CN206710682U - 一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，包括：反射镜、反射镜支撑件、反射镜支撑桁架、俯仰电动推杆、横梁、俯仰磁栅尺、横梁支架、水平旋转机构、水平磁栅尺、立柱，其中，反射镜通过反射镜支撑件固定在反射镜支撑桁架上；反射镜支撑桁架固定在横梁的对应法兰上；横梁通过横梁支架固定在水平旋转机构上；俯仰电动推杆使用销轴一端安装在横梁支架上，一端安装在横梁上，通过控制推杆伸出长度来控制俯仰角度；水平旋转机构安装在立柱顶面；俯仰磁栅尺安装在横梁上，用于反馈定日镜的俯仰方位；水平磁栅尺安装在水平旋转机构上，用于反馈定日镜的水平方位；立柱固定于地面。本实用新型能实时反馈定日镜实际的俯仰方位，提高跟踪精度，还能够提高推杆的使用寿命。

Description

一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜

技术领域

本实用新型涉及太阳能热发电领域，特别涉及一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜。

背景技术

太阳能热发电是太阳能利用的重要方面，目前主要有槽式、塔式、菲涅尔式和蝶式四种，其基本过程为：利用太阳聚光器跟踪太阳并将太阳辐射会聚至吸热装置，从而获得高温热能，再利用热能进行常规热发电或其它中高温利用。太阳聚光器是太阳能热发电及太阳能中高温利用系统的关键元件，本申请主要涉及用于塔式太阳能热发电站的聚光器，此类聚光器也被称为定日镜。

定日镜在塔式太阳能热利用系统中，根据太阳的方位、吸热塔的位置以及定日镜自身所在方位，确定本身的姿态，将太阳光有效反射到吸热塔指定位置。定日镜的主要组成部分包括反射镜、反射镜支撑件、桁架结构、控制系统、驱动系统、立柱和基础。

目前，小型定日镜俯仰驱动装置传动形式主要有全齿轮、蜗轮蜗杆、电动推杆几种，其中以电动推杆形式居多。所述电动推杆形式具有推杆控制精度高，俯仰角跟踪都采用开环控制的优点。但在定日镜实际生产过程中，由于安装误差和旋转轴配合间隙会导致最终跟踪精度下降；另外，现有定日镜在跟踪太阳的过程中，推杆都会有一个从拉到推或从推到拉受力突变的情况，这会极大的影响跟踪精度和推杆的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的定日镜在跟踪太阳的过程中，由于推杆受力突变导致跟踪精度和推杆使用寿命受影响的缺陷，从而提供一种能够有效提高跟踪精度与推杆使用寿命的新的聚光定日镜。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，包括：反射镜1、反射镜支撑件2、反射镜支撑桁架3、俯仰电动推杆4、横梁5、俯仰磁栅尺6、横梁支架7、水平旋转机构8、水平磁栅尺9、立柱10，其中，

所述反射镜1通过反射镜支撑件2固定在所述反射镜支撑桁架3上；反射镜支撑桁架3固定在所述横梁5的对应法兰上；所述横梁5通过所述横梁支架7固定在所述水平旋转机构8上；所述俯仰电动推杆4使用销轴一端安装在所述横梁支架7上，一端安装在横梁5上，通过控制推杆伸出长度来控制俯仰角度；所述水平旋转机构8安装在所述立柱10顶面；所述俯仰磁栅尺6安装在所述横梁5上，用于反馈定日镜的俯仰方位；所述水平磁栅尺9安装在所述水平旋转机构8上，用于反馈定日镜的水平方位；所述立柱10固定于地面。

上述技术方案中，所述反射镜支撑件2有两种结构形式，其中，

在第一种结构形式中，所述反射镜支撑件2包括两个各自开有安装孔的第一平板和第二平板，所述第一平板的边缘处与所述第二平板的边缘处垂直连接；所述安装孔为长孔；

在第二种结构形式中，所述反射镜支撑件2包括三个平板：第一平板、第二平板和第三平板；其中的第一平板在长度方向上的边缘处与第二平板的边缘处垂直连接，所述第一平板在宽度方向上的边缘处与第三平板的边缘处垂直连接，所述第二平板与所述第三平板上均开有长孔形的安装孔。

上述技术方案中，所述反射镜支撑件2固定在所述反射镜支撑桁架3上时，在所述反射镜支撑桁架3的外侧采用第二种结构形式的反射镜支撑件，在所述反射镜支撑桁架3的内侧采用第一种结构形式的反射镜支撑件。

