以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型描述了一種以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡，屬于新能源領(lǐng)域中的太陽能光熱利用技術(shù)。以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡是一種拋物面反射聚光鏡，主要由左反射鏡(1)、右反射鏡(2)、中間桁架(3)、始端板梁(4)和末端板梁(5)所組成。左、右反射鏡各由拋物筋、連接拋物筋的側(cè)桁架、拋物面基板和反射鏡面所組成，二者之間通過拋物筋端部法蘭片相固定，兩端部的拋物筋分別與始端板梁(4)和末端板梁(5)相固定。中間桁架(3)上帶有軸承座底板(31)，用以固定中間軸承座來支撐集熱管(接頭部位)，從而將集熱管定位于焦軸線(OA)上。聚光鏡整體上可根據(jù)區(qū)域緯度角傾斜安裝或水平安裝。
【專利說明】以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于新能源或可再生能源領(lǐng)域中的太陽能光熱利用技術(shù)，作為以集熱管為轉(zhuǎn)軸的槽式太陽能集熱裝置的關(guān)鍵設(shè)備，將陽光聚集到集熱管上。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域使用的槽式太陽能集熱裝置，是通過槽型(拋物面)聚光鏡將太陽光反射聚集到集熱管上，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行加熱，產(chǎn)生較高參數(shù)的蒸汽送至汽輪發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)太陽能光熱發(fā)電和供熱。蒸汽參數(shù)(溫度和壓力)越高，熱電轉(zhuǎn)換效率就越高。
[0003]當(dāng)前市場上出現(xiàn)的發(fā)電用槽式太陽能集熱裝置，主要由槽型(拋物面)聚光鏡、集熱管、集熱管(接頭部位)支撐架、進(jìn)出口介質(zhì)引導(dǎo)管、始端(低位)支架、末端(高位)支架、軸承座和跟蹤(太陽)裝置所組成。其槽型(拋物面)聚光鏡一般為厚玻璃反射鏡或復(fù)合材料反射鏡，水平安裝，因考慮重心問題，跟蹤(太陽)轉(zhuǎn)軸與集熱管(焦軸線)不重合，這使得聚光鏡在跟蹤太陽過程中集熱管處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，集熱管必須通過軟質(zhì)引導(dǎo)管或帶活動(dòng)接頭的引導(dǎo)管才能與外部介質(zhì)管道連接，于是導(dǎo)致承受介質(zhì)壓力不能太高，影響熱電轉(zhuǎn)換效率(除非采用儲(chǔ)熱裝置進(jìn)行二次換熱)。另外，因受到外部連接管道的牽連，需要消耗較大的跟蹤動(dòng)力。這就導(dǎo)致以集熱管為轉(zhuǎn)軸的槽式太陽能集熱裝置的出現(xiàn)，集熱管通過中間軸承座和端部軸承座被定位在焦軸線上，這些軸承座也即跟蹤太陽時(shí)的轉(zhuǎn)軸。用厚玻璃反射鏡制作的聚光鏡尺寸大、易碎，不便于運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝。用復(fù)合材料制作的聚光鏡也因體積大而運(yùn)輸困難。
[0004]以上【背景技術(shù)】可參考當(dāng)前槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)、槽式太陽能集熱裝置的結(jié)構(gòu)特征，以及專利文獻(xiàn):一種槽式太陽能集熱裝置ZL201120049309.1和201110047054.X。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]當(dāng)前槽式太陽能集熱裝置需要解決聚光鏡在跟蹤太陽過程中焦軸線(集熱管)與轉(zhuǎn)軸不重合以及工廠制造、不便于運(yùn)輸和現(xiàn)場安裝等問題。
[0006]以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡是一種拋物面反射聚光鏡，主要由左反射鏡(I)、右反射鏡(2)、中間桁架(3)、始端板梁(4)和末端板梁(5)所組成。左反射鏡(I)和右反射鏡(2)各由拋物筋、連接拋物筋的側(cè)桁架、拋物面基板和反射鏡面所組成，左、右反射鏡之間通過拋物筋端部法蘭片相固定，左、右反射鏡通過兩端部的拋物筋分別與始端板梁(4)和末端板梁(5)相固定。中間桁架(3)上帶有軸承座底板(31)，用以固定中間軸承座來支撐集熱管(接頭部位)，從而將集熱管定位于焦軸線(OA)上。聚光鏡整體上可根據(jù)區(qū)域緯度角傾斜安裝或水平安裝。對(duì)于左、右反射鏡，拋物筋是關(guān)鍵元件，拋物筋所具有的拋物線形狀決定了拋物面基板的形狀。拋物面基板一般采用剛性不是很強(qiáng)的材料制作，緊靠在拋物筋上，隨其定形。而反射膜或反射鏡緊貼在拋物面基板表面形成反射鏡面，其反射率決定了聚光鏡的反射聚光效率。
[0007]中間桁架(3)下部帶有多個(gè)法蘭片逐個(gè)插在左、右反射鏡拋物筋端部法蘭片之間并固定，中間桁架(3)兩端部帶有法蘭片分別與始、末端板梁相固定。中間桁架(3)的作用是增強(qiáng)聚光鏡剛性、平衡軸向推力和支撐集熱管接頭處重量。為了增強(qiáng)軸承座底板處的剛度，可在兩側(cè)增加斜撐，斜撐腳固定在相應(yīng)的拋物筋上。不用擔(dān)心中間桁架(3)會(huì)遮擋光線，因?yàn)樗耆幱诩療峁艿年幱皡^(qū)。
