发点效率高，但由于高度问题造成支承结构、承重结构的复杂化，高空作业及维护难度大；而槽式发电的机械系统虽然运动的控制是一维的相对简单，却也存在机械系统本身沉重难以精确控制且集热管跟随反射镜整体一起运动，这样一来给制造和维护都带来了成本以及维护问题。

就槽式发电而言，一方面是如何使集热管固定安置在地面，以便在跟踪太阳的过程中免于移动进而提高集热的安全与可靠性；另一方面则为降低机械系统的自重和分散承重，将跟踪运动的负荷大幅减轻从而提高跟踪的速度与精度。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种集热管由地面支承装置固定、太阳跟踪装置设置于摩擦力很小的浮动物体上并由液体托举来完成跟踪动作的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置。

为实现上述目的，本实用新型太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，包括集热管、浮力筒和设置有液体的地穴坑，浮力筒漂浮在地穴坑内的液面上，浮力筒随着液面的升降进行上下运动和转动，浮力筒上固定设置有反射焦点位置固定的偏馈反射面，该偏馈反射面随着浮力筒的上下运动和转动来跟踪太阳俯仰角，并且，集热管设置在偏馈反射面的反射焦点处。

进一步，所述偏馈反射面为单面或多面以所述集热管的中心轴为中心的曲面排列结构。

进一步，所述偏馈反射面上设置有防护衬，该防护衬为带有弹性边缘的防护层。

进一步，所述偏馈反射面材料为镀膜玻璃，其曲面形状为抛物线在垂直于其所在平面的方向拉伸所形成的曲面截取片段，并且截取平面平行于拉伸方向。

进一步，所述浮力筒为被局部截取的空心圆柱体结构，该截取部位为被两个相交的平面截取，其中两平面的交线平行于圆柱中心轴；所述偏馈反射面通过梁架固定安装在所述浮力筒的局部截取部位上。

进一步，所述浮力筒及梁架材料为玻璃钢材料。

进一步，所述浮力筒环绕所述集热管的中心轴转动的半径根据所述浮力筒半径及所述偏馈反射面无遮挡采光条件而设置。

进一步，所述地穴坑通过液管、液泵与储液池连通，液泵为可受控的双向抽吸泵，液泵通过液管将储液池、地穴坑中的液体量相互调剂，使地穴坑中液面产生升降变化。

进一步，所述浮力筒的内侧壁装有条形的配重块，该配重块在浮力筒内侧壁的位置可变换和固定，配重块的条形走向平行于浮力筒的圆柱中心轴。

进一步，所述集热管固定安装在管支架的上端，管支架固定在地面上，所述管支架上端、集热管的中心轴处铰接有转动杆，该转动杆的另一端固定连接在所述浮力筒的圆柱中心轴处。

本实用新型太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，用于太阳能光热发电的跟踪收集，通过设置力矩平衡、偏馈反射镜和漂浮结构使装置的工作结构有以下特点：其一、将偏馈反射镜与其框架一体设置并将跟踪太阳的运动姿态调整从机电结构改为液体的浮力推动，减少了装置自身的重量，简化了跟踪的控制手段和相应的能量消耗；其二、使装置的质心处于所受外力的作用线上，以使跟踪转动更加平稳、简单、精确和可靠。二者是太阳能光热发电向着降低成本和简化普及方向发展的有效方式之一。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为浮力筒结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1、2所示：本实用新型太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，包括集热部和传动部。

集热部含有集热管5、管支架7、偏馈反射面及防护衬2、梁架4。

传动部则由转动杆6、浮力筒3、储液池11、液泵14、液管15、配重块16及地穴坑9组成。其中偏馈反射面及防护衬2通过梁架4与浮力筒3固定连接，集热管5与管支架7的上端固定连接；转动杆6一端设置于集热管的中心轴1处并与管支架7的上端铰接，另一端与浮力筒3固定连接。浮力筒3可在外力作用下绕集热管5的中心轴1转动；偏馈反射面及防护衬2、梁架4、浮力筒3、配重块16的质心位于浮力筒3的圆柱中心轴17上。

力矩平衡的结构及应用原理说明：如图1、2所示，浮力筒3的外形为被截取的圆柱体，即整个圆柱被两个相交的平面截取后形成的，其中两平面的交线平行于圆柱中心轴17；被截取的缺口处设置与其固定连接的梁架4，而梁架4又与若干偏馈反射面及防护衬2固定连接。在浮力筒3的内侧壁装有条形的配重块16，其位置可在浮力筒3内侧壁上变换和固定，配重块16的条形走向平行于浮力筒3的圆柱中心轴17。

