CN207992824U - 一种定日镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种定日镜，包括水平底座、反射镜面、连接底座和反射镜面的竖直支架以及跟踪传动装置，跟踪传动装置包含铰接机构、轴向可伸缩的第一线性驱动器和第二线性驱动器，其中，支架的一端通过铰接机构与反射镜面枢转连接，第一线性驱动器的前端和后端分别铰接至反射镜面和支架，第二线性驱动器的前端和后端分别铰接至反射镜面和支架，第一线性驱动器和第二线性驱动器协同控制反射镜面的方位角和俯仰角。本实用新型的定日镜采用双线性驱动、靠自重放平，不仅结构简单，还能有效降低能耗，节约运行成本。

Description

一种定日镜

技术领域

本实用新型涉及光热发电技术领域，特别涉及一种定日镜。

背景技术

塔式太阳能热发电是一种太阳能聚光热发电技术，需在空旷的地面上建立高大的中央吸收塔，塔顶上固定安装吸收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶接收器的腔体内以产生高温，然后经过热交换器产生蒸汽，蒸汽推动蒸汽机发电。定日镜是由支撑结构、反射镜面及跟踪传动装置组成的聚光装置，用于跟踪并反射、聚集太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器，是塔式太阳能热发电站的重要组成部分，其性能决定太阳能利用效率，进而影响整个太阳能热发电系统的发电效率。

定日镜需要对太阳进行二维跟踪。现有的定日镜普遍存在以下问题：方位角和俯仰角单独控制，控制机构结构较复杂；当气象站预测风速较高、定日镜装置需要同时运行到水平位置时，需要大量的能源，对电网冲击较大；多采用中央对称的承载结构，这种结构容易使定日镜驱动器承受交变力，而受交变力时驱动器的间隙会影响定日镜的定位精度；同时中央对称的承载结构导致反射镜面能够围绕中心转动，为了避免反射镜面下边沿触碰地面，需要设置较高的支架，进而导致定日镜稳定性差并且系统成本上升。

因此，如何简化定日镜结构、降低驱动能耗、节约运行成本成为光热发电领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服现有技术中所存在的缺陷，本实用新型提供一种双线性驱动、靠自重放平的定日镜。

依据本实用新型的一种定日镜，包括水平底座、反射镜面、连接底座和反射镜面的竖直支架以及跟踪传动装置，跟踪传动装置包含铰接机构、轴向可伸缩的第一线性驱动器和第二线性驱动器，其中，支架的一端通过铰接机构与反射镜面枢转连接，第一线性驱动器的前端和后端分别铰接至反射镜面和支架，第二线性驱动器的前端和后端分别铰接至反射镜面和支架，第一线性驱动器和第二线性驱动器协同控制反射镜面的方位角和俯仰角。

进一步地，第一线性驱动器的前端和第二线性驱动器的前端的连线平行于反射镜面的下边沿。

进一步地，第一线性驱动器的前端与第二线性驱动器的前端的连线高于铰接机构。

进一步地，第一线性驱动器的前端与第二线性驱动器的前端的距离为D，第一线性驱动器的后端与第二线性驱动器的后端的距离为d，其中，D>d。

进一步地，定日镜包含用于测量反射镜面的方位角和俯仰角的测量装置。

进一步地，反射镜面的重心位于铰接机构的后上方。

进一步地，铰接机构包含固定连接反射镜面的水平回转轴、固定连接支架一端的竖直回转轴、以及分别与水平回转轴和竖直回转轴枢转连接的万向轴。

进一步地，第一线性驱动器的前端通过固定至反射镜面的第一前铰接座铰接至反射镜面，第二线性驱动器的前端通过固定至反射镜面的第二前铰接座铰接至反射镜面。

进一步地，跟踪传动装置包含平台，平台自支架向后水平延伸，第一线性驱动器的后端通过固定至平台的第一后铰接座铰接至平台，第二线性驱动器的后端通过固定至平台的第二后铰接座铰接至平台。

进一步地，跟踪传动装置包含连接平台与支架的至少一根支撑杆。

由于采用于上技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.本实用新型使用两个线性驱动器协同控制反射镜面的方位角和俯仰角，结构简单。

