專利名稱：一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能光熱轉(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 陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
極軸式太陽能自動(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 太陽時(shí)角，再通過調(diào)整俯仰角跟蹤太陽赤緯角，進(jìn)而完成二維跟蹤。因太陽赤緯的變化甚 微，常規(guī)的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是通過定期調(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 本過高?，F(xiàn)行極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)普遍存在以下三個(gè)方面
一、現(xiàn)行的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，由于太陽能接收器(中間的聚焦管線)固定在 拋物面反射鏡上，太陽能接收器會(huì)隨著拋物面反射鏡一起運(yùn)動(dòng)，無法實(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，因此采用拋物面反光鏡的極軸式太陽能自動(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”，存在著球面 像差，這就使得槽式圓柱面反射鏡的最大的開口寬度受到了限制。三、極軸式太陽能自動(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優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明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 價(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。本發(fā)明的目的是這樣實(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)；“U”形且讓斜桿穿過的真空集熱器座架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一玻 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?，以保證真空集熱器與地面的夾角為當(dāng) 地的緯度Φ。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2ΧΗ，其中 H>rXtagQ，S*r為入射光線位于含有主光軸和焦線的平面內(nèi)，圓柱面反射鏡到轉(zhuǎn)動(dòng)軸 中心線的距離，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。驅(qū)動(dòng)裝置為伺服馬達(dá)、減速機(jī)或電液推動(dòng)桿中的一種，平衡錘為金屬塊或石塊中 的一種，用以平衡槽式圓柱面反射鏡及活動(dòng)托架在運(yùn)行中的重量，以減輕驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)荷。本發(fā)明的工作原理是1、采用槽式圓柱面反射鏡，以真空集熱器作為固定的極軸， 通過驅(qū)動(dòng)裝置使槽式圓柱面反光鏡圍繞真空集熱器旋轉(zhuǎn)，做一維跟蹤太陽時(shí)角，解決了槽 式圓柱面反射鏡替代槽式拋物面反光鏡問題。2、由于單軸跟蹤型只要求入射光線位于含有 主光軸和焦線的平面就行，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造和維修，因此本發(fā)明是通過增加真空集熱 器長(zhǎng)度(使槽式圓柱面反光鏡的高度小于真空集熱管的長(zhǎng)度)的方法來將二維跟蹤簡(jiǎn)化為 一維跟蹤的，真空集熱器的長(zhǎng)度比反射鏡的高度至少長(zhǎng)出數(shù)值2ΧΗ。加長(zhǎng)真空集熱器的目 的是為了在赤緯角變化的范圍內(nèi)，真空集熱器具有足夠的長(zhǎng)度能夠接收到槽式圓柱面反光 鏡的反射光線，解決了因赤緯變化產(chǎn)生的光線漂移問題，進(jìn)而將二維跟蹤簡(jiǎn)化為一維跟蹤。 世界各地都具有相同的赤緯角Ω，它們跟所在地區(qū)無關(guān)，而只跟地球相對(duì)于太陽的位置 即一年中的某月某日有關(guān)，不同的日期，有不同的赤緯角，太陽在遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)的位 置上赤緯角Ω最大(北緯23. 45°和南緯23. 45° )。本發(fā)明又通過將真空集熱器置于槽式圓柱面反射鏡的焦線偏反光鏡方向一側(cè)(焦 線后置技術(shù))，可以讓槽式圓柱面反射鏡在一定的聚光范圍內(nèi)得到一個(gè)擬合的槽式拋物面反射鏡，從而使得槽式圓柱面反射鏡獲得了最大的開口寬度，降低了反射鏡面的制造成本， 優(yōu)化了極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)