上述技术方案中，所述横梁支架7的顶端通过销轴与所述横梁5连接在一起，形成俯仰跟踪的旋转轴。

上述技术方案中，所述横梁5通过所述横梁支架7固定在所述水平旋转机构8上时，应使得由反射镜1、反射镜支撑件2、反射镜支撑桁架3、横梁5和俯仰磁栅尺6所组成的俯仰旋转部分的重心在整个跟踪过程中一直处于所述旋转轴的一侧，且尽量靠近旋转轴。

上述技术方案中，所述俯仰磁栅尺6安装在所述横梁5左侧的专用圆形模板上。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的定日镜与现有技术中的定日镜相比增加了俯仰方位磁栅尺，俯仰方位磁栅尺能实时反馈定日镜实际的俯仰方位，提高跟踪精度。

2、本实用新型在结构设计上更合理，俯仰旋转部分的重心在整个跟踪过程中一直处于旋转轴的一侧，且尽量靠近旋转轴，这样既能避免推杆出现受力突变的情况，提高推杆的使用寿命和定日镜整体跟踪精度，又能减小推杆所受拉力，推杆尺寸更小，更经济。

3、本实用新型采用两种结构形式的反射镜支撑件，通过合理布置其使用位置，能够提高定日镜整体面型刚性，方便子镜安装和调整。

附图说明

图1是本实用新型的一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜的结构示意图；

图2是本实用新型中的反射镜支撑件示意图；

图3是本实用新型中的反射镜支撑件布置示意图；

图4是本实用新型中的横梁的局部示意图；

图5是本实用新型中的横梁支架的结构示意图。

图面说明

1 反射镜 2 反射镜支撑件

3 反射镜支撑桁架 4 俯仰电动推杆

5 横梁 6 俯仰磁栅尺

7 横梁支架 8 水平旋转机构

9 水平磁栅尺 10 立柱

501 横梁耳板上的通孔 502 圆形模板

701 横梁支架顶端的通孔

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型涉及一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，包括：反射镜1、反射镜支撑件2、反射镜支撑桁架3、俯仰电动推杆4、横梁5、俯仰磁栅尺6、横梁支架7、水平旋转机构8、水平磁栅尺9、立柱10，其中，所述反射镜1通过反射镜支撑件2固定在反射镜支撑桁架3上；反射镜支撑桁架3使用螺栓固定在横梁5的对应法兰上；横梁5通过横梁支架7固定在水平旋转机构8上；俯仰电动推杆4使用销轴一端安装在横梁支架7上，一端安装在横梁5上，通过控制推杆伸出长度来控制俯仰角度；水平旋转机构8安装在立柱10顶面；俯仰磁栅尺6安装在横梁5上，用于反馈定日镜的俯仰方位；水平磁栅尺9安装在水平旋转机构8上，用于反馈定日镜的水平方位；立柱10底面固定在混凝土基础上。

下面对装置中的部件做进一步说明。

所述反射镜1通过反射镜支撑件2固定在反射镜支撑桁架3上，形成定日镜的子镜。

所述反射镜支撑件2如图2所示，其具有两种结构形式，图2a为反射镜支撑件2的第一种结构形式。如图所示，其包括两个各自开有安装孔的平板，这两个平板的边缘处垂直连接。所述安装孔为长孔。图2b为反射镜支撑件2的第二种结构形式。如图所示，其包括三个平板，其中的第一平板在长度方向上的边缘处与第二平板的边缘处垂直连接，所述第一平板在宽度方向上的边缘处与第三平板的边缘处垂直连接，所述第二平板与所述第三平板上均开有长孔形的安装孔。当反射镜支撑件2固定在反射镜支撑桁架3上时，反射镜支撑件2在反射镜支撑桁架3上的固定位置决定了采用何种结构形式的反射镜支撑件。通过合理布置不同结构形式的反射镜支撑件可提高整个镜面的刚性、保证反射镜的面型精度，方便子镜安装和调整，如图3所示，在一个实施例中，每个子镜外侧3个使用图2b的结构形式，内侧2个使用图2a的结构形式。在其他实施例中，也可采用其他类型的排布方式。

所述反射镜支撑桁架3由3根角钢组装而成，整体固定在横梁上，顶端的角钢用于安装反射镜支撑件2。

所述俯仰电动推杆4由步进电机、微型行星齿轮减速机和丝杠组成。

所述横梁5用于固定反射镜支撑桁架3和传递运动，是最主要的承重部件，主要由螺旋管和耳板焊接而成。

所述俯仰磁栅尺6安装在横梁5左侧的专用圆形模板502上，圆形模板502焊接在横梁5上，与横梁5是一个整体，俯仰跟踪的旋转轴(参见后文的描述)位于圆形模板502的中心，横梁5绕轴旋转时，带动圆形模板502一起旋转，俯仰磁栅尺6就能实时反馈定日镜的方位角，实现闭环控制。

