CN205809390U - 一种框体式线性菲涅尔太阳能反射镜框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种框体式线性菲涅尔太阳能反射镜框架，包括多个支撑板、纵向加强结构件以及安装反射镜的纵梁，支撑板呈梯形结构，上面较长并开槽用于安装纵梁，在支撑板的侧面及底面安装纵向加强结构件，两端的支撑板的外侧安装转轴，用于支撑支架并实现支架的旋转；在支撑板上切槽及豁口，纵梁插入切槽安装，角度和高度受切槽及豁口的限制，使反射镜的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切，提高反射镜面形与设计面形的吻合程度。框架内支撑板与纵向加强结构件之间采用螺栓或铆接形式连接，可以以组件形式运到现场进行快速组装，便于降低运输成本。

Description

一种框体式线性菲涅尔太阳能反射镜框架

技术领域

本实用新型属于太阳能光热发电领域，涉及一种框体式线性菲涅尔太阳能反射镜框架。

背景技术

太阳能热发电技术是通过聚光器将太阳能聚集起来转化为热能，然后产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。线性菲涅尔太阳能聚光热发电技术是目前太阳能热发电的一种常见的形式，通过多面线性反射镜构成的镜场将太阳能会聚成线状光斑，然后利用接收器将光能转化为热能，通过导热流体将热能吸收并传递到换热器。在换热器中导热流体的热量被用于加热水生成水蒸气，进而利用水蒸气驱动汽轮机做功发电。

在整个菲涅尔式太阳能热发电装置中，聚光镜场是最为关键的组件。镜场聚光效率直接关系到最终光能到电能的转化效率。典型的菲涅尔反射镜由多组平面镜构成，每组镜面独立跟踪太阳并将入射光反射到接收器。由于太阳能热发电技术中对于聚光比的要求以及接收器宽度有限，因此对线状光斑的宽度提出了一定的要求。

为了得到宽度较窄的聚焦光斑，一种解决方法就是减小单列反射镜的镜面宽度，然而为了得到较高的聚光比就需要增加反射镜列数，这会大幅度增加追踪装置成本。另外一种解决方法是使用带有微小弧度的反射镜来代替平面镜，但是由于微弧反射镜的加工精度难以保证，而且由于每列反射镜的焦距不同需要不同的弧度来聚焦太阳能，因而造成加工成本的上升。

由于反射镜面积巨大，反射镜框架结构的用量也很大，采用轻型的反射镜框架结构对降低系统成本尤其重要。反射镜框架的制造及使用地点距离较远，复杂的结构需要更多的运输成本，有必要简化结构降低运输成本。此外，由于反射镜和支架的重量较大，如果装置偏心严重会导致扭矩增大，从而增 加驱动电机的工作负荷，增加太阳能聚光装置的运行成本。因此，支架的设计还要考虑到整体结构的重量分布问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决反射镜框架重量大、结构复杂以及旋转偏心的问题，提供一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架结构，降低线性菲涅尔式反射镜场的制造成本以及运行中的能耗。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，包括由多个支撑板和纵梁构成的框架，支撑板的上端面与纵梁相连接，相邻支撑板之间还设有纵向加强结构件；纵梁用于承载反射镜，框架中的纵梁与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切；框架两端的支撑板的外侧安装有转轴，转轴支撑框架并实现其旋转；

所述的支撑板平行分布，其上端面上开设有用于安装纵梁的槽，调整槽或纵梁的插入边与竖直方向的偏转角度，偏转角度根据反射镜安装面贴合反射镜的角度确定，使得纵梁插入槽后形成的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。

