一种槽式抛物面太阳能聚光器制造技术

一种槽式抛物面太阳能聚光器，其特征在于吸热管（１）从传动管（４）中穿过，传动管内轴承（３）连接吸热管（１）和传动管（４）。传动管（４）转动时，吸热管（１）固定不动，抛物面反射镜以吸热管几何心为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射。吸热管（１）套在传动管内轴承（３）内环中，传动管内轴承（３）的外环与传动管（４）连接。传动管（４）与轴承座（６）由传动管外轴承（５）连接。传动管（４）套在传动管外轴承（５）内环中，传动管外轴承（５）外环与轴承座（６）连接。轴承座（６）固定在立柱（１３）上，立柱（１３）通过传动管（４）支撑两侧的聚光器。本发明专利技术适用于长期输运高温高压工质，维护成本低，安全性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种槽式抛物面太阳能聚光器。技术背景太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严 峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。槽型抛 物面太阳能聚光器利用抛物面聚集太阳能平行光，从而加热工质，产生蒸汽以驱动汽轮发电 机发电。太阳辐射由直射和散射组成。直射的比例取决于天气条件(即多云减少直接太阳辐 射)。由于反射和折射聚光都只吸收太阳直射，因此按照这两种方法工作的聚光器必须是动 态的，即利用跟踪系统来跟踪太阳一天的轨迹，以达到反射聚光面光学中心的法线，吸热体 和太阳这三个点成一条直线。传统的槽式抛物面太阳能聚光器，吸热管与反射镜通过固定的机械结构形成一个整体性 的结构。例如中科院电工研究所在2004年研究开发的槽式聚光器，其吸热管通过固定在反 射镜支架上的钢管支撑和固定。其转轴位于反射镜背部中心，当聚光器转动时，反射镜与吸 热管同时围绕转轴转动。又例如远大空调公司在2005年开发的槽式聚光器，其吸热管由角 钢焊接的吸热管支架支撑，而该吸热管支架安装在反光镜支架上。其转轴位于聚光器中心位 置，吸热管下方，同样当聚光器转动时，反射镜与吸热管同时围绕转轴转动。美国专利 US4372651是典型传统的槽式抛物面太阳能聚光器，聚光器转动时吸热管随之转动。美国专 利US6994082采用薄膜材料作为反射材料，并创新性地专利技术一种张紧装置保持反射膜的面 型。该专利技术中吸热管与集热器连接在一起同时围绕反射膜处的转轴转动。如前所述，这种光 学聚光需要聚光器随着太阳的运动绕轴旋转，即所谓的跟踪轴。在设计中为了减少这种聚光 器转动的功耗，聚光器的质量中心一般要落在该跟踪轴。该种结构形式虽然节省了电功，但 是由于集热管不在跟踪轴处，所以在聚光器跟踪转动时，集热管也在围绕跟踪轴运动中，而 每列集热管的两端用于热工质传输的管道则必须是软管或转动连接管。由于软管或转动连接 管不适合长期用于输运高温高压工质，维护成本高，安全性也受到较大影响。美国专利US4559926也是一种吸热管固定不动而抛物面反射镜以吸热管轴心为转动中 心转动的槽式聚光器，这种聚光器的传动轮不依靠轴承座支撑在立柱上，而是依靠一对从动轮支撑在地面上。该专利技术中吸热管与传动轮轴心处的传动管通过一个轴承连接，这样吸热管 被支撑在了轴心处，而且聚光器转动时，吸热管可保持不动。传统的槽式太阳能聚光器一般 由几个甚至几十个聚光器连接成为一列，并由多个聚光器共用一个驱动机构。由于该专利没 有解决每个相领聚光器之间传动的问题，所以每列聚光器系统只有一个聚光器和一个驱动机 构。如果每列有多个聚光器，则每个聚光器都需要一个驱动机构。这明显增大了聚光器的制 造、安装和维护成本。与之类似，国际专利WO2007/110713也是也是一种吸热管固定不动 而抛物面反射镜以吸热管轴心为转动中心转动的槽式聚光器，这种聚光器的传动轮不依靠轴 承座支撑在立柱上，而是依靠一对从动轮支撑在地面上。该专利也没有解决多个聚光器之间 传动的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是槽式抛物面太阳能聚光器吸热管固定不动，而抛物面反 射镜以吸热管几何中心为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射的困难。解决原有槽式抛物面太 阳能聚光器不能直接加热并生产高温、高压水蒸汽的问题。提高了槽式太阳能热发电系统的 发电效率。本专利技术采用的技术方案是本专利技术的槽式抛物面太阳能聚光器包括吸热管、传动管内轴承、传动管、传动管外轴承、 轴承座、反射镜、桁架、反射镜支架、支撑杆、、主传动轮、副传动轮、传动杆、立柱等。 驱动装置包括钢丝绳、减速器输出轴、减速器、电动机、张紧器。