一种定日镜镜架的制作方法

本发明属于塔式太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种定日镜镜架。

背景技术：

塔式太阳能热发电是采用大量的定向反射镜(定日镜)将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器(接受器)上。由于在一天之内太阳的方位在不停的变化，则相对应的，定日镜也应跟着太阳方位的变化而变换方位和反射角度，这样才能使反射光线一直射向塔顶的中央热交换器而不发生光线的偏移，这就是定日镜的追日运动。在追日运动过程中，反射镜需要牢靠的固定在追日装置上，并随追日装置转轴的转动而精确的运动。同时反射镜的面型关系着反射光光斑的形状。反射镜的面型越好，照射在中央热交换器上的光斑就越规则，对反射光线的控制越精确，光斑能量越集中，使光斑能量均匀分布在中央热交换器表面。反之，反射镜的面型不规则，则照射在中央热交换器上的光斑会发生变形、发散，不仅难以控制反射光线的运动轨迹，光斑能量分布也会不均匀。

对于定日镜的反射镜，其使用工况是野外，受气候、风沙等因素影响，环境非常恶劣，且要保持长期运动，控制精度要求非常高。则对支撑架的刚性，重量等要求要高，对反射镜的面型越规则，面型曲率控制越准确，其光斑形状就越规则，这就对定日镜的反射镜支撑架的设计发明问题提出很高的要求。

当前，在塔式太阳能发电领域，根据不同定日镜结构和反射镜大小，已有相当多的镜架结构形式。如中国知识产权局授权的专利201220073817.8公开了一种反射镜镜架。该镜架结构是一个圆形管材，并在其上设置若干个支撑梁的结构，由于该镜架的面型是依靠支撑梁的材料精度进行保证，且无法进行调整，因此对零件的加工精度有比较高的要求，而且镜架组装后的整体面型曲率无法得到精确控制。

中国专利局公布的申请号为200710179308.7、名称为一种定日镜支撑装置，它包括立柱、支撑装置主体和反射面单元支撑载体，支撑装置主体包括固定件、支撑框架和传动系统联接板，支撑装置主体和立柱之间由定日镜的传动系统联结，反射面单元支撑载体通过单点支撑形式安装在支撑装置主体的固定件上，每个固定件的中心轴线与相应的发射面单元支撑载体所支撑的反射面单元中心点处的法线重合，使安装反射面支撑载体时有较为精确的安装基准或参考位置，支撑载体的粘贴曲面与反射面面型一致，并由机加工方法形成，可提高曲面的面型精度。但是，该专利的支撑装置主体为桁架结构，结构复杂,用钢量大成本较高，且面型调整工序时间较长。

从当前现有应用在太阳能热发电的反射镜的支撑架来看，有些体积偏大，结构复杂，有些镜架加工工艺要求高，加工制造难度高，均难于在实际工况下运行。现有的塔式太阳能热发电系统存在以下弊端：

第一，反射镜面型难于调整；

第二，反射镜支撑架重量过重，结构复杂，成本高。

技术实现要素：

本发明的技术目的是提供一种定日镜镜架，具有定日镜面型易调整、反射光斑尺寸均匀、结构简单、重量轻、易维护的技术特点。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种定日镜镜架，包括：中间轴、多个支撑架；

所述中间轴套设有第一连接件、第二连接件，所述中间轴在所述第一连接件两端套设有调节螺母，所述中间轴在所述第二连接件与所述第一连接件之间且靠近所述第二连接件的一侧套设有固定螺母，所述调节螺母和所述固定螺母均与所述中间轴螺纹连接，其中，所述调节螺母用于所述第一连接件所在所述中间轴的位置的调节与锁紧，所述固定螺母用于所述第二连接件所在所述中间轴的位置的锁紧；

每个所述支撑架用于支撑固定一面定日镜，所述支撑架包括支撑梁、纵梁、横梁、连接块，所述支撑梁的一端与所述第一连接件铰链连接，所述支撑梁的另一端与所述连接块的一端铰链连接，所述纵梁的一端与所述第二连接件铰链连接，所述纵梁沿所述纵梁的长轴方向设有贯穿所述纵梁两侧的腰形孔，所述连接块的另一端设有锁紧件和固定孔，所述锁紧件分别贯穿所述固定孔和所述腰形孔，以连接所述连接块和所述纵梁，所述连接块沿所述腰形孔的长轴方向滑动，所述锁紧件用于所述连接块与所述纵梁的相对位置的锁紧；

所述纵梁上固定有多个所述横梁，所述横梁设有安装孔，所述安装孔用于与所述定日镜固定连接；其中，

调节所述第一连接件与所述中间轴的相对位置、调节所述连接块与所述纵梁的相对位置，以实现所述定日镜的镜面面型调整。

根据本发明一实施例，所述第一连接件和所述第二连接件分别固定有多个凹型结构的铰链块，所述铰链块包括凹型槽和螺钉销，所述螺钉稍贯穿所述纵梁或者所述支撑梁的一端且分别与所述凹型槽两侧的铰链孔连接，以形成铰链结构。

