CN207963213U - 一种跟踪驱动装置及定日镜及塔式光热发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种跟踪驱动装置及定日镜及塔式光热发电系统。跟踪驱动装置包括安装座、转台，反光镜安装在转台上，安装座上设有大齿轮，转台上安装有驱动单元，驱动单元包括行星驱动齿轮以及马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。蜗轮蜗杆减速机构可以采用电机或者普通液压马达驱动，由于增加了蜗轮蜗杆减速传动，使得动力输入端的速度增加，同时精度要求也降低，可以节省更多的控制成本，多级大速比的传动保证在涡轮的输出端减小传动误差，便于保证反光镜按照控制要求进行调整而准确地将阳光反射到较远处的集热塔上，保证了电站的发电能力。

Description

一种跟踪驱动装置及定日镜及塔式光热发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种适用于定日镜的跟踪驱动装置以及定日镜和塔式光热发电系统。

背景技术

随着传统能源的不断枯竭，可再生能源的开发和利用得到了广泛的应用，太阳能作为取之不尽、用之不竭的新能源，更是得到人们的重点关注。目前，采用太阳能发电的技术不断出现，例如采用光伏板进行的太阳能光伏发电以及采用塔式发电镜场进行的太阳能光热发电成为主流的太阳能发电方式。

塔式光热发电系统一般包括集热塔，集热塔的顶部安装有装有熔盐的集热器，环绕集热塔设置有大量的定日镜，通过定日镜将阳光反射到集热塔顶部的集热器上从而将热量收集起来进行发电。定日镜一般包括立柱、安装在立柱上的跟踪驱动装置以及通过跟踪驱动装置控制进行方位角和俯仰角调节的反光镜。由于塔式光热发电系统的定日镜数量比较庞大，镜场的半径多在几公里的范围，反光镜微小的角度变化都将会导致其反射的阳光在集热器处产生较大的位移，因此如何能够保证各个定日镜都能够准确的将阳光反射到集热塔的集热器上对于镜场的发电能力十分关键，这就对定日镜跟踪驱动装置的调节精度提出了较高的要求。

传统的跟踪驱动装置一般包括与立柱相对固定的安装座以及相对安装座转动的转台，反光镜安装在转台上。如申请号为201621189074.5、授权公告日为2017.06.09的中国实用新型专利就公开了一种定日镜装置，该定日镜装置的跟踪驱动装置的上安装座也就是转台上同轴固定有大齿轮，上安装座上固定安装反光镜，下安装座也就是安装座上设置有减速电机，减速电机输出端的行星驱动齿轮带动大齿轮转动，从而实现反光镜方位角的调整。经过实际投入使用后发现，这种传统的传动方式的角度调节精度并不能很好的达到精度要求，经常导致整个镜场中的大部分反光镜不能准确的将阳光反射到集热器上，对镜场的发电能力造成极大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种调节精度较高的跟踪驱动装置；同时本实用新型的目的还在于提供使用该跟踪驱动装置的定日镜以及塔式光热发电系统。

为实现上述目的，本实用新型的跟踪驱动装置包括同轴设置的安装座和转台，安装座上设有大齿轮，转台上安装有至少一个驱动单元，驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

本实用新型的跟踪驱动装置通过蜗轮蜗杆机构实现马达与大齿轮之间的传动，由于蜗轮蜗杆机构传动比能够达到几十，远比大、行星驱动齿轮啮合传动的传动比大，能够很好的减小传动误差，而且蜗轮蜗杆机构工作平稳，大大提高了调节精度。

进一步地，在具体布置时，可以使蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置，这样马达的输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮传动后经与蜗轮同轴的行星驱动齿轮与大齿轮啮合，传动环节较少，传动效率较高，传动结构也相对简单。

或者，可以进一步的限定驱动单元有两个以上，且绕大齿轮周向均布，这样多个驱动单元同时驱动，使得转台的转动动力周向均匀，转台的转动更加平稳。

在蜗轮的转轴竖向设置时，马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器，通过制动器能够保证在设定位置处时转台与安装座之间的相对固定。

以上描述了跟踪驱动装置的四种不同技术方案，在上述四种技术方案任意一种的基础上，可以进一步限定大齿轮的轮齿为外齿以与内齿圈相区别，这样设置便于整个装置的装配和维护。

本实用新型的定日镜包括立柱、设置在立柱上的跟踪驱动装置以及被跟踪驱动装置带动的反光镜，跟踪驱动装置包括与立柱固定连接的安装座以及与安装座同轴设置的转台，反光镜安装在转台上，安装座上设有大齿轮，转台上安装有至少一个驱动单元，所述驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

本实用新型的定日镜的跟踪驱动装置通过蜗轮蜗杆机构实现马达与大齿轮之间的传动，由于蜗轮蜗杆机构传动比能够达到几十，远比大、行星驱动齿轮啮合传动的传动比大，能够很好的减小传动误差，而且蜗轮蜗杆机构工作平稳，大大提高了转台上安装的反光镜的方位角调节精度。