驱动装置布置在两个聚 光器之间。 一套驱动装置驱动2 6个聚光器，而不仅限于2个聚光器。本专利技术吸热管几何中心与聚光器转动中心同轴，吸热管从传动管中穿过，吸热管和传动 管二者之间由传动管内轴承连接。吸热管套在该轴承内环中，该轴承外环与传动管连接。在 槽式太阳能热发电系统中，吸热管与槽式太阳能热发电系统主管路焊接在一起。传动管转动 时，由于吸热管两端与槽式太阳能热发电系统的主管道焊接，吸热管固定不动。传动管与轴 承座由传动管外轴承连接。传动管套在该传动管外轴承内环中，该传动管外轴承外环与轴承 座连接。轴承座通过螺栓固定在立柱上。在传动管两端分别固定安装有主传动轮和副传动轮。 主传动轮和副传动轮通过传动杆分别与立柱两侧的两个聚光器连接在一起。聚光器工作时，驱动装置驱动主传动轮，主传动轮带动传动管以及和主传动轮连接的一 侧聚光器转动，传动管带动副传动轮转动，副传动轮带动立柱另一侧的聚光器转动。立柱通 过轴承座支撑传动管、吸热管。通过传动管，立柱支撑两侧的槽式抛物面聚光器。以此类推， 通过传动管带动副传动轮， 一套驱动装置可以驱动多个聚光器。反射镜粘贴在反射镜支架上。为了增加聚光器的强度和刚度，反射镜支架通过螺栓连接或焊接在桁架上。立柱起到支撑聚光器的作用。本专利技术为了实现吸热管固定不动，吸热管几 何中心必须与该聚光器转动中心同轴。增加了传动管内轴承、传动管、传动管外轴承、主传 动轮、副传动轮、传动杆6个零件。上述6个零件全部钢制。如前所述，这6个零件的巧妙 配合，实现了本专利技术的功能。一般来说， 一个聚光器上有3根吸热管，每根吸热管的长度相同。每根吸热管连接在一 起，每个接头位置都需要支撑和固定。在聚光器的两端有2根立柱支撑2个吸热管接头。本 专利技术中另外两个接头由固定在反射镜支架上的支撑杆支撑。这两对支撑杆分别安装在桁架长 度方向的三分之一和三分之二位置。本专利技术驱动装置可采用电动机驱动主传动轮。电动机输出轴与减速器输入轴套连接，电 动机带动减速器内齿轮使输出轴转动。主传动轮轮缘内卧有两根钢丝绳，两根钢丝绳一端与 主传动轮连接，另一端与减速器输出轴连接。当电动机按照顺时针或逆时针旋转时，钢丝绳 将带动主传动轮，主传动轮带动聚光器双向转动。驱动装置也可采用液压装置驱动主传动论。本专利技术提出了槽式抛物面太阳能聚光器吸热管固定不动，而抛物面反射镜以吸热管轴心 为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射的槽式聚光器设计方法。本专利技术吸热管管路系统中取消 了软管和转动连接部件，解决了高温工质管路可长期稳定工作的问题。本专利技术的槽式抛物面 聚光器结构简单，易控制，能准确旋转并跟踪太阳辐射。 附图说明图l为本专利技术主视图；图2为本专利技术侧视图；图3为本专利技术主视图的局部放大图；图4为本专利技术侧视图的局部放大图；图5为侧视图的局部剖面图。图中l吸热管、2吸热管保温、3传动管内轴承、4传动管、5传动管外轴承、6轴承 座、7反射镜支架、8反射镜、9主传动轮、IO传动杆、ll钢丝绳、12支撑杆、13立柱、14 减速器输出轴、15减速器、16电动机、17张紧器、18桁架、19副传动轮。具体实施方式以下结合附图及具体实施方式进一步说明本专利技术。本专利技术聚光器主要包括吸热管l、传动管内轴承3、传动管4、传动管外轴承5、轴承座 6、反射镜8、桁架18、反射镜支架7、支撑杆12、主传动轮9 、副传动轮19、传动杆10、 立柱13。驱动装置包括ll钢丝绳、14减速器输出轴、15减速器、16电动机、17张紧器。图l所示为本专利技术槽，物面太阳能聚光器主视图。如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种槽式抛物面太阳能聚光器，包括反射镜（８）、桁架（１８）、反射镜支架（７）和驱动装置，其特征在于该聚光器还包括吸热管（１）、吸热管保温（２）、传动管内轴承（３）、传动管（４）、传动管外轴承（５）、轴承座（６）、主传动轮（９）、立柱（１３）、副传动轮（１９）；吸热管（１）从传动管（４）中穿过，传动管内轴承（３）连接吸热管（１）和传动管（４）；传动管（４）转动时，吸热管（１）固定不动；吸热管（１）和套在吸热管（１）上的吸热管保温（２）套在传动管内轴承（３）内环中，传动管内轴承（３）的外环与传动管（４）连接；传动管（４）与轴承座（６）由传动管外轴承（５）连接；传动管（４）套在传动管外轴承（５）内环中，传动管外轴承（５）外环与轴承座（６）连接；轴承座（６）固定在立柱（１３）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董军，王志峰，刘晓冰，臧春城，王锐，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]