根据本发明一实施例，所述中间轴在远离所述定日镜的一端设有连接孔，所述连接孔用于与所述定日镜的传动部件连接，以实现整个所述定日镜镜架的方位旋转。

根据本发明一实施例，所述横梁与所述纵梁互相垂直且所述横梁的两端关于所述纵梁对称。

根据本发明一实施例，多个所述支撑架以所述中间轴为中心呈圆周均匀分布。

根据本发明一实施例，所述定日镜呈扇形或三角形，其中，所述定日镜的每个角设置为倒角。

根据本发明一实施例，相邻的所述支撑架固定的所述定日镜之间的侧边间距尺寸大于2倍的所述定日镜的厚度尺寸。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明中间轴连接多个支撑架，每一支撑架可以固定一面定日镜，通过改变第一连接件与中间轴的相对位置，从而改变定日镜中心线与中间轴中轴线之间的夹角，实现定日镜的面型调整，通过改变连接块与纵梁的相对位置，从而改变纵梁和支撑梁之间的夹角，实现定日镜的面型微调，达到了定日镜面型易调整、反射光斑尺寸均匀的技术效果，此外，每一支撑架固定一面定日镜，简化了每一定日镜的支撑结构，每一定日镜易拆卸易安装，达到了结构简单、重量轻、易维护的技术效果。

附图说明

图1为本发明的一种定日镜镜架的整体结构示意图；

图2为本发明的一种定日镜镜架与追日传动装置连接的结构示意图；

图3为本发明的一种定日镜镜架的中间轴部分的局部视图a；

图4为本发明的一种定日镜镜架的支撑架部分的局部视图b；

图5为本发明的一种定日镜镜架的附视图；

图6为本发明的一种定日镜镜架的正视图；

图7为本发明的一种定日镜镜架的正向局部视图。

附图标记说明：

1：定日镜；2：支撑架；211：纵梁；212：连接块；213：支撑梁；214：螺钉销；215：横梁；3：中间轴；41：第一连接件；42：第二连接件；51：调节螺母；52：固定螺母。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种定日镜镜架作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1，本实施例提供一种定日镜镜架，包括：中间轴3、多个支撑架2；

中间轴3套设有第一连接件41、第二连接件42，中间轴3在第一连接件41两端套设有调节螺母51，中间轴3在第二连接件42与第一连接件41之间且靠近第二连接件42的一侧套设有固定螺母52，调节螺母51和固定螺母52均与中间轴3螺纹连接，其中，调节螺母51用于第一连接件41所在中间轴3的位置的调节与锁紧，固定螺母52用于第二连接件42所在中间轴3的位置的锁紧；

每个支撑架2用于支撑固定一面定日镜1，支撑架2包括支撑梁213、纵梁211、横梁215、连接块212，支撑梁213的一端与第一连接件41铰链连接，支撑梁213的另一端与连接块212的一端铰链连接，纵梁211的一端与第二连接件42铰链连接，纵梁211沿纵梁211的长轴方向设有贯穿纵梁211两侧的腰形孔，连接块212的另一端设有锁紧件和固定孔，锁紧件分别贯穿固定孔和腰形孔，以连接连接块212和纵梁211，连接块212沿腰形孔的长轴方向滑动，锁紧件用于连接块212与纵梁211的相对位置的锁紧；

纵梁211上固定有多个横梁215，横梁215设有安装孔，安装孔用于与定日镜1固定连接；其中，

调节第一连接件41与中间轴3的相对位置、调节连接块212与纵梁211的相对位置，以实现定日镜1的镜面面型调整。

现详细对本实施例进行说明：

较优地，参看图1-2,本实施例的中间轴3在远离定日镜1的一端设有连接孔，连接孔用于与定日镜1的传动部件连接，以实现整个定日镜镜架的方位旋转。具体地，参看图2，本实施例的定日镜镜架安装于立柱上，通过各传动部件组合成一套具有追日功能的定日镜1，连接孔起连接作用，如推杆连接，中间轴3位于定日镜镜架的中心位置，其总体为一个圆柱形构件，中间轴3用于传递扭矩。