經(jīng)平衡錘平衡后，極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的重量基本被平衡了，整個(gè)極軸式太陽 能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)被輕輕一帶就能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣的有益效果是大大減輕了驅(qū)動(dòng)裝置的負(fù)荷，甚 至用一個(gè)伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一根傳動(dòng)桿就可以帶動(dòng)3至5個(gè)極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，降低 了制造成本，減少了發(fā)電系統(tǒng)自身能耗。當(dāng)聚光比要求不高，槽式圓柱面反射鏡至旋轉(zhuǎn)軸之間的距離較近，轉(zhuǎn)動(dòng)的負(fù)荷也 較輕，這時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置得到簡(jiǎn)化，不需要安裝圓弧齒條，只需將蝸輪代替主動(dòng)齒輪直接安裝在 轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下，通過傳動(dòng)桿帶動(dòng)蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)跟蹤器工作。或，傳動(dòng)裝置 采用電液推桿，使活塞桿在導(dǎo)向套內(nèi)前后做直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)反光鏡35轉(zhuǎn)動(dòng)。極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)適用于各種類型的真空集熱器，如專利號(hào)為 201010298493. 3的《一種太陽能中、高溫集熱與換熱裝置》、熱管式集熱器、內(nèi)插U型管的全 玻璃真空集熱器以及直通式金屬一玻璃真空集熱管。由于實(shí)現(xiàn)了固定真空集熱器的跟蹤， 也就意味著可以固定輸送熱量的管道，進(jìn)而為各種中、高溫應(yīng)用提供便利。因此，本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、可以實(shí)現(xiàn)固定目標(biāo)下的跟蹤，克服了現(xiàn)有槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)固定目標(biāo) 下的跟蹤問題，同時(shí)可以固定輸送熱量的管路，使輸送熱量子系統(tǒng)可以承受較高壓力，為各 種太陽能中、高溫應(yīng)用提供了 一種新的運(yùn)行模式。2、槽式圓柱面反射鏡依照不同的用途，可以做成2米X3米或3米X4米的單體， 使得極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)重量大大減輕，抗風(fēng)性能大大增強(qiáng)。3、采用焦線后置技術(shù)，使得槽式圓柱面反射鏡獲得了更大的開口寬度，提高了系 統(tǒng)的聚光比，降低了鏡面的制造成本，優(yōu)化了極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。4、綜合采用了平衡錘技術(shù)、邊輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使得機(jī)構(gòu)對(duì)日跟蹤的精度最高，負(fù)荷最 小，將眾多的槽式圓柱面反射鏡串并聯(lián)成聚光集熱器陣列時(shí)，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以帶動(dòng)更多 的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。所以新型極軸式一維跟蹤方式的制造成本最小、運(yùn)行更穩(wěn) 定，具有極高的性價(jià)比、容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。


