[實(shí)用新型]一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020644805.7
• 申請(qǐng)日: 2010-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201885441U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳艷頻;吳昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吳艷頻;吳昊
• 主分類(lèi)號(hào): F24J2/14
• 分類(lèi)號(hào): F24J2/14;F24J2/46;F24J2/52
• 代理公司: 江西省專(zhuān)利事務(wù)所 36100
• 代理人: 張文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換設(shè)備，尤其是涉及一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)

極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其運(yùn)行特點(diǎn)是：槽式拋物面反光鏡繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤太陽(yáng)時(shí)角，再通過(guò)調(diào)整俯仰角跟蹤太陽(yáng)赤緯角，進(jìn)而完成二維跟蹤。因太陽(yáng)赤緯的變化甚微，常規(guī)的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是通過(guò)定期調(diào)整跟蹤裝置的俯仰角將二維跟蹤簡(jiǎn)化為一維跟蹤，這種方式雖具有跟蹤精度高、太陽(yáng)能利用效率高、系統(tǒng)硬件與運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的實(shí)用價(jià)值，但二維跟蹤需要2臺(tái)電機(jī)，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)的功耗大、建設(shè)成本過(guò)高。現(xiàn)行極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)普遍存在以下三個(gè)方面：

一、現(xiàn)行的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，由于太陽(yáng)能接收器(中間的聚焦管線(xiàn))固定在拋物面反射鏡上，太陽(yáng)能接收器會(huì)隨著拋物面反射鏡一起運(yùn)動(dòng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)固定目標(biāo)下的跟蹤。當(dāng)眾多的拋物面反射鏡串并聯(lián)成聚光集熱器陣列時(shí)，各集熱器組件之間的聯(lián)接必須采用金屬波紋管，致使輸送熱量管道的承壓能力受到限制。

二、由于拋物面有著嚴(yán)格的焦線(xiàn)，因此采用拋物面反光鏡的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)聚焦精確，結(jié)構(gòu)可以做得緊湊，可是拋物面的加工困難，尤其是采用鋼化玻璃制造的拋物面反射鏡，目前還存在著較大技術(shù)障礙；而制造鋼化玻璃的圓柱面反射鏡則是一項(xiàng)成熟技術(shù)，采用槽式圓柱面反射鏡替代槽式拋物面反射鏡可以大幅度地降低制造成本，容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。然而，槽式圓柱面反射鏡的應(yīng)用基礎(chǔ)是光學(xué)理論中的“傍軸光線(xiàn)”，存在著球面像差，這就使得槽式圓柱面反射鏡的最大的開(kāi)口寬度受到了限制。

三、極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)由于自身特點(diǎn)是斜立在地面上的，因此風(fēng)阻較大，這就要求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有更強(qiáng)大的動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)反光鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，而加大驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率不僅增加了制造成本，同時(shí)也增大了發(fā)電系統(tǒng)自身的能耗，這就更加需要設(shè)計(jì)出更為合理的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和重力平衡裝置加以?xún)?yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種運(yùn)行更穩(wěn)定、減輕重量、增強(qiáng)抗風(fēng)性能、具有極高的性?xún)r(jià)比、容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的給真空集熱器加熱的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它采用的是新型極軸式一維跟蹤方式，可以實(shí)現(xiàn)固定目標(biāo)下的跟蹤，提高了系統(tǒng)的了聚光比，降低了鏡面的制造成本。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽(yáng)能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括支撐柱、兩根立柱、傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，支撐柱和兩根立柱的底端均通過(guò)螺栓固定在地面上，特征是：在支撐柱的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套，活動(dòng)托架由連為一體的橫桿、斜桿和右金屬支腳架構(gòu)成，橫桿與斜桿成鈍角，右金屬支腳架固定在斜桿的下端，平衡錘拉索的上端固定在橫桿的右端，平衡錘拉索的下端安裝有平衡錘；

在斜桿的頂端右邊固定有圓柱形的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的右端插入支撐柱上的自潤(rùn)滑軸承套內(nèi)；“凵”形且讓斜桿穿過(guò)的真空集熱器座架8的右板固定在支撐柱上，在真空集熱器座架的左板上固定有下定位環(huán)，在真空集熱器座架上還設(shè)有一個(gè)用于安裝直通式金屬--玻璃真空集熱管的輸液管路的管道孔；真空集熱器支撐橫板橫架在兩根立柱之間，在真空集熱器支撐橫板的中間加工有一個(gè)通心軸，真空集熱器的右端固定在下固定環(huán)上，真空集熱器的左端穿過(guò)通心軸，并被固定在通心軸下面的上固定環(huán)上；

圓弧形的反射鏡框由圓弧形的上肋板、中肋板、下肋板、上側(cè)板、下側(cè)板和若干個(gè)金屬支桿組成，各金屬支桿貫穿上肋板、中肋板、下肋板后，向右延伸形成右金屬支腳，右金屬支腳固定在右金屬支腳架上，且位于中間的一根金屬支桿還向左延伸形成左金屬支桿，在左金屬支桿的左端固定有旋轉(zhuǎn)柄，在旋轉(zhuǎn)柄的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套，在反射鏡框內(nèi)安裝有槽式圓柱面反射鏡。

所述傳動(dòng)裝置由圓弧齒輪和主動(dòng)齒輪組成，圓弧齒輪安裝在斜桿的底端左邊，主動(dòng)齒輪安裝在驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸上，主動(dòng)齒輪與圓弧齒輪嚙合，主動(dòng)齒輪通過(guò)圓弧齒輪帶動(dòng)反光鏡轉(zhuǎn)動(dòng)。或，所述傳動(dòng)裝置由蝸輪和蝸桿組成，蝸輪安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的左端，與蝸輪嚙合的蝸桿通過(guò)輸出軸連接器與驅(qū)動(dòng)裝置的輸出軸固定連接，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)帶動(dòng)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)反光鏡工作。

支撐柱與斜桿構(gòu)成的夾角為當(dāng)?shù)氐木暥圈眨员ＷC真空集熱器與地面的夾角為當(dāng)?shù)氐木暥圈铡?/p>

真空集熱器的長(zhǎng)度比槽式圓柱面反射鏡的高度至少長(zhǎng)出數(shù)值2×H，其中H≥r×tagΩ，式中r為入射光線(xiàn)位于含有主光軸和焦線(xiàn)的平面內(nèi)，圓柱面反射鏡到轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心線(xiàn)的距離，Ω為最大赤緯角。

真空集熱器放置于槽式圓柱面反射鏡焦線(xiàn)偏槽式圓柱面反射鏡方向一側(cè)。

在由鋼化玻璃或反光鋁板制成的槽式圓柱面反射鏡的上表面鍍有強(qiáng)反射層。