具体地，每个支撑架2固定一面定日镜1，较优地，本实施例的支撑架2数量至少有5个，以达到了支撑架2的合理承载。

具体地，本实施例每个支撑架2包括一个纵梁211、一个支撑梁213、若干横梁215，一个连接块212。参看图5，纵梁211上表面设置有若干个横梁215，横梁215长度各不相同，其方向垂直于纵梁211长度方向设置，并且横梁215两端与纵梁211中心线对称。横梁215上设置有安装孔，用于和定日镜1进行安装连接。参看图3和图4，纵梁211的一端设置有两侧贯穿的铰接孔，在靠近其另一端的位置有两侧贯穿的腰形孔。参看图3，支撑梁213两端各设置有一个贯穿的铰接孔。参看图4，连接块212其形状为上下两个“凹”型，在上下“凹”型结构的侧面各设置有一个贯穿的铰接孔。纵梁211、支撑梁213分别容置于连接块212的上下“凹”型槽内，并通过螺钉销214分别与纵梁211的腰形孔，以及支撑梁213的铰接孔进行连接，连接块212安装位置可在纵梁211的腰形孔长度范围内进行调节，各螺钉销214在锁紧前可在铰接孔内自由转动。

具体地，参看图3，本实施例的第一连接件41和第二连接件42分别固定有多个凹型结构的铰链块，铰链块包括凹型槽和螺钉销214，螺钉稍贯穿纵梁211或者支撑梁213的一端且分别与凹型槽两侧的铰链孔连接，以形成铰链结构。第一连接件41、第二连接件42套设于中间轴3上，第一连接件41和第二连接件42上设置有多个“凹”型结构，“凹”结构数量与纵梁211、支撑梁213数量一致，在“凹”型侧面设置有贯穿两侧的铰接孔，支撑梁213、纵梁211的一端容置于该连接件的“凹”型槽内，并通过螺钉销214与铰接孔进行连接。

具体地，参看图3和图7，本实施例的中间轴3外螺纹上设置有调节螺母51和固定螺母52，调节螺母51设置于第一连接件41的上下两侧，第一连接件41位置随调节螺母51上下移动，固定螺母52设于第二连接件42与第一连接件41之间且靠近第二连接件42的一端，用于第二连接件42的单方向位置固定。

较优地，参看图5，本实施例的多个支撑架2以中间轴3为中心呈圆周均匀分布。

较优地，参看图5，本实施例的定日镜1呈扇形或三角形，其中，定日镜1的每个角设置为倒角。

具体地，参看图5，本实施例的定日镜镜架形似花瓣结构，该镜架结构简单、重量轻，并具有精确快速调整反射镜面型的功能。

较优地，参看图5，本实施例的相邻的支撑架2固定的定日镜1之间的侧边间距尺寸大于2倍的定日镜1的厚度尺寸。

本实施例件相邻定日镜之间的侧边间距控制在大于2倍的定日镜的厚度，保证了在镜面调整过程中的定日镜与定日镜之间的碰撞，以及避免了工艺误差造成的定日镜之间相碰撞。

具体地，参看图6，支撑架2与第一连接件41、第二连接件42形成一个三角形铰链结构，的每个支撑架2的纵梁211、支撑梁213可通过调节螺母51位置的上下调节同步进行角度调整，继而改变定日镜1中心线与中间轴3中轴线之间的夹角，进而达到定日镜镜架的面型调整。

具体地，参看图6，多个支撑架2与第一连接件41、第二连接件42形成的三角形铰链结构之间为相互独立的。当调节螺母51锁紧固定后，第一连接件41的位置就被固定无法移动，连接块212可在纵梁211的腰形槽长度范围内进行位置调节，继而带动纵梁211、支撑梁213的角度的调整，达到定日镜镜架的面型微调。

具体地，本实施例类似花瓣式结构的定日镜镜架的面型调整是通过调整定日镜1与中间轴3夹角而实现，夹角调整范围在-5～10度之间。

现结合定日镜镜架面型的调整方法对本实施例进行说明：

花瓣式定日镜镜架组装完成后，先不锁紧支撑架2上的螺钉销214，使纵梁211、支撑梁213处于浮动状态，用扳手拧动调节螺母51，使第一连接件41随着调节螺母51在中间轴3上进行上下移动，并同时带动纵梁211、支撑梁213角度变化。当镜架面型初步调整完成后，锁紧调节螺母51，使第一连接件41位置固定。检测面型曲率是否满足要求。若发现其中有反射镜角度偏差较大的，再进行单个面型调整。这时纵梁211、支撑梁213的螺钉销214还未锁紧，因此可手工调节单个纵梁211，使纵梁211角度轻微变化，达到反射镜面型要求。

本实施例的中间轴3连接多个支撑架2，每一支撑架2可以固定一面定日镜1，通过改变第一连接件41与中间轴3的相对位置，从而改变定日镜1中心线与中间轴3中轴线之间的夹角，实现定日镜1的面型调整，通过改变连接块212与纵梁211的相对位置，从而改变纵梁211和支撑梁213之间的夹角，实现定日镜1的面型微调，达到了定日镜1面型易调整、反射光斑尺寸均匀的技术效果，此外，每一支撑架2固定一面定日镜1，简化了每一定日镜1的支撑结构，每一定日镜1易拆卸易安装，达到了结构简单、重量轻、易维护的技术效果。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。