所述的支撑板为上端面较长的倒梯形或三角形；支撑板采用单片薄片形式、单片厚片形式、中间固定连接的双片薄片形式或双片薄片中一片折弯、外边缘增加折边的形式；

所述的纵梁为管、角钢或折弯板材的结构，长度与反射镜框架等长，数量根据反射镜的成形要求确定；纵梁沿宽度方向的横截面上，有1～2个插入边。

所述的支撑板上开设的槽包括第一安装槽、第二安装槽及第三安装槽，分别安装第一纵梁、第二纵梁及第三纵梁；其中第一安装槽与竖直方向具有0～8°的偏移，第一纵梁为角钢形式，其插入边与安装面的夹角为90°；第二安装槽与竖直方向相平行，第二纵梁为C型钢形式；第三安装槽与竖直方 向相平行，第三纵梁为具有角度偏转的近似角钢的形式，其插入边与安装面夹角为82～90°。

所述支撑板的上端面边缘按照反射镜安装后的设计面形进行切割，纵梁插入支撑板的槽后形成的安装面与支撑板的上边缘有一定距离；粘接反射镜时，在形成安装面的纵梁上注入粘接剂，保证粘接剂与纵梁及反射镜的接触，同时反射镜其它部位与支撑板的上边缘贴合。

在形成安装面的纵梁上两侧边缘粘贴厚度一致的垫条，在垫条之间的槽中均匀注入粘接剂；反射镜通过粘胶的方式固定到纵梁的反射镜安装面上，在保证粘接强度基础上，粘接剂连续或非连续注入。

所述的支撑板上的槽开设时，反射镜框架固定放置，切槽刀具安装在沿框架纵向移动的导轨上，切槽刀具依次经过支撑板进行切槽，保证支撑板上的槽与转轴的同轴度；转轴由位于反射镜框架两侧对称布置、机密定位的转轴加工车床加工，使得转轴同轴度。

所述的支撑板由支撑板上半部分与支撑板下半部分连接构成，支撑板上半部分为板材，其上边缘经切割形成反射镜安装设计面形，在上边缘开设用于安装纵梁的槽，再折弯形成；支撑板下半部分采用双侧板折弯的结构，支撑板下半部分的最长边是支撑板上半部分长度的50～70％，整体呈梯形形状。

所述的纵向加强结构件为圆管或方管，与支撑板通过焊接、胀接或借助连接件连接；

或者，所述的纵向加强结构件为预先组装的平面桁架，与支撑板通过螺栓、铆接或焊接连接；

或者，所述的纵向加强结构件为折弯的薄板，其截面为梯形或三角形。

所述的纵向加强结构件之间还连接有加强连杆；支撑板中间区域镂空或不镂空；

所述的转轴包括预安装于底板上的轴管，底板与支撑板固定连接；轴管 的轴心与安装反射镜的整体框架的重心同轴。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其采用由多个支撑板、纵向加强结构件以及纵梁构成的框体结构，支撑板上面较长并开槽用于安装纵梁，在支撑板的侧面及底面安装纵向加强结构件，在支撑板上切槽及豁口，纵梁插入切槽安装，角度和高度受切槽及豁口的限制，使反射镜的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切，在降低反射镜框架的整体重量的同时提高反射镜面形与设计面形的吻合程度。框架内支撑板与纵向加强结构件之间采用螺栓或铆接形式连接，可以以组件形式运到现场进行快速组装，便于降低运输成本。两端的支撑板的外侧安装同轴度的转轴，用于支撑支架并实现支架的旋转；转轴轴心的位置与镜框整体的重心位置重叠，可以实现整体结构相对主轴的零偏心，显著减小了系统对于驱动电机以及减速机的要求。克服了线性菲涅尔反射镜框架结构重、框架相对旋转轴偏心严重，需要额外添加配重装置以及增加电动机负荷，框架采用焊接而成结构不便于运输的缺陷。本实用新型大幅降低线性菲涅尔式反射镜场的制造成本以及运行中的能耗，对于降低太阳能热发电成本有着重要的意义。

