一種太陽能線性菲涅爾反射鏡隨動調節機構的製作方法

2024-02-17 22:24:15

本實用新型是關於一種用於太陽能線性菲涅爾聚光系統的反射鏡隨動調節機構，屬於太陽能光熱發電及中溫熱利用技術領域。

背景技術：

在太陽能光熱發電及中溫熱利用技術中，為了得到較高的集熱溫度，通常採用塔式、槽式、碟式和線性菲涅爾式等光學聚光的方式聚光，在線性菲涅爾式集熱方式中，集熱場採用成排的平面或微弧反射鏡，入射太陽光被平面或微弧反射鏡反射到空中架設的集熱管處，再經過集熱管外的二次聚光器匯集到內部的吸收管，最終實現太陽能的匯聚與吸收。

然而，線性菲涅爾式集熱場中平面反射鏡產生的光斑寬度比較大，微弧反射鏡雖然可以減小光斑寬度，但是由於集熱管位置是固定不動的，平面或微弧反射鏡在跟蹤太陽光過程中隨著入射光角度的變化，在某些角度範圍內仍然會出現較大的光斑寬度，造成二次聚光器的漏光問題也比較嚴重，同時，平面反射鏡的寬度越大，最大光斑的寬度也就越大，二次反射所帶來的光學損失也就越大，這一現象的存在，也限制微弧反射鏡的弧長不能很大，為平面反射鏡的調節增加難度。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種用於太陽能線性菲涅爾聚光系統的可以減小光斑寬度和光學損失的反射鏡隨動調節機構。

為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案：一種太陽能線性菲涅爾反射鏡隨動調節機構，其特徵在於，該調節機構包括一鏡架、一平面反射鏡和若干調節裝置；每一所述調節裝置均包括一連接杆、一滾珠、一彈簧和一曲線調節底架；所述鏡架向外延伸設置一連接軸，所述連接軸固定連接一驅動裝置，所述驅動裝置的外殼與一固定架固定連接；所述鏡架頂部兩側對稱設置有用於對所述平面反射鏡進行支撐的若干調節支撐杆；每一所述連接杆頂部固定連接一用於固定連接所述平面反射鏡的支撐板，每一所述連接杆的下部穿過所述鏡架底部並活動穿設所述彈簧，所述彈簧的一端通過所述鏡架限位，所述彈簧的另一端通過一緊固螺母限位，每一所述連接杆的底部均固定設置一所述滾珠，每一所述滾珠滾動設置在所述曲線調節底架頂部，所有所述曲線調節底架均通過所述固定架支撐固定。

優選地，所述鏡架包括若干倒三角鏡框、兩頂部連接管和一底部連接管，所有所述倒三角鏡框縱向間隔平行設置，所有所述倒三角鏡框的兩側分別固定連接一所述頂部連接管，兩所述頂部連接管上對稱設置有若干用於穿設固定所述調節支撐杆的通孔，每一所述倒三角鏡框均包括兩斜杆和一橫杆，兩所述斜杆的一端通過所述底部連接管固定連接，兩所述斜杆的另一端分別固定連接所述橫杆的兩端，所述底部連接管上還間隔設置有與所述連接杆數量相同且用於供所述連接杆穿過的貫穿孔。

優選地，每一所述曲線調節底架均包括一凸輪曲線槽和一固定座，所述滾珠放置在所述凸輪曲線槽的頂部，所述凸輪曲線槽的底部通過所述固定座固定連接所述固定架，所述凸輪曲線槽的曲線根據實際所需對所述平面反射鏡調節的曲率進行確定。

本實用新型由於採取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型由於在鏡架旋轉的同時調節平面反射鏡曲率的大小，使反射光斑寬度始終比較窄，大大減輕二次聚光器的漏光問題。2、本實用新型由於平面反射鏡的弧度可以根據平面反射鏡迴轉角度的變化而發生改變，因此可以保證在各種角度下的太陽入射光經反射後都能匯聚到集熱管附近，提高系統的聚光效率。3、本實用新型的曲線調節底架採用滾珠與凸輪曲線槽接觸，可以減小摩擦力給驅動裝置帶來的額外負載。4、本實用新型由於採用機械變形的方法製備微弧反射鏡，且採用彈性元件彈簧改變平面反射鏡的初始曲率，與現有的熱彎技術相比，降低加工成本，且提高平面反射鏡曲率的精確度，本實用新型可以廣泛用於太陽能光熱發電中。