进一步地，在具体布置时，可以使蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置，这样马达的输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮传动后经与蜗轮同轴的行星驱动齿轮与大齿轮啮合，传动环节较少，传动效率较高，传动结构也相对简单。

或者，可以进一步的限定驱动单元有两个以上，且绕大齿轮周向均布，这样多个驱动单元同时驱动，不仅保证了转台的转动动力，而且也使得转台的转动动力在周向上分布更加均匀，使转台的转动更加平稳。

在蜗轮的转轴竖向设置时，马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器，通过制动器能够保证在设定位置处时转台与安装座之间的相对固定，避免反光镜因大风吹动而发生偏转。

以上描述了定日镜的四种不同技术方案，在上述四种技术方案任意一种的基础上，可以进一步限定大齿轮的轮齿为外齿以与内齿圈相区别，这样设置便于整个装置的装配和维护。

本实用新型的塔式光热发电系统包括集热塔以及围绕集热塔布置的多个定日镜，所述定日镜包括立柱、设置在立柱上的跟踪驱动装置以及被跟踪驱动装置带动的反光镜，所述跟踪驱动装置包括与立柱固定连接的安装座以及与安装座同轴设置的转台，反光镜安装在转台上，所述安装座上设有大齿轮，所述转台上安装有至少一个驱动单元，所述驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

由于蜗轮蜗杆机构传动比能够达到几十，远比大、行星驱动齿轮啮合传动的传动比大，能够很好的减小传动误差，而且蜗轮蜗杆机构工作平稳，大大提高了转台上安装的反光镜的方位角调节精度，便于保证反光镜按照控制要求进行调整而准确地将阳光反射到较远处的集热塔上，保证了电站的发电能力。

进一步地，在具体布置时，可以使蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置，这样马达的输出端连接蜗杆，蜗杆与蜗轮传动后经与蜗轮同轴的行星驱动齿轮与大齿轮啮合，传动环节较少，传动效率较高，传动结构也相对简单。

或者，可以进一步的限定驱动单元有两个以上，且绕大齿轮周向均布，这样多个驱动单元同时驱动，不仅保证了转台的转动动力，而且也使得转台的转动动力在周向上分布更加均匀，使转台的转动更加平稳。

在蜗轮的转轴竖向设置时，马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器，通过制动器能够保证在设定位置处时转台与安装座之间的相对固定，避免反光镜因大风吹动而发生偏转。

以上描述了塔式光热发电系统的四种不同技术方案，在上述四种技术方案任意一种的基础上，可以进一步限定大齿轮的轮齿为外齿以与内齿圈相区别，这样设置便于整个装置的装配和维护。

附图说明

图1为本实用新型的定日镜的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的跟踪驱动装置的实施例的结构示意图（未显示液压系统）；

图3为本实用新型的跟踪驱动装置的实施例另一视角的结构示意图（未显示液压系统）；

图4为显示蜗轮蜗杆机构的示意图：

图5为本实用新型的跟踪驱动装置的实施例的俯视图（未显示液压系统）；

图6为图5中A-A处的剖视图。

图中：1、立柱；2、跟踪驱动装置；3、液压缸；4、镜架；5、反光镜；20、安装座；21、转台；22、转盘轴承外圈；23、行星驱动齿轮；24、动力输出部分；240、液压马达；241、蜗轮；242、蜗杆；25、伸缩缸铰接座；26、镜架铰接座；27、液压制动器；28、转盘轴承内圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的塔式光热发电系统的具体实施例，包括集热塔以及围绕集热塔布置的很大数量的定日镜，定日镜被控制系统控制进行方位角和俯仰角的调整并通过其上的反光镜将阳光反射到集热塔顶部的集热器上，从而将热量集中收集起来。

其中，定日镜的结构如图1~6所示，包括立柱1，立柱1的顶部安装有跟踪驱动装置2，跟踪驱动装置2上通过镜架4支撑有反光镜5。跟踪驱动装置2包括与立柱1固定连接的安装座20以及与安装座20同轴设置的转台21。安装座20的上侧面固定有转盘轴承外圈22，转盘轴承外圈22设有外齿，构成大齿轮。安装座20与转台21之间通过轴承实现绕共同轴线的相对转动，其中转盘轴承外圈22作为轴承的外圈，转台21的下侧面固定有转盘轴承内圈28，两者之间夹设有滚动体。

转台21的上侧面设置有镜架铰接座26，镜架4转动安装在镜架铰接座26上。转台21的上侧面还设置有伸缩缸铰接座25，伸缩缸铰接座25铰接有液压缸3，液压缸3与镜架4铰接且在伸缩时能够推动镜架4绕水平轴线俯仰动作。