所述横梁支架7由钢板和无缝管焊接而成，再经过精密加工；其底面固定在水平旋转机构8上，顶端通过销轴与横梁5连接在一起，作为俯仰跟踪的旋转轴。例如，参考图4和图5，图4是横梁5的局部示意图，如图所示，在一螺旋管上焊接有两个位置相对的耳板，这两个耳板上各开有一个位置相对的通孔501。图5是横梁支架7的示意图，在横梁支架7的顶端也开有通孔701。横梁支架7顶端的通孔701通过销轴与横梁5上的通孔501连接在一起，形成俯仰跟踪的旋转轴。

所述水平旋转机构8由步进电机、微型行星齿轮减速机和蜗轮蜗杆减速机组成；其顶面与横梁支架7的底面固定在一起，底面安装在立柱10上。

作为一种优选结构形式，在图1所示的实施例中，通过调整横梁5的位置，使得由反射镜1、反射镜支撑件2、反射镜支撑桁架3、横梁5和俯仰磁栅尺6所组成的俯仰旋转部分的重心在整个跟踪过程中一直处于旋转轴的一侧，且尽量靠近旋转轴，这样既能避免俯仰电动推杆4出现受力突变的情况，提高俯仰电动推杆的使用寿命和定日镜整体跟踪精度，又能减小俯仰电动推杆所受拉力，俯仰电动推杆尺寸更小，更经济。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，包括：反射镜(1)、反射镜支撑件(2)、反射镜支撑桁架(3)、俯仰电动推杆(4)、横梁(5)、俯仰磁栅尺(6)、横梁支架(7)、水平旋转机构(8)、水平磁栅尺(9)、立柱(10)，其中，

所述反射镜(1)通过反射镜支撑件(2)固定在所述反射镜支撑桁架(3)上；反射镜支撑桁架(3)固定在所述横梁(5)的对应法兰上；所述横梁(5)通过所述横梁支架(7)固定在所述水平旋转机构(8)上；所述俯仰电动推杆(4)使用销轴一端安装在所述横梁支架(7)上，一端安装在横梁(5)上，通过控制推杆伸出长度来控制俯仰角度；所述水平旋转机构(8)安装在所述立柱(10)顶面；所述俯仰磁栅尺(6)安装在所述横梁(5)上，用于反馈定日镜的俯仰方位；所述水平磁栅尺(9)安装在所述水平旋转机构(8)上，用于反馈定日镜的水平方位；所述立柱(10)固定于地面。

2.根据权利要求1所述的用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，所述反射镜支撑件(2)有两种结构形式，其中，

在第一种结构形式中，所述反射镜支撑件(2)包括两个各自开有安装孔的第一平板和第二平板，所述第一平板的边缘处与所述第二平板的边缘处垂直连接；所述安装孔为长孔；

在第二种结构形式中，所述反射镜支撑件(2)包括三个平板：第一平板、第二平板和第三平板；其中的第一平板在长度方向上的边缘处与第二平板的边缘处垂直连接，所述第一平板在宽度方向上的边缘处与第三平板的边缘处垂直连接，所述第二平板与所述第三平板上均开有长孔形的安装孔。

3.根据权利要求2所述的用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，所述反射镜支撑件(2)固定在所述反射镜支撑桁架(3)上时，在所述反射镜支撑桁架(3)的外侧采用第二种结构形式的反射镜支撑件，在所述反射镜支撑桁架(3)的内侧采用第一种结构形式的反射镜支撑件。

4.根据权利要求1所述的用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，所述横梁支架(7)的顶端通过销轴与所述横梁(5)连接在一起，形成俯仰跟踪的旋转轴。

5.根据权利要求4所述的用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，所述横梁(5)通过所述横梁支架(7)固定在所述水平旋转机构(8)上时，应使得由反射镜(1)、反射镜支撑件(2)、反射镜支撑桁架(3)、横梁(5)和俯仰磁栅尺(6)所组成的俯仰旋转部分的重心在整个跟踪过程中一直处于所述旋转轴的一侧，且尽量靠近旋转轴。

6.根据权利要求1所述的用于塔式太阳能热发电的小型聚光定日镜，其特征在于，所述俯仰磁栅尺(6)安装在所述横梁(5)左侧的专用圆形模板上。