2.反射镜面的重心设置于铰接机构后上方，即承载机构为非中央对称结构，正常工作时线性驱动器仅受单方向的拉力或压力，消除驱动器传动间隙的影响，提高反射镜面的定位精度。

3.设置水平回转轴，使反射镜面下边沿始终与地面平行，进而可以使用较低的支架，提高稳定性并降低生产成本。

4.反射镜面的重心设置于铰接机构的后上方，使得反射镜面可以依靠重力运行至水平位置，有效降低驱动能耗，减少对电网的冲击。

附图说明

图1为依据本实用新型的定日镜一实施例的示意图；

图2为图1所示实施例中跟踪传动装置的示意图；

图3为依据本实用新型的定日镜的驱动原理图。

附图标记说明：

1底座，2反射镜面，3支架，4跟踪传动装置，41第一线性驱动器，411第一前铰接座，412第一后铰接座，42第二线性驱动器，421第二前铰接座，422第二后铰接座，43铰接机构，431水平回转轴，432万向轴，433竖直回转轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，依据本实用新型的定日镜总体包括水平底座1、反射镜面2、连接底座1和反射镜面2的竖直支架3以及跟踪传动装置4。应当领会的是，本实用新型中，规定朝向/临近反射镜面的方向为前方/前端(例如，反射镜面位于支架的前方)，与之相反的方向则为后方/后端(例如，支架位于反射镜面的后方)。

结合图1-2所示，跟踪传动装置包含铰接机构43、轴向可伸缩的第一线性驱动器41和第二线性驱动器42。具体地，支架3通过铰接机构43与反射镜面2枢转连接，以使反射镜面2能够以铰接机构43为轴上下、左右旋转，实现对太阳的二维追踪。在本实用新型一实施例中，铰接机构43包含固定连接中反射镜面2的水平回转轴431、固定连接至支架3一端的竖直回转轴433、以及分别与水平回转轴431和竖直回转轴433枢转连接的万向轴432。由于水平回转轴431与反射镜面2的下边沿均平行于地面放置，使得反射镜面2在转动过程中受限于水平回转轴431，始终保持下边沿与地面平行，无需担心触碰地面，因此可以使用较低的支架，降低定日镜的整体高度，提高其稳定性。在本实用新型的实施例中，第一线性驱动器41和第二线性驱动器42可以选用气缸、油缸以及其它轴向可伸缩的驱动装置。

第一线性驱动器41的前端和后端分别铰接至反射镜面2和支架3，第二线性驱动器42的前端和后端分别铰接至反射镜面2和支架3，以通过第一线性驱动器41和第二线性驱动器42协同控制反射镜面2的方位角和俯仰角。具体地，第一线性驱动器41的前端可以通过固定至反射镜面2的第一前铰接座411铰接至反射镜面2，第二线性驱动器42的前端可以通过固定至反射镜面2的第二前铰接座421铰接至反射镜面2。另外，可以自支架3向后水平延伸设置一平台44，并在该平台44上固定设置第一后铰接座412和第二后铰接座422，以使第一线性驱动器41的后端通过第一后铰接座412铰接至平台，第二线性驱动器42的后端通过第二后铰接座422铰接至平台44。优选地，可以在支架2与平台44之间设置至少一根支撑杆45，以使平台44更加牢固。

在本实用新型一实施例中，第一线性驱动器41的前端与第二线性驱动器42的前端的连线与反射镜面2的下边沿平行。其中，第一线性驱动器41的前端与第二线性驱动器42的前端的距离D大于第一线性驱动器的后端41与第二线性驱动器42的后端的距离d，优选地，D和d根据定日镜的规格确定，优选地：D为2000mm，d为500mm。如此设置可确保当第一线性驱动器41与第二线性驱动器42同时伸长/缩短相同长度时，可以仅对反射镜面2的俯仰角进行调整；当伸长/缩短第一线性驱动器41与第二线性驱动器42中的一个，同时等长度缩短/伸长第一线性驱动器41与第二线性驱动器42中的另一个时，可以仅对反射镜面2的方位角进行调整；通过计算将第一线性驱动器41与第二线性驱动器42伸长/缩短至不同长度，可以对反射镜面2的俯仰角和方位角一起调整，以实现协同控制的效果。优选地，可以设计成第一线性驱动器41的前端与第二线性驱动器42的前端的连线高于铰接机构43，以使第一线性驱动器41与第二线性驱动器42同时伸长时，调整反射镜面2趋于垂直；第一线性驱动器41与第二线性驱动器42同时缩短时，调整反射镜面2趋于水平。