转台21上安装有三个驱动其相对安装座20转动的驱动单元，三个驱动单元在圆周方向上均匀间隔设置。当然，此处仅仅提供的是一种实施例，不排除在其他实施方式中驱动单元有一个或两个或四个以上。其中，驱动单元包括绕竖向轴线转动装配在转台21上的行星驱动齿轮23以及固定安装在转台21上的动力输出部分24。动力输出部分24包括液压马达240以及蜗轮蜗杆机构，液压马达的输出轴上安装有蜗杆242，行星驱动齿轮23的转轴上同轴固定有与蜗杆适配的蜗轮241，液压马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮23，大、行星驱动齿轮啮合且在液压马达输出转动时带动转台21相对于安装座20转动。

液压马达位于转台21的上侧，行星驱动齿轮23的转轴位于安装座20下侧的一端连接有液压制动器27，当然，不排除在其他实施方式中采用非液压形式的其他制动器。

本实施例中，动力输出部分的动力源采用液压马达主要是考虑到能够与液压缸共用液压油路，当然在其他实施方式中也并不排除采用电动马达的方式。

本实用新型的塔式光热发电系统的定日镜跟踪驱动装置通过蜗轮蜗杆机构实现马达与转盘轴承外圈之间的传动，蜗轮蜗杆机构的大传动比，很好的减小传动误差，大大提高了转台上安装的反光镜的方位角调节精度。此外，由于蜗轮蜗杆机构具有自锁性能，在转台转动到设定位置时，蜗轮蜗杆机构也能够对其产生一定的保持作用，减小了液压制动器的负载。

上述实施例中，转盘轴承外圈的外周面设有外齿，在其他实施方式中也可以将转盘轴承外圈与转台固定，转盘轴承内圈的内周面设有内齿，行星驱动齿轮的转轴转动装配在转台上，行星驱动齿轮位于转盘轴承内圈的内侧。

上述实施例中，蜗轮的转动轴线竖向设置，在其他实施方式中，也可以水平设置，此时需要经过一次换向采用将转动动力传递至转盘轴承外圈上。上述实施例中，跟踪驱动装置包括设置在转台上的液压缸以及液压油路的其他设备，在其他实施方式中，跟踪驱动装置可以不包括液压系统，即如图2-6所示的结构，此时驱动单元的马达采用电动马达。

本实用新型的定日镜的实施例，其具体结构与上述塔式光热发电系统的各种实施例中的定日镜结构相同，此处不再重复描述。本实用新型的跟踪驱动装置的结构与上述塔式光热发电系统的各种实施例中的跟踪驱动装置的结构相同，此处也不再重复描述。

Claims (15)

1.一种跟踪驱动装置，包括同轴设置的安装座和转台，其特征是，所述安装座上设有大齿轮，所述转台上安装有至少一个驱动单元，所述驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

2.根据权利要求1所述的跟踪驱动装置，其特征是，蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置。

3.根据权利要求1所述的跟踪驱动装置，其特征是，所述驱动单元有两个以上且绕大齿轮周向均布。

4.根据权利要求2所述的跟踪驱动装置，其特征是，所述马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的跟踪驱动装置，其特征是，所述大齿轮的轮齿为外齿。

6.一种定日镜，包括立柱、设置在立柱上的跟踪驱动装置以及被跟踪驱动装置带动的反光镜，所述跟踪驱动装置包括与立柱固定连接的安装座以及与安装座同轴设置的转台，反光镜安装在转台上，其特征是，所述安装座上设有大齿轮，所述转台上安装有至少一个驱动单元，所述驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

7.根据权利要求6所述的定日镜，其特征是，蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置。

8.根据权利要求7所述的定日镜，其特征是，所述驱动单元有两个以上且绕大齿轮周向均布。

9.根据权利要求7所述的定日镜，其特征是，所述马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器。

10.根据权利要求6或7或8或9所述的定日镜，其特征是，所述大齿轮的轮齿为外齿。

11.一种塔式光热发电系统，包括集热塔以及围绕集热塔布置的多个定日镜，所述定日镜包括立柱、设置在立柱上的跟踪驱动装置以及被跟踪驱动装置带动的反光镜，所述跟踪驱动装置包括与立柱固定连接的安装座以及与安装座同轴设置的转台，反光镜安装在转台上，其特征是，所述安装座上设有大齿轮，所述转台上安装有至少一个驱动单元，所述驱动单元包括转动装配在转台上的、与大齿轮啮合的行星驱动齿轮，以及固定安装在转台上的马达，马达通过蜗轮蜗杆机构传动于行星驱动齿轮，大、行星驱动齿轮啮合且在马达输出转动时带动转台相对于安装座转动。

12.根据权利要求11所述的塔式光热发电系统，其特征是，蜗轮蜗杆机构的蜗轮转轴竖向设置，蜗轮与行星驱动齿轮同轴设置。

13.根据权利要求12所述的塔式光热发电系统，其特征是，所述驱动单元有两个以上且绕大齿轮周向均布。

14.根据权利要求12所述的塔式光热发电系统，其特征是，所述马达位于转台的上侧，行星驱动齿轮的转轴位于安装座下侧的一端连接有制动器。

15.根据权利要求11或12或13或14所述的塔式光热发电系统，其特征是，所述大齿轮的轮齿为外齿。