附图说明

图1为线性菲涅尔太阳能反射镜框架整体示意图。

图2为一种中间镂空的支撑板的示意图。

图3为支撑板开槽及纵梁安装的示意图。

图4为反射镜在纵梁上安装的示意图。

图5为上下两部分的支撑板的示意图。

图6、图7分别为采用不同纵向加强结构件的示意图。

图8为转轴安装示意图。

图9为镜框整体加工方案示意图。

其中，1.框架，2.支撑板，3.纵向加强结构件，4.纵梁，5.反射镜，6.转轴，7.垫条，8.粘接剂，21.中间镂空的支撑板，22.整体式支撑板，221.第一安装槽，222.第二安装槽，223.第三安装槽，41.第一纵梁，42.第二纵梁，43.第三纵梁，231.支撑板上半部分，232.支撑板下部部分，31圆管纵向加强结构件，32.平面桁架，33.方管纵向加强结构件，35.加强连杆，61.轴管，62.转轴底板，11.未装纵梁的反射镜框架，91.切槽刀具，92.转轴加工车床。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参见图1，一种框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，包括由多个支撑板2和纵梁4构成的框架1，支撑板2的上端面与纵梁4相连接，相邻支撑板2之间还设有纵向加强结构件；纵梁4用于承载反射镜，框架1中的纵梁4与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切；框架1两端的支撑板2的外侧分别安装有转轴6，转轴6支撑框架并实现其旋转。

具体的，所述的支撑板2为上端面较长的倒梯形或三角形；支撑板2采用单片薄片形式、单片厚片形式、中间固定连接的双片薄片形式或双片薄片中一片折弯、外边缘增加折边的形式，外边缘增加折边用于固定及增加强度；

所述的纵梁4为管、角钢或折弯板材的结构，长度与反射镜框架等长，保证反射镜在镜框长度方向的一致性；数量根据反射镜的成形要求确定，图1、图3和图4分别给出了纵梁数量为4和3的实施例；如反射镜不需要借助纵梁进一步成形，最少只需要1-2条纵梁，可增加纵梁数量保证反射镜的强度，如反射镜需要借助纵梁进一步成形，至少需要3条纵梁，可增加纵梁数量保证反射镜的强度同时提高反射镜的成形精度；纵梁沿宽度方向的横截面上，有1～2个插入边，可以沿支撑板上的槽插入到支撑板上。

所述的支撑板2平行分布，其上端面上开设有用于安装纵梁的槽，调整槽或纵梁4的插入边与竖直方向的偏转角度，偏转角度根据反射镜安装面贴合反射镜的角度确定，使得纵梁插入槽后形成的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。

具体的：支撑板上的槽可沿竖直方向，纵梁横截面上的插入边沿竖直方向安装，反射镜安装面与插入边的夹角根据反射镜安装面的贴合反射镜的角度确定；支撑板上的槽可以与竖直方向有特定偏移，在纵梁横截面的插入边与反射镜安装面相垂直的情况下，使纵梁插入支撑板后，反射镜的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。

参见图3，所述的支撑板2上开设的槽包括第一安装槽221、第二安装槽222及第三安装槽223，分别安装第一纵梁41、第二纵梁42及第三纵梁43；其中第一安装槽221与竖直方向具有0～8°的偏移，第一纵梁41为角钢形式，其插入边与安装面的夹角为90°；第二安装槽222与竖直方向相平行，第二纵梁42为C型钢形式；第三安装槽223与竖直方向相平行，第三纵梁43为具有角度偏转的近似角钢的形式，其插入边与安装面夹角为82～90°。

具体的，其中纵向梁41为角钢形式，纵向梁42为C型钢形式，纵向梁43为近似角钢的形式，但插入边与安装面的角度不是直角。槽221与竖直方向有特定偏移，纵向梁41为标准的角钢，即插入边与安装面的夹角为90度无需改变，能使得纵梁41插入槽221后，安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。槽223为竖直方向，此时纵梁43安装面与插入边夹角略小于90度，使得纵梁43插入槽223后，安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。

