CN203274304U - 一种槽式双轴向日跟踪集热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种槽式双轴向日跟踪集热装置，其特征是有两个跟踪动力源分别为槽架减速电机和倾俯减速电机；槽架减速电机和倾俯减速电机分别驱动槽式镜转架和南北转架的转动；集热管被固定在左支架和右支架上，导热介质管置于集热管中；太阳方位跟踪仪安装在南北转架上端；跟踪控制柜设置在底座上；太阳方位跟踪仪、倾俯减速电机和槽架减速电机与跟踪控制柜由电线连接。本实用新型采用双轴跟踪设计结构，通过槽架减速电机和倾俯减速电机的运动叠加，形成对太阳实施光控和时控的实时跟踪，提高了装置的向日跟踪精度，增加装置的集热效果。

Description

一种槽式双轴向日跟踪集热装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能集热用辅助设备，具体是一种槽式跟踪装置向日跟踪集热装置。

背景技术

目前，槽式跟踪装置多采用单轴跟踪设计结构，其方式一为整体东西方向放置，进行太阳方位方向的跟踪，无法随着太阳高度角的变化进行水平方向的跟踪，其水平方向利用率较低；其方式二为整体南北方向放置，采用翻滚方式，进行太阳水平方向的跟踪，其方位方向利用率同样比较低。专利CN201985124U 双轴跟踪槽式支架，采用水平旋转机构上设有电动推杆，这种采用东西旋转、南北推杆跟踪机构，当东西旋转跟踪时，将会对南北太阳仰俯角产生影响，导致南北方向推杆的重复跟踪；两列跟踪互相影响，造成跟踪控制繁琐、复杂，同时增加了设备的能耗；不利于时控与光控同时控制。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种槽式双轴向日跟踪集热装置，目的是采用光控和时控跟踪方式，提高装置的向日跟踪精度，增加装置的集热效果。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

本实用新型槽式双轴向日跟踪集热装置的结构特点是：有两个跟踪动力源分别为槽架减速电机和倾俯减速电机；槽架减速电机和倾俯减速电机分别驱动槽式镜转架和南北转架的转动；集热管固定设置在左支架和右支架上， 导热介质管置于集热管中；太阳方位跟踪仪安装在南北转架上端；跟踪控制柜设置在底座上；太阳方位跟踪仪、倾俯减速电机和槽架减速电机与跟踪控制柜由电线连接。

所述倾俯减速电机通过键与南北转架连接，南北转架和倾俯减速电机安装在轴承座上，在所述轴承座上设有向心球轴承、轴承压盖和轴承外盖板，轴承座通过螺钉固定在底座上；

所述槽架减速电机由固定盖板固定在南北转架一端的左轴承板上，与左转轴通过平键连接；南北转架两端的左轴承板和右轴承板上分别设有左转轴、右转轴；左转轴经左轴承、平面轴承定位，右转轴经右轴承定位；槽式镜转架两端与左转轴和右转轴固定连接；槽式反光镜通过螺钉固定在槽式镜转架上。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型采用双轴跟踪设计结构，实施光控+时控跟踪，跟踪精度可达0.05°，由于精确跟踪太阳，太阳始终垂直于反射镜，相对单轴跟踪光照面积增加20%以上，大大提高了装置的光热利用率；

2、本实用新型传动合理，最大限度地降低了跟踪能耗，整个跟踪装置（同类装置10m²）电机功率仅10w，降低能耗达25%左右，可实现全自动控制；其结构简单，造价低廉。

附图说明

图1为本实用新型结构轴侧图；

图2为本实用新型结构主视图；

图3为本实用新型槽架减速电机驱动槽式镜转架运转机构图；

图4为本实用新型倾俯减速电机驱动南北转架运转机构图；

图中标号：1槽架减速电机；2集热管；3跟踪控制柜；4太阳方位跟踪仪；5槽式反光镜；6底座；7倾俯减速电机；8南北转轴架；9槽式镜转架；10左轴承；11平面轴承；12左转轴；13固定盖板；14左轴承板；15 左支架 ；16右支架；17右轴承板；18右轴承；19右转轴；20键；21向心球轴承；22轴承压盖；23轴承外盖板；24轴承座；25导热介质管。

具体实施方式

参见图1和图2，本实施例中槽式双轴向日跟踪集热装置的结构设置为：两个跟踪动力源分别为槽架减速电机1和倾俯减速电机7；槽架减速电机1和倾俯减速电机7分别驱动槽式镜转架9和南北转架8的转动；