[0008]始端板梁(4)和末端板梁(5)于中間位置處開有讓端部軸承座的空心軸穿過的中心孔，并通過端部軸承座分別與集熱裝置的始、末端支架相連接。始端板梁(4)帶有連接銷孔便于太陽跟蹤裝置的連接。如果傾斜安裝，始端板梁(4)與低位支架、末端板梁(5)與高位支架各自通過端部軸承座相連接，使得聚光鏡開口朝向太陽。聚光鏡不僅要承受向下的重力，還要承受軸向(沿焦軸線方向)推力，整個(gè)聚光鏡的重量和軸向推力由始、末端板梁分別通過端部軸承座傳遞至始、末端支架。對(duì)于與中間桁架(3)上部鋼管端部法蘭片相連接的部位，因不便于打孔，可設(shè)置一個(gè)帶有法蘭片的連接座，有效解決連接問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡拆分為5大部件的相對(duì)位置關(guān)系圖。圖中:1_左反射鏡、2-右反射鏡、3-中間桁架、31 -軸承座底板、4-始端板梁、5-末端板梁、OA-焦軸線。
[0010]圖2是以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡的組裝圖，圖中的標(biāo)記含義與圖1相同。
【具體實(shí)施方式】
[0011]左反射鏡(I)和右反射鏡(2):左、右反射鏡結(jié)構(gòu)相互對(duì)稱。這兩個(gè)部件的關(guān)鍵元件是拋物筋。根據(jù)聚光鏡所需選擇的焦距和寬度設(shè)計(jì)拋物線型，畫出電子圖紙后用數(shù)碼激光切割技術(shù)將鋼板加工成拋物筋。沿聚光鏡的長度方向平行放置若干件拋物筋(本方案是13件)，每件拋物筋的適當(dāng)部位切割有圓孔，用鋼管串起來并焊接牢固，同時(shí)焊上斜撐，形成側(cè)桁架。側(cè)桁架兩端部與始、末端板梁固定。在拋物筋上固定薄鋼板或PVC塑料板形成拋物面基板，再在拋物面基板表面貼上反射膜形成反射鏡面。左、右聚光鏡結(jié)合部位通過拋物筋端部的法蘭片用螺紋緊固件固定。
[0012]中間桁架(3):由上、下兩根平行放置的鋼管和斜撐桿件等組成，上部鋼管上焊接有軸承座底板(31)，用以固定中間軸承座，支撐集熱管(接頭部位)，使得集熱管軸線與聚光鏡焦軸線(OA)重合。下部鋼管下面焊接有法蘭片，位置及數(shù)量與拋物筋相對(duì)應(yīng)，這些法蘭片被夾在左、右反射鏡的拋物筋端部法蘭片中間并一起被緊固。上、下鋼管端部均焊接有法蘭片，用來與始、末端板梁固定。軸承座底板(31)處的兩側(cè)設(shè)有斜撐，斜撐腳固定在相應(yīng)的拋物筋上。
[0013]始端板梁(4)和末端板梁(5):始、末端板梁在結(jié)構(gòu)上相對(duì)稱，用鋼板切割而成(包括孔洞)，并在相關(guān)部位焊接上加強(qiáng)筋，在強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)上既要考慮重力，又要考慮軸向推力。在中心孔的下方帶有與中間桁架(3)上部鋼管端部法蘭片相固定的連接座。
[0014]以上5大部件全部在工廠制造，運(yùn)至現(xiàn)場后進(jìn)行組裝，相互之間用螺紋緊固件固定。
[0015]聚光鏡整體根據(jù)所在位置的緯度呈傾斜安裝或水平安裝。傾斜安裝時(shí)，始端板梁
(4)與集熱裝置的低位支架通過端部軸承座相連接，末端板梁(5)與集熱裝置的高位支架通過端部軸承座相連接，使聚光鏡的開口朝向太陽。[0016]注意:上文所述的法蘭片是指固定于桿件端部、垂直于桿件軸線(或切線)并帶有螺栓連接孔的平板狀物件，類似于常見的管道法蘭。
【權(quán)利要求】
1.以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡是一種拋物面反射聚光鏡，主要由左反射鏡(I)、右反射鏡(2)、中間桁架(3)、始端板梁(4)和末端板梁(5)所組成，其特征是:左反射鏡(I)和右反射鏡(2)各由拋物筋、連接拋物筋的側(cè)桁架、拋物面基板和反射鏡面所組成，左、右反射鏡之間通過拋物筋端部法蘭片相固定，左、右反射鏡通過兩端部的拋物筋分別與始端板梁(4)和末端板梁(5)相固定，中間桁架(3)上帶有軸承座底板(31)，用以固定中間軸承座來支撐集熱管的接頭部位，聚光鏡整體上可根據(jù)區(qū)域緯度角傾斜安裝或水平安裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡，其特征是中間桁架(3)下部帶有多個(gè)法蘭片逐個(gè)插在左、右反射鏡拋物筋端部法蘭片之間而固定，中間桁架(3)兩端部帶有法蘭片分別與始、末端板梁相固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以集熱管為轉(zhuǎn)軸的聚光鏡，其特征是始端板梁(4)和末端板梁(5)于中間位置處開有讓端部軸承座的空心軸穿過的中心孔，并通過端部軸承座分別與集熱裝置的始、末端支架相連接，始端板梁(4)帶有連接銷孔便于太陽跟蹤裝置的連接。
【文檔編號(hào)】F24J2/12GK203518271SQ201320420310
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月16日
【發(fā)明者】汪禹 申請(qǐng)人:汪禹