本领域技术人员应当领会，当气象站预测风速较高、容易使定日镜造成损坏时，往往会将定日镜回复至装载模式，即使反射镜面2运行至水平。而整个镜场成千上万个反射镜面同时回复至装载模式需要额外提供驱动力，造成极大的能量消耗，对电网造成巨大的冲击。在本实用新型的又一实施例中，反射镜面2的重心G位于铰接机构43的后上方，使反射镜面2可以依靠自身重力运行至水平位置，可避免使用额外的驱动力，有效降低能耗，节约运行成本。

图3示出了定日镜的驱动原理。A点为位于第一线型驱动器41前端的第一前铰接座411，B点为位于第一线型驱动器41后端的第一后铰接座412，C点为位于第二线型驱动器42前端的第一前铰接座421，D点为位于第二线型驱动器44后端的第二后铰接座422，E、F分别为水平回转轴431的两端。第一线性驱动器41与第二线性驱动器42协同控制，使反射镜面2可以分别或同时围绕水平回转轴431和竖直回转轴433旋转，以控制反射镜面2的方位角和俯仰角。由于点B、C、E和F均相对于水平镜面固定，因此，四边形BCEF的法线方向即为反射镜面2的法线方。在本发明一实施例中，定日镜还包含测量装置，该测量装置通过测量四边形BCEF法线方向的俯仰角和方位角来确定水平镜面2的俯仰角和方位角。测量装置可以安装于铰接机构43上，或者其它便于测量的位置。

本实用新型的定日镜使用两个线性驱动器协同控制反射镜面的方位角和俯仰角；降低支架的整体高度，同时将反射镜面的重心设计在水平回转轴的后上方，从而使线性驱动器正常工作时仅受到单方向的力，并可以依靠重力运行到水平位置。

以上实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定日镜，包括水平底座、反射镜面、连接所述底座和所述反射镜面的竖直支架以及跟踪传动装置，其特征在于，所述跟踪传动装置包含铰接机构、轴向可伸缩的第一线性驱动器和第二线性驱动器，其中，所述支架的一端通过所述铰接机构与所述反射镜面枢转连接，所述第一线性驱动器的前端和后端分别铰接至所述反射镜面和所述支架，所述第二线性驱动器的前端和后端分别铰接至所述反射镜面和所述支架，所述第一线性驱动器和所述第二线性驱动器协同控制所述反射镜面的方位角和俯仰角。

2.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述第一线性驱动器的前端和所述第二线性驱动器的前端的连线平行于所述反射镜面的下边沿。

3.根据权利要求2所述的定日镜，其特征在于，所述第一线性驱动器的前端与所述第二线性驱动器的前端的连线高于所述铰接机构。

4.根据权利要求3所述的定日镜，其特征在于，所述第一线性驱动器的前端与所述第二线性驱动器的前端的距离为D，所述第一线性驱动器的后端与所述第二线性驱动器的后端的距离为d，其中，D>d。

5.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述定日镜包含用于测量所述反射镜面的方位角和俯仰角的测量装置。

6.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述反射镜面的重心位于所述铰接机构的后上方。

7.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述铰接机构包含固定连接所述反射镜面的水平回转轴、固定连接所述支架一端的竖直回转轴、以及分别与所述水平回转轴和所述竖直回转轴枢转连接的万向轴。

8.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述第一线性驱动器的前端通过固定至所述反射镜面的第一前铰接座铰接至所述反射镜面，所述第二线性驱动器的前端通过固定至所述反射镜面的第二前铰接座铰接至所述反射镜面。

9.根据权利要求1所述的定日镜，其特征在于，所述跟踪传动装置包含平台，所述平台自所述支架向后水平延伸，所述第一线性驱动器的后端通过固定至所述平台的第一后铰接座铰接至所述平台，所述第二线性驱动器的后端通过固定至所述平台的第二后铰接座铰接至所述平台。

10.根据权利要求9所述的定日镜，其特征在于，所述跟踪传动装置包含连接所述平台与所述支架的至少一根支撑杆。