圖1為實(shí)施例1的正視圖； 圖2為圖1的俯視圖3為實(shí)施例1的剖視圖； 圖4為圖3中A區(qū)域的放大剖視圖； 圖5為圖3中B區(qū)域的放大剖視圖； 圖6為圖1的立體結(jié)構(gòu)示意圖7為實(shí)施例1中的真空集熱器的長(zhǎng)度與槽式圓柱面反射鏡的高度關(guān)系圖； 圖8為實(shí)施例1中的焦線后置關(guān)系圖； 圖9為實(shí)施例2的正視圖； 圖10為實(shí)施例3的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1
一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括支撐柱1、兩根立柱20、傳 動(dòng)裝置12和驅(qū)動(dòng)裝置13，支撐柱1和兩根立柱20的底端均通過螺栓30固定在地面31上， 在支撐柱1的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套2，活動(dòng)托架7由連為一體的橫桿6、斜桿9和右金 屬支腳架10構(gòu)成，橫桿6與斜桿9成鈍角，右金屬支腳架10固定在斜桿的下端，平衡錘拉 索5的上端固定在橫桿6的右端，平衡錘拉索5的下端安裝有平衡錘4 ；
在斜桿9的頂端右邊固定有圓柱形的轉(zhuǎn)動(dòng)軸3，轉(zhuǎn)動(dòng)軸3的右端插入支撐柱上的自潤(rùn) 滑軸承套2內(nèi)；“U”形且讓斜桿9穿過的真空集熱器座架8的右板32固定在支撐柱1上， 在真空集熱器座架8的左板23上固定有下定位環(huán)25，在真空集熱器座架8上還設(shè)有一個(gè)用 于安裝直通式金屬一玻璃真空集熱管的輸液管路的管道孔36 ；真空集熱器支撐橫板M橫 架在兩根立柱20之間，在真空集熱器支撐橫板M的中間加工有一個(gè)通心軸34，真空集熱器 22的右端固定在下固定環(huán)25上，真空集熱器22的左端穿過通心軸34，并被固定在通心軸 ；34下面的上固定環(huán)37上；
圓弧形的反射鏡框17由圓弧形的上肋板27、中肋板觀、下肋板四、上側(cè)板33、下側(cè)板 26和若干個(gè)金屬支桿16組成，各金屬支桿16貫穿上肋板27、中肋板觀、下肋板四后，向右 延伸形成右金屬支腳18，右金屬支腳18固定在右金屬支腳架10上，且位于中間的一根金屬 支桿16還向左延伸形成左金屬支桿19，在左金屬支桿19的左端固定有旋轉(zhuǎn)柄21，在旋轉(zhuǎn) 柄21的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套38，在反射鏡框17內(nèi)安裝有槽式圓柱面反射鏡35。所述傳動(dòng)裝置12由圓弧齒輪11和主動(dòng)齒輪15組成，圓弧齒輪11安裝在斜桿9的 底端左邊，主動(dòng)齒輪15安裝在驅(qū)動(dòng)裝置13的輸出軸14上，主動(dòng)齒輪15與圓弧齒輪11嚙
口 O支撐柱1與斜桿9構(gòu)成的夾角為當(dāng)?shù)氐木暥圈?，以保證真空集熱器22與地面的夾 角為當(dāng)?shù)氐木暥圈怠Ｕ婵占療崞?2的長(zhǎng)度Ll比槽式圓柱面反射鏡35的長(zhǎng)度L2至少長(zhǎng)出數(shù)值2ΧΗ， 其中H > rXtagQ，式中r為入射光線位于含有主光軸和焦線的平面內(nèi)的圓柱面反射鏡35 到轉(zhuǎn)動(dòng)軸3中心線的距離，Ω為最大赤緯角。真空集熱器22放置于槽式圓柱面反射鏡35的焦線偏槽式圓柱面反射鏡35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35的上表面鍍有強(qiáng)反射層。驅(qū)動(dòng)裝置13為伺服馬達(dá)，平衡錘4為金屬塊，用以平衡槽式圓柱面反射鏡35及活 動(dòng)托架7在運(yùn)行中的重量，以減輕驅(qū)動(dòng)裝置13的負(fù)荷。焦線后置技術(shù)通常，真空集熱器22是置于槽式圓柱面反射鏡35焦線位置上的， 其理論焦點(diǎn)用數(shù)學(xué)式表達(dá)為f=R/2。R圓柱面反射鏡35的半徑。但由于槽式圓柱面反射 鏡35的應(yīng)用基礎(chǔ)是光學(xué)理論中的“傍軸光線”，存在著球面象差現(xiàn)象，當(dāng)想獲得較大的入射 光線的開口寬度B時(shí)，光線不能全部聚合在焦線上。因此，本發(fā)明中特別將真空集熱器22 置于焦線偏槽式圓柱面反射鏡35 —側(cè)，使得槽式圓柱面反射鏡35在一定的入射光線的開 口寬度G范圍內(nèi)得到一個(gè)擬合的槽式拋物面反射鏡。如圖8所示，本發(fā)明中的真空集熱器
