一种碟式聚光太阳跟踪装置制造方法及图纸

一种碟式聚光太阳跟踪装置，包括碟形聚光器、聚光器支架和驱动控制单元，其特征在于碟形聚光器由反光镜组、反光镜支撑架及反光镜支撑架转轴组成，反光镜组采用分块张膜式结构，若干块独立微调的反光镜安装在反光镜支撑架上，反光镜支撑架通过轴承等可转动机构与聚光器支架相联接。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种碟式聚光太阳跟踪装置，属于太阳能热发电领域。2.反光镜支撑架为总体外形呈碟形的构件，由型钢焊接而成。反光镜布置在其碟形的凹面上，碟形构件张口的外侧有两个水平的反光镜支撑架转轴。在与此转轴垂直的，且通过反光镜支撑架中心的竖直平面上设置一竖直圆环，竖直圆环由槽钢弯制而成，竖直圆环中心与反光镜支撑架转轴同轴，竖直圆环与反光镜支撑架外沿固联。反光镜支撑架带动反光镜绕圆环中心轴线转动。反光镜支撑架通过可以转动的机构与聚光器支架相联接。3.聚光器支架采用桁架结构，分为三层，每层的节点采用钢球结构。层内及层间的钢球之间用钢管连接。这种结构承载能力强。聚光器支架底层有一水平圆环，采用槽钢弯制而成，聚光器支架底层的周边钢球固定在水平圆环槽钢上，水平圆环的中心转轴与聚光器支架底层的中心钢球联接。水平圆环的下面布置脚轮以支撑整个装置并可使装置绕水平圆环的中心转轴转动。4.驱动单元由电机、减速器、链轮链条传动机构等组成。链条嵌于水平圆环和固定在反光镜支撑架上的竖直圆环的槽内。整个装置包括两个彼此独立的驱动单元。链轮链条结构与已有技术的齿轮传动相比，造价低，易于实现；与已有技术中用电机直接驱动反光镜转动相比，本技术可降低对电机输出扭矩的要求，易于电机选型。5.整体装置采用分块张膜式圆盘反光镜与桁架型支架相结合的结构；实现太阳赤纬角和时角两个方向的跟踪控制。附图说明图1已有技术美国专利US4332238示意图；图2碟式聚光太阳跟踪装置示意图1吸热器—热电转换单元，2竖直圆环，3反光镜，4反光镜支撑架，5反光镜支撑架转轴，6竖直圆环的驱动单元，7聚光器支架，8水平圆环，9平台，60脚轮，61水平圆环驱动单元，62竖直圆环驱动单元的支架，63中心转轴，64、65轴承座，66连杆；图3反光镜布置示意图2竖直圆环，3反光镜，4反光镜支撑架，66连杆；图4反光镜微调机构示意图其中，a为主视图，b为俯视图，c为A的局部放大图。图中3反光镜，4反光镜支撑架，70旋转螺杆，71螺母，72反光镜支撑板；图5水平圆环的中心转轴与聚光器支架底层中心钢球连接结构示意图9平台，63中心转轴，83中心钢球，84连杆，85支板，86支板，87中心转轴支撑架，88螺栓；图6水平圆环的驱动单元机构示意图8水平圆环，9平台，90步进电机，91减速器，92链轮，93链条，94链条销轴，95链条支撑板，96螺栓，97减速器支撑板，98支撑杆；图7竖直圆环的驱动单元机构示意图2竖直圆环，100步进电机，101减速器紧固环，102减速器，103链条销轴，104螺栓，105链条支撑板，106链条，107链轮，108支撑板，109支撑板；图8脚轮安装结构示意图8水平圆环，60脚轮，115支板，116筋板；图9聚光器支架底层周边钢球与水平圆环连接结构示意图8水平圆环，120周边钢球，121连杆，122支板，123筋板。本技术的总体结构如图2所示。聚光器支架7采用左右部分对称的桁架结构，节点为钢球，钢球之间用钢管连接。按钢球的分布形式，聚光器支架7分为三层底层布置7～9个钢球，本实施例采用9个。其中周边的8个钢球与水平圆环8联接，中间的一个钢球与水平圆环8的中心转轴63联接；中间层有6个钢球，左右各3个，对称分布；顶层有2个钢球，分别与轴承座64、65联接。反光镜3采用分块张膜式结构，由7～14面圆盘反光镜组成，反光镜安装在反光镜支撑架4上。反光镜在反光镜支撑架4上均匀对称布置，如图3所示，在中间布置4面反光镜，然后向左右两侧各递减一面，即按4、3、2的顺序对称布置成5列。