以上结构实现后，偏馈反射面及防护衬2、梁架4、浮力筒3、配重块16、转动杆6等五个固定件的质心通过调整配重块16的质量与位置可定位在浮力筒3的圆柱中心轴17上；而当浮力筒3平放在液体中受到浮力时，由于圆柱形状的特点其所受浮力的合力将通过浮力筒3的圆柱中心轴17，同时转动杆6也固定连接于圆柱中心轴17上，也就意味着所有外来的力均作用于圆柱中心轴17上，如果合力为零，则对集热管5中心轴1的力矩亦为零。

具体装置设置：如图1、2所示：偏馈反射面及防护衬2为带有弹性边缘防护层的偏馈反射面，可单面或多面沿集热管5的中心轴1方向排列。其次，偏馈反射面材料为镀膜玻璃、曲面形状为抛物线在垂直于其所在平面的方向拉伸所形成的曲面截取片段，截取平面平行于拉伸方向。浮力筒3及梁架4材料为玻璃钢类型物质，浮力筒3为被截取的空心圆柱体，即整个圆柱被两个相交的平面截取后形成的形状，其中两平面的交线平行于圆柱中心轴。此外，浮力筒3环绕集热管5的中心轴1转动的半径根据浮力筒3半径及偏馈反射面及防护衬2的无遮挡采光条件而定。

储液池11水平位置高于地穴坑9。液泵14为可受控的双向抽吸泵，其两端的进、出液口通过液管15分别与储液池11、地穴坑9连通。地穴坑9的内部空间形状根据浮力筒3绕所述集热管5的中心轴1转动的空间轨迹而定。

实施步骤：如图1、2所示：安装时，首先向储液池11、地穴坑9中注入定量的液体10，选址架设固定管支架7并在其上安装固定集热管5，由偏馈反射面及防护衬2、梁架4、浮力筒3、配重块16及转动杆6组成一体固定件并预先调好质心位置，接着将一体件的浮力筒3部分置于地穴坑9，随后调整转动杆6使其转动连接到预先固定于地面相应位置的管支架7上端。工作时，由控制系统（图中未示）控制液泵14通过液管15将储液池11、地穴坑9中的液体10量相互调剂，使地穴坑9中液面产生升降变化而使浮力筒3连带偏馈反射面及防护衬2的水平高度随之改变，由此来达到跟踪太阳俯仰角的目的。

Claims

1.太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，该装置包括集热管、浮力筒和设置有液体的地穴坑，浮力筒漂浮在地穴坑内的液面上，浮力筒随着液面的升降进行上下运动和转动，浮力筒上固定设置有反射焦点位置固定的偏馈反射面，该偏馈反射面随着浮力筒的上下运动和转动来跟踪太阳俯仰角，并且，集热管设置在偏馈反射面的反射焦点处。

2.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述偏馈反射面为单面或多面以所述集热管的中心轴为中心的曲面排列结构。

3.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述偏馈反射面上设置有防护衬，该防护衬为带有弹性边缘的防护层。

4.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述偏馈反射面材料为镀膜玻璃，其曲面形状为抛物线在垂直于其所在平面的方向拉伸所形成的曲面截取片段，并且截取平面平行于拉伸方向。

5.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述浮力筒为被局部截取的空心圆柱体结构，该截取部位为被两个相交的平面截取，其中两平面的交线平行于圆柱中心轴；所述偏馈反射面通过梁架固定安装在所述浮力筒的局部截取部位上。

6.如权利要求5所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述浮力筒及梁架材料为玻璃钢材料。

7.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述浮力筒环绕所述集热管的中心轴转动的半径根据所述浮力筒半径及所述偏馈反射面无遮挡采光条件而设置。

8.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述地穴坑通过液管、液泵与储液池连通，液泵为可受控的双向抽吸泵，液泵通过液管将储液池、地穴坑中的液体量相互调剂，使地穴坑中液面产生升降变化。

9.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述浮力筒的内侧壁装有条形的配重块，该配重块在浮力筒内侧壁上的位置可变换和固定，配重块的条形走向平行于浮力筒的圆柱中心轴。

10.如权利要求1所述的太阳能光热力矩平衡式跟踪移动装置，其特征在于，所述集热管固定安装在管支架的上端，管支架固定在地面上，所述管支架上端、集热管的中心轴处铰接有转动杆，该转动杆的另一端固定连接在所述浮力筒的圆柱中心轴处。