722的軸心點(diǎn)并不位于圓柱面反光鏡的焦點(diǎn)F上，而是離圓弧的焦點(diǎn)F有一小段距離a，焦線 后置技術(shù)在圖8上所反應(yīng)的關(guān)系為C點(diǎn)為圓弧線的圓心，V點(diǎn)為圓弧線的中心點(diǎn)，CV為圓 弧線的光軸，真空集熱器22的中心位置在光軸上距V點(diǎn)的距離為d，真空集熱器的中心位 置d可用公式表達(dá)為d = f — a，其中a = x%Xf, a為真空集熱器22軸心至焦點(diǎn)的距離， f為槽式圓柱面反射鏡35的理論焦距，χ為偏置量系數(shù)，在聚光比為20至80的范圍內(nèi)，χ 的取值為12至3。通過將焦線后置，槽式圓柱面反射鏡35在一定范圍內(nèi)克服了“球面像差”現(xiàn)象，使 槽式圓柱面反射鏡35獲得了較大的入射光線的開口寬度B (el和e2為入射光，R為反光 鏡半徑)，這項(xiàng)技術(shù)有利于縮小機(jī)構(gòu)的空間體積，優(yōu)化了極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。實(shí)施例2
實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于 所述傳動(dòng)裝置12由蝸桿40和蝸輪41組成，蝸輪41安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸3的左端，與蝸輪41 嚙合的蝸桿40通過輸出軸連接器與驅(qū)動(dòng)裝置13的輸出軸14固定連接，驅(qū)動(dòng)裝置13固定 在托板39上，在驅(qū)動(dòng)裝置13的驅(qū)動(dòng)下，通過帶動(dòng)蝸桿40、蝸輪41驅(qū)動(dòng)跟蹤器工作。驅(qū)動(dòng)裝置13為步進(jìn)馬達(dá)。平衡錘4為石塊。實(shí)施例3
實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于 所述傳動(dòng)裝置12由活塞桿42和導(dǎo)向套43組成，驅(qū)動(dòng)裝置13固定在托板39上，在驅(qū) 動(dòng)裝置13的驅(qū)動(dòng)下，使導(dǎo)向套43內(nèi)的液壓缸產(chǎn)生壓力，壓力使活塞桿42在導(dǎo)向套43內(nèi)前 后做直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)槽式圓柱面反射鏡35轉(zhuǎn)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)裝置13是步進(jìn)馬達(dá)，步進(jìn)馬達(dá)、活塞桿42和導(dǎo)向套43共同構(gòu)成電液推 桿，平衡錘4為金屬塊。上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明構(gòu)思 和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明申 請(qǐng)的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所做的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本 發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，包括支撐柱(1)、兩根立柱 (20)、傳動(dòng)裝置(12)和驅(qū)動(dòng)裝置(13)，支撐柱(1)和兩根立柱(20)的底端均通過螺栓(30) 固定在地面(31)上，在支撐柱(1)的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套(2)，活動(dòng)托架(7)由連為一 體的橫桿(6)、斜桿(9)和右金屬支腳架(10)構(gòu)成，橫桿(6)與斜桿(9)成鈍角，右金屬支腳 架(10)固定在斜桿的下端，平衡錘拉索(5)的上端固定在橫桿(6)的右端，平衡錘拉索(5) 的下端安裝有平衡錘(4);在斜桿(9)的頂端右邊固定有圓柱形的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)的右端插入支撐柱上的 自潤(rùn)滑軸承套(2)內(nèi)；“U”形且讓斜桿(9)穿過的真空集熱器座架(8)的右板(32)固定在 支撐柱(1)上，在真空集熱器座架(8)的左板(23)上固定有下定位環(huán)(25)，在真空集熱器 座架(8 )上還設(shè)有一個(gè)用于安裝直通式金屬一玻璃真空集熱管的輸液管路的管道孔(36 )； 真空集熱器支撐橫板(24 )橫架在兩根立柱(20 )之間，在真空集熱器支撐橫板(24 )的中間 加工有一個(gè)通心軸(34)，真空集熱器(22)的右端固定在下固定環(huán)(25)上，真空集熱器(22) 的左端穿過通心軸(34)，并被固定在通心軸(34)下面的上固定環(huán)(37)上；圓弧形的反射鏡框(17)由圓弧形的上肋板(27)、中肋板(28)、下肋板(29)、上側(cè)板 (33)、下側(cè)板(26)和若干個(gè)金屬支桿(16)組成，各金屬支桿(16)貫穿上肋板(27)、中肋板 (觀)、下肋板(29)后，向右延伸形成右金屬支腳(18)，右金屬支腳(18)固定在右金屬支腳 架(10)上，且位于中間的一根金屬支桿(16)還向左延伸形成左金屬支桿(19)，在左金屬支 