反光镜呈圆盘形，表面附着反光膜，焦径比为3.5～5。反光镜支撑架4由型钢焊接而成，外形呈碟形，接收阳光的口径在4.5～5米范围内。它可以绕反光镜支撑架转轴5转动。转轴5为水平轴，通过轴承与轴承座64、65联接。在垂直于转轴5的平面内设置竖直圆环2，竖直圆环2由槽钢弯制而成，其中心轴线与转轴5重合，竖直圆环2与反光镜支撑架4通过连杆66固联。竖直圆环2在驱动单元6的驱动作用下带动反光镜支撑架4转动，以便在赤纬角方向上跟踪太阳。驱动单元6固定在支架62上，支架62与聚光器支架7固联。水平圆环8用槽钢弯制而成，槽钢下面均匀布置8只脚轮，以便支撑整个装置并可使装置绕中心转轴63转动。中心转轴63通过其支承架87固定在平台9上。水平圆环8在驱动单元61的驱动作用下带动整个装置绕中心转轴63转动，实现太阳时角方向的跟踪控制。反光镜微调机构如图4所示。每个反光镜四周均匀安装4个微调机构，实现反光镜在反光镜支撑架4上的定位作用。旋转螺杆70可以调整反光镜的安装高度或角度，使反光镜反射的太阳光聚焦于一点。中心转轴63与聚光器支架7底层中心钢球联接结构如图5所示。底层中心钢球83与支板85固联，支板86与中心转轴63固联，两支板85、86用螺栓88联接。连杆84将中心钢球83与聚光器支架7的其它钢球连接在一起。中心转轴63的支承架87采用螺纹联接方式固定在平台9上。控制水平圆环8转动的驱动单元61结构如图6所示。它由步进电机90、减速器91和链轮92链条93传动机构组成。步进电机90与减速器91装配为一体，安装在平台9上，链轮92安装在减速器91的伸出轴端，并与链条93啮合。链条93嵌入并固定在水平圆环8的槽内。步进电机90在脉冲作用下通过链轮92链条93机构驱动水平圆环8在太阳时角方向上转动。图7所示是控制固定在反光镜支撑架4上的竖直圆环2转动的驱动单元6结构示意图。它由步进电机100、减速器102和链轮107链条106传动机构组成。步进电机100与减速器102装配为一体，通过支撑板108、109和紧固环101固定在图2中的支架62上。链轮107安装在减速器102的伸出轴端，并与链条106啮合。链条106嵌入并固定在竖直圆环2的槽内。在脉冲作用下，步进电机100通过链轮107链条106机构驱动竖直圆环2转动，实现反光镜在太阳赤纬角方向上的跟踪控制。脚轮安装结构如图8所示。脚轮60通过支撑板115与水平圆环8联接。联接方式采用螺栓。筋板116起到加强力的作用。图9是聚光器支架7的底层周边钢球120与水平圆环8联接结构示意图。钢球120的下端加工成平面，平面上开有螺纹孔，采用螺栓联接方式通过支撑板122与水平圆环8联接。筋板123起到加强力的作用。本技术采用分块张膜式圆盘反光镜与桁架型支架相结合的结构，实现太阳赤纬角和时角方向上的跟踪控制。其工作过程是驱动单元61和驱动单元6由一台计算机控制，但彼此独立工作。计算机根据传感器发来的信号，进行判断，发出控制指令，对电机的转速转向等进行调节。其中，驱动单元6控制竖直圆环2的转动，从而调节反光镜的俯仰角，实现太阳赤纬角方向的跟踪控制；驱动单元61控制水平圆环8的转动，并带动整体装置转动，实现时角方向的跟踪控制。对太阳的跟踪控制使得聚光器接收太阳光的平面与太阳入射光光线始终保持垂直，反光镜将太阳光反射并聚焦于一点，吸热体—热电转换单元1放置在焦点处，将聚集的太阳光转变为热能，进一步变为电能。本技术与现有技术比较，其特点是1、张膜式圆盘反光镜镜面平滑度好，反光效率较高；2、系统的抗风能力强，稳定性好，驱动电机功率低，系统的寄生损失低。依据本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李安定，李斌，杨培尧，臧春城，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：实用新型
国别省市：