所述支撑板2的上端面边缘按照反射镜安装后的设计面形进行切割，纵梁4插入支撑板2的槽定位后形成的安装面与支撑板2的上边缘有一定距离；粘接反射镜5时，在形成安装面的纵梁上注入粘接剂8，保证粘接剂8与纵 梁及反射镜5的接触，同时反射镜5其它部位与支撑板的上边缘贴合，借助支撑板22上边缘提高反射镜5的成形精度。

参见图4，反射镜5通过粘胶的方式固定到纵梁的反射镜安装面上，在形成安装面的纵梁4上两侧边缘粘贴厚度一致的垫条7，在垫条7之间的槽中均匀注入粘接剂8；反射镜5通过粘胶的方式固定到纵梁4形成的反射镜安装面上，在保证粘接强度基础上，粘接剂8连续或非连续注入，可选择连续或非连续注入减少粘接剂的用量。

参见图5，所述的支撑板2由支撑板上半部分231与支撑板下半部分232连接构成，支撑板上半部分231为板材，其上边缘经切割形成反射镜安装设计面形，在上边缘开设用于安装纵梁的槽，再折弯形成；支撑板下半部分232采用双侧板折弯的结构，支撑板下半部分232的最长边是支撑板上半部分231长度的50～70％，减少了材料使用；支撑板上半部分231通过螺栓、铆接或焊接与支撑板下半部分232连接，整体呈梯形形状。对于宽度较大的反射镜，可以减少倒梯形或者倒三角形部分的材料用量。

参见图6、图7给出的采用不同纵向加强结构件的实施例，所述的纵向加强结构件为圆管或方管，与支撑板通过焊接、胀接或借助连接件连接；也可在支撑板中间开孔，纵向加强结构件与中间开孔相连接；连接方式包括螺栓连接、铆接以及焊接等形式，在保证强度基础上优先选用变形小的连接方式；

或者，所述的纵向加强结构件为预先组装的平面桁架，与支撑板通过螺栓、铆接或焊接连接；平面桁架可以在生产厂房预先组装，减少现场安装工作量并提高精度。

或者，所述的纵向加强结构件为折弯的薄板，其截面为梯形或三角形。具体可以为折弯的薄铁板。

参见图7，所述的纵向加强结构件3之间还连接有加强连杆35，主要用 于提高框架整体结构的抗扭性能；支撑板2中间区域镂空或不镂空，图2为本实用新型所述一种中间镂空的支撑板的实施例，支撑板21中间镂空，节省材料并降低重量。

参见图8，所述的转轴6包括预安装于底板62上的轴管61，底板62与支撑板2固定连接；轴管61的轴心与安装反射镜的整体框架的重心同轴。轴管61的轴心与镜框含反射镜整体的重心同轴，保证框架整体绕轴管61旋转时的偏心扭矩接近于零。

参见图9所示的镜框提高精度的整体加工方案示意图，所述的支撑板2上的槽开设时，框架1固定放置，切槽刀具91安装在沿框架纵向移动的导轨上，切槽刀具91依次经过支撑板2进行切槽，保证支撑板2上的槽与转轴的同轴度，提高纵梁安装后的成形精度；转轴6由位于反射镜框架两侧对称布置、机密定位的转轴加工车床加工，保证加工出的转轴同轴度，确保转轴6同轴度。

具体的，为提高纵梁安装精度，所有支撑板与纵向加强结构件连接固定好后，在支撑板上切槽，切槽时，支撑板与纵向加强结构件在车床上整体固定，由同一切槽刀具在车床上沿着镜框的纵向以此切开支撑板上的纵梁安装槽；

为提高转轴的同轴度，转轴、支撑板及纵向加强结构件及纵梁整体安装好后，通过两侧精确定位的车床，同步对转轴的外端面进行二次加工。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，包括由多个支撑板(2)和纵梁(4)构成的框架(1)，支撑板(2)的上端面与纵梁(4)相连接，相邻支撑板(2)之间还设有纵向加强结构件；纵梁(4)用于承载反射镜，框架(1)中的纵梁(4)与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切；框架(1)两端的支撑板(2)的外侧分别安装有转轴(6)，转轴(6)支撑框架并实现其旋转；

