一種基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種在保證槽式太陽(yáng)能聚光器彎矩剛度和扭矩剛度的前提下減少聚光器重量并降低投資成本的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器。
【背景技術(shù)】
[0002]槽式太陽(yáng)能聚光器是槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的重要部件，由拋物面反光鏡、支架結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置等組成。多個(gè)聚光器單元串聯(lián)或并聯(lián)組裝，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模太陽(yáng)能利用。在槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中，聚光器約占系統(tǒng)總成本的30%，降低聚光器成本的有效方式之一是減少結(jié)構(gòu)用鋼量。然而減少聚光器重量會(huì)弱化其剛度，由于風(fēng)載荷和重力載荷的作用，其變形量增加，從而影響聚光器效率。采用合理的聚光器結(jié)構(gòu)可增加系統(tǒng)剛度和強(qiáng)度，減小反射鏡面變形，提高聚光效率，同時(shí)可減小控制系統(tǒng)難度，提高跟蹤精度，并合理控制系統(tǒng)成本。現(xiàn)有的槽式太陽(yáng)能聚光器的結(jié)構(gòu)主要分為兩種。一種是扭矩管式槽式太陽(yáng)能聚光器，即其支撐結(jié)構(gòu)采用扭矩管，用來(lái)傳遞扭矩和支撐反光鏡，這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)和安裝成本較高。另外一種是扭矩盒式槽式太陽(yáng)能聚光器，采用矩形扭矩盒支撐結(jié)構(gòu)，扭矩盒兩側(cè)安裝了用于固定拋物面反光鏡的支撐臂，該空間桁架結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝和固定，簡(jiǎn)化了加工過(guò)程，降低了加工成本，相比扭矩管式槽式太陽(yáng)能聚光器，具有良好的扭矩剛度和彎曲剛度。盡管槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛，但其投資成本仍高居不下。
[0003]因此合理地設(shè)計(jì)槽式太陽(yáng)能聚光器結(jié)構(gòu)以降低系統(tǒng)成本并提高聚光效率仍顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的扭矩盒式槽式太陽(yáng)能聚光器存在的問(wèn)題，提供一種能夠提高聚光精度、降低系統(tǒng)重量并易于安裝的具有變截面梁結(jié)構(gòu)的扭矩盒式基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案解決的:
一種基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，包括矩形空間桁架、懸臂梁和反射鏡組，其特征在于:采用變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架的兩端面分別通過(guò)螺栓與半圓形連接框固定相連，半圓形連接框活動(dòng)安裝在支撐體上且半圓形連接框能夠相對(duì)于其下方的支撐體轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的半圓形連接框通過(guò)端板和銷(xiāo)輪固定相連，銷(xiāo)輪與半圓形連接框同心安裝且銷(xiāo)輪的外側(cè)設(shè)有與其嚙合相連的外齒輪，當(dāng)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，與外齒輪嚙合的銷(xiāo)輪繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框轉(zhuǎn)動(dòng)使得該聚光器能夠跟蹤太陽(yáng)。
[0006]所述的懸臂梁對(duì)稱(chēng)安裝在矩形空間桁架的兩側(cè)，且反射鏡組通過(guò)鏡面支撐載體與懸臂梁進(jìn)行連接；通過(guò)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪旋轉(zhuǎn)使得銷(xiāo)輪繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框轉(zhuǎn)動(dòng)使得反射鏡組能夠跟蹤太陽(yáng)。
[0007]所述的支撐體上設(shè)有半圓形滑軌，使得半圓形連接框通過(guò)滾子與半圓形滑軌形成滾動(dòng)軸承式的轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)。
[0008]所述滾子的的形狀為圓柱形。
[0009]所述矩形空間桁架的梁截面尺寸由兩端向中心逐漸減小。
[0010]所述的矩形空間桁架和懸臂梁分別采用不同截面尺寸的型鋼焊接而成。
[0011]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明通過(guò)采用半圓形連接框、半圓形滑軌、滾子、端板、銷(xiāo)輪、外齒輪和外部電機(jī)組成的太陽(yáng)能聚光器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，使得變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架上的反射鏡面能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的聚光跟蹤；上述結(jié)構(gòu)在提高聚光器聚光精度的同時(shí)，降低了系統(tǒng)控制的難度并減小了系統(tǒng)的建設(shè)成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝調(diào)試方便和易于控制的特點(diǎn)，適宜推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的扭矩盒矩形空間桁架示意圖；
附圖3為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的懸臂梁結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的支撐轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖5為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6為本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光器的變截面矩形空間桁架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1 一矩形空間桁架；2—懸臂梁；3—半圓形連接框；4一支撐體；5—半圓形滑軌；6—滾子；7—鏡面支撐載體；8—反射鏡組；9一端板；10—銷(xiāo)輪；11一外齒輪。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]如圖1-6所示:一種基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，包括安裝于由型鋼焊接而成的鏡面支撐載體7上的反射鏡面8，反射鏡面8的面型為拋物面型式，且反射鏡面8的面型與鏡面支撐載體7的面型一致以保證反射鏡面8的安裝精度；在鏡面支撐體7的下方與其相焊接的是型鋼懸臂梁2，懸臂梁2對(duì)稱(chēng)安裝于矩形空間桁架I的兩側(cè)，矩形空間桁架I和懸臂梁2分別采用不同截面尺寸的型鋼焊接而成且采用變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架I的梁截面尺寸由兩端向中心逐漸減小，從而形成兩端截面尺寸大，中間截面尺寸小的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器。