桿(19)的左端固定有旋轉(zhuǎn)柄(21)，在旋轉(zhuǎn)柄(21)的頂端安裝有自潤(rùn)滑軸承套(38)，在反射 鏡框(17)內(nèi)安裝有槽式圓柱面反射鏡(35)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳動(dòng)裝置(12)由 圓弧齒輪(11)和主動(dòng)齒輪(15)組成，圓弧齒輪(11)安裝在斜桿(9)的底端左邊，主動(dòng)齒輪 (15)安裝在驅(qū)動(dòng)裝置(13)的輸出軸(14)上，主動(dòng)齒輪(15)與圓弧齒輪(11)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳動(dòng)裝置(12)由 蝸桿(40)和蝸輪(41)組成，蝸輪(41)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)的左端，與蝸輪(41)嚙合的蝸桿 (40)通過輸出軸連接器與驅(qū)動(dòng)裝置(13)的輸出軸(14)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于所述傳動(dòng)裝置(12)由 活塞桿(42 )和導(dǎo)向套(43 )組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于支撐柱(1)與 斜桿(9)構(gòu)成的夾角為當(dāng)?shù)氐木暥圈?，以保證真空集熱器(22)與地面的夾角為當(dāng)?shù)氐木暥?Φ。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于真空集熱器(22)的長(zhǎng) 度Ll比槽式圓柱面反射鏡(35)的長(zhǎng)度L2至少長(zhǎng)出數(shù)值2XH，其中H彡rXtagQ，式中r 為入射光線位于含有主光軸和焦線的平面內(nèi)的圓柱面反射鏡(35)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸(3)中心線的 距離，Ω為最大赤緯角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于真空集熱器(22)放置 于槽式圓柱面反射鏡(35)的焦線偏槽式圓柱面反射鏡(35)方向一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于在由鋼化玻璃或反光 鋁板制成的槽式圓柱面反射鏡(35)的上表面鍍有強(qiáng)反射層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于真空集熱器的中心位置d可用公式表達(dá)為d = f — a，其中a = x%Xf, a為真空集熱器(22)軸心至焦點(diǎn)的距 離，f為槽式圓柱面反射鏡(35)的理論焦距，χ為偏置量系數(shù)，在聚光比為20至80的范圍 內(nèi)，χ的取值為12至3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，其特征在于驅(qū)動(dòng)裝置(13)為伺服 馬達(dá)、減速機(jī)或電液推動(dòng)桿中的一種，平衡錘(4)為金屬塊或石塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種給真空集熱器加熱的極軸式太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，它包括支撐柱、兩根立柱、反光鏡、傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，特征是反光鏡的活動(dòng)托架由連為一體的橫桿、斜桿和右金屬支腳架構(gòu)成，反光鏡框通過若干金屬支桿與活動(dòng)托架聯(lián)接在一起，在反射鏡框內(nèi)安裝有槽式圓柱面反射鏡，活動(dòng)托架上裝配有一圓柱型轉(zhuǎn)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸插入支撐柱上的自潤(rùn)滑軸承套內(nèi)；與轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸的真空集熱器安裝在上、下固定環(huán)之間。本發(fā)明具有運(yùn)行更穩(wěn)定、減輕重量、增強(qiáng)抗風(fēng)性能、具有極高的性價(jià)比、容易實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)，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)的聚光比，降低了鏡面的制造成本。
文檔編號(hào)F24J2/14GK102062480SQ20101057609
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者吳昊, 吳艷頻 申請(qǐng)人:吳昊, 吳艷頻