所述的支撑板(2)平行分布，其上端面上开设有用于安装纵梁的槽，调整槽或纵梁(4)的插入边与竖直方向的偏转角度，偏转角度根据反射镜安装面贴合反射镜的角度确定，使得纵梁插入槽后形成的安装面与所在位置反射镜的粘贴面平行或相切。

2.如权利要求1所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的支撑板(2)为上端面较长的倒梯形或三角形；支撑板(2)采用单片薄片形式、单片厚片形式、中间固定连接的双片薄片形式或双片薄片中一片折弯、外边缘增加折边的形式；

所述的纵梁(4)为管、角钢或折弯板材的结构，长度与反射镜框架等长，数量根据反射镜的成形要求确定；纵梁沿宽度方向的横截面上，有1～2个插入边。

3.如权利要求1所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的支撑板(2)上开设的槽包括第一安装槽(221)、第二安装槽(222)及第三安装槽(223)，分别安装第一纵梁(41)、第二纵梁(42)及第三纵梁(43)；其中第一安装槽(221)与竖直方向具有0～8°的偏移，第一纵梁(41)为角钢形式，其插入边与安装面的夹角为90°；第二安装槽(222)与竖直方向相平行，第二纵梁(42)为C型钢形式；第三安装槽(223)与竖直方向相平行，第三纵梁(43)为具有角度偏转的近似角钢的形式，其插入边与安装面夹角为82～90°。

4.如权利要求1所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述支撑板(2)的上端面边缘按照反射镜安装后的设计面形进行切割，纵梁(4)插入支撑板(2)的槽后形成的安装面与支撑板(2)的上边缘有一定距离；粘接反射镜(5)时，在形成安装面的纵梁上注入粘接剂(8)，保证粘接剂(8)与纵梁及反射镜(5)的接触，同时反射镜(5)其它部位与支撑板的上边缘贴合。

5.如权利要求4所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，在形成安装面的纵梁(4)上两侧边缘粘贴厚度一致的垫条(7)，在垫条(7)之间的槽中均匀注入粘接剂(8)；反射镜(5)通过粘胶的方式固定到纵梁(4)形成的反射镜安装面上，在保证粘接强度基础上，粘接剂(8)连续或非连续注入。

6.如权利要求4所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的支撑板(2)上的槽开设时，框架(1)固定放置，切槽刀具(91)安装在沿框架纵向移动的导轨上，切槽刀具(91)依次经过支撑板(2)进行切槽，保证支撑板(2)上的槽与转轴的同轴度；转轴(6)由位于反射镜框架两侧对称布置、机密定位的转轴加工车床加工，使得转轴(6)同轴度。

7.如权利要求1或6所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的支撑板(2)由支撑板上半部分(231)与支撑板下半部分(232)连接构成，支撑板上半部分(231)为板材，其上边缘经切割形成反射镜安装设计面形，在上边缘开设用于安装纵梁的槽，再折弯形成；支撑板下半部分(232)采用双侧板折弯的结构，支撑板下半部分(232)的最长边是支撑板上半部分(231)长度的50～70％，整体呈梯形形状。

8.如权利要求1或6所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的纵向加强结构件为圆管或方管，与支撑板通过焊接、胀接或借助连接件连接；

或者，所述的纵向加强结构件为预先组装的平面桁架，与支撑板通过螺栓、铆接或焊接连接；

或者，所述的纵向加强结构件为折弯的薄板，其截面为梯形或三角形。

9.如权利要求1或6所述的框体式菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于，所述的纵向加强结构件(3)之间还连接有加强连杆(35)；支撑板(2)中间区域镂空或不镂空；

所述的转轴(6)包括预安装于底板(62)上的轴管(61)，底板(62)与支撑板(2)固定连接；轴管(61)的轴心与安装反射镜的整体框架的重心同轴。