由圖5可知:矩形空間桁架I的第I段內(nèi)的型鋼截面尺寸大于等于第2段內(nèi)的型鋼截面尺寸，第2段內(nèi)的型鋼截面尺寸大于等于第3段內(nèi)的型鋼截面尺寸，以此類(lèi)推，第8段內(nèi)的型鋼截面尺寸最小。矩形空間桁架I的兩端面分別通過(guò)螺栓與相同的半圓形連接框3固定相連，半圓形連接框3活動(dòng)安裝在支撐體4上且半圓形連接框3能夠相對(duì)于其下方的支撐體4轉(zhuǎn)動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)，在支撐體4上設(shè)有半圓形滑軌5，半圓形連接框3通過(guò)圓柱形的滾子6與半圓形滑軌5形成滾動(dòng)軸承式的轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)使得具有相同圓心的半圓形連接框3和半圓形滑軌5能夠相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)聚光器對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行聚光跟蹤；在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，該半圓形連接框3通過(guò)端板9和銷(xiāo)輪10固定相連，銷(xiāo)輪10與半圓形連接框3同心安裝且銷(xiāo)輪10的外側(cè)設(shè)有與其嚙合相連的外齒輪11，外齒輪11通過(guò)外部電機(jī)帶動(dòng)，當(dāng)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪11旋轉(zhuǎn)時(shí)，與外齒輪11嚙合的銷(xiāo)輪10繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框3轉(zhuǎn)動(dòng)，半圓形連接框3之間的矩形空間桁架I和矩形空間桁架I上的反射鏡面8跟隨半圓形連接框3的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)該聚光器的轉(zhuǎn)動(dòng)以跟蹤太陽(yáng)。
[0016]本發(fā)明通過(guò)采用半圓形連接框3、半圓形滑軌5、滾子6、端板7、銷(xiāo)輪10、外齒輪11和外部電機(jī)組成的太陽(yáng)能聚光器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，使得變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架I上的反射鏡面8能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)太陽(yáng)的聚光跟蹤；上述結(jié)構(gòu)在提高聚光器聚光精度的同時(shí)，降低了系統(tǒng)控制的難度并減小了系統(tǒng)的建設(shè)成本，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、安裝調(diào)試方便和易于控制的特點(diǎn)，適宜推廣使用。
[0017]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，包括矩形空間桁架(1)、懸臂梁(2)和反射鏡組(8)，其特征在于:采用變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架(I)的兩端面分別通過(guò)螺栓與半圓形連接框(3)固定相連，半圓形連接框(3)活動(dòng)安裝在支撐體(4)上且半圓形連接框(3)能夠相對(duì)于其下方的支撐體(4)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的半圓形連接框(3)通過(guò)端板(9)和銷(xiāo)輪(10)固定相連，銷(xiāo)輪(10)與半圓形連接框(3)同心安裝且銷(xiāo)輪(10)的外側(cè)設(shè)有與其嚙合相連的外齒輪(11)，當(dāng)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪(11)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與外齒輪(11)嚙合的銷(xiāo)輪(10)繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框(3)轉(zhuǎn)動(dòng)使得該聚光器能夠跟蹤太陽(yáng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，其特征在于:所述的懸臂梁(2 )對(duì)稱(chēng)安裝在矩形空間桁架(I)的兩側(cè)，且反射鏡組(8 )通過(guò)鏡面支撐載體(7 )與懸臂梁(2)進(jìn)行連接；通過(guò)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪(11)旋轉(zhuǎn)使得銷(xiāo)輪(10)繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框(3)轉(zhuǎn)動(dòng)使得反射鏡組(8)能夠跟蹤太陽(yáng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，其特征在于:所述的支撐體(4)上設(shè)有半圓形滑軌(5)，使得半圓形連接框(3)通過(guò)滾子(6)與半圓形滑軌(5)形成滾動(dòng)軸承式的轉(zhuǎn)動(dòng)連接結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，其特征在于:所述滾子(6)的的形狀為圓柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，其特征在于:所述矩形空間桁架(I)的梁截面尺寸由兩端向中心逐漸減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，其特征在于:所述的矩形空間桁架(I)和懸臂梁(2)分別采用不同截面尺寸的型鋼焊接而成。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于變截面梁的槽式太陽(yáng)能聚光器，包括矩形空間桁架（1）、懸臂梁（2）和反射鏡組（8），采用變截面梁結(jié)構(gòu)的矩形空間桁架（1）的兩端面分別通過(guò)螺栓與半圓形連接框（3）固定相連，半圓形連接框（3）活動(dòng)安裝在支撐體（4）上且能夠相對(duì)于其下方的支撐體（4）轉(zhuǎn)動(dòng)；半圓形連接框（3）通過(guò)端板（9）和銷(xiāo)輪（10）固定相連，銷(xiāo)輪（10）與半圓形連接框（3）同心安裝且銷(xiāo)輪（10）的外側(cè)設(shè)有與其嚙合相連的外齒輪（11），當(dāng)外部電機(jī)帶動(dòng)外齒輪（11）旋轉(zhuǎn)時(shí)，銷(xiāo)輪（10）繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)并進(jìn)而帶動(dòng)半圓形連接框（3）轉(zhuǎn)動(dòng)使得該聚光器能夠跟蹤太陽(yáng)。本發(fā)明易于安裝調(diào)試，聚光效率高且系統(tǒng)成本低，適宜推廣使用。
【IPC分類(lèi)】H02S10-00, F24J2-12, F24J2-38
【公開(kāi)號(hào)】CN104819580
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510238398
【發(fā)明人】楊謀存, 章玲, 伏煒, 張亮
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日