如图3所示，集热管2被固定在左支架15和右支架16上，导热介质管25置于集热管2中；太阳方位跟踪仪4安装在南北转架8上端；跟踪控制柜3设置在底座6上；太阳方位跟踪仪4、倾俯减速电机7和槽架减速电机1与跟踪控制柜3由电线连接。

如图4所示，倾俯减速电机7通过键20与南北转架8连接，南北转架8和倾俯减速电机7安装在轴承座24上，轴承座24设有向心球轴承21、轴承压盖22和轴承外盖板23，轴承座24通过螺钉固定在底座6上；

如图3所示，槽架减速电机1由固定盖板13固定在南北转架8一端的左轴承板14上，与左转轴12通过平键连接；南北转架8两端的左轴承板14和17右轴承板上分别设有左转轴12、右转轴19；左转轴12经左轴承10、平面轴承11定位，右转轴19经右轴承18定位；槽式镜转架9两端与左转轴12和右转轴19固定连接；槽式反光镜5通过螺钉固定在槽式镜转架9上。

现有的太阳能光线自动跟踪控制器主要有两种：一是使用一只光敏传感器与施密特触发器或单稳态触发器，构成光控施密特触发器或光控单稳态触发器来控制电机的停、转；二是使用两只光敏传感器与两只比较器分别构成两个光控比较器控制电机的正反转。由于一年四季、早晚和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，所以上述两种控制器很难使大阳能接收装置四季全天候跟踪太阳，而现在太阳能时间跟踪控制器是通过太阳与地球相对运动所在的位置来实现控制的，即地球上某个经纬度通过计算得到与太阳的相对角度，太阳与地球的运动轨迹是在产生微弱变化的，所以此类跟踪控制存在的缺点就是跟踪精确低，现以时控为主，光控校准为辅，即时控不允许重复运行，集热装置通过时控定位到大概位置，然后通过光控精确校准。

控制过程：

通过太阳方位跟踪仪4对太阳的实时跟踪，将太阳的高度角变化及水平方向变化传导给跟踪控制柜3，跟踪控制柜3发出跟踪调整信号，驱动槽架减速电机1和倾俯减速电机7做向日跟踪运动。槽架减速电机1驱动左转轴12将动力传输到槽式镜转架9，槽式镜转架9带动槽式镜做东西方向的跟踪转动；倾俯减速电机7驱动南北转架8，南北转架8带动槽式镜转架9、槽式反光镜5、集热管2做南北方向跟踪转动。槽架减速电机1和倾俯减速电机7分别驱动东西、南北两个方向的跟踪，使东西、南北两个方向的运动互不干涉，通过南北转架对东西、南北两个方向的运动进行叠加，形成全方位对日高精度跟踪。

东西方向控制：槽架减速电机1设定转速为0.01rpm，则东西方向每分钟转过的角度为3.6°，返东时间：50分钟。

南北方向控制：倾俯减速电机7转速为0.02rpm，控制南北倾角0-90°，复位时间：25分钟。

本实施例的结构形跟踪精度可达0.05°，以玻璃反射镜为例其光热利用率为90%-95% 。

Claims (1)

1.一种槽式双轴向日跟踪集热装置，其特征是有两个跟踪动力源分别为槽架减速电机(1)和倾俯减速电机(7)；以所述槽架减速电机(1)和倾俯减速电机(7)分别驱动槽式镜转架(9)和南北转架(8)的转动；集热管(2)固定设置在左支架(15)和右支架(16)上，导热介质管(25)置于集热管(2)中；太阳方位跟踪仪(4)安装在南北转架(8)的上端；跟踪控制柜(3)设置在底座(6)上；太阳方位跟踪仪(4)、倾俯减速电机(7)和槽架减速电机(1)与跟踪控制柜(3)由电线连接；

所述倾俯减速电机(7)通过键(20)与南北转架(8)连接，所述南北转架(8)和倾俯减速电机(7)安装在轴承座(24)上，在所述轴承座(24)设有向心球轴承(21)、轴承压盖(22)和轴承外盖板(23)，轴承座(24)通过螺钉固定在底座(6)上；

所述的槽架减速电机(1)由固定盖板(13)固定在南北转架(8)一端的左轴承板(14)上，与左转轴(12)通过平键连接；南北转架(8)两端的左轴承板(14)和右轴承板(17)上分别设有左转轴(12)和右转轴(19)上；所述左转轴(12)经左轴承(10)和平面轴承(11)定位，所述右转轴(19)经右轴承(18)定位；所述槽式镜转架(9)两端与左转轴(12)和右转轴(19)上固定连接；槽式反光镜(5)通过螺钉固定在槽式镜转架(9)上。

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