附圖說明

圖1是本實用新型的太陽能線性菲涅爾反射鏡隨動調節機構的結構示意圖；

圖2是圖1去除固定架後的側視示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應該理解成對本實用新型的限制。

如圖1～2所示，本實用新型的太陽能線性菲涅爾反射鏡隨動調節機構包括一鏡架1、兩連接軸2、一固定架3、若干調節支撐杆4、一平面反射鏡5和若干調節裝置，每一調節裝置包括一連接杆6、一支撐板7、一彈簧8、一緊固螺母9、一滾珠10和一曲線調節底架11；

鏡架1為三稜柱體，鏡架1兩端均向外延伸設置一連接軸2，其中一連接軸2固定連接驅動裝置，另一連接軸2固定連接軸承座2-1，軸承座2-1和驅動裝置的外殼2-2固定連接固定架3；鏡架1頂部的前後兩側對稱設置有若干調節支撐杆4，平面反射鏡5放置在所有調節支撐杆4的頂部，調節支撐杆4用於支撐平面反射鏡5使平面反射鏡5兩側始終處於同一平面，每一連接杆6的一端固定連接一用於固定平面反射鏡5的支撐板7，每一連接杆6的另一端穿過鏡架1底部並活動穿設彈簧8，彈簧8的一端通過鏡架1限位，彈簧8的另一端通過緊固螺母9限位，每一連接杆6的底部均固定設置一滾珠10，使用時，每一滾珠10放置在一曲線調節底架11的頂部，通過滾珠10與曲線調節底架11之間的滾動壓縮彈簧8進而改變平面反射鏡5的曲率，另外，所有曲線調節底架11均可以通過固定架3進行支撐固定，固定架3可以採用任何形式，在此不再贅述。

在一個優選的實施例中，鏡架1包括若干倒三角鏡框1-1、兩頂部連接管1-2和一底部連接管1-3，所有倒三角鏡框1-1縱向間隔平行設置，所有倒三角鏡框1-1的兩側分別固定連接一頂部連接管1-2，兩頂部連接管1-2上對稱設置有若干用於穿設固定調節支撐杆4的通孔1-4；每一倒三角鏡框1-1均包括兩斜杆1-1-1和一橫杆1-1-2，兩斜杆1-1-1的一端通過底部連接管1-3固定連接，兩斜杆1-1-1的另一端分別固定連接橫杆1-1-2的兩端，底部連接管1-3上還間隔設置有與連接杆6數量相同且用於供連接杆6穿過的貫穿孔1-1-3。

在一個優選的實施例中，每一曲線調節底架11均包括一凸輪曲線槽11-1和一固定座11-2，滾珠10放置在凸輪曲線槽11-1的頂部，凸輪曲線槽11-1的下部活動連接固定座11-2，凸輪曲線槽11-1可以在固定座11-2上橫向或縱向移動，固定座11-2的底部固定連接固定架3，凸輪曲線槽11-1的曲線根據實際所需對平面反射鏡5調節的曲率進行確定。

下面通過具體實施例詳細說明本實用新型的太陽能線性菲涅爾反射鏡隨動調節方法：

1)通過緊固螺母9壓縮彈簧8帶動連接杆6對平面反射鏡5的初始曲率進行調節，平面反射鏡5的曲率可以通過現行的弦高測量裝置進行測量；

2)根據平面反射鏡5的隨動曲率調節需求，通過凸輪曲線槽11-1與固定座11-2之間的滑動調整曲線調節底架11與平面反射鏡5的位置關係，並將凸輪曲線槽11-1固定在固定座11-2上。

3)通過現有的控制系統控制驅動裝置使平面反射鏡5按照太陽光入射角度進行相應轉動，同時，通過連接杆6帶動滾珠10在凸輪曲線槽11-1上滾動，由於滾珠10與凸輪曲線槽11-1之間的滾動改變彈簧8的形變量，使平面反射鏡5在彈簧8彈力的作用下通過連接杆6完成對平面反射鏡5曲率